DE10213481A1 - New fungal metabolite, hexacyclinol, useful for producing antiproliferative and immunomodulatory therapeutic agents and for treating cancer - Google Patents
New fungal metabolite, hexacyclinol, useful for producing antiproliferative and immunomodulatory therapeutic agents and for treating cancerInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen neuen Pilzmetaboliten, der von dem Basidiomyceten Panus rudis Fries (Synonym: Lentinus strigosus (Schweiniz)Fries) gebildet wird, die Isolierung der Verbindung der Formel I aus Kulturen dieses Mikroorganismus und die Verwendung von I für die Herstellung von antiproliferativen und immunmodulatorischen Arzneimitteln. The invention relates to a new fungal metabolite derived from the Basidiomycete Panus rudis frieze (synonym: Lentinus strigosus (Schweiniz) frieze) is formed, the isolation the compound of formula I from cultures of this microorganism and the use from I for the production of antiproliferative and immunomodulatory Drugs.
Neben Herz-Kreislauferkrankungen zählen maligne Tumore und Leukämien zu den häufigsten Todesursachen. Die Heilung von Krebserkrankungen bildet nach wie vor ein ungelöstes Problem. Eine Reihe von Wirkstoffen (Anthracycline, Bleomycin, Mitomycin) sowie Synthetika (N-Loste, Inhibitoren des Folatstoffwechsels, Antinucleobasen und -nukleoside) wird für die chemotherapeutische Behandlungen von Krebserkrankungen mit wechselndem Erfolg eingesetzt. Die meisten dieser Medikamente zeichnen sich durch gravierende Nebenwirkungen aus. Daher wird die Suche nach neuen zytostatisch wirksamen Substanzen weltweit mit großer Intensität fortgesetzt, um neue Medikamente mit weniger Nebenwirkungen aufzufinden. Gegenwärtig; ist man auf der Suche nach "sanften" Krebschemotherapeutika, die in wachstumsregulatorische Regulationssysteme der Krebszelle eingreifen. Daher sind Substanzen mit stärker antiproliferativer als zytotoxischer Wirkung von besonderem Interesse, da sie als "Leitstrukturen" für die Entwicklung neuer Kanzerostatika dienen können. Die Suche nach neuen zytostatisch wirksamen Substanzen wird weltweit unvermindert fortgesetzt, um neue Medikamente mit weniger Nebenwirkungen aufzufinden. In addition to cardiovascular diseases, malignant tumors and leukaemias are among them most common causes of death. The cure for cancer continues to conceive unsolved problem. A number of active ingredients (anthracyclines, bleomycin, mitomycin) as well as synthetics (N-mustards, inhibitors of folate metabolism, antinucleobases and -nucleosides) is used for chemotherapy treatments for cancer changing success. Most of these drugs stand out serious side effects. Hence the search for new cytostatic effective substances continued worldwide with great intensity to use new drugs find fewer side effects. Currently; one is looking for "Gentle" cancer chemotherapy drugs that are used in growth regulatory regulatory systems Intervene cancer cell. Therefore, substances with a stronger antiproliferative than cytotoxic effects of particular interest as they act as "lead structures" for development can serve new carcinostatics. The search for new cytostatic effective Substances continue unabated worldwide to new drugs with less Find side effects.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen neuen Wirkstoff mit antiproliferativen und immunmodulatorischen Wirkungen für die Therapie von Krebserkrankungen bereitzustellen. The object of the invention is to provide a new active ingredient with antiproliferative and to provide immunomodulatory effects for the treatment of cancer.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Mikroorganismus aus der Hutpilzgattung Lentinus (Synonym: Panus) in Kultur angezüchtet wird, anschließend die Kulturbrühe und die Biomasse mit organischen Lösemitteln extrahiert werden und der im Extrakt vorhandene neue Wirkstoff I mit der Bezeichnung Hexacyclinol mittels üblicher chromatographischer Verfahren in reiner Form gewonnen und als solcher zur Anwendung als Inhaltsstoff antiproliferativer und immunmodulatorischer Zubereitungen gebracht wird. The object is achieved in that a microorganism from the Hat mushroom genus Lentinus (synonym: Panus) is grown in culture, then the Culture broth and the biomass are extracted with organic solvents and the in Extract existing new active ingredient I called hexacyclinol by means of conventional chromatographic process obtained in pure form and as such for Use as an ingredient in antiproliferative and immunomodulatory preparations brought.
Die Erfindung betrifft somit
- 1. die Verbindung der Formel I mit der Bezeichnung Hexacyclinol,
- 2. ein Verfahren zur Herstellung der Verbindung der Formel I, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pilzstamm der Art Panus rudis (Lentinus strigosus), insbesondere der Stamm DSM 14860, in einem flüssigen Nährmedium kultiviert und die Verbindung der Formel I aus der Kulturbrühe isoliert wird,
- 3. pharmazeutische Formulierungen enthaltend die Verbindung der Formel I, und
- 4. die Verwendung der Verbindung der Formel I für die Herstellung von antiproliferativen und immunmodulatorischen Therapeutika und für die Behandlung von Krebserkrankungen.
- 1. the compound of formula I with the name hexacyclinol,
- 2. a process for the preparation of the compound of the formula I, characterized in that a fungal strain of the Panus rudis species (Lentinus strigosus), in particular the strain DSM 14860, is cultivated in a liquid nutrient medium and the compound of the formula I is isolated from the culture broth,
- 3. pharmaceutical formulations containing the compound of formula I, and
- 4. the use of the compound of formula I for the production of antiproliferative and immunomodulatory therapeutic agents and for the treatment of cancer.
Die Erfindung wird im folgenden detailliert beschreiben, insbesondere in ihren bevorzugten Ausführungsformen. Ferner wird sie durch den Inhalt der Patentansprüche bestimmt. The invention is described in detail below, particularly in its preferred embodiments. Furthermore, it is determined by the content of the claims certainly.
Der erfindungsgemäße Wirkstoff I (Hexacyclinol) wird durch Fruchtkörper und Standkulturen des Pilzes Panus rudis, vorzugsweise des Stammes HKI 0254 (DSM 14860), auf flüssigen und festen Nährmedien gebildet. The active ingredient I according to the invention (hexacyclinol) is through fruiting bodies and stand cultures of the fungus Panus rudis, preferably the strain HKI 0254 (DSM 14860), formed on liquid and solid nutrient media.
Der Stamm Panus rudis HKI 0254 wurde aus Basidiosporen eines Fruchtkörpers isoliert, der auf einem abgestorbenen Birkenstock in der Nähe von Irkutsk (Sibirien) aufgefunden wurde. Die Gattung Panus ist über die gesamte Ökosphäre verbreitet und als Bildner von Sekundärmetaboliten bekannt (K. Lorentzen et al., Z. Naturforsch. 49c, 132-138 (1994)). Die Basidiomata von P. rudis HKI 0254 wachsen einzeln oder basal auseinanderfließend zu kleinen Büscheln, exzentrisch bis zentral, Stipula mit haselbraunen starken tomentösen Pili bis zu 4,5 cm im Durchmesser. Pili und Stipuli sind mit Haaren bis 2,5 mm Länge ausgestattet, die Basidiosporen messen ca. 5 × 15 µm. In Kultur zeigt Panus rudis HKI 0254 weißes bis hellbraunes Myzel, tomentös mit Verbindungen. The strain Panus rudis HKI 0254 was isolated from basidiospores of a fruiting body, who was found on a dead birch tree near Irkutsk (Siberia) has been. The genus Panus is widespread across the entire ecosphere and is a creator of Secondary metabolites are known (K. Lorentzen et al., Z. Naturforsch. 49c, 132-138 (1994)). The basidiomata of P. rudis HKI 0254 grow apart or basally diverging to small tufts, eccentric to central, stipula with hazel-brown strong torque-like Pili up to 4.5 cm in diameter. Pili and stipuli are with hair up to 2.5 mm in length equipped, the basidiospores measure approx. 5 × 15 µm. In culture, Panus rudis shows HKI 0254 white to light brown mycelium, tomentose with connections.
Der Stamm Panus rudis HKI 0254 wurde in der Deutschen Sammlung für Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ) in Braunschweig, Mascheroder Weg 2, unter der Bezeichnung DSM 14860 am 6.3.2002 gemäß den Bedingungen des Budapester Vertrages hinterlegt. The strain Panus rudis HKI 0254 was in the German collection for Microorganisms and cell cultures (DSMZ) in Braunschweig, Mascheroder Weg 2, under the Designation DSM 14860 on March 6, 2002 in accordance with the terms of the Budapest Treaty deposited.
Für Kultivierungen werden 2-4 cm2 große Stücke einer reifen Agaroberflächenkultur des Stammes DSM 14860 auf einem flüssigen Medium zur Beimpfung eines flüssigen Produktionsmediums verwendet. Die Kultivierung erfolgt als Standkultur für 21 Tage bei 23°C. Anschließend wird die Kulturbrühe mit organischen Lösemitteln wie Ethylacetat extrahiert. Die Aufreinigung der Inhaltsstoffe des Extraktes und die Gewinnung von I in reiner Form erfolgt durch sequentielle Anwendung verschiedener chromatographischer Schritte, wie der Gelpermeationschromatographie an organophilen Dextrangelen (Sephadex LH-20) und der Chromatographie an Kieselgel. Auf diese Weise wird reines Hexacyclinol (I) erhalten. Die Struktur der Verbindung I wurde durch IR-Spektroskopie, hochaufgelöste Massenspektrometrie sowie 1D und 2D NMR-Spektroskopie aufgeklärt (siehe Anwendungsbeispiele). Hexacyclinol (I) zeigt vorteilhafte Eigenschaften, wie einen antiproliferativen Effekt auf das Wachstum von Zellkulturen (L-929: CC50 1,4 µg/ml; K 562: CC5o 0,4 µg/ml; HeLa: CC50 10 µg/ml). Ferner zeigt I starke Aktivität als Inhibitor der Sauerstoffradikal-Freisetzung durch Zymosan-stimulierte polymorphonucleare Lymphozyten als Kennzeichen der immunmodulatorischen Eigenschaften. For cultivations, 2-4 cm 2 pieces of a mature agar surface culture of the strain DSM 14860 on a liquid medium are used to inoculate a liquid production medium. The cultivation takes place as a stand culture for 21 days at 23 ° C. The culture broth is then extracted with organic solvents such as ethyl acetate. The purification of the ingredients of the extract and the extraction of I in pure form is carried out by sequential application of various chromatographic steps, such as gel permeation chromatography on organophilic dextran gel (Sephadex LH-20) and chromatography on silica gel. In this way, pure hexacyclinol (I) is obtained. The structure of compound I was elucidated by IR spectroscopy, high-resolution mass spectrometry and 1D and 2D NMR spectroscopy (see application examples). Hexacyclinol (I) shows advantageous properties such as an antiproliferative effect on the growth of cell cultures (L-929: CC 50 1.4 µg / ml; K 562: CC5o 0.4 µg / ml; HeLa: CC50 10 µg / ml) , Furthermore, I shows strong activity as an inhibitor of the oxygen radical release by zymosan-stimulated polymorphonuclear lymphocytes as a characteristic of the immunomodulatory properties.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne sie dadurch einzuschränken. The invention is explained in more detail by the following exemplary embodiments, without thereby restricting them.
- 1. Für die Kultivierung von Panus rudis DSM 14860 werden 2-4 cm2 große Stücke einer reifen Oberflächenkultur auf Malzagar (Malzextrakt 4%, Hefeextrakt 0,4%, Agar 1,5%, entionisiertes Wasser ad 1 l, pH 6,0) verwendet, die zur Beimpfung von 1 l Erlenmeyerkolben mit 250 ml Medium als Hauptkultur dienen. Das Hauptkulturmedium enthält D-Glucose (1%), Saccharose (1%), Maisstärke (1%), Hefeextrakt (0,8%) Caseinpepton (0,1%), Sojabohnenmehl (0,5%), (NH4)2HPO4 0,05%, CaCO3 0,03%, (NH4)2SO4 0,5%. Die Bebrütung als Standkultur erfolgt 21 Tage lang bei 23°C. 1. For the cultivation of Panus rudis DSM 14860, 2-4 cm 2 large pieces of a mature surface culture are placed on malt agar (malt extract 4%, yeast extract 0.4%, agar 1.5%, deionized water ad 1 l, pH 6.0 ) used to inoculate 1 l Erlenmeyer flask with 250 ml medium as the main culture. The main culture medium contains D-glucose (1%), sucrose (1%), corn starch (1%), yeast extract (0.8%) casein peptone (0.1%), soybean meal (0.5%), (NH 4 ) 2 HPO 4 0.05%, CaCO 3 0.03%, (NH 4 ) 2 SO 4 0.5%. Incubation as a stand culture is carried out at 23 ° C for 21 days.
-
2. Zur Extraktion von I werden 141 Kulturbrühe mit Ethylacetat im Verhältnis 1 : 1 unter
Rühren extrahiert. Anschließend wird die Ethylacetatphase entfernt. Diese Prozedur wird
noch zweimal wiederholt, und die Ethylacetatextrakte werden getrocknet, vereinigt und
eingeengt. Der Rückstand (ca. 5,6 g) wird zunächst an Sephadex-LH-20 (MeOH als
Laufmittel) chromatographiert. Die Proben der eluierten Fraktionen werden auf
Dünnschichtchromatogramm-Folie aufgetüpfelt, und mit Vanillin-Schwefelsäurereagenz
werden metabolithaltige Fraktionen durch ihre graugrüne Anfärbung ermittelt. Die auf diese
Weise erhaltenen Fraktionen werden vereinigt und eingeengt. Der Rückstand (1,6 g) wird
auf eine Kieselgelsäure (Kieselgel 60, Merck, 0,063-0,1 mm) aufgetragen, die zunächst
mit CHCl3, später mit CHCl3/MeOH 9 : 1 (v/v) entwickelt wird. 20 ml-Fraktionen werden
gesammelt und dünnschichtchromatographisch untersucht (Kieselgel-Aluminiumfolie,
Merck, 20 × 20 cm, CHCl3MeOH 9 : 1, v/v). Fraktionen mit Rf 03, die blaugrün mit
Vanillin-Schwefelsäure-Reagenz anfärbbar sind, werden mit CHCl3/MeOH (1 : 1) von der
Kieselgelschicht eluiert. Die weitere Feinreinigung der so erhaltenen Probe erfolgt durch
Wiederholung der präparativen Dünnschichtchromatographie unter gleichen
Bedingungen. Ausbeute 25 mg. Die nachfolgend genannten physikochemischen Eigenschaften von
Hexacyclinol (1) charakterisieren hinreichend die Struktur (relative Stereochemie).
Hexacyclinol (I): Farblose Substanz, Schmp. 173-174°C, Molekulargewicht (HREIMS) M+ m/z 416,4603 (416,4642 berechnet), Summenformel: C23H28O7, IR(λmax, cm-1, Film): 910, 980, 995, 1030, 1109, 1144, 1215, 1385, 1446, 1625, 1698, 1700, 2936, 2980, 3015, 3415. UV ((λmax, ν, Methanol: (ε) 205 (12500), 249 (5500), [α] 22|D (4,03 mg/ml, 0,5 cm) + 130,5°. HPLC (RP18, 4 mm × 250 mm, Gradient 95% H2O zu 95% Acetonitril, 1 ml/min) Rf = 12,3 min. 13C-NMR (125 MHz, in CDCl3, TMS, δ in ppm): 18,6 (C-1), 142,2 (C-2), 26,1 (C-3), 120,7 (C-4), 75,8 (C-5), 60,5 (C-6), 202,9 (C-7), 53,1 (C-8), 54,5 (C-9), 47,8 (C-10), 71,5 (C-11), 40,9 (C-12), 72,7 (C-13), 61,0 (C-14), 53,2 (C-15), 192,8 (C-16), 132,5 (C-17), 139,6 (C-18), 40,4 (C-19), 77,3 (C-20), 26,6 (C-21), 24,7 (C-22), 49,I (C-23). 1H-NMR (500 MHz, TMS, CDCl3, δ in ppm): 1,81 s (H-1), 1,78 s (H-3), 4,83 d (H-4), 5,50 d (H-5), 3,22 d (H-8), 3,65 m (H-9), 2,74 dd (H-10), 5,01 (H-11), 2,56 (O-H-11), 3,62 m (H-12, 3,82 dd (11-13), 3,50 dd (H-14), 3,35 d (H-15, 6,80 ddd (H-18), 3,59 d (H-19), 1,28 s (H-21), 1,15 s (H-22), 3,01 s (H-23). 2. To extract I, 141 culture broths are extracted with ethyl acetate in a ratio of 1: 1 with stirring. The ethyl acetate phase is then removed. This procedure is repeated two more times and the ethyl acetate extracts are dried, combined and concentrated. The residue (approx. 5.6 g) is first chromatographed on Sephadex-LH-20 (MeOH as eluent). The samples of the eluted fractions are spotted on thin-layer chromatogram film, and with vanillin-sulfuric acid reagent, metabolite-containing fractions are determined by their gray-green color. The fractions obtained in this way are combined and concentrated. The residue (1.6 g) is applied to a silica gel acid (Kieselgel 60, Merck, 0.063-0.1 mm), which is developed first with CHCl 3 , later with CHCl 3 / MeOH 9: 1 (v / v). 20 ml fractions are collected and examined by thin layer chromatography (silica gel aluminum foil, Merck, 20 × 20 cm, CHCl 3 MeOH 9: 1, v / v). Fractions with Rf 03, which can be stained blue-green with vanillin-sulfuric acid reagent, are eluted from the silica gel layer with CHCl 3 / MeOH (1: 1). Further purification of the sample thus obtained is carried out by repeating the preparative thin layer chromatography under the same conditions. Yield 25 mg. The following physicochemical properties of hexacyclinol (1) characterize the structure (relative stereochemistry).
Hexacyclinol (I): Colorless substance, mp. 173-174 ° C, molecular weight (HREIMS) M + m / z 416.4603 (calculated 416.4642), empirical formula: C 23 H 28 O 7 , IR (λ max , cm -1 , film): 910, 980, 995, 1030, 1109, 1144, 1215, 1385, 1446, 1625, 1698, 1700, 2936, 2980, 3015, 3415. UV ((λ max , ν, methanol: (ε ) 205 (12500), 249 (5500), [α] 22 | D (4.03 mg / ml, 0.5 cm) + 130.5 °. HPLC (RP 18 , 4 mm × 250 mm, gradient 95% H 2 O at 95% acetonitrile, 1 ml / min) R f = 12.3 min. 13 C-NMR (125 MHz, in CDCl 3 , TMS, δ in ppm): 18.6 (C-1), 142 , 2 (C-2), 26.1 (C-3), 120.7 (C-4), 75.8 (C-5), 60.5 (C-6), 202.9 (C- 7), 53.1 (C-8), 54.5 (C-9), 47.8 (C-10), 71.5 (C-11), 40.9 (C-12), 72, 7 (C-13), 61.0 (C-14), 53.2 (C-15), 192.8 (C-16), 132.5 (C-17), 139.6 (C-18 ), 40.4 (C-19), 77.3 (C-20), 26.6 (C-21), 24.7 (C-22), 49, I (C-23). 1 H- NMR (500 MHz, TMS, CDCl 3 , δ in ppm): 1.81 s (H-1), 1.78 s (H-3), 4.83 d (H-4), 5.50 d ( H-5), 3.22 d (H-8), 3.65 m (H-9), 2.74 dd (H-10), 5.01 (H-11), 2.56 (OH- 11), 3.62 m (H-12, 3.82 dd (11-13), 3.50 dd (H-14), 3.35 d (H-15, 6.80 ddd (H-18), 3.59 d (H-19), 1.28 s (H-21), 1.15 s (H-22), 3.01 s (H-23). - 3. Für die Bestimmung der Inhibitionswirkung von I wurden frische phagozytische Zellen (PMNL) verwendet. Die phagozytische Aktivität und die damit verbundene Freisetzung reaktiver Sauerstoffspecies (oxidativer Burst) wurde entsprechend Pei-Wen Yu und C. Czuprynski (Regulation of luminol-dependent chemiluminescence and degranulation by bovine neutrophils stimulated with opsonized zymosan. Veterinary immunology and immunopathology (1996) 50: 29-4) gemessen. Hexacyclinol I hemmt in 9,6 µM Konzentration die Zymosan-induzierte Luminol-verstärkte Chemilumineszenz von Hunde-PMNL vollständig. 3. Fresh phagocytic cells were used to determine the inhibitory effect of I. (PMNL) used. The phagocytic activity and the associated release reactive oxygen species (oxidative burst) was according to Pei-Wen Yu and C. Czuprynski (Regulation of luminol-dependent chemiluminescence and degranulation by bovine neutrophils stimulated with opsonized zymosan. Veterinary immunology and immunopathology (1996) 50: 29-4). Hexacyclinol I inhibits in 9.6 µM Concentration of the zymosan-induced luminol-enhanced chemiluminescence from dog PMNL Completely.
- 4. Die Untersuchung der antiproliferativen und zytostatischen Wirksamkeit von Hexacyclinol (I) wurde entsprechend der in der Literatur beschriebenen Methode durchgeführt (siehe z. B. H. M. Dahse, B. Schlegel, U. Gräfe: Differentiation between inducers of apoptosis and nonspecific cytotoxic drugs by means of cell analyzer and immunoassay. Pharmazie 56, 489-491 (2001). 4. The study of the antiproliferative and cytostatic effectiveness of Hexacyclinol (I) was carried out according to the method described in the literature (see e.g. H. M. Dahse, B. Schlegel, U. Gräfe: Differentiation between inducers of apoptosis and nonspecific cytotoxic drugs by means of cell analyzer and immunoassay. Pharmacy 56, 489-491 (2001).
I hemmt das Wachstum von L-929 und K562-Zellen zu 50% (CC50) in Konzentrationen von 1,4 und 0,4 µg/ml. Moderate Toxizität wurde gegenüber HeLa-Zellen mit CC50 = 10 µg/ml gefunden. I inhibited the growth of L-929 and K562 cells by 50% (CC 50 ) in concentrations of 1.4 and 0.4 µg / ml. Moderate toxicity was found against HeLa cells with CC 50 = 10 µg / ml.
Claims (5)
1. Compound of formula I.
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DE2002113481 DE10213481A1 (en) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | New fungal metabolite, hexacyclinol, useful for producing antiproliferative and immunomodulatory therapeutic agents and for treating cancer |
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Cited By (1)
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CN104593275A (en) * | 2015-02-06 | 2015-05-06 | 厦门大学 | Panus rudis chlorine ketene compound and preparation method and application thereof |
-
2002
- 2002-03-22 DE DE2002113481 patent/DE10213481A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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