DE19706489A1 - Verwendung von 2-Desoxyglucose zur Suppression viraler Transkription - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von 2-Desoxyglucose zur Suppression viraler Transkription in Virus-assoziierten Läsionen bzw. Neoplasien.

Der Transkriptionsfaktor NF-κB stellt ein zentrales Schaltelement bei der Zytokin­ vermittelten Signaltransduktion immunologischer Prozesse dar. Dieser Aspekt spielt auch bei der Immunabwehr während der Virus-assoziierten Pathogenese bestimmter Tumoren eine Rolle. Beispielsweise seien humanpathogene Papillom­ viren (HPV) genannt, die das Epithelgewebe von Mensch und Tier infizieren. Human-Papillomviren finden sich in benignen, z. B. Warzen, Kondylome im Genitalbereich, und malignen, z. B. Karzinome der Haut und der Gebärmutter, epithelialen Neoplasmen (vgl. zur Hausen, H., Cancer Research 49 (1989), Seiten 4677-4681). Auch werden HP-Viren für die Entwicklung maligner Tumo­ ren des Respirationstrakts in Betracht gezogen (vgl. zur Hausen, H., Cancer Research 36 (1976), Seite 530). Desweiteren werden HP-Viren für die Entwick­ lung squamöser Karzinome der Lunge als zumindest mitverantwortlich angese­ hen (vgl. Syrjänen, K.J., Lung 158 (1980), Seiten 131-142).

Es wurde vor einiger Zeit herausgefunden, daß bestimmte Zytokine, z. B. TNF-α, in der Lage sind, die Transkription humanpathogener Viren zu unterdrücken und damit direkt mit der Proliferation infizierter Zellen zu interferieren. Aus in-vitro Untersuchungen ist jedoch bekannt, daß die Sensitivität der betreffenden Wirts­ zellen gegenüber einem Zytokin offensichtlich mit deren Malignitätsgrad korre­ liert. Während immortalisierte, nicht tumorigene Keratinozyten deutlich unter Zytokineinfluß in ihrem Wachstum gehemmt werden, sind Zervixkarzinomzellen gegenüber derselben Zytokinbehandlung resistent. Dies scheint eine direkte oder indirekte Folge unterschiedlicher NF-κB-Aktivität in nicht-malignen und malignen Zellen zu sein. Es besteht deshalb der Bedarf nach Substanzen, die die NF-κB- Aktivität auch in malignen Zellen beeinflussen und dadurch die virale Transkrip­ tion unterdrücken.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb in der Bereitstellung einer Möglichkeit, um eine selektive Suppression der viralen Transkription in Virus-befallenen nicht-malignen, prä-maligen und malignen Zellen zu erreichen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Gegenstände der Patentansprüche.

Um therapeutische Ansätze zur Behandlung bereits fortgeschrittener Virus­ assoziierter Läsionen bzw. Neoplasien entwickeln zu können, wurden von den Erfindern die Mechanismen untersucht, die für den Unterschied der Zytokin­ vermittelten Signaltransduktion in malignen und nicht-malignen Zellen verant­ wortlich sind. Bei der Analyse von Protein-DNA-Interaktionen durch sog. "elec­ trophoretic mobility band-shift-assays" konnte nun eine unterschiedliche NF-κB- Regulation nachgewiesen werden. So ist NF-κB in nicht-malignen HeLa-Fibroblast Hybriden weitaus stärker durch Zytokine, wie TNF-α, aktivierbar als in unfusio­ nierten parentalen HeLa-Zellen. Ferner ist die p50-Untereinheit von NF-κB, d. h. derjenige Anteil, welcher die trans-aktivierende und somit biologische Wirkung der p65-Komponente von NF-κB kompensiert, in malignen Zellen überrepräsen­ tiert. Dies könnte eine mögliche Ursache für die unterschiedliche Sensitivität gegenüber Zytokinen darstellen.

Es wurde inzwischen herausgefunden, daß der Transkriptionsfaktor NF-KB nicht nur von bestimmten Zytokinen induziert wird, sondern auch von 2-Desoxy­ glucose (2-DG). Dabei spielt offenkundig intrazelluläres Calcium (Ca²⁺) als "second messenger" bei der Aktivierung von NF-κB eine entscheidende Rolle.

Werden beispielsweise HPV-positive Zellen mit nicht-zytotoxischen Dosen von (2-DG) inkubiert, zeigt sich, daß (2-DG) im Gegensatz zu TNF-α in der Lage ist, die Transkription humanpathogener HPV-Typen, z. B. HPV 16/18, unabhängig vom Malignitätsgrad der Wirtszelle zu inhibieren. Dies gilt entsprechend auch für andere humanpathogene Viren, die Neoplasien auslösen können, wie das HBV (Hepatitis B-Virus) oder EBV (Eppstein-Barr-Virus).

Entsprechende Kontrollhybridisierungen ergaben, daß die Suppression durch die Gabe von (2-DG) selektiv verläuft, denn die Transkription anderer zellulärer Gene, z. B. des β-Aktins, bleibt unbeeinflußt. Durch Messungen der Transkrip­ tionsrate in isolierten Zellkernen, sog. "nuclear run-on assays", konnte weiter nachgewiesen werden, daß die (2-DG)-vermittelte virale Suppression keine post­ transkriptionelle Labilisierung der viralen RNA im Sinne eines post-transkriptionel­ len Kontrollmechanismus induziert, sondern daß eine Regulation auf der Ebene der Initiation der Transkription stattfindet. Die Selektivität des Suppressions­ mechanismus auf die Initiation der viralen Transkription läßt sich dadurch bele­ gen, daß unter denselben Bedingungen, unter denen die virale Expression unter­ drückt wird, die Transkription des zellulären Proto-Onkogens c-myc in seiner Aktivität sogar gesteigert wird. Mittels Durchflußzytometrie konnte in diesem Zusammenhang gezeigt werden, daß die durch (2-DG)-induzierte erhöhte c-myc Expression für die zeitabhängige Akkumulation apoptotischer Zellen verantwort­ lich ist. Weiterhin wurde durch die Erfinder gezeigt, daß sich der (2-DG)-Effekt auf die virale Expression durch TMB-8, einen intrazellulären Ca²⁺-Chelator, komplett wieder aufheben läßt, was für die Beteiligung von Ca²⁺ bei der Aktivie­ rung von NF-κB spricht. Außerdem wurde herausgefunden, daß neben c-myc auch die p53-Expression durch (2-DG) induziert wird. Diese Wirkungen von (2-DG) auf den gesamten Transkriptions- und Signaltransduktionsweg verursachen eine umfassende Verminderung der eigentlichen Wirkungen des Virus und können die Entstehung Virus-induzierter Tumoren verhindern bzw. rückgängig machen.

Für die therapeutische Anwendung wird die (2-DG) üblicherweise mit Hilfs-, Füll- und/oder Zusatzstoffen zusammen in einer pharmazeutischen Formulierung ver­ wendet, vorzugsweise in Form von Zäpfchen, Salben, Lösungen, Dispersionen, Emulsionen, Aerosolen, Schäumen, teilchenförmigen Mitteln, z. B. Granulaten, Agglomeraten, Puder, Mikroperlen, Adsorbate, Pillen, Pastillen, Tabletten, Dra­ gees, Kapseln, Gewebe- oder Fadengrundlagen, mit Bandagen oder Verbänden sowie in Carriern, z. B. Liposomen.

Die Verabreichung erfolgt zur topischen Therapie vorzugsweise lokal, intracutan, transcutan oder vaginal; zur systemischen Anwendung vorzugsweise parenteral, z. B. intravenös, intraarteriell oder durch Inhalation, peroral oder rectal; zur Anwendung in Hohlräumen vorzugsweise intrathekal, intraperitoneal oder in­ tracavitär.

Die Wirkortkonzentration hängt von der Verabreichungsform ab und sollte sich nicht zytotoxisch auswirken.

Bei den zu behandelnden Virus-assoziierten Erkrankungen handelt es sich vor­ zugsweise um Läsionen im nicht- bzw. prä-maligen Stadium, die durch HPV 16/18 ausgelöst worden sind. Bei den zu behandelnden Virus-assoziierten Neoplasien handelt es sich vorzugsweise um Zervixkarzinome.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt: Transkriptionsanalyse endogener viraler HPV18-Sequenzen in Zer­ vixkarzinomzellen (Northern Blot).

Die Erfindung wird durch das nachfolgende Beispiel erläutert.

Beispiel

Suppression von HPV 16/18)
(2-DG) (erhältlich von Fa. Sigma Chemicals) wurde in PBS-Puffer auf eine Kon­ zentration von 500 mg/ml gelöst. HPV18-positive Zervixkarzinomzellen wurden ausgesät und am folgenden Tag mit (2-DG) behandelt. Dies erfolgte durch Ein­ bringen von gelöstem (2-DG) auf eine Endkonzentration von 7,5 mg/ml in das DMEM-Kulturmedium. Der Effekt auf die HPV18-Transkription wurde nach 2 bis 3 Stunden in der Northern Blot-Analyse, die unter Standardbedingungen durch­ geführt wurde, sichtbar. Das Ergebnis des Northern Blot ist in Fig. 1 gezeigt. Daraus geht hervor, daß die HPV18-RNA bei behandelten Zellen gegenüber derjenigen aus Kontrollzellen (unbehandelte Zellen) nach 2 Stunden Inkubation mit (2-DG) abnahm, was für eine schnelle und effiziente Suppression der viralen Transkription spricht.

Claims (6)

1. Verwendung von 2-Desoxyglucose zur Suppression viraler Transkription in Virus-assoziierten Läsionen und/oder Neoplasien.

2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Virus um human­ pathogene Papillomviren, Hepatitis B-Virus oder Eppstein-Barr-Virus handelt.

3. Verwendung nach Anspruch 2, wobei das HPV-Virus HPV16/18 ist.

4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei es sich bei den virus-assoziierten Läsionen um Papillomwarzen bzw. bei den Virus-assozi­ ierten Neoplasien um Zervixkarzinome handelt.

5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Anwendung in Form von Zäpfchen, Salben, Lösungen, Dispersionen, Emulsionen, Aero­ solen, Schäumen, teilchenförmigen Mitteln, z. B. Granulaten, Agglomera­ ten, Puder, Mikroperlen oder Adsorbate, Pillen, Pastillen, Tabletten, Dra­ gees, Kapseln, Gewebe- oder Fadengrundlagen, mit Bandagen oder Ver­ bänden sowie in Carriern, z. B. Liposomen, erfolgt.

6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Anwendung peroral, parenteral oder lokal erfolgt.