DE19951970A1 - Arzneimittel für die Toleranzinduktion - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Arzneimittel, umfassend Inhibitoren der 11-beta- Hydroxysteroid-Dehydrogenase in Kombination mit einem Antigen zur Verbesserung und Optimierung der Toleranzinduktion.

Description

Die Erfindung betrifft ein Arzneimittel für die Induktion von Toleranz, umfassend Inhibitoren der 11-β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase in Kombination mit einem Antigen.

Das Immunsystem zeichnet sich durch die Eigenschaft aus, zwischen gefährlichen, krankheitsfördernden körpereigenen und/oder körperfremden und ungefährlichen Antigenen unterscheiden zu können.

Als Toleranz wird dabei der Zustand bezeichnet, der sich durch systemische "Passivität" oder auch "Ignoranz" des Immunsystems gegenüber einem spezifischen Antigen auszeichnet. Dabei spielt es keine Rolle, ob dieses Antigen körpereigen (Selbstantigene) oder körperfremd ist. Ein Zusammenbruch der Toleranz führt, wenn körpereigene Antigene kontinuierlich eine Immunabwehr aufrecht erhalten, zu Autoimmun­ erkrankungen. Überreaktionen gegen per se nicht krankheitsfördernde Umweltantigene werden unter dem Begriff Allergien zusammengefaßt. Im Bereich der Transplantationsmedizin spricht man bei unerwünschten Immunreaktionen von einer Abstoßungsreaktion gegen das Transplantat oder, im Falle einer Abwehrreaktion des transplantierten Materials gegen den Empfänger, von "Graft versus Host Disease" (GVHD).

Die Qualität der immunologischen Toleranz ist abhängig von der Art des Antigens, sowie von der Form und Dosis, mit welcher es dem Immunsystem präsentiert wird.

Man nimmt an, daß Toleranz auf mindestens drei verschiedenen Mechanismen basieren kann. Zum einen werden gefährliche, potentiell autoreaktive T-Zellen, die im Thymus mit dort vorhandenen Antigenen reagieren, negativ selektiert, d. h. sie werden abgetötet (Deletion). Ein weiterer Mechanismus ist die klonale Anergie. Dabei werden T-Zellen, die zwar ein Antigen auf einer antigenpräsentierenden Zelle erkennen, jedoch nicht bei gleichzeitig vorhandenen costimulatorischen Signalen, deaktiviert und können gegen dieses Antigen auch später keine Immunreaktion mehr hervorrufen. Als dritten Bestandteil der Toleranz nimmt man regulatorische T-Zellen, sogenannte Suppressor-T-Zellen an, welche immunmodulatorisch auf bereits ausgelöste immunologische Vorgänge wirken können.

Im Falle einer Immunreaktion bei der Eliminierung zum Beispiel eines Virus oder auch bei unspezifischen Entzündungen tragen regulatorische T-Zellen zur Wiederherstellung eines immunologischen Gleichgewichts und zur Beendigung der Immunreaktion bei. Ein Mangel an Selbstregulation aus ungeklärter Ursache oder die Behinderung derselben z. B. durch Medikamente kann zu einem pathologischen Zustand, wie Autoimmunität und Allergien, oder zu einer unerwünschten Immunreaktion im Bereich der Transplantationsmedizin führen.

Autoimmunerkrankungen stellen eine Situation dar, in der die Toleranz ganz oder teilweise zusammengebrochen ist. Sie verlaufen beim Menschen in der Regel chronisch degenerativ. Eine Remission, spontan oder unter immunsuppressiver Therapie, ist bisher nur selten zu beobachten. Je länger der Krankheitsprozess andauert, desto schwieriger scheint es, den Circulus Vitiosus der chronisch degenerativen Entzündung zu durchbrechen. Mechanismen wie das sog. Epitop-Spreading scheinen dabei eine wichtige Rolle zu spiekrn (Craft und Fatenejad 1997; Moudgil 1998; Vaneden, Vanderzee et al. 1998).

Orale Toleranz beruht auf der Tatsache, daß oral aufgenommene Antigene in der Regel keine Immunreaktionen hervorrufen und zudem verhindern, daß dasselbe Antigen eine Immunreaktion zur Folge hat, wenn es zu einem späteren Zeitpunkt über eine normalerweise Immunreaktionen erzeugende Route in den Organismus gerät. Dies führte zu intensiven Versuchen, durch die Präsentation (insbesondere durch mukosale Verabreichung) eines geeigneten spezifischen Antigens oder eines anderen Antigens, welches eine dem krankheitsrelevanten Antigen ähnliche Immunreaktion bewirkt, zu modifizieren bzw. wieder herzustellen (Liblau, Tisch et al. 1997; Weiner 1997; Bonnin und Albani 1998; Strobel und Mowat 1998).

In der Medizin spielt die Toleranzinduktion eine zunehmend größere Rolle, insbesondere bei der Bekämpfung von Autoimmunkrankheiten, weiterhin bei der Desensibilisierung gegen Umweltantigene, wie etwa bei der Behandlung von Heuschnupfen und anderen Allergien.

Moderne immunsuppressive Therapien weisen jedoch immer noch erhebliche Nebenwirkungen auf und sind unzureichend, wenn die Krankheit bereits eingesetzt hat, d. h. sie bringen keine Heilung.

Der Erfolg der Toleranzinduktion oder Immunmodulation hängt nach derzeitigem Wissensstand sowohl von der Art der Präsentation des Antigens als auch dem immunologischen Milieus des Gewebes/Organismus in dem die gewünschte immunreaktion ablaufen soll statt.

Bezüglich der immunologischen Abläufe, die zur Toleranzinduktion in vivo führen, werden verschiedene Theorien zum Teil sehr kontrovers diskutiert.

Bisher ging man davon aus, daß Toleranz und insbesondere oral induzierte Toleranz mit bestimmten Cytokinmustern zusammenhängt. Dies Cytokinmuster lassen wiederum auf verschieden T-Helferzellpopulationen schließen. Man unterscheidet Th1-, Th2- und neuerdings auch Th3-Zellen. So wird im allgemeinen angenommen, daß Autoimmunität hauptsächlich von Th 1-Zellen und Toleranz mehr von Th2-Zellen dominiert ist. Allerdings konnte gezeigt werden, daß immunologische Toleranz im Tiermodell auch in Abwesenheit von funktionellen Th1- und Th2-Zellen aufrechterhalten werden kann.

Einige Fachleute gehen davon aus, daß bei hohen Dosen eines mukosal verabreichten Antigens autoreaktive T-Zellen, die das jeweilige Antigen erkennen, selektiv eliminiert werden (klonale Eliminierung) (Gutgemann, Fahrer et al. 1998). Bei der Anwendung niedriger Antigendosen geht diese Theorie von der Induktion regulatorischer T-Zellen aus, welche die pathologische Immunreaktion aktiv supprimieren (Bystander-Suppression). Diese ebenfalls antigenspezifischen T-Zellen werden dem Th2- oder auch Th3-Typ bzw. nicht nähert charakterisierten T-Zellklassen zugeordnet (Weiner 1997; Mason und Powrie 1998; Seddon und Mason 1999). Die pathologische Situation wird dabei oft so definiert, daß sie im allgemeinen von Th1-T-Zellen verursacht wird. Eine weitere Theorie postuliert eine bisher nicht näher charakterisierte, von einem direkten Kontakt zwischen einzelnen T-Zellen abhängigen Regulation, als möglichen Mechanismus einen "Bystander-Suppression" (Tsitoura, DeKruyffet al. 1999). Wieder andere Hypothesen postulieren jeweils unterschiedliche Einflüsse verschiedener Cytokine oder von Cytokinen unabhängige Mechanismen der Toleranzinduktion (Segal und Shevach 1998; Lundin, Karlsson et al. 1999; Rizzo, Morawetz et al. 1999; Seddon und Mason 1999).

Im Rahmen der Theorie, welche auf der Gegenregulation zwischen Th1- und Th2/3-Cytokinen basiert, scheint das Cytokinmilieu, in dem die Immunreaktionen ablaufen von entscheidender Bedeutung bei der Induktion von aktiver Bystander-Suppression zu sein; d. h. die vorwiegende Proliferation von vermutlich protektiven Th2/3 T-Zellen kann nur in einem geeigneten Milieu stattfinden (Liblau, Tisch et al. 1997; Weiner 1997; Strobel und Mowat 1998).

Unter "Milieu" versteht man dabei in der Immunologie die Zusammensetzung verschiedener rein immunologischer Faktoren, welche die Richtung einer antigeninduzierten Immunreaktion bestimmen. Hormone und andere Faktoren die das Immunsystem beeinflussen, sind in diesem klassisch immunologischen Denkansatz allerdings nicht mit einbezogen.

Das Ziel bei der Entwicklung von neuartigen Substanzen bzw. Methoden ist, dieses Milieu zu optimieren. Dabei soll erstens die gewünschte Immunreaktion sicher und gezielt ablaufen können und zweitens die notwendige Menge des Antigens minimiert werden.

Nach derzeitigem Stand der Technik ist die therapeutische Induktion von Toleranz in fortgeschrittenen Stadien ein bisher unüberwindbares Problem, z. B. bei rheumatioder Arthritis. So scheint dieser neue Therapieansatz derzeit nur bei einer Krankheitsdauer von unter 2 Jahren erfolgreich zu sein. Danach erschweren vermutlich Mechanismen wie Epitop-Spreading und auch unspezifischen Entzündungsreaktionen orale Toleranzinduktion zu erschweren (Albani, UCSD, persönliche Mitteilung).

WO98/21951 (Haas et al.) offenbart allgemeine Verfahren zur oralen Toleranzinduktion, wobei ein Antigen mit einer derivatisierten Aminosäure als Adjuvans verwendet wird.

In US Patent Nr. 5,935,577 von Weiner et al. wurde versucht, die Toleranzinduktion durch die Verabreichung eines Bystander-Antigens in Kombination mit Methotrexat zu verbessern. Ein Ziel war es, die Menge des aufgrund seiner Toxizität mit schweren Nebenwirkungen behafteten Methotrexats zu verringern. Es ist jedoch nach heutiger Sicht wünschenswert, ganz auf Stoffe wie Methotrexat verzichten zu können, da Methotrexat eine kumulative Toxizität besitzt, d. h. ab einer gewissen Menge treten Leberschäden ein.

Die Modifikation des immunologischen Milieus u. a. in Richtung eines vermutlich protektiven und die Proliferation regulatorischer Th-2/3 begünstigenden Milieus wird mittels verschiedener Hilfssubstanzen wie zum Beispiel Cytokinen bzw. Antikörper gegen Cytokine versucht (Patent Nr. WO95/27500, WO98/16248). WO95/27500 offenbart ein Verfahren zur oralen Toleranzinduktion unter Verwendung eines Bystander-Antigens zusammen mit Cytokinen, insbesondere II-4, welche das Immunsystem hin zu einer mehr durch T-Helfer-Zellen des Typs 2 (Th2) dominierten Antwort dirigieren. WO98/16248 verwendet Inhibitoren von IL-12 bei der oralen Toleranzinduktion.

Es gibt jedoch nur sehr wenig Studien, die versuchen, über körpereigene Mechanismen die immunologischen Vorgänge zu steuern, die für eine gezielte Toleranzinduktion notwendig sind.

Aufgrund komplexer Funktionen dieser Cytokine bei der Immunregulation und damit möglichen unkontrollierbaren Nebenwirkungen ist eine Manipulation von Cytokinen als Möglichkeit zur Optimierung von Immunreaktionen und damit zum klinischen Einsatz bei der Induktion von Toleranz allerdings hochproblematisch. Es hat sich gezeigt, daß Eingriffe in das Cytokinnetzwerk häufig von gefährlichen Nebenwirkungen und unkalkulierbaren Risiken begleitet werden. So hat die FDA jüngst darauf hingewiesen, daß es bei der Verabreichung von TNF-Antiköpern im Rahmen einer Rheumatherapie bereits zu 10 Todesfällen gekommen ist, weil eine entzündliche Reaktion im Rahmen einer anderen Erkrankung als der Grunderkrankung Rheuma nicht mehr kontrollierbar und damit letal ablief. Ähnliche Befürchtungen hat man auch bezüglich des Einsatzes von IL-12 neutralisierenden Antikörpern, bzw. bei IL-4 wegen bekannter Nebenwirkungen.

Ein weiterer Gesichtspunkt bei heutigen Therapiemethoden ist die Tatsache, daß orale Toleranzinduktion zum Teil Therapiezyklen umfaßt, bei denen das Antigen täglich über mehrere Wochen eingenommen werden muß. Es ist derzeit davon auszugehen, daß diese Zyklen mehrmals wiederholt werden müssen, da der Status der Toleranz unter Umständen die kontinuierliche Präsenz des Antigens erfordert, zumindest bis komplette Heilung eingetreten ist. Ob eine komplette Heilung möglich ist, kann aus den bisher veröffentlichten Daten nicht abgeleitet werden.

Die bisherigen Strategien zur Toleranzinduzierung beruhen meist auf einer Verabreichung von supraphysiologischen Mengen sowohl des Antigens als auch der Adjuvantien. Der Nachteil bei der Verwendung hoher Konzentrationen der eingesetzten Mittel sind hohe Kosten und teilweise schwerwiegende Nebenwirkungen, wie etwa bei Methotrexat.

Ein weiterer Nachteil der bisher durchgeführten und veröffentlichten Studien zur Toleranzinduktion ist, daß meist Tiermodelle verwendet werden, bei denen die Induktion von Toleranz dadurch gezeigt wird, daß in den behandelten Tieren die in Kontrolltieren auftretenden Krankheit erst gar nicht ausgelöst wird. Von viel größerer Bedeutung sind jedoch Mittel, die in der Lage sind, auch in die bereits bestehende Krankheit einzugreifen.

Glucocorticoide sind bekannt für ihre anti-inflammatorischen (entzündungshemmenden) und immunsuppressiven Eigenschaften (Cupps und Fauci 1982; Chrousos 1995; Marx 1995; Almawi, Beyhum et al. 1996, Wilckens und Derijk, 1997). Sie werden daher bevorzugt zur Behandlung von Entzündungskrankheiten und auch zur Behandlung von Autoimmunkrankheiten eingesetzt.

Es ist seit längerem bekannt, daß Glucocorticoide (GCs) in der Lage sind, die Produktion von bestimmten Cytokinen herabzuregulieren. Die antiinflammatorische Wirkung von Glucocorticoiden beruht neben ihrer Fähigkeit zur Inhibition von Interleukin-2 (IL-2) und Interferon-γ (IFN-γ) auf der Herabregulierung von IL-1, Tumor-Nekrose-Faktor-α (TNF-α) und IL-6. Die GC-Konzentrationen in den Geweben und im Plasma wird wiederum über mehrere Mechanismen reguliert, nämlich durch Cytokine, GC-Rezeptor- Expression und durch bestimmte Enzyme, z. B. die 11-β-Hydroxysteroid- Dehydrogenase (11-β-HSD; Hult, Jornvall et al. 1998; Krozowski 1999; Stewart und Krozowski 1999).

Während sich im Rahmen der Forschung zur Toleranzinduktion ein umfangreiches Wissen zur Rolle z. B. von Cytokinen angesammelt hat, ist über den Einfluß von Steroidhormonen im allgemeinen und von Glucocorticoiden im speziellen nur wenig oder nichts bekannt. Interessanterweise wurde aber nachgewiesen, daß Östrogene, die in Ihrer Wirkung auf das Immunsystem als immunsuppressiv eingestuft werden (Jansson und Holmdahl 1998), die Induktion von Toleranz verhindern (Mowat, Lamont et al. 1988). Dies ist in sofern besonders bemerkenswert, als Östrogene per se eine Th2-Immunantwort fördern, welche in manchen Systemen orale Toleranz unterstützen soll (Weiner 1997). Die Kombination von jeweils allein verabreichten inaktiven bzw. suboptimalen Konzentrationen von Östrogenen zusammen mit Glucocorticoiden bewirkt eine synergistische Immunsuppression (Carlsten, Verdrengh et al. 1996). Daraus wird im allgemeinen gefolgert, daß auch Glucocortikoide die Toleranzinduktion hemmen.

Über den Einfluß von Glucocorticoiden auf die Toleranzinduktion existieren keine publizierten Daten. Allerdings wurde im Rahmen eine präklinischen Phase I Studie an der Universität San Diego/Californien festgestellt, daß eine Glucocorticoidtherapie einem Therapieversuch zur Induktion von oraler Toleranz entgegensteht. Dies spiegelt sich auch in der Tatsache wieder, daß mit Glucocorticoiden behandelte Patienten von klinischen Studien zur Toleranzinduktion bei Autoimmunerkrankungen generell ausgeschlossen werden. Die Verabreichung sogar niedriger Steroidkonzentrationen blockiert die aktive Induktion von Toleranz. (S. Albani, University of California, San Diego und H. Weiner, Harvard University, Boston, persönliche Mitteilungen, (Weiner 1997; Bonnin und Albani 1998)).

Zwar kann es unter dem Einfluß von Glucocorticoiden unter bestimmten Vorraussetzungen zu einer Shift des Cytokinmusters in Richtung eines Th2- ähnlichen Cytokinprofiles führen. Letzteres ist aber als Therapie eines Autoimmunprozesses auch im Rahmen von Maßnahmen zur Induktion von Toleranz nicht ausreichend. Sowohl die Applikation von Th2-Cytokinen, als auch der Transfer von Th2-Zellen kann eine Autoimmunreaktion nicht komplett verhindern (Mason und Powrie 1998; Segal und Shevach 1998). Des weiteren wurde in einer jüngsten Studie nachgewiesen, daß eine Hemmung der 11-β-HSD ebenso wie Glucocorticoidinjektion zur Abtötung unreifer T-Zellen im Thymus führt (Gruber, Sgonc et al. 1994; Horigome, Horigome et al. 1999). Es ist bekannt, daß Glucocorticoide auf periphere T- Zellen und auf undifferenzierte, naive und unreife T-Zellen eine ähnliche Wirkung haben (Cupps und Fauci 1982). Die Induktion von Toleranz propagiert dagegen u. a. die Aktivierung und Proliferation von dieser unreifen T-Zellen, während Gedächtniszellen anscheinend nicht tolerisiert werden können (Chung, Chang et al. 1999). Zusätzlich wird angenommen, daß Glucocorticoide die Antigenpräsentation hemmen (Piemonti, Monti et al. 1999; Piemonti, Monti et al. 1999), was einer Unterstützung von Toleranzinduktion per Definition zusätzlich entgegensteht.

Immunologische Therapiemethoden scheitern derzeit somit an der mangelhaften Steuermöglichkeit der Immunreaktion und auch an den Kosten, da sehr hohe Mengen sowohl an Protein-, Peptidantigen als auch DNA zum Einsatz kommen müssen, um relevante klinische Effekte beim Menschen zu induzieren. Während an der Identifikation möglicher Antigene beachtliche Fortschritte erzielt wurden, stehen für den Einsatz beim Menschen derzeit keine geeigneten Methoden zur Verfügung, die sich für einen Langzeiteinsatz eignen. Immunologische Ansätze scheinen derzeit aufgrund unkontrollierbarer Nebenwirkungen wenig erfolgversprechend.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die Toleranzinduktion durch die Verabreichung von bestimmten Antigenen in Kombination mit einem neuen Adjuvans zu verbessern und/oder zu optimieren.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein neues Arzneimittel umfassend als Wirkstoff Inhibitoren der 11-β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase in Kombination mit einem oder mehreren Antigenen zur Induktion von Toleranz und die Verwendung des Wirkstoffes.

Die 11-β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase (11-β-HSD) ist ein Enzym, welches für die Interkonvertierung von biologisch aktiven Formen von Glucocorticoiden in und aus ihren inaktiven Formen verantwortlich ist. Überraschenderweise wurde gefunden, daß Inhibitoren von Enzymen, welche den Cortisolmetabolismus regulieren, insbesondere Inhibitoren der 11-β-HSD in Kombination mit einem Antigen in der Lage sind, Toleranz zu induzieren.

Dies ist insofern unerwartet, als allgemein bekannt ist, daß eine Steigerung des Cortisolspielgels im Plasma (z. B. bei der Verabreichung von Glucocorticoiden) eine immunsupprimierende Wirkung hat. Man muß jedoch unterscheiden zwischen der Cortisolkonzentration im Blutplasma, die sich systemisch auswirkt und einer möglicherweise auf nur ganz bestimmte Zellen oder Gewebe beschränkten Erhöhung des Cortisolspielgels. Bei einer Inhibition der 11-β-HSD kommen anscheinend andere Mechanismen zum tragen als diejenigen, die das Ergebnis einer systemischen Cortisolverabreichung sind. Offenbar bewirkt eine Hemmung der 11-β-HSD eine Immunstimulierung hin zur Toleranzinduktion, möglicherweise durch die Aktivierung von Suppressor-T-Zellen.

Das erfindungsgemäße Arzneimittel enthält als Wirkstoff eine Kombination von zwei oder mehr Substanzen, welche sowohl als Gemisch oder Formulierung, als auch getrennt, z. B. als Kit vorliegen können.

Zum einen enthält das Arzneimittel ein oder mehrere Antigene, welche zum Auslösen einer spezifischen immunologischen Toleranzreaktion dienen.

Als derartige Antigene eigenen sich alle Stoffe, die unerwünschte Immunreaktionen hervorrufen, wie etwa solche, die mit Autoimmunkrankheiten assoziiert sind, z. B. Rheumatoide Arthritis einschließlich juveniler Formen, Lupus Erythemadotes, Multiple Sklerose, Uveitis, Diabetes Typ I, sowie solche, die mit Allergien assoziiert sind.

Das Antigen kann dabei bevorzugt ein natürliches oder synthetisches Protein, Proteinbestandteil oder Peptid sein, insbesondere auch ein sogenannter Altered Peptide Ligand (APL), aber Kohlenhydrate einschließlich Polysaccharide und Lipopolysaccharide sind ebenfalls geeignet, sowie Antigene aus biologischen Ressourcen. Letztere umfassen Antigene welche bei der Entstehung und/oder Heilung von Autoimmunerkrankungen, Allergien, oder erwünschten und unerwünschten Immunreaktion im Rahmen der Transplantationsmedizin ein Rolle spielen.

Das Antigen kann dabei eines sein, gegen welches direkt eine Immunantwort erzeugt wird. Es kann aber auch ein sogenanntes Bystander- Antigen sein, welches eine (Auto)immunreaktion gegen auf einem Protein benachbarte oder verwandte Epitope hervorruft.

Altered Peptide Ligands (APLs) sind Peptide, welche im wesentlichen einem Antigen entsprechen, gegen welches eine Immunreaktion ausgelöst wird. Allerdings wurden APLs einzelne Aminosäuren ausgetauscht. Man hat festgestellt, daß bei der Gabe von APLs im Rahmen einer oralen Toleranzinduktion kein oder wenig zusätzliches Adjuvans notwendig ist.

Im Bereich Allergieprävention können folgende Substanzen als erfindungsgemäß geeignete Antigene zum Einsatz kommen: prinzipiell alle nicht toxischen Umweltantigene. Im speziellen: Benzylpenicilloyl, Insulin, Ovalbumin, Lactalbumin, aber auch diverse Pollen, Nahrungsmittelantigene, Hausstaubmilben und deren Bestandteile, deren Exkremente und dgl.

Zusätzliche Antigene umfassen körpereigene und andere Heat Shock Proteine, Thyroglobulin, Zellbestandteile der Uvea, der Haut, verschiedener Epithelien, der Schilddrüse, der Basalmembran, der Muskeln, der Myelinscheiden, der Nervenzellen, des Thymus, roter Blutkörperchen, weiterer Blutbestandteile und -zellen, Proteolipid, Myelin-basisches Protein (MBP), Myelin-Oligodendrozyten-Glycoprotein (MOG), oder andere Bestandteile normalen oder erkrankten Körpergewebes.

Das Antigen kann im erfindungsgemäßen Arzneimittel auch als Nukleinsäure oder Oligonukleotid vorliegen. Dabei kann die Nukleinsäure oder das Oligonukleotid einerseits selbst das Antigen darstellen. Andererseits kann die Nukleinsäure für ein bestimmtes Peptidantigen kodieren. Sie kann über verschiedene Verabreichungsrouten gegeben werden, z. B. durch Injektion, intravenös, intramuskulär, subkutan oder mit Hilfe der Gen-Pistole.

Als Inhibitoren der 11-β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase kommen grundsätzlich alle bisher bekannten, aber auch gegebenfalls noch noch nicht identifizierte Inhibitoren in Frage.

Die Hemmstoffe inhibieren bevorzugt alle Isoformen der 11-β-HSD, insbesondere jedoch die 11-β-HSD-1, weiterhin bevorzugt zusätzlich weitere Isoformen, sowie gewebespezifische Isoformen. Eine noch nicht eindeutig identifizierte Isoform, welche ebenfalls bevorzugt gehemmt wird, ist die 11- β-HSD-3.

Bevorzugt werden die Inhibitoren ausgewählt aus endogenen und exogenen Hemmsubstanzen. Beispiele für endogene Hemmsubstanzen sind die folgenden: Substrate für die 11-β-HSD, wie etwa 11-OH-Progesteron, 3- alpha, 5-beta-Tetrahydroprogesteron,3-alpha,5-beta-Tetrahydro-11-deoxy­ corticosteron, 11-Epicortisol, Chenodeoxycholsäure, Cholsäure. Beispiele für exogene Hemmsubstanzen sind Glycyrrhetinsäure (3β-Hydroxy-11-oxoolean- 12-en-30-säure) und Derivate davon, wie etwa Glycyrrhizin, Glycyrrhizinsäure und Carbenoxolon; Furosemid und Derivate davon; Flavonoide und Derivate davon, wie etwa Naringenin; Triterpinoide (z. B. CHAPS), Ketokonazol, Saiboku-To, Gossypol, Metyrapon, 11- Epiprednisolon. Weitere geeignete Inhibitoren sind steroidähnliche, wie etwa Dexamethason, Budesonid, Deflazacort und Stanozolol. Nicht identifizierte Derivate werden unter den ACTH-abhängigen Inhibitoren vermutet.

Besonders bevorzugt sind Glycyrrhetinsäure und Derivate, insbesondere Glycyrrhizinsäure, Glycyrrhizin und Derivate davon, insbesondere Carbenoxolon.

Glycyrrhetinsäure (GA) ist ein Extrakt aus Süßholz (Glycyrrhiza glabra) und hemmt den Metabolismus endogener Glucocorticoide durch eine Blockade des Enzyms 11-β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase.

Carbenoxolon ist ein Derivat der GA, welches eine höhere Affinität für 11-β- HSD aufweist (Hult, Jornvall et al. 1998). Carbenoxolon ist ebenso wie GA bezüglich der Pharmakokinetik, Toxizität und möglicher Dosierungsschemata bzw. Applikationsmöglichkeiten beim Menschen in einer Vielzahl von Studien untersucht worden und bereits für den Einsatz am Menschen zugelassen, mögliche Nebenwirkungen sind nicht zu erwarten, bzw. ungefährlich und reversibel (Ulick, Wang et al. 1993; Bernardi, D'Intino et al. 1994; Krahenbuhl, Hasler et al. 1994; Schambelan 1994).

Die genannten Hemmstoffe der 11-β-HSD, insbesondere Glycyrrhetinsäure und ihre Derivate, sind selbst in höheren Dosen untoxisch und haben keine schwerwiegenden Nebenwirkungen. Der therapeutische Einsatz von GA oder ähnlichen Hemmsubstanzen der 11-β-HSD ist ad hoc möglich. Die Kombination einer Hemmsubstanz/Methode zur Inhibition der 11-β-HSD mit einem Antigen stellt somit einen neuen therapeutischen Zugang zur Heilung diverser immunologischer Erkrankungen dar.

Mögliche Dosierungen der Inhibitoren, insbesondere von GA und Derivaten, betragen beim Menschen bis zu 1 g pro Dosiseinheit.

Außer der Verwendung der genannten Inhibitoren ist es auch möglich und im Sinne der Erfindung, als Inhibitor eine Antisense-Nukleinsäure zu verwenden, welche mit Sequenzen hybridisiert, die für 11-β-HSD kodieren. Das kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn eine 11-β-HSD in einem bestimmten Gewebe spezifisch gehemmt werden soll.

Das Arzneimittel der Erfindung kann als Gemisch oder Formulierung der beiden Komponenten Antigen(e) und Inhibitor vorliegen. Bevorzugt werden die beiden Bestandteile jedoch nicht als Formulierung verabreicht, sondern getrennt. Zusätzlich kann das Arzneimittel bzw. die beiden Wirkstoffkomponenten pharmazeutisch annehmbare Hilfs- und/oder Zusatzstoffe (z. B. geeignete Lösungs- oder Verdünnungsmittel) und/oder Adjuvantien enthalten. Diese können vom Fachmann auf dem Gebiet leicht ermittelt werden.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Arzneimittels oder der Kombination aus Hemmstoff der 11-β-HSD mit einem oder mehreren Antigenen zur Toleranzinduktion in einem Säugetier, insbesondere dem Menschen. Anwendungsgebiete liegen im Bereich der Autoimmunkrankheiten, z. B. Rheumatoide Arthritis, einschließlich juveniler Formen, Lupus Erythemadotes, Multiple Sklerose, Uveitis, Diabetes Typ I, sowie bei Allergien und der Transplantationsmedizin, insbesondere Transplantatabstoßung und GVHD.

Die Verabreichung des Arzneimittels kann über verschiedene Wege erfolgen. Es ist möglich, den/die Inhibitoren des 11-β-HSD zusammen mit dem/den Antigenen und gegebenenfalls zusätzlichen Adjuvantien zu verabreichen, wobei die genannten Komponenten als Formulierung vorliegen können. Die beiden Wirkstoffkomponenten und die gegebenenfalls zusätzlichen Hilfsstoffe oder Adjuvantien können aber auch über unterschiedliche Verabreichungsrouten gegeben werden. Möglich sind einerseits mukosale Routen, z. B. intranasal, oral oder durch Inhalation, aber auch weitere, wie etwa intravenös, subkutan, intramuskulär und intraperitoneal. Weiterhin kommt bei der Verabreichung von Nukleinsäuren die Gen-Pistole in Betracht.

Zur Präsentation des Antigens kommen insbesondere folgende Applikationsmöglichkeiten in Betracht: die sogenannte mukosale, d. h. orale oder nasale Toleranzinduktion und neuerdings durch Gabe von DNA (Ragno, Colston et al. 1997; Lee, Corr et al. 1998; Lobell, Weissert et al. 1999; McCluskie und Davis 1999; McCluskie, Millan et al. 1999).

Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Mittel zur mukosalen Toleranzinduktion eingesetzt. Dabei bedeutet mukosal die Verabreichung eines Antigens unter anderem durch orale Einnahme oder Instillation in die Nase, bzw. Inhalation und Resorption über die Lunge. Die Verabreichung kann aber auch subkutan, intravenös und/oder intramuskulär erfolgen.

Inhibitor und Antigen können gemeinsam oder getrennt über verschiedene Routen und auch zeitlich versetzt verabreicht werden.

Der Inhibitor kann über alle bekannten Routen verabreicht werden und wird dazu jeweils in die entsprechende Form gebracht, z. B. für die Injektion in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst. Dabei ist es auch möglich, zuerst den Inhibitor, z. B. durch Injektion intravenös, intramuskulär oder subkutan, und dann das oder die Antigene über mukosale Routen zu verabreichen. Es kann von Vorteil sein, den Inhibitor in mehrmaliger Dosis zu geben.

Beispiele

Verstärkung der Toleranzinduktion im Modell der Adjuvans-induzierten Arthritis

Dieses Tiermodell, bei dem eine arthritisartige Autoimmunkrankheit induziert werden kann, ist im Stand der Technik bekannt (Leech, Metz et al. 1998; Prakken, Wauben et al. 1998; Vaneden, Vanderzee et al. 1998):
Dabei wird Ratten eine Suspension aus Öl und Mycobacterium in den Schwanz injiziert (150p1 einer 10 mg/ml Suspension mit Mycobacterium tuberculosis). Nach etwa 10-13 Tagen entwickeln die Tiere Gelenksentzündungen, die bestimmte Charakteristika der rheumatoiden Arthritis des Menschen widerspiegeln. Die Ausbildung dieser Arthritisform wird als Resultat einer sog. Kreuzreaktion der Immunabwehr sowohl gegen Antigene des Mycobacteriums (Heat Shock Protein 60, hsp 60) als auch des Gelenkknorpel interpretiert (Vaneden, Vanderzee et al. 1998).

Beispiel 1 Verhinderung der Krankheitsentstehung

Die Entstehung bzw. der Verlauf der Erkrankung können positiv beeinflußt bzw. verhindert werden. Hierzu wird bei den Ratten vor der Induktion der experimentellen Arthritis Toleranz gegen bestimmte Antigene des Mycobacteriums induziert. Dabei wird das Antigen, z. B. hsp60 oder ein sog. Altered Peptide Ligand entweder oral bzw. nasal als Protein oder Peptide dem Immunsystem präsentiert (Prakken, Wauben et al. 1998), oder als DNA verabreicht (Ragno, Colston et al. 1997), bevor die Sensibilisierung mittels der Öl/Mycobakterium Mischung erfolgt. Die Verabreichung z. B. des APL erfolgt hierzu am Tag -15, -10, -5, und am Tag der Sensibilisierung (100 µg intranasal).

In diesem Beispiel wurden jeweils als 11-β-HSD-Inhibitor Glycyrrhetinsäure (GA) und ein wasserlösliches Derivat derselben, nämlich Carbenoxolon, verwendet.

Wird der Inhibitor (z. B. 1-8 mg intraperitoneal in Öl bzw. intranasal in Kochsalzlösung) zusammen mit dem Antigen bis zur Injektion des Öl/Peptid- Gemischs, d. h. vor der Sensibilisierung, verabreicht, wird letzteres in seiner Wirkung verstärkt und die notwendige Menge Antigen zur Induktion von Toleranz reduziert. Die Erkrankung der Ratten wird dosisabhängig verhindert bzw. in ihre Inzidenz und die stärke des Verlaufs abgeschwächt. Ferner kann dadurch die zur Toleranzinduktion notwendige Menge Peptid verringert werden.

Beispiel 2 Manipulation des Krankheitsverlaufs nach erfolgter Induktion von Autoimmunarthritis bzw. nach Einsetzen von Symptomen

Die induzierte Autoimmunarthritis verläuft nach Einsetzen der entzündlichen Reaktion 10 Tage nach der Injektion von Freund's Adjuvant mit Mycobacterium bzw. hsp60 fulminant monophasisch mit einem Krankheitsgipfel um den 27. Tag; nach 40 Tagen sind keine Symptome mehr nachweisbar.

Der Verlauf der Entzündungsreaktion läßt sich mit Altered Peptide Ligands (APLs) auch nach Einsetzen der Symptome positiv beeinflussen, wenn die Behandlung innerhalb von 24-48 Stunden nach dem Eintreten der ersten Symptome erfolgt und täglich fortgesetzt wird.

Dazu wird Ratten gleichzeitig während der nasalen Applikation des Proteinantigens (hsp60) oder des APLs der Inhibitor Carbenoxolon injiziert oder über die Nase instilliert (Konzentrationen wie in Beispiel 1).

Der Anstieg der von Symptominzidenz wird hierbei signifikant günstiger beeinflußt als ohne die Hemmung der 11-β-HSD. Bestimmte Antigene wie das krankheitsauslösende hsp60, die ohne Carbenoxolon wirkungslos bleiben, führen in Kombination mit Carbenoxolon ebenfalls zur Verbesserung des Krankheitsverlaufs. Bezüglich der Anwendung von Carbenoxolon in Kombination mit APLs läßt sich eine Abschwächung und Verkürzung des Krankheitsverlaufs bereits mit suboptimalen Peptidkonzentrationen erzielen.

Die Tatsache, daß die Hemmung der 11-β-HSD mittels des bisher nicht zum therapeutischen Einsatz geeigneten Peptids (hsp60) zur Abschwächung des Krankheitsverlaufs erlaubt, bzw. die Menge an APL verringert, erscheint ein starkes Indiz, daß es gelingen kann, auch in Spätstadien Heilversuche mittels oraler Toleranzinduktion erfolgreich zu initieren. Somit ermöglichen die Daten aus dem Tierversuch einen ad hoc Heilversuch zur Unterstützung der Toleranzinduktion beim Menschen.

Literatur

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Claims (24)

1. Arzneimittel, umfassend als Wirkstoff einen Inhibitor der 11-β- Hydroxysteroid-Dehydrogenase in Kombination mit einem Antigen für die Toleranzinduktion, insbesondere für die mukosale Toleranzinduktion, wobei der Inhibitor und das Antigen getrennt vorliegen können.

2. Arzneimittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lnhibitor spezifisch ist für die Isoform 1 oder 3 der 11-β- Hydroxysteroid-Dehydrogenase.

3. Arzneimittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhibitor ausgewählt ist aus endogenen und exogenen Hemmstoffen der 11-β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase und Antisense-Nukleinsäuren.

4. Arzneimittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhibitor ausgewählt ist aus Glycyrrhetinsäure und Derivaten davon, insbesondere Glycyrrhizin, Glycyrrhizinsäure und Carbenoxolon.

5. Arzneimittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhibitor ausgewählt ist aus Furosemid und Derivaten davon.

6. Arzneimittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der lnhibitor ausgewählt ist aus Flavonoiden und Derivaten davon.

7. Arzneimittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antigen ausgewählt ist aus synthetischen und natürlichen Proteinen, Peptiden, Nukleinsäuren, Altered Peptide Ligands (APL), Kohlenhydraten, einschließlich Polysacchariden und Lipopolysacchariden.

8. Arzneimittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es das Antigen in Form einer dafür kodierenden Nukleinsäure enthält.

9. Arzneimittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antigen ein Bystander-Antigen ist.

10. Arzneimittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antigen aus Antigenen ausgewählt ist, welche mit den folgenden Krankheiten assoziiert sind: Rheumatoide Arthritis, Multiple Sklerose, Uveitis, Diabetes Typ I, Lupus Erythematodes.

11. Arzneimittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antigen ausgewählt ist aus körpereigenen und anderen Heat Shock Proteinen, Proteolipid, MBP, MOG und Zellbestandteilen der Uvea, der Haut, Epithelien, der Schilddrüse, der Basalmembran, der Muskeln, der Nervenzellen, des Thymus oder der roten Blutkörperchen.

12. Arzneimittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Antigen ausgewählt ist aus Benzylpenicilloyl, Insulin, Ovalbumin, Lactalbumin, Pollenbestandteilen, Nahrungsmittel­ bestandteilen und Hausstaubmilbenbestandteilen.

13. Arzneimittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich pharmazeutisch annehmbare Hilfsstoffe, Zusatz­ stoffe oder/und Adjuvantien umfaßt.

14. Verwendung von Inhibitoren der 11-β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase in Kombination mit einem Antigen zur Toleranzinduktion.

15. Verwendung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man als Inhibitor eine Substanz einsetzt, welche für ein oder mehrere Isoenzyme der 11-β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase spezifisch ist.

16. Verwendung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß man als Inhibitor endogene oder exogene Hemmstoffe der 11-β- Hydroxysteroid-Dehydrogenase oder Antisense-Nukleinsäuren einsetzt.

17. Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß man als Inhibitor Glycyrrhetinsäure oder Derivate davon, insbesondere Glycyrrhizin, Glycyrrhizinsäure oder Carbenoxolon einsetzt.

18. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbesserung der mukosalen Toleranzinduktion erreicht wird.

19. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Antigen ausgewählt wird aus synthetischen und natürlichen Proteinen, Peptiden, Kohlenhydraten einschließlich Polysacchariden, Lipopolysacchariden und Antigenen aus biologischen Ressourcen.

20. Verwendung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Antigen ein Bystander-Antigen ist.

21. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Antigen aus Antigenen ausgewählt wird, welche mit den folgenden Krankheiten assoziiert sind: Rheumatoide Arthritis, Multiple Sklerose, Uveitis, Diabetes Typ I, Lupus Erythematodes.

22. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Antigen ausgewählt wird aus körpereigenen und anderen Heat Shock Proteinen, Proteolipid, MBP, MOG und Zellbestandteilen der Uvea, der Haut, verschiedener Epithelien, der Schilddrüse, der Basalmembran, der Muskeln, der Nervenzellen, des Thymus oder der roten Blutkörperchen.

23. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Antigen ausgewählt wird aus Benzylpenicilloyl, Insulin, Ovalbumin, Lactalbumin, Pollenbestandteilen, Nahrungsmittel­ bestandteilen und Hausstaubmilbenbestandteilen.

24. Verfahren zur Induktion von Toleranz zur Bekämpfung von Auto­ immunkrankheiten, Allergien und der Transplantatabstoßung und GVHD, umfassend Behandeln eines Säugetieres oder eines Menschen, der einer solchen Behandlung bedarf mit einer wirksamen Menge eines Inhibitors der 11-β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase in Kombination mit einer mukosalen Verabreichung des Antigens oder einer Verabreichung einer für das Antigen kodierenden Nukleinsäure.