DE2206826A1

DE2206826A1 - Intramolekular vernetzte insulinderivate

Info

Publication number: DE2206826A1
Application number: DE19722206826
Authority: DE
Inventors: David G Dr Lindsay
Original assignee: Schering AG
Current assignee: Bayer Pharma AG
Priority date: 1972-02-09
Filing date: 1972-02-09
Publication date: 1973-08-16
Also published as: BE795238A; NL7300926A

Description

Intramolekular vernetzte Insulinderivate Die Erfindung betrifft intramolekular vernetzte Insulinderivate und Arzneimittel auf Basis dieser Insulinderivate sowie Verfahren zu ihrer Herstellung.
Die neuen Insulinderivate zeichnen sich durch eine reduzierte immunogene Wirkung (Stimulation der Bildung von Antikörpern) und eine im Vergleich zum Insulin länger anhaltende blutzuckersenkende Wirksamkeit aus. Auf grund ihrer günstigen biologischen Eigenschaften sind die neuen Insulinderivate für die Behandlung des insulinpflichtigen Diabetes besonders gut geeignet.
Insulin ist als Hormon mit Proteincharakter nur parenteral applizierbar und hat darüber hinaus nur eine kurze Halbwertszeit. Zur therapeutischen Verwendung als Antidiabetikum werden daher Depotpräparate verwendet, die entweder durch Zusatz fremder Stoffe, wie zum Beispiel Protamin oder Surfen oder durch Überführung in die Kristallform, in der Insulin als Hexameres vorliegt, erhalten werden.
Beide Formen des protahiert wirksamen Insulins haben den Nachteil, daß immunogene Eigenschaften verstärkt auftreten, indem die fremden Zusätze im Sinne eines Adjuvans-Effektes und die Kristallform durch die Größe des Moleküls die immunogene Wirkung erhöhen.
Man hat auch "Mono-Compound-Insulin" bzw. "Single-Poak-Insulin" vorgeschlagen, die frei von adåuvanzartig wirkendem Proinsulin sind. In dieser Form besitzt Insulin zwar eine geringere immunogene Wirkung, eine Verlängerung der biologischen Wirkung ist aber auch hier nur durch Depotformen möglich, wobei dann wieder die immunogenen Eigenschaften verstärkt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, Insulinderivate zu entwickeln, die ohne Zusätze eine langanhaltende biologische Wirksamkeit aufweisen.
Es wurde nun gefunden, daß intramoleRular vernetzte Insulinderivate, bei denen die Aminogruppe des Glycinrestes in Position 1 der A-Kette und die e-AmiIlogruppe des Iysinrestes in Position 29 der B-Kette durch eine Kette von 4 bis 10 Atomen überbrückt sind, keine oder nur eine sehr geringe Reduktion der biologischen Wirkung zeigen, aber bereits bei intravenöser Applikation eine 2 bis 4 mal längere Wirkungsdauer haben. Die Wirkungsdauer kann durch subcutane Applikation noch verlängert werden. Da diese protahierte Wirkung ohne die üblichen, die immunogenen Eigenschaften verstärkenden, Depotformen erreicht wird, haben die erfindungsgemäßen Verbindungen gegenüber den handelsüblichen Insulinen große Vorteile.
Die Erfindung betrifft somit intramolekular vernetzte Insulin der allgemeinen worin X eine gegebenenfalls durch eine oder mehrere O-Atome oder NH-Gruppen unterbrochene Alkylengruppe aus 2 - 8 Gliedern bedeutet.
Die neuen Insulinderivate lassen sich dadurch herstellen, daß man Insulin mit Dicarbonsäurederivaten oder Alkandiisocyanaten umsetzt.
Als Dicarbonsäurederivate kommen Di-N-Hydroxysuccinimidester, Di-p-Nitrophenylester, Bis-(Alkoxycarbonyl-anhydride), Dihalogenide usw. infrage. Gemäß der Bedeutung von X kann die Alkylenkette in den Dicarbonsäurederivaten und in den Diisocyanaten durch O-Atome oder NH-Gruppen unterbrochen sein.
Die Umsetzung wird in einem polaren Lösungsmittel, insbesondere Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid oder HexamethslphosphorQäuretriamid, in Gegenwart eines tertiären Amins wie Triäthylamin oder N-Äthylmo@pholin in hoher Verdünnung vorgenommen.
Die Reinigung erfolgt nach den in der Peptid- und Proteinchemie üblichen Methoden, wie zum Beispiel durch Chromatographie über Sephadex# oder Ionenaustauscher, durch trägerfreie Elektrophorese oder Gegenstromverteilung.
Die Insulinderivate können durch Endgruppenbestimmung (Dansylmethode, DDS-Methode, Edmannabbau), durch Trypsinabbau und oxydative Sulfitolyse eindeutig charakterisiert werden.
Die neuen Insulinderivate können in Form isotonischer oder hypotonischer Lösungen von etwa 40 IE Wirkstoff/ml als blutzuckersenkende Arzneimittel zur Behandlung des Diabetes angewendet werden.
B e i 5 p 1 e 1 1: 1,004 g (175 /u Mol) Rinderinsulin in 1000 ml Dimethylformamid werden mit 353 /ul (2,52 m Nol) Triäthylamin und 65,6 mg (210 µ Mol) Bernsteinsäure-bis-succinimidester versetzt.
Die Reaktionslösung bleibt 15 Stunden bei Raumtemperatur stehen. Dann wird das Dimethylformamid im Vakuum abdestilliert, der Rückstand gegen 0,01 m Ammoniumhydroxidlösung dialysiert und anschließend gefriergetrocknet.
Das Produkt wird unter Verwendung von DEAE-Sephadex in 7 m Harnstoffpuffer chromatographiert.
Man erhält 523 mg Gly A1-6-Lys B29-succinoyl-insulin.
Papierelektrophorese: Bedingungen: 2,4 m Ameisensäure/4 m Harnstoff, Anfärbung mit Pauly-Reagenz. Es wurden 300 /ug aufgetragen. Die Substanz wandert als einheitliche Bande. Ihre relative Wanderungsgeschwindigkeit liegt bei 0,74 (Insulin: 1,00) B e i s p i e l 2: Eine Lösung von 30,7 mg (210 µ Mol) Adipinsäure in 3 ml Dimethylformemid und 58,8 µl (420 µ Mol) Triäthylamin wird bei -10°C mit 56,7 µl (420 µ Mol) Chlorameiscasäureisobutylester versetzt.
Diese Lösung wird bei -10°C zusammengegeben mit einer Lösung von 1,004 g Rinderinsulin (175 µ Mol) in 1000 ml Dimethyl@ormamid und 353 µl (2,52 m Mol) Triäthylamin.
Nach einer Reaktionszeit von 20 Stunden bei Raumtemperatur wird wie in Beispiel 1 aufgearbeitet und gereinigt.
Man erhält 490 mg Gly A1-#-Lys B29-adipinoyl-insulin.
B e i s p i e l 3: 44,1 mg Suberoyldichlorid (210 /u Mol) in 3 ml Dimethylformamid werden mit 1,004 g Rinderinsulin (175 /U Mol) in 1000 m] Dimethylformamid und 411,5 µl Triäthylamin (2,94 m Nol) versetzt.
Nach einer Reaktionszeit von 5 Stunden wird wie in Beispiel 1 aufgearbeitet und gereinigt.
Man erhält 520 mg Gly A1-#-Lys B29-suberoyl-insulin.
e e i s p i e 1 4: 1,004 g (175 /u Mol) Rinderinsulin werden in 1000 ml Dimethylformamid gelöst und mit 353 /ul (2,52 m Mol) Triäthylamin und 35,3 mg (210 /u Mol) Hexamethylendiisocyanat versetzt.
Nach 15 Stunden bei Raumtemperatur wird wie in Beispiel 1 aufgearbeitet und gereinigt.
Man erhält 564 mg Gly A1-#-Lys B29-hexamethylendicarbamoyl-insulin.

Claims

Patentansprüche:

Intramolekular vernetzte Insuline der allgemeinen Formel I worin X eine gegebenenfalls durch eine oder mehrere 0-Atome oder NH-Gruppen unterbrochene Alkylengruppe aus 2 - 8 Gliedern bedeutet.

2.) Gly A1-#-Lys 3.) Gly A1-#-Lys 4.) Gly A1-#-Lys 5.) Gly Al b-Lys 6.) Blutzuckersenkendes Arzneimittel mit lang anhaltender Wirkung auf Basis einer Verbindung gemäß Anspruch 1.

7.) Verwendung der-Insulinderivate gemäß Anspruch 1 in einer pharmazeutischen Präparation.

8.) Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Insulin mit Dicarbonsäurederivaten oder Alkandiisocyanaten umsetzt.