DE2920411C2 - Herzglykosid-Protein-Konjugat zur Gewinnung von Antikörpern für die Radioimmunbestimmung von Pengitoxin sowie eine radioaktiv markierte Testsubstanz für diese Bestimmung - Google Patents
Herzglykosid-Protein-Konjugat zur Gewinnung von Antikörpern für die Radioimmunbestimmung von Pengitoxin sowie eine radioaktiv markierte Testsubstanz für diese BestimmungInfo
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Description
CH3
O-
H H
C C
3H OH OH 3H
R = 16-Acetylgitoxingenin(-Digitoxose-)2
5. Verfahren zum Herstellen einer radioaktiv markierten Testsubstanz gemäß Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß man 16-Acetylgitoxin in bekannter Weise mit Perjodat behandelt und das
Reaklionsprodukt mit Tritium und ggf. Wasserstoff reduziert.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Reaktionsprodukt bis zum
Alkohol reduziert.
7. Verfahren zum Herstellen eines Herzglykosid-Protein-Konjugats nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß man ein 16-Acetylgitoxin, bei welchem die endständige Digitoxose zum Dialdehyd
oxidiert worden ist, und ein Protein, vorzugsweise Rinderalbumin, unter schwach alkalischen Bedingungen
während einer zur merklichen Hydrolysierung der 16-AcetyIgruppe unzureichenden Reaktionszeit
umsetzt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet*
daß man einen pi-l·Wert von etwa 8-9 und
ί Reaktionszeit Von etwa 40 Miri. Verwendet.
Die Erfindung betrifft ein Herzglykosid-Protein-Könjiigät
zur Verabreichung an Lieferantentiere für Antiseren zwecks Gewinnung von Antikörpern für die
Radioimmunbestimmung des im menschlichen Organismus wirksamen Metaboliten von Pentaacetylgitoxin
(Pengitoxin), sowie eine radioaktiv markierte Testsubstanz für diese Bestimmung.
Bei den Herzglykosiden liegt der Bereich therapeutisch
wirksamer Dosen nahe an dem Bereich toxisch wirkender Dosen; anders gesagt, die therapeutische
Breite ist verhältnismäßig klein. Es ist deshalb besonders wichtig, daß bei der Behandlung der sich tatsächlich
einstellende Serumspiegel genau und in einfacher Weise bestimmt und laufend überwacht werden kann. Zu
diesem Zweck ist die bekannte Radioimmunbestimrnung besonders geeignet. Dabei wird eine der
Wirksubstanz möglichst ähnliche, vorzugsweise gleiche, radioaktiv markierte Testsubstanz in bekannter Konzentration
mit einer bestimmten Menge Serum vermischt; das Gemisch wird auf einen selekt'.v mit der
Wirksubstanz in Wechselwirkung tretenden Antikörper zur Einwirkung gebracht Wegen der chemischen
Ähnlichkeit oder Gleichheit von Wirksubstanz und Testsubstanz werden diese Substanzen in konkurrieren
der Reaktion an den Antikörper gebunden. Man trennt dann den Antikörper mit den daran gebundenen
Substanzen ab und bestimmt in dem Rest radiologisch die Konzentration der Testsubstanz. Daraus kann man
dann die unbekannte Konzentration der Wirksubstanz in dem Ausgangs-Serum errechnen; meist verwendet
man dafür empirisch bestimmte Eichkurven.
Das Antikörperpräparat wird aus einem Lieferantentier, z. B. einem Kaninchen, gewonnen, nachdem man
dem Tier die Wirksubstanz in Form eines Konjugats mit einem Protein verabreicht hat, was aus Deutsche
medizinische Wochenschrift, Band 97, 1972, Seite 1310 bekannt ist Ein Grund, warum die Koppelung
vorgenommen wird, ist nicht angegeben, vermutlich um das Molekulargewicht zu erhöhen.
Nach der Chemiker-Zeitung, 103. Jahrgang, 1979, Nr. 2, Seite 57 wird die Koppelung mit hochmolekularen
Stoffen, wie Proteinen, bei niedermolekularen Stoffen, die an sich nicht antigen sind, vorgenommen, wodurch
sie Antigenkörperwirkung hervorrufen.
Das vorstehend beschriebene Verfahren ist zur Radioimmunbestimmung von Digoxin und Digitoxin
bekannt, z. B. aus der DF-OS 25 26 984.
Es lag daher nahe, diese Bestimmungsmethode auch beim Gitoxin und dessen therapeutisch wirksamen
Abkömmlingen anzuwenden. Die acetylierten Derivate des Gitoxins haben aus pharmakodynamischen Gründen
den Vorzug geringer gastrointesiizialer Nebenwirkungen.
Insbesondere ist der Abkömmling Pentaacetylgitrxin (Pengitoxin) bekanntgeworden, der in seiner
Wirkung Digo· in bzw. Digitoxin vergleichbar ist. jedoch eine größere therapeutische Breite besitzt. Der
physiologische Metaboht von Pengitoxin ist 16-Acetylgitoxin; dieses stellt somit die eigentliche Wirksubstanz
im menschlichen Organismus dar.
Wenn man üblichen Lieferantentieren das eben erwähnte 16-Acetylgitoxin verabreicht, zeigt sich, daß
diese Wirksubstanz im Organismus des Lieferantentieres im Gitoxin abgebaut wird= Es schien deshalb nicht
möglich zu sein, die bekannte Methode der Radioimitiuhbestimmiirig
auch bei dem Pengitoxin, genauer
seinem Metaboliten 16-Acetylgitoxin, anzuwenden- Ein
Antigen zur Gewinnung eines Antikörpers dafür War nicht bekannt.
Die Erfindung geht Von der Aufgabe aus, die beschriebenen Schwierigkeilen zu überwinden und
demgemäß doch die Radioimmun-Bestimmung des im menschlichen Organismus wirksamen Metaboiiten des
Pentaacetylgitoxins (Pengitoxins) zu ermöglichen.
Die Lösung der Aufgabe ist in den vorstehenden Ansprüchen angegeben.
Mit dem erfindungsgemäßen neuen Konjugat aus
16-Acetylgitoxin und einem die 16-Acetylgruppe vor
Abbau durch den Organismus des Lieferantentieres schützenden Protein werden neue, mit 16-Acetylgitoxin
reagierende Antikörper erhalten, so daß damit die Radioimmunbestimmung des 16-Acetylgitox;ns im
menschlichen Serum oder Plasma in der üblichen Weise durchgeführt werden kann, wenn man als Testsubstanz
ein radioaktiv markiertes 16-Acetylgitoxin oder eine damit nahe verwandte Substanz verwendet.
Es hat sich gezeigt, daß ein Konjugat-Präparat nach
der Erfindung mit geringem Aufwand hergestellt werden kann, bequem verarbeitbar ist und zur Bildung
der gewünschten Antikörper gut geeignet ist, und daß die Auswahl eines die Schutzwirkung entfaltenden
Proteins aufgrund weniger gezielter Versuche leicht möglich ist Besonders gut geeignet sind !Conjugate mit
einer Koppelungsraic Heizgiykosid : Protein von etwa
1 :1 bis3 : !,vorzugsweise 1 :1 bis2:1.
Die radioaktive Testsubstanz für die Ausführung der im übrigen in bekannter Weise durchzuführenden
Radioimmunbestimmung des im menschlichen Organismus wirksamen Metaboiiten von Pentaacetylgitoxin
(Pengitoxin) ist dadurch gekennzeichnet, daß sie als wirksamen Bestandteil ein 16-Acetylgitoxin enthält, bei
dem die endständige Digitoxose zwischen den beiden OH-Gruppen aufgetrennt und mit Tritium und ggf.
Wasserstoff hydriert is
Auf diese Weise können leicht zwei Tritium-Atome pro Molekül der Testsubstanz eingeführt werden. Es hat
sich gezeigt, daß die chemische Veränderung, die durch das Auftrennen und Hydrieren der endständigen
Digitoxose erfolgt, für die Affinität zu dem 16-Acelylgitoxin-Antikörper
praktisch bedeutungslos ist, so daß die neue Testsubstanz für die mit 16-Acetylgitoxin konkurrierende
Anlagerung an den 16-Acetylgitoxin-Antikörper
gut geeignet ist
Die Testsubstanz ist vorzugsweise bis zum Dialkohol hydriert und enthält in jeder Alkoholgruppe ein
Tritium-Atom. Das genügt normalerweise, um eine für die üblichen Empfindlichkeits- und Genauigkeits-Anforderungen
ausreichende Aktivität zu erzielen. Es kann damit beispielsweise ein Meßbereich von 5 bis 1000 ng
16-Acetylgitoxin pro ml Serum erzielt werden; das bedeutet, daß bei einem Serumvolumen von 0,1 ml der
gesamte therapeutische und toxische Bereich erfaßt wird. Durch Erhöhung der spezifischen Radioaktivität
der Testsubstanz kann der Meßbereich noch etwa um eine Größenordnung zu kleineren Werten verschoben
werden. Dann wurden 10 μΙ Serum für eine Bestimmung
ausreichen.
Im Gegensat/, zu Testsubstanzen, die mit radioaktivem
Jod markiert sind, erfordert die Aktivitätsbestimmung
bei der erfindungsgemäßen Testsubstanz, die mit Tritium markiert ist. einen etwas höheren Aufwand, weil
üblicherweise die Beta-Strahlung des Tritiums indirekt über die Fluoreszenzstrahlung einer der Testsubstanz
zugemischten fluoreszierenden Hilfssubstanz szintigraf
phisch erfaßt' wird. Für die routinemäßige praktische
Anwendung mit standardisierten Test-Kits stellt das keine ins Gewicht fallende Komplikation dar. Von
wesentlich größerer Bedeutung sind die Vorteile, die mit der erfindungsgemäßen Testsubstanz erzielt werden.
Zunächst hat die Testsubstanz eine erheblich größere Haltbarkeit als Testsubstanzen, die mit 125J markiert
sind, weil Tritium eine erheblich größere Halbwertszeit (12^3 Jahre) hat als 125J (60 Tage). Beim Zerfall werden
keine noch Restaktivität enthaltende Zerfallprodukte mit so veränderter Molekülstruktur gebildet, daß sie
einen Meßfehler hervorrufen können. Zum Einbau des Tritiums ist keine starke Veränderung des Molekülaufbaus
erforderlich. Im Gegensatz dazu kann das erheblich größere Jodatom meist nur in zusätzlich
angebauten Gruppen oder über zusätzlich angebaute Liganden eingeführt werden; dadurch ergeben sich auch
im chemischen Verhalten und in der Affinität zu dem Antikörper größere Unterschiede zu der zu bestimmenden
Wirksubstanz, so daß keine idealen Bedingungen für e;ne konkurrierende Anlagerung am Antikörper
mehr vorliegen und die Radioimmunbestimmung demgemäß weniger spezifisch wird. Dagegen hat die
erfindungsgemäße Testsubstanz, die vorzugsweise mit 2 Atomen Tritium pro Molekül radioaktiv markiert ist,
nicht nur im Molekülaufbau, sondern auch im chemischen Verhalten und in der Affinität zu dem
16-AcctyIgitoxin-Antikörper weitgehend gleiche Eigenschaften
wie das i6-Acetylgitoxin selbst Die Synthese ist einfach und führt zu hohen Ausbeuten; es treten
keine schwer abtrennbaren Nebenprodukte auf, und die Reinigung des Endprodukts ist einfach und reproduzierbar
durchzuführen. Es können spezifische Radioaktivitäten zwischen 8 und etwa 120 Ci/mMol erzielt werden.
Dieser obere Wert ist für tritium-markierte Herzglykoside oder deren Derivate bisher nicht erreicht worden.
Zum Herstellen der beschriebenen erfindungsgemäßen Testsubstanz dient in weiterer Ausgestaltung der
Erfindung ein Verfahren, bei dem man 16-Acetylgitoxin in bekannter Weise mit Perjodat behandelt und das
Reaktionsprodukt mit Tritium und ggf. Wasserstoff reduziert. Diese Verfahrensschritte sind von anderen
Reaktionen her bekannt und bequem ausführbar.
Vorzugsweise wird die Testsubstanz bis zum Dialkohol reduziert; sie enthält dann in jeder Alkoholgruppe
wenigstens ein Tritium-Atom.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Herstellung des beschriebenen Herzglykosid-Protein-Konjugats
in sehr einfacher Weise erfolgen, indem man ein 16-Acetylgitoxin, bei welchem die endständige
Digitoxose zum Dialdehyd oxidiert worden ist. mit einem den Schutz der 16-Acetylgruppe bewirkenden
Protein, vorzugsweise Rinderalbumin, unter schwach alkalischen Bedingungen, etwa zwischen pH 8 und pH 9.
vorzugsweise bei etwa pH 8,5, während einer zur merklichen Hydrolisierung der 16-Acetylgruppe unzu-'
-ichenden Reaktionszeit, insbesondere etwa 40 Minuten,
umsetzt. Durch den ungewöhnlich niedrigen pH-We-u und die verhältnismäßig kurze Reaktionszeit
wird zwar die gewünschte schützende Bindung des Proteins an das 16-Acetylgitoxin erreicht, ein die
Genauigkeit der Radioimmunbestimmungsmethode verschlechternder Abbau des I6-Acetylgitoxins jedoch
vermieden.
Die Herstellung des Antikörpers kann ähnlich wie bei den bekannten Radioimmunverfahren in einfacher
Weise dadurch erfolgen, daß man einem Lieferantentier, z- B, einem Kaninchen, ein Konjügat-Präparat nach der
Erfindung aus 16-Acetylgitoxin und einem die lö^Ace^
tylgruppe vor Abbau durch den Tierorganismus schützenden Protein mit einer Koppelungsräte von
etwa 1:1 bis 3 :1 verabreicht, und nach ausreichender
Inkubationszeit den Antikörper aus dem Serum des
Tieres gewinnt. Dieses Verfahren kann mit den allgemein üblichen Techniken bequem durchgeführt
werden.
Nach der vorliegenden Erfindung erbringt die Verwendung der beschriebenen neuen Stoffe, nämlich
des Konjugat-Präparats, des Antikörper-Präparats und
der Testsubstanz, die neue und vorteilhafte Möglichkeit,
daß auch das einer Radioimmunbestimmung bisher nicht zugängliche Gitoxin und seine Derivate ebenso
bequem bestimmt werden können, wie es bereits für die Herzglykoside Dioxin und Digitoxin bekannt ist. Ein
weiterer wichtiger Vorteil besteht in diesem Zusammenhang darin, daß die Spezifizität der Bestimmung
sehr hoch, also die sogenannte Kreuzreaklivität (Ansprechen auf andere chemisch oder immunologisch
ähnliche Substanzen) sehr gering ist
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
CH
1. Herstellung des Konjugat-Präparats
Die endständige Digitoxose des 16-Acetylgitoxins
wird mit Perjodat zum Dialdehyd oxidiert. Dieser Aldehyd wird mit dem Protein in gepufferter Lösung
umgesetzt, wobei sich das Herzglykosid über Schiffsche
Basen an das Protein koppelt; diese instabilen Bindungen werden durch Reduktion mit Natriumborhydrid
stabilisiert Die Grundzüge dieses Prinzips sind bereits von der Anwendung bei anderen Substanzen her
bekannt; demgegenüber werden erfindungsgemäß aber einige wichtige Abwandlungen vorgenommen: Um die
16-AcetyIgruppe intakt zu lassen, wird die Reaktion bei
einem pH-Wert geführt, der kleiner ist als 9. Die Reaktionszeit ist herabgesetzt
Beispiel 1 a) Umsetzung von 16-Acetylgitoxin zum Dialdehyd
35
411 mg 16-Acetylgitoxin (500 μΜοΙ) werden in 20 ml
Methanol gelöst, und innerhalb von 30 min werden 2OmI 0,1 M NaJO4-Lösung (enthaltend 2 mMol
Perjodat) zugetropft Anschließend wird nochmals 15 Minuten gerührt. Die Reaktion wird durch Zugabe von
1,2ml IM Äthylenglykol gestoppt; dabei wird überschüssiges
Perjodat zerstört Wie sich durch dünnschichtchromatographische Analyse zeigen läßt, ist zu
diesem Zeitpunkt das 16-Acetylgitoxin vollständig zu dem entsprechenden Dialdehyd umgesetzt.
Den Ansatz gibt man dann zu e'ner auf 00C gekühlten
Lösung von 560 mg BSA (Rinder-Serumalbumin) in 20 ml Wasser, die mit 5% K2CO, auf pH 8,5 eingestellt
ist Im Verlauf der Zugabe wird der pH-Wert durch Zugabe weiterer Ba'<; auf 8,5 gehalten. Die Zugabe
erfolgt im typischen Fall innerhalb von 30 min. Dann wird noch 10 min gerOhrt, und 140 mg festes NaBH4
werden zugesetzt. Dabei wird der pH-Wert mit 1 N Essigsäure bei 8,5 gehalten. Nach 30 min wird auf
pH 6.5 eingestellt, und danach wird noch 60 min lang
gerührt. Das Konjugat wird dann durch Dialyse gereinigt und lyophilisiert.
OH OH
NaJO4
20
NaB3H4 .
2. Herstellen der Testsub'.tanz
60
Die endständige Digitoxose des 16-Acetylgitoxins wird mit Perjodat oxidiert, wobei der entsprechende
Dialdehyd entsteht. Die Aldehydgruppen des gereinigten
Dialdehyds werden mit tritium-markiertem NaBH4
zu alkoholischen Gruppen reduziert, Wobei 2 Triturrn
•lörrie in das Molekül eingeführt werden. Die Reinigung
erfolgt dünnschichtchromätographisch.
R = 16-Acetylgitoxigenin(-Digitoxose-)r
41mg 16-Acetylgitoxin werden in 2 ml Methanol
gelöst. Dazu gibt man 2 ml einer 0,1 N NaJO4-Lösung.
Die Zugabe erfolgt über einen Zeitraum von 10 min. Anschließend rührt man noch 5 min, versetzt den
Ansatz mit 5 ml Wasser und extrahiert den gebildeten Dialdehyd mit 4 mal 5 iri Chloroform. Der Extrakt wird
über Natriumsulfat getrocknet, und dann wird im Vakuum das Chloroform abgezogen. Wie sich dünnschichtchromätographisch
zeigen läßt ist das erhaltene Produkt einheitlich, und die Umsetzung ist quantitativ.
Man löst den gebildeten Dialdehyd in 1 ml Methanol und gibt die Lösung zu 1,4 mg tritium-markiertem
NaBH4 (spezifische Aktivität 5,4 Ci/mMol, 200 mCi
Gesamtaktivität). Man läßt 10 min bei Raumtemperatur reagieren.
Die Reinigung der gebildeten Testsubstonz erfolgt dünnschichtchromätographisch. Als Fließmittelgemisch
wird Chloroform : Methanol = 9:1 (VoI: VoI) verwendet
Als Trägermaterial findet Kieselgel Verwendung. In dem beschriebenen System ist eine vollständige
Trennung des Reaktionsprodukts (16-Acetylgitoxin-Dialkohol)
vom Ausgangsprodukt (16-Acetylgitoxin-Dialdehyd) möglich. Die Reaktionsmischung zeigt ein
radioaktives Produkt mit dem Rf-Wert von 16-Acetylgitoxin-Dialkohol.
Die Substanz wird in Methanol eluiert und als Lösung bei - 18°C aufbewahrt. Sie ist stnbil und
kann mit übersenüssigem NaBH4 nicht weiier umgesetzt
werden. Daraus ergibt sich, daß quantitative Umsetzung zum Dialkohol stattgefunden hat. Die theoretisch
ebenfalls zu erwartende münoreduzierte Verbindung tritt unter den beschriebenen Reaktionsbedingungen
nicht auf. In analoger Weise lassen sieh unter jeweiliger Umrechnung der eingesetzten Sübstanzrfiengen höher
spezifisch markierte Derivate herstellen, wenn NaBH4
höherer spezifischer Aktivität verwendet wird- Die mögliche obere Grenze liegt derzeit bei etwa
120Ci/mMoI.
3. Durchfuhrung des Radioimmunfests
Pipettierschema; (Angaben in ml)
UB | B0 | Standardwerte | Seren | |
Puffer 3H-16-AG Standard Normalserum Probe Antikörper |
0.6 0.1 0.1 |
0.6 0.1 0.1 0.1 |
0.6 0.1 0.1 0.1 |
0.6 0.1 0.1 0.1 |
Mischen, | 60 | min bei Raumtemperatur inkubieren | ||
(NH4)2SO4 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
Mischen, | 15 10 |
min bei Raumtemperatur inkubieren, min zentrifugieren, dekantieren |
||
(NH4)2SO4 \3\Jli) |
0.5 |
/V C
ir.j |
0.5 | Λ C |
Mischen, | 10 | min zentrifugieren, dekantieren. |
Puffer
Standards
Pellet in Wasser lösen, mit Szintillator versetzen, Radioaktivität bestimmen.
10 Vol. gesättigte Ammoniumsulfat-Lösung mit 1 Vol. H2O mischen.
Die gesättigte Lösung zuvor auf pH 7.0 einstellen.
1 Vol. gesättigte Lösung mit 1 Vol. Wasser versetzen.
Unspezifische Bindung
Maximale Bindung in Abwesenheit von Standard 16-Acetylgitoxin. Phosphatgepuflerte physiologische Kochsalzlösung pH 7.4.
Stocklösung von 10//g/m] 16-Acetylgitoxin in H2O.
Hieraus werden die Standards durch Verdünnen in Normalserum
hergestellt.
Tritium-markiertes 16-Acetylgitoxin.
Claims (4)
1. Herzglykosid-Prolein-Konjugat zur Verabreichung an Lieferantentiere für Antiseren zwecks
Gewinnung von Antikörpern für die Radioimmunbestimmung des im menschlichen Organismus
wirksamen Metaboliten von Pentaacetylgitoxin (Pengitoxin), gekennzeichnet durch ein
Konjugat aus 16-Acetylgitoxin u-id einem Protein,
die derart miteinander verknüpft sind, daß die 16-AcetyIgruppe des 16-AcetyIgitoxins durch das
Protein vor dem Abbau durch den Tierorganismus geschützt ist.
2. IConjugat-Präparat nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Konjugat eine Koppelungsrate Herzglykosid : Protein von etwa 1 : 1 bis 3 :1,
vorzugsweise von etwa 1 :1 bis 2:1 aufweist
3. Radioaktiv markierte Testsubstanz für die Radioimmunbestimmung des im menschlichen Organismus
wirksamen Metaboliten von Pentaacetylgitoxin (Pengiiöxin), dadurch gekennzeichnet, daß
sie als wirksamen Bestandteil ein 16-Acetylgitoxin enthält, bei dem die endständige Digitoxose
zwischen den beiden OH-Gruppen aufgetrennt und mit Tritium und ggf. Wasserstoff hydriert ist.
4. Testsubstanz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie bis zum Dialkohol hydriert
ist und pro Molekül zwei Tritiumatome aufweist:
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792920411 DE2920411C2 (de) | 1979-05-19 | 1979-05-19 | Herzglykosid-Protein-Konjugat zur Gewinnung von Antikörpern für die Radioimmunbestimmung von Pengitoxin sowie eine radioaktiv markierte Testsubstanz für diese Bestimmung |
GB8009537A GB2048895B (en) | 1979-05-19 | 1980-03-21 | Radioimmunoassay of a cardioactive glycoside |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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---|---|
DE2920411A1 DE2920411A1 (de) | 1980-11-27 |
DE2920411C2 true DE2920411C2 (de) | 1982-11-11 |
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ID=6071242
Family Applications (1)
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---|---|
DE (1) | DE2920411C2 (de) |
GB (1) | GB2048895B (de) |
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1979
- 1979-05-19 DE DE19792920411 patent/DE2920411C2/de not_active Expired
-
1980
- 1980-03-21 GB GB8009537A patent/GB2048895B/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2048895A (en) | 1980-12-17 |
DE2920411A1 (de) | 1980-11-27 |
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