DE3700164C2 - - Google Patents

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DE3700164C2
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
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Description

Die Erfindung betrifft Nucleinsäurederivate mit physiologischer Wirksamkeit gemäß den vorstehenden Patentansprüchen für die Anwendung als Arzneimittel.The invention relates to nucleic acid derivatives with physiological Efficacy according to the above Claims for use as a medicament.

Nucleinsäure ist aus solchen Zuckern, wie Ribose, zusammengesetzt, die an einen Purinring oder Pyrimidinring gebunden und über Phosphorsäure in Ketten angeordnet sind.Nucleic acid is composed of such sugars as ribose, bound to a purine ring or pyrimidine ring and are arranged in chains via phosphoric acid.

Unter den Nucleinsäuren ist RNA (Ribonucleotidpolymer) eine hochmolekulare Verbindung in Kettenstruktur, in welcher Ribose als Zucker enthalten ist und die Zuckereinheiten über eine Diesterbindung der Phosphorsäure kombiniert sind.Among the nucleic acids, RNA (ribonucleotide polymer) is a high molecular weight compound in chain structure in which ribose is contained as sugar and the sugar units via a Diesterbindung the phosphoric acid are combined.

Die Doppelkette hat in ihrem sterischen Aufbau durch die Kombination von Purin- oder Pyrimidinringeinheiten der Base (wie Inosin, Cytidin, Uridin usw.), welche die Nucleinsäure bildet, eine Spiralform. Doppelsträngige Nucleinsäuren haben eine sehr nützliche physiologische Wirksamkeit, und sie sind intensiv untersucht worden.The double chain has in its steric structure by the combination of purine or pyrimidine ring units of the base (such as Inosine, cytidine, uridine, etc.), which forms the nucleic acid, a spiral shape. Double-stranded nucleic acids have one very useful physiological efficacy, and they are intense been examined.

Von diesen sind natürliche (z. B. von Viren herstammende RNA) und synthetische doppelsträngige RNA, wie Polyinosinsäure- Polycytidylsäurederivate (nachstehend abgekürzt als "Poly-I- Poly-C" bezeichnet), Polyadenylsäure-Polyuridylsäurederivate usw., gründlich untersucht worden (z. B. De Clercq et al.: Texas Reports on Biology and Medicine, 41, 77, 1982). Of these, are natural (eg, virus-derived RNA) and synthetic double-stranded RNA, such as polyinosinic acid Polycytidylic acid derivatives (hereinafter abbreviated as "poly-I- Poly-C "), polyadenylic acid polyuridylic acid derivatives etc., has been thoroughly investigated (eg, De Clercq et al .: Texas Reports on Biology and Medicine, 41, 77, 1982).  

Viele RNA-Nucleinsäurederivate sind als solche synthetisiert und ihre physiologischen Wirksamkeiten untersucht worden.Many RNA nucleic acid derivatives are synthesized as such and their physiological activities have been studied.

Die Poly-I-Poly-C ist eine Substanz mit hoher Wirksamkeit, und ihre Anwendbarkeit ist aufgrund von Untersuchungen ausgewertet worden. Eine Verbindung, bei der nur ein kleiner Teil des Cytidins in dem Poly-I-Poly-C zu Uridin umgewandelt ist (z. B. fehlgepaarte RNA), ist untersucht worden, weil seine physiologische Wirksamkeit ähnlich der von Poly-I-Poly-C ist (vgl. japanische Patentveröffentlichung 50/0 82 226).The poly-I-poly-C is a substance with high efficiency, and their applicability has been evaluated based on research Service. A connection in which only a small Part of the cytidine in the poly-I-poly-C converted to uridine (for example, mismatched RNA) has been studied because of its physiological efficacy similar to that of poly-I-poly-C (See, Japanese Patent Publication 50/082226).

Studien an Polycytidylsäure sind ebenfalls vorgenommen worden, und es liegt ein Bericht vor (britische Patentanmeldung Nr. 20 38 628), in dem festgestellt wird, daß, wenn eine Mercaptogruppe (-SH) an die Stelle der -NH2-Gruppe des Pyrimidinringes der Polycytidylsäure eingeführt wird, die physiologische Wirksamkeit zunimmt. Eine Steuerung der Kettenlänge ist hier nicht vorgesehen.Studies on polycytidic acid have also been made and there is a report (British Patent Application No. 2038628) which states that when a mercapto group (-SH) replaces the -NH 2 group of the pyrimidine ring Polycytidylic acid is introduced, the physiological activity increases. A control of the chain length is not provided here.

Aus der Arbeit "Modification of Cytosine Moieties of Nucleic Acids with Hydrogen Sulfide" von K. Miura und T. Ueda (Chem. Pharm. Bull. 28, 1980, S. 3415-18) ist es ebenfalls bekannt, Nucleinsäuren im Cytidinanteil zu sulfidieren. Aber auch hier sind Brückenbildung und Steuerung der Kettenlänge nicht diskutiert oder auch nur erwähnt.From the work "Modification of Cytosine Moieties of Nucleic Acids with Hydrogen Sulfides "by K. Miura and T. Ueda (Chem. Pharm. Bull. 28, 1980, pp. 3415-18) it is also known To sulfide nucleic acids in the cytidine moiety. But here too bridging and chain length control are not discussed or just mentioned.

Die herkömmlichen physiologisch wirksamen Substanzen, wie vorstehend angegeben, haben erwartungsgemäß nützliche Wirkungen trotz ihrer Toxizität, wie bei Poly-I-Poly-C feststellbar, die nicht verleugnet werden kann (De Clercq et al.: Infect. Immuni., 6, 344, 1972), und es ist erforderlich, hier Verbesserungen vorzunehmen. Weiterhin ist wünschenswert, die physiologische Wirksamkeit zu steigern.The conventional physiologically active substances as above are expected to have beneficial effects despite their toxicity, as seen with poly-I-poly-C, which can not be denied (De Clercq et al .: Infect. Immuni., 6, 344, 1972), and improvements are needed here make. Furthermore, it is desirable that to increase physiological efficacy.

Im Laufe von langjährigen Untersuchungen der Erfinder ist gefunden worden, daß trotz ziemlicher Koinzidenz RNA durch eine bestimmte kovalente Bindung stabilisierte Derivate mit einer Konformation höherer Ordnung bilden kann. Wenn ihre physiologische Wirksamkeit gemessen wird, stellt man fest, daß sie bei sehr geringer Toxizität eine stärkere Wirksamkeit aufweisen als die herkömmlichen physiologisch wirksamen Substanzen, was zu der vorliegenden Erfindung führte. In the course of many years of investigations of the inventor is found have been that, despite some coincidence, RNA by a certain covalent linkage stabilized derivatives with a Conformation of higher order can form. If her physiological Effectiveness is measured, they are found to be have a higher efficacy with very low toxicity as the conventional physiologically active substances, which led to the present invention.  

Gegenstand der Erfindung sind also Nucleinsäurederivate, die aus einem Nucleinsäurepolymeren, in dem eine Purin- und/oder Pyrimidinringe, die in diesen Polymeren enthalten sind, durch Schwefelatome substituiert sind, durch Oxidation in Disulfidbrücken umgewandelt werden.The invention therefore nucleic acid derivatives, which consist of a Nucleic acid polymers in which a purine and / or pyrimidine rings, the contained in these polymers, substituted by sulfur atoms are converted by oxidation into disulfide bridges.

Die Nucleinsäurederivate nach der Erfindung können aus Nucleinbasen synthetisiert werden, in welche -SH-Gruppen eingeführt werden können. Ein spezifisches Beispiel für erfindungsgemäße Nucleinsäurederivate ist eine solche, die eine komplementäre doppelspiralige Struktur einer Kettenverbindung aufweist (sogenanntes "Poly-C" in der vorliegenden Beschreibung), die ein Cytidylsäurepolymer ist, und eine andere Kettenverbindung (in der vorliegenden Beschreibung als "Poly-I" bezeichnet), die ein Inosinsäurepolymer ist. Obwohl diese Verbindung eine Struktur aufweist, die der des vorstehend erwähnten Poly-I- Poly-C ähnelt, haben die Nucleinsäurederivate nach der Erfindung aus den folgenden Gründen noch besondere Eigenschaften.The nucleic acid derivatives according to the invention can be prepared from nucleic bases into which -SH groups are introduced can be. A specific example of the invention Nucleic acid derivatives is one that has a complementary having a double spiral structure of a chain connection (so-called "poly-C" in the present specification), which a cytidylic acid polymer, and another chain compound (referred to in the present specification as "poly-I"), which is an inosinic acid polymer. Although this connection a Having a structure similar to that of the above-mentioned poly-1 Poly-C resembles have the nucleic acid derivatives of the invention special properties for the following reasons.

Nucleinsäurederivate nach der vorliegenden Erfindung sind solche mit teilweiser Vernetzung (-S-H-Bindung), wobei ein Schwefelatom auf 6-39 in dem Poly-C enthaltener Cytidylsäure kommt.Nucleic acid derivatives according to the present invention are those with partial crosslinking (-S-H bond), wherein a sulfur atom on 6-39 in the poly-C-containing cytidic acid comes.

Die Schwefelatome in den Nucleinsäurederivaten nach der Erfindung können vor oder nach der Herstellung des Polymeren durch Anwendung einer Enzymreaktion eingeführt werden. Die Einführung wird durchgeführt durch Substituieren der Nucleinbase mit -SH-Gruppen, indem beispielsweise an einer -NH2-Gruppe in einem Pyrimidinring der Cytidinsäure eine -SH-Gruppe substituiert wird. Der substituierte Rest wird als 4-Thiouridylsäure bezeichnet.The sulfur atoms in the nucleic acid derivatives of the invention may be introduced before or after the preparation of the polymer by the use of an enzyme reaction. The introduction is carried out by substituting -SH groups for the nucleic base, for example by substituting an -SH group on a -NH 2 group in a pyrimidine ring of cytidine acid. The substituted radical is called 4-thiouridylic acid.

5′-4-Thiouridylsäure5'-4-Thiouridylsäure

Die Nucleinsäurederivate nach der Erfindung können an ihrer Phosphorsäureseitenkette zu niedrigermolekularen Verbindungen aufgespalten werden, und solche mit niedrigerem Molekulargewicht gehören ebenfalls zu der Erfindung. Somit besteht in diesem Sinne ein Unterschied zu dem herkömmlichen Poly-I-Poly-C.The nucleic acid derivatives according to the invention can be used on their Phosphoric acid side chain to lower molecular weight compounds split and those of lower molecular weight also belong to the invention. Thus exists in this sense a difference to the conventional poly-I-poly-C.

Als Folge des charakteristischen Merkmals der Nucleinsäurederivate nach der Erfindung, d. h. der Substitution mit -SH, und die Bildung von niedrigermolekularen Substanzen durch Aufspaltung an der Phosphorsäureseitenkette, ist es erstmals möglich, den erfindungsgemäßen Effekt zu erhalten, daß (1) die physiologische Wirksamkeit erhöht und (2) die Sicherheit verbessert werden kann.As a consequence of the characteristic feature of the nucleic acid derivatives according to the invention, d. H. the substitution with -SH, and the Formation of lower molecular substances by splitting at the Phosphorsäureseitenkette, it is possible for the first time, the effect according to the invention, that (1) the physiological Effectiveness increases and (2) safety is improved can.

Die physiologische Wirksamkeit der Nucleinsäurederivate nach der Erfindung ist für Arzneimittel äußerst vorteilhaft. Wie nachstehend noch erläutert wird, haben die Nucleinsäurederivate nach der Erfindung eine starke Wirksamkeit als Interferoninduktoren. Diese Wirkung ist nur eine von zahlreichen physiologischen Wirkungen der Nucleinsäurederivate nach der Erfindung. Was die physiologischen Wirkungen der Nucleinsäurederivate nach der Erfindung angeht, so können die folgenden zahlreichen Wirkungen genannt werden. Zu diesen gehören die Fähigkeiten, TNF, Interleukin 1 und Interleukin 2 zu bilden, die Makrophagen (Freßzellen) zu aktivieren, NK-Zellen zu aktivieren, die Proliferation von Tumorzellen zu hemmen, die Proliferation von Tumoren in krebsbefallenen Mäusen zu hemmen, die Proliferation bei menschliche Tumorzellen tragenden nackten Mäusen zu hemmen, die Bildung von Metastasen von Tumorzellen in der Lunge zu verhindern usw.The physiological activity of the nucleic acid derivatives according to The invention is extremely advantageous for pharmaceuticals. As will be explained below, have the nucleic acid derivatives according to the invention a strong activity as interferon inducers. This effect is just one of many physiological Effects of the nucleic acid derivatives of the invention. What the physiological effects of the nucleic acid derivatives As regards the invention, the following may be mentioned numerous effects are called. These include the Abilities to form TNF, interleukin 1 and interleukin 2, to activate the macrophages, to activate NK cells, to inhibit the proliferation of tumor cells that  To inhibit tumor proliferation in cancerous mice, carrying the proliferation in human tumor cells to inhibit nude mice, the formation of metastases of Prevent tumor cells in the lungs, etc.

Nucleinsäurederivate nach der Erfindung besitzen eine viel größere Sicherheit als Interferoninduktoren, wie herkömmliches Poly-I-Poly-C. Folglich sind die Verbindungen nach der Erfindung brauchbare Antivirusmittel und Antitumormittel.Nucleic acid derivatives according to the invention have a lot greater safety than interferon inducers, such as conventional ones Poly-I-poly-C. Consequently, the compounds according to the invention useful antiviral and antitumor agents.

Der Ausdruck "Basenpaar" (abgekürzt BP), der zum Angeben der Molekülgröße der Nucleinsäure häufig verwendet wird, gibt die Molekülgröße durch die Anzahl der Basen in der Nucleinsäure in jedem Komplementärstrang an (d. h. "10 BP" bedeutet, daß das doppelsträngige Polymere 10 Basen besitzt). Da auch andere Nucleinsäurepolymere als doppelsträngige Polymere erfindungsgemäß erfaßt sind, wird anstelle von "BP" hier der Ausdruck "Restanzahl" verwendet. Beispielsweise bedeutet "Restanzahl 10", daß das Nucleinsäurepolymer 10 Basen in einem Strang aufweist.The term "base pair" (abbreviated BP) used to indicate the Molecular size of the nucleic acid is often used the molecular size by the number of bases in the nucleic acid in each complementary strand (i.e., "10 BP" means that the double-stranded polymer has 10 bases). There too other nucleic acid polymers than double-stranded polymers according to the invention will be used instead of "BP" here Expression "remaining number" used. For example, means "Residual number 10" indicates that the nucleic acid polymer has 10 bases in having a strand.

Nucleinsäurederivate nach der Erfindung enthalten Substanzen mit einer Vielzahl von Molekülgrößen, und es ist allgemein zu bevorzugen, daß die Restanzahl nicht weniger als 50 beträgt, d. h., daß die Restanzahl 50 bis 10 000 beträgt. Die Größe kann sogar noch größer sein, d. h. 200 000 sind auch noch zu tolerieren, und es hat sich gezeigt, daß die Molekülgröße einen geringen Einfluß auf die physiologische Wirksamkeit gemäß der Erfindung hat.Nucleic acid derivatives according to the invention contain substances with a variety of molecular sizes, and it's common to prefer that the remaining number is not less than 50, d. h., That the remaining number is 50 to 10,000. The Size can be even bigger, d. H. 200,000 are too to tolerate, and it has been shown that the molecule size a small influence on the physiological effectiveness according to the invention has.

Um die Anzahl der Schwefelatome in den Nucleinsäurederivaten nach der Erfindung angeben zu können, wird in der vorliegenden Beschreibung der Ausdruck "Sulfurisierung (n)" verwendet. Die Cytidylsäure wird durch Substitution der -NH2-Gruppe in dem Pyrimidinring durch die -SH-Gruppe in 4-Thiouridylsäure umgewandelt, und "n" ist die Anzahl an Cytidylsäuren auf eine 4-Thiouridylsäure. Die Nucleinsäurederivate nach der Erfindung enthalten Substanzen mit einer Vielzahl von "n", und es ist zu bevorzugen, daß n = 6 oder mehr ist. Wenn n kleiner ist, hat man festgestellt, daß die physiologische Wirksamkeit abnimmt. Wenn n = 6 oder mehr beträgt, besteht keine sonderliche Einschränkung, und n kann sogar 39 betragen. Es besteht nur ein kleiner Einfluß von n auf die physiologische Wirksamkeit gemäß der Erfindung.In order to be able to indicate the number of sulfur atoms in the nucleic acid derivatives according to the invention, the term "sulfurization (s)" is used in the present specification. The cytidylic acid is converted to 4-thiouridic acid by substitution of the -NH 2 group in the pyrimidine ring with the -SH group, and "n" is the number of cytidylic acids on a 4-thiouridylic acid. The nucleic acid derivatives of the invention contain substances having a plurality of "n", and it is preferable that n = 6 or more. When n is smaller, it has been found that the physiological efficacy decreases. If n = 6 or more, there is no particular restriction, and n may even be 39. There is only a small influence of n on the physiological activity according to the invention.

Zur Herstellung der Nucleinsäurederivate nach der Erfindung können zahlreiche Methoden angewendet werden. Das Poly-C und dergleichen Stoffe, die Ausgangsmaterialien für die erfindungsgemäßen Derivate sind, sind leicht verfügbar. Das Poly-C kann durch beispielsweise Umsetzung mit Sulfurisierungsmitteln, wie Schwefelwasserstoff, leicht sulfurisiert werden. Als Folge dieser Umsetzung kann eine bestimmte Anzahl von Cytidylsäureresten in dem Poly-C in 4-Thiouridylsäure umgewandelt werden. Wenn die Reaktionsbedingungen, wie Reaktionstemperatur und Reaktionszeit, verändert werden, kann Poly-C mit den gewünschten n- Werten hergestellt werden.For the preparation of the nucleic acid derivatives according to the invention Numerous methods can be used. The poly-C and the same substances, the starting materials for the invention Derivatives are readily available. The poly-C can be replaced by, for example, reaction with sulfurizing agents, like hydrogen sulfide, easily sulfurized. As a result This reaction may involve a certain number of cytidic acid residues in the poly-C are converted into 4-thiouridylic acid. If the Reaction conditions, such as reaction temperature and reaction time, Poly-C can be modified with the desired n- Values are produced.

Die Nucleinsäurederivate nach der Erfindung können auf die vorstehend erläuterten Methoden nahezu quantitativ erhalten werden, und es hat sich gezeigt, daß die Gesamtausbeute etwa 90% beträgt. The nucleic acid derivatives according to the invention can be applied to the obtained above methods almost quantitatively and it has been shown that the overall yield is about 90%.  

Beispielsweise wird, wenn 36 mmol Uridin-5′-diphosphat (UDP) und 7 mmol 4-Thiouridin-5′-diphosphat (4-SDH UDP) bei 37°C 5 Stunden lang in 150 mmol Tris-Puffer (pH 8,2) unter Verwendung von 0,5 Einheiten/ml Polynucleotidphosphorylase (PNPase, Typ 15, PL Biochemical) umgesetzt werden, ein Heteropolymer erhalten, bei dem ein 4-Thiouridin auf 13 Uridinreste enthalten ist, in einer Ausbeute von etwa 50%. Wenn 2-Thiouridin-5′-diphosphat anstelle von 4-Thiouridindiphosphat verwendet wird, wird ein 2-Thiouridin enthaltendes Poly-U erhalten.For example, when 36 mmol uridine-5'-diphosphate (UDP) and 7 mmol 4-thiouridine-5'-diphosphate (4-SDH UDP) at 37 ° C for 5 hours in 150 mmol Tris buffer (pH 8.2) using 0.5 unit / ml polynucleotide phosphorylase (PNPase, type 15, PL Biochemical), a heteropolymer obtained, in which a 4-thiouridine is contained on 13 uridine residues, in a yield of about 50%. When 2-thiouridine 5'-diphosphate instead of 4-thiouridine diphosphate is used 2-thiouridine-containing poly-U obtained.

Wenn ein -SH-Gruppen enthaltendes Nucleinsäurepolymer einmal hergestellt ist, können die nachfolgenden Derivate auf dieselbe Weise erhalten werden, wie es bei sulfuriertem Poly-I-Poly-C der Fall ist, wie in den Beispielen beschrieben. Insbesondere werden sowohl die sulfurierte Poyluridylsäure und die äquimolare Menge Polyadenylsäure in neutraler wäßriger Lösung gelöst und zur Komplexbildung erhitzt. Dann wird nach dem Lösen in Wasser in einem Inkubator die Temperatur allmählich auf 85°C gesteigert, wonach 10 Minuten lang erhitzt und schließlich bei Raumtemperatur stehengelassen wird. Once an -SH group-containing nucleic acid polymer is used once is prepared, the following derivatives can be made to the same Be obtained as it is in sulfurized poly-I-poly-C the case is as described in the examples. In particular Both the sulfurized polyuridylic acid and the equimolar Amount of polyadenylic acid dissolved in neutral aqueous solution and heated to complex formation. Then, after dissolving in water in an incubator, the temperature gradually increased to 85 ° C, then heated for 10 minutes and finally at Room temperature is allowed to stand.  

Die Nucleinsäurederivate nach der Erfindung ergeben eine bestimmte klare Schmelzkurve, wie nachstehend noch erläutert wird, und daraus wird deutlich, daß sie stabile Grundstrukturen aufweisen.The nucleic acid derivatives of the invention give a particular clear melting curve, as explained below becomes, and it becomes clear that they are stable basic structures respectively.

Die Halbwert-Schmelztemperatur (Tm-Wert) beträgt bei Poly-I- Poly-C unter neutralen Bedingungen in Gegenwart von 0,1 M Natriumionen 59,0°C, während der Wert im Falle von SH- substituiertem Nucleinsäurederivat, das 4-Thiouridin in einer Menge von n = 20 enthält, 59,5°C beträgt, und folglich sind sie gleich oder noch mehr stabilisiert. Im Falle von OH- substituiertem Nucleinsäurederivat, das Uridin in einer Menge von n = 20 enthält, wie vorstehend, ist der Wert mit 53,1°C niedrig.The half-value melting temperature (Tm value) is at poly I Poly-C under neutral conditions in the presence of 0.1 M Sodium ions 59.0 ° C, while the value in the case of SH- substituted nucleic acid derivative containing 4-thiouridine in one Contains amount of n = 20, 59.5 ° C, and consequently are they the same or even more stabilized? In the case of OH substituted nucleic acid derivative containing uridine in an amount of n = 20, as above, the value is 53.1 ° C low.

Somit hat die Einführung von Schwefelatomen eine effektivere Stabilisierungswirkung der hochmolekularen Struktur der Nucleinsäure verglichen mit anderen substituierten Derivaten, wie den mit NH2 oder mit OH substituierten.Thus, the introduction of sulfur atoms has a more effective stabilizing effect on the high molecular structure of the nucleic acid compared to other substituted derivatives such as those substituted with NH 2 or with OH.

Dann wurde die Beständigkeit gegen Hydrolyse durch RNAase A (ein Enzym, das RNA zersetzt) anhand des Zeitverhältnisses, bei dem die Zersetzung 50% erreicht, verglichen. So lag dieser Wert unter bestimmten enzymatischen Reaktionsbedingungen für Poly-I-Poly-C bei 50 Minuten, während der von 4-Thiouridin (SH-Gruppen) und seinem Nucleinsäurederivat (n = 20; enthaltend S-S) 60 Minuten betrug, während im Gegensatz dazu der von Nucleinsäurederivaten (n = 20), die Uridin-OH-Gruppen enthalten, mit 20 Minuten sehr kurz war. Daraus wird deutlich, daß die Schwefelatome einen Substitutionseffekt selbst bei biochemischer Stabilität aufweisen.Then the resistance to hydrolysis by RNAase A became (an enzyme that degrades RNA) based on the time ratio, where the decomposition reaches 50%. So this was Value under certain enzymatic reaction conditions for  Poly-I-poly-C at 50 minutes while that of 4-thiouridine (SH groups) and its nucleic acid derivative (n = 20; S-S) was 60 minutes while, in contrast, that of Nucleic acid derivatives (n = 20) containing uridine OH groups, was very short with 20 minutes. It becomes clear that the sulfur atoms have a substitution effect even at biochemical stability.

Wenn die Nucleinsäurederivate nach der Erfindung als Arzneimittel an Lebewesen einschließlich den Menschen verabreicht werden, beträgt die Wirkstoffkonzentration 0,1 bis 99,5% (vorzugsweise 0,5 bis 90%) in einem pharmazeutisch verträglichen und nichttoxischen und inerten Trägerstoff.When the nucleic acid derivatives according to the invention as a medicament administered to living things including humans be, the active ingredient concentration is 0.1 to 99.5% (preferably 0.5 to 90%) in a pharmaceutically acceptable and non-toxic and inert carrier.

Als Trägerstoffe können ein oder mehrere flüssige, feste oder halbflüssige Verdünnungsmittel, Füllstoffe und andere Hilfsmittel für pharmazeutische Zubereitungen verwendet werden. Es ist wünschenswert, daß die pharmazeutischen Präparate in Formen mit dosierbaren Einheiten gegeben werden. Nucleinsäurederivate nach der Erfindung können peroral, ins Gewebe, lokal oder rektal verabreicht werden. Sie können natürlich in Formen gegeben werden, die für den jeweiligen Verabreichungsweg geeignet sind. Beispielsweise werden sie als oral verabreichbare Form, Injektion, Inhalation, Augenlotion, Salbe, Suppositorien usw. gegeben. Besonders vorteilhaft ist die Verabreichung ins Gewebe oder lokal.As carriers, one or more liquid, solid or semi-liquid diluents, fillers and other auxiliaries be used for pharmaceutical preparations. It is desirable that the pharmaceutical preparations in Shapes are given with dosable units. nucleic acid derivatives According to the invention, perorally, into the tissue, administered locally or rectally. You can of course in Shapes are given for each route of administration are suitable. For example, they are considered orally administrable Form, injection, inhalation, eye lotion, ointment, Suppositories, etc. given. Particularly advantageous is the Administration into the tissue or locally.

Es ist wünschenswert, daß die Dosis als Heilmittel gegen maligne Tumore unter Berücksichtigung des Status des Patienten (wie Alter, Körpergewicht usw.), Verabreichungsweg und Art und Ausmaß der Erkrankung reguliert wird. Im allgemeinen werden 0,05 bis 1000 mg auf einmal als effektive Menge an Nucleinsäure nach der Erfindung an Erwachsene gegeben, und vorzugsweise sind 0,5 bis 50 mg einer intravenösen Infusion üblich. In einigen Fällen ist eine niedrigere Dosis ausreichend, während in einigen anderen Fällen höhere Dosen erforderlich sein können. Es ist auch möglich, daß die Dosis auf einmal gegeben oder auf mehrere Gaben pro Tag oder mit einer Unterbrechung von einem bis mehreren Tagen verteilt wird.It is desirable that the dose be used as a cure malignant tumors taking into account the status of the patient (such as age, body weight, etc.), route of administration and type and Extent of the disease is regulated. In general, be 0.05 to 1000 mg at once as effective amount of nucleic acid  given to adults according to the invention, and preferably 0.5 to 50 mg of an intravenous infusion is usual. In some cases a lower dose is sufficient while in some other cases higher doses are required could be. It is also possible that the dose at once given or on several doses a day or with an interruption from one to several days.

Die Dosen bei der Verwendung als Heilmittel gegen benigne Tumore oder bei Viruserkrankungen werden vorzugsweise unter Berücksichtigung von Art und Ausmaß der Erkrankung, des Verabreichungsweges, des Status des Patienten usw. eingestellt, und im allgemeinen ist es üblich, daß die Dosis ebenso groß bis herab auf 1/50 der Dosis wie bei den vorstehenden malignen Tumoren beträgt.The doses when used as a cure for benign Tumors or viral diseases are preferably under Consideration of the nature and extent of the disease, the route of administration, the status of the patient, etc., and in general it is common for the dose to be just as large down to 1/50 of the dose as in the above malignant Tumors is.

Die physiologische Wirksamkeit der Nucleinsäurederivate nach der Erfindung wird nachstehend beschrieben.The physiological activity of the nucleic acid derivatives according to The invention will be described below.

(1) Interferon-induzierende Wirkung(1) Interferon-inducing action

Unter Bezugnahme auf sulfuriertes Poly-C-Poly-I-Derivat, das eines der Nucleinsäurederivate nach der Erfindung ist, wurde seine Wirkung als Interferoninduktor durch eine Methode zur Untersuchung der Antiviruswirksamkeit bestimmt. Das sulfurierte Poly-C-Poly-I-Derivat, das S-H-substituiert ist, wurde als Probe I bei dem Test bezeichnet; sie hat einen n-Wert von 20 und eine Restanzahl in ihrer Molekülgröße von 50 bis 2000.With reference to sulfurized poly-C-poly-I derivative, the is one of the nucleic acid derivatives according to the invention its effect as an interferon inductor by a method for Investigation of antiviral efficacy. The sulfurized Poly-C-poly-I derivative which is S-H substituted has been reported as Sample I in the test; it has an n-value of 20 and a remainder in their molecular size from 50 to 2000.

Die Lymphozyten (106 Zellen pro ml), erhalten aus menschlichem peripherem Blut, wurden 2 Stunden lang mit der Probe (10 µg/ml) in einer Kulturflüssigkeit (RPMI 1640; 20% FCS) behandelt. Die umgesetzte Kulturflüssigkeit wurde entfernt, die Zellen wurden in frischer Kulturflüssigkeit (RPMI 1640, 20% FCS) flottiert, 20 Stunden inkubiert, und die überstehende Flüssigkeit wurde unter Verwendung von Sindbi-Viren und FL-Zellen (vgl. Rinsho Kensa, 28, 1726, 1984) einer üblichen Meßmethode für Interferon- Antiviruswirksamkeit unterzogen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt. Der Titer des Interferons wurde durch eine Verdünnungskonzentration unter Anwendung einer CPEI50-Methode (50%ige Inhibition des cytopathogenen Effekts) gemessen. Probe I ist ein S-H-substituiertes Nucleinsäurederivat, das 4-Thiouridin in einer Menge von n = 20 enthält. Herkömmliches Poly-I-Poly-C wurde als Vergleichsprobe verwendet.The lymphocytes (10 6 cells per ml) obtained from human peripheral blood were treated with the sample (10 μg / ml) in a culture fluid (RPMI 1640, 20% FCS) for 2 hours. The reacted culture fluid was removed, the cells were floated in fresh culture fluid (RPMI 1640, 20% FCS), incubated for 20 hours and the supernatant fluid was analyzed using Sindbi virus and FL cells (see Rinsho Kensa, 28, 1726 , 1984) a standard measurement method for interferon antiviral efficacy. The results are summarized in the following table. The titer of interferon was measured by a dilution concentration using a CPEI 50 method (50% inhibition of cytopathogenic effect). Sample I is an SH-substituted nucleic acid derivative containing 4-thiouridine in an amount of n = 20. Conventional poly-I-poly-C was used as a comparative sample.

Es wird deutlich, daß das Nucleinsäurederivat nach der vorliegenden Erfindung eine höhere Wirkung als Interferoninduktur hat.It is clear that the nucleic acid derivative according to the present Invention a higher effect than interferon structure Has.

Unter den sulfurierten Poly-C-Poly-I-Derivaten der Nucleinsäurederivate nach der Erfindung, die gemäß dem nachfolgend angegebenen Beispiel erhalten werden, wurde eines mit dem n-Wert von 20 und der Molekülgröße mit Restanzahl 50 bis 300 und ein weiters mit dem n-Wert 20 und einer Molekülgröße mit Restanzahl von 200 bis 2000 als Testproben genommen und denselben physiologischen Wirksamkeitstests unterzogen, wobei vergleichbare Ergebnisse erhalten wurden. Dieses Ergebnis wurde auch erhalten, als das Nucleinsäurederivat (n-Wert 20 und Molekülgröße mit Restanzahl von nicht weniger als 20 000) vor der Umwandlung in niedrigermolekulare Substanzen untersucht wurde.Among the sulfurized poly-C-poly-I derivatives of the nucleic acid derivatives according to the invention, according to the following Example given was one with the  n value of 20 and the molecular size with the number of residues 50 to 300 and another with the n value of 20 and a molecular size with Residual number from 200 to 2000 taken as test samples and the same subjected to physiological efficacy tests, wherein comparable results were obtained. This result was also obtained when the nucleic acid derivative (n-value 20 and molecular size with residual number of not less than 20,000) studied before conversion to lower molecular weight substances has been.

(2) TNF-Fähigkeit (Tumornekrosefaktor-Induzierung)(2) TNF capability (tumor necrosis factor induction)

Keimbläschenmakrophagen von Kaninchen wurden 10 bis 14 Tage vor der Entnahme mit BCG vorbehandelt und auf 2 × 106 pro Milliliter in einem 10%igen FCS-versetzten RPMI-1640-Medium eingestellt. 1 ml davon wurde auf eine Kunststoffschale gegeben und in einem Kohlendioxidgasinkubator (5% CO2) in Gegenwart oder Abwesenheit der Probe bei 37°C kultiviert.Rabbit microbial macrophages were pretreated with BCG 10 to 14 days prior to collection and were adjusted to 2 x 10 6 per milliliter in a 10% FCS-shifted RPMI 1640 medium. 1 ml of it was placed on a plastic dish and cultured in a carbon dioxide gas incubator (5% CO 2 ) in the presence or absence of the sample at 37 ° C.

Die überstehende Flüssigkeit der Zellkultur wurde nach 2 oder 8 Stunden dem TNF-Aktivitätstest unterzogen. Das Ergebnis ist nachstehend angeführt. Die TNF-Aktivitätswerte wurden bestimmt durch Messung der Zellhemmungsaktivität auf LM-Zellen nach 72 Stunden unter Anwendung der Farbstoffaufnahmemethode, und die Verdünnung bei 50%iger Zellenhemmung wurde als Titer angegeben. Die Tatsache, daß die Zellhemmung auf TNF zurückzuführen ist, wurde unter Anwendung eines monoklonalen Antikörpers auf Kaninchen-TNF durch seine Aktivitätsneutralisierung bestätigt. The supernatant of cell culture became 2 or 8 hours subjected to the TNF activity test. The result is listed below. The TNF activity levels were determined by measuring cell inhibitory activity on LM cells 72 hours using the dye uptake method, and the dilution at 50% cell inhibition was titers specified. The fact that cell inhibition is due to TNF was, was using a monoclonal antibody on rabbit TNF through its activity neutralization approved.  

LPS wurde in einer Konzentration von 1 µg/ml verwendet, und die Test- und Vergleichsproben wurden bei denselben Konzentrationen von 10 µg/ml eingesetzt. Die Test- und Vergleichsproben waren dieselben wie bei (1). Es wird deutlich, daß die TNF-induzierende Wirksamkeit der Nucleinsäurederivate nach der Erfindung hoch ist.LPS was used at a concentration of 1 μg / ml, and the test and control samples were at the same concentrations of 10 μg / ml. The test and comparison samples were the same as in (1). It becomes clear that the TNF-inducing activity of the nucleic acid derivatives is high according to the invention.

(3) TNF-induzierende Wirksamkeit in vivo(3) TNF-inducing activity in vivo

Meth-A-Tumor (2 × 105) wurde unter die Bauchhaut von BALB/c- Mäusen (Alter 6 bis 8 Wochen, männlich) transplantiert. Die Arzneimittel wurden am 2. und 12. Tag nach der Transplantation gegeben. Blut wurde 1 Stunde nach der zweiten Gabe abgenommen, und die TNF-Aktivität des Serums wurde gemessen. Die Nekroseerscheinung an dem krebstragenden Teil, die danach auftrat, wurde ebenfalls beobachtet. Das Ergebnis ist nachstehend angegeben. Die Werte in der Tabelle waren derselbe Titer wie vorstehend unter (2) verwendet.Meth A tumor (2 × 10 5 ) was transplanted under the abdominal skin of BALB / c mice (age 6 to 8 weeks, male). The drugs were given on the 2nd and 12th day after the transplant. Blood was withdrawn 1 hour after the second dose, and serum TNF activity was measured. The necrosis phenomenon on the cancerous part which appeared afterwards was also observed. The result is shown below. The values in the table were the same as those used under (2) above.

Sowohl die Test- als auch die Vergleichsproben waren dieselben, wie vorstehend unter (1) verwendet. Es ist offensichtlich, daß die TNF-erzeugende Fähigkeit der Nucleinsäurederivate nach der Erfindung in vivo groß ist.Both the test and control samples were the same as used under (1) above. It is obvious that the TNF-producing ability of the nucleic acid derivatives according to the Invention in vivo is large.

(4) Wirksamkeit zum Induzieren von Interleukin 1(4) Efficacy for inducing interleukin 1

Normales menschliches, heparinversetztes peripheres Blut wurde von einkernigen Zellen durch eine Wichtezentrifugationsmethode unter Verwendung von Ficoll-Paque® getrennt, die Anzahlen wurden auf 5 × 106/ml in einem 10%igen FCS-versetzten RPMI-Medium eingestellt, in eine Kunststoffschale gegeben, 1 Stunde lang bei 37°C inkubiert, und die kohäsiven Zellen wurden als Interleukin 1 erzeugende Quelle verwendet.Normal human heparin-displaced peripheral blood was separated from mononuclear cells by a weight centrifugation method using Ficoll-Paque®, the numbers were adjusted to 5 × 10 6 / ml in a 10% FCS-added RPMI medium, placed in a plastic dish. Incubated for 1 hour at 37 ° C, and the cohesive cells were used as interleukin 1 generating source.

Das Arzneimittel wurde den 5 × 105/ml von einzelnen Teilchen zugegeben, 24 Stunden lang bei 37°C inkubiert, und die Interleukin- 1-Aktivität in der überstehenden Flüssigkeit wurde durch Messen mittels der 3H-Thymidin-Aufnahme-Methode in PHA-stimulierten Mäuse-Thymuszellen unter Ausnutzung der Proliferationsfähigkeit der Thymuszellen als Ziel bestimmt. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben. Als Vergleich wurde physiologische Kochsalzlösung verwendet. Die Konzentration des Interleukins betrug 1,25 Einheiten/ml, und die der Testprobe I und der Vergleichsprobe waren 100 µg/ml. Die Testprobe I und die verwendete Vergleichsprobe waren dieselben wie bei (1).The drug was added to the 5 x 10 5 / ml of individual particles, incubated for 24 hours at 37 ° C, and the interleukin-1 activity in the supernatant was measured by measuring by the 3 H-thymidine uptake method in PHA stimulated mouse thymic cells using the proliferation ability of the thymus cells as a target. The results are given in the table below. As a comparison, physiological saline was used. The concentration of the interleukin was 1.25 units / ml, and those of the test sample I and the control sample were 100 μg / ml. Test Sample I and the comparative sample used were the same as in (1).

Verwendete ProbenUsed samples Aufgenommene Menge (DPM (× 10⁴))Recorded quantity (DPM (× 10⁴)) Vergleichcomparison 3 3703 370 Testprobe ITest sample I 11 38411,384 Vergleichsprobecomparison sample 8 3978 397 Interleukin 1Interleukin 1 12 51712 517

Es wird klar, daß die Nucleinsäurederivate nach der Erfindung eine große Interleukin 1 induzierende Wirkung hatten.It will be appreciated that the nucleic acid derivatives of the invention had a large interleukin 1 inducing effect.

(5) Wirksamkeit zum Induzieren von Interleukin 2(5) Efficacy for inducing interleukin 2

Aus Milzzellen von BALB/c-Mäusen erhaltene Lymphteilchen wurden als Quelle für die Erzeugung von Interleukin 2 verwendet.Lymphocytes obtained from spleen cells of BALB / c mice were used as a source for the production of interleukin 2.

Zu 5 × 106/ml Lymphteilchen wurde das Arzneimittel zugesetzt, das Gemisch wurde 24 bis 48 Stunden lang bei 37°C inkubiert, und die Interleukin 2-Aktivität in der überstehenden Flüssigkeit wurde bestimmt durch die 3H-Thymidin-Aufnahmemethode unter Verwendung von CTLL-2 oder NK-7, die in Abhängigkeit von Interleukin 2 zellstammwuchernd wirken, unter Verwendung der Proliferationsfähigkeit als Ziel. Das Ergebnis ist in der folgenden Tabelle angegeben. Als Vergleich wurde physiologische Kochsalzlösung verwendet. Das Interleukin 2 lag in einer Konzentration von 5 Einheiten/ml vor, und beide Testproben I und II und die Vergleichprobe hatten dieselbe Konzentration von 100 µ/ml. Die verwendeten Test- und Vergleichsproben waren dieselben wie bei (1).To 5 x 10 6 / ml lymphoid particles, the drug was added, the mixture was incubated at 37 ° C for 24 to 48 hours, and the interleukin 2 activity in the supernatant was determined by the 3 H-thymidine uptake method using CTLL-2 or NK-7, which are cell-proliferating in response to interleukin 2, using proliferative capacity as the target. The result is given in the following table. As a comparison, physiological saline was used. The interleukin 2 was present at a concentration of 5 units / ml and both test samples I and II and the control had the same concentration of 100 μ / ml. The test and control samples used were the same as in (1).

Probenrehearse Aufgenommene Menge (DPM (× 10³))Amount received (DPM (× 10³)) Vergleichcomparison 230230 Testprobe ITest sample I 32473247 Vergleichsprobecomparison sample 653653 Interleukin 2Interleukin 2 37783778

Es wird deutlich, daß die Nucleinsäurederivate nach der Erfindung eine starke Interleukin 2 induzierende Aktivität aufweisen. It will be apparent that the nucleic acid derivatives of the invention have a strong interleukin 2 inducing activity.  

(6) Makrophagenaktivierung(6) macrophage activation

An BALB/c-Mäuse (Alter 7 bis 10 Wochen, männlich) wurden intraperitoneal die Proben gegeben, 3 bis 5 Tage nach der Verabreichung aus dem Peritoneum abgesonderte Zellen wurden gesammelt, die kunststoffkohäsiven Zellen (hauptsächlich Makrophagen (Freßzellen)) wurden als Effektorzellen abgetrennt, und die Freßzellenaktivierung wurde durch 3H-Thymidinisolierungsmethode unter Verwendung von Meth-A-Tumorzellen als Ziel (bei einem E/T-Verhältnis von 15-20 : 1) untersucht. Das Ergebnis ist in der nachfolgenden Tabelle angegeben. Als Vergleich wurden 0,2 ml physiologische Kochsalzlösung verwendet. Je 50 µg/Maus der Testprobe I und der Vergleichsprobe wurden verabreicht. Die verwendeten Test- und Vergleichsproben waren dieselben wie bei (1).BALB / c mice (age 7 to 10 weeks, male) were given intraperitoneally the samples, cells secreted from the peritoneum 3 to 5 days after administration were collected, and the plastic-cohesive cells (mainly macrophages (seizure cells)) were separated as effector cells and seizure cell activation was assayed by 3 H-thymidine isolation method using target Meth A tumor cells (at an E / T ratio of 15-20: 1). The result is given in the following table. As a comparison, 0.2 ml of physiological saline was used. 50 μg / mouse each of test sample I and the control were administered. The test and control samples used were the same as in (1).

Die prozentuale Cytotoxizität wurde berechnet durch:The percent cytotoxicity was calculated by:

Probenrehearse % Cytotoxizität% Cytotoxicity Vergleichcomparison 0,50.5 Testprobe ITest sample I 10,310.3 Vergleichsprobecomparison sample 5,75.7

Es wird deutlich, daß die Nucleinsäurederivate nach der Erfindung eine starke Makrophagenaktivierung aufweisen. It will be apparent that the nucleic acid derivatives of the invention have strong macrophage activation.  

(7) NK-Zellenaktivierung(7) NK cell activation

Die Aktivierung von NK-Zellen im menschlichen peripheren Blut wurde durch Messung der Hemmungsaktivität unter Verwendung von K562 als Zielzellen durch die Isolationsmethode von 51Cr bestimmt. Das Ergebnis ist nachstehend angegeben. Als Vergleich wurde physiologische Kochsalzlösung verwendet. Die Test- und Vergleichsproben waren dieselben wie bei (1).The activation of NK cells in human peripheral blood was determined by measuring the inhibitory activity using K562 as target cells by the isolation method of 51 Cr. The result is shown below. As a comparison, physiological saline was used. The test and control samples were the same as in (1).

Proben (µg/ml)Samples (μg / ml) Schmelze % (% ⁵¹Cr-Isolierung)Melt% (% ⁵¹Cr insulation) Vergleichcomparison 3030 Testprobe I @Test sample I @ (10) 47(10) 47 (30) 55(30) 55 (100) 57(100) 57 (300) 50(300) 50 (500) 30(500) 30 Vergleichsprobe @comparison sample @ (10) 52(10) 52 (30) 60(30) 60 (100) 65(100) 65 (300) 62(300) 62 (500) 52(500) 52

Es wird deutlich, daß die Nucleinsäurederivate nach der Erfindung die NK-Zellen aktivieren. It will be apparent that the nucleic acid derivatives of the invention activate the NK cells.  

(8) Inhibitorische Wirkung auf die Proliferation von Tumorzellen(8) Inhibitory effect on the proliferation of tumor cells

Die inhibitorische Wirkung auf die Proliferation von Zellenlinien- Tumorzellen wurde gemessen. Zellen (3 × 104/ml) wurden 48 Stunden lang in einer 10% FCS enthaltenden Kulturflüssigkeit zusammen mit Proben (10 µg/ml und 100 µg/ml) behandelt und dann 48 Stunden lang mit tritiummarkiertem Thymidin inkubiert. Die Inhibition in % wurde gegeben durch die aufgenommene Thymidinmenge gegenüber einem Vergleich, der nicht mit der Probe behandelt war. Das Ergebnis ist nachstehend angegeben. Die Test- und Vergleichsproben waren dieselben wie bei (1).The inhibitory effect on the proliferation of cell line tumor cells was measured. Cells (3 × 10 4 / ml) were treated for 48 hours in a culture broth containing 10% FCS together with samples (10 μg / ml and 100 μg / ml) and then incubated for 48 hours with tritiated thymidine. % Inhibition was given by the amount of thymidine consumed versus a control that was not treated with the sample. The result is shown below. The test and control samples were the same as in (1).

Prozentuale Inhibition Percent inhibition

Es wird deutlich, daß die Nucleinsäurederivate nach der Erfindung eine inhibitorische Wirkung auf die Proliferation von Tumorzellen besitzen. It will be apparent that the nucleic acid derivatives of the invention an inhibitory effect on the proliferation of Own tumor cells.  

(9) Inhibitorische Wirkung auf die Proliferation von Tumor bei krebstragenden Mäusen(9) Inhibitory effect on the proliferation of tumor in cancer-bearing mice

Die inhibitorische Wirkung auf die Tumorproliferation wurde auf die nachfolgende Methode bei mit Meth-A-Krebs befallenen Mäusen, welche derselbe transplantierte Typ von Krebs ist, untersucht. Meth-A-Zellen (3 × 105/0,1 ml) wurden in physiologischer Kochsalzlösung suspendiert, hypodermisch in BALB/c- Mäuse (Alter 5 Wochen, männlich) injiziert, und nach 2 Tagen wurde mit der Verabreichung des Arzneimittels dreimal wöchentlich während eines Zeitraumes von zwei Wochen begonnen. Am zweiten Tag nach der letzten Gabe wurden die Tumorzellen extrahiert und ihr Gewicht gemessen. Das Ergebnis ist nachstehend angeführt. Die Test- und die Vergleichsproben waren dieselben wie bei (1).The inhibitory effect on tumor proliferation was examined for the following method in Meth-A cancer infested mice, which is the same transplanted type of cancer. Meth A cells (3 × 10 5 / 0.1 ml) were suspended in physiological saline, injected hypodermically into BALB / c mice (age 5 weeks, male), and after 2 days, the drug was administered three times weekly started over a period of two weeks. On the second day after the last dose, the tumor cells were extracted and their weight measured. The result is given below. The test and control samples were the same as in (1).

Es wird deutlich, daß die Nucleinsäurederivate nach der Erfindung die Proliferation von Tumorzellen bei krebsbefallenen Mäusen hemmen. It will be apparent that the nucleic acid derivatives of the invention the proliferation of tumor cells in cancer patients Inhibit mice.  

(10) Die Proliferation hemmende Wirkung bei nackten, mit Krebs von menschlichen Tumorzellen befallenen Mäusen(10) Proliferation inhibitory effect in nude, with Cancer of human tumor cells infested mice

Jeweils 2,5 × 106 Zellen des Stamms HeLa S3, herstammend von menschlichem Gebärmutterhals, und des Stammes Hep-2, herstammend von Kehlkopfkrebszellen, wurden unter die Bauchhaut transplantiert, und am 7. bis 10. Tag nach der Transplantation wurde die lebende Kohäsion des Tumors bestätigt. Dann wurden 100 µg/Maus der Testprobe (intravenös) und 25 mg/kg von 5-FU (intraperitoneal) zweimal wöchentlich während vier Wochen verabreicht. Der Tumor wurde in der vierten Woche nach der Gabe extrahiert, und das Gewicht wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben. Die verwendete Testprobe war dieselbe wie bei (1).2.5 × 10 6 cells each of HeLa S 3 strain originating from human cervix and Hep-2 strain originating from laryngeal cancer cells were transplanted under the abdominal skin, and at 7-10 days after the transplantation, the living one was transplanted Cohesion of the tumor confirmed. Then, 100 μg / mouse of the test sample (intravenously) and 25 mg / kg of 5-FU (intraperitoneal) were administered twice weekly for four weeks. The tumor was extracted in the fourth week after the administration and the weight was measured. The results are given in the following table. The test sample used was the same as in (1).

HeLa S₃ HeLa S₃

Hep-2 Hep-2

Es wird deutlich, daß die Nucleinsäurederivate nach der Erfindung eine starke Hemmungswirkung auf die Proliferation besitzen.It will be apparent that the nucleic acid derivatives of the invention have a strong inhibitory effect on proliferation.

(11) Inhibitorische Wirkung gegen Metastasenbildung von Tumorzellen in der Lunge(11) Inhibitory activity against metastasis of Tumor cells in the lung

In C57BL/6-Mäuse (männlich, Alter 5 Wochen) wurden 2 × 105 B16F10-Zellen intravenös transplantiert, die transplantierbare Melanoma desselben Typs sind, und die Anzahl der Knoten, die sich in der Lunge bildeten (Anzahl der Kolonien) nach der zweiten Woche nach der Transplantation wurde ausgezählt. Die Probe wurde intravenös 24 Stunden vor der Transplantation von B16F10-Melanoma gegeben. Die Anzahl betrug 9. Das Ergebnis ist nachfolgend angegeben. Die verwendeten Test- und die Vergleichsproben waren dieselben wie bei (1).In C57BL / 6 mice (male, aged 5 weeks), 2 × 10 5 B16F10 cells transplanted, which are transplantable melanomas of the same type, and the number of nodules that formed in the lung (number of colonies) were intravenously transplanted second week after the transplant was counted. The sample was given intravenously 24 hours before the transplantation of B16F10 melanoma. The number was 9. The result is given below. The test and control samples used were the same as in (1).

Probe (µg/Maus)Sample (μg / mouse) Anzahl der in die Lunge gewanderten Knoten ± StandardfehlerNumber of lungs migrated to the lungs ± standard error Vergleichcomparison 112±17112 ± 17 Testprobe I @Test sample I @ (1) 33±6*(1) 33 ± 6 * (10) 21±10*(10) 21 ± 10 * (100) 4±2*(100) 4 ± 2 * Vergleichsprobe @comparison sample @ (1) 36±16*(1) 36 ± 16 * (10) 3±0,7*(10) 3 ± 0.7 * (100) 7±3*(100) 7 ± 3 *

Es wird deutlich, daß die Nucleinsäurederivate nach der Erfindung eine inhibitorische Wirkung gegen Metastasenbildung von Tumorzellen in der Lunge besitzen. It will be apparent that the nucleic acid derivatives of the invention an inhibitory activity against metastasis of Own tumor cells in the lungs.  

Sicherheit der Nucleinsäurederivate nach der ErfindungSafety of the nucleic acid derivatives of the invention

Die Sicherheit der Nucleinsäurederivate nach der Erfindung wird nachfolgend erläutert. Sulfuriertes Poly-C-Poly-I-Derivat, das eines der Nucleinsäurederivate nach der Erfindung ist, wurde genommen, und sein cytotoxischer Effekt auf Knochenmarkhauptzellen wurde geprüft. Das verwendete sulfurierte Poly-C-Poly-I- Derivat hatte einen n-Wert von 20 und eine Molekülgröße mit einer Restanzahl von 150-2000.The safety of the nucleic acid derivatives according to the invention is explained below. Sulfurized poly-C-poly-I derivative, the is one of the nucleic acid derivatives according to the invention taken, and its cytotoxic effect on bone marrow major cells was tested. The sulfurized poly-C-poly-I used Derivative had an n-value of 20 and a molecular size with a residual number of 150-2000.

Die Probe wurde intravenös in Mäuse (Alter 8 Wochen, männlich; jede Gruppe bestand aus 5 Mäusen) in einer Dosis von 100 µg/ Maus injiziert, und nach 24 Stunden wurden Knochenmarkzellen von den Tieren entnommen. Die Zellen wurden fixiert und mit Giemsa eingefärbt. Die Zellen der Abstrichprobe wurden unter dem Mikroskop beobachtet, und das Ausmaß des Auftretens von Retikulozyten wurde in % ausgezählt. Bekanntes Poly-I-Poly-C wurde als Vergleich verwendet. Physiologische Kochsalzlösung wurde als Vergleich gegeben. Das Ergebnis ist in der nachstehenden Tabelle angegeben.The sample was administered intravenously to mice (age 8 weeks, male; each group consisted of 5 mice) at a dose of 100 μg / Mouse injected, and after 24 hours were bone marrow cells taken from the animals. The cells were fixed and with Colored Giemsa. The cells of the swab specimen were submerged observed by the microscope, and the extent of occurrence of Reticulocytes were counted in%. Known poly-I-poly-C was used as a comparison. Physiological saline was given as a comparison. The result is in the following Table specified.

Erythrozytenzellen (%)Erythrocyte cells (%) Vergleichcomparison 4040 Testprobe ITest sample I 3838 Vergleichsprobecomparison sample 1111

Es wird deutlich, daß die Nucleinsäurederivate nach der Erfindung eine hochgradige Sicherheit besitzen. It will be apparent that the nucleic acid derivatives of the invention have a high level of security.  

Nachstehend wird der pyrogene Effekt der Nucleinsäurederivate nach der Erfindung erläutert.The following is the pyrogenic effect of the nucleic acid derivatives explained according to the invention.

Es ist bekannt, daß die Injektion von Poly-I-Poly-C in vivo pyrogen wirkt. Bei Pyrogentests mit Kaninchen zeigte sich, daß Poly-I-Poly-C einen Anstieg der Körpertemperatur im Durchschnitt von 1,45°C ergibt. Im Gegensatz dazu zeigen die Nucleinsäurederivate nach der Erfindung (sowohl die SH- als auch die S-S-Substanzen bei dem vorstehenden cytotoxischen Experiment) nur einen durchschnittlichen Anstieg der Körpertemperatur von 0,25°C, so daß der Pyrogentest negativ verlief. Bei diesen Experimenten wurden drei Kaninchen pro Gruppe verwendet, und eine Lösung der Probe (0,2 µg/kg) in 10 ml physiologischer Kochsalzlösung wurde intravenös unterhalb der Ohren der Kaninchen injiziert, und die Körpertemperatur 4 Stunden nach der Injektion wurde gemessen.It is known that the injection of poly-I-poly-C in vivo pyrogen acts. Pyrogen tests with rabbits have shown Poly-I-Poly-C is an increase in body temperature Average of 1.45 ° C. In contrast, show the nucleic acid derivatives according to the invention (both the SH- as well as the S-S substances in the above cytotoxic Experiment) only an average increase in Body temperature of 0.25 ° C, so that the pyrogen test negative ran. In these experiments, three rabbits per Group used, and a solution of the sample (0.2 μg / kg) in 10 ml of physiological saline was intravenously below the ears of rabbits injected, and body temperature 4 hours after the injection was measured.

Es zeigt sich, daß die Nucleinsäurederivate nach der Erfindung einen sehr hohen Sicherheitsgrad aufweisen.It turns out that the nucleic acid derivatives according to the invention have a very high level of security.

Die Ergebnisse der akuten Toxizitätstests der Nucleinsäurederivate nach der Erfindung sind nachfolgend angegeben. Bei normalen ddY-Mäusen ist die Dosis der Nucleinsäurederivate nach der Erfindung durch die obere Grenze der Löslichkeit des Arzneitmittels begrenzt, und die LD50-Werte betrugen nicht weniger als 394 mg/kg. Der Effekt wurde durch die Tatsache beurteilt, ob die Maus eine Woche nach der intravenösen Injektion tot oder lebendig war. Derselbe Test unter Anwendung anderer Mäusestämme (C57BL6 und BALB/c) führte ebenfalls zu dem Ergebnis, daß das Nucleinsäurederivat (dasselbe wie vorstehend) nach der Erfindung eine geringere Toxizität hat als Poly-I-Poly-C. The results of the acute toxicity tests of the nucleic acid derivatives according to the invention are given below. In normal ddY mice, the dose of the nucleic acid derivatives of the invention is limited by the upper limit of the solubility of the drug, and the LD 50 values were not less than 394 mg / kg. The effect was judged by the fact that the mouse was dead or alive one week after the intravenous injection. The same test using other mouse strains (C57BL6 and BALB / c) also concluded that the nucleic acid derivative (same as above) of the invention has lower toxicity than poly-I-poly-C.

Es wird deutlich, daß die Sicherheit der Nucleinsäurederivate nach der Erfindung sehr hoch ist.It becomes clear that the safety of nucleic acid derivatives is very high according to the invention.

LD₅₀ LD₅₀

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert, die Herstellungsverfahren für Nucleinsäurederivate nach der Erfindung betreffen.The invention will be explained in more detail below with reference to examples, the production methods for nucleic acid derivatives relate to the invention.

BeispieleExamples (1) Synthese von sulfurierter Polycytidylsäure (Ausgangsstoff)(1) Synthesis of Sulfurized Polycytidylic Acid (Starting Material)

0,5 g Poly-C wurden in einem gemischten Lösungsmittel aus 4 ml Wasser und 2 ml Pyridin gelöst, die Lösung wurde zusammen mit 5 ml flüssigem Schwefelwasserstoff in ein 30-ml-Reaktionsrohr aus rostfreiem Stahl eingebracht, und es wurde 6 Stunden lang bei 37°C umgesetzt. Der Druck betrug in dem abgedichteten Rohr während der Reaktion 20 bis 22 bar.0.5 g of poly-C was dissolved in a mixed solvent of 4 ml Dissolved water and 2 ml of pyridine, the solution was combined with Add 5 ml of liquid hydrogen sulfide to a 30 ml reaction tube made of stainless steel, and it was 6 hours long reacted at 37 ° C. The pressure was in the sealed Tube during the reaction 20 to 22 bar.

Nach der Umsetzung wurde das Reaktionsrohr auf 0°C oder darunter abgekühlt, um den Druck ausreichend abzusenken, und das Reaktionsrohr wurde geöffnet. Ein Überschuß an nichtumgesetztem Schwefelwasserstoff wurde entfernt, und die sulfurierte Poly-C- Lösung wurde in einen 50-ml-Rundkolben übergeführt, und weiterer nichtumgesetzter Schwefelwasserstoff wurde im Vakuum entfernt. Die erhaltene Lösung wurde dreimal gegen Tris-Puffer (pH 7,5) dialysiert, der 10 l 50 M-Natriumchlorid enthielt, und die erhaltene durchsichtige Flüssigkeit wurde weiterhin lyophilisiert, wobei 0,47 g einer weißen, faserigen Substanz erhalten wurden, welche ein Schwefelatom auf 20 Cytidylsäure- Einheiten im Poly-C enthielt.After the reaction, the reaction tube was at 0 ° C or below cooled to lower the pressure sufficiently, and the Reaction tube was opened. An excess of unreacted Hydrogen sulfide was removed, and the sulfurized poly-C Solution was transferred to a 50 ml round bottom flask and others  Unreacted hydrogen sulfide was removed in vacuo. The resulting solution was tris buffered three times dialyzed (pH 7.5) containing 10 l of 50 M sodium chloride, and the obtained transparent liquid was continued lyophilized, with 0.47 g of a white, fibrous substance containing one sulfur atom per 20 cycles of cytidic acid Contained units in poly-C.

Die Ultraviolettabsorptionsspektren der erhaltenen Substanz wurden in einer neutralen wäßrigen Lösung gemessen, wobei die in Fig. 1 aufgetragenen Ergebnisse erhalten wurden. Es ist bekannt, daß die maximale Absorptions-Wellenlänge der Cytidylsäure 271 nm beträgt und daß die Absorptionswellenlänge von 4-Thiouridylsäure, bei welcher die -NH2-Gruppe in 4-Stellung des Pyrimidinringes der Cytidylsäure durch die -SH-Gruppe substituiert ist, bei 330 nm gezeigt ist.The ultraviolet absorption spectra of the obtained substance were measured in a neutral aqueous solution, whereby the results plotted in Fig. 1 were obtained. It is known that the maximum absorption wavelength of cytidic acid is 271 nm and that the absorption wavelength of 4-thiouridic acid in which the -NH 2 group is substituted at the 4-position of the pyrimidine ring of cytidic acid by the -SH group 330 nm is shown.

Aus dem Verhältnis der Höhen der Spitzen in Fig. 1 wurde sichergestellt, daß eine 4-Thiouridylsäure auf 13 Cytidylsäuren vorliegt.From the ratio of peak heights in Fig. 1, it was ascertained that a 4-thiouridylic acid is present on 13 cytidylic acids.

Auf dieselbe Weise wurden Reaktionstemperaturen und Reaktionszeiten in dem rostfreien Rohr variiert, und sulfurierte Polycytidylsäuren mit Sulfurierungsgraden, wie sie in der nachfolgenden Tabelle angegeben sind, wurden erhalten. Hier ist der Sulfurierungsgrad durch "n" angegeben, und dieses "n" bedeutet die Anzahl der Cytidylsäuren auf eine 4-Thiouridylsäure.In the same way were reaction temperatures and reaction times in the stainless tube, and sulfurized polycytidylic acids with sulfurization levels, as in the following Table given were obtained. Here is the degree of sulfurization is indicated by "n", and this means "n" the number of cytidylic acids on a 4-thiouridylic acid.

(2) Herstellung der doppelsträngigen Nucleinsäurederivate: (erfindungsgemäßes Produkt)(2) Preparation of Double-Stranded Nucleic Acid Derivatives: (Inventive Product)

Poly-I und sulfuriertes Poly-C, wie vorstehend unter (1) erhalten, wurden bei gleichen Molverhältnissen in einem Tris- Puffer, der 50 M Natriumchlorid enthielt, bis zu einer Konzentration von 10 bis 20 mg/ml gelöst, und in einem Wasserbad wurde die Temperatur allmählich von Raumtemperatur auf 68°C gesteigert. Das Gemisch wurde etwa 10 Minuten lang auf 68°C gehalten, dann stehengelassen, bis Raumtemperatur erreicht war, und bei 4°C gelagert.Poly-I and sulfurized poly-C obtained as in (1) above, were prepared at the same molar ratios in a Tris Buffer containing 50 M sodium chloride, up to one Concentration of 10 to 20 mg / ml dissolved, and in one Water bath, the temperature was gradually from room temperature increased to 68 ° C. The mixture became about 10 minutes long kept at 68 ° C, then allowed to stand until room temperature was reached and stored at 4 ° C.

Die erhaltene Lösung wurde lyophilisiert, wobei 1,2 g Nucleinsäurederivat mit SH-Gruppen als weißer Feststoff erhalten wurde. The resulting solution was lyophilized to give 1.2 g of nucleic acid derivative obtained with SH groups as a white solid has been.  

(4) Bildung von niedriger molekularen Substanzen(4) formation of lower molecular substances

1 g des gemäß (2) erhaltenen -S-H-haltigen Nucleinsäurederivats wurde in 120 ml Wasser gelöst, und 30 ml 5 M Natriumchloridlösung und 150 ml Formamid wurden zugesetzt. Das Gemisch wurde kräftig gerührt, um eine einheitliche Lösung zu erhalten. Die Reaktionslösung wurde 8 Stunden lang auf 80°C erhitzt, gut gegen Wasser dialysiert und lyophilisiert, wobei 0,95 g eines weißen Feststoffes erhalten wurden.1 g of the obtained according to (2) -S-H-containing nucleic acid derivative was dissolved in 120 ml of water and 30 ml of 5 M sodium chloride solution and 150 ml of formamide were added. The mixture was vigorously stirred to obtain a uniform solution. The reaction solution was raised to 80 ° C for 8 hours  heated, dialysed well against water and lyophilized, taking 0.95 g of a white solid was obtained.

Diese wurden durch Gelfiltration der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie unterzogen, und das erhaltene Muster ist in Fig. 3 dargestellt. Hierbei wurde als Säulenmaterial ein für die Gelfiltrationschromatographie oder die Größentrennungschromatographie gebräuchliches, im wesentlichen aus hydrophilem Kieselgel bestehendes Material sowie als Eluat 50 mmol Tris-HCl- Puffer (pH 7,5), enthaltend 0,5 mol Natriumchlorid, verwendet.These were subjected to high performance liquid chromatography by gel filtration, and the obtained pattern is shown in FIG . In this case, the column material used was a material used essentially for hydrophilic silica gel for gel filtration chromatography or size separation chromatography, and 50 mmol Tris-HCl buffer (pH 7.5) containing 0.5 mol of sodium chloride as eluate.

Jeder Pfeil in der Figur zeigt die Eluierposition jeder Standardgrößenmarke (Einheit der Größenmarke ist BP), und aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß diese eine maximale Verteilung bei Restzahlen von etwa 500 hat und daß die Molekülgrößenverteilung zwischen 150 und 1000 Restzahlen liegt. Dieses Ergebnis stimmt gut mit dem Wert überein, der durch Elektrophorese unter Verwendung von Polyacrylamidgel oder Agarosegel erhalten wird. Wie vorstehend erläutert, wird in der vorliegenden Beschreibung die Molekülgröße durch den Ausdruck "Restzahlen" angegeben, und in Fig. 3 ist "Restzahl" in Übereinstimmung mit dem "BP" als Einheiten ausgedrückt.Each arrow in the figure shows the elution position of each standard size mark (unit of magnitude mark is BP), and it can be seen from Fig. 3 that it has a maximum distribution at residue numbers of about 500 and that the molecular size distribution is between 150 and 1000 residue numbers. This result agrees well with the value obtained by electrophoresis using polyacrylamide gel or agarose gel. As explained above, in the present specification, the molecular size is indicated by the term "residual numbers", and in Fig. 3, "residual number" is expressed in terms of "BP" as units.

Wenn Reaktionszeit und -temperatur bei dieser Umwandlung in niedriger molekulare Verbindungen abgeändert werden, werden auf dieselbe Weise Verbindungen mit den folgenden Molekülgrößen erhalten: When reaction time and temperature at this conversion in lower molecular compounds are modified in the same way, compounds having the following molecular sizes receive:  

Unter den nach dem vorstehenden Beispiel erhaltenen Nucleinsäurederivaten wurden die mit einer Molekulargrößenverteilung von 200 bis 5000 Restzahlen genommen, und ihre Schmelzkurven wurden ermittelt.Among the nucleic acid derivatives obtained by the above Example were those with a molecular size distribution taken from 200 to 5000 remnants, and their melting curves were determined.

Die Probe I (0,70 D/ml) in 10 M Tris-Puffer (pH 7,5), der 0,1 M Natriumchlorid enthielt, wurde bei einem Temperaturanstieg von 2°C/4 Minuten von 20°C auf 90°C erwärmt, und die Ultraviolettextinktionen bei jeder Temperatur wurden gemessen bei der Wellenlänge von 260 nm. Die Zunahme der Ultraviolettextinktion durch Hyperchrominanz ws wurde repräsentiert durch ein relatives Verhältnis, das den Zustand bei 20°C als Basis angibt. Für diese Messung wurde ein Beckmann- DU-8B-Spektrophotometer verwendet. Das Ergebnis ist in Fig. 4 aufgetragen. Das Schmelzen der Nucleinsäurederivate verlief von 35 bis 55°C allmählich, und bei etwa 59°C wurde eine plötzliche Schmelzkurve erhalten. Bei oberhalb 70°C erreichte die Kurve nahezu ein Plateau, und dies bedeutet das Verschwinden einer hochdimensionalen Struktur und eine Spiralstrukturbildung durch Wasserstoffbindungen der Nucleinsäurederivate.Sample I (0.70 D / ml) in 10 M Tris buffer (pH 7.5) containing 0.1 M sodium chloride became 90 ° at a temperature rise of 2 ° C / 4 minutes from 20 ° C C was heated, and the ultraviolet absorbances at each temperature were measured at the wavelength of 260 nm. The increase in ultraviolet extinction by hyperchrominance ws was represented by a relative ratio indicating the state at 20 ° C as a base. For this measurement, a Beckman DU-8B spectrophotometer was used. The result is plotted in FIG . The melting of the nucleic acid derivatives gradually proceeded from 35 to 55 ° C, and at about 59 ° C, a sudden melting curve was obtained. At above 70 ° C, the curve nearly reached a plateau, and this means the disappearance of a high-dimensional structure and helical structure formation by hydrogen bonding of the nucleic acid derivatives.

Die Halbwertschmelztemperaturen betrugen für die Probe I 59,5. Aus der Berechnung des Anstieg/Abnahme- Verhältnisses bei einer Ultraviolettextinktion von 260 nm zwischen 90°C und 25°C wurde sichergestellt, daß die Hyperchrominanz (Farbverdunkelungseffekt) für die Proben I und II 43,5% bzw. 42,4% beträgt. Dies zeigt an, daß die Nucleinsäurederivate unter physiologischen Bedingungen äußerst stabile Strukturen aufweisen.The half-value melting temperatures were for the sample I 59.5. From the calculation of the increase / decrease  Ratio at an ultraviolet absorbance of 260 nm between 90 ° C and 25 ° C it was ensured that the hyperchrominance (Color darkening effect) for Samples I and II 43.5% and 42.4% respectively. This indicates that the nucleic acid derivatives extremely under physiological conditions have stable structures.

(5) Kurze Erläuterung der beigefügten Zeichnungen(5) Brief explanation of the attached drawings

Fig. 1 zeigt die Ultraviolettabsorptionsspektren von als Ausgangsstoff verwendeter sulfurierter Polycytidylsäure, erhalten gemäß (1) des Beispiels. Die Ordinate und die Abszisse zeigen die Absorption bzw. die Wellenlänge (nm). Fig. 1 shows the ultraviolet absorption spectra of sulfurized polycytidic acid used as the starting material obtained in (1) of Example. The ordinate and the abscissa show the absorption and the wavelength (nm), respectively.

Fig. 2 zeigt die Eluiermuster durch Hochleistungsflüssigkeitschromatographie von Nucleinsäurederivat nach der Erfindung, erhalten gemäß (3) des Beispiels. Die Abszisse und die Ordinate zeigen die Eulierzeit (min) bzw. die eluierte Menge. Jeder Pfeil zeigt die Eluierposition der Größenmarke an. Fig. 2 shows the elution patterns by high performance liquid chromatography of nucleic acid derivative according to the invention obtained according to (3) of the example. The abscissa and the ordinate show the Eulierzeit (min) or the eluted amount. Each arrow indicates the elution position of the size mark.

Fig. 3 zeigt die Schmelzkurve der Nucleinsäurederivate nach der Erfindung, in welcher die Molekülgrößenverteilung 50 bis 2000 Restzahlen beträgt. Die Abszisse und die Ordinate zeigen die Temperatur (0°C) bzw. die relative Absorption an. Fig. 3 shows the melting curve of the nucleic acid derivatives according to the invention in which the molecular size distribution is 50 to 2000 residual numbers. The abscissa and the ordinate indicate the temperature (0 ° C) and the relative absorption.

Claims (2)

1. Nucleinsäurederivate, wobei bei einem Nucleinsäurepolymer ein Teil des einen seiner Bestandteile bildenden Purin- oder Pyrimidinringes durch ein oder mehrere Schwefelatome substituiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Nucleinsäurepolymer ein doppelsträngiges Ribonucleotidpolymer ist, das aus Poly-I und Poly-C zusammengesetzt ist, wobei eine SH-Gruppe, die durch Substitution einer NH₂-Gruppe in dem Pyrimidinring der Cytidylsäure eingeführt wurde, auf 6 bis 39 in dem Poly-C vorhandener Cytidylsäure anwesend ist.A nucleic acid derivative wherein in a nucleic acid polymer, a portion of the purine or pyrimidine ring constituting one of its constituents is substituted by one or more sulfur atoms, characterized in that the nucleic acid polymer is a double-stranded ribonucleotide polymer composed of poly-I and poly-C, wherein an SH group introduced by substitution of an NH₂ group in the pyrimidine ring of cytidic acid is present on 6 to 39 cytosolic acid present in the poly-C. 2. Nucleinsäurederivat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Polymeren 50 bis 10 000 beträgt, berechnet auf die Anzahl der Basenpaare.2. nucleic acid derivative according to claim 1, characterized that the length of the polymer is 50 to 10,000, calculated on the number of base pairs.
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