DE4039589A1 - Hydroxyacyldecapeptide, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung - Google Patents

Hydroxyacyldecapeptide, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Description

Die Erfindung betrifft Hydroxyacyldecapeptide der Formel
worin R₁ eine Aralkyl-, eine Alkylgruppe oder Wasserstoff bedeutet, R₂ und R₃ gleich oder verschieden sind und jeweils für Wasserstoff oder eine Acylgruppe stehen und R₄ eine Alkylgrupope bedeutet, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung.
Erfindungsgemäß gelangt man zu den Verbindungen der Formel I, indem man
  • a) zur Herstellung von Verbindungen der Formel I, worin R₁, R₂ und R₃ Wasserstoff bedeuten und R₄ obige Bedeutung besitzt, Verbindungen der Formel worin R₃ und R₄ obige Bedeutung besitzen, hydrolytisch spaltet oder
  • b) zur Herstellung von Verbindungen der Formel I, worin R₁ für eine Alkylgruppe steht, und die restlichen Substituenten obige Bedeutung besitzen, Verbindungen der Formel I, worin R₁ für Wasserstoff steht, nach bekannten Methoden verestert oder
  • c) zur Herstellung von Verbindungen der Formel I, worin R₂ und/oder R₃ für eine Acylgruppe steht, und die restlichen Substituten obige Bedeutung besitzen, Verbindungen der Formel I, worin R₂ und/oder R₃ für Wasserstoff stehen, nach bekannten Methoden acyliert, oder
  • d) zur Herstellung von Verbindungen der Formel I, worin R₁ für eine Alkylgrupppe steht, und die restlichen Substituenten obige Bedeutung besitzen, Verbindungen der Formel I, worin R₁ für eine andere Alkylgruppe steht, umestert, oder
  • e) zur Herstellung von Verbindungen der Formel I, worin R₁ für eine Alkylgruppe, R₂ und R₃ für Wasserstoff stehen und R₄ obige Bedeutung besitzt, Verbindungen der Formel II, worin die Substiuenten obige Bedeutung besitzen, alkoholytisch spaltet.
Die erfindungsgemäßen Verfahren können nach an sich bekannten Methoden ausgeführt werden. Die hydrolytische Ringspaltung von Verbindungen der Formel II kann beispielsweise durch Behandeln mit einer Base, z. B. mit NaOH oder KOH in einem unter den Reaktionsbedingungen inerten Lösungsmitteln, z. B. in einem niederen Alkohol, wie Isopropanol, oder in einem cyclischen Ether, wie Tetrahydrofuran, bei etwa Raumtemperatur z. B. bei 20°C, erfolgen. Bei der Veresterung können übliche Methoden verwendet werden. Beispielsweise läßt man zur Einführung der Methylgruppe mit Diazomethan in Methanol reagieren. Auch die Acylierung nach Verfahren c) kann nach bekannten Methoden durchgeführt werden, beispielsweise mit (Ac)₂O in einem unter den Reakti­ onsbedingungen inerten Lösungsmittel, z. B. in einem aromatischen Amin, wie Pyridin. Je nach dem Molverhältnis der Reaktanden erhält man das diacylierte Produkt oder Gemische der diacylierten mit dem monoacylierten Verbindungen, die nach üblichen Verfahren, beispielsweise chromatographisch, aufgetrennt werden können. Bei der Umesterung nach Verfahren d) behandelt man eine Verbindung der Formel I mit einem Alkohol, unter Zusatz von z. B. 4-Toluolsulfonsäure. Aus dem Reaktionsgemisch können die gewünschten Endverbindungen der Formel I nach üblichen Methoden isoliert und gegebenenfalls gereinigt werden.
Die als Ausgangsprodukte benötigten Verbindungen der Formel II können durch Kultivieren eines Produzentenstammes in einem Medium erhalten werden. Bevorzugte Mikroorganismen sind Fun­ gusstämme der Art Cylindrotrichum Bonorden, insbesondere des Stammes NRRL 18 230. Dieser Stamm wurde aus einer Laubprobe aus Waldenburg im Schweizer Jura isoliert und am 17. 6. 1987 beim US Department of Agriculture, Peoria, III. hinterlegt. Die Verbindungen der Formel II können auch synthetisch erhalten werden, und zwar in analoger Weise, wie für die Totalsynthese von Cy­ closporin A in EP 34 567 beschrieben.
Diese Verbindungen der Formel I zeigen ausgezeichnete pharmakologische Eigenschaften, insbesondere eine antiproliferative und antiinflammatorische Wirkung, wie mit den folgenden Testmethoden nachgewiesen werden konnte:
1. Prüfung der Wirksamkeit nach topischer Applikation am Modell der irritansbedingte Dermatitis von Mäusen
Die Irritation der Haut von Versuchtieren mit 12-O-Tetradecanoylphorbol-13-acetat (TPA), Ara­ chidonsäure oder Cantharin ist eine häufig verwendete Methode, Testsubstanzen nach lokaler Anwendung auf ihre antiinflammatorische Wirkung zu testen (siehe Maibach, Lowe edit., Models in Dermatology vol. 3, 86-92, Karger-Basel 1987).
1.1 TPA-induzierte Dermatitis
NMRI-Mäusen werden 10 µl einer TPA-Lösung auf die innere und äußere Seite der rechten Ohrmuschel aufgetragen (2×10 µl/Maus=2×0,5 µg TPA/Maus). Die Behandlung erfolgt 30 Minuten nach der Irritation, indem 2×10 µl der Testlösung wie beschrieben auf die irritierte Ohrmuschelfläche aufgebracht werden. Die Auswertung der Testgruppe erfolgt im Vergleich mit einer Gruppe, deren rechte Ohrmuschel nur mit der Irritationslösung und dem Lösungsmittel der Substanz behandelt wurden. 6 Stunden nach dem Auftragen des Irritans werden die Tiere getötet, die Ohrmuscheln abgesetzt und gewogen. Die Differenz aus beiden Ohrmuschel-Gewichten wird zur Auswertung verwendet, indem die einzelnen Differenzwerte der Testgruppen mit den einzelnen Differenzen der Kontrollgruppe stastisch (Einfache Varianzanalyse mit nachfolgendem Dunnet-Test bei Normal­ verteilung, andernfalls mit dem Kruskal-Wallis′ H-Test und Wilcoxon-Mann-Whitney′s U-Test) verglichen werden. Die Wirkung der Testsubstanzen wird aufgrund der Mittelwerte in % angegeben.
1.2 Arachidonsäure-induzierte Dermatitis
NMRI-Mäusen werden 10 µl einer 10%igen Arachidonsäure-Lösung (in Aceton) auf die innere und äußere Fläche der rechten Ohrmuschel aufgetragen. Die Behandlung erfolgt 30 Minuten vor der Irritation, indem die in einem Gemisch aus N,N-Dimethylacetamid, Acton und Alkohol (2/2/4) gelöste Substanz gleichermaßen aufgetragen wird. Die Auswertung der Testgruppe erfolgt im Vergleich mit einer Gruppe von Tieren, deren rechte Ohrmuscheln nur mit dem Substanzvehikel bzw. der Lösung behandelt wurden. 90 Minuten nach dem Auftragen des Irritans werden die Tiere getötet, die Ohrmuscheln abgesetzt und gewogen. Die Differenz aus beiden Ohrmuschel-Gewichten wird zur Auswertung verwendet, indem die einzelnen Differenzwerte der Testgruppen mit den einzelnen Differenzen der Kontrollgruppe statistisch (wie bei 1.1.) verglichen werden. Die Wirkung der Testsubstanzen wird aufgrund der Mittelwerte in % angegeben.
1.3 Cantharin-induzierte Dermatitis
Weiblichen NMRI-Mäusen werden 10 µl einer 0,08%igen Cantharidin-Lösung auf die innere Fläche der rechten Ohrmuschel aufgetragen. Die Testsubstanz wird entweder dem Irritans zugesetzt (simultane Behandlung) oder 20 Minuten nach der erfolgten Irritation auf die entzündete Stelle in acetonischer Lösung aufgetragen (therapeutische Behandlung). Die Auswertung erfolgt erst nach 17 Stunden, wozu die Tiere getötet und die Ohrmuscheln nach den Absetzen gewogen werden. Die Differenz aus beiden Ohrmuschel-Gewichten wird zur Auswertung verwendet, indem die einzelnen Differenzwerte der Testgruppe mit den einzelnen Differenzen der Kontrollgruppe (Tiere, die nur mit dem Irritans und dem Lösungsmittel der Testsubstanz behandelt werden) statistisch (wie bei 1.1.) verglichen werden. Die Wirkung der Testsubstanz wird aufgrund der Mittelwerte in % angegeben.
2. Inhibition der Proliferation von Human-Keratinozyten
Kulturen von Human-Keratinozyten werden durch Trypsinierung von humanen Vorhäuten Neuge­ borener erhalten ode als EpiPack von Clonetics Corp. (San Diego) bezogen. Die Keratinozytenkulturen werden in einem supplementierten Keratinozytenmedium (KGM) in Kulturflaschen gezüchtet. Die Passagen 3-5 von 80-90% konfluenten Keratinozyten werden in KGM in einer Konzentration von 1×10⁵ Zellen/ml resuspendiert, und entweder je 0,1 ml dieser Zellsuspension werden in eine 96-Näpfchen-Mikrotiterplatte oder je 1 ml dieser Zellsuspension in eine 24-Näpfchenplatte in Gegenwart der Testsubstanz gegeben. Die Zellen werden 48 Stunden bei 37°C und 5 CO₂ gezüchtet. Während der letzten 16 Stunden wird 3H-Thymidin inkorporiert (Mikrotiterplatte, 1 µCi/Näpfchen), die Zellen werden hinsichtlich Morphologie kontrolliert, dreimal mit eiskalter defizienter PBS und zweimal mit Trichloressigsäure gewaschen, in 100 µl 0,1N NaOH, die 1% SDS enthält, solubilisiert und die Radioaktivität gemessen. Alternativ werden Zellen der 24-Näpfchen-Kulturplatte trypsinisiert (Trypsin/EDTA), auf Viabilität kontrolliert durch Trypanblauexklusion, und dreifache Aliquote werden in einem Zell-Counter gemessen.
3. Inhibierung der Makrophagen-Aktivierung (Inhibierung der TPA-induzierten Freisetzung von PG-E₂
Peritoneale Exsudatzellen von NMRI-Mäusen, die 3 Tage vorher mit 1,5 ml Thioglykolat i. p. vorbehandelt wurden, werden in peritonealen lavage gezüchtet, mit defizientem PBS gewaschen und in DMEM-Medium, das mit 10% FCS supplimentiert ist, resuspendiert. 1×10⁶ Zellen werden in jede der Vertiefungen einer 24-Kulturenplatte gegeben, und die Zellen werden 4 Stunden bei 37°C und 5% CO₂ zur Adhärenz belassen. Dann werden die Zellen zweimal mit defizientem PBS gewaschen. Die erhaltene <95% reine Makrophagenpopulation wird mit TPA (20 µl/1 Stunde) in DMEM-Medium ohne FCS stimuliert. Die konditionierten Medien werden zentrifugiert und der PGE₂-Gehalt wird unter Verwendung eines ¹²⁴J-Radioimmuntests bestimmt. Die Inhibition der PGE₂-Freisetzung durch die Testsubstanzen wird als prozentuelle Inhibition im Vergleich zu den Kontrollen berechnet.
4. Inhibierung des "oxidativen burst" in humanen neutrophilen polymorphkernigen Leukozyten (Inhibierung der FMLP-stimulierten Chemilumineszenz)
Polymorphkernige Leukozyten (PMNL) werden aus peripherem Blut des Menschen präpariert [Schaude, M., W. Mlineritsch, B. Mandak, Mycoses 31(5), 259-267 (1988)]. Die Herstellung der Testsubstanzstammlösungen (500 mg/l) erfolgt am Versuchstag in 5% DMSO/RPMI 1640. Für die Bestimmung der Chemilumineszenz mittels Biolumat LB 9505 wird der Lumineszenz-Indikator 7-Dimethylaminonaphthalin-1,2-dicarbonsäurehydrazid (DMNH) verwendet. Bei der Bestimmung der Chemilumineszenz von PMNL-Zellen besteht das Reaktionsgemisch aus 200 µl PMNL-Suspension (5×10⁶ Zellen/ml), 100 µl der jeweiligen Testsubstanz-Verdünnung oder dem Lösungsmittel als Kontrolle und 25 µl der DMNH-Lösung (2,5×10-5M). Die CL-Reaktion wird durch Zugabe des Peptids N-Formyl-L-Methionyl-L-Leucyl-L-Phenylalanin (FMLP, 4×10-6) gestartet. Der Verlauf der CL-Reaktion bei 37°C wird über einen Zeitraum von 20 Minuten in Intervallen von 20 Sekunden gemessen. 3 Parameter werden zur Beurteilung der Ergebnisse herangezogen: Peakintensität des abgestrahlten Lichtes, Zeit bis zum Peak und die Fläche unter der Reaktionsverlaufskurve, bei der eine deutliche Hemmung aller 3 Parameter beobachtet werden kann.
5. Phorbolester stimuliert Hyperproliferation der Epidermis haarloser Mäuse
Die Irritation der Haut mit Phorbolestern führt zu einer epidermalen Hyperplasie und stellt bei Ver­ suchstieren eine Methode dar, Testsubstanzen nach lokaler Anwendung auf die antiproliferative Wirkung zu prüfen. Für die Untersuchungen werden haarlose SPF Mäuse im Alter von 7-8 Wochen verwendet. Die Irritation und Behandlung erfolgt simultan, indem 29 nMol Phorbol-12,13-dibutyrol und die entsprechende Testsubstanzkonzentration in 100 µl Aceton gelöst und an einer markierten Stelle (Durchmesser 20 mm) an Rücken mittels Eppendorf Mikropipette appliziert werden. An einer zweiten markierten Hautstelle am Rücken wird das Lösungsmittel aufgetragen. 6 Tiere, bei denen nur der Phorbolester appliziert wird, dienen als Kontrollgruppe. Als Meßparameter für die Hyperplasie dient der [3H]Thymidin-Einbau. Die Markierung der epidermalen DNA erfolgt 18 Stunden nach Irritation durch intraperitoneale Injektion von 30 µCi (Methyl-3H)thymidin mit einer spezifischen Aktivität von 5 Ci/mMol. Eine Stunde danach werden die Tiere getötet, die Rückenhaut abpräpariert, auf einem Filterpapier ausgebreitet und mit Benzin gereinigt. Die Trennung der Epidermis von der Dermis, sowie die darauffolgende Extraktion der DNA zur Messung der Radioaktivität erfolgt nach bekannten Standardmethoden. Die Wirkung der Testsubstanzen errechnet sich aus der Höhe der gemittelten Differenzen (cpm) zwischen Phorbolester- bzw. Aceton behandelten Hautstellen von 6 Tieren und werden in Prozent der Kontrollgruppe angegeben.
6. UV-Erythem-Test
Die Untersuchungen erfolgen an ca. 150 g schweren, weiblichen Albino-Meerschweinchen. Am Versuchstag werden die Tiere an beiden Flanken geschoren. Je 5 Tiere pro Substanzgruppe werden 10 Sekunden einer definierten UV-Strahlung an 4 Hautstellen (Durchmesser 10 mm) ausgesetzt. Unmittelbar danach erfolgt die Applikation von 100 Mikroliter der Testsubstanz-Lösungen auf zwei der bestrahlten Flächen pro Tier. Zwei bestrahlte Stellen pro Tier, auf denen das Lösungsmittel appliziert wird, dienen als Kontrollen. Die visuelle Beurteilung der Erythemstärke erfolgt 4 Stunden nach der Bestrahlung. Die Erythemstärke wird nach Ther in Klassen von 0-4 eingeteilt:
0  kein Erythem
1  sehr leichtes kaum wahrnehmbares Erythem
2  gut ausgeprägtes Erythem
3  mittelschweres bis schweres Erythem
4  schweres Erythem (dunkelrot) bis leichte Schorfbildung (Läsionen in der Tiefe der Haut)
Die relative Hemmung der UV-Erythembildung wird nach folgender Formel errechnet:
Die Verbindungen der Formel I können daher als Mittel zur systemischen und topischen Behandlung von entzündlich-hyperproliferativen Hauterkrankungen verwendet werden. Die täglich zu verabreichende Menge einer Verbindung der Formel I beträgt beispielsweise 10 bis 100 mg, vorzugsweise verabreicht in mehreren Teilmengen zwischen 2,5 und 50 mg, 2 bis 4mal täglich, oder in Retardform.
Die Verbindungen der Formel I können oral, topisch oder parenteral verabreicht werden und lassen sich zur Herstellung geeigneter Arzneiformen mit üblichen Hilfs- und Zusatzstoffen verarbeiten. Eine geeignete Tablette besteht beispielsweise aus 50 Gew.-Teilen einer Verbindung der Formel I und 200 Gew.-Teilen eines inerten festen Verdünnungsmittels, beispielsweise Kaolin. Für topische Applikationen eignen sich Gele, Salben oder Creme-Formulierungen mit einer Wirkstoffkonzentration von 0,1 bis 10%.
In den nachfolgenden Beispielen, die die Erfindung näher erläutern sollen, ohne jedoch ihren Umfang einzuschränken, erfolgen alle Temperaturangaben in Celsiusgraden.
Beispiel 1 Verbindung der Formel I (R₁=R₂=R₃=H, R₄=Isobutyl) (Verfahren a)
1250 mg der Verbindung der Formel II (R₃=H, R⁴=Isobutyl) werden in 30 ml Isopropanol gelöst, mit 20 ml 0,1 N KOH versetzt und unter Argon 2 Stunden bei 20°C gehalten. nach Neutralisation mit 2 ml 1 N HCl wird der Alkohol im Vakuum abgedampft und die wäßrige Lösung mit Essigester ausgeschüttelt. Der Eindampfrückstand wird an 100 g Kieselgel (0,04-0,063 mm) chromatographisch aufgetrennt. Als Eluens dient Dichlormethan/Methanol (85/15). Als erste Verbindung werden ca. 100 mg des Isopropylderivats eluiert. Anschließend werden Fraktionen abgetrennt, die ausschließlich die Titelverbindung enthalten. Diese Fraktionen werden vereinigt, eingedampft und mit Iropropanol hochgezogen. Als Rückstand verbleibt ein weißes, amorphes Pulver.
Fp: ab 123° Sintern, ab 142-144° Zersetzung
= -164° (c=1 in Methanol).
Beispiel 2 Verbindung der Formel I (R₁=CH₃, R₂=R₃=H, R₄=Isobutyl) (Verfahren b)
1 g der Verbindung der Formel I (R₁=R₂=R₃=H, R₄=Isobutyl) werden in 50 ml Methanol gelöst, mit etherischer Diazomethanlösung bis zur schwachen Gelbfärbung versetzt und dann sofort im Vakuum zur Trockene eingedampft. Der Rückstand wird an 100 g Kieselgel (0,04-0,063 mm) in Dichlormethan/Methanol (95/5) chromatographisch gereinigt. Die Fraktionsrückstände werden in Methanol gelöst, klarfiltriert und wieder eingedampft. Man erhält die Titelverbindung als weißen, amorphen Rückstand.
Fp: 99-101°
=-160° (c=1 in Methanol).
Beispiel 3 Verbindung der Formel I (R₁=Isopropyl, R₂=R₃=H, R₄=Isobutyl) (Verfahren d)
130 mg der Verbindung der Formel I (R₁=CH₃, R₂=R₃=H, R₄=Isobuty) werden in 5 ml Isopropanol gelöst, mit einer Spatelspitze 4-Toluolsulfonsäure versetzt und 5 Stunden auf 50°C erwärmt. Nach Abdampfen des Alkohols wird der Rückstand in Essigester mit NaHCO₃-Lösung gewaschen, die organischen Extrakte getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wird nur an Kieselgel (0,04-0,063 mm) und dem Eluens Dichlormethan, dem 3-5% Methanol zugesetzt worden sind, chromatographisch aufgetrennt. Man erhält die Titelverbindung als weißes, amorphes Pulver.
Fp: 110-113° (unter Zersetzung)
=-170° (c=1 in Methanol).
Beispiel 4 Verbindung der Formel I (R₁=Methyl, R₂=R₃=Acetyl, R₄=Isobutyl) (Verfahren c)
130 mg der Verbindung der Formel I (R₁=Methyl, R₂=R₃=H, R₄=Isobutyl) werden in 1 ml Pyridin gelöst mit 0,2 ml (Ac)₂O versetzt und über Nacht bei 20° gehalten. Die Reaktionslösung wird im Vakuum eingedampft, der Rückstand in Essigester gelöst, mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft. Man erhält die Titelverbindung als weißen, amorphen Rückstand.
Fp: 77-79° (unter Zersetzung)
=-162° (c=1 in Methanol).
Analog wie in Beipiel 1 beschrieben, können auch folgende Verbindungen der Formel I erhalten werden:
Analog wie in Beispiel 2 beschrieben, können auch folgende Verbindungen der Formel I erhalten werden:
Beispiel 9 Verbindung der Formel I (R₁=Benzyl, R₂=R₃=H, R₄=Isobutyl)
180 mg der Verbindung der Formel II (R₃=H, R₄=Isobutyl) werden in 3 ml Benzylalkohol gelöst und bei 0° zu einer Lösung von 3 mg Natriumhydrid in 1 ml Benzylalkohol gegeben. Nach zwei Stunden bei 0-10° wird das Gemisch mit 15 ml pH7-Puffer versetzt und mit Essigester extrahiert. Die organische Phase wird getrocknet und am Hochvakuum eingedampft. Der Rückstand wird an Kieselgel in Dichlormethan/Methanol (97/3) chromatographisch gereinigt. Man erhält die Titelverbindung als farbloses amorphes Pulver. Fp: 98-101°.
Beispiel 10 Verbindung der Formel I (R₁=Ethyl, R₂=R₃=H, R₄=Isobutyl)
Man verfährt analog wie in Beispiel 9 beschrieben und erhält die Titelverbindung als farbloses amorphes Pulver. Fp: 97-100°.

Claims (2)

1. Hyroxyacyldecapeptide der Formel worin
R₁ eine Aralkyl-, eine Alkylgruppe oder Wasserstoff bedeutet, R₂ und R₃ gleich oder verschieden sind und jeweils für Wasserstoff oder eine Acylgruppe stehen und R₄ eine Alkylgruppe bedeutet.
2. Verfahren zur Herstellung von Hydroxyacyldecapeptiden der Formel worin R₁ eine Aralkyl-, eine Alkylgruppe oder Wasserstoff bedeutet, R₂ und R₃ gleich oder verschieden sind und jeweils für Wasserstoff oder eine Acylgruppe stehen und R₄ eine Alkylgruppe bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man
  • a) zur Herstellung von Verbindungen der Formel I, worin R₁, R₂ und R₃ Wasserstoff bedeuten und R₄ obige Bedeutung besitzt, Verbindungen der Formel worin R₃ und R₄ obige Bedeutung besitzen, hydrolytisch spaltet oder
  • b) zur Herstellung von Verbindungen der Formel I, worin R₁ für eine Alkylgruppe steht, und die restlichen Substituenten obige Bedeutung besitzen, Verbindungen der Formel I, worin R₁ für Wasserstoff steht, nach bekannten Methoden verestert oder
  • c) zur Herstellung von Verbindungen der Formel I, worin R₂ und/oder R₃ für eine Acylgruppe steht, und die restlichen Substituten obige Bedeutung besitzen, Verbindungen der Formel I, worin R₂ und/oder R₃ für Wasserstoff stehen, nach bekannten Methoden acyliert, oder
  • d) zur Herstellung von Verbindungen der Formel I, worin R₁ für eine Alkylgrupppe steht, und die restlichen Substituenten obige Bedeutung besitzen, Verbindungen der Formel I, worin R₁ für eine andere Alkylgruppe steht, umestert, oder
  • e) zur Herstellung von Verbindungen der Formel I, worin R₁ für eine Alkylgruppe, R₂ und R₃ für Wasserstoff stehen und R₄ obige Bedeutung besitzt, Verbindungen der Formel II, worin die Substiuenten obige Bedeutung besitzen, alkoholytisch spaltet.
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