DE4041059A1 - Arthritis-unterdrueckende peptide sowie diese enthaltende pharmazeutische zubereitungen - Google Patents

Arthritis-unterdrueckende peptide sowie diese enthaltende pharmazeutische zubereitungen

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DE4041059A1
DE4041059A1 DE19904041059 DE4041059A DE4041059A1 DE 4041059 A1 DE4041059 A1 DE 4041059A1 DE 19904041059 DE19904041059 DE 19904041059 DE 4041059 A DE4041059 A DE 4041059A DE 4041059 A1 DE4041059 A1 DE 4041059A1
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    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/78Connective tissue peptides, e.g. collagen, elastin, laminin, fibronectin, vitronectin or cold insoluble globulin [CIG]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Description

Die Erfindung betrifft ein die Arthritis und die Synovitis unterdrückendes Peptid und dessen Bruchstücke sowie Derivate und pharmazeutische Zubereitungen, die mindestens ein solches Peptid enthalten.
Die chronische Polyarthritis ist eine Autoimmunerkrankung mit unbekannter Ätiologie, an der etwa 1% der Gesamtbevölkerung erkranken. Davon sind Frauen etwa 2 bis 4 mal häufiger be­ troffen als Männer. Bei dieser Krankheit wird durch eine Fehlsteuerung des Immunsystems die dünne Synovialmembran der Gelenke angegriffen.
Bislang ist es üblich von dieser Krankheit befallene Patien­ ten mit nichtsteroidalen antinflammatorischen Mitteln wie Salicylate, insbesondere Acetylsalicylsäure oder Indometacin zu behandlen. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Appli­ kation von Goldverbindungen wie Gold-Natrium-Thiomalat oder Gold-Thioglycose. Auch die Anwendung von Kortikostereoiden und von Immunsuppressiva wie Cyclophosphamid, Methotrexat und Azathioprin sind möglich. Alle diese bekannten Therapieformen weisen jedoch mehr oder weniger schwere Nebenwirkungen auf, so daß diese nicht uneingeschränkt zur Therapie eingesetzt werden können. Darüberhinaus zeigen nur etwa 75% der Patienten bei einer solchen konservativen Therapie während des 1. Krankheitsjahres eine Besserung und etwa 10% werden trotz entsprechender Behandlung schließlich behindert. Es be­ steht daher ein großer Bedarf an der Bereitstellung weiterer Mittel zur Behandlung der Arthritis.
Aus Trentham et al J. Exp. Med. (1977) 146, Seite 857 ist es bekannt, daß an einem experimentellen Tiermodell Arthritis ausgelöst werden kann. Dabei wird Mäusen Collagen II appli­ ziert, wodurch eine Autoimmunerkrankung ausgelöst wird, die sich in der Ausbildung einer Arthritis manifestiert. Es ist bekannt, daß für die Auslösung dieser Autoimmunerkrankung le­ diglich die alpha 1 (II)-Kette des Collagens verantwortlich ist. Es ist außerdem bekannt, daß das die Arthritis auslösen­ de Antigen auf dem sogenannten CB11-Fragment liegt, das mit­ tels CNBr-Spaltung des Collagen II erhältlich ist.
Aus Linda K. Myers et al, J. Exp. Med. (1989), 170, 1199-2010 ist ein Epitop bestehend aus den Aminosäuren 122-147 bekannt, das auf CB11 liegt und daß bei vorheriger Verabrei­ chung dieser Aminosäuresequenz die Induktion von Arthritis unterdrückt werden kann.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß auf dem die Arthritis induzierenden CB11-Fragment ein weiteres, die Art­ hritis unterdrückendes Epitop vorliegt.
Die Erfindung betrifft daher ein Peptid mit der Aminosäurese­ quenz
R₁-Ala-Gly-R₂-Gly-Ala-Pro-Gly-R₃
worin
R₁ = H oder -Gly-Phe-Pro-Gly-Gln-Asp-Gly-Leu- oder Gly-Phe-Ala-Gly-Gln-Ala-Gly-Pro-,
R₂ = -Pro-Lys- oder -Ala-Thr und
R₃ = H oder -Glu-Arg- oder Arg-Pro
ist, sowie dessen Bruchstücke und immunologisch aktive Deri­ vate und pharmazeutisch verträgliche Salze davon. Bevorzugte Peptide sind
Gly-Phe-Pro-Gly-Gln-Asp-Gly-Leu-Ala-Gly-Pro-Lys-Gly- Ala-Pro-Gly-Glu-Arg,
Gly-Phe-Ala-Gly-Gln-Ala-Gly-Pro-Ala-Gly-Ala-Thr- Gly-Ala-Pro-Gly-Arg-Pro,
Ala-Gly-Pro-Lys-Gly-Ala-Pro-Gly-Glu-Arg.
Die erfindungsgemäßen Peptide leiten sich von den Aminosäuren 316-333 der alpha 1 (II)-Kette des Collagens ab und umfassen auch solche Derivate dieser Aminosäuresequenzen die von Typ II spezifischen T-Zellinien erkannt werden.
Die erfindungsgemäßen Peptide sind mittels bekannten bioche­ mischen Verfahren erhältlich wie z. B. der enzymatischen Ver­ dauung bekannter Proteine, insbesondere des Collagens oder mittels dem Fachmann bekannter synthetischer Verfahren wie der Biosynthese mittels geeigneter RNA oder der Synthese nach Merrifield. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß sich mit den erfindungsgemäßen Peptiden die durch Collagen II sti­ mulierte Proliferation von entsprechend sensibilisierten T- Zellen hemmen läßt. Die Erfindung betrifft daher auch eine pharmazeutische Zubereitung, die die erfindungsgemäßen Peptide enthält.
Überraschenderweise hat es sich auch gezeigt, daß sich die mittels Collagen stimulierte T-Zellenproliferation auch durch die Zugabe von solchen Antikörpern hemmen läßt, die gegen das inhibierende Antigen selbst gerichtet sind. Die Erfindung be­ trifft daher auch pharmazeutische Zubereitungen, die solche Antikörper und/oder die erfindungsgemäßen Peptide enthalten. Dabei können sowohl polyklonale als auch monoklonale Antikör­ per enthalten sein. Ein geeigneter Antikörper ist der mono­ klonale Antikörper C1 der frei erhältlich ist (Zellinie, Hinterlegungsnummer ECACC Nr. 89083001, R. Holmdahl, K. Rebin, L. Klareskog, E. Larssen, H. Wigzell. Arthritis & Rheumatism. 29: 400-410 (1986).
Die erfindungsgemäße pharmazeutische Zubereitung ist beson­ ders zur Behandlung von Arthritis und Autoimmunkrankheiten geeignet. Die Erfindung soll durch die folgenden Beispiele in Verbindung mit den Figuren näher erläutert werden.
Fig. 1 zeigt hierbei ein Proliferationsexperiment, bei dem monoklonale Antikörper (C1 und D3) dem T-Zellklon C9 zugesetzt wurden. Als Antigen wurden natives menschliches Collagen Typ II (HC II) oder denaturiertes menschliches Collagen Typ II (DN-HC II) gemeinsam mit autologen Antigen­ präsentierenden Zellen zugesetzt. Die biologische Antwort des Klons wurde in Zählimpulsen (counts per minute, cpm) nach radioaktiver Markierung von Tymidin s gemessen.
Fig. 2 zeigt einen Versuch, bei dem verschiedene Collagen II- Peptide einem Proliferationsexperiment mit dem Klon C9 zugesetzt wurden. Die Peptidkonzentrationen sind in der Figur gegeben. Nur das erfindungsgemäße Peptid und vor allem dessen Carboxyterminales Dekapeptid hemmen konzentrationsabhängig die HCII-ausgelöste Immunantwort des Klons C9.
Beispiel 1
Hemmung der Collagen II-bedingten Stimulation menschlicher T- Zellen durch ein synthetisches Peptid.
Es wurde ein Peptid mit der Sequenz,
Gly-Phe-Pro-Gly-Gln-Asp-Gly-Leu-Ala-Gly-Pro-Lys-Gly- Ala-Pro-Gly-Glu-Arg,
synthetisiert, wobei allgemein bekannte Verfahren Verwendung fanden.
Aus menschlichem peripheren Blut wurden mit Hilfe einer Dich­ tegradientenseparation mononukleäre Zellen präpariert und mit humanem nativem Collagen Typ II stimuliert. Das menschliche Collagen Typ II wurde entsprechend einer Vorschrift von K. von der Mark, M. van Mencel, H. Wiedemann, Eur. J. Biochem. 124: 57 (1982) hergestellt und gereinigt und in einer Konzentration von 10 µg/ml Zellkulturmedium eingesetzt. Auf diese Weise wurden menschliche T-Zellinien und nach einer Klonierung mit der Grenzverdünnungsmethode auch menschliche T-Zellklone mit Spezifität für humanes Collagen Typ II erzeugt. Die Herstellung menschlicher T-Zellklone ist den Fachleuten bekannt und u. a. in folgenden Publikationen beschrieben worden: 1. Emmrich, F., J. Thole, J. van Embden, S.H.E. Kaufmann: A recombinant 64 kD protein of mycobacterium bovis BCG specifically stimulates human T4 clones reactive to mycobacterial antigens. J. Exp. Med. 163 (1986) 1024-1029. 2. Enmrich, F., S.H.E. Kaufmann: Human T cell clones with reactivity to Mycobacterium leprae as tools for the characterization of potential vaccines against leprosy. Infection and Immunity 51 (1986) 879-883.
In Fig. 1 ist ein Experiment mit dem T-Zellklon C9 beschrie­ ben. 2×104 Zellen des T-Zellklons und 5×104 autologe mo­ nonukleäre Zellen, die nach Dichtegradientenzentrifugation frisch gewonnen waren, wurden mit 10 µg/ml nativen Humancol­ lagen Typ II und verschiedenen Konzentrationen des zuvor syn­ thetisierten Peptides kokultiviert. Die verwendeten Peptidkonzentrationen sind auf der Abszisse in Fig. 1 gege­ ben. Als Zellkulturmedium wurde RPMI 1640 (Fa. Gibco), unter Zusatz von 100 µg/ml Streptomycin und 100 units/ml Penicillin und dem Zusatz von 25 mmol Hepespuffer sowie 10% humanes Se­ rum verwendet. Alle Zellkulturen wurden in Triplikaten ange­ setzt und mit Kontrollen verglichen, die ohne Zusatz von Collagen Typ II bzw. unter Zusatz von anderen synthetischen Peptiden angesetzt wurden. Nach 5 Tagen wurde däs Experiment beendet und die DNS-Synthese im untersuchten T-Zellklon mit Hilfe des Einbaues von radioaktivem 3H Thymidin bestimmt (Emmrich et al. J. Exp. Med. 163 (1986) 1024-1029. Emmrich et al. Infection and Immunity 51 (1986) 879-883).
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß sowohl natives wie auch Hit­ zedenaturiertes menschliches Collagen Typ II den untersuchten T-Zellklon C9 stimuliert. Bei Zugabe steigender Mengen des synthetischen erfindungsgemäßen Peptides wird diese Stimula­ tion zunehmend gehemmt. Kontrollpeptide, die ebenfalls von der menschlichen Kollegen Typ II Sequenz abgeleitet wurden, zeigten diesen Effekt nicht. Aus Fig. 1 ist auch ersichtlich, daß bei Verwendung zweier Peptide, die das erfindungsgemäße Peptid nochmals unterteilen, der Bereich mit der Sequenz AGPKGAPGER die wesentliche Hemmung bewirkte.
Beispiel 2 Hemmung der Collagen II-bedingten Stimulation menschlicher T- Zellen mittels Antikörper
Die Proliferation des bereits erwähnten menschlichen T-Zell­ klons C9 wurde wie in Beispiel 1 beschrieben durch die Auf­ nahme von radioaktiv markiertem 3H-Thymidin bestimmt. Das Experiment wurde wie im Beispiel 1 beschrieben durchgeführt. Anstelle des synthetischen Peptides wurde jedoch der monoklo­ nale Antikörper C1 zugesetzt. C1 ist aus der Zellinie Nr. ECACC Nr. 89083001 erhältlich. Der Antikörper C1 erkennt ein Epitop im Bereich des Collagenfragmentes CB11, das durch Se­ quenzierung tryptischer Fragmente von CB11 bestimmt wurde. Die Sequenz entspricht dem unter Beispiel 1 erwähnten Peptid. (R. Holmdahl, K. Rubin, L. Klareskog, E. Larssen, H. Wigzell: Characterization of the antibody response in mice with type II collagen-induced arthritis, using monoclonal anti-type II collagen antibodies. Arthrits & Rheumatism 29: 400-410 (1986). E.J. Miller: Isolation and characterization of the cyanogen bromide peptides from the α1 (II) chain of chicken cartilage collagen. Biochemistry 10: 3030. H. Burkhardt, R. Holmdahl, R. Deutzmann, H. Wiedemann, H. von der Mark, S. Goodman, K. von der Mark: Identification of a major antigenic epitope on CNBr-fragment 11 of type II collagen recognized by murine autoreactive B cells. Eur. J. Immunol. (in press)). Die Konzentration des Antikörpers C1, die im Experiment eingesetzt wurde, ist auf der Abszisse der Fig. 2 angegeben.
Die T-Zellstimulation des Klones C9 läßt sich mit steigender Zugabe des Antikörpers C1 hemmen. Dies ist nicht der Fall, wenn hitzedenaturiertes Collagen Typ II zur Stimulation ver­ wendet wird, oder wenn ein anderer monoklonaler Antikörper (D3) eingesetzt wird, der ein Epitop im Bereich des Collagen II Fragmentes CB10 erkennt. Dies zeigt an, daß C1 nicht di­ rekt die T-Zellstimulation beeinflußt, sondern durch seine Bindung an das native Collagen Typ II die Antigen-Prozessie­ rung durch präsentierende Zellen dahingehend beeinflußt, daß die Stimulation menschlicher T-Zellen gehemmt wird. C1 bindet nicht an denaturiertes Collagen II, demnach ist der darge­ stellte Effekt mit denaturiertem Collagen Typ II nicht zu er­ zielen.

Claims (7)

1. Peptid mit der Aminosäuresequenz R₁-Ala-Gly-R₂-Gly-Ala-Pro-Gly-R₃worin
R₁ = H oder -Gly-Phe-Pro-Gly-Gln-Asp-Gly-Leu- oder Gly-Phe-Ala-Gly-Gln-Ala-Gly-Pro-,
R₂ = -Pro-Lys- oder -Ala-Thr und
R₃ = H oder -Glu-Arg- oder Arg-Proist, sowie dessen Bruchstücke und dessen immunologisch aktive Derivate und pharmazeutisch verträgliche Salze davon.
2. Peptide nach Anspruch 1 mit der Sequenz Gly-Phe-Pro-Gly-Gln-Asp-Gly-Leu-Ala-Gly-Pro-Lys-Gly- Ala-Pro-Gly-Glu-Arg.
3. Peptid nach Anspruch 1 mit der Sequenz Gly-Phe-Ala-Gly-Gln-Ala-Gly-Pro-Ala-Gly-Ala-Thr- Gly-Ala-Pro-Gly-Arg-Pro.
4. Peptid nach Anspruch 1 mit der Sequenz Ala-Gly-Pro-Lys-Gly-Ala-Pro-Gly-Glu-Arg.
5. Pharmazeutische Zubereitung enthaltend mindestens ein Peptid nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
6. Pharmazeutische Zubereitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese Antikörper enthalten, die mit dem die Amino­ säuren 317 bis 333 umfassenden Epitop des CB11-Fragments von menschlichem Collagen II reagieren.
7. Pharmazeutische Zubereitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein oder mehrere monoklonale Antikörper der im Anspruch 6 definierten Spezifität enthält.
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