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Die
vorliegende Erfindung betrifft die pharmazeutischen Zusammensetzungen,
die als Wirkstoff ein Oligosaccharid der Formel:
oder ein
Gemisch dieser Oligosaccharide enthalten, die neuen Oligosaccharide
der Formel (I), ihre Gemische und ihre Herstellungsverfahren.
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In
der Formel (I) ist n eine ganze Zahl von 0 bis 25, R1,
R3, R4, R5, R6 und R8, die gleich oder verschieden sind, stellen
ein Wasserstoffatom oder einen SO3M-Rest
dar, R2 und R7,
die gleich oder verschieden sind, stellen ein Wasserstoffatom oder
einen SO3M- oder COCH3-Rest
dar und M ist Natrium, Calcium, Magnesium oder Kalium, oder ein
Gemisch dieser Oligosaccharide mit Ausnahme derjenigen, für die n
gleich 0 ist und entweder R1, R6 und
R8 Wasserstoffatome sind, R7 einen
SO3M- oder COCH3-Rest
darstellt und M Natrium ist, oder R1 und
R6 ein Wasserstoffatom darstellen, R7 einen COCH3-Rest
darstellt, R8 einen SO3M-Rest
darstellt und M Natrium ist, oder R6 einen
Wasserstoff darstellt, R1, R7 und
R8 einen SO3M-Rest
darstellen und M Natrium ist, oder R6 und
R7 Wasserstoffatome darstellen, R1 und R8 einen SO3M-Rest darstellen und M Natrium ist, oder
R1, R6 und R7 ein Wasserstoffatom darstellen, R8 einen SO3M-Rest
darstellt und M Natrium ist.
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Diese
Oligosaccharide umfassen so eine gerade Anzahl von Sacchariden.
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In
der Formel (I) sind R4 und R6 vorzugsweise
Wasserstoffatome.
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Oligosaccharide
der Formel (I), für
die n gleich 0 ist und entweder R1, R6 und R8 ein Wasserstoffatom darstellen,
R7 einen SO3M- oder
COCH3-Rest darstellt und M Natrium ist,
oder R1 und R6 ein
Wasserstoffatom darstellen, R7 einen COCH3-Rest darstellt, R8 einen
SO3M-Rest darstellt und M Natrium ist, oder
R6 ein Wasserstoffatom darstellt, R1, R7 und R8 einen SO3M-Rest
darstellen und M Natrium ist, wurden bereits von G. H. LEE et coll.,
J. Chromat. 212, 65–73
(1981) beschrieben, aber für
diese Produkte ist keinerlei pharmakologische Eigenschaft beschrieben.
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Oligosaccharide
der Formel (I), für
die n gleich 0 ist und entweder R6 und R7 Wasserstoffatome darstellen, R1 und
R8 einen SO3M-Rest
darstellen und M Natrium ist, oder R1, R6 und R7 ein Wasserstoffatom
darstellen, R8 einen SO3M-Rest
darstellt und M Natrium ist, sind von MW McLEAN et coll., Eur. J.
Biochem., 1984, 145, 607 ohne irgendeine Angabe einer pharmakologischen
Wirksamkeit beschrieben.
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Die
bevorzugten pharmazeutischen Zusammensetzungen sind diejenigen,
die ein Oligosaccharid der Formel (I) enthalten, für das:
- – n
eine ganze Zahl von 0 bis 10 und insbesondere von 0 bis 6 und noch
spezieller von 1 bis 6 ist,
- – R1, R2, R3,
R5, R7, R8 gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoffatom
oder einen SO3M-Rest darstellen und insbesondere
R1, R2, R3, R5, R7,
R8 SO3M-Reste sind,
- – M
Natrium ist.
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Die
besonders bevorzugten pharmazeutischen Zusammensetzungen sind diejenigen,
die ein Oligosaccharid der Formel (I) enthalten, für das:
- – n
gleich 0 ist, R1, R7 und
R8 einen SO3M-Rest
darstellen, R6 ein Wasserstoffatom darstellt
und M Natrium ist,
- – n
gleich 1 ist, R1, R2,
R3, R5, R7 und R8 einen SO3M-Rest darstellen, R4 und
R6 ein Wasserstoffatom darstellen und M
Natrium ist,
- – n
gleich 2 ist, R1, R2,
R3, R5, R7 und R8 einen SO3M-Rest darstellen, R4 und
R6 ein Wasserstoffatom darstellen und M
Natrium ist,
- – n
gleich 3 ist, R1, R2,
R3, R5, R7 und R8 einen SO3M-Rest darstellen, R4 und
R6 ein Wasserstoffatom darstellen und M
Natrium ist,
- – n
gleich 4 ist, R1, R2,
R3, R5, R7 und R8 einen SO3M-Rest darstellen, R4 und
R6 ein Wasserstoffatom darstellen und M
Natrium ist.
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Die
Oligosaccharide der Formel (I) mit Ausnahme derjenigen, für die n
gleich 0 ist und entweder R1, R6 und
R8 ein Wasserstoffatom darstellen, R7 einen SO3M- oder COCH3-Rest darstellt und M Natrium ist, oder R7 und R6 ein Wasserstoffatom
darstellen, R7 einen COCH3-Rest
darstellt, R8 einen SO3M-Rest
darstellt und M Natrium ist, oder R6 einen
Wasserstoff darstellt, R1, R7 und
R8 einen SO3M-Rest
darstellen und M Natrium ist, oder R6 und
R7 Wasserstoffatome darstellen, R1 und R8 einen SO3M-Rest darstellen und M Natrium ist, oder R1, R6 und R7 ein Wasserstoffatom darstellen, R8 einen SO3M-Rest
darstellt und M Natrium ist, sind neu und sind als solche Teil der
Erfindung.
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Die
Oligosaccharide der Formel (I) können
durch Einwirkung eines Alkalimetall- oder quartären Ammoniumborhydrids auf
Oligosaccharide der Formel:
worin
n eine ganze Zahl von 0 bis 25 ist, R
1,
R
3, R
4, R
5, R
6 und R
8, die gleich oder verschieden sind, ein
Wasserstoffatom oder einen SO
3M-Rest darstellen,
R
2 und R
7, die gleich
oder verschieden sind, ein Wasserstoffatom oder einen SO
3M- oder COCH
3-Rest
darstellen und M Natrium, Calcium, Magnesium oder Kalium ist, hergestellt
werden.
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Diese
Reaktion erfolgt in wässrigem
Medium bei einer Temperatur nahe 25°C bei einem pH zwischen 7 und
10 und vorzugsweise zwischen 9 und 10 während der gesamten Reaktionsdauer.
Der pH wird durch Zugabe einer Natronlösung mit 0,5 mol/l aufrechterhalten.
Die Reaktion wird durch Ansäuern
des Reaktionsmediums beispielsweise durch Zugabe von Essigsäure bis
zum Erhalt eines pH zwischen 4 und 5 angehalten.
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Als
Alkalimetallborhydrid kann man Lithium-, Natrium- und Kaliumborhydrid
anführen.
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Als
quartäres
Ammoniumborhydrid kann man Tetrabutylammoniumborhydrid anführen.
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Die
Oligosaccharide der Formel (II) können durch Trennung eines Gemischs
von Oligosacchariden (III), das durch enzymatische Depolymerisation
von Heparin oder basische Depolymerisation des Benzylesters von
Heparin oder eines Benzylesters von halbsynthetischem Heparin erhalten
wird, durch Gelchromatographie erhalten werden.
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Diese
Chromatographie erfolgt über
Säulen,
die gefüllt
sind mit Gel vom Typ Polyacrylamid-Agarose, wie dasjenige, das unter
der Marke Ultrogel ACA202® (Biosepra) verkauft wird.
Vorzugsweise verwendet man eine Reihe von Säulen mit Polyacrylamid-Agarose-Gel.
Die Anzahl an verwendeten Säulen
wird in Abhängigkeit
von dem Volumen, dem Gel und den zu trennenden Oligosacchariden
angepasst. Das Gemisch wird mit einer Lösung, die einen Phosphatpuffer
und Natriumchlorid enthält,
eluiert. Vorzugsweise ist die Phosphatpufferlösung eine Lösung mit 0,02 mol/l NaH2PO4/Na2HPO4 (pH 7), die 0,1 ml/l Natriumchlorid enthält. Die
Detektion der verschiedenen Fraktionen wird durch UV-Spektroskopie
(254 nm) und Ionenspektroskopie (IBF) durchgeführt. Die so erhaltenen Fraktionen
können
dann gegebenenfalls gereinigt werden, beispielsweise durch SAX-Chromatographie
(strong anion exchange), gemäß den dem
Fachmann bekannten Verfahren und insbesondere gemäß den Verfahren,
die beschrieben sind von K. G. Rice und R. J. Linhardt, Carbohydrate Research
190, 219–233
(1989), A. Larnkjaer, S. H. Hansen und P. B. Ostergaard, Carbohydrate
Research, 266, 37–52
(1995) und in dem Patent WO90/01501 (Beispiel 2). Die Fraktionen
werden anschließend
lyophilisiert, dann über
einer mit Gel gefüllten
Säule,
wie eine Säule
mit Sephadex G10®-Gel (Pharmacia Biochemicals),
entsalzt.
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Wenn
die Reinigung nicht durch SAX-Chromatographie durchgeführt wird,
können
die Lyophilisate gegebenenfalls durch einfaches oder fraktioniertes
Fällen
gemäß den dem
Fachmann bekannten Verfahren und insbesondere gemäß dem in
dem Patent
FR2548672 beschriebenen
Verfahren gereinigt werden. Allgemein arbeitet man gemäß dem folgenden
Protokoll:
Die lyophilisierte Fraktion, die gereinigt werden
soll, wird bei 25°C
in etwa zehn Volumina destilliertem Wasser gelöst. Durch Zugabe von Methanol
oder Ethanol fällt
man das gewünschte
Oligosaccharid aus, wobei man seine Anreicherung durch HPLC-Chromatographie
(High Performance Liquid Chromatography) kontrolliert. Die Zugabe
von Methanol oder Ethanol wird in Abhängigkeit von der gewünschten
Reinheit und Ausbeute besagten Oligosaccharids festgelegt. Desgleichen
kann dieser Vorgang in mehreren aufeinander folgenden Schritten
ausgehend von der anfänglichen
Lyophilisatlösung
durchgeführt
werden. Dazu fügt
man das fällende Mittel
(Methanol oder Ethanol) in kleinen Anteilen hinzu und man isoliert
nach jeder Zugabe den erhaltenen Niederschlag. Die so hergestellten
Niederschläge
werden durch HPLC-Chromatographie analysiert. Je nach gewünschter
Reinheit und Ausbeute vereinigt man die entsprechenden Niederschlagsfraktionen.
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Gemäß einer
Variante der vorliegenden Erfindung kann die lyophilisierte Fraktion,
die gereinigt werden soll, in 10 bis 200 Volumina Wasser, das 0
bis 30% Natriumacetat enthält,
gelöst
werden. Der Prozentsatz an Natriumacetat wird zuvor in Abhängigkeit
von der Art des zu behandelnden Oligosaccharids eingestellt (von der
Größe abhängig). Durch
Zugabe von Methanol fällt
man das gewünschte
Oligosaccharid aus, wobei man seine Anreicherung durch HPLC-Chromatographie
(High Performance Liquid Chromatography) kontrolliert. Die Zugabe
von Methanol wird in Abhängigkeit
von der gewünschten
Reinheit und Ausbeute besagten Oligosaccharids festgelegt. Desgleichen
kann dieser Vorgang in mehreren aufeinander folgenden Schritten
ausgehend von der anfänglichen
Lyophilisatlösung
durchgeführt
werden. Dazu fügt
man das fällende
Mittel (Methanol) in kleinen Anteilen hinzu und man isoliert nach
jeder Zugabe den erhaltenen Niederschlag. Die so hergestellten Niederschläge werden
durch HPLC-Chromatographie analysiert. Je nach gewünschter
Reinheit und Ausbeute vereinigt man die entsprechenden Niederschlagsfraktionen.
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Für die Zwischenstufen
der Formel (II), für
die n = 0, 1 oder 2, ist es bevorzugt, von einem Gemisch (III) auszugehen,
das durch enzymatische Depolymerisation erhalten wird.
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Diese
Depolymerisation erfolgt mittels Heparinase I (EC 4.2.2.7) in einer
Phosphatpufferlösung
mit pH 7 in Gegenwart von Natriumchlorid und BSA (Rinderserumalbumin)
bei einer Temperatur zwischen 10 und 18°C und vorzugsweise 15°C 8 bis 10
Tage und vorzugsweise 9 Tage lang. Die Depolymerisation wird beispielsweise
durch Erhitzen des Reaktionsmediums während 2 Minuten auf 100°C angehalten
und das Gemisch wird durch Lyophilisieren gewonnen. Es ist bevorzugt, 7
IE Heparinase I auf 25 g Heparin zu verwenden. Die Phosphatpufferlösung umfasst
im Allgemeinen 0,05 mol/l NaH2PO4/Na2HPO4 (pH
7) in Gegenwart von 0,1 mol/l Natriumchlorid. Die Konzentration
an BSA beträgt
im Allgemeinen 2%.
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Für die Zwischenstufen
der Formel (II), für
die n = 0, 1, 2, 3 oder 4, ist es bevorzugt, von einem Gemisch (III)
auszugehen, das durch Depolymerisation eines Benzylesters von Heparin
erhalten wird.
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Der
Benzylester von Heparin kann gemäß den Verfahren,
die in den Patenten
US5389618 ,
EP40144 ,
FR2548672 beschrieben sind, hergestellt
werden. Der Veresterungsgrad liegt vorzugsweise zwischen 50 und 100%.
Speziell liegt er zwischen 70 und 90%.
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Die
Depolymerisation erfolgt in wässrigem
Medium mittels eines Alkalimetallhydroxids (beispielsweise Lithiumhydroxid,
Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid oder Cäsiumhydroxid) oder eines quartären Ammoniumhydroxids
(beispielsweise Tetrabutylammoniumhydroxid) vorzugsweise mit einer
Molarität
zwischen 0,1 und 0,2 mol/l bei einer Temperatur zwischen 40 und
80°C 5 bis
120 Minuten lang. Bei einer bevorzugten Form arbeitet man 5 bis
15 Minuten lang bei einer Temperatur zwischen 60 und 70°C mit einer
Natriumhydroxidlösung
mit 0,15 mol/l. Die Depolymerisationsreaktion wird durch Neutralisation
durch Zugabe einer Säure,
wie Essigsäure,
angehalten. Nach Zugabe von 10% in Gewicht pro Volumen Natriumacetat
wird das Gemisch von Oligosacchariden durch Zugabe von Methanol,
vorzugsweise 2 Volumina auf 1 Volumen Reaktionsmedium, gefällt und
filtriert.
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Gemäß einem
bevorzugten Aspekt der Erfindung wird das nach chemischer Depolymerisation
in Form einer wässrigen
Lösung
erhaltene Gemisch von Oligosacchariden durch Ultrafiltration über Membranen
mit einer geeigneten nominalen Trenngrenze (Typ Pellicon aus regenerierter
Cellulose, verkauft von Millipore) angereichert; wobei der Membrantyp
in Abhängigkeit
vom Typ der angereicherten Oligosaccharide, die gewonnen werden
sollen, angepasst wird. Für
die Oligosaccharide (II), für
die n = 0, verwendet man eine Membran mit einer nominalen Trenngrenze
von 1 kDa, für
die Oligosaccharide (II), für
die n = 1, verwendet man eine 1 kDa- oder eine 3 kDa-Membran, für die Oligosaccharide
(II), für
die n = 2, verwendet man eine 3 kDa-Membran, für die Oligosaccharide (II),
für die
n = 3 oder 4, verwendet man eine 5 kDa-Membran. Im Verlauf dieses
Vorgangs wird das Permeat gewonnen und das Retentat verworfen. So
kann die Fraktion an angereichertem Produkt 50 bis 10% des anfänglichen
Gemischs von Oligosacchariden darstellen, wobei man wenigstens 80%
des gewünschten
Oligosaccharids behält.
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Für die Zwischenstufen
der Formel (II), für
die n = 0 bis 25, ist es bevorzugt, von einem Gemisch (III) auszugehen,
das durch Depolymerisation eines Benzylesters eines partialsynthetischen
sulfatierten Polysaccharids erhalten wird. Der Benzylester des partialsynthetischen
sulfatierten Polysaccharids wird aus partialsynthetischen sulfatierten
Polysacchariden, die aus dem Polysaccharid K5 erhalten werden, und
gemäß den in den
Patenten WO94/29352 und WO96/14425 beschriebenen Verfahren hergestellt.
Die Veresterungs-, Depolymerisations- und Gewinnungsbedingungen
sind die gleichen wie diejenigen, die zuvor für den Heparinbenzylester beschrieben
wurden.
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Bei
allen vorhergehenden Verfahren kann das Ausgangsheparin von Schwein,
Schaf, Ziege oder Rind kommen und kann aus den Schleimhäuten, der
Lunge oder der Haut der Tiere stammen.
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Vorzugsweise
verwendet man ein Heparin aus Schweine-, Schafschleimhaut oder aus
Rinderlungen und noch stärker
bevorzugt Schweineschleimhaut oder Rinderlunge.
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Die
Oligosaccharide der Formel (I) weisen entzündungshemmende Eigenschaften
auf und können
so für
die Prophylaxe oder die Behandlung von Krankheiten verwendet werden,
die mit einem entzündlichen
Prozess zusammenhängen,
der die Produktion von cytotoxischen Substanzen, wie Stickstoffmonoxid
(NO), einschließt,
dessen induzierbare Form insbesondere von den Neutrophilen oder
den Makrophagen freigesetzt wird, wenn diese wandern und in einem
Gewebe aktiviert werden. Die Migration, die Aktivierung und die
Adhäsion
der Neutrophile erfolgt in den Gewebezonen, die auf Grund eines
Verschlusses oder eines Krampfes einer Arterie, die dieses Gewebe
versorgt, ischämisch
sind. Diese Ischämien
können
sich entweder im Gehirn (zerebrovaskulärer Zwischenfall) oder am Herzmuskel
(Myokardinfarkt) oder an den unteren Gliedmaßen (peripher genannte Ischämien) ereignen.
Die Oligosaccharide der Formel (I) können so für die Prophylaxe und/oder die Behandlung
der neurodegenerativen Erkrankungen verwendet werden, für die die
zerebrale Entzündung
eine lebensgefährliche
Rolle, die zum Tod führen
kann, spielt, unter denen man anführen kann die zerebralen Ischämien, die
kardialen Ischämien
(Myokardinfarkt), die peripheren Ischämien, die Traumen des zentralen
Nervensystems und insbesondere die Schädel-Hirn-, spinalen und cranio-spinalen
Traumen, die Multiple Sklerose, die neuropathischen Schmerzen und
die peripheren Neuropathien, die Motoneuronerkrankungen, darunter
die amyotrophe Lateralsklerose, die progressive spinale Muskelatrophie,
die infantile Muskelatrophie und die primäre Lateralsklerose, Neuro-AIDS,
die Alzheimer-Krankheit, die Parkinson-Krankheit und Chorea Huntington
und bestimmte Formen von Osteoartrithis, insbesondere mit Lokalisierung
in den Gelenken.
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Die
entzündungshemmende
Wirksamkeit dieser Produkte wird in vivo bei dem Test der Produktion
von NOx (Nitrit und Nitrat), die von einem von E. coli stammenden
Lipopolysaccharid (LPS) induziert wird, gemäß dem von M. YAMASHITA et coll.,
Eur. J. Pharmacol, 338, 2, 151–158
(1997) oder J. E. SHELLITO et coll. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol.,
13, 1, 45–53
(1995) beschriebenen Protokoll nachgewiesen.
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Man
injiziert männlichen
CD1-Mäusen
(Charles River, 25–35
g) bei T0 intravenös
als Bolus 0,5 mg/kg Oligosaccharid, bei T + 15 Minuten subkutan
1 oder 2 mg/kg Oligosaccharid. Bei T + 30 Minuten verabreicht man
100 mg/kg Lipopolysaccharid (LPS), das von E. coli stammt (Sigma
L3129, Serotyp 0127: B8). Bei T + 3 Stunden injiziert man von neuem
subkutan 1 oder 2 mg/kg Oligosaccharid. Bei T + 5 Stunden 30 Minuten
wird eine Blutprobe durch Punktion am Auge gewonnen und die Konzentrationen
an NOx (Nitrit und Nitrat) im Plasma werden mit dem kolorimetrischen
Verfahren von Griess nach Reduktion des Nitrats zu Nitrit durch
Nitratreduktase auf die folgende Weise bestimmt: 12 ml der Plasmaprobe
werden mit 88 ml deionisiertem Wasser gemischt und im Dunkeln 1
Stunde bei Raumtemperatur mit 40 ml Phosphatpuffer (0,31 M, pH 7,5),
20 ml β-NADPH
(reduziertes Nicotinamid-Adenin-Dinucleotidphosphat)
(0,86 mM), 20 ml FAD (Flavin-Adenin-Dinucleotid) (0,11 mM) und 20
ml Nitratreduktase (2 E/ml) (Boehringer Mannheim) inkubiert. 10
ml ZnSO4 (1 M) werden hinzugefügt, um die
Proteine auszufällen,
und nach Mischen werden die Proben 5 Minuten lang mit 20 000 g zentrifugiert.
Schließlich
werden 50 ml des Überstands
10 Minuten bei Raumtemperatur mit 100 ml Griess- Reagenz (Sulfanilamid 1%ig in einem
Gemisch Phosphorsäure/Naphthylethylendiamin
0,1%ig in deionisiertem Wasser (V/V)) inkubiert. Die optischen Dichten
werden bei 540 nm mit einem Mikroplatten-Spektrometer abgelesen;
wobei jeder Punkt 2 Mal bestimmt wird. KNO3 und
NaNO2 werden als Standard für das kolorimetrische
Verfahren verwendet.
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Bei
diesem Test inhibieren die erfindungsgemäßen Oligosaccharide die Bildung
von NOx zu mehr als 50%.
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Außerdem erhöhen die
Oligosaccharide der Formel (I) das Überleben und das Wachstum der
Motoneuronen und sind so besonders geeignet bei der Vorbeugung und/oder
Behandlung der motoneuralen Erkrankungen, wie der amyotrophen Lateralsklerose,
der progressiven spinalen Muskelatrophie, der infantilen Muskelatrophie,
der primären
Lateralsklerose.
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Es
ist bekannt, dass die Motoneuronenkulturen durch Apoptose sterben,
wenn sie in Abwesenheit von trophischem Substrat (beispielsweise
BDNF, NT5) ausgeführt
werden. Es wurde jetzt gefunden, dass die erfindungsgemäßen Oligosaccharide
das Überleben
und das Wachstum der Motoneuronen ermöglichen. Diese Wirksamkeit
wurde an Co-Kulturen von Astrozyten und Motoneuronen, denen der
neurotrophe Faktor entzogen wird, gemäß dem folgenden Protokoll untersucht:
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AN MOTONEURONEN ANGEREICHERTE
KULTUREN:
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Die
an Motoneuronen angereicherten Kulturen werden hergestellt, indem
man das Zentrifugationsverfahren anwendet, das von R. L. SCHNAAR
und A. E. SCHAFFNER, J. Neurosci., 1, 204–217 (1981) beschrieben wurde
und von W. CAMU und C. E. HENDERSON, J. Neurosci. Methods, 44, 59–70 (1992)
modifiziert wurde. Rückenmark
von E15-Rattenembryonen wird steril seziert und vom dorsalen Rückenmark
befreit. Es wird dann geschnitten und 15 Minuten bei 37°C in PBS
(phosphatgepufferte Salzlösung:
NaCl 137 mM, KCl 2,68 mM, Na2HPO4 6,45 mM, KH2PO4 1,47 mM), dem 0,05% Trypsin zugesetzt worden
waren, inkubiert. Die Dissoziation der Zellen wird durch Trituration
mit der Spitze einer 1 ml-Pipette in dem Kulturmedium, dem 0,1% Rinderserumalbumin
(BSA) und 0,1 mg/ml ADNase zugesetzt wurden, vervollständigt. Die
Suspension der Zellen wird auf eine Schicht Metrizamid, 6,5% Gewicht/Volumen
in L15-Medium (verkauft von Gibco BRL), aufgetragen und 15 Minuten
lang mit 500 g zentrifugiert. Die Zwischenphase, die die Motoneuronen
enthält,
wird gewonnen, in L15-Medium verdünnt und 45 Minuten bei Raumtemperatur
in Kulturgefäßen, die
zuvor mit Mäuse-anti-IgG
und mit Hybridom MC192-Überstand
beschichtet wurden, inkubiert (Chandler CE et coll., J. Biol. Chem.
259, 6882 (1984). Die suspendierten Zellen werden mit L15-Medium
gewaschen und die Motoneuronen werden unter schwachem Rühren mit
dem Hybridome MC192-Überstand
eluiert. Die Motoneuronen werden mit einer Dichte von 650 Zellen
pro 24 mm in Kulturgefäße auf die
Astrozytenmonolagen in L15-Medium, dem man Natriumbicarbonat (22
mM), Coalbumin (0,1 mg/ml) Putrescin (0,1 mM), Insulin (5 μg/ml), Natriumselenit (31
nM), Glucose (20 mM), Progesteron (21 nM), Penicillin (100 IE/ml)
und Streptomycin (100 μg/ml)
zugesetzt hatte, ausgebracht. Die Kulturen werden in einer angefeuchteten
Atmosphäre
mit 5% CO2 bei 37°C gehalten.
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KULTUR VON RÜCKENMARKSASTROZYTEN:
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Die
Astrozyten werden aus Rattenembryonen gemäß dem Verfahren von R. P. SANETO
und J. DE VELLIS, in Neurochemistry, a practical approach (A. J.
TURNER und H. S. St JOHN), IRL Press, Oxford-Washington DC, S. 27–63 (1987),
das leicht verändert
wurde, erhalten. Das Rückenmark
wird steril seziert, von den Meningen und den Dorsalganglien befreit.
Fünf bis
zehn Rückenmarkpräparate werden
in PBS (phosphatgepufferte Salzlösung:
NaCl 137 mM, KCl 2,68 mM, Na2HPO4 6,45 mM, KH2PO4 1,47 mM) überführt und geschnitten, bevor
sie bei 25 Minuten lang 37°C
in PBS, dem 0,25% Trypsin zugesetzt worden waren, inkubiert werden.
Die enzymatische Behandlung wird durch Zugabe von 10 ml modifiziertem
Dubelcco-Eagle-Medium (DMEM),
dem man 10% fötales
Kälberserum
(FCS) zugesetzt hatte, gestoppt und die Zellen werden durch Zentrifugieren
gesammelt. Ein weiterer Schritt zur mechanischen Dissoziation wird
ausgeführt,
indem man die Spitze einer 1 ml-Pipette
verwendet. Die Zellen werden mit einer Dichte von 1,5 × 106 Zellen pro 25 cm2 Kulturmedium
in DMEM mit 10% FCS ausgebracht. Nach 2 Tagen in vitro werden die
Kulturen jeden Tag während der
gesamten Dauer der Untersuchung ernährt. Wenn eine sichtbare Monolage
Zellen erhalten wurde, werden die Kulturen 48 Stunden mit 250 Upm
gerührt
und am nächsten
Tag werden die Monolagen mit Cytosin-Arabinosid (10–5 M)
48 Stunden lang behandelt. Die Astrozytenmonolagen werden dann mit
einer Dichte von fünf pro
35 mm auf Kulturplatten für
25 cm2-Kulturfläschchen
zu Beginn der Untersuchung vermehrt.
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Die
Kulturen spinaler Astrozyten bestehen zu mehr als 98% aus für das saure
Gliafaserprotein (GFAP) immunreaktiven Zellen.
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Die
Astrozytenmonolagen werden entweder dem PBS allein (Kontrolle) oder
dem zu testenden, in PBS gelösten
Produkt in der Konzentration von 0,1 ng/ml bis 10 ng/ml 24 Stunden
lang ausgesetzt. Die Astrozytenmonolagen werden dann mit DMEM gewaschen
und 2 Stunden mit Kulturmedium, dem die Motoneuronen zugesetzt sind,
belassen. Der Träger
oder das zu untersuchende Produkt wird nochmals zwei Stunden nach
dem Nähren
und 2 oder 3 Tage lang dem Kulturmedium zugesetzt.
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IMMUNOCHEMISCHE
IDENTIFIZIERUNG DER MOTONEURONEN
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Die
Zellen werden in 4% Paraformaldehyd und 0,1% Glutaraldehyd in PBS
(pH 7,4 bei 4°C,
15 Minuten lang) fixiert. Die Kulturen werden dann gewaschen und
die nicht spezifischen Stellen mit 2% Rinderserumalbumin (BSA) in
PBS und 0,1% Triton X100® blockiert. Diese Kulturen
werden nacheinander mit Antikörpern von
p75LNGRF (zuvor angeführter Artikel von Chandler)
eine Nacht bei 4°C
und mit biotinylisiertem Ziegenserum (1/125, Gibco) und Streptaviden-Peroxydase
(1/200, Gibco) 60 Minuten lang inkubiert. Die Antikörper werden sichtbar
gemacht, indem man die DAB/Wasserstoffperoxid-Reaktion verwendet.
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ZÄHLEN DER
ZELLEN UND STATISTISCHE ANALYSE
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Die
Zellen, die für
den neutrophinen Rezeptor mit geringer Aktivität p75Ingfr immunreaktiv
sind und Neuriten vorweisen, die länger als die Durchmesser von
4 Zellen sind, werden als lebensfähige Motoneuronen betrachtet.
Die Anzahl an Motoneuronen wird durch Zählen der markierten Zellen
auf einer Oberfläche
von 0,825 cm2 unter einem Mikroskop mit
200-facher Vergrößerung bestimmt.
Die Werte werden ausgedrückt
als eine Anzahl an Motoneuronen pro cm2 oder
als ein Prozentsatz der Anzahl an Motoneuronen, die in den in Abwesenheit
von trophischem Faktoren gehaltenen Kulturen vorliegen, verglichen
mit der Kontrolle. Die Versuche werden mindestens 3 Mal durchgeführt.
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Die
statistischen Analysen werden unter Verwendung des Student-Tests
(t-Test) ausgeführt.
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Durch
Vorbehandlungen mit den Oligosacchariden der vorliegenden Erfindung
wird die Anzahl an Motoneuronen, die auf der Astrozytenmonolage
wachsen, um 20 bis 50% erhöht.
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Die
folgenden Beispiele sind repräsentativ
für die
Herstellung der Oligosaccharide der Formel (I) und der Zwischenstufen.
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In
diesen Beispielen sind die Bedeutungen der Abkürzungen die folgenden:
ΔIs: (4-Deoxy-2-O-sulfo-α-L-threo-hex-enopyranosyluronsäure)-(1→4)-2-deoxy-2-sulfoamino-6-O-sulfo-α-D-glucopyranose,
Tetranatriumsalz oder aber ΔUAp2S-(1→4)-α-D-GlcNp2S6S
Is:
(2-Sulfo-α-L-idopyranosyluronsäure)-(1→4)-2-deoxy-2-sulfoamino-6-O-sulfo-α-D-glucopyranose,
Tetranatriumsalz (2-sulfo-α-L-idopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-α-D-glucopyranose,
Tetranatriumsalz oder aber a α-L-IdoAp2S-(1→4)-α-D-GlcNp2S6S
Ils:
(α-L-Idopyranosyluronsäure)-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-α-D-glucopyranose, Trinatriumsalz oder
aber α-L-IdoAp-(1→4)-α-D-GlcNp2S6S
Ills:
(2-Sulfo-α-L-Idopyranosyluronsäure)-(1→4)-2-deoxy-2-sulfoamino-α-D-glucopyranose, Trinatriumsalz oder
aber α-L-IdoAp2S-(1→4)-α-D-GlcNp2S
IdoAp:
Idopyranosyluronsäure
GlcNp:
2-Amino-2-deoxy-glucopyranose
ΔUap: 4-Deoxy-α-L-threo-hex-enopyranosyluronsäure
S:
Sulfat.
-
BEISPIELE ZUR HERSTELLUNG
DER ZWISCHENGEMISCHE DER FORMEL (II)
-
BEISPIEL A – Herstellung
der Oligosaccharide der Formel (II), für die n = 0, 1 und 2, durch
enzymatische Depolymerisation und Trennung
-
25
g Heparin in 250 ml einer Phosphatpufferlösung auflösen, die 0,05 mol/l NaH2PO4/Na2HPO4 (pH = 7), 0,2 mol/l Natriumchlorid und
2% BSA (Rinderserum albumin) enthält.
Man führt
in das Gemisch 7 IE Heparinase I (EC 4.2.2.2.7) ein und die erhaltene
Lösung
wird auf 15°C
abgekühlt,
dann während
der gesamten Dauer der Depolymerisationsreaktion auf dieser Temperatur
gehalten. Das Fortschreiten der Reaktion wird durch verteilte Entnahmen
von Aliquoten verfolgt und durch Gelpermeationschromatographie analysiert.
Nach 9 Tagen wird die Enzymreaktion angehalten, indem man das Reaktionsmedium
zwei Minuten lang auf 100°C erhitzt.
Das abgekühlte
Gemisch wird anschließend
lyophilisiert. Man erhält
so ein Gemisch von Oligosacchariden (III).
-
Das
erhaltene Gemisch von Oligosacchariden (III) wird dann gemäß dem folgenden
Verfahren chromatographiert: Die Chromatographie erfolgt über Säulen, die
mit Polyacrylamid-Agarose-Gel, bekannt unter der Bezeichnung Ultrogel
ACA 202, gefüllt
sind, und das Gemisch wird mit einer Lösung eluiert, die einen Phosphatpuffer
(0,02 mol/l NaH
2PO
4/Na
2HPO
4) pH = 7 und
0,1 mol/l Natriumchlorid enthält.
Die Detektion wird mit UV-Spektroskopie (254 nm) und Ionenspektroskopie
(IBF) durchgeführt.
Die Produkte können
gegebenenfalls durch SAX-Chromatographie (strong anion exchange)
oder durch fraktionierte Fällung
gemäß dem in
dem Patent
FR 2548672 beschriebenen
Verfahren gereinigt werden. Die Fraktionen mit gewonnenem Produkt
werden lyophilisiert, dann über
einer mit Sephadex G10
®-Gel (Pharmacia Biochemicals)
gefüllten
Säule entsalzt.
-
Durch
dieses Verfahren erhält
man 3 g Disaccharid ΔIs,
1100 mg eines Hexasaccharidgemischs, das typischerweise 55% ΔIs-Is-Is-Derivat,
35% ΔIs-Is-Ils
und 10% ΔIs-Is-Ills
enthält.
Dieses letztere Gemisch kann gemäß den dem
Fachmann bekannten Verfahren gereinigt werden, um davon jeden Bestandteil
abzutrennen, oder so, wie es ist, für die Umwandlung in reduzierte
Derivate der Formel (I) verwendet werden.
-
BEISPIEL B – Herstellung
der Oligosaccharide der Formel (II), für die n = 0, 1, 2, 3 oder 4,
durch Depolymerisation des Heparinbenzylesters und Trennung
-
a – Herstellung
des Benzylesters von Heparin
-
Der
Benzylester von Heparin wird gemäß dem Beispiel
3 des Patents
US 5,389,618 hergestellt.
-
b – Depolymerisation
-
100
g Heparinbenzylester in 1,9 l entmineralisiertem Wasser auflösen. Das
Gemisch wird unter Rühren
auf 60°C
gebracht. Nach Erhalt einer homogenen Lösung gibt man auf einmal etwa
35 ml einer 23%igen Natriumhydroxidlösung hinzu. Nach 10 Minuten
Reaktion wird die Lösung
dann abgekühlt
und mit 80 ml einer etwa 2 N Essigsäurelösung neutralisiert. Zu dieser
Lösung
fügt man
10% in Gewicht/Volumen Natriumacetat hinzu. Das Oligosaccharidgemisch
wird durch Zugabe von etwa 2 Volumina Methanol ausgefällt. Der
Niederschlag wird durch Filtrieren isoliert, mit Methanol zweimal
gewaschen, dann unter vermindertem Druck bei 50°C getrocknet. Nach Trocknen
erhält
man 73,8 g eines Gemischs von Oligosacchariden (II).
-
c – Anreichern an Oligosaccharid,
für das
n = 1
-
30
g des zuvor erhaltenen Oligosaccharidgemischs in etwa 35 Volumina
Wasser auflösen.
Diese Lösung
wird über
eine 3 kDa-Membran (Pellicon) ultrafiltriert. Wenn 600 ml Permeat
entnommen worden sind, verdünnt
man das Retentat mit 500 ml Wasser. Der Vorgang wird fortgesetzt,
bis zusätzliche
450 ml Permeat entnommen sind. Die beiden Permeatfraktionen werden
vereinigt, dann unter vermindertem Druck bis zur Trockne konzentriert.
Man erhält
6,1 g eines gelblich weißen
Feststoffs. Die Analyse des Feststoffs durch Gelpermeationschromatographie
zeigt, dass er etwa 30% Oligosaccharid der Formel (II), für das n
= 1, enthält.
-
d – Fraktionierung
der ultrafiltrierten Oligosaccharidgemische
-
Das
angereicherte Gemisch wird über
Säulen
fraktioniert, die mit Polyacrylamid-Agarose-Gel, bekannt unter der
Bezeichnung Ultrogel ACA 202, gefüllt sind (man verwendet 4 Säulen in
Reihe mit einem Durchmesser von 10 cm und einer Höhe von 50
cm). 5 g des durch Ultrafiltration angereicherten Gemischs werden
in 25 ml Wasser gelöst,
dann mit einer Natriumchloridlösung
mit 0,2 mol/l mit der Geschwindigkeit von 5 ml/min eluiert. Man
gewinnt unten an der Säule
25 ml-Fraktionen.
Die Detektion der Produkte wird mit UV-Spektroskopie (254 nm) und
Ionenspektroskopie (IBF) durchgeführt. Die Fraktionen mit Produkt,
für das
n = 1, werden gewonnen, lyophilisiert, dann über einer mit Sephadex G10-Gel
gefüllten Säule entsalzt.
Nach Lyophilisieren erhält
man 1 g Tetrasaccharid, das typischerweise 70% ΔIs-Is-Derivat der Formel (II)
(R
1, R
2, R
3 R
5, R
7,
R
8 = SO
3Na; R
4, R
6 = H und M =
Na) enthält.
Das ΔIs-Is-Derivat
kann gegebenenfalls durch SAX-Chromatographie (strong anion exchange)
oder gemäß einem
bevorzugten Aspekt durch fraktionierte Fällung gemäß dem in dem Patent
FR 2548672 beschriebenen
Verfahren und der in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Variante
gereinigt werden.
-
BEISPIELE ZUR HERSTELLUNG
DER OLIGOSACCHARIDE DER FORMEL (I)
-
BEISPIEL 1
-
Man
gibt bei 25°C
in einen Reaktor eine Lösung
von 300 mg eines Oligosaccharids der Formel (II), worin n gleich
0 ist, R1, R7 und
R8 einen SO3M-Rest
darstellen, R6 ein Wasserstoffatom darstellt
und M Natrium ist, in 2 ml Wasser. Unter Rühren fügt man auf einmal 212 mg Natriumborhydrid
hinzu. Der pH wird dann durch Zugabe einer Natriumhydroxidlösung mit
0,5 mol/l zwischen 9 und 10 eingestellt. Nach 12 Stunden fügt man schrittweise
Essigsäure
bis zum Erhalt eines pH zwischen 4 und 5 hinzu. Das Gemisch wird
1 Stunde gerührt, dann
stellt man den pH durch Zugabe von Natronlauge mit 0,5 mol/l auf
6,7 ein. Das Gemisch wird dann unter vermindertem Druck bei 50°C bis zur
Trockne konzentriert. Das Konzentrat wird unter magnetischem Rühren in
10 ml Methanol dispergiert. Nach einer Nacht Absetzen wird die Suspension über eine
Whatman GF/B-Membran filtriert. Der Feststoff auf dem Filter wird
durch Durchleiten von 2 Portionen von 10 ml destilliertem Wasser
gelöst.
Diese Lösung
wird dann unter vermindertem Druck bei 50°C bis zur Trockne konzentriert.
Man erhält
580 mg eines weißen
Feststoffs. Der Feststoff wird dann unter magnetischem Rühren in
15 ml Methanol dispergiert. Nach 30 Minuten Rühren wird die Suspension über eine
Whatmann GF/B-Membran filtriert. Der Kuchen wird durch Durchleiten
von 2 Portionen von 10 ml destilliertem Wasser gelöst. Die
erhaltene Lösung
wird unter vermindertem Druck bei 50°C bis zur Trockne konzentriert.
Man erhält
so 250 mg eines Oligosaccharids der Formel (I), für das n
gleich 0 ist, R1, R7 und
R8 einen SO3M-Rest
darstellen, R6 ein Wasserstoffatom darstellt
und M Natrium ist, in Form eines Gemischs der Diastereoisomere.
Man bezeichnet die grundlegenden Zucker der Disaccharide mit I bis
II, wobei I der reduzierte Rest und II der ungesättigte Uronsäurerest
ist [(4-Deoxy-2-O-sulfo-α-L- threo-hex-4-enopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-D-glucitol, Tetranatriumsalz);
(4-Deoxy-2-O-sulfo-α-L-threo-hex-4-enopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-D-mannit,
Tetranatriumsalz):
Protonenspektrum in D2O,
600 MHz, T = 305 K, δ in
ppm: 3,38 (1H, m, H-2(I)), 3,70 und 3,75
(jeweils 1H, dd, J = 6 und 12 Hz, beziehungsweise dd, J = 5 und
12 Hz, 2H-1(I)), 3,86 (1H, t, J = 5 Hz, H-3(I)),
4,13 (1H, dd, J = 8 und 11 Hz, H-6(I)),
4,18 (1H, m, H-4(I)), 4,25 (2H, m, H-6(I) und H-3(II)),
4,35 (1H, m, H-5(I)), 4,65 (1H, m, H-2(II)), 5,67 (1H, s, H-1(II)),
6,00 (1H, d, J = 5 Hz, H-4(II))].
-
BEISPIEL 2
-
Man
gibt bei 25°C
in einen Reaktor eine Lösung
von 60 mg eines Oligosaccharids der Formel (II), worin n gleich
1 ist, R1, R2, R3, R5, R7 und
R8 einen SO3M-Rest darstellen,
R4 und R6 ein Wasserstoffatom
darstellen und M Natrium ist, in 1,2 ml Wasser. Unter Rühren fügt man auf
einmal 18 mg Natriumborhydrid hinzu. Der pH wird dann zwischen 9
und 10 durch Zugabe einer Natriumhydroxidlösung mit 0,5 mol/l eingestellt.
Nach 12 Stunden fügt
man schrittweise Essigsäure
bis zum Erhalt eines pH zwischen 4 und 5 hinzu. Das Gemisch wird 1
Stunde gerührt,
dann fügt
man 5 ml Methanol hinzu. Die Suspension wird über eine Whatman GF/B-Membran filtriert
und der gewonnene Feststoff wird mit 2 Mal 0,5 ml Methanol gespült. Nach
Trocknen erhält
man 42 mg eines Oligosaccharids der Formel (I), für das n
gleich 1 ist, R1, R2,
R3, R5, R7 und R8 einen SO3M-Rest darstellen, R4 und
R6 ein Wasserstoffatom darstellen und M
Natrium ist, in Form eines Gemischs der Diastereoisomere. Man bezeichnet
die grundlegenden Zucker der Tetrasaccharide mit I bis IV, wobei
I der reduzierte Rest und IV der ungesättigte Uronsäurerest
ist [(4-Deoxy-2-O-sulfo-α-L-threo-hex-4-enopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-α-D-glucopyranosyl-(1→4)-2-O-sulfo-α-L-idopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-2-sulfoamino-6-O-sulfo-D-glucitol,
Octanatriumsalz); (4-Deoxy-2-O-sulfo-α-L-threo-hex-4-enopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-α-D-glucopyranosyl-(1→4)-2-O-sulfo-α-L-idopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-D-mannit,
Octanatriumsalz): Protonenspektrum in D2O,
400 MHz, T = 298 K, δ in
ppm: 3,25 (1H, dd, J = 10 und 3 Hz, H-2(III)), 3,37
(1H, m, H-2(I)), 3,59 (1H, m, H-3(III)), 3,75 (2H, m, 2H-1(I)),
3,79 (1H, t, J = 9 Hz, H-4(III)), 3,86 (1H,
m, H-3(I)), zwischen 4,05 und 4,40 (10H,
Berg, H-4(I)/H-5(I)/2H-6(II), H-2(II)/H-3(II)/H-4(II)), 2H-6(III), H-3(IV)),
4,58 (1H, m, H-2(IV)), 4,60 (1H, m, H-5(II)), 5,27 (1H, d, J = 4 Hz, H-1(II)), 5,42 (1H, d, J = 4 Hz, H-1(III)), 5,47 (1H, d, J = 2 Hz, H-1(IV)), 5,95 (1H, d, J = 5 Hz, H-4(IV))].
-
BEISPIEL 3
-
Bei
25°C gibt
man in einen Reaktor eine Lösung
von 100 mg eines Oligosaccharids der Formel (II), worin n gleich
2 ist, R1, R2, R3, R5, R7 und
R8 einen SO3M-Rest darstellen,
R4 und R6 ein Wasserstoffatom
darstellen und M Natrium ist, in 2 ml Wasser. Unter Rühren fügt man auf
einmal 20 mg Natriumborhydrid hinzu. Der pH wird dann zwischen 9
und 10 durch Zugabe einer Natriumhydroxidlösung mit 0,5 mol/l eingestellt.
Nach 12 Stunden fügt
man schrittweise Essigsäure
bis zum Erhalt eines pH zwischen 4 und 5 hinzu. Das Gemisch wird
1 Stunde gerührt,
dann stellt man den pH durch Zugabe von Natronlauge mit 0,5 mol/l
auf 6,7 ein. Das Gemisch wird dann mit destilliertem Wasser in einer
Menge, die ausreicht, um 20 ml zu erhalten, verdünnt. Man fügt 2,5 g Natriumacetat hinzu
und man gießt
3 Volumina Methanol hinzu. Die Suspension wird über eine Whatman GF/B-Membran
filtriert und der gewonnene Feststoff wird mit 2 Mal 2 ml Methanol
gespült.
Nach Trocknen erhält
man 61 mg eines Oligosaccharids der Formel (I), für das n
gleich 2 ist, R1, R2,
R3, R5, R7 und R8 einen SO3M-Rest darstellen, R4 und
R6 ein Wasserstoffatom darstellen und M
Natrium ist, in Form eines Gemischs der Diastereoisomere. Man bezeichnet
die grundlegenden Zucker der Hexasaccharide mit I bis VI, wobei
I der reduzierte Rest und VI der ungesättigte Uronsäurerest
ist. [(4-Deoxy-2-O-sulfo-α-L-threo-hex-4-enopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-2-sulfoamino-6-O-sulfo-α-D-glucopyranosyl-(1→4)-2-O-sulfo-α-L-idopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-2-sulfoamino-6-O-sulfo-α-D-glucopyranosyl-(1→4)-2-O-sulfo-α-L-idopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-2-sulfoamino-6-O-sulfo-D-glucitol,
Dodecanatriumsalz); (4-Deoxy-2-O-sulfo-α-L-threohex-4-enopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-α-D-glucopyranosyl-(1→4)-2-O-sulfo-α-L-idopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-α-D-glucopyranosyl-(1→4)-2-O-sulfo-α-L-idopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-D-mannit,
Dodecanatriumsalz): Protonenspektrum in D2O,
600 MHz, T = 305 K, δ in
ppm: 3,25 (2H, m, H-2(III)und(V)), 3,38
(1H, m, H-2(I)), 3,61 (2H, t, J = 10 Hz,
H-3(III)und(V)), zwischen 3,70 und 3,83
(4H, Berg, 2H-1(I) und H-4(III)und(V)),
3,86 (1H, t, J = 5 Hz, H-3(I)), 4,00 (2H,
m, H-5(III)und(V)), 4,07 (1H, m, H-4(IV)),
4,08 (1H, m, H-4(I)), zwischen 4,10 und
4,45 (13H, Berg, H-5(I)/2H-6(I),
H-2(II)/H-3(II)/H-4(II), 2H-6(III),
H-2(IV)/H-3(IV),
2H-6(V), H-3(VI)),
4,60 (1H, s, H-2(VI)), 4,62 (1H, s, H-5(II)), 4,78 (1H, s, H-5(IV)),
5,17 (1H, s, H-1(IV)), 5,28 (1H, d, J =
4 Hz, H-1(II)), 5,38 (1H, d, J = 3 Hz, H-1(V), 5,44 (1H, d, J = 3 Hz, H-1(III)),
5,47 (1H, d, J = 2 Hz, H-1(VI)), 5,96 (1H,
d, J = 5 Hz, H-4(VI))].
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BEISPIEL 4
-
Man
gibt bei 25°C
in einen Reaktor eine Lösung
von 100 mg eines Oligosaccharids der Formel (II), worin n gleich
3 ist, R1, R2, R3, R5, R7 und
R8 einen SO3M-Rest darstellen,
R4 und R6 ein Wasserstoffatom
darstellen und M Natrium ist, in 2 ml Wasser. Unter Rühren fügt man auf
zweimal 30 mg Natriumborhydrid hinzu. Der pH wird dann zwischen
9 und 10 durch Zugabe einer Natriumhydroxidlösung mit 0,5 mol/l eingestellt.
Nach 12 Stunden fügt
man schrittweise Essigsäure
bis zum Erhalt eines pH zwischen 4 und 5 hinzu. Das Gemisch wird
1 Stunde gerührt,
dann stellt man den pH durch Zugabe von Natronlauge mit 0,5 mol/l
auf 6,7 ein. Das Gemisch wird dann mit destilliertem Wasser in einer
Menge, die ausreicht, um 20 ml zu erhalten, verdünnt. Man fügt 2 g Natriumacetat hinzu
und man gießt
3 Volumina Methanol hinzu. Die Suspension wird über eine Whatman GF/B-Membran
filtriert und der gewonnene Feststoff wird mit 2 Mal 1 ml Methanol
gespült.
Nach Trocknen erhält
man 68 mg eines weißen
Feststoffs. Nach HPLC-Kontrolle (High Pressure Liquid Chromatography)
wiederholt man, da das Produkt nicht vollkommen reduziert ist, alle
vorhergehenden Arbeitsgänge vollständig. Nach
Trocknen erhält
man 45 mg eines Oligosaccharids der Formel (I), für das n
gleich 3 ist, R1, R2,
R3, R5, R7 und R8 einen SO3M-Rest darstellen, R4 und
R6 ein Wasserstoffatom darstellen und M
Natrium ist, in Form eines Gemischs der Diastereoisomere. Man bezeichnet
die grundlegenden Zucker der Octasaccharide mit I bis VIII, wobei
I der reduzierte Rest und VIII der ungesättigte Uronsäurerest
ist, [(4-Deoxy-2-O-sulfo-α-L-threo-hex-4-enopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-α-D-glucopyranosyl-(1→4)-2-O-sulfo-α-L-idopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-2-sulfoamino-6-O-sulfo-α-D-glucopyranosyl-(1→4)-2-O-sulfo-α-L-idopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-α-D-glucopyranosyl-(1→4)-2-O-sulfo-α-L-idopyranosyluronsäure-(1→4)- 2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-D-glucitol,
Hexadecanatriumsalz); (4-Deoxy-2-O-sulfo-α-L-threo-hex-4-enopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-α-D-glucopyranosyl-(1→4)-2-O-sulfo-α-L-idopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-α-D-glucopyranosyl-(1→4)-2-O-sulfo-α-L-idopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-α-D-glucopyranosyl-(1→4)-2-O-sulfo-α-L-idopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-D-mannit, Hexadecanatriumsalz):
Protonenspektrum in D2O, 600 MHz, T = 305
K, δ in
ppm: 3,25 (3H, m, H-2(III), H-2(V),
H-2(VII)), 3,38 (1H, m, H-2(I)),
3,61 (3H, m, H-3(III), H-3(V),
H-3(VII)), zwischen 3,70 und 3,83 (5H, Berg,
2H-1(I) und H-4(III)),
H-4(V), H-4(VII)),
3,86 (1H, t, J = 5 Hz, H-3(I)), 4,00 (3H,
m, H-5(III), H-5(V),
H-5(VII)), 4,08 (3H, m, H-4(I),
H-4(IV), H-4(VI)),
zwischen 4,10 und 4,45 (17H, Berg, H-5(I)/2H-6(I), H-2(II)/H-3(II)/H-4(II), 2H-6(III),
H-2(IV)/H-3(IV),
2H-6(V), H-2(VI)/H-3(VI), 2H-6(VII),
H-3(VIII)), 4,59 (1H, s, H-2(VIII)),
4,62 (1H, s, H-5(II)), 4,78 (2H, s, H-5(IV), H-5(VI)), 5,17
(2H, s, H-1(IV), H-1(VI)), 5,28
(1H, d, J = 4 Hz, H-1(II)), 5,38 (2H, m,
H-1(V), H-1(VII)),
5,44 (1H, d, J = 3 Hz, H-1(III)), 5,47 (1H, s, H-1(VIII)), 5,96
(1H, d, J = 5 Hz, H-4(VIII))].
-
BEISPIEL 5
-
Man
gibt bei 25°C
in einen Reaktor eine Lösung
von 65 mg eines Oligosaccharids der Formel (II), worin n gleich
4 ist, R1, R2, R3, R5, R7 und
R8 einen SO3M-Rest darstellen,
R4 und R6 ein Wasserstoffatom
darstellen und M Natrium ist, in 1,2 ml Wasser. Unter Rühren fügt man auf
einmal 18 mg Natriumborhydrid hinzu. Der pH wird dann zwischen 9
und 10 durch Zugabe einer Natriumhydroxidlösung mit 0,5 mol/l eingestellt.
Nach 12 Stunden fügt
man schrittweise Essigsäure
bis zum Erhalt eines pH zwischen 4 und 5 hinzu. Das Gemisch wird 1
Stunde gerührt,
dann stellt man den pH durch Zugabe von Natronlauge mit 0,5 mol/l
auf 6,7 ein. Das Gemisch wird dann mit einer wässrigen 10%igen Natriumacetatlösung verdünnt und
man gießt
3 Volumina Methanol (12 ml) hinzu. Die Suspension wird filtriert
und der gewonnene Feststoff wird mit 3 ml Methanol gespült. Nach Trocknen
erhält
man 54 mg eines Oligosaccharids der Formel (I), für das n
gleich 4 ist, R1, R2,
R3, R5, R7 und R8 einen SO3M-Rest darstellen, R4 und
R6 ein Wasserstoffatom darstellen und M
Natrium ist, in Form eines Gemischs der Diastereoisomere. Man bezeichnet
die grundlegenden Zucker der Decasaccharide mit I bis X, wobei I
der reduzierte Rest und X der ungesättigte Uronsäurerest
ist. [(4-Deoxy-2-O-sulfo-α-L-threo-hex-4- enopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-2-sulfoamino-6-O-sulfo-α-D-glucopyranosyl-(1→4)-2-O-sulfo-α-L-idopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-α-D-glucopyranosyl-(1→4)-2-O-sulfo-α-L-idopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-α-D-glucopyranosyl-(1→4)-2-O-sulfo-α-L-idopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-α-D-glucopyranosyl-(1→4)-2-O-sulfo-α-L-idopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-D-glucitol,
Eiconatriumsalz); (4-Deoxy-2-O-sulfo-α-L-threo-hex-4-enopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-α-D-glucopyranosyl-(1→4)-2-O-sulfo-α-L-idopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-α-D-glucopyranosyl-(1→4)-2-O-sulfo-α-L-idopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-α-D-glucopyranosyl-(1→4)-2-O-sulfo-α-L-idopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-α-D-glucopyranosyl-(1→4)-2-O-sulfo-α-L-idopyranosyluronsäure-(1→4)-2-deoxy-6-O-sulfo-2-sulfoamino-D-mannit,
Eiconatriumsalz): Protonenspektrum in D2O,
600 MHz, T = 303 K, δ in
ppm: 3,23 (4H, m, H-2(III)), H-2(V), H-2(VII), H-2(IX)), 3,35 (1H, m, H-2(I)),
3,59 (4H, m, H-3(III), H-3(V),
H-3(VII), H-3(IX)),
zwischen 3,65 und 3,80 (6H, m), 3,85 (1H, m, H-3(I)),
zwischen 3,90 und 4,40 (29H, m), 4,57 (1H, m, H-2(X)),
4,59 (1H, m, H-5(II)), 4,75 (3H, m, H-5(IV), H-5(VI), H-5(VIII)), 5,15 (3H, m, H-1(IV),
H-1(VI), H-1(VIII)),
5,25 (1H, m, H-1(II)), 5,37 (3H, m, H-1(V), H-1(VII), H-1(IX)), 5,42 (1H, m, H-1(III)), 5,45
(1H, m, H-1(X)), 5,93 (1H, d, J = 5 Hz,
H-4(X)).
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Die
erfindungsgemäßen Medikamente
umfassen als Wirkstoff wenigstens ein Oligosaccharid der Formel
(I) oder ein Gemisch von Oligosacchariden der Formel (I) in Form
einer Zusammensetzung, worin es mit jedem anderen, pharmazeutisch
kompatiblen Produkt, das inert oder physiologisch aktiv sein kann,
kombiniert ist. Die erfindungsgemäßen Medikamente können intravenös, subkutan,
oral, rektal, topisch oder pulmonal (Inhalation) angewandt werden.
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Die
sterilen Zusammensetzungen für
eine intravenöse
oder subkutane Verabreichung sind im Allgemeinen wässrige Lösungen.
Diese Zusammensetzungen können
auch Hilfsstoffe, insbesondere Benetzungsmittel, isotonisierende
Mittel, Emulgatoren, Dispersionsmittel und Stabilisatoren enthalten.
Die Sterilisation kann auf mehrere Arten erfolgen, beispielsweise
durch aseptisierende Filtration, indem man der Zusammensetzung sterilisierende
Mittel beimengt, durch Bestrahlung. Sie können auch in Form von sterilen
festen Zusammensetzungen hergestellt werden, die zum Zeitpunkt der
Verwendung in sterilem Wasser oder jedem anderen injizierbaren sterilen
Medium aufgelöst
werden können.
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Als
feste Zusammensetzungen für
eine orale Verabreichung können
Tabletten, Pillen, Pulver (Gelatinekapseln, -briefchen) oder Granulate
verwendet werden. In diesen Zusammensetzungen wird der Wirkstoff mit
einem oder mehreren inerten Verdünnungsmitteln,
wie Stärke,
Cellulose, Saccharose, Lactose oder Siliciumdioxid, unter einem
Argonstrom gemischt. Diese Zusammensetzungen können auch andere Substanzen als
die Verdünnungsmittel
umfassen, beispielsweise ein oder mehrere Gleitmittel, wie Magnesiumstearat
oder Talk, ein Mittel, das die Absorption im Mund begünstigt,
einen Farbstoff, ein Umhüllungsmittel
(Dragees) oder einen Lack.
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Als
flüssige
Zusammensetzungen für
eine orale Verabreichung kann man pharmazeutisch annehmbare Lösungen,
Suspensionen, Emulsionen, Sirups und Säfte verwenden, die inerte Verdünnungsmittel,
wie Wasser, Ethanol, Glycerin, Pflanzenöle oder Paraffinöl, enthalten.
Diese Zusammensetzungen können
andere Substanzen als die Verdünnungsmittel
umfassen, beispielsweise Benetzungsmittel, Süßstoffe, Verdickungsmittel,
Aromen oder Stabilisatoren.
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Die
Zusammensetzungen für
eine rektale Verabreichung sind die Zäpfchen oder die Rektalkapseln, die
außer
dem Wirkstoff Hilfsstoffe, wie Kakaobutter, halbsynthetische Glyceride
oder Polyethylenglykole enthalten.
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Die
Zusammensetzungen für
eine topische Anwendung können
beispielsweise Cremes, Lotionen, Augentropfen, Mund- und Rachenantiseptika,
Nasentropfen oder Aerosole sein.
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Die
Dosen hängen
von der gewünschten
Wirkung, der Dauer der Behandlung und dem verwendeten Verabreichungsweg
ab; sie liegen im Allgemeinen zwischen 0,5 mg und 10 mg pro kg pro
Tag subkutan, also 3 bis 60 mg pro Tag für einen Erwachsenen von 60
kg.
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Im
Allgemeinen bestimmt der Arzt die geeignete Dosierung in Abhängigkeit
von dem Alter, dem Gewicht und allen anderen dem zu behandelnden
Patienten eigenen Faktoren.
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Die
Erfindung betrifft auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Oligosaccharide
für die
Herstellung eines Medikaments, das sich für die Prophylaxe oder die Behandlung
von Erkrankungen eignet, die mit einem entzündlichen Prozess, der die Produktion
von Stickoxid (NO) einschließt,
zusammenhängen,
oder sich für
das Überleben
und das Wachstum von Motoneuronen eignet.
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Die
Erfindung ist besonders vorteilhaft für die Verwendung der Oligosaccharide
der Formel (I) für
die Herstellung von Medikamenten, die sich für die Prophylaxe und die Behandlung
der zerebralen, kardialen oder peripheren vaskulären Ischämien, von Osteoarthritiserkrankungen,
der Traumen des zentralen Nervensystems, der Schädel-Hirn-, spinalen und cranio-spinalen
Traumen, der Multiplen Sklerose, der neuropathischen Schmerzen und
der peripheren Neuropathien, der Motoneuronerkrankungen, der amyotrophen
Lateralsklerose, von Neuro-AIDS, der Alzheimerkrankheit, der Parkinsonkrankheit
und von Chorea Huntington eignen.
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Die
Erfindung betrifft auch das Verfahren zur Prophylaxe und/oder Behandlung
von Krankheiten, die mit einem entzündlichen Prozess zusammenhängen, der
die Produktion von cytotoxischen Substanzen, wie Stickoxid (NO),
einschließt,
und der Krankheiten, die mit dem Überleben und dem Wachstum der
Motoneuronen zusammenhängen.
Die Oligosaccharide der Formel (I) können so für die Prophylaxe und/oder die
Behandlung der neurodegenerativen Erkrankungen verwendet werden,
für die
die zerebrale Entzündung
eine lebensgefährliche
Rolle, die zum Tod führen
kann, spielt, unter denen man anführen kann die zerebralen Ischämien, die
kardialen Ischämien
(Myokardinfarkt), die peripheren Ischämien, die Traumen des zentralen
Nervensystems und insbesondere die Schädel-Hirn-, spinalen und cranio-spinalen
Traumen, die Multiple Sklerose, die neuropathischen Schmerzen und
die peripheren Neuropathien, die Motoneuronerkrankungen, wie die
amyotrophe Lateralsklerose, die progressive spinale Muskelatrophie,
die infantile Muskelatrophie und die primäre Lateralsklerose, Neuro-AIDS,
die Alzheimer-Krankheit, die Parkinson-Krankheit und Chorea Huntington
und bestimmte Formen von Osteoartrithis, insbesondere mit Lokalisierung
in den Gelenken.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch das Verfahren zur Prophylaxe
und/oder Behandlung der motoneuronalen Erkrankungen, wie die amyotrophe
Lateralsklerose, die progressive spinale Muskelatrophie, die infantile
Muskelatrophie und die primäre
Lateralsklerose.