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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf neue Purinderivate und auf
ihre Verwendung in geeigneten Anwendungen, insbesondere in diagnostischen
und therapeutischen Verfahren.
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Die
Erfindung bezieht sich insbesondere auf Purinderivate mit einer
Hemmwirkung bezüglich
Cyclin-abhängigen
Kinaseproteinen (cdks) und auch mit einer Hemmwirkung in Bezug auf
Viren und einer Immunstimulierung.
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Die
Verwendung von 2,6,9-trisubstituierten Purinderivaten als cdk-Inhibitor
ist zum Beispiel offenbart in WO 97/16452, WO 98/05335, WO/9720842,
WO 97/16542, WO98/05335, WO 98/39007, WO 98/49146, WO 99/07705 und
US 5,866,702 .
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Nucleotidanaloga,
die Phosphatgruppen enthalten, sind zum Beispiel offenbart in den
US-Patenten 4,659,825; 4,724,233; 5,124,051; 5,302,585; 5,208,221;
5,352,786; 5,356,886; 5,142,051; in den EP-Veröffentlichungsnummern 269,947;
481,214; 630,381; 369,409; 454,427; 618,214; 398,231; 454,427; 468,119; 481,119;
481,214; 434,450 und in WO 95/07920; WO 094/03467, WO 96/33200 und
WO 94/03467. Die typische Purinbase ist Adenin, 2,6-Diaminopurin
und Guanin. Die Purinbasen können
die Aza- und Deaza-Analoga davon einschließen. 6,9-substituierte und 2,6,9-trisubstituierte
Purine und verwandte Analoga sind in der WO 96/33200 offenbart.
Die Selektivität
und Wirksamkeit bei Verwendung zum Beispiel als Antikrebs- oder
Antientzündungsmittel
ist jedoch nicht zufriedenstellend gewesen.
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Es
ist die Aufgabe dieser Erfindung, Antikrebs-, Antientzündungs-,
antivirale, antineurodegenerative, neurodepressive und immunosuppressive
Verbindungen mit verbesserter Selektivität und verbessertem Wirksamkeitsindex
bereitzustellen, d.h. Verbindungen, die weniger toxisch sind, jedoch
wirksamer als Derivate, die bisher bekannt sind.
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Diese
Aufgabe wird erreicht durch die vorliegende Erfindung durch Bereitstellung
von trisubstituierten Purinderivaten gemäß Anspruch 1 sowie den pharmazeutisch
akzeptablen Salzen davon. Die Purinderivate gemäß der vorliegenden Erfindung
sind nützlich
zum Beispiel zum Hemmen der cdk-Aktivität und auch zum Hemmen der Zellproliferation
und/oder zum Induzieren der Apoptose.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ebenso Verfahren zum Herstellen der
Purinderivate bereit.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf die Verwendung der
Purinderivate in Verfahren zur Behandlung des menschlichen und tierischen
Körpers.
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Zusätzlich stellt
die Erfindung pharmazeutische Zusammensetzungen bereit, umfassend
als aktiven Bestandteil ein oder mehrere der Purinderivate, zusammen
mit mindestens einem pharmazeutisch akzeptablen Träger oder
Streckmittel.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt trisubstituierte Purinderivate und
verwandte Aza-Deaza-Analoga zur Verfügung, dargestellt durch die
allgemeine Formel I:
sowie pharmazeutisch akzeptable
Salze davon, worin: Z N ist;
R6 R6' -X ist, worin X -NH ist; und R6' substituiertes Arylalkyl
ist;
R8 H ist,
R2 R2'-X
ist, worin
X -NH- ist;
und
R2' (substituiertes) Alkyl ist;
und
R9
(substituiertes) Alkyl ist.
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Die
Purinderivate der Erfindung werden vorzugsweise als Inhibitor von
Cyclin-abhängigen
Kinaseproteinen (cdks), als antivirales, antimitotisches, antiproliferatives,
immunmodulierendes, immunsuppressives, antientzündliches und/oder Antitumormittel
verwendet. Zusätzlich
können
die Purinderivate der Erfindung als Modulator von β-adrenergien
und/oder purinergen Rezeptoren, als Inhibitor der Proliferation
von hämatopoietischen
Zellen und Krebszellen und/oder als Inducer der Apoptose in Krebszellen
verwendet werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
stellt die Erfindung Purinderivate zur Verwendung bei der Behandlung
des menschlichen oder tierischen Körpers zur Verfügung.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
stellt die Erfindung eine pharmazeutische Zusammensetzung zur Verfügung, umfassend
ein oder mehrere Purinderivate(e) der Erfindung und einen (ein)
pharmazeutisch akzeptabel(en) Träger
oder Streckmittel.
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Die
Purinderivate gemäß der vorliegenden
Erfindung werden weiter vorzugsweise für mehrere andere Anwendungen
verwendet, etwa zur Herstellung von Affinitäts-Absorptionsmatrices.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Wenn
im unmittelbaren Kontext nicht anders ist, wie hier verwendet:
"Halogen" bezieht sich auf
Fluor-, Brom-, Chlor- und Jod-Atome.
"Hydroxyl" bezieht sich auf
-OH.
"Mercapto" bezieht sich auf
-SH.
"Alkyl" bezieht sich auf
eine verzweigte oder nichtverzweigte C1-C6-Kette, die gesättigt oder ungesättigt sein kann,
wie zum Beispiel Methyl, Propyl, Isopropyl, tert-Butyl, Allyl, Vinyl,
Ethinyl, Propargyl oder Hexen-2-yl.
"Substituiertes Alkyl" bezieht sich auf ein Alkyl wie oben
definiert, einschließlich
ein oder mehrere Substituent(en), wie Hydroxyl, Mercapto, Alkylmercapto,
Halogen, Alkoxy, Amino, Amido, Carboxyl, Sulfo, Acyl und dergleichen.
Diese Gruppen können
an irgendein Kohlenstoffatom in der Alkylgruppe angeheftet sein.
"Alkoxy" bezieht sich auf
-OR, worin R (substituiertes) Alkyl, (substituiertes) Aryl, (substituiertes)
Arylalkyl, (substituiertes) Cycloalkyl, (substituiertes) Cycloheteroalkyl
wie definiert.
"Alkylmercapto" bezieht sich auf
-SR, worin R wie für "Alkoxy" definiert ist.
"Sulfo" bezieht sich auf
-SO3R, worin R H, Alkyl oder substituiertes
Alkyl ist.
"Sulfamido" bezieht sich auf
die Gruppe -NHSO3R, worin R H, Alkyl oder
substituiertes Alkyl ist.
"Acyl" bezieht sich auf
-C(O)R, worin R Wasserstoff, (substituiertes) Alkyl, (substituiertes)
Aryl, (substituiertes) Arylalkyl, (substituiertes) Cycloalkyl wie
hier definiert ist.
"Aryloxy" bezieht sich auf
-OAr-Gruppen, worin Ar eine (substituierte) Aryl- oder (substituierte)
Heteroaryl-Gruppe wie hier definiert ist.
"Alkylamino" bezieht sich auf die Gruppe -NRR', worin R und R' unabhängig voneinander
Wasserstoff, (substituiertes) Alkyl, (substituiertes) Aryl, oder
(substituiertes) Heteroaryl wie hier definiert sein können.
"Amido" bezieht sich auf
die Gruppe -C(O)NRR',
worin R und R' unabhängig voneinander
Wasserstoff, (substituiertes) Alkyl, (substituiertes) Aryl oder
(substituiertes) Heteroaryl wie hier definiert sein können.
"Carboxyl" bezieht sich auf
die Gruppe -C(O)OR, worin R Wasserstoff, (substituiertes) Alkyl,
(substituiertes) Aryl oder (substituiertes) Heteroaryl wie hier
definiert ist.
"Carbamino" bezieht sich auf
die Gruppe -NHCOR, worin R Wasserstoff, (substituiertes) Alkyl,
ein Heterocyclus, (substituiertes) Aryl oder (substituiertes) Heteroaryl
wie hier definiert ist.
"Aryl" oder "Ar" bezieht sich auf
eine aromatische carbocyclische Gruppe mit mindestens einem aromatischen Ring
(z.B. Phenyl oder Biphenyl) oder mehreren kondensierten Ringen,
in denen mindestens ein Ring aromatisch ist (z.B., 1,2,3,4-Tetrahydronaphthyl,
Naphthyl, Anthryl oder Phenanthryl).
"Substituiertes Aryl" bezieht sich auf wie oben definiertes
Aryl, wahlweise substituiert mit einer oder mehreren funktionellen
Gruppen, wie Halogen, Alkyl, Hydroxyl, Amino, Mercapto, Alkoxy,
Alkylmercapto, Alkylamino, Amido, Carboxyl, Nitro, Sulfo und dergleichen.
"Heterocyclus" bezieht sich auf
eine ungesättigte
oder aromatische carbocyclische Gruppe mit mindestens einem Heteroatom
wie N, O oder S innerhalb des Rings; der Ring kann einfach kondensiert
(z.B. Pyranyl, Pyridyl oder Furyl) oder mehrfach kondensiert (z.B.
Chinazolinyl, Purinyl, Chinolinyl oder Benzofuranyl) sein, die wahlweise
substituiert sein können
mit z.B. Halogen, Alkyl, Alkoxy, Alkylmercapto, Alkylamino, Amido,
Carboxyl, Hydroxyl, Nitro, Mercapto, Sulfo und dergleichen. "Heteroaryl" bezieht sich auf
ein Heterocyclus, in dem mindestens ein heterocyclischer Ring aromatisch
ist.
"Substituiertes
Heteroaryl" bezieht
sich auf einen Heterocyclus, der wahlweise monosubstituiert oder
polysubstituiert ist mit einer oder mehreren Gruppen, z.B. Halogen,
Alkyl, Alkoxy, Alkylthio, Alkylamino, Amido, Carboxyl, Hydroxyl,
Nitro, Mercapto, Sulfo und dergleichen.
"(Substituiertes) Arylalkyl" bezieht sich auf
die Gruppe -R-Ar, worin Ar eine Arylgruppe ist und R eine Alkyl- oder
substituierte Alkylgruppe ist. Die Arylgruppen sind wahlweise substituiert
mit z.B. Halogen, Alkyl, Hydroxyl, Alkoxy, Alkylmercapto, Alkylamino,
Amido, Carboxyl, Hydroxy, Aryl, Nitro, Mercapto, Sulfo und dergleichen.
"(Substituiertes)
Heteroalkyl" bezieht
sich auf die Gruppe -R-Het, worin Het eine heterocyclische Gruppe
ist und R eine Alkylgruppe ist. Die Heteroalkyl-Gruppen sind wahlweise
substituiert mit z.B. Halogen, Alkyl, Alkoxy, Alkylthio, Alkylamino,
Amido, Carboxy, Alkoxycarbonyl, Aryl, Aryloxy, Nitro, Thiol, Sulfonyl
und dergleichen.
"(Substituiertes)
Heteroarylakyl" bezieht
sich auf die Gruppe -R-HetAr, worin HetAr eine Heteroarylgruppe
ist und Alkyl oder substituiertes Alkyl ist. Die Heteroarylalkylgruppen
sind wahlweise substituiert mit z.B. Halogen, Alkyl, substituiertes
Alkyl, Alkoxy, Alkylmercapto, Nitro, Thiol, Sulfo und dergleichen.
"Cycloalkyl" bezieht sich auf
eine divalente cyclische oder polycyclische Alkylgruppe, die 3 bis
15 Kohlenstoffatome enthält.
"Substituiertes Cycloalkyl" bezieht sich auf
eine Cycloalkylgruppe, die ein oder mehrere Substituenten aufweist,
wie etwa z.B. Halogen, Alkyl, substituiertes Alkyl, Alkoxy, Alkylmercapto,
Aryl, Nitro, Mercapto, Sulfo und dergleichen.
"Cycloheteroalkyl" bezieht sich auf
eine Cycloalkylgruppe, worin ein oder mehrere der Ring-Kohlenstoffatome durch
ein Heteroatom (z.B. N, O, S oder P) ersetzt ist.
"Substituiertes Cycloheteroalkyl" bezieht sich auf
eine Cycloheteroalkylgruppe wie oben definiert, die ein oder mehrere
Substituenten enthält,
wie etwa Halogen, Alkyl, Alkoxy, Alkylmercapto, Alkylamino, Amido,
Carboxyl, Hydroxy, Nitro, Mercapto, Sulfo und dergleichen.
"(Substituiertes)
Cycloalkylalkyl" bezieht
sich auf die Gruppe -R-Cycloalkyl, worin Cycloalkyl eine Cycloalkylgruppe
ist und R ein Alkyl oder ein substituiertes Alkyl ist. Die Cycloalkylgruppe
kann wahlweise substituiert sein mit z.B. Halogen, Alkyl, Alkoxy,
Alkylmercapto , Alkylamino, Amido, Carboxyl, Hydroxy, Nitro, Mercapto, Sulfo
und dergleichen.
"(Substituiertes)
Cycloheteroalkylalkyl" bezieht
sich auf -R-Cycloheteroalkyl, worin R Alkyl oder substituiertes Alkyl
ist.
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Die
Cycloheteroalkylgruppe kann wahlweise mit z.B. Halogen, Alkyl, Alkoxy,
Alkylmercapto, Alkylamino, Amido, Carboxyl, Hy droxy, Nitro, Mercapto,
Sulfo und dergleichen substituiert sein.
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"Ein mit einer Catecholgruppe
oder einer verwandten Gruppe substituiertes Amin bezieht sich auf
sekundäre
und tertiäre
Amine, die mindestens eine Dihydroxyaryl- oder Dihydroxyarylalkyl-Gruppe
enthalten".
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Die
vorliegende Erfindung stellt Purinderivate zur Verfügung, die
durch die allgemeine Formel I dargestellt sind:
sowie pharmazeutisch akzeptable
Salze davon, worin: Z N ist;
R6 ein substituiertes -NH-Phenylalkyl
ist, worin Alkyl ein verzweigtes oder lineares, gesättigtes
oder ungesättigtes
C
1-C
6-Niedrigalkyl
wie Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Vinyl, Propinyl oder Propenyl
ist, wobei der Phenylring oder das Alkyl durch 1 bis 4 Substituenten
substituiert ist, wobei die Substituenten für den Phenylring aus Hydroxylsubstituenten
ausgewählt
ist und für
das Alkyl unabhängig
davon aus Halogen wie Chlor oder Fluor, Hydroxyl, Amino, Carboxyl
oder Amido ausgewählt
ist;
R2 R2'-X
ist, worin
X -NH- ist; und
R2' ein verzweigtes oder unverzweigtes,
gesättigtes
oder ungesättigtes
C
3-C
6-Alkyl ist,
wie Isopropyl, Butyl, Isobutyl, Vinyl, Allyl, Propenyl, Propargyl,
Propinyl, Isopentenyl oder Isobutenyl, wahlweise substituiert durch 1
bis 3 Substituenten, die aus Amino oder Hydroxyl ausgewählt sind;
R8
H ist;
und
R9 eine verzweigte oder unverzweigte C
1-C
6-Kette ist, die
gesättigt
oder ungesättigt
sein kann, wie zum Beispiel Methyl, Propyl, Isopropyl, tert-Butyl,
Allyl, Vinyl, Ethinyl, Propargyl oder Hexen-2-yl.
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Die
folgenden Purinderivate sind besonders bevorzugt:
2-(1-Hydroxymethylpropylamino)-6-(3,4-dihydroxybenzyl)amino-9-isopropylpurin, 2-(2-Aminopropylamino)-6-(3,4-dihydroxybenzyl)amino-9-isopropylpurin,
2-(2-Hydroxypropylamino)-6-(3,4-dihydroxybenzyl)-amino-9-isopropylpurin, 2-(R)-,(1-Isopropyl-2-hydroxyethylamino)-6-(3,4-dihydroxybenzyl)amino-9-isopropylpurin,
2-(2-Hydroxypropylamino)-6-[1-(3,4-dihydroxyphenyl)ethyl]amino-9-isopropylpurin, 2-(R)-(1-Isopropyl-2-hydroxyethylamino-6-[1-(3,4-dihydroxybhenyl)ethyl]amino-9-isopropylpurin,
2-(1R-Isopropyl-2-hydroxyethylamino)-6-[(R)-(1-phenyl-2-hydroxyethyl)amino]-9-isopropylpurin)purin,
2-(R)-(1-Isopropyl-2-hydroxyethylamino-6-[(R,S)-(1-phenyl,2-hydroxyethyl)amino]-isopropylpurin.
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Die
Erfindung bezieht sich ebenfalls auf optische Isomere und racemische
Mischungen, und, falls anwendbar, auf geometrische Isomere der oben
definierten Derivate, insbesondere den (R)- oder S-Isomeren von 2-(R)-(1-Isopropyl-2-hydroxyethylamino)-6-[1-(3,4-dihydroxyphenyl)ethyl]amino-9-isopropylpurin, 2-(R)-(1-Isopropyl-2-hydroxyethylamino)-6-(3,4-dihydroxybenzyl)amino-9-isopropylpurin,
2-(1R-Isopropyl-2-hydroxyethylamino)-6-[(S)-(1-phenyl-2-hydroxyethyl
amino]-9-isopropylpurin,
2-(1S-Isopropyl-2-hydroxyethylamino)-6-[(S)-(1-phenyl-2-hydroxyethyl)amino]-9-isopropylpurin.
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Die
Purinderivate der Erfindung als solche, oder in Form von Zwischenprodukten
bei der Herstellung neuer Verbindungen, besitzen eine große Vielzahl
von diagnostischen, therapeutischen und industriellen Nützlichkeiten.
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Die
Verbindungen dieser Erfindung sind zum Beispiel geeignet als Zwischenprodukte
zur Verwendung bei der Herstellung von Affinitäts-Absorptionsmatrices, die
die chemischen Eigenschaften der Substituentengruppen der Verbindungen
nutzbar machen. Zum Beispiel sind die Phosphonatgruppen in Matrix-gebundener Form
nützlich
bei der chromatographischen Trennung von positiv geladenen Molekülen. Andere
immobilisierte Formen der Purinderivate der Erfindung sind zum Beispiel
nützlich
beim Reinigen von Proteinen, z.B. Zellcyclusenzymen (wie cdks),
oder Enzymen, die bei der Erkennung der Verbindungen dieser Erfindung
eine Rolle spielen, z.B. Transportproteinen. Geeignete Methoden
des Einschlusses der Verbindungen dieser Erfindung in Polymer werden
dem Fachmann ohne weiteres klar sein. Die Verbindungen werden zum
Beispiel durch Vernetzung der Hydroxylgruppen der Phosphonat- oder
Hydroxymethyl-Substituenten unter Verwendung von bisher bekannten
Vernetzungsmitteln eingeschlossen. Eine Überbrückung durch eine von der heterocyclischen Base
verschiedenen Gruppe wird ein Harz bilden, welches zum Beispiel
bei der hydrophoben Affinitätschromatographie
nützlich
ist.
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Die
Purinderivate gemäß der Erfindung
können
als Modulator von α und β-adrenergien
und purinergen Rezeptoren verwendet werden. In einer bevorzugten
Ausführungsform
stellt diese Erfindung somit ein Verfahren zum Hemmen oder Stimulieren
der Signalübertragung
von adrenergen und purinergen Rezeptoren in Säugern zur Verfügung, umfassend
das Verabreichen eines Säu gers
mit einer therapeutisch wirksamen Menge der Zusammensetzung von
Anspruch 1. Die hemmenden und stimulierenden Moleküle sind
zum Beispiel nützlich
zum Behandeln von Entzündungserkrankungen
und Asthma, kardiovaskulären
neurodegenerativen und Entzündungserkrankungen.
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In
einer anderen Ausführungsform
stellt diese Erfindung Purinderivate zur Verfügung, die zur Behandlung von
Pilzinfektionen im Menschen, beim Tier und in Pflanzen nützlich sind.
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Die
2,6,9-trisubstituierten Purinderivate einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung mit einem Amin, das mit einer Catechol- oder der verwandten
Gruppe (1,2-Dihydroxybenzol) substituiert ist, führen zum Erwerb einer extrem
hohen Potenz gegenüber
Viren, insbesondere DNA-Viren. Darüber hinaus ist überraschenderweise
das chiral angereicherte oder reine (S)-Enantiomer antiviral wirksam aktiv.
Bisher war lediglich das (R)-Enantiomer merklich antiviral wirksam,
und dabei nur gegenüber
Retroviren.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt zum Hemmen von cdks
und/oder der Zellproliferation und/oder zur Induktion der Adoptose
in Säugern,
umfassend das Verabreichen eines Säugers mit einer therapeutisch
wirksamen Menge der Verbindung gemäß der Erfindung. Die cdk-hemmenden
Moleküle
sind nützlich
zum Behandeln von Erkrankungen, von denen einige die Zellproliferation
einschließen,
etwa Krebs, Restenose, rheumatoide Arthritis, Lupus, Typ I-Diabetis,
Multiple Sklerose, Alzheimer-Krankheit, das Wachstum von Parasiten
(tierische, Protisten), Abstoßung
von Spenderorganen (Erkrankung des Wirts gegenüber dem Spenderorgan), Erkrankung
des Spenderorgans gegenüber dem
Wirt, und Gicht.
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Die
Purinderivate der Formel I und ihre pharmazeutisch akzeptablen Salze
hemmen zum Beispiel selektiv cdks, insbesondere das Enzym p34cdc2/Cyclin B-Kinase und verwandten cdks
(cdk2, cdk5, cdk7, cdk9, erk1, erk2). Zusätzlich zu anderen cdc2-verwandten Kinasen
steuert diese Kinase bestimmte Schritte der Zellteilungscyclen,
insbesondere den Übertritt
von der G1-Phase in die S-Phase und insbesondere
den Übertritt von
der G2-Phase in die M-Phase. Die Verbindungen
der Formel I und ihre pharmazeutisch akzeptablen Salze werden vorteilhafterweise
als antimitotische Verbindungen, zum Beispiel zur Behandlung von
poliferativen Erkrankungen wie Krebs und Restenose verwendet. In
sehr niedrigen Konzentrationen (micromolar und niedriger) sind sie
in der Lage, Zellcyclusübertritte
(G1/S, G2/M, M-Phase/Metaphase)
in unterschiedlichen tierischen Körpern und Embryonen zu hemmen.
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Ferner
sind diese Verbindungen nützlich
bei der Behandlung von Autoimmunerkrankungen, z.B. rheumatoider
Arthritis, Lupus, Typ I-Diabetis, Multiple Sklerose, etc.; bei der
Behandlung der Alzheimer'schen Krankheit,
von kardiovaskulären
Krankheiten wie der Restenosis, der Abstoßung von Spenderorganen (Erkrankung
des Wirts gegenüber
dem Spenderorgan), Erkrankung des Spenderorgans gegenüber dem
Wirt, Gicht; sowie bei der Behandlung der polycystischen Nierenerkrankung,
des Krebses oder anderer poliferativer Erkrankungen, deren Pathogenese
eine abnormale Zellpoliferation beinhaltet.
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Die
Purinderivate gemäß der Erfindung
sind ferner potente und spezifische Inhibitoren der IκB-α-Kinase,
die die Signalinduzierte NF-κB-Aktivierung
und die Cytokin-Synthese in vitro und in vivo verhindert. Solche Inhibitoren
hemmen die Synthese von Cytokinen und Adhäsionsproteinen, deren Synthese
durch NF- κB transcriptional
reguliert wird. Pro-entzündliche
Cytokine wie IL-1, IL-6, TNF und Adhäsionsproteine (z.B. ICAM, VCAM
und Selektionen) gehören
zu dieser Klasse von Molekülen
und sind mit der Pathogenese von Entzündungserkrankungen in Verbindung
gebracht worden. Somit ist ein potenter Inhibitor der IκB-α-Kinase nützlich bei
der klinischen Handhabung gegenüber
Erkrankungen, wo eine NF-κB-Aktivierung
zur Erkrankungsinduktion erforderlich ist.
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Die
Verbindungen der Erfindung beeinträchtigen ebenfalls die Aktivierung
und/oder die Signalübertragung
von α- und β-adrenergen Rezeptoren,
z.B. jeweils dem Phosphatidylumsatz und der Synthese von cyclischem
AMP. Die Aktivierung von β-adrenergen Rezeptoren
besitzt eine antientzündliche
Wirkung durch Verringerung der Cytokinproduktion von Macrophagen,
Astrocyten, und durch Verhindern einer Erhöhung bei der vaskulären Durchgängigkeit.
Eine verringerte Aktivierung des β-adrenergen Rezeptors
andererseits ist nützlich
bei Erkrankungen wie der Multiplen Sklerose und der rheumatoiden
Arthritis. Die neuen Verbindungen beeinträchtigen ferner eine Aktivierung
des P2-purinergen Rezeptors, die mit dem Phosphatidyl-Umsatz verknüpft ist,
und die Hemmung der Aktivierung der Synthese von cyclischem AMP
oder der Aktivierung des P1-purinergen Rezeptors, die je nach Rezeptor-Subtyp
positiv oder negativ mit der Aktivierung der Adenylat-Cyclase gekoppelt
ist. Eine Modulation des Signalwegs des purinergen Rezeptors kann
bei der zerebralen Ischaemie, beim Schlaganfall, bei Behandlungen
von neurodegenerativen Erkrankungen (z.B, der Parkinson schen Krankheit),
bei Nierenversagen, bei der Behandlung von Lungenfehlfunktion sowie
bei der Inhibierung des Krebswachstums nützlich sein.
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Die
Erfindung stellt ferner neue Verbindungen zur Aktivierung von p53
zur Verfügung,
dem Säugerzell-eigenen,
natürlichen
Hemm-Gen zum Bremsen von unkontrollierter Zellpoliferation (Krebs),
weshalb es in der Lage ist, Krebs auszuschalten. P53 sowie das Retinoblastoma
(Rb) sind zwei gut charakterisierte Tumorsuppressoren, deren Inaktivierung
zu unkontrollierter Zellproliferation und bösartigem Wachstum führen kann. Es
ist bekannt, daß eine
Phosphorylierung dieser beiden Proteine, was bei Zellcyclus-Regulationsmechanismen
eine Rolle spielt, ihre Funktion moduliert. Ein potenter cdk-Inhibitor
stellt somit ein gutes Mittel zur Behandlung von Krebs aufgrund
der Induktion des p53-Wildtypproteins in Tumoren dar, die p53-Mutanten
exprimieren.
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Studien,
die mit Derivaten der Erfindung durchgeführt wurden, haben ferner die
starke Wirkung der Purinderivate auf die Apoptose vieler Krebs-Zellinien
demonstriert. Es wurde gezeigt, daß die Apoptose in den Stadien
G1 oder G2 induziert
werden kann, und als Folge der Beschädigung der DNA stoppen einige
Zellen im Stadium G1, und dann wird der
p53-abhängige
Apoptose-Weg induziert. In anderen Situationen stoppen Zellen im
G2/M-Stadium als Antwort auf den gegenüber der
DNA bewirkten Schaden, und es wird eine Aktivierung eines p53-unabhängigen Apopotose-Wegs
beobachtet. Dieser Weg hat sich bei der Therapie von Tumoren, bei
denen weniger aktives p53 beobachtet wurde, als besonders signifikant
erwiesen. Durch Applikation der Purinderivate der Erfindung wird
die p53-unabhängige
Apoptose in Zellen stimuliert, die im Stadium G2 arretierten
durch eine Schädigung
der DNA unter Verwendung von Mitteln wie Mitoxantron oder cis-Platin.
Die cdk-Inhibitoren der Erfindung können somit das therapeutische
Potential von gegenwärtig
verwendeten Antitumormitteln erhöhen.
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Die
Verbindungen dieser Erfindung können
ferner endständig
in Oligonucleotide eingeschlossen werden. Wenn sie eine freie Nicht-Phosphonylhydroxylgruppe
enthalten, sind sie wahlweise in das Innere einer Oligonucleotid-Sequenz
eingeschlossen. Terminal eingeschlossene Diphosphonyl-Verbindungen
dieser Erfindung, die kein zur Teilnahme an einer Kettenverlängerung
befähigtes,
freies Hydroxyl enthalten, sind auch bei der DNA-Sequenzierung im wesentlichen auf die
gleiche Weise nützlich,
wie Deoxy-NTPs in der Vergangenheit verwendet worden sind (siehe
Beispiel 8 des US-Patents 5,276,143). Die Nucleotid-Analoga der Erfindung (falls
diphosphoryliert) sind als Kettenterminatoren für Dideoxynucleotid-DNA-Sequentierprotokolle
nützlich, vorausgesetzt,
daß dem
Nucleotid-Analog eine freie Hydroxylgruppe fehlt, die zur Polymerase-vermittelten Kettenverlängerung
geeignet wäre.
Diese Verbindungen weisen kein R=Hydroxymethyl auf und besitzen
keine, ein Phosphoratom einschließende zyklische Struktur (obgleich
Verbindungen mit derart ausgeschlossenen Strukturen Zwischenprodukte
sein können).
Das Nucleotid-Analoge kann in einem Kit mit anderen, für die DNA-Sequenzierung
erforderlichen Reagenzien (wie der Klenow-Polymerase oder der T4-Polymerase, dNTPs,
etc.) eingeschlossen sein (Otvos et al., "Nucl. Acids Res." 1987: 15: 1763–1777).
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Wenn
die im Oligonucleotid eingeschlossene Verbindung dieser Erfindung
bindungs-kompetent für
die komplementäre
Sequenz ist, d.h. wenn sie zur Basenpaarung in der Lage ist, wird
dieses Nucleotidmonomer bei der Hybridisierung teilnehmen. Es ist
jedoch nicht erforderlich, daß das
eingeschlossene Nucleotid-Analoge
dieser Erfindung bei der Hybridisierung teilnimmt. Wenn es am Ende
des Oligonucleotids lokalisiert ist, wird es als eine immunologische
Erkennungsstelle oder als Hapten-Erkennungsstelle
nützlich
sein, um die Detektion des Oligonu cleotids durch einen Antikörper, der
zur Bindung an die Verbindung der Erfindung in der Lage ist, zu
ermöglichen.
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Die
Verbindungen dieser Erfindung sind ferner nützlich als Linker oder Spacer
bei der Herstellung von Affinitäts-Absorptions-Matrices
(im Unterschied zur Funktion als Affinitätsgruppen als solche wie oben
erwähnt),
von immobilisierten Enzymen zur Prozeßkontrolle, oder von Immuntestverbindungen.
Die Verbindungen enthalten dabei eine Vielzahl an funktionellen
Gruppen, die als Stellen zur Quervernetzung mit gewünschten
Substanzen in der Lage sind. Zum Beispiel ist es Stand der Technik,
Affinitätsreagenzien
wie Hormone, Peptide, Antikörper,
Wirkstoffe und dergleichen an unlösliche Substrate zu knüpfen. Diese
gebundenen, unlöslich
gemachten Reagenzien werden auf bekannte Weise angewandt, um Bindungspartner
der Affinitätsreagenzien
aus hergestellten Präparationen,
diagnostischen Proben und anderen unreinen Mischungen zu absorbieren.
Auf ähnliche
Weise werden immobilisierte Enzyme verwendet, um katalytische Umwandlungen
mit einer leichten Wiedergewinnung des Enzyms auszuführen. Bifunktionelle
Verbindungen werden gewöhnlich verwendet,
um Analyte an detektierbare Gruppen bei Herstellung von diagnostischen
Reagenzien zu knüpfen.
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Viele
funktionelle Gruppen, die in Verbindungen dieser Erfindung vorliegen,
sind zur Verwendung bei der Quervernetzung geeignet. Die mit OH
substituierten R-Gruppen oder das Vinyl sind beispielhafte, geeignete
Stellen. Auf ähnliche
Weise sind die Amino- und andere reaktive Stellen, die auf den R2-,
R6-und R9-Gruppen
gefunden werden, geeignet. Geeigneter Schutz von reaktiven Gruppen
wird dort verwendet, wo es beim Zusammenbau des Vernetzungsmittels
erforderlich ist. Im allgemeinen werden die Verbindungen verwendet
durch Verknüpfung
der Phosphonsäure
oder der Aminogruppe mit den Hydroxyl- oder Ami nogruppen des Verknüpfungspartners
auf die gleiche gezeigte Weise, und durch kovalentes Binden an den
anderen Bindungspartner durch die R-Gruppe. Zum Beispiel wird ein
erster Bindepartner, wie ein Steroid-Hormon, verestert, und dann
wird dieses Konjugat durch das Hydroxymethyl-R mit Cyanogenbromidaktivierter
Sepharose vernetzt, wodurch ein immobilisiertes Steroid erhalten
wird. Andere Synthesewege zur Konjugation sind gut bekannt. Siehe
zum Beispiel Maggio, "Enzyme-Immunoassay" (CRC, 1988, S. 71–135) sowie
darin zitierte Literaturstellen.
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Die
Oligonucleotide dieser Erfindung können zum Beispiel mit irgendeiner
herkömmlich
detektierbaren Markierung markiert sein, z.B. einem fluoreszierenden
Strukturteil wie Fluorescein, Radioisotopen wie 14C
oder 3H, stabilen freien Radikalen, Avidin,
Biotin und dergleichen, von denen alle herkömmlich als Markierungen für Immunoassays
oder diagnostischen Sonden verwendet wurden. Die Markierung kann
auf dem Oligonucleotid oder auf dem Rest eines Analogs dieser Erfindung
vorliegen. Geeignete Markierungsmethoden sind gut bekannt und sind
ohne weiteres mit reaktiven Gruppen wie Hydroxyl, Allyl und dergleichen
zu verwenden. Eine einfache Methode besteht darin, die Verbindung
dieser Erfindung mit 3H durch Protonenaustausch
zu markieren. Die Verbindungen können
ebenso unter Verwendung herkömmlicher
Methoden biotinyliert sein. Siehe zum Beispiel US-Patent 5,276,143
für analoge
Strukturen. Die Verbindungen dieser Erfindung sind jedoch ebenfalls
direkt nutzbar in diagnostischen Sondenassays ohne von außen detektierbare
Markierung. In einer Ausführungsform
dieser Alternative werden Antikörper
gegenüber
den Verbindungen der Erfindung gezogen. Solche Antikörper (die
ihrerseits markiert sind oder in einer Doppelantikörper-Konfiguration
verwendet werden) binden an das Analoge dieser Erfindung und sind
deshalb beim Detektieren seiner Ge genwart als Markierung für ein Protein
oder eines Oligonucleotids nützlich.
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Die
Verbindungen der Erfindung sind verwendbar zur Behandlung von mikrobiellen
Infektionen, zur Behandlung von Tumoren oder bei anderen, unten
beschriebenen Indikationen. Durch die Verbindung dieser Erfindung
behandelbare mikrobielle Infektionen schließen Viren, Parasiten, Pilz
und Schimmel ein, jedoch wird angenommen, daß die Verbindungen am wirksamsten
sind gegenüber
Viren, was eine bevorzugte Nützlichkeit ausmacht.
Beispielhafte virale Infektionen schließen Infektionen ein, die durch
DNA- oder RNA-Viren verursacht werden, einschließlich Herpes-Viren (Herpes Simplex
Virus Typ 1 (HSV-1), HSV-2, Varicella Zoster-Virus (VZV), Epstein-Barr-Virus
(EBV), Cytometgalo-Virus
(CMV), Humaner Herpes-Virus Typ 6 (HHV-6), HHV-7, HHV-8, Rinder-Herpes-Virus
Typ 1, Pferde-Herpes-Virus Typ 1, Papilloma-Virus (HPV-Typen 1-55,
einschließlich
kanzinogenem HPV), Flavi-Viren (einschließlich Gelbfieber-Virus, Afrikanisches
Schweinefieber-Virus und Japanischer Encephalitis-Virus), Toga-Viren
(einschließlich
Venezuelatisches Pferd-Encephalomyelitis-Virus), Influenza-Viren
(Typen A-C), Retro-Viren
(HIV-1, HIV-2, HTLV-I, HTLV-II, SIV, FeLV, FIV, MoMSV), Adeno-Viren
(Typen 1-8), Pox-Viren (Vaccinia-Virus), Entero-Viren (Polio-Virus Typen 1-3, Coxsackie,
Hepatitis A-Virus und ECHO-Virus), Gastroenteritis-Viren (Norwalk-Viren,
Rota-Viren), Hanta-Viren
(Hantaan-Viren), Polyoma-Virus, Papova-Viren, Rhino-Viren, Parainfluenza-Virus-Typen
1-4, Rabies-Virus,
respiratorisches Synctial-Virus (RSV), Hepatitis-Viren A, B, C und
E und dergleichen.
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Die
antivirale Wirksamkeit der einzelnen Verbindungen kann bestimmt
werden durch einen Routine-Assay der antiviralen (oder anderen antimikrobiellen)
Wirksamkeit unter Verwendung von En zymhemmtests, Gewebekulturtests,
Tiermodelltests und dergleichen, wie dem Fachmann klar sein wird.
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Infektionen
von Protozoan-Parasiten, die unter Verwendung der Verbindungen der
Erfindung zu behandeln sind, schließen Infektionen ein, die verursacht
werden zum Beispiel von Mitgliedern der Subphylen Sarcomastigophora
und Sporozoa des Phylums Protozoa. Insbesondere schließt der hier
verwendete Ausdruck Protozoa die Gattungen der parasitischen Protozoa
ein, die bei Menschen wichtig sind, weil sie entweder beim Menschen
oder bei seinen Haustieren Krankheiten verursachen. Diese Gattungen
werden weitgehend klassifiziert in die Oberklassen Mastigophora
des Subphylums Sarcomastigophora und die Klasse Telesporea des Subphylums
Sporozoa in der Klassifizierung gemäß Baker (1969). Beispielhafte
Gattungen dieser parasitären
Protozoa schließen
Histomonas, Pneumocystis, Trypanosoma, Giardia, Trichomonas, Eimeria,
Isopora, Leishamania, Entamoeba, Toxoplasma und Plasmodium ein.
Parasitäre
Protozoan schließen
Plasmodium falciparum, Plasmodium berghei, Plasmodium malariae,
Plasmodium vivax, Leishmania braziliensis, Leishmania donovani,
Trypanosoma cruzi, Trypanosoma brucei, Trypanosoma rhodesiense,
Pneumocystis carinii, Entamoeba histolytica, Trichomonas vaginalis
und dergleichen ein (de Vries, E. et al., "Mol. Biochem. Parasitol." 1991: 47:43–50) und
Trypanosomen (Kaminsky et al. "J.
Parasitol." 1994;
80(6):1026–1030).
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Verbindungen
der Erfindung werden ebenfalls verwendet, um Pilz- oder Schimmelinfektionen
zu behandeln, die durch Candida glabrata, Candida tropicalis, Candida
albicans, und anderen Candida-Arten, Cryptococcus-Arten, einschließlich Cryptococcus
neoformans, Blastomyces-Arten, einschließlich Blastomyces dermatitidis,
Torulopsis-Arten, einschließlich
Torulopsis glabra ta, Coccidioides-Arten, einschließlich Coccidioides immitis,
Aspergillus-Arten und dergleichen verursacht werden.
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Die
Verbindungen der Erfindung können
ferner (1) angewandt werden auf Gewebekultur-Systeme, um virale(s)
Ausbreiten oder Wachstum während
der Produktion biopharmazeutischer oder andere Produkte (wie Proteinen
oder Impfstoffe) zu beseitigen oder zu verringern, (2) verwendet
werden, um virale(s) Ausbreiten oder Wachstum in klinischen Proben
(wie Blut) zu beseitigen oder zu verringern, und (3) verwendet werden, um
das Wachstum von Gewebekulturzellen zu stoppen, während die
Zellen gehalten werden, mit der Proteinproduktion fortzufahren.
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Es
wurde ferner gefunden, daß die
Verbindungen der Erfindung die Immunstimulierung unterdrücken. Folglich
können
sie metabolische Aktivitäten
von T-Lymphocyten unterdrücken,
die durch unterschiedliche Mittel, z.B. Concanavalin A, stimuliert
werden. Die Purinderivate der Erfindung dürften Anwendung finden bei
der Behandlung von zum Beispiel Autoimmunerkrankungen, z.B. Arthritis,
oder bei der Unterdrückung
der Transplantationsabstoßung.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
stellt die Erfindung eine pharmazeutische Zusammensetzung zur Verfügung mit
einem oder mehreren der Purinderivate der Erfindung in Mischung
mit einem oder mehreren pharmazeutischen Trägerstoff(en) oder Streckmittel(n).
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HERSTELLUNGSVERFAHREN
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Die
Erfindung stellt ferner ein Verfahren zur Herstellung der neuen
Purinderivate gemäß der Erfindung zur
Verfügung.
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Die
Ausgangsmaterialien für
die Purinderivate der Formel I sind 6-Chlorpurin und 2,6-Dichlorpurin, hergestellt
aus Hypoxanthin und Hypoxanthin-1-N-oxid mittels Chlorierung mit
POCl3 (Davoll und Blowy, J. Am. Chem. Soc.
1957, 73:2936). Dieses Ausgangsmaterial ist auch erhältlich von
kommerziellen Quellen (Sigma, Aldrich, Fluka, etc.). Die Verbindungen
der Formel I können
auch aus 2,6,8- und 6,8-Dichlorpurin, das aus Harnsäure mittels
Chlorierung mit POCl3 hergestellt wurde,
hergestellt werden (J. Am. Chem. Soc. 1958, 80:6671; J. Org. Chem.
1961, 26:447).
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Bei
einem Weg werden die 6-substituierten Purine der Formel I, worin
R6-Substituenten wie oben definiert sind, hergestellt durch Reaktion
von 6-Chlorpurin mit einem geeigneten Amin, wie Phenylglycinol,
2-, 3-, 4-Hydroxybenzylamin, Dihydroxybenzylamin, 4-Amino-resorcinol,
oder 2-, 3-, 4-Hydroxyanilin. 6-Chlorpurin wird
in n-Butanol aufgelöst,
und das passende R6-Amin (1,5–5 Äquivalente) sowie ein mehrfacher Überschuß von Triethylamin
wird verwendet. Nach Erhitzen für
mehrere Stunden wird die Reaktionsmischung abgekühlt, und das 6-substituierte
Purin wird erhalten.
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Bei
einem anderen Weg werden die 6,9-disubstituierten Purine der Formel
I, worin R6- und R9-Substituenten wie oben definiert sind, hergestellt
aus 6-substituierten Purinen (in DMSO oder DMF), zu denen pulverförmiges Calciumcarbonat
(ungefähr
3 Äquivalente)
hinzugefügt
wird, gefolgt von R9-Halogen. Nach mehreren
Stunden oder Tagen heftigen Rührens
wird das Produkt mittels Flüssigkeits-Chromatographie
isoliert.
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Bei
einem noch anderen Weg werde die 2,6-disubstituierten Purinderivate
der Formel I, worin R2- und R6-Substituenten wie oben definiert
sind, hergestellt aus 2,6-Dichlorpurin, indem 2,6-Dichlorpurin mit
einem geeigneten Nucleophil (Phenylglycinol, 2-, 3-, 4-Hydroxybenzylamin,
Dihydroxybenzylamin, 4-Amino-resorcinol,
2-, 3-, 4-Hydroxyanilin, substituierte Amine, Mercaptoderivate mit
2 Äquivalenten
von N-Methylpyrrolidon oder N-Ethyl-diisopropylamin, Alkoholaten)
gemäß der wie
oben für
das 6-Chlorpurin beschriebene Verfahren umgesetzt wird. Die Substitution
des C2-Cl wird dann erreicht durch Reaktion
mit einem zweiten Nucleophil (5–30 Äquivalente
an substituierten Aminen, Aminoalkoholen; Mercaptoderivaten in Gegenwart
von N-Methylpyrrolidon oder N-Ethyl-diisopropylamin) bei einer Temperatur
von 160–180°C. Das Produkt
wird durch Flüssigkeits-Chromatographie isoliert
oder aus n-BuOH oder Wasser kristallisiert.
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Bei
einem noch anderen Weg werden die 2,6,9-trisubstituierten Purinderivate
der Formel I, worin R2-, R6- und R9-Substituenten wie oben definiert sind,
hergestellt durch Alkylierung (K2CO3, DMSO, R9-Halogen) von
2-Chlor-6-substituierten Purinen und einer nachfolgenden Reaktion
mit R2-SH oder R2-NH
wie oben zur Herstellung der 2-Chlor-6-substituierten Purinderivate
beschrieben.
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In
einem anderen Weg werden die 2,9-disubstituierten Purinderivate
der Formel I, worin R2- und R9-Substituenten wie oben für eine Verbindung
der Formel I definiert sind, aus 2,6-Dichlorpurin in DMSO (oder DMF) hergestellt,
zu dem gepulvertes Caliumcarbonat (5 Äquivalente) hinzugefügt wird,
gefolgt von R9-Halogen (ungefähr 4 Äquivalente),
Nach einem oder zwei Tagen starken Rührens wird 9-alkyliertes-2,6-Dichlorpurin
(Nachweis auf der Grundlage des Hauptpunktes auf der Dünnschicht-Chromatographie)
mittels Flüssigkeits-Chromatographie
isoliert. Selektive Hydrolyse des C6-Cl
liefert 2-Chlor-9-alkylpurin
(10% Pd/BaSO4, MeOH, Et3N,
25°C, 2
h). Die letzte nucleophile Substitution des C2-Cl
wird erreicht mittels Reaktion im Überschuß (2–30 Äquivalente) des gewünschten
Nucleophils (substituierte Amine, Mercaptoderivate mit 2 Äquivalenten von
N-Methylpyrrolidon oder N-Ethyl-diisopropylamin, Alkoholaten) bei
einer Temperatur von 140–180°C (2–48 h).
2,9-disubstituierte
Purine werden dann mittels Flüssigkeitschromatographie
isoliert.
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THERAPEUTISCHE
VERABREICHUNG
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Geeignete
Wege zur Verabreichung der Purinderivate gemäß der Erfindung zur Verwendung
bei der Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers schließen zum
Beispiel orale, rektale, topische (einschließlich dermal, okkular, buccal
und sublingual), vaginale und parenterale Wege (einschließlich subkutan, intramuskulär, intravitrös, intravenös, intradermal,
intrathecal und epidural) ein. Der bevorzugte Verabreichungsweg
hängt ab
von dem Zustand des Patienten, der Toxizität des verwendeten, speziellen
Derivates sowie der Infektionsstelle – neben anderen Überlegungen,
die dem Kliniker bekannt sind.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfaßt
die pharmazeutische Zusammensetzung etwa 1% bis etwa 95% eines oder
mehrerer des (der) Purinderivats (Purinderivate) der Erfindung als
aktivem Bestandteil sowie mindestens ein pharma zeutisch akzeptables
Trägermaterial
oder Streckmittel, wobei Einzeldosisformen der Verabreichung vorzugsweise
etwa 20% bis etwa 90% des aktiven Bestandteils umfassen, und Verabreichungsformen,
die nicht und in einer Einzeldosis vorliegen, vorzugsweise etwa
5% bis etwa 20% des aktiven Bestandteils umfassen. Einzeldosisformen
sind zum Beispiel beschichtete Tabletten, Tabletten, Ampullen, Vials,
Suppositorien oder Kapseln. Andere Verabreichungsformen schließen zum
Beispiel Salben, Cremes, Pasten, Schäume, Tinkturen, Lippenstifte,
Tropfen, Sprays, Dispersionen und dergleichen ein. In einer bevorzugten
Ausführungsform
sind die Purinderivate in Kapseln eingeschlossen, die etwa 0,05g
bis etwa 1,0g des aktiven Bestandteils umfassen.
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Die
pharmazeutischen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung werden
auf an sich bekannte Weise hergestellt, zum Beispiel mittels herkömmlichen
Misch-, Granulier-, Beschichtungs-, Auflösungs- oder Lyophylisier-Prozessen.
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Vorzugsweise
werden Lösungen
des aktiven Bestandteiles, wie auch ferner Suspensionen oder Dispersionen,
insbesondere isotonische wäßrige Lösungen,
Dispersionen oder Suspensionen verwendet, wobei es möglich ist,
vor Gebrauch hergestellt zu werden, wie zum Beispiel im Fall von
lyophylisierten Zusammensetzungen, die die aktive Substanz selbst
oder zusammen mit einem Träger,
zum Beispiel Mannitol, umfassen. Die pharmazeutischen Zusammensetzungen
können
sterilisiert werden und/oder Vehikel umfassen, zum Beispiel Konservierungsstoffe,
Stabilisatoren, Benetzungsmittel und/oder Emulgatoren, Solubilisierungsmittel, Salze
zum Einstellen des osmotischen Drucks und/oder Puffer, und sie können auf
an sich bekannte Weise hergestellt werden, zum Beispiel mittels
herkömmlicher
Auflösungs-
oder Lyophylisierprozesse. Die Lösungen oder
Suspensionen können
Viskosi tät-steigernde
Substanzen umfassen, wie Natriumcarboxymethylcellulose, Carboxymethylcellulose,
Dextran, Polyvinylpyrrolidon oder Gelatine.
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In-Öl-Suspensionen
umfassen als der öligen
Komponente diejenigen pflanzlichen, synthetischen oder halb-synthetischen Öle, die
für Injektionszwecke
gebräuchlich
sind. In der Erfindung zu verwendenden Öle schließen vorzugsweise flüssige Fettsäureester
ein, die als der Säurekomponente
eine langkettige Fettsäure mit
8–22,
insbesondere 12–22
Kohlenstoffatome enthalten, zum Beispiel Laurinsäure, Tridecylsäure, Myristinsäure, Pentadecylsäure, Palmitinsäure, Margarinsäure, Stearinsäure, Arachidonsäure, Behensäure oder
entsprechend ungesättigte
Säuren,
zum Beispiel Ölsäure, Elaidinsäure, Eurinsäure, Brasidinsäure oder
Linolsäure,
falls passend mit der Zugabe von Antioxidantien, zum Beispiel Vitamin
E, β-Karotin,
oder 3,5-di-tert-Butyl-4-hydroxytoluol.
Die Alkoholkomponente dieser Fettsäureester besitzt vorzugsweise
nicht mehr als 6 Kohlenstoffatome und ist mono- oder polyhydrisch,
zum Beispiel mono-, di- oder trihydrisches Alkohol, zum Beispiel
Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol oder Pentanol, oder Isomere
davon, aber insbesondere Glykol und Glycerin. Geeignete Fettsäureester
sind zum Beispiel: Ethyloleat, Isopropylmyristat, Isopropylpalmitat, "Labrafil M 2375" (Polyoxyethylenglycerin-trioleat
von Gattefosse, Paris), "Labrafil
M 1944 CS" (ungesättigte polyglykolierte
Glyceride, hergestellt durch Alkoholyse von Aprikose-Kernöl und gefertigt
aus Glyceriden und Polyethylenglykolestern; von Gattefosse, Paris, "Labrasol" (gesättigte polyglykolierte
Glyceride, hergestellt durch Alkoholyse von TCM und gefertigt aus
Glyceriden und Polyethylenglykolestern; von Gattefosse, Paris) und/oder "Miglyol 812" (Triglycerid von
gesättigten
Fettsäuren
der Kettenlänge
C8 bis C12 von Hüls AG, Deutschland),
und insbesondere Pflanzenöle
wie Baumwollsamen öl,
Mandelöl,
Olivenöl,
Castoröl,
Sesamöl, Sojabohnenöl und insbesondere
Erdnußöl.
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Die
Herstellung der Injektionszusammensetzungen wird auf gewöhnliche
Weise unter sterilen Bedingungen durchgeführt, was das Abfüllen, zum
Beispiel in Ampullen oder Vials, und das Verschließen der
Behälter
betrifft.
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Pharmazeutische
Zusammensetzungen zum oralen Gebrauch können zum Beispiel erhalten
werden durch Kombinieren des aktiven Bestandteils mit einem oder
mehreren festen Trägern,
falls passend unter Granulierung der resultierenden Mischung, und,
falls gewünscht,
Prozessieren der Mischung oder des Granulats zu Tabletten oder beschichteten
Tablettkernen, falls passend durch Zugabe von zusätzlichen
Vehikeln. Geeignete Träger
sind insbesondere Hilfsstoffe wie Zucker, zum Beispiel Lactose,
Sucrose, Mannitol oder Sorbitol, Cellulose-Präparationen und/oder Calciumphosphaten,
zum Beispiel Tricalciumdisphosphat oder Calciumhydrogenphosphat,
und ferner Bindemittel wie Stärkematerialien,
zum Beispiel Mais-, Weizen-, Reise- oder Kartoffelstärke, Methylcellulose,
Hydroxypropylmethylcellulose, Natriumcarboxymethylcellulose und/oder
Polyvinylpyrrolidon und/oder, falls gewünscht, Desintegratoren wie
die oben erwähnten
Stärkematerialien,
und ferner Carboxymethylstärke,
vernetztes Polyvinylpyrrolidon, Algininsäure oder ein Salz davon wie
Natriumalginat. Weitere Vehikel sind insbesondere Fließreguliermittel
und Gleitmittel, zum Beispiel Salicylsäure, Talk, Stearinsäure oder
Salze davon wie Magnesiumstearat oder Calciumstearat und/oder Polyethylenglykol
oder Derivate davon.
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Beschichtete
Tablettkerne können
mit geeigneten Beschichtungen versehen werden, welche, falls passend,
gegenüber
dem Magen saft resistent sind, wobei die verwendeten Beschichtungen
unter anderem konzentrierte Zuckerlösungen, die, falls passend,
Gummi Arabicum, Talk, Polyvinylpyrrolidon, Polyethylenglykol und/oder
Titandioxid umfassen, Beschichtungslösungen in geeigneten organischen
Lösungsmitteln
oder Lösungsmittelmischungen
oder – zur
Herstellung von Beschichtungen, die gegenüber dem Magensaft resistent
sind – Lösungen von
geeigneten Cellulose-Präparationen
wie Acetylcellulosephthalat oder Hydroxypropylmethylcellulose-phthalat
sind. Farbstoffe oder Pigmente können
den Tabletten oder den Beschichtungen von beschichteten Tabletten
zugefügt
werden, zum Beispiel zur Identifikation oder Charakterisierung unterschiedlicher
Dosen des aktiven Bestandteils.
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Pharmazeutische
Zusammensetzungen, die oral verwendet werden können, sind ebenso Hartkapseln aus
Gelatine sowie weiche, geschlossene Kapseln aus Gelatine und einem
Weichmacher wie Glycerin oder Sorbitol. Die Hartkapseln können den
aktiven Bestandteil in Form von Granulaten, gemischt zum Beispiel
mit Füllstoffen
wie Maisstärke,
Bindemitteln und/oder Gleitmitteln wie Talk oder Magnesiumstearat,
und falls passend Stabilisatoren enthalten. In weichen Kapseln ist
der aktive Bestandteil vorzugsweise in geeigneten flüssigen Vehikeln
wie Fettölen,
Paraffinöl
oder flüssigen
Polyethylenglykolen oder Fettsäureestern
von Ethylenglykol oder Propylenglykol aufgelöst oder suspendiert, wobei
es gleichfalls möglich
ist, Stabilisatoren und Detergentien, zum Beispiel vom Typ des Polyethylensorbitals-Fettsäureesters,
hinzuzufügen.
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Andere
orale Formen zur Verabreichung sind zum Beispiel auf gewöhnliche
Weise hergestellte Sirups, die den aktiven Bestandteil zum Beispiel
in suspendierter Form und in einer Konzentration von etwa 5% bis 20%,
vorzugsweise etwa 10% oder in einer ähnlichen Konzentration umfassen,
was zu einer geeigneten einzelnen Dosis führt, zum Beispiel wenn 5 oder
10ml abgezweigt werden. Andere Formen sind zum Beispiel ferner pulverförmige oder
flüssige
Konzentrate zur Herstellung von Shakes, zum Beispiel in Milch. Solche
Konzentrate können
auch in Einheitdosenmengen abgepackt werden.
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Pharmazeutische
Zusammensetzungen, die rektal verwendet werden können, sind zum Beispiel Suppositorien,
die eine Kombination des aktiven Bestandteils mit einer Suppositorien-Basis
umfassen. Geeignete Suppositorien-Basisstoffe sind zum Beispiel
natürlich
vorkommende oder synthetische Triglyceride, paraffinische Kohlenwasserstoffe,
Polyethylenglykole oder höhere
Alkanole.
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Zusammensetzungen,
die zur parenteralen Verabreichung geeignet sind, sind wäßrige Lösungen eines
aktiven Bestandteils in wasserlöslicher
Form, zum Beispiel von wasserlöslichem
Salz, oder wäßrigen Injektionssuspensionen,
die viskositätserhöhende Substanzen,
zum Beispiel Natriumcarboxymethylcellulose, Sorbitol und/oder Dextran
und, falls passend, Stabilisatoren umfassen können. Der aktive Bestandteil
kann auch in Form eines Lyophylisats vorliegen, falls passend zusammen
mit Vehikeln, und vor der parenteralen Verabreichung durch Zugabe
von geeigneten Lösungsmitteln
aufgelöst
werden. Lösungen
wie solche, die zum Beispiel zur parenteralen Verabreichung verwendet
werden, können
auch als Infusionslösungen
verwendet werden. Bevorzugte Konservierungsstoffe sind zum Beispiel
Antioxidantien, wie Ascorbinsäure
oder Mikrobicide wie Sorbin- oder Benzoensäure.
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Salben
sind Öl-in-Wasser-Emulsionen,
die nicht mehr als 70%, jedoch vorzugsweise 20. bis 50% Wasser oder
eine wäßrige Phase
umfassen. Die Fettphase kann zum Beispiel aus Kohlenwasser stoffen,
zum Beispiel Vaseline, Paraffinöl
oder Hartparaffinen bestehen, die vorzugsweise geeignete Hydroxyverbindungen
wie Fettalkohole oder Ester davon, zum Beispiel Cetylalkohol oder
Wollwachsalkohole wie Wollwachs umfassen, um die Wasserbindekapazität zu verbessern.
Emulgatoren sind entsprechende lipophile Substanzen wie Sorbitanfettsäureester
(Spans), zum Beispiel Sorbitanoleat und/oder Sorbitanisostearat.
Additive für
die wäßrige Phase
sind zum Beispiel Feuchthaltemittel wie Polyalkohole, zum Beispiel
Glycerin, Propylenglykol, Sorbitol und/oder Polyethylenglykol, oder
Konservierungsstoffe und Duftstoffe.
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Fettsalben
sind wasserfrei und können
als Basis insbesondere Kohlenwasserstoffe, zum Beispiel Paraffin,
Vaseline oder Paraffinöl
und ferner natürlich
vorkommende oder halbsynthetische Fettstoffe, zum Beispiel hydrierte
Kokusnuß-Fettsäure-Triglyceride
oder vorzugsweise hydrierte Öle,
zum Beispiel hydriertes Erdnuß-
oder Castoröl,
und ferner Fettsäure-Teilester
des Glycerins, zum Beispiel Glycerin-Mono- und/oder Di-Stearat und zum Beispiel
die Fettalkohole umfassen. Sie können
auch Emulgatoren und/oder Additive, die in Verbindung mit den Salben
erwähnt
wurden, enthalten, was die Aufnahme von Wasser erhöht.
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Cremes
sind Öl-in-Wasser-Emulsionen,
die mehr als 50% Wasser umfassen. Verwendete ölige Basisstoffe sind insbesondere
Fettalkohole, zum Beispiel Lauryl-, Cetyl- oder Stearyl-Alkohole,
Fettsäuren,
zum Beispiel Palmitin- oder Stearinsäure, flüssig bis feste Wachse, zum
Beispiel Isopropylmyristat, Wollwachs oder Bienenwachs, und/oder
Kohlenwasserstoffe, zum Beispiel Vaseline (Petrolatum) oder Paraffinöl. Emulgatoren sind
oberflächenaktive
Substanzen mit hauptsächlich
hydrophilen Eigenschaften, wie entsprechende nicht-ionische Emulgatoren,
zum Beispiel Fettsäureester
von Polyalkoholen oder Ethylenoxy-Addukte davon, wie Polyglycersäure-Fettsäureester
oder Polyethylensorbitan-Fettester (Tweens) und ferner Polyoxyethylen-Fettalkoholester
oder Polyoxyethylen-Fettsäureester,
oder entsprechende ionische Emulgatoren wie Alkalimetallsalze von
Fettalkoholsuflfaten, zum Beispiel Natriumlaurylsulfat, Natriumcetylsulfat
oder Natriumstearylsulfat, die gewöhnlich in Gegenwart von Fettalkoholen
verwendet werden, zum Beispiel Cetyl-Stearyl-Alkohol oder Stearyl-Alkohol.
Additive für
die wäßrige Phase
sind unter anderem Mittel zum Verhindern des Austrocknens von Cremes,
zum Beispiel Polyalkohole wie Glycerin, Sorbitol, Propylenglykol
und/oder Polyethylenglykolen, und ferner Konservierungsstoffe und
Geruchsstoffe.
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Pasten
sind Cremes und Salben mit Sekretions-absorbierenden Pulverbestandteilen,
wie Metalloxiden, zum Beispiel Titanoxid oder Zinkoxid und ferner
Talk und/oder Aluminiumsilicaten, die die Aufgabe haben, vorhandene
Feuchtigkeit oder Sekretbildungen zu binden.
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Schäume werden
aus unter Druck gesetzten Behältern
verabreicht und können
in Aerosolschaum vorliegenden, flüssigen Öl-in-Wasser-Emulsionen sein. Als Treibgase
werden halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie polyhalogenierte Alkane,
zum Beispiel Dichlorfluormethan und Dichlortetrafluorethan oder
vorzugsweise nicht-halogenierte gasförmige Kohlenwasserstoffe, Luft,
N2O oder Kohlendioxid verwendet. Verwendete ölige Phasen
und Additive sind unter anderem jene, die oben für Salben und Cremes erwähnt wurden.
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Tinkturen
und Lösungen
umfassen gewöhnlich
eine wäßrigethanolische
Basis, zu der zum Beispiel Befeuchtungsmittel zum Verringern des
Verdampfens, wie Polyalkohole, zum Beispiel Glycerin, Glykole und/oder
Polyethylenglykol, und Substanzen zum Öligmachen wie Fettsäureester
mit niederen Polyethylenglykolen, d.h. lipophilen Substanzen, die
in der wäßrigen Mischung
löslich
sind zum Ersetzen der aus der Haut mit den Ethanol-entfernten, fettigen
Substanzen, und falls erforderlich andere Vehikel und Additive zugemischt werden.
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Die
pharmazeutischen Zusammensetzungen gemäß der Erfindung können auch
Veterinär-Zusammensetzungen
umfassen, die mindestens einen wirksamen Bestandteil wie oben definiert
zusammen mit einem Veterinärträger dafür umfassen.
Veterinärträger sind
Materialien zur Verabreichung der Zusammensetzung und können feste,
flüssige
oder gasförmige
Materialien sein, die inert sind oder in der Veterinärtechnik akzeptabel
sind und mit dem aktiven Bestandteil kompatibel sind. Diese Veterinärzusammensetzungen
können
oral, parenteral oder auf irgendeinem anderen Weg verabreicht werden.
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Die
Erfindung stellt ferner Verfahren zur Behandlung verschiedener Krankheiten
zur Verfügung,
wie jene Erkrankungszustände,
die oben erwähnt
wurden. Die Verbindungen können
prophylaktisch oder therapeutisch als solche oder in Form von pharmazeutischen
Zusammensetzungen verabreicht werden, vorzugsweise in einer Menge,
die gegen die erwähnten
Krankheiten wirksam ist. Bei einem warmblütigen Tier, zum Beispiel einem
Menschen, der eine solche Behandlung benötigt, werden die Verbindungen
insbesondere in Form der pharmazeutischen Zusammensetzung verwendet.
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Die
Erfindung wird durch die folgenden Beispiel und Figuren weiter veranschaulicht,
die lediglich zur Veranschaulichung der Erfindung dienen, ohne deren
Umfang zu begrenzen.
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1 zeigt
einen Vergleich zwischen normal PHA-stimulierten Lymphocyten und hämapoietischen Zellinien,
was zeigt, daß Lymphocyten
gegenüber
einigen der neuen Verbindungen sensitiver sind als Zellinien, mit
Ausnahme von P23, welches bei KG1 deutlich wirksamer war als bei
normalen PBMC.
-
2 zeigt
die Ergebnisse einer mikroskopischen Untersuchung von KG1-Zellen,
die mit P23 inkubiert wurden. Lebende, apoptotische, nektrotische
und sekundärnekrotische
Zellen wurden nach 6, 12, 24, 48 und 72 Stunden des Aussetzens gegenüber den
Verbindungen der Erfindung gezählt.
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3 ist
eine Grafik, die den Prozentsatz an Zellen mit DNA-Fragmentierung
(Apoptose) zeigt, detektiert durch die TUNEL-Technik in der Zellinie
KG1 nach Inkubation mit P23 über
einen Zeitraum von 72 Stunden.
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6 zeigt
Grafiken, die den Prozentsatz von KG1-Zellen in der G0-G1-Phase zeigen, detektiert durch DNA-Färbung mit Ethidiumbromid (EB)
bezüglich
P23. TUNEL in Kombination mit EB zeigt den Prozentsatz an apoptotischen
(apop Pop-) und nicht-apoptotischen (norm Pop-) Zellen in G0-G1.
-
BEISPIELE
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BEISPIEL 1:
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6-[(RS)-(1-Phenyl-2-hydroxyethyl)amino]purin
-
6-Chlorpurin
(3mMol, 0,47g), (RS)-2-Phenylglycinol (5mMol, 0,7g) und Triethylamin
(2ml) wurden unter Rühren
in 10ml 1-Butanol
erhitzt (125°C,
3h). Nach dem Abkühlen
wurden die flüchtigen
Komponenten verdampft. Das Produkt wurde durch Kristallisation aus
Essigsäure/Ethylacetat
erhalten. Rekristallisation aus heißer Essigsäure ergab das gewünschte Produkt;
Ausbeute 82%, Sp 130–138°C. MS (Waters/Micromas ZMD-Detektor,
direkter Einsatz, MeOH + AcOH-Lösung,
ESI 20 eV): 256,4 (100%), [M + H]+-FTIR
(Nicolet 205, KBr, cm–1): 1695, 1623, 1607,
1587, 1411, 1368, 1317, 1291.
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2-Chlor-6-[(S)-(1-Phenyl-2-hydroxyethyl)amino]purin
-
2,6-Dichlorpurin
(1,66mMol, 0318), (S)-2-Phenylglycinol (2Mmol, 0,27g) und Triethylamin
(0,3ml) wurden in 5ml 1-Butanol
erhitzt (120°C,
1h). Nach Verdampfen der flüchtigen
Komponenten wurde das Produkt mittels Säulenchromatographie isoliert
(Silica Gel, CHCl3/MeOH/AcOH; 60/2,8/1,2).
Kristallisation aus MeOH-Et2O ergab 0,33g
des Produkts; Ausbeute 86%; Sp 205–210°C; [α]D=
+21,9 (MeOH, c = 0,22).
-
Andere
Purinderivate, die durch das Verfahren von Anspruch 1 hergestellt
wurden, sind in Tabelle 1 aufgelistet.
-
Tabelle
1: Purinderivate, hergestellt durch das Verfahren von Anspruch 1
-
-
BEISPIEL 2:
-
2-Chlor-9-isopropyl-6-[(S)-(1-phenyl-2-hydroxyethyl)
amino]purin
-
2-Chlor-6-[(S)-(1-phenyl-2-hydroxyethyl)amino]purin
(0,6Mmol, 0,178), pulverförmiges
Kaliumcarbonat (1,4Mmol, 0,2g) und Isopropylbromid (4,2mMol, 0,4ml)
wurden in trockenem DMF (2ml) für
24 Stunden stark gerührt.
2-Brompropan (0,4ml) wurden hinzugefügt und die Reaktion wurde für weitere
48 Stunden fortgesetzt. Nach Verdampfen der flüchtigen Komponenten wurde der
Rückstand
zwischen Wasser und Ethylacetat getrennt. Die organische Schicht
wurde über
Natriumsulfat getrocknet. Das Produkt wurde aus Diethylether (0,167g)
kristallisiert. Ausbeute 84%, Sp 150–152°C, [α]D =
19,2 (c = 0,22; CHCl3). MS EI(Jeol JMS-D100, 80 eV, 300vA,
200°C, direkter
Einlaß):
331,1183 (M'; C15H18N5OCl,
theor. 331,1200; 0,3), 301(48), 300,1013 (C15H15N5Cl, theor. 300,1016;
89), 258(100), 222(11), 195(6), 155(6), 153(9), 134(6), 119(18),
106(11), 91(9), 77(11).
-
2-(S)-(2-Hydroxypropyl)amino-9-isopropyl-6-[(S)-(1-phenyl-2-hydroxyethyl)amino]purin
-
2-Chlor-9-isopropyl-6-[(S)-(1-phenyl-2-hydroxyethyl)amino]purin
(0,28mMol, 94mg) und (S)-2- hydroxypropylamin
(2,8mMol, 0,22ml) wurden in Diglyme (0,5ml) erhitzt (verschlossene
Ampulle, 160°C,
3h). Nach Verdampfen des Lösungsmittels
und eines Überschusses
des Amins wurde das Produkt mittels Säulenchromatographie gereinigt
(Silica Gel, 3 % MeOH in CHCl3). Kristallisation
aus CHCl3Et2O ergab
2-(S)-(2-hydroxyethyl)amino-9-isopropyl-6-[(RS)-(1-phenyl-2-hydroxyethyl)amino]purin
(75mg); Ausbeute 72%; Sp 110–112°C; [α]D=58, 6 (c = 0,2; CHCl3).
MS EI (Jeol JMS-D100, 80 eV, 300vA, 200°C, direkter Einlaß): 370,2129
(M'; C19H26N6O, theor. 370,2117;
15), 352(8), 240(49), 339(100), 325(8), 321(18), 297(19), 296(19),
296(23), 295(26), 282(11), 279(41), 205(40), 163(24), 134(17), 106(22),
91(15), 41(12), 1H-NMR(200MHz, CDCl3): 1,20 d(3H, J = 6,4, CH3CHOH),
1,52 d(6H J=6,5, (CH(CH3)2),
5,16 t(1H, CHPh), 5,3 bs (1H Aust.), 6,50 bs (1H, Aust.), 7,22–7,40 m(5H,
phz), 7,50 s(1H, HC8).
-
2-(R)(2-hydroxypropyl)amino-9-isopropyl-6-[(S)-(1-phenyl-2-hydroxyethyl)amino]purin
-
Dieses
Purinderivat wurde auf die gleiche Weise wie das vorangehende Isomer
hergestellt, außer
daß anstelle
des (S)-2-Hydroxypropylamins
das (R)-2-Hydroxypropylamin verwendet wurde; Ausbeute 70%; Sp 109–112°C; [α]D = 43,6 (c = 0,15; CHCl3).
MS EI(Jeol JMS-D100, 80 eV, 300vA, 200°C, direkter Einlaß): 370,2129
(M'; C19H26N6O, theor. 370,2117;
15), 352(8), 340(49), 339(100), 325(8), 321(18), 297(19), 296 (23), 295(26),
282(11), 279(41), 205(40), 163(25), 134(17), 106(22), 91(15), 41(12), 1H-MNR(200MHz, CDCl3):
1,20 d (3H, J=6,4, CH3CHOH), 1,53 d (6H
J=6,5, (CH3)2CH),
1,8 bs(1H Aust.), 3,32 m(2H, CH2NH), 4,01
d (2H, J = 5,0, CH2OH), 4,00 m(1H, CHOH),
4,50 sept (1H, J = 6,5, CH(CH3)2),
5,16 t(1H, CHPh), 5,3 bs(1H, Aust.), 6,50 bs(1H, Aust.), 7,22-7,40
m (5H, ph), 7,50 s(1H, HC8).
-
2-Hexylamino-9-isopropyl-6-[(S)-1(phenyl-2-hydroxyethyl)amino]purin
-
2-Chlor-9-isopropyl-6-[(S)-(1-phenyl-2-hydroxyethyl)amino]purin
(0,3mMol, 100mg) wurde in n-Hexylamin (3ml) erhitzt (verschlossene
Ampulle, 160°C,
3h). Überschuß des Amins
wurde verdampft, und das Produkt wurde mittels Säulenchromatographie gereinigt
(Silica Gel, stufenweise 0, 1, 2,% MeOH in CHCl3).
Das Sirup-artige Produkt (110mg, 92%) kristallisierte spontan nach
mehreren Wochen; Sp war zur Messung zu gering. MS EI(Jeol JMS-D100,
80 eV, 300vA, 200°C,
direkter Einlaß):
396 (M+; 12), 378(17), 377(10), 366(56), 365(100),
323(41), 307(10), 301(7), 295(10), 251(8), 239(14), 205(12), 163(9),
134(16), 106(23) ; H-NMR(400MHz, CDCl3):
0,907 t(3H, J=6,9, CH3CH2),
1,287-1,1420 m(4H, (CH2)2),
1,521-1,65 m (10H, (CH2)2 +
(CH3)2CH), 3,31-3,42
m(2H, CH2N), 3,955-4,08 m(2H, CH2OH), 4,635 sept (1H, J = 6,8, CH (CH3)2), 4,74 bs (1H,
NHCH2), 5,315 bs (1H, CHCH2OH),
7,28-8,42 m (5H, Ph); 7, 496 (1H, HC8).
Die 2D-COSY-Spektren wurden zur strukturellen Zuordnung von Protonensignalen
verwendet.
-
Tabelle
2 listet die Purinderivate gemäß der Erfindung
auf, die durch das Verfahren von Beispiel 2 hergestellt wurden.
-
Tabelle
2: Purinderivate, hergestellt durch das verfahren von Beispiel 2
-
-
-
BEISPIEL 3
-
cdk-Hemmtests
-
Cyclin-abhängige Kinasen
(p34cdc2, p33cdk2,
p33cdk4) und Cycline (Cyclin B, E und D1)
werden in Sf9-Insektenzellen, die mit geeigneten baculoviralen Konstrukten
co-infiziert wurden, produziert. Die Zellen werden 68–72 Stunden
nach der Infektion in Lysepuffer 30 Minuten auf Eis geerntet, und
die lösliche
Fraktion wird durch Zentrifugieren bei 14.000g während 10 Min. wiedergewonnen.
Das Proteinextrakt wird bei –80°C gelagert.
-
Rb-GST
wird unter Verwendung eines E. coli-Expressionssystems hergestellt,
welches eine den C-Terminus des Retinoblastoma-Proteins (Aminosäuren 773–928) kodierende Sequenz enthält, welches
dafür bekannt
ist, durch die p33cdk4-Kinase phosphoriert
zu werden. Das Fusionsprotein wird über Glutathion-Agarosekügelchen
gereinigt. Lysepuffer: 50mM Tris pH 7,4, 150mM NaCl, 5mM EDTA, 20mM
NaF, 1% Tween, 1mM DTT, 0,1mM PMSF, Leupeptin, Aprotonin.
-
Enzymhemmtests
-
Zur
Durchführung
von Experimenten über
Kinetiken unter linearen Bedingungen wird das Endpunkt-Testsystem
zur Kinase-Aktivitätsmessung
verwendet. Die Kinase wird zu der Reaktionsmischung auf eine solche
Weise hinzugefügt,
daß eine
lineare Aktivität
in Bezug auf die Konzentration des Enzyms und in Bezug auf die Zeit
erhalten wird.
-
Die
p34cdc2 und p33cdk2-Kinase-Hemmtests
beinhalten die Verwendung von lmg/ml Histon H1 (Sigma, Typ III-S)
in Gegenwart von 15μM
[γ-32P]ATP (500–100 cpm/pmol) (Amersham) in
einem Endvolumen von 20μl.
Hemmung der p33cdk4-Kinase wird mit Rb-GST
(0,2mg/ml) als dem Substrat bestimmt. Die Kinase-Aktivität wird bei
30°C in
Kinasepuffer bestimmt.
-
Getestete
Verbindungen werden gewöhnlich
auf 100mM-Lösungen
in DMSO auflöst,
wobei die Endkonzentration von DMSO in der Reaktionsmischung 1%
niemals übersteigt.
Die Kontrollen enthalten geeignete Verdünnungen von DMSO. Nach 10 Min.
stoppt die Zugabe von 3 × SDS-Probenpuffer
die Inkubationen. Phosphorylierte Proteine werden elektrophoretisch
unter Verwendung von 12,5% SDS-Polyacrylamid-Gel getrennt. Die Messung
der Kinase-Aktivität erfolgt
unter Verwendung einer Digitalbildanalyse. Die Kinase-Aktivität wird ausgedrückt als
einem Prozentsatz der maximalen Aktivität, wobei die scheinbaren Hemmkonstanten
durch grafische Analyse bestimmt werden. Kinasepuffer: 50mM Hepes
pH 7,4, 10mM MgCl2, 5mM EGTA, 10mM 2-Glycerinphosphat,
1mM NaF, 1mM DTT.
-
Tabelle
3 zeigt die Ergebnisse der Hemmwirkung der Purinderivate gemäß der Erfindung
gegenüber CDC2
und IκB-α. Die 2,6,9-trisubstiuierten
Purinderivate zeigten deutliche Hemmwirkung bei den in vitro-Kinasetests.
Veränderung
der 2,6,9-trisubstituierten
Purine durch Catechol-ähnliche
Substuenten bei R6 führt
zur Erhöhung
der cdk-Hemmwirkung der getesteten Verbindungen.
-
Tabelle
3: Kinase-Hemmwirkung der 2,6,9-trisubstituierten Purinderivate
gemäß der Erfindung
-
-
BEISPIEL 4
-
Modulierung der Aktivität oder Signalübertragung
von β-adrenergen/purinergen
Rezeptoren
-
C6-Glioma
von Ratten (ATCC Nr. CCLl07) wurden als Monolayer in Serum-freiem,
chemisch definiertem Medium kultiviert, welches Ham's F10/minimal wesentliches
Medium (1:1 Vol/Vol), 2mM L-Glutamin,
1% (Vol/Vol) Vitamine für
minimal-wesentliches Medium (100 ×), 1% (Vol/Vol) nichtwesentliche
Aminosäuren
für minimalwesentliches
Medium (100 ×),
100U/ml Penicillin, 100μg/ml
Streptomycin und 30nM Natriumselenit. Inkubation erfolgte bei 37°C in feuchter
Atmosphäre.
Tests wurden in der logarithmischen Wachstumsphase bei einer Dichte
von 2,5 × 105-Zellen/cm2 ausgeführt. Die
intrazelluläre
cAMP-Synthese wurde durch Zugabe von 5μM (–)-Isoproterenol induziert.
Nach 30 Min-Inkubation bei 37°C
wurde das Medium entfernt, und die zelluläre Menge von cAMP wurde unter
Verwendung des cAMP-Enzymimmunoassay-Kits von Amersham bestimmt. Aus
einer Dosis/Antwort-Kurve in Duplikat wird das IC50 bestimmt.
Die Wirkung von sieben Purin- Analoga
wurde gleichzeitiger Zugabe von Isoproterenol gemessen.
-
Tabelle
4: Modulierung der Aktivität
von β-adrenergen
Rezeptoren durch substituierte Purinderivate
-
Da
P2Y1-artige und A2-purinergene Rezeptoren,
die jeweils negative bzw. positiv mit der Adenylatcyclase gekoppelt
sind, auf den C6-Gliomazellen der Ratte vorliegen, kann die Modulierung
der Synthese von cAMP begründet
sein durch Hemmung der Aktivierung von β-adrenergen Rezeptoren durch
Isoproterenol oder der Aktivierung von purinergenen Rezeptoren.
-
BEISPIEL 5
-
Wirkung der
neuen Verbindungen auf die Proliferation von hämatopoietischen Zellen
-
Zelltrennung und Zellkulturen:
-
Zellinien:
Humane leukämische
Zellinien wurden von der American Type Culture Collection (ATCC, Rockville,
MD, USA) erhalten. Sie wurden in Iscove's modifiziertem Dulbecco's Medium (IMDM),
welches Rockville durch 10% Hitze-inaktiviertes fötales Kälberserum
(FCS), 200U/ml Penicillin, 200μg/ml
Streptomycin und 1μg/ml
Amphotericin supplementiert war. Zellen wurden in 5% Co2/95%
Luft vollbefeuchtetem Inkubator kultiviert. Bezüglich Wirkungen auf eine Klonausbeute
wurden 1.000 Zellen/Well als Duplikat in Methylcellulose (0,9%),
welches mit 20% FCS supplementiert war, plattiert und für 14 Tage
kultiviert.
-
Peripherblut-Mononuclearzellen
(PBMC):
-
Humane
Peripherblut-Mononuclearzellen wurden mittels Dichtegradient isoliert
(Ficoll-Hypaque) (LSM, ICN Biomedicals Inc.). PBMC wurden mit 5μg/ml Phytohämaglutinin
A (PHA) (Sigma) in 24–48
Stunden in IMDM, welches mit 10% FCS (IMDM/10% FCS) bei 37°C stimuliert.
Nach Abwaschen des PHA wurden die PBMCs mit Interleukin-2 (IL-2)
inkubiert (10U/ml) (Genzyme).
-
Adulte Knochenmarks(ABM)-Zellen:
-
Knochenmarkszellen
wurden durch sternale Punktur aus hämatologisch normalen Spendern,
die einer Herzoperation unterzogen wurden, nach Erhalt des Einverständnisses
erhalten. Zellen wurden in IMDM, welches mit 10% FCS und 100 U/ml
Heparin supplementiert war, gesammelt und mittels Dichtegradient
wie bezüglich
PBMC erwähnt
getrennt. Nach Waschen wurden Zellen in IMDM/10% FCS resuspendiert
und mit einem FACStar (Becton Dickinson, Erembodegem, Belgien) sortiert.
-
CD34+-Zellsortierung:
-
ABM-Zellen
(107-Zellen/ml) wurden mit 43Al-Überstand
in einer 1/10-iger Verdünnung
bei 4°C
für 15 Minuten
inkubiert. Der Überstand
des 43A1-Hybridomas (Immunglobulin (Ig)G3) wurde freundlicherweise durch
Dr. H.J. Bühring
(Universität
Tübingen,
Deutschland) gespendet und wurde als eine Quelle von Anti-CD34-Antikörpern verwendet.
Dann wurden Zellen zweimal in IMDM gewaschen und mit FITC-konjugiertem Kaninchen/Anti-Maus-Ig (1/50-Verdünnung) bei
4°C für 15 Minuten
inkubiert. Nach zweifachem Waschen in IMDM wurde CD34+ mit
einem FACStarPlus-Zellsorter,
der mit einem wassergekühlten
Argonionlaser (INNO-VA
Enterprise Ion Laser) mit UV (488nm) einschließenden, multiplen Wellenlängen ausgestattet
war, gesorgt.
-
Tests bzgl. Myeloide Kolonien
bildenden Einheit(CFU):
-
Die
direkte myeloide Koloniebildung von CD34+-Zellen
wurde in einem CFU-Test untersucht. Diese Tests wurden initiiert
mit 500 Zellen pro Well und die im Duplikat in Methylcellulose (0,9%)
plattiert, welches mit 20% FCS, 1% Rinderserumalbumin (BSA), 10–5 M
Mercaptoethanol und 10Vol.-% konditioniertem Me dium der 5637-Blasenkarzinomzellinie
(enthaltend G-CSF und GM-CSF),
2U/ml Erythropoietin und 30U/ml Interleukin 3 (IL-3) supplementiert
war. Nach 14 Tagen der Kultur bei 37°C in 7,5% O2 und
5% CO2 in einem vollbefeuchteten Inkubator
wurden diese Kulturen unter dem Mikroskop in Bezug auf Kolonienbildung
gezählt.
Die folgenden Kolonientypen wurden gezählt: myeloide Kolonien: Macrophagen
(CFU-M), Granulocyten (CFU-G), und Granulocyten-Macrophagen (CFU-GM);
erythroide Kolonien (BFU-E (Burst bildende Einheiten, erythroid) und
CFU-E); sowie gemischt erythroid-myleloide Kolonien (CFU-Mix).
-
CD34+CD38–-Zellsortierung:
-
ABM-Zellen
(107-Zellen/ml) wurden mit 43A1-Hybridomaüberstand
bei einer 1/10-igen Verdünnung bei
4°C für 20 Minuten
inkubiert. Nach zweifachem Waschen in IMDM wurden die Zellen mit
FITC-konjugiertem Kaninchen/Anti-Maus-IgG (1/40-ige Verdünnung) bei
4°C für 20 Minuten
inkubiert. Nach zweifachem Waschen wurden die Zellen für 10 Minuten
mit 5μg
Maus-Ig und für
15 Minuten mit Anti-CD38-PE (20μl/106-Zellen) inkubiert. Nach zweifachem Waschen
in IMDM wurden die Zellen auf einem FAC-StarPlus-Zellsorter sortiert, der mit
einem wassergekühlten
Argonionlaser (INNOVA Enterprise Ion Laser) mit UV (488nm) einschließenden, multiplen
Wellenlängen-Outputs
ausgestattet war. Mit einer niedrig bis mittleren Vorwärts- und
einer niedrigen Seitwärtsstreuung,
mit stark positiver grüner
(CD34) Fluoreszenz und einem orangenen (CD38)-Fluoreszenzsignal,
welches geringer war als die mittlere Fluoreszenz von Zellen, die
mit einem irrelevanten, auf Isotyp abgestimmten Kontrollantikörper +2
Standardabweichungen markiert waren, wurden als CD34+CD38–-Zellen
zurückgehalten
und in Prä-CFU-Tests
verwendet.
-
Prä-CFU:
-
Prä-CFU-Tests
wurden initiiert durch Ausführen
von Flüssigkulturen
der CD34+CD38–-Zellen
im Duplikat in flachbödigen
Platten mit 96 Wells in IMDM/10%FCS, 1% Rinderserumalbumin (BSA),
100U/ml IL-1, 200U/ml IL-6, 30U/ml IL-3 und 100ng/ml Stammzellenfaktor
(SCF). Prä-CFU-Kulturen
wurden mit 500 CD34+CD38–-Zellen pro Well (200μl) initiiert.
Nach 14 Tagen der Kultur bei 37°C
in 7,5% O2 und 5% CO2 in einem
vollbefeuchteten Inkubator wurde die Zahl an Zellen in jedem Well
gezählt.
Anschließend
wurden die Zellen geerntet, dreimal in IMDM/10% FCS gewaschen und
im Duplikat bei 500 Zellen/Well (1.000μl) in sekundären Methylcellulose-CFU-Kulturen
wie bezüglich
der CFU-Tests beschrieben
plattiert.
-
Wirkung der
neuen Verbindungen auf die Zellpoliferation
-
Zellen
wurden bei 10.000 pro Well in 200μl
IMDM-Medium plattiert und mit 0–50μM der Verbindungen der
Erfindung inkubiert (Tabelle 5), indem die Wirkstoffe direkt zu
dem Kulturmedium hinzugefügt
wurden und bei 37°C
für 96
Stunden inkubiert wurde. Die Absolut-Zellzahl wurde bestimmt durch
Zugabe einer bekannten Konzentration an Fluoresbrite-Microkügelchen
(FITC) (Polysciences, Inc.). Die Absolutzahl an Zellen pro Well wurde
wie folgt berechnet: {(Gesamtzahl an pro Well hinzugefügten Kügelchen)/(Zahl
der gemessenen Kügelchen)) × (Zahl
der gemessenen Zellen in der interessierenden Kategorie). Alle Analysen
wurden mit einem FACScan (BD) unter Verwendung der CELLQuest-Software (Becton
Dickinson) ausgeführt.
-
Die
Antwort per KG1-Myeloid-Leukämie-
und Molt3-T-Lymphocyten Leukämie-Zellinien
auf die cytostatische Wirkung der neuen Verbindungen wurde unter
Verwendung der oben erwähnten,
stan dardisierten Kügelchensuspension
bestimmt, die zur Bestimmung der absoluten Zellzahl mittels Durchfluß-Cytometrie (FCM)-Messung verwendet
wurde. Zellen wurden in Gegenwart von ansteigenden Konzentrationen
der Verbindungen der Erfindung gemessen. Nach 96 Stunden der Kultur
wurde die Konzentration, bei der das Zellwachstum um 50% – der 50%-Hemmkonzentration
oder IC50 – gehemmt war, aus den Dosis/Antwort-Kurven berechnet
(1; Tabelle 5).
-
Unterschiedliche
Antwortmuster wurden für
die getesteten neuen Verbindungen gesehen, mit IC50 im Bereich
von 7μm
bis > 50μM für KG1 und
von 9μM
bis > 50μM für Molt 3.
-
Der
Klonier-Output von KG1 wurde in Methylcellulose mit 25μM von einigen
der neuen Verbindungen getestet. Der Kolonien-Output gegenüber den Kontrollkulturen ohne
der neuen Verbindung betrugt 47% bei P3, 16% bei P16, 19% bei P23,
8% bei P27 und 0% bei P28.
-
Die
neuen Verbindungen wurden hinsichtlich Cytotoxizität auf PHA-stimulierten
Lymphocyten (PBMC) als einer Art normaler Pendants zu den Zellinien
getestet. Die Zellen wurden 96 Stunden in Gegenwart von IL-2 und
unterschiedlichen Konzentrationen der neuen Verbindungen wachsen
gelassen, und die Zellzahl wurde mit dem Durchfluß-Cytometer
gezählt.
Die IC50-Werte sind in Tabelle 5 gezeigt.
-
Tabelle
5: Getestete Purinderivate: Strukturnamen und IC
50-Werte bezüglich unterschiedlicher
Zellkultursysteme (Lymphocyten, KG1, Molt3, CFU und Prä-CFU) und
hinsichtlich der CDC2-Aktivität in Zell-freiem
System.
-
Ein
Vergleich zwischen normalen PHA-stimulierten Lymphocyten und hämatopoietischen
Zellinien zeigt, daß Lymphocyten
gegenüber
einigen der neuen Verbindungen empfindlicher sind als Zellinien,
mit Ausnahme von P23, welches deutlich wirksamer war gegenüber KG1
als gegenüber
normalen PBMC (1). Zum Bestimmen der Reversibilität der Wirkungen
der neuen Verbindungen wurden Zellen bei 10.000 pro Well plattiert
und 0–50μM der Verbindung
ausgesetzt, entweder kontinuierlich für 7 Tage (Kontrolle) oder nur
für 6 Stunden.
Im letzten Fall wurden Zellen nach 6 Stunden in Phosphat-gepufferter
Salzlösung
(PBS) (Life Technologies) gewaschen und in Wirkstoff-freiem Medium
für 7 Tage
erneut ausgesät.
Nach 7 Tagen (168 Stunden) wurde die Zellzahl durch Durchfluß-Cytometrie
bei beiden Kulturbedingungen getestet.
-
Hämatopoietische
Vorläuferzellen
(HPC) von CD34+ aus adultem Knochenmark
wurden isoliert und in Bezug auf ihre Antwort gegenüber den
neuen Verbindungen untersucht. CD34+-Zellen
wurden in einem Methylcellulosesystem in Gegenwart ansteigender
Konzentrationen der Verbindungen wachsen gelassen. Nach 14 Tagen
wurden Kolonien mikroskopisch gezählt, und IC50-Konzentrationen
wurden aus den Dosis/Antwort-Mustern des Gesamtkolonien-Outputs berechnet
(Tabelle 5). P23 besitzt nur niedrige oder keine Hemmwirkung auf
Vorläuferzellen
mit IC50 > 50μM.
-
Der
Klonier-Output von CD34+-HPC wurde ebenfalls
differentiell gezählt.
Die Kultur mit P23 resultierte in einem deutlich niedrigeren Kolonien-Output
bezüglich
CFU-E, CFU-G und CFU-M. Bezüglich
CFU-GM und CFU-MIX wurde bei den getesteten Verbindungen kein deutlicher
Unterschied gesehen. Halbfeste Kontrollkulturen mit DMSO waren nicht
signifikant verschieden von den Kontrollkulturen.
-
Prä-CFU wurden
kultiviert, ausgehend von adulten CD34+CD38–-Knochenmarkszellen,
die unter Verwendung des FCM-Zellsorters isoliert worden waren.
Die neuen Verbindungen wurden bei unterschiedlichen Konzentrationen
zu der ersten, flüssigen
14 Tage-Kultur zugefügt.
IC50 wurde aus den Dosis/Antwort-Kurven aus
dem Gesamtklonier-Output nach der zweiten Methylcellulose-Kultur berechnet
(Tabelle 5). Die Wirkungen lagen in einem Bereich ähnlich zu
jenen bei CFU.
-
BEISPIEL 6
-
Antimitotische
Wirkungen der cdk-Inhibitoren
-
Extrakte
von Metaphase-angehaltenem Xenopus-Ei wurden wie kürzlich durch
Blow "J. Cell Biol." 1993, 122:993 beschrieben
hergestellt und in flüssigem
Stickstoff aufbewahrt. Entmembranisierte Xenopus-Samenkerne wurden
wie durch Blow & Laskey "Cell" 1986; 47:577 beschrieben
hergestellt. Nach dem Auftauen wurden Extrakte mit 25mM Phosphokreatin,
5μg/ml Kreatinphosphokinase,
250μg/ml
Cycloheximid, [α-32P]dATP (für DNA-Synthesetests) supplementiert. Entmembranisierte
Samenkerne wurden zu einer Endsamenkonzentration von 3ng/μl DNA-Extrakt
hinzugefügt,
und der getestete CDK-Inhibitor wurde dann bei unterschiedlichen
Konzentrationen hinzugefügt.
Die Hemmung auf den M-Phasen-verstärkenden Faktor durch unterschiedliche
CDK-Inhibitoren
wurde 1,5h nach der Zugabe überwacht,
indem die Menge an Samenkernen untersucht wurde, welche sich zu
Interphasen-Kernen zusammengesetzt hatten, dabei eine komplette,
phasendichte Kernhülle
aufweisend. Die DNA-Synthese wurde durch Freisetzen von Extrakt
in die Interphase durch die Zugabe von 0,3mM CaCl2 und
durch Messen der Gesamtmenge an (α-dATP-Einbau nach
3h mittels TCA-Co-Fällung
untersucht.
-
Bei
Konzentrationen des cdk-Inhibitors (siehe Tabelle 6), die von 0,1–2μM reichten,
blieben die Chromosomen stark kondensiert, und es war keine Kernhülle sichtbar.
Bei 4–6μM und höheren Konzentrationen traten
Interphase-Kerne mit teilweise dekondensiertem Chromatin und intakter
Kernhülle
auf. Replikation war bei 1–5μM der getesteten
CDK-Inhibitoren deutlich gehemmt. Damit die Hemmwirkung detektierbar
wird, ist wahrscheinlich die erste 15-minütige Inkubation des Interphase-Extrakts ausreichend.
-
Tabelle
6: Antimitotische Wirkungen von 2,6,9-trisubstituierten Purinderivaten
-
BEISPIEL 7
-
In vitro-Cytotoxizitätswirkung
der neuen Verbindungen der Erfindung
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Einer
der Parameter, der als Basis für
colorimetrische Tests verwendet wurde, besteht in der metabolischen
Aktivität
von lebenden Zellen. Ein Microtiter-Test zum Beispiel, der das Tetrazolium-Salz
MTT verwendet, wird heutzutage weit verbreitet verwendet zur Quantifizierung
von Zellpoliferation und Cytotoxizität. Dieser Test wird zum Beispiel
in Wirkstoff-Screening- Programmen
und beim Chemo-Sensitivitätstest
verwendet. Da nur metabolisch aktive Zellen Tetrazoliumsalze spalten,
detektieren diese Tests ausschließlich lebende Zellen. Im Fall
des MTT-Tests wird gelbes lösliches
Tetrazoliumsalz zu farbigen wasser-unlöslichem Formazansalz reduziert.
Nachdem es solubilisiert wurde, kann das Formazan leicht und schnell
in einem herkömmlichen
ELISA-Plattenlesegerät
bei 570nm (maximale Absorption) quantifiziert werden. Die Menge
an reduziertem Formazan entspricht der Zahl an lebenden Zellen in
der Kultur.
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Zum
Routine-Screening der Verbindungen gemäß der Erfindung wurden die
humane T-Lymphoblasten-Leukämie-Zellinie
CEM; der promyelocytischen HL-60- und der monocytischen U937-Leukämien; Brust-Carcinoma-Zellinien
MCF-7, BT549, MDA-MB-231; Glioblastoma-U87MG-Zellen; Cervix-Karzinom-Zellen
HELA; Sarcoma-Zellen
U20S und Saos2; immortalisierte Knochenmarksmacrophagen der Maus
B2.4 und B10A.4; P388D1- und L1210-Leukämien; B16-und B16F10-Melanomas verwendet. Die
Zellen wurden in 80cm2-Plastik-Gewebekulturbehälter von
Nunc/Corning gehalten und in Zellkulturmedium (DMEM mit 5g/l Glukose,
2mM Glutamin, 100U/ml Penicillin, 100μg/ml Streptomycin, 10% fötalem Kälberserum
und Natriumbicarbonat) kultiviert.
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Die
Zellsuspensionen, die hergestellt wurden und gemäß dem speziellen Zelltyp und
der erwarteten Zielzelldichte (2.500-30.000 Zellen pro Well auf der Basis
der Zellwachstumseigenschaften) verdünnt wurden, wurden mittels
Pipette (80μl)
in 96-Well-Microtiterplatten hineingegeben. Den Inocculaten wurde
eine Prä-Inkubationsdauer
von 24 Stunden bei 37°C
und 5% CO2 zur Stabilisierung gewährt. Vierfache
Verdünnungen
der beabsichtigten Testkonzentration wurden zum Zeitpunkt Null in
20μl-Aliquots
zu den Microtiterplatten-Wells zugefügt. Gewöhnlicherweise wurde die Testverbindung
bei sechs 4-fachen Ver dünnungen
untersucht. Bei der Routinetestung betrug die höchste Konzentration pro Well
266,7μM,
konnte jedoch variieren je nach Mittel. Alle Wirkstoffkonzentrationen
wurden in Duplikaten untersucht. Inkubationen der Zellen mit den
Testverbindungen dauerten 72 Stunden bei 37°C in 5% CO2-Atmosphäre und 100%
Luftfeuchtigkeit. Am Ende der Inkubationsdauer wurden die Zellen
durch Verwendung des MTT getestet. 10 Mikroliter der MTT-Stammlösung wurden
in jedes Well pipettiert und für
weitere 1–4
Stunden inkubiert. Nach dieser Inkubationsperiode wurde Formazan durch
Zugabe von 100μl/Well
an 10% SDS in Wasser (pH = 5,5) solubilisiert, gefolgt von einer
weiteren Inkubation bei 37°C über Nacht.
Die optische Dichte (OD) wurde bei 540nm mit dem Labsystem iEMS-Lesegerät MF (UK)
gemessen. Die Tumorzell-Überlebensrate
(TCS) wurde unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet:
TCS = (ODWirkstoff-ausgesetztes well/Mlttel
ODKontroll- Wells) × 100%.
Der TCS50-Wert, d.h. die Wirkstoffkonzentration,
die gegenüber
50% der Tumorzellen lethal ist, wurde aus den erhaltenen Dosis/Antwort-Kurven
berechnet.
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Die
Cytotoxizität
der neuen Verbindungen wurde auf einem Panel von Zelllinien unterschiedlichen
histogenetischen und artenspezifischen Ursprungs getestet (Tabelle
7). Gleiche Aktivitäten
wurden bei allen getesteten Tumorzelllinien gefunden. Beachtlicherweise
wurde eine identische Wirksamkeit der Purinderivate auch in Zellinien
gefunden, die unterschiedliche Mutationen oder Deletionen in Zellcyclus-assoziierten
Proteinen aufwiesen, z.B. HL-60, BT549, Hela, U2OS, MDA-MB231 und
Saos2. Dies deutet an, daß diese
Substanzen in Tumoren mit unterschiedlichen Veränderungen der Tumorsuppressorgene,
nämlich
p53, Rb, etc. gleich wirksam sind. Von Bedeutung ist, daß diese
Beobachtung die Purinderivate der Erfindung von Flavopiridol und verwandten
Verbindungen unterscheidet, da ihre biologische Aktivität vom p53-Status
abhängig
ist.
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Tabelle
7: Cytotoxizität
von Verbindungen der Erfindung gegenüber unterschiedlichen Krebszellen
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BEISPIEL 8
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Die neuen Verbindungen
induzieren Apoptose in Tumorzellen
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Zur
Analyse des Mechanimus der induzierten Cytotoxizität durch
die neuen Verbindungen ist es wichtig, die Apoptose von anderen
Hauptformen von Zelltod, der Nekrose, zu unterscheiden. Zunächst produziert auf
dem Gewebeniveau die Apoptose wenig oder keine Entzündung, da
benachbarte Zellen, insbesondere Macrophagen geschrumpfte Abschnitte
der Zelle eher einhüllen
als daß sie
in extrazelluläres
Fluid freigegeben werden. Im Gegensatz dazu werden bei der Nekrose
zelluläre
Inhalte in das extrazelluläre
Fluid freigesetzt und haben somit eine irritierende Wirkung auf
die nahegelegenen Zellen, was Entzündung verursacht. Als zweites zeigen
auf zellulärem
Niveau apoptotische Zellen eine Schrumpfung und eine Blasenbildung
des Cytoplasmas einen Erhalt der Struktur zellulärer Organellen, einschließlich der
Mitochondrigen, eine Kondensierung und Margination des Chromatins,
eine Fragmentierung von Kernen sowie eine Bildung apoptotischer
Körper,
obgleich nicht alles davon in allen Zellkörpern gesehen wird. Als Drittes übernehmen
auf molekularem Niveau eine Reihe biochemischer Prozesse eine wichtige
Rolle bei der Induktion der Apoptose ein. Die meisten davon sind
jedoch nicht gut verstanden, und sie führen zur Aktivierung von Proteasen
und Nucleasen, die letztlich biologische Schlüsselmakromoleküle – Proteine
und DNA – abbauen.
Zur Detektion der apoptotischen gegenüber nekrotischen Form des Zelltodes
werden zwei unabhängige
Methoden angewandt: Untersuchung der Morphologie mittels Fluoreszenzmikroskopie
und Analyse der DNA-Fragmentierung durch Durchfluß-Cytometrie
unter Verwendung der TUNEL-Technik.
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Bestimmung
der Apoptose und Zellcyclus-Aufteilung
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Mikroskopie:
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Die
Kernmorphologie der Zellen wurde mit den Fluoreszenzfarbstoffen
Hoechst 33342 (λEx max 346 nm; λEm max
460 nm) (Sigma), hergestellt in Phosphat-gepufferter Salzlösung (PBS
bei 0,1 mg/ml, hinzugefügt zum
Kulturmedium bei einer Endkonzentration von 2μg/ml) sowie Ethidiumbromid (EB)
(λEx max 540nm; λEm max
625nm) (Sigma), hergestellt in PBS bei 100μg/ml und zum Kulturmedium bei
einer Endkonzentration von 2μg/ml
hinzugefügt,
analysiert (Lizard, 1995). Hunderte Zellen wurden für jede Probe
gezählt,
und der Prozentsatz an Apoptose wurde bestimmt.
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TdT-vermittelte
dUTP-Nickenden-Markierung (TUNEL): Zellkulturen der Kontrolle und
der Behandlungen mit den neuen Verbindungen wurden mit PS gewaschen
und in 1%-gepuffertem Formaldehyd (pH 7,4) für 15 Minuten auf Eis fixiert.
Nach Waschen in PBS wurden die Zellen in 70%-kaltem (–20°C) Ethanol
permeabilisiert und auf 4°C
für mindestens
eine Stunde gebracht. Nach Rehydratisierung in PBS wurden die Zellen
mit 50μl/Well
der TUNEL-Reaktionsmischung (Boehringer Mannheim) markiert. Zellen
wurden in dieser Lösung bei
37°C für 40 Minuten
inkubiert, in PBS gewaschen und in 500μl PBS, welches 5μg/ml EB und
0,1% RNAse enthielt, resuspendiert. Nach 30 Minuten der Inkubation
bei 4°C
wurden die grüne
(FITC-dUPT) und rote (EB-DNA) Fluoreszenz der individuellen Zellen
auf einem FACscan Durchfluß-Cytometer
gemessen (Gorczycy, 1993). Bei jedem experimentellen Setup wurden
eine negative Kontrolle (fixierte und permeabilisierte Zellen, die
mit 50μl
Markierungslösung
pro Well ohne terminale Transferase anstelle der TUNEL-Reaktionsmischung
inkubiert wurden) und der positiven Kontrolle (fixierte und permeabilisierte
Zellen, inkubiert mit DNase IUI (100μg/ml), die DNA-Strangbrüche induziert,
eingeschlossen.
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Die
Durchfluß-cytometrische
Detektion der Apoptose kombiniert mit der DNA-Färbung kann apoptotische Zellen
identifizieren und gleichzeitig ihre Position im Zellcyclus untersuchen.
Diese Technik wurde verwendet, um Informationen über eine mögliche Zellcyclus-spezifische
Initiierung der Apoptose durch die getesteten Verbindungen zu liefern.
Wenn mehr als 2% an apoptotischen Zellen durch die TUNEL-Methode
detektiert wurden und. die Absolutzahl an erworbenen apoptotischen
Vorkommnissen die Zahl 2.000 überstieg,
wurde gleichzeitig der DNA-Gehalt gemessen. Innerhalb der apoptotischen
Population wurde eine Analyse und Berechnung der unterschiedlichen
Zellcyclusphasen durch eine iterative Kurvenanpassungsprozedur durchgeführt (ModFit
LT Zellcyclusanalyse-Software aus dem Verity-Software House, Inc.).
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Pro-apoptotischer
Effekt der neuen Verbindungen
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Fluoreszenz-Mikroskopanalyse
der Apoptose und der Nekrose:
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Zellkulturen,
die mit unterschiedlichen Dosen der neuen Verbindungen (die "P"-Zahl der Verbindungen entspricht der
in Tabelle 5 im Beispiel 8) behandelt wurden, wurden mikroskopisch
auf Apoptose untersucht. Apoptotische Zellen zeigen eine sehr helle
Hoechst 33342-Fluoreszenz, wohingegen lebende Zellen eine sehr schwache
Fluoreszenz zeigen. Spät-apoptotische
Zellen oder sekundär-nekrotische
Zellen zeigen einen fragmentierten Kern mit hellroter Ethidiumbromid-Fluoreszenz.
Primäqrnekrotische
Zellen zeigen eine rote Fluoreszenz und besitzen keine fragmentierten
Kerne.
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2 zeigt
das Ergebnis der mikroskopischen Untersuchung der mit P23 inkubierten
KG1-Zellen. Lebende, apoptotische, nekrotische (= Primär-Nekrose,
nicht einer Apoptose folgend) und sekundär-nekrotische Zellen (= späte Apoptose,
zur Nekrose führend)
wurden differentiell nach 6, 12, 24, 48 und 72 des Aussetzens gegenüber der
neuen Verbindung gezählt.
Für die
Produkte konnte ein unterschiedliches Apoptose-Induziermuster beobachtet
werden. Nach Inkubation mit P23 tritt eine Apoptose-Induktion rasch
auf.
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Durchfluß-Cytometriedetektion
der Apoptose und Zellcyclus-Analyse:
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Die
Induktion des Apoptosetods von KG1-Zellen durch die neuen Verbindungen
wurde unter Verwendung der TUNEL-Reaktionstechnik
bestätigt
(5). Bei P23 ist die Apoptose-Zellzahl in der G0-G1-Phase des Zellcyclus
höher im
Vergleich zu Kontrollzellen bei allen Zeitpunkten (unbehandelte
Kultur), jedoch wurden keine signifikanten Unterschiede detektiert
(6a). Der Prozentsatz an apoptotischen
Zellen in G0-G1 steigt
mit der Zeit an, während
die Zahl an apoptotischen Zel len in den S + G2/M-Phasen
abnimmt. Diese Unterschiede zwischen Kontroll- und apoptotischen
Zellen war nach 72 Stunden signifikant (p = 0,035). Bei der inkubierten Kultur
nach Messung durch TUNEL wurde kein signifikanter Unterschied detektiert
zwischen der Kontrolle (ohne Inkubation des Produkts) und der nicht-apoptotischen
Population. Nach 6 und 12 Stunden der Inkubation scheint die apoptotische
Population hauptsächlich
aus der S-Phase zu kommen. Die apoptotischen Zellen in der G0-G1-Phase steigt mit
der Zeit nach 24 Stunden an. Kein signifikanter Unterschied wurde
zwischen der Kontroll- und der nichtapoptotischen Population in
der inkubierten Kultur detektiert.
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BEISPIEL 9
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Immunsuppressive
Aktivität
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Einer
der wichtigsten Parameter der spezifischen zellulären Immunität ist die
proliferative Antwort von Lymphocyten auf Antigene oder polyklonale
Mitogene. Die Mehrheit der normalen peripheren Lymphocyten im Säuger umfassen
ruhende Zellen. Antigene oder nicht-spezifische polyklonale Mitogene
besitzen die Fähigkeit,
lymphoide Zellen zu aktivieren, und dies wird durch dramatische
Veränderungen
des intrazellulären
Metabolismus begleitet (mitochondriale Aktivität, Proteinsynthese, Nucleinsäuresynthese,
Bildung von plastischen Zellen und zelluläre Proliferation). Verbindungen
mit der Fähigkeit,
die Lymphocyten-Proliferation selektiv zu hemmen, sind potente Immunsuppresiva.
Eine Reihe von in vitro-Tests wurden entwickelt, um die proliferative
Antwort von Lymphocyten zu messen. Die am meisten verwendete ist
die 3H-Thymidin-Einbaumethode.
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Während der
Zellproliferation muß DNA
repliziert werden, bevor sich die Zelle in zwei Tochterzellen teilt.
Diese enge Verbin dung zwischen Zellverdopplung und DNA-Synthese
ist sehr attraktiv zum Testen der Zellproliferation. Falls markierte
DNA-Vorläufer zu
der Zellkultur hinzugegeben werden, bauen Zellen, die am Teilen
sind, das markierte Nucleotid in ihre DNA ein. Traditionell beinhalten
diese Tests gewöhnlich
die Verwendung radiomarkierter Nucleoside, insbesondere von Tritium-Thymidin
([3H]-TdR). Die Menge an in die zelluläre DNA eingebautem
[3H]-TdR
wird durch Flüssigkeits-Szintillationszählung quantifiziert.
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Humanes
heparinisiertes Peripherblut wurde von gesunden Probanden mittels
kubitaner Venenpunktion erhalten. Das Blut wurde in PBS (1:3) verdünnt, und
mononucleare Zellen wurden mittels Zentrifugieren im Ficoll-Hypaque-Dichtegradienten
(Pharmacia, 1,077 g/ml) bei 2.200UPM für 30 Minuten getrennt. Nach Zentrifugieren
wurden die Lymphocyten in PBS gewaschen und in Zellkulturmedium
(RMPI 1640, 2mM Glutamin, 100U/ml Penicillin, 100μg/ml Streptomycin,
10% fötales
Kälberserum
und Natriumbicarbonat) resuspendiert.
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Die
Zellen wurden auf die Zieldichte von 1.100.000 Zellen/ml verdünnt und
wurden mittels Pipette (180μl)
zu 96/Well-Mikrotiterplatten
hinzugefügt.
Vierfach-Verdünnungen
der beabsichtigten Testkonzentration wurden zum Zeitpunkt Null in
20μl Aliquots
zu den Microtiterplatten-Wells hinzugegeben. Gewöhnlich wurde die Testverbindung
bei sechs 4-fach-Verdünnungen
untersucht. Beim Routinetesten betrug die höchste Konzentration pro Well
266,7μM.
Alle Wirkstoffkonzentrationen wurden im Duplikat untersucht. Alle
Wells mit Ausnahme der nicht stimulierten Kontrollen wurden mit
50μl Concanavalin
A (25μg/ml)
aktiviert. Inkubationen der Zellen mit den Testverbindungen dauerten
72 Stunden bei 37°C
in 5% CO2-Atmosphäre und bei 100% Luftfeuchtigkeit.
Am Ende der Inkubationszeit wurden die Zellen durch Verwendung des
[3H]-TdR getestet:
Zellkulturen wurden
mit 0,5μCi
(20μl) der
Stammlösung
500μCi/ml)
pro Well für
6 Stunden bei 37°C
und 5% CO2 inkubiert. Der automatische Zellsammler
wurde zum Lysieren von Zellen in Wasser verwendet und absorbierte
die DNA auf Glasfaserfilter im Format der Mikrotiterplatte. Die
das [3H]-TdR einschließende DNA wurde auf dem Filter
zurückgehalten,
wohingegen uneingebautes Material durchlief. Die Filter wurden bei
Raumtemperatur über
Nacht getrocknet, in einem Probenbeutel mit 10–12ml Scintillationsmittel
verschlossen. Die Menge an in jedem Filter vorliegendem [3H]-TdR (in cpm) wurde mittels Szintillationszählung in
einem Betaplate-Flüssigkeits-Szintillationszähler bestimmt.
Die wirksame Dosis an Immunsuppressivum (ED) wurde berechnet unter
Verwendung der folgenden Gleichung: ED = (cpmWirkstoff-exponiertes
Well/Mittel cpmKontroll-Wells) × 100%.
Der ED50-Wert, d.h. die Wirkstoffkonzentration,
die die Proliferation von 50% der Lymphocyten hemmt, wurde aus den
erhaltenen Dosis/Antwort-Kurven berechnet.
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Zur
Untersuchung der Immunsuppressivum-Aktivität der substituierten Adenine
wurde ihre Fähigkeit zum
Hemmen der polyklonal Mitogen induzierten Proliferation von normalen
humanen Lymphocyten analysiert (Tabelle 8). Unsere Daten zeigen,
daß die
Verbindungen lediglich eine marginale Aktivität auf den 3H-Thymidineinbau besitzen,
nichtsdestoweniger hemmen sie wirksam die Proliferation aktivierter
Lymphocyten. Die wirksame immunsuppressive Dosis der neuen Derivate
unter in vitro-Bedingungen
war nah bei 1–20μM.
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Tabelle
8: Immunsuppressive Akitivität
der neuen Purinderivate
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BEISPIEL 10
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Trockenkapseln
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5.000
Kapseln, von denen jede 0,25g eines der Purinderivate der wie oben
definierten Formel I als aktivem Bestandteil enthält, werden
wie folgt hergestellt: Zusammensetzungen
Aktiver
Bestandteil | 1.250g |
Talk | 180g |
Weizenstärke | 120g |
Magnesiumstearat | 80g |
Lactose | 20g |
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Herstellungsverfahren
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Die
erwähnen
gepulverten Substanzen werden durch ein Sieb der Maschenweite 0,6mm
gepreßt.
Teile von 0,33g der Mischung werden durch mit Hilfe einer Kapselfüllmaschine
in Gelatine-Kapseln
umgewandelt.
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BEISPIEL 11
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Weichkapseln
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5.000
Gelatine-Weichkapseln, von denen jede 0,05g eines der Purinderivate
der wie oben definierten Formel I als aktiven Bestandteil enthält, werden
wir folgt hergestellt: Zusammensetzung
Aktiver
Bestandteil | 250g |
Lauroglykol | 2
Liter |
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Herstellungsverfahren
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Der
gepulverte aktive Bestandteil wird in Lauroglykol® (Propylenglykollaurat,
Gattefosse S.A., Saint Priest, Frankreich) suspendiert und in einem
Naßpulverisierer
auf eine Teilchengröße von etwa
1 bis 3μg
zerkleinert. Teile von in jedem Fall 0,419g der Mischung werden
dann mittels einer Kapselfüllmaschine
in weiche Gelatinekapseln umgewandelt.
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BEISPIEL 12
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Weichkapseln
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5.000
Gelatine-Weichkapseln, von denen jede 0,058 eines der Purinderivate
der oben definierten Formel I als aktivem Bestandteil enthält, werden
wie folgt hergestellt: Zusammensetzung
Aktiver
Bestandteil | 250g |
PEG
400 | 1
Liter |
Tween
80 | 1
Liter |
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Herstellungsverfahren
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Der
gepulverte aktive Bestandteil wird in PEG 400 (Polyethylenglykol
von Mr zwischen 380 und etwa 420, Sigma, Fluka, Aldrich, USA) und
Tween® 80
(Polyoxyethylen-Sorbitan-Monolaurat, Atlas Chem. Inc., Inc., USA,
geliefert durch Sigma, Fluka, Aldrich, USA) suspendiert und in einem
Naßpulverisierer
auf eine Teilchengröße von etwa
1 bis 3mm zerkleinert. Teile von in jedem Fall 0,438 der Mischung
wird dann mittels einer Kapselfüllmaschine
in weiche Gelatine-Kapseln umgewandelt.