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RAHMEN DER
ERFINDUNG
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Diese
Erfindung bezieht sich auf N-Alkylglycin Trimere, die imstande sind,
Neuronen gegen exzitotoxische Aggressionen zu schützen, hilfreich
als Neuroprotektoren, auf Mischungen, die diese Trimere enthalten und
auf deren Anwendung in der Behandlung von Krankheiten und Syndromen,
die durch Erregungstoxizität hervorgerufen
werden.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Neurodegenerative
Krankheiten und neurologische Syndrome sind ein ernsthaftes soziales
und ökonomisches
Problem. Beispiele dafür
sind senile Demenz, Alzheimer, Huntington und die Demenz assoziiert
mit dem AIDS-Virus sowie die Neurodegeneration hervorgerufen durch
Ischämie
im Rahmen eines Schlaganfalls. Trotz der Ernsthaftigkeit des Problems
sind die pharmakologischen Mittel zur Bekämpfung, Vorbeugung und/oder
Reduzierung seiner Symptome und seines Fortschreitens erstaunlich
begrenzt.
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Obwohl
die zur Neurodegeneration führenden
biologischen Mechanismen bei vielen degenerativen Erkrankungen wie
amyotropher Lateralsklerose, Demenz im Rahmen von AIDS und Alzheimer,
nicht vollkommen geklärt
sind, hat man hohe und chronisch erhöhte Grade des exzitotoxischen
Neurotransmitters L-Glutamat (1–3)
im zerebralen Parenchym beobachtet. Dieser Neurotransmitter ist
auch beteiligt an der Ätiologie
von neurologischen Krankheiten wie zerebrale Ischämie (4).
Glutamat aktiviert Membranrezeptoren, die die Aktivität eines
Ionenkanals aufweisen (ionotrope Rezeptoren) oder Membranrezeptoren,
die das Signal mittels des G-Proteins (metabotrope Rezeptoren) übertragen
(5). Die ionotropen Rezeptoren, besonders die des NMDA-Typs [N-Methyl-D-Aspartat-aktivierte Glutamatrezeptoren
(NMDA)], sind aufgrund ihrer hohen Kalziumionen-Permeablilität an der glutamatabhängigen Neurodegeneration
beteiligt (1–5).
Der vorgeschlagene molekulare Mechanismus zeigt an, dass hohe und
chronisch erhöhte
Grade von Glutamat eine verlängerte
Aktivierung (Hyperaktivierung) des NMDA-Rezeptors bewirken, der die Neuronen
mit Kalziumionen „überlädt", welches die massive
Aktivierung und exzessive intrazelluläre Kaskaden auslöst, die
zum unvermeidlichen neuronalen Tod führen (1–8). Tatsächlich wurde beschrieben, dass
Antagonisten dieses Rezeptors fähig
sind, der Neurotoxizität
von Glutamat vorzubeugen (8, 9). Aus dem Dargelegten kann entnommen
werden, dass es eine Strategie zur Vorbeugung oder Reduzierung der
Neurodegeneration ist, die funktionelle Aktivität dieses ionotropen Rezeptors
zu kontrollieren, insbesondere unter Bedingungen, in denen die Glutamatspiegel
eine hohe Pathologie aufweisen.
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Trotz
des in den letzten paar Jahren getätigten Fortschritts wurden
bisher keine wirksamen, selektiven und giftfreien Neuro-Protektoren
entwickelt. Bis zum jetzigen Zeitpunkt wurde ein großer Teil
der Anstrengungen auf die Entwicklung kompetitiver Hemmer konzentriert,
die die glutamatabhängigen
Rezeptoren des zentralen Nervensystems erkennen (1, 2). Zum Beispiel
gab es wichtige Bemühungen,
kompetitive und nicht kompetitive Antagonisten von Glutamat und/oder
Glycin [ein Ko-Agonist, der an der Aktivierung des Glutamats vom Typ
NMDA beteiligt ist] zu entwickeln. Diese Moleküle, obgleich starke Neuro-Protektoren, zeigen
bedeutende Sekundärwirkungen
auf, wie kognitive Anomalien, welche ihren klinischen Nutzen minimieren
(10–12).
Der Hauptnachteil des Gebrauchs von kompetitiven und nicht kompetitiven
Antagonisten ist, dass sie mit ihren Rezeptoren interagieren, die
Neurotransmission nicht klar hemmen und sich auf die pathologische
Aktivität
des Glutamats und seine rege physiologische Tätigkeit auswirken (13). Eine
Strategie, um dieses therapeutische Hindernis zu überwinden,
wäre, nicht
kompetitive und/oder akompetitive Antagonisten zu benutzen, die
sich bevorzugt dem Agonisten-Rezeptor-Komplex anschließen. Der wichtigste
Vorteil des Gebrauchs dieses Antagonisten-Typs ist, dass diese Mittel
vorwiegend auf hyperaktivierte Rezeptoren (pathologische Rezeptoren) einwirken,
wobei sie eine geringfügige
Wechselwirkung mit Rezeptoren aufweisen, die bei rapiden erregten Neurotransmissionsprozessen
auftreten (physiologische Rezeptoren) (13). Diese bevorzugte Aktivität im Hinblick
auf „pathologische" Rezeptoren wertet
diese Antagonistentypen auf als vielversprechende therapeutische
Mittel, um die Neurodegeneration zu verhindern (13–18). Moleküle wie Phenzyklidin
und Dizolzipin sind kraftvolle akompetitive Antagonisten des NMDA-Rezeptors,
die als effiziente in vitro-Neuroprotektoren wirken (12–18). Allerdings
ist ihr klinischer Nutzen wegen der psychotomimetischen Wirkungen
fraglich (13).
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung wendet sich dem Problem der Suche nach neuen Neuroprotektor-Zusammensetzungen zu,
die fähig
sind, Neurodegeneration, vorzugsweise der exzitotoxischen, vorzubeugen,
zu reduzieren oder zu behandeln, und die die vorgenannten Nachteile
ganz oder teilweise überwinden.
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Die
durch diese Erfindung bereitgestellte Lösung basiert auf der Entwicklung
von N-Alkylglycin Trimeren, die fähig sind, die ionotropen Glutamatrezeptoren
zu blockieren und die zur Vorbeugung, Reduzierung und Behandlung
von Neurodegeneration sowie zur Vorbeugung oder Behandlung von Krankheiten
und Syndromen, die durch die Neurodegeneration hervorgerufen werden,
angewendet werden können.
Die Fähigkeit
der N-Alkylglycin Trimere, den ionotropen Glutamatrezeptor vom Typ
NMDA zu blockieren, sowie ihre Fähigkeit, dem
durch den verlängerten
Kontakt mit L-Glutamin unter Abwesenheit oder in Anwesenheit von
Glycin hervorgerufenen Neuronentod durch Überreizung vorzubeugen, wurde
durch die im Beispiel 1.2. beschriebenen Tests gezeigt.
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Folglich
besteht ein Gegenstand dieser Erfindung aus N-Alkylglycin Trimeren,
die fähig
sind, die ionotropen Glutamatrezeptoren zu blockieren und die helfen,
Reaktionen exzitotoxischer Aggression zu blockieren.
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Ein
weiterer Gegenstand dieser Erfindung besteht aus einer Zusammensetzung,
die mindestens einen der genannten N-AlkylglycinTrimere enthält, wie
etwa ein pharmazeutisches Gemisch.
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Die
Anwendung der genannten N-Alkylglycin Trimere bei der Ausarbeitung
einer Medizin für
die Vorbeugung oder die Behandlung von Krankheiten oder Syndromen,
die durch die Neurodegeneration hervorgerufen werden, verkörpert einen
weiteren zusätzlichen
Gegenstand dieser Erfindung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung liefert ein N-Alkylglycin Trimer einer allgemeinen Formel
(I)
in der
R1, R2, R3, gleich
oder unterschiedlich, unabhängig
voneinander, ausgewählt
werden aus Cyclopropyl, Sec-Butyl, 2-Methoxyethyl, 3-Methylbutyl,
Cyclohexyl, 2-(N-Pyrrolidinyl)Ethyl, 2-(Methylcarbonylamin)Ethyl, 3-(2-Oxo-N-Pyrrolidinyl)Propyl,
2-(2-Pyridyl)Ethyl, 2-Phenylethyl, 1-(2-Tetrahydrofuryl)Methyl,
2-(N-Imidazolyl)Ethyl,
2-(4-Methoxyphenyl)Ethyl, 2-(3,4-Dimethoxyphenyl)Ethyl, 2-(2,4-Dichlorophenyl)Ethyl,
2-[2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl, 2-(4-Aminosulphonylphenyl)Athyl, 2-(Morpholin)Ethyl,
3-(N,N-Diethylamine)Propyl, 3,3-Diphenylpropyl, 3-(N,N-Dimethylamin)Propyl
und 2-(N,N-Diethylamin)Ethyl,
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Ihre
stereoisomerischen Formen und Mischungen, razemisch oder nicht razemisch,
von dergleichen, und ihre pharmazeutisch akzeptablen Salze.
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Einige
N-Alkylglycin Trimer Formeln (I) können eine oder mehrere chirale
Zentren haben. Folglich können
besagte Formel (I)-Zusammensetzungen unter jeglichen ihrer stereoisomerischen
Formen (enantiomer oder diastereoisomerisch) oder in Mischungen
auftreten, razemisch oder nicht razemisch, von dergleichen, die alle
innerhalb der Reichweite der vorliegenden Erfindung liegen. Anschauungsbeispiele
für N-Alkylglycin
Trimere der Formel (I) mit chiralen Zentren enthalten jene, die
aus Sec-Butyl Gruppen [(R,S)-Sec-Butyl, (R)-Sec-Butyl oder (S)-Sec-Butyl; 1-(2-Tetrahydrofuryl)Methyl[(R,S)-1-(2-Tetrahydrofuryl)Methyl,
(R)-1-(2-Tetrahydrofuryl)Methyl oder (S)-1-(2-Tetra-hydrofuryl)Methyl]; oder 2-[2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl, [(R,S)-2-[2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl,
(R)-2-[2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl oder (S)-2-[2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]
bestehen.
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In
einer ihrer speziellen Anwendungsformen liefert die Erfindung N-Alkylglycin Trimere
der Formel (I), in denen R1 Sec-Butyl, 2-Phenylethyl, N-Acetamidoethyl, N,N-Dimethylaminopropyl,
oder 2-(N-Imidazolyl)Ethyl ist, und ihre stereoisomerischen Formen
und Mischungen, razemisch oder nicht razemisch, von dergleichen.
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In
einer anderen speziellen Anwendungsform liefert die Erfindung N-Alkylglycin Trimere
der Formel (I), in denen R2 Cyclopropyl, N,N-Diethylaminopropyl, 2-(Morpholine)Ethyl
oder 3,3-Diphenylpropyl und ist, und ihre stereoisomerischen Formen
und Mischungen, razemisch oder nicht razemisch, von dergleichen.
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In
einer anderen speziellen Anwendungsform liefert die Erfindung N-Alkylglycin Trimere
der Formel (I), in denen R3 2-(N-Pyrrolidyl)Ethyl, Cyclopropyl,
3,3-Diphenylpropyl oder N-Methylpyrrolidyl-2-Ethyl ist, und ihre stereoisomerischen
Formen und Mischungen, razemisch oder nicht razemisch, von dergleichen.
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In
einer anderen speziellen Anwendungsform liefert die Erfindung ein
N-Alkylglycin Trimer,
das zusätzlich,
zwecks Erhöhung
seiner biologischen Verfügbarkeit
und Erleichterung der Passage der hemato-enzephalen Grenze und des
Epithelialgewebes, eine reversible Modifikation enthält.
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Die
von dieser Erfindung gelieferten Anschauungsbeispiele der N-Alkylglycin
Trimere der Formel (I) sind zusammengestellt in Tabelle 1 [Beispiel
1.1].
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In
die Reichweite dieser Erfindung fallen die pharmazeutisch akzeptablen
Salze der in dieser Erfindung aufgestellten Formel (I) N-Alkylglycin
Trimere. Die Bezeichnung „pharmazeutisch
akzeptable Salze" umfasst
die Salze, die normalerweise zur Bildung von metallischen Salzen
oder Salzen mit sauren Zusätzen
gebraucht werden. Die Natur des Salzes ist nicht entscheidend, vorausgesetzt,
dass es pharmazeutisch akzeptabel ist. Die pharmazeutisch akzeptablen
Salze der Formel (I) N-Alkylglycin Trimere können aus organischen oder unorganischen
Säuren
erhalten werden. Die genannten Salze können mit konventionellen, den
Fachleuten auf diesem Gebiet bekannten Techniken erhalten werden,
durch Reaktion der geeigneten Säuren
mit dem N-Alkylglycin Trimer der Formel (I).
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N-Alkylglycin
Trimere der Formel (I) können
erhalten werden durch konventionelle Methoden, zum Beispiel durch
Kopulation und Amidation-Reaktionen
unter den Glycin Derivaten, die strukturelle Komponenten der genannten
Trimere bilden. Die Glycin Derivate können durch konventionelle Methoden
der Aminosäure-Modifikation
erhalten werden. Die stereoisomerischen Formen des N-Alkylglycin
Trimers der Formel (I) können
mit entsprechenden Enantiomeren oder mit razemischen oder nicht
razemischen Mischungen der Rohprodukte zusammengefügt werden.
Zum Teilen von den enantiomeren Mischungen, können die erhaltenen Stereoisomere
durch konventionelle Methoden der stereoisomerischen Auflösung getrennt
werden (enantiomer oder diastereoisomerisch), zum Beispiel fraktionierte
Kristallisation, Chromatographie oder Salzformation.
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N-Alkylglycin
Trimere der Formel (I) sind fähig,
ionotrope Glutamatrezeptoren zu blockieren und können zur Vorbeugung, Reduzierung
und Behandlung insbesondere des Neuronendtods durch Überreizung,
sowie zur Verhinderung oder Behandlung von Krankheiten oder Syndromen,
die durch Neurodegeneration entstehen, angewandt werden. Diese N-Alkylglycin
Trimere der Formel (I) sind auch fähig, einem auf Überreizung zurückzuführenden
neuronalen Tod, hervorgerufen durch verlängerten Kontakt neuronaler
Kulturen zum L-Glutamin,
vorzubeugen.
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Die
Fähigkeit
der N-Alkylglycin Trimere der Formel (I), der durch Exzitotoxizität hervorgerufene
Neurodegeneration vorzubeugen, kann durch einen Test demonstriert
werden, der die Effizienz und die Kraft besagter N-Alkylglycin Trimere
bewertet im Hinblick auf die Reduzierung neuronalen Tods, der durch
den verlängerten
Kontakt primärer
Kulturen der Kleinhirnneuronen von Ratten mit L-Glutamin und Glycin provoziert wurde
[siehe Beispiel 1.2.]. Der Mechanismus des Neuroprotektors umfasst,
zumindest teilweise, die Blockierung des ionotropen Glutamatrezeptors,
wie es offenbar wird durch die Hemmung des Ionenkanals, aktiviert
vom NMDA Typ des glutamatabhängigen
Rezeptor-Agonisten, dargestellt in X. laevis Oocyten (19,20). Ein
großer Vorteil
dieser biologischen Tests ist es, dass sie eine Suche nach Neuroprotektoren
in funktionell aktiven Systemen erlauben, und so das Potenzial ihres
Nutzens im lebenden Organismus steigern.
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N-Alkylglycin
Trimere der Formel (I) können
Teil diverser Kompositionstypen zur Anwendung im Säugetierkörper, vorzugsweise
im menschlichen Körper,
sein. In diesem Sinne liefert die Erfindung eine Komposition, die
mindestens eine N-Alkylglycin Trimer Formel (I) aufweist. In einer
speziellen Anwendungsform ist besagte Komposition eine pharmazeutische
Komposition.
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Die
mit dieser Erfindung gelieferte pharmazeutische Komposition umfasst
eine therapeutisch effiziente Menge midestens einer N-Alkylglycin
Formel (I) zusammen mit mindestens einem pharmazeutisch akzeptablen
Hilfsstoff.
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Das
N-Alkylglycin Trimer der Formel (I) kann angewandt werden zur Behandlung
von Neurodegeneration anhand des Kontakts dieses N-AlkylglycinTrimers
der Formel (I) mit dem entsprechenden Aktionsort im Körper des
Säugetiers,
vorzugsweise dem menschlichen Körper.
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Die
zu applizierende Menge des therapeutisch effizienten N-Alkylglycin
Trimers der Formel (I) sowie seine Dosis zur Behandlung eines pathologischen
Zustands, der durch Neurodegeneration hervorgerufen wurde, hängt von
zahlreichen Faktoren ab, einschließlich des Alters und Zustands
des Patienten, der Schwere der Veränderung oder des Syndroms,
des Wegs und der Frequenz der Anwendung und der speziellen N-Alkylglycin
Trimer Formel (I), die eingesetzt werden soll.
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Die
mit dieser Erfindung gelieferte pharmazeutische Komposition kann
in jeglicher Anwendungsform überreicht
werden, zum Beispiel fest oder flüssig, und mag in jeder geeigneten
Art verabreicht werden, zum Beispiel mündlich, parenteral, rektal
oder lokalisiert, wofür
sie die notwendigen pharmazeutisch akzeptablen Hilfsstoffe enthalten
soll, um die gewünschte
Verabreichungsform chemisch zu formulieren. Eine Durchsicht der
verschiedenen pharmazeutischen Formen der Verabreichung der Medizin
und der für
ihren Erhalt erforderlichen Hilfsstoffe kann zum Beispiel in „Treaty
of Galenic Pharmacy" von
C. Fauli i Trillo, 1993, Luzán
5, S. A. Ediciones, Madrid, gefunden werden.
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Folglich
ist zusätzlicher
Gegenstand dieser Erfindung die Anwendung eines N-Alkylglycin Trimers
der Formel (I) in der Entwicklung einer Medizin für die Abschwächung der
nervösen
Aktivität
von Neuronen, die beteiligt sind an der Neurodegeneration, hervorgerufen
durch die Anwendung exogener chemischer Substanzen oder die endogene
Befreiung chemischer Substanzen, die Erregungstoxizität im Nervensystem
(exzitotoxe oder exzitotoxine Substanzen) auslösen oder in der Entwicklung
einer Medizin für
die Hemmung ionischer Kanäle,
die durch exogene chemische Substanzen oder durch toxische Substanzen,
die auf Überreizung
zurückgehen,
aktiviert werden, welche zur Neurodegeneration führen.
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Genauer
gefasst bezieht sich die Erfindung auf den Gebrauch einer N-Alkylglycin Trimer
Formel (I) in der Entwicklung einer Medizin zur Behandlung von Krankheiten
und pathologischen Veränderungen,
die durch die Aktivität
der ionischen Kanäle
des ionotropen L-Glutamatrezeptors, wie etwa Rezeptoren vom NMDA-Typ, hervorgerufen
werden, zum Beispiel die Neurodegeneration in Reaktion auf einen
giftigen Impuls.
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Genauer
gefasst bezieht sich die Erfindung auf den Gebrauch einer N-Alkylglycin Trimer
Formel (I) in der Entwicklung einer Medizin für die Behandlung, Verlangsamung,
Reduzierung, Abnahme und/oder Prävention
von Neurodegeneration, sowie den Gebrauch einer N-Alkylglycin Trimer
Formel (I) in der Entwicklung einer Medizin zur Behandlung von zerebraler
Ischämie,
Schlaganfall, Migräne,
Depression, Huntington, Parkinson, Alzheimer, seniler Demenz, Epilepsie
und multipler und amyotropher Sklerose.
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Die
Erfindung liefert zusätzlich
eine Methode für
die Behandlung von Krankheiten und pathologischen Unregelmäßigkeiten,
die durch die Aktivität
der ionischen Kanäle
und der ionotropen Glutamatrezeptoren hervorgerufen werden, zum
Beispiel die Behandlung von Neurodegeneration, die durch ionotrope
Rezeptoren für Glutamat
als Antwort auf einen giftigen Impuls ausgelöst werden, zum Beispiel mechanisch,
chemisch oder thermisch, eine Methode, die auch die Verabreichungsform
zum entsprechenden Patienten umfasst, der unter der Krankheit oder
der pathologischen Unregelmäßigkeit
leidet, sowie die therapeutisch effektive Menge des N-Alkylglycin
Trimers der Formel (I) umfasst, vorzugsweise in Form einer sie enthaltenden
pharmazeutischen Komposition.
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Die
Menge des zu verabreichenden N-Alkylglycin Trimers der Formel (I)
soll von zahlreichen Faktoren abhängen, unter denen sich der
Grad der Neurodegeneration, der durch die exzitotoxischen Aggressionen produziert
wurde, und das N-Alkylglycin Trimer, welches angewandt werden soll,
finden.
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Andererseits
ist es fundamentale Notwendigkeit für die Identifizierung bioaktiver
Moleküle,
einen Test durchzuführen,
der die Bestimmung der biologischen Aktivität im Hinblick der therapeutischen
Ziele ermöglicht. Die
Erfinder haben einen biologischen Test entwickelt, der die Bewertung
der Kraft der Moleküle
ermöglicht, welche
den Ionenstrom blockieren, der vom Agonisten in X. laevis Oocyten
aktiviert wird, welche neuronale Rezeptoren wie glutamatabhängige Rezeptoren äußern (19,
20). Ein wichtiger Vorteil dieses biologischen Tests ist, dass er
die Suche nach Antagonisten in funktionell aktiven Rezeptoren erlaubt,
welches seinen Nutzen im lebenden Organismus erhöht.
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Die
heterologen Äusserungsmethoden
von Rezeptoren in X. laevis Oocyten wurde detailliert von Ferrer-Montiel
und Montal beschrieben (19).
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Die
folgenden Beispiele dienen zur Veranschaulichung der Natur der vorliegenden
Erfindung und sollen nicht in ihrem limitierten Sinn aufgefasst
werden.
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BEISPIEL 1
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N-Alkylglycin Trimere,
die fähig
sind, den NMDA-Rezeptor zu blockieren
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1.1. Synthese der N-Alkylglycin
Trimere
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Die
in Tabelle 1 identifizierten N-Alkylglycin Trimere wurden mittels
konventioneller Methoden der Synthese von Peptiden im Festzustand zusammengesetzt
(21). Die Trimere wurden gereinigt mittels hochauflösender Flüssigchromatographie.
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Tabelle 1 N-Alkylglycin
Trimere einer Formel (I)
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- [I]: [N-[3,3-Diphenylpropyl]Glycyl]-[N-[3-(N,N-Diethylamin)Propyl]glycyl]-N-[2-(Metholcarbolylamin)Ethyl]Glycinamid;
- [2]: [N-[3,3-Diphenylpropyl]Glycyl]-[N-[3-(N,N-Diethylamin)Propyl]glycyl]-N-[2-(2-Pyridyl)Ethyl]Glycinamid;
- [3]: [N-[3,3-Diphenylpropyl]Glycyl]-[N-[3-(N,N-Diethylamin)Propyl]glycyl]-N-[2-(N-imidazolyl)Ethyl]Glycinamid;
- [4]: [N-[3,3-Diphenylpropyl]Glycyl]-[N-[3-(N,N-Diethylamin)Propyl]glycyl]-N-[3-(N,N-Dimethylamin)Propyl]Glycinamid;
- [5a]: [N-[(R,S)-2-[2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3-(N,N-Diethylamin)Propyl]glycyl]-N-[2-(Methylcarbonylamin)Ethyl]Glycinamid;
- [5b]: [N-[(R)-2-[2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3-(N,N-Diethylamin)Propyl]glycyl]-N-[2-(Methylcarbonylamin)Ethyl]Glycinamid;
- [5c]: [N-[(S)-2-[2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3-(N,N-Diethylamin)Propyl]glycyl]-N-[2-(Methylcarbonylamin)Ethyl]Glycinamid;
- [6a]: [N-[(R,S)-2-[2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3-(N,N-Diethylamin)Propyl]glycyl]-N-[2-(2-Pyridyl)Ethyl]Glycinamid;
- [6b]: [N-[(R)-2-[2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3-(N,N-Diethylamin)Propyl]glycyl]-N-[2-(2-Pyridyl)Ethyl]Glycinamid;
- [6c]: [N-[(S)-2-[2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3-(N,N-Diethylamin)Propyl]glycyl]-N-[2-(2-Pyridyl)Ethyl]Glycinamid;
- [7a]: [N-[(R,S)-2-(2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3-(N,N-Diethylamin)Propyl]glycyl]-N-[2-(N-Imidazolyl))Ethyl]Glycinamid;
- [7b]: [N-[(R)-2-(2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3-(N,N-Diethylamin)Propyl]glycyl]-N-[2-(N-Imidazolyl)Ethyl]Glycinamid;
- [7c]: [N-[(S)-2-(2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3-(N,N-Diethylamin)Propyl]glycyl]-N-[2-(N-Imidazolyl)Ethyl]Glycinamid;
- [8a]: [N-[(R,S)-2-(2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3-(N,N-Diethylamin)Propyl]glycyl]-N-[3-(N,N-Dimethylamin)Propyl]Glycinamid;
- [8b]: [N-[(R)-2-(2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3-(N,N-Diethylamin)Propyl]glycyl]-N-[3-(N,N-Dimethylamin)Propyl]Glycinamid;
- [8c]: [N-[(S)-2-(2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3-(N,N-Diethylamin)Propyl]glycyl]-N-[3-(N,N-Dimethylamin)Propyl]Glycinamid;
- [9a]: [N-[(R,S)-2-(2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3,3-Diphenylpropyl]glycyl]-N-[2-(Methylcarbonylamin)Ethyl]Glycinamid;
- [9b]: [N-[(R)-2-(2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3,3-Diphenylpropyl]glycyl]-N-[2-(Methylcarbonylamin)Ethyl]Glycinamid;
- [9c]: [N-[(S)-2-(2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3,3-Diphenylpropyl]glycyl]-N-[2-(Methylcarbonylamin)Ethyl]Glycinamid;
- [10a]: [N-[(R,S)-2-(2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3,3-Diphenylpropyl]glycyl]-N-[2-(Pyridyl)Ethyl]Glycinamid;
- [10b]: [N-[(R)-2-(2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3,3-Diphenylpropyl]glycyl]-N-[2-(2-Pyridyl)Ethyl]Glycinamid;
- [10c]: [N-[(S)-2-(2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3,3-Diphenylpropyl]glycyl]-N-[2-(2-Pyridyl)Ethyl]Glycinamid;
- [11a]: [N-[(R,S)-2-(2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3,3-Diphenylpropyl]glycyl]-N-[2-(N-Imidazolyl)Ethyl]Glycinamid;
- [11b]: [N-[(R)-2-(2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3,3-Diphenylpropyl]glycyl]-N-[2-(N-Imidazolyl)Ethyl]Glycinamid;
- [11c]: [N-[(5)-2-(2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3,3-Diphenylpropyl]glycyl]-N-[2-(N-Imidazolyl)Ethyl]Glycinamid;
- [12a]: [N-[(R,S)-2-(2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3,3-Diphenylpropyl]glycyl]-N-[3-(N,N-Dimethylamin)Propyl]Glycinamid;
- [12b]: [N-[(R)-2-(2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3,3- Diphenylpropyl]glycyl]-N-[3-(N,N-Dimethylamin)Propyl]Glycinamid;
- [12c]: [N-[(S)-2-(2-(N-Methyl)Pyrrolidinyl]Ethyl]Glycyl]-[N-[3,3-Diphenylpropyl]glycyl]-N-[3-(N,N-Dimethylamin)Propyl]Glycinamid;
- [13a]: [N-(Cyclopropyl)Glycyl]-[N-(Cyclopropyl)Glycyl]-N-((R,S)-sec-Butyl)Glycinamid;
- [13b]: [N-(Cyclopropyl)Glycyl]-[N-(Cyclopropyl)Glycyl]-N-((R)-sec-Butyl)Glycinamid;
- [13c]: [N-(Cyclopropyl)Glycyl]-[N-(Cyclopropyl)Glycyl]-N-((S)-sec-Butyl)Glycinamid;
- [14]: [N-(Cyclopropyl)Glycyl]-[N-(Cyclopropyl)Glycyl]-N-(Phenethyl)Glycinamid;
- [15]: [N-(Cyclopropyl)Glycyl]-[N-(Cyclopropyl)Glycyl]-N-[2-(4-Aminosulfonylphenyl)Ethyl]Glycinamid;
- [16a]: [N-(Cyclopropyl)Glycyl]-][N-[2-(N-Morpholin)Ethyl]Glycyl]-N-((R,S)-sec-Butyl)Glycinamid;
- [16b]: [N-(Cyclopropyl)Glycyl]-][N-[2-(N-Morpholin)Ethyl]Glycyl]-N-((R)-sec-Butyl)Glycinamid;
- [16c]: [N-(Cyclopropyl)Glycyl]-[N-[2-(N-Morpholin)Ethyl]Glycyl]-N-((S)-sec-Butyl)Glycinamid;
- [17]: [N-(Cyclopropyl)Glycyl]-][N-[2-(N-Morpholin)Ethyl]Glycyl]-N-(Phenethyl)Glycinamid;
- [18]: [N-(Cyclopropyl)Glycyl]-[N-[2-(N-Morpholin)Ethyl]Glycyl]-N-[2-(4-Aminosulfonylphenyl)Ethyl]Glycinamid;
- [19a]: [N-[2-(N-pyrrolidinyl)Ethyl]Glycyl]-[N-(Cyclopropyl)Glycyl]-N-[((R,S)-sec-Butyl)Glycinamid;
- [19b]: [N-[2-(N-pyrrolidinyl)Ethyl]Glycyl]-[N-(Cyclopropyl)Glycyl]-N-[((R)-sec-Butyl)Glycinamid;
- [19c]: [N-[2-(N-pyrrolidinyl)Ethyl]Glycyl]-[N-(Cyclopropyl)Glycyl]-N-[((S)-sec-Butyl)Glycinamid;
- [20]: [N-[2-(N-pyrrolidinyl)Ethyl]Glycyl]-[N-(Cyclopropyl)Glycyl]-N-(Phenethyl)Glycinamid;
- [21]: [N-[2-(N-pyrrolidinyl)Ethyl]Glycyl]-[N-(Cyclopropyl)Glycyl]-N-[2-(4-Aminosulfonylphenyl)Ethyl]Glycinamid;
- [22a]: [N-[2-(N-pyrrolidinyl)Ethyl]Glycyl]-[N-[2-(N-morpholin)Ethyl]Glycyl]-N-((R,S)-sec-Butyl)Glycinamid;
- [22b]: [N-[2-(N-pyrrolidinyl)Ethyl]Glycyl]-[N-[2-(N-morpholin)Ethyl]Glycyl]-N-((R)-sec-Butyl)Glycinamid;
- [22c]: [N-[2-(N-pyrrolidinyl)Ethyl]Glycyl]-[N-[2-(N-morpholin)Ethyl]Glycyl]-N-((S)-sec-Butyl)Glycinamid;
- [23]: [N-[2-(N-pyrrolidinyl)Ethyl]Glycyl]-[N-[2-(N-morpholin)Ethyl]Glycyl]-N-(Phenethyl)Glycinamid
und
- [24]: [N-[2-(N-pyrrolidinyl)Ethyl]Glycyl]-[N-[2-(N-morpholin)Ethyl]Glycyl]-N-(2-(4-Aminosulfonylphenyl)Ethyl)Glycinamid
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1.2. Bewertung der biologischen
Aktivität
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Zwei
ergänzende
biologische Tests wurden verwendet um die biologische Aktivität des in
Beispiel 1.1 erhaltenen N-Alkylglycin Trimers zu bewerten. Der erste
Test dient zur Bewertung der Effizienz und Kraft, mit der die genannten
Verbindungen den durch Agonisten in X. laevis Oocyten, die den NMDA-Rezeptor äußern, aktivierten
Ionenstrom blockieren. Der zweite Test dient zur Bestimmung der
Effizienz des Neuronenschutzes der N-Alkylglycin Trimere in primären Kulturen
von Neuronen, die einer exzitotoxischen Aggression ausgesetzt sind,
wie etwa dem verlängerten
Kontakt mit L-Glutamat und Glycin.
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Die
heterologe Äusserung
von Rezeptoren in X. laevis Oocyten kann gemäß der von Ferrer-Montiel und
Montal (19) beschriebenen Prozedur ausgeführt werden. Kurz gesagt, die
X. laevis Oocyten von erwachsenen Fröschen werden gesammelt, manipuliert
und injiziert mit cDNA, welche NR1 und NR2A, Subeinheiten des NMDA-Rezeptors,
kodiert (5, 20). Die ionischen Ströme, aktiviert durch den L-Glutamat
Agonisten in Anwesenheit des Glycin Ko-Agonisten, werden aufgenommen
unter Aufrechterhaltung einer konstanten Voltzahl-Methode mit zwei
Mikro-Elektroden (Zwei-Mikroelektroden-Voltzahl-Klemme) (19, 20).
Die Oocyten, die den Rezeptor äußern, werden
an das Aufnahmelager übertragen
und durchgepumpt, wobei ein 8-Ausstoss-Durchpump-System betrieben
wird. Der Agonist und der Ko-Agonist, beide in Abwesenheit und in
Anwesenheit der zu testenden N-Alkylglycin Trimere, werden aufgelöst in einem
Rufstrom-Zwischenspeicher
(Hepes 10 mM pH 7,4 NaCl 100 mM, BaCl2 2,0
mM, RCl 3,0 mM) ergänzt
mit 100 μm
Fluphenamicsäure
(20). Diese gepufferte Lösung
dient der Verminderung des Beitrags des aus Chloriden bestehenden
endogenen Ionentunnels, der durch Kalzium beim Ionenstrom des glutamatabhängigen Rezeptors
aktiviert wird (19, 20). Die transmembrane Spannung wird konstant
bei –80
mV gehalten, und die ionischen Ströme werden durch angewandte
Impulse der L-Glutamat/Glycin Lösung
(100 μM/20 μM) in Anwesenheit
oder Abwesenheit der wachsenden Konzentrationen der zu testenden
N-Alkylglycin Trimere aktiviert. Die Hemmungsaktivität wird durch Messung
des durch Agonisten im Beisein oder in Abwesenheit der N-Alkylglycin
Trimere aktivierten Ionenstroms ermittelt.
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Die
Kraft und Effizienz der hemmenden Aktivität der N-Alkylglycin Trimere
wird bestimmt mittels Erlangung von Dose-Response-Kurven. Hierfür wird der
Umfang der Hemmung des Ionentunnels, aktiviert durch NMDA-Rezeptoren
ausstossendes L-Glutamat/Glycin in Oocyten, im Beisein wachsender
Konzentration der N-Alkylglycin Trimere untersucht. Der Anteil der
Wirkungsstärken
des Ionenstroms im Beisein und in Abwesenheit der N-Alkylglycin
Trimere trägt
zum Erhalt der Dose-Reponse-Kurven bei (19, 20). Diese Schaubilder erfüllen logarithmische
Funktionen zur Bestimmung der maximalen Blockade (Kraft) und der
Antagonisten-Konzentration, welche zur Hälfte der maximalen Blockade
produziert wird (IC50, Effizienz).
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Die
erhaltenen Resultate zeigten, dass alle getesteten N-Alkylglycin
Trimere die Aktivität
des Ionentunnels blockierten, welche charakteristisch für die NMDA-Rezeptoren sind,
die in Frosch-Oocyten der X. laevis geeäußert worden sind. Die N-Alkylglycin Trimer-Konzentrationen,
die die durch L-Glutamat/Glycin in einer Konzentration von 100 μM/20 μM aktivierten
NMDA-Rezeptor-Reaktion (IC50) zur Hälfte gehemmt
haben, oxzillierten zwischen 0,1 μM
und 100 μM
bei den verschiedenen N-Alkylglycin Trimeren, die getestet wurden
(Tabelle 1). So ist folglich beispielsweise die IC50 der
N-Alkylglycin Trimere, identifiziert als Zusammensetzung [2], von
annähernd
2 μM und
von annähernd
10 μM für die N-Alkylglycin Trimere
identifiziert als Zusammensetzung [3]. Der Rest der Zusammensetzungen
zeigte IC50 Werte zwischen 10 und 100 μM.
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Zusätzlich wurde
beobachtet, dass sich die getesteten N-Alkylglycin Trimere nicht
wie kompetitive Antagonisten der natürlichen Agonisten verhielten.
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Es
wurde auch beobachtet, dass die getesteten N-Alkylglycin Trimere
in erster Linie neuronale Kulturen vom zuvor dem 10 μM Glycin
ausgesetzten Rattenkleinhirn gegen den verlängerten Kontakt (≥ 3 h) mit L-Glutamat
oder N-Methyl-D-Aspartat
bei einer Konzentration von 1 mM beschützten. Der Test besteht daraus, Kleinhirnneuronen
von Babyratten zu extrahieren, 7–8 Tage alt, sie in Scheiben
in einem Kulturmedium unterstützt
mit fötalem
Serum vom Rind zu kultivieren (22). Nach 13–19 Tagen in dieser Kultur
wird die exzitotoxische Aggression mit L-Glutamat ausgeübt, den
neuronalen Tod in Abwesenheit und Anwesenheit des N-Alkylglycin
Trimers 24 Stunden nach Aggression überwachend, dabei zwei fluoreszierende
Fabstoffe nutzend: das fluoreszierende Di-Azetat, welches auf die
Anzahl lebensfähiger
Zellen hinweist, und das Propidium Jodid, welches über die
Anzahl toter Zellen Auskunft gibt (23). Das als Zusammensetzung
[1] identifizierte N-Alkylglycin Trimer zum Beispiel reduzierte
einen Anteil von 95% des neuronalen Tods bei einer Konzentration
von 30 μg/ml;
Zusammensetzung [5] einen Anteil von 85% bei einer Konzentration
von 30 μg/ml;
Zusammensetzung [23a] einen Anteil von 57% bei einer Konzentration
von 50 μg/ml,
und Zusammensetzung [24] einen Anteil von 60% bei einer Konzentration
von 50 μg/ml.
Der Rest der getesteten N-Alkylglycin Trimere zeigte eine zwischen
37% und 96% schwankende neuronale Schutzwirkung.
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Es
wurde zusätzlich
beobachtet, dass die getesteten N-Alkylglycin Trimere eine Schutzwirkung
gegen Glutamat Neurotoxizität
in Tiermodellen aufzeigen. Es wurde ein Neurotoxizitätsmodell
versucht an Mäusen, induziert
durch die Injektion einer hohen Dosis Ammonium, deren Resultat aufgrund
der Hyperaktivierung des NMDA-Rezeptors der Tod des Tieres ist.
Der Test besteht aus der Bauchfellinjektion einer Menge N-Alkylglycin Trimere
von 0,05–0,1
mg/g, nach 10 Minuten gefolgt von einer Injektion Ammonium-Azetat
von 12 mmol/kg. Nach 24 Stunden post-injektion wurde die Anzahl
toter Mäuse
bestimmt. Das als Zusammensetzung [24] identifizierte N-Alkylglycin
Trimer schützte
82% der Mäuse,
während
das als Zusammensetzung [23a] identifizierte N-Alkylglycin Trimer
100% der Tiere schützte.
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Andererseits,
aufgrund der Tatsache, dass einige N-Alkylglycin Trimere der Formel
(I) als Stereoisomere dargestellt werden können, wurde die Möglichkeit
bewertet, dass die Aktivität
der razemischen Mischung als Neuroprotektor vorzugsweise mit einem
der Isomere korrespondiert. Hierfür wurde die Neuroprotektorenaktivität der als
[23b] und [23c] identifizierten Enantiomere in Primärkulturen
von Kleinhirnneuronen, die einer exzitotoxischen Aggression wie
etwa der Inkubation mit L-Glutamat 1 mM, ausgesetzt sind, bewertet,
(siehe Tabelle 1), und mit der Neuroprotektorenaktivität einer
razemischen Mischung besagter Enantiomere verglichen. Die erhaltenen
Resultate waren in beiden Fällen ähnlich und
zeigten, dass beide Enantiomere Neuroprotektoren von gleicher Stärke sind.
Ebenso glich diese Stärke
derjenigen, die von der razemischen Mischung präsentiert wurde.
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Angesichts
der Rolle des NMDA-Rezeptors bei der exzitatorischen synaptischen Übermittlung
und in der Ätiologie
der zahlreichen neurodegenerativen Krankheiten, ist die Konsequenz
der blockierenden Aktivität der
mit dieser Erfindung gelieferten N-Alkylglycin Trimere, dass sie
als nützliche
Neuroprotektoren zur Abschwächung
oder Reduzierung des durch exzitotoxische Aggression hervorgerufenen
neuronalen Tods, wie etwa zerebrale Ischämie, die Neurodegeneration
durch Hyperammonämie,
Alzheimer Demenz, Epilepsie, usw., eingesetzt werden können.
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