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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf N-Acylhomoserinlaktone. Spezieller
bezieht sie sich auf Zusammensetzungen, die bestimmte N-Acylhomoserinlaktone
zusammen mit bestimmten substituierten 4-Chinolonen enthalten. Sie
bezieht sich außerdem
auf die Verwendung von solchen Zusammensetzungen bei der Herstellung
von Medikamenten zur Verwendung als Immunosuppressiva.
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Immunosuppressivumverbindungen
induzieren eine Inhibierung des Immunreaktionssystems. Verbindungen,
die dafür
bekannt sind, immununterdrückende
Wirkung zu zeigen, umfassen das Pilzstoffwechselprodukt Cyclosporin
A und das Makrolidantibiotikum (ein Stoffwechselprodukt von Streptomyces
tsukabaensis), genannt FK506. Beide dieser Mittel sind klinisch
und experimentell verwendet worden, um das Immunsystem bei der Transplantation
und bei der Behandlung einer Vielzahl von Krankheiten zu unterdrücken.
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Autoimmunkrankheiten
sind Erkrankungen, wo die Wirtsunterscheidung von „selbst" gegen „nicht-selbst" zusammenbricht und
das Immunsystem des Individuums (sowohl erworbene als auch angeborene
Komponenten) Selbstgewebe angreift. Diese Krankheiten reichen von
bekannten Entitäten,
wie Rheumatoidarthritis, Schilddrüsenautoimmunkrankheit und Diabetes
mellitus vom Typ 1, bis zu bekannten Entitäten, wie Multiple Sklerose
und zu selteneren Erkrankungen, wie Myasthenie. Fortschritte in
der grundlegenden biomedizinischen Wissenschaft und insbesondere
der Immunologie zeigten, daß hauptsächliche
und grundlegende Läsionen,
die für
die Induktion und Persistenz der meisten Autoimmunkrankheiten verantwortlich
sind, innerhalb der autoreaktiven proliferierenden T-Lymphozyten
ansässig
sind. Tatsächlich
ist die Mehrheit der Autoimmunkrankheiten mit einem Verlust der
T-Zell-Homöostasis
verbunden. Das gesunde Immunsystem wird scheinbar durch die kontraunterdrückende Herstellung
von Zytokinen durch T-Helfer-1-(Th1-)
und T-Helfer-2-(Th2-)-Lymphozytuntereinheiten in einem ausgewogenen
Gleichgewicht gehalten. Bei der Autoimmunität herrschen die Th1-Zytokine
vor; bei Allergie nehmen Th2-Zytokine ihren Platz ein. Ein Zytokin,
das eng mit der Entwicklung von Th1-gerichteten Reaktionen und folglich
der Autoimmunkrankheit verbunden ist, ist TNF-α.
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Sowohl
Cyclosporin A als auch FK506 sind klinisch bei der Behandlung von
Autoimmunkrankheiten mit ermutigenden Ergebnissen verwendet worden.
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Die
derzeit erhältlichen
immununterdrückenden
Arzneimittel haben den Vorteil eines engen therapeutischen Index,
d. h. Toxizität
gegen klinischen Nutzen. Die Verbindungen sind dafür bekannt,
nephrotoxisch, neurotoxisch und möglicherweise diabetogen zu
sein, und dies schränkte
ihre Verwendung in den obengenannten Gebieten ein. Es bestehen ebenso
Probleme mit der Verabreichung dieser Verbindungen, ihrer Bioverträglichkeit
und der Überwachung
ihrer Niveaus sowohl klinisch als auch im Labor.
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Wir
offenbarten in WO-A-95/01175 eine Klasse von Verbindungen, die antiallergische
Wirkung zeigen und die Freisetzung von Histamin inhibieren, mit
der generischen Formel
worin n 2 oder 3 ist; Y O,
S oder NH ist; X O, S oder NH ist; und R
a C
1-C
18-Alkyl oder
-Acyl ist, das substituiert sein kann.
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Einige
dieser Verbindungen und Verfahren zu deren Herstellung wurden zuvor
in WO-A-92/18614 offenbart, obwohl dieses Dokument nur offenbart,
daß die
Verbindungen als Autoinducer und als Mittel zur Kontrolle der Genexpression
fungieren. Verbindungen in derselben Reihe werden ebenso in Journal
of Bacteriology, Band 175, Nummer 12. Juni 1993, Seiten 3856 bis
3862 erwähnt,
aber es gibt erneut keine Lehren, daß sie irgendeine Wirkung außerhalb
der Mikroorganismen aufweisen könnten.
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G.
Papaccio, Diabetes Res. Clin. Pract. Bd. 13, Nr. 1, 1991, Seiten
95–102
offenbart die Verwendung von N-Acetylhomocysteinthiolakton als ein
Enhancer von Superoxiddismutase bei einem Versuch, den Schutz gegen
chemisch induzierte Diabetes zu erhöhen.
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Die
Verwendung von N-Acetylhomocysteinthiolakton, um das IgE-Molekül zu modifizieren,
wird von J. Ljaljevic et al in Od. Med. Nauka, Bd. 24, 1971, Seiten
137–143
und Chemical Abstracts, Bd. 78, Nr. 7, Februar 1973, Abstract Nr.
41213a gelehrt. Jedoch gibt es in dieser Zeitschrift keinen Vorschlag
zu Immunosuppression oder zur Inhibierung der Histaminfreisetzung.
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US-A-5,591,872
offenbart die Verbindung N-(3-Oxododecanoyl)homoserinlakton als
ein Autoinducermolekül.
In „Infection
and Immunity", Bd.
66, Nr. 1, Januar 1998, berichten die Autoren über die Wirkung von N-(3-Oxododecanoyl)homoserinlakton
(OdDHL) bei der Inhibierung der Concavalin-A-Mitogen-stimulierten Proliferation
von Mausmilzzellen und TNF-α-Produktion
durch LPS-stimulierte adhärente
Mausperitonealmakrophagen.
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In
WO 01/74801 offenbaren wir eine Unterklasse von N-Acylhomoserinlaktonen,
die eine immununterdrückende
Wirkung größer als
die aufweisen, die durch ähnliche
Verbindungen außerhalb
dieser Unterklasse gezeigt wird. Die vorliegende Erfindung basiert
auf unserer Entdeckung, daß die
bestimmte immununterdrückende
Wirkung einer Zusammensetzung, umfassend ein solches N-Acylhomoserinlakton
zusammen mit einem Mitglied einer Gruppe von subsituierten 4-Chinolonen,
größer als
die Summe der Wirkungen der einzelnen Komponenten der Zusammensetzung
ist, wenn sie separat bestimmt werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Zusammensetzung bereitgestellt, umfassend mindestens
eine Verbindung der Formel I
worin R eine Acylgruppe der
Formel II
ist, worin einer von R
1 und R
2 H ist und
der andere aus OR
4, SR
4 und
NHR
4 ausgewählt ist, worin R
4 H
oder C
1-6-Alkyl ist, oder R
1 und
R
2 zusammen mit dem Kohlenstoffatom, an
das sie gebunden sind, eine Ketogruppe bilden, und R
3 eine
gerad- oder verzweigtkettige, gesättigte oder ungesättigte aliphatische
Hydrocarbylgruppe ist, enthaltend 8 bis 11 Kohlenstoffatome, und
gegebenenfalls durch ein oder mehrere Substituentengruppen substituiert
ist, ausgewählt
aus Halogen, C
1-6-Alkoxy, Carboxy, C
1-6-Alkoxycarbonyl und NR
5R
6, worin R
5 und R
6 jeweils aus H und C
1-6-Alkyl
ausgewählt
ist, oder R
5 und R
6 zusammen
mit dem N-Atom eine Morpholino- oder Piperazinogruppe bilden, oder
irgendein Eantiomer davon zusammen mit mindestens einer Verbindung der
Formel III
worin R
7 eine
gerad- oder verzweigtkettige, gesättigte oder ethylenisch ungesättigte,
aliphatische Hydrocarbylgruppe ist, enthaltend 1 bis 18 Kohlenstoffatome,
die gegebenenfalls durch eine oder mehrere Substituentengruppen
substituiert sein können,
ausgewählt
aus Halogen, C
1-6-Alkoxy, Carboxy, C
1-6-Alkoxycarbonyl und NR
12R
13, worin R
12 und
R
13 jeweils unabhängig aus H und C
1-6-Alkyl
ausgewählt
ist, oder R
12 und R
13 zusammen mit
dem N-Atom, an das sie gebunden sind, eine gesättigte, heterocyclische Gruppe
bilden, ausgewählt
aus Piperidino, Piperazino und Morpholino; R
8 eine
Gruppe ist, ausgewählt
aus H, -OH, Halogen, -CHO, -CO
2H und CONHR
14, worin R
14 H oder
ein C
1-6-Alkyl
ist; R
9, R
10 und
R
11 jeweils unabhängig aus H, -CH
3,
OCH
3 und Halogen ausgewählt ist; oder ein nicht-toxisches
pharmazeutisch akzeptables Salz davon.
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In
einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zur Behandlung einer Krankheit eines lebenden Säugers, einschließlich eines
Menschen, bereit, wobei die Krankheit für die Wirkung eines Immunosuppressivums
verantwortlich ist, wobei das Verfahren das Verabreichen von mindestens
einer Verbindung der Formel I, wie hierin definiert, und mindestens
einer Verbindung der Formel III, wie hierin definiert, an einen
lebenden Säuger,
einschließlich
eines Menschen umfaßt.
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Die
N-Acylhomoserinlaktone der obigen Formel I sind fähig, die
Immunantwort in dem lebenden Säuger,
einschließlich
Menschen, zu modulieren. Insbesondere weisen sie eine Inhibitorwirkung
auf die Lymphozytenproliferation bei Menschen auf und regulieren
die TNF-α-Sekretion
durch Monoryten/Makrophagen und folglich die Aktivierung von Th1-Lymphozyten
bei Menschen herunter.
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In
den Verbindungen der allgemeinen Formel I, die oben angegeben wird,
weist die Gruppe R die Formel II
auf.
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In
Formel II gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform
ist einer von R1 und R2 H
und der andere ist aus OR4, SR4 und
NHR4 ausgewählt, worin R4 H
oder C1-6-Alkyl ist. Vorzugsweise ist R4 H. Eine solche Definition von R1 und R2 verursacht
Chiralität
an dem Kohlenstoffatom, an das R1 und R2 angelagert sind (C-3). Die Verbindungen
der Erfindung können
daher in der Form von Racematen, optisch aktiven Isomeren oder Gemischen
davon vorliegen. Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
ist einer von R1 und R2 H und
der andere OH.
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Gemäß dieser
ersten bevorzugten Ausführungsform
ist die Gruppe R3 in Formel II eine gerad-
oder verzweigtkettige aliphatische C8-11-Hydrocarbylgruppe,
die gesättigt
ist oder ethylenisch ungesättigt
sein kann. Die Gruppe kann außerdem
durch eine oder mehrere Substituentengruppen substituiert sein,
ausgewählt
aus Halogen, beispielsweise F, Cl, Br oder I; C1-6-Alkoxy,
beispielsweise Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, iso-Propoxy, n-Butoxy,
iso-Butoxy und tert-Butoxy; Carboxy, einschließlich Salze davon, C1-6-Alkoxycarbonyl, beispielsweise Methoxycarbonyl,
Carbamoyl, beispielsweise N,N-Dimethylcarbamoyl und NR5R6, worin R5 und R6 jeweils aus H und C1-6-Alkyl
ausgewählt
ist oder R5 und R6 zusammen
mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, eine Morpholinogruppe
oder einen Piperazinoring bilden, gegebenenfalls durch eine Methylgruppe
an dem 4-N substituiert. Eine besonders bevorzugte R3-Gruppe
in der obigen Formel II ist eine geradkettige oder verzweigtkettige
C8-11-Alkylgruppe, die gegebenenfalls durch
einen Substituenten substituiert ist, ausgewählt aus Br, Carboxy, einschließlich Salzen
davon, und Methoxycarbonyl. Der Substituent ist typischerweise,
obwohl es nicht notwendig ist, in einer Endstellung an die Alkylgruppe
gebunden. Alternativ ist die R3-Gruppe eine geradkettige
oder verzweigtkettige C8-11-Alkenylgruppe,
vorzugsweise monoethylenisch ungesättigt, die durch einen Substituenten
substituiert sein kann, ausgewählt
aus Br, Carboxy, einschließlich
einem Salz davon, und Methoxycarbonyl. Außerdem ist der Substituent
typischerweise, obwohl es nicht notwendig ist, in einer Endstellung
an die Alkenylgruppe gebunden.
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In
der obigen Formel II gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform
bilden die Gruppen R1 und R2 zusammen
eine Oxogruppe (=O), so daß eine
Ketogruppe an der C-3-Stelle in der Acylgruppe existiert. In einem
solchen Fall wird die Gruppe R3 in der Formel
II typischerweise eine gegebenenfalls substituierte, gesättigte oder
ethylenisch ungesättigte,
gerad- oder verzweigtkettige aliphatische C8-11-Hydrocarbylgruppe
sein.
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In
dem Fall, wo die Gruppe R3 substituiert
ist, wird sie durch eine oder mehrere Substituentengruppen substituiert,
ausgewählt
aus Halogen, beispielsweise F, Cl, Br oder I; C1-6-Alkoxy,
beispielsweise Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, iso-Propoxy, n-Butoxy,
iso-Butoxy und tert-Butoxy; Carboxy, einschließlich Salzen davon, C1-6-Alkoxycarbonyl,
beispielsweise Methoxycarbonyl, Carbamoyl, beispielsweise N,N-Dimethylcarbamoyl, und
NR5R6, worin R5 und R6 jeweils
aus H und C1-6-Alkyl ausgewählt ist
oder R5 und R6 zusammen
mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, eine Morpholinogruppe
oder einen Piperazinoring bilden, gegebenenfalls durch eine Methylgruppe
an dem 4-N substituiert.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
ist die R3-Gruppe der obigen Formel II eine
geradkettige oder verzweigtkettige C8-,
C9-, C10- oder C11-Alkylgruppe, die gegebenenfalls durch
einen Substituenten substituiert ist, ausgewählt aus Br, Carboxy, einschließlich Salzen
davon, und Methoxycarbonyl. Der Substituent, wenn vorhanden, ist
typischerweise, obwohl es nicht notwendig ist, in einer Endstellung
an die Alkylgruppe gebunden.
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Gemäß noch einer
anderen bevorzugten Ausführungsform
ist die R3-Gruppe eine geradkettige oder verzweigtkettige
C8-11-Alkenylgruppe, vorzugsweise monoethylenisch
ungesättigt,
die durch einen Substituenten substituiert sein kann, ausgewählt aus
Br, Carboxy, einschließlich
einem Salz davon, und Methoxycarbonyl. Der Substituent ist typischerweise,
obwohl es nicht notwendig ist, in einer Endstellung an die Alkenylgruppe gebunden.
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Beispiele
von Acylgruppen R der obigen Formel II, in der R3 eine
gesättigte
Hydrocarbylgruppe ist, umfassen:
3-Oxoundecanoyl;
11-Brom-3-oxoundecanoyl;
10-Methyl-3-oxoundecanoyl;
6-Methyl-3-oxoundecanoyl;
3-Hydroxydodecanoyl;
12-Brom-3-oxododecanoyl;
3-Oxododecanoyl;
3-Oxotridecanoyl;
13-Brom-3-oxododecanoyl;
3-Hydroxytetradecanoyl;
3-Oxotetradecanoyl;
14-Brom-3-oxotetradecanoyl;
und
13-Methoxycarbonyl-3-oxotridecanoyl.
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Beispiele
von Acylgruppen R der obigen Formel II, in der R3 eine
ethylenisch ungesättigte
Hydrocarbylgruppe ist, umfassen:
3-Oxo-12-tridecenoyl;
3-Oxo-7-tetradecenoyl;
3-Hydroxy-7-tetradecenoyl;
3-Oxo-9-tetradecenoyl;
3-Hydroxy-9-tetradecenoyl;
3-Oxo-10-tetradecenoyl;
3-Hydroxy-10-tetradecenoyl;
3-Oxo-11-tetradecenoyl;
3-Hydroxy-11-tetradecenoyl;
3-Oxo-13-tetradecenoyl;
und
3-Hydroxy-13-tetradecenoyl.
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Die
Verbindung mit der obigen Formel I ist vorzugsweise N-(3-Oxododecanoyl)homoserinlakton
oder ein Enantiomer davon.
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Die
erfindungsgemäßen Verbindungen
mit der 3-Oxo-Gruppe können
im allgemeinen durch ein Verfahren hergestellt werden, umfassend
die Schritte:
- (1) Umsetzen einer Säure mit
der allgemeinen Formel R3COOH, worin R3 wie oben definiert ist, mit Meldrum-Säure (2,2-Dimethyl-1,3-dioxan-4,6-dion)
in Gegenwart von 4-Dimethylaminopyridin und N,N1-Dicyclohexylcarboxdiimid
in einem trockenen organischen Lösungsmittel,
wie trockenes Dichlormethan, um die acylierte Meldrum-Säure zu erhalten;
und
- (2) Umsetzen der acylierten Meldrum-Säure mit L-Homoserinlaktonhydrochlorid
in einem organischen Lösungsmittel,
beispielsweise Acetontril, um das N-(3-oxoacylierte)-L-homoserinlakton
zu erhalten.
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Wo
die entsprechende Säure
nicht verfügbar
ist, kann sie beispielsweise durch Oxidieren des entsprechenden
Alkohols unter Verwendung von Chromsäure hergestellt werden.
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Das
entsprechende N-(3-hydroxyacylierte)-L-homoserinlakton kann durch
Reduzieren des N-(3-oxo-acylierten)-L-homoserinlaktons
unter Verwendung von Natriumcyanoborhydrid unter sauren Bedingungen
hergestellt werden.
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Die
Verbindungen mit der oben angegebenen allgemeinen Formel III umfassen
ihre nicht-toxischen pharmazeutisch-akzeptablen Salze. Die Gruppe
R7 in Formel I ist eine gerad- oder verzweigtkettige
C1-18-, vorzugsweise C3-13-Hydrocarbylgruppe,
die gesättigt
oder ethylenisch ungesättigt
sein kann. Diese Gruppe kann gegebenenfalls durch eine oder mehrere
Substituentengruppen substituiert sein, ausgewählt aus Halogen, beispielsweise
F, Cl, Br oder I; C1-6-Alkoxy, beispielsweise Methoxy, Ethyoxy,
n-Propoxy, iso-Propoxy, n-Butoxy, iso-Butoxy und tert-Butoxy; Carboxy,
einschließlich
nicht-toxischen Salzen davon; C1-6-Alkoxycarbonyl,
beispielsweise Methoxycarbonyl; und NR12R13, worin R12 und
R13 jeweils unabhängig aus H und C1-6-Alkyl,
beispielsweise Methyl oder Ethyl ausgewählt sind. R12 und
R13 können
zusammen mit dem N-Atom, an das sie gebunden sind, alternativ eine
Piperidinokomponente, eine Morpholinokomponente oder eine Piperazinokomponente
bilden, in der das 4-N-Atom gegebenenfalls durch eine Methylgruppe
substituiert sein kann.
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Typischerweise
wird die Hydrocarbylgruppe R7 eine geradkettige
Alkylgruppe mit 3 bis 13 Kohlenstoffatomen sein, beispielsweise
Propyl, n-Pentyl, n-Heptyl, n-Nonyl und n-Undecyl, die gegebenenfalls
substituiert sein kann, wie oben beschrieben. Vorzugsweise wird
in der obigen Formel I die Gruppe R7 n-Heptyl
sein.
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Die
Gruppe R8 wird aus H, -OH, Halogen, beispielsweise
F, Cl, Br und I, CHO, CO2H und CONHR14 ausgewählt,
worin R14 H oder C1-6-Alkyl
ist. In dem Fall, wo R8 eine Carbonsäuregruppe
ist, umfaßt
der Umfang der Erfindung das nicht-toxische Metall und Ammoniumsalze
der Carbonsäure.
Vorzugsweise ist die Gruppe R8 jedoch OH.
Jede der Gruppen R9, R10 und
R11 wird unabhängig aus H, CH3,
OCH3 und Halogen, beispielsweise F, Cl,
Br und I, ausgewählt.
Daher können
R9, R10 und R11 dieselben oder unterschiedliche Gruppen
sein. Jede der R9-, R10-
und R11-Gruppen
können
mit jeder der freien Ringpositionen an dem kondensierten Benzolring
der Chinolone verbunden sein, d. h. an Ringpositionen 5, 6, 7 und
8. Vorzugsweise, wenn nicht alle von R9,
R10 und R11 H sind,
wird die Substitution an der Chinolonstruktur an Stelle 6, 7 oder
beiden stattfinden. Stärker
bevorzugt sind jedoch alle R9, R10 und R11 H, d.
h. der kondensierte Benzolring des Chinolons ist unsubstituiert.
Beispiele von Verbindungen der Formel III werden nachstehend gezeigt.
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Beispiele
von Verbindungen der Formel III
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Wie
oben erwähnt,
finden die Verbindungen der allgemeinen Formel I Verwendung als
pharmazeutisch aktive Wirkstoffe bei der Behandlung eines Säugerkörpers, einschließlich des
menschlichen Körpers,
der unter einer Krankheit oder Erkrankung leidet, die auf die Wirkung
eines Immunsuppressivums reagiert, insbesondere zur Behandlung einer
Autoimmunkrankheit, wie Schuppenflechte, multipler Sklerose und
Rheumatoidarthritis.
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Die
Verbindungen mit der obigen allgemeinen Formel III, einschließlich nicht-toxischen
Salzen davon, sind selbst fähig,
die Immunantwort in dem lebenden Säugerkörper, einschließlich dem
Menschenkörper,
zu modulieren. Wir nehmen insbesondere an, daß diese Verbindungen eine Inhibitorwirkung
auf die Lymphozytenproliferation bei Menschen aufweisen.
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Die
vorliegende Erfindung basiert auf den experimentellen Ergebnissen
aus den Studien, die auf Mäuse-
und Menschensystemen durchgeführt
werden, die zeigen, daß die
Zellproliferation in Gegenwart einer inaktiven Konzentration einer
Verbindung der obigen Formel I synergistisch inhibiert wird, wenn
eine supoptimale Konzentration einer Verbindung der Formel III zu
dem System zugegeben wird. Aus diesem Grund scheint es, daß die Inhibierung
der Zellproliferation durch eine Kombination einer Verbindung der
Formel I und einer Verbindung der Formel III größer als die Summe der einzelnen
Wirkungen von jeder der Verbindungen, wenn sie separat verwendet
werden, ist.
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Wir
nehmen an, daß eine
erfindungsgemäße Zusammensetzung
Verwendung bei der Behandlung von Krankheiten oder Erkrankungen
in dem Säuger,
einschließlich
dem Menschen, findet, die auf die Wirkung eines Immunosuppressivums
beispielsweise bei der Behandlung einer Autoimmunkrankheit, wie
Schuppenflechte, multipler Sklerose und Rheumatoidarthritis reagieren.
Die Dosierungen der Verbindungen in der Zusammensetzung, die dem
Säuger
in der Therapie verabreicht werden, werden natürlich von den tatsächlich verwendeten
aktiven Verbindungen, der einge setzten Behandlungsweise und dem
gewünschten
Typ der Behandlung sowie von der Körpermasse des Patienten abhängen. Es
wird deutlich, daß eine
Kombinationsbehandlung, die eine Verbindung der obigen Formel I
und eine Verbindung der obigen Formel III einsetzt, durch Verabreichen
der Verbindungen zusammen in Form einer Zusammensetzung, die beide
enthält,
oder alternativ durch Verabreichen jeder Verbindung eine nach der
anderen, so daß eine
Kombinationsbehandlung innerhalb des Körpers oder an der zu behandelnden
Körperstelle
auftritt, durchgeführt
werden kann. Die aktiven Verbindungen können wie sie sind oder in Form
einer geeigneten medizinischen Zusammensetzung, die beispielsweise
einen geeigneten pharmazeutischen Träger oder Verdünnungsmittel
enthält,
verabreicht werden. Andere Substanzen können natürlich ebenso in solchen medizinischen
Zusammensetzungen eingesetzt werden, wie Antioxidationsmittel und
Stabilisatoren, wobei die Verwendung davon in der Technik bekannt
ist. Bei der Behandlung von Schuppenflechte werden die aktiven Verbindungen
typischerweise zur topischen Auftragung auf den Patienten beispielsweise
in Form einer Salbe, Creme oder Lotion formuliert. Es wird ebenso
angenommen, daß die
hierin beschriebenen Verbindungen ebenso in einem Impfpräparat als
ein Zusatzstoff in Situationen verwendet werden kann, wo verbesserte
Th2-Antworten vorteilhaft sein würden,
beispielsweise wenn gegen Wurminfektion bei Menschen oder Haustieren
oder Landwirtschaftstieren geimpft wird.
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BEISPIELE
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Beispiel 1: N-(3-oxoundecanoyl)-L-homoserinlakton
(OuDHL)
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Zu
einer Lösung
aus Nonansäure
(2 mmol) in trockenem Dichlormethan (20 ml) wurden 4-Dimethylaminopyridin
(2,1 mmol), N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid
(2,2 mmol) und Meldrum-Säure
(2 mmol) zugegeben. Die Lösung
wurde bei Raumtemperatur über
Nacht gerührt
und dann filtriert, um den ausgefällten Dicyclohexylharnstoff
zu entfernen. Das Filtrat wurde zur Trockne eingedampft und der
Rest in Ethylacetat wiederaufgelöst.
Die Ethylacetatlösung
wurde mit 2 M Salzsäure
gewaschen, über
wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und konzentriert, um die
Nonanoyl-Meldrum-Säure
zu erhalten.
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Zu
einer gerührten
Lösung
der Nonanoyl-Meldrum-Säure
(1 mmol) in Acetonitril (30 ml) wurde L-Homoserinlaktonhydrochlorid
(1 mmol) und Triethylamin (1,2 mmol) zugegeben. Das Gemisch wurde
für 2 h
gerührt
und dann unter Rückfluß für weitere
3 h erhitzt. Das Lösungsmittel
wurde durch Rotationsverdampfung entfernt, um einen Rest zu erhalten,
der in Ethylacetat wiederaufgelöst
wird. Die organische Lösung
wurde nacheinander mit gesättigter
Natriumhydrogencarbonatlösung,
1 M Kaliumhydrogensulfatlösung
und gesättigter
Natriumchloridlösung
gewaschen. Nach dem Trocknen über
wasserfreiem Magnesiumsulfat wurde das organische Extrakt zur Trockne
eingedampft und der Rest durch präparative Schichtchromatographie
auf Siliciumdioxidplatten gereinigt.
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SPEKTRALDATEN
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N-(3-Oxoundecanoyl)-L-homoserinlakton
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- 1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 0,9 (3H,
t, CH3), 1,27 (10H, m, CH3(CH2)5), 1,59 (2H, m,
CH2CH2CO), 2,22
(1H, m, 4α-H),
2,52 (2H, t, CH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,47
(2H, s, COCH2CO), 4,27 (1H, m, 5α-H), 4,48
(1H, td, 5β-H),
4,58 (1H, m, 3-H), 7,64 (1H, d, NH).
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Die
Verfahrensweise, die oben in Beispiel 1 beschrieben wird, wurde
ausgeübt,
um andere N-(3-oxoacylierte)-L-homoserinlaktone,
wie nachstehend beschrieben, in jedem Fall unter Verwendung der
entsprechenden Carbonsäure
herzustellen.
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Beispiel 2: N-(11-Brom-3-oxoundecanoyl)-L-homoserinlakton
(11BrOuDHL)
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- ES-MS m/z 362,2 & 364,2
(MH+, C15H25NO4Br erfordert m/z 362 & 364); 1H
NMR (250 MHz, CDCl3) δ 1,27 (8H, m, BrCH2CH2(CH2)4),
1,45 (2H, m, BrCH2CH2CH2), 1,59 (2H, m, CH2CH2CO), 2,22 (1H, m, 4α-H), 2,52 (2H, t, CH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,47 (2H, s, COCH2CO), 3,53 (2H, t, BrCH2)
4,27 (1H, m, 5α-H),
4,48 (1H, td, 5β-H),
4,58 (1H, m, 3-H), 7,64 (1H, d, NH).
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Beispiel 3: N-(10-Methyl-3-oxoundecanoyl)-L-homoserinlakton
(10MeOuDHL)
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- ES-MS m/z 298,0 (MH+, C16H28NO4 erfordert m/z
298,0); 1H NMR (90 MHz, CDCl3) δ 0,8 (6H,
d, (CH3)2CH), 1,2
(9H, m, CH(CH2)4),
1,7 (2H, m, CH2CH2CO),
2,2 (1H, m, 4α-H),
2,45 (2H, t, CH2CO), 2,65 (1H, m, 4β-H), 3,4
(2H, s, COCH2CO), 4,0–4,8 (3H, m, 5α-H, 5β-H, 3-H),
7,65 (1H, d, NH).
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Beispiel 4: N-(10-Methoxycarbonyl-3-oxodecanoyl)-L-homoserinlakton
(10(MeO2C)ODHL)
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- ES-MS m/z 328,3 (MH+, C16H26NO6 erfordert m/z
328); 1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 1,27 (6H,
m, CH3OCOCH2CH2(CH2)3),
1,59 (4H, m, CH2CH2CO & CH3OCOCH2CH2), 2,22 (1H,
m, 4α-H),
2,25 (2H, t, CH3OCOCH2),
2,52 (2H, t, CH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,47
(2H, s, COCH2CO), 3,58 (3H, s, CH3O), 4,27 (1H, m, 5α-H), 4,48 (1H, td, 5β-H), 4,58
(1H, m, 3-H), 7,64 (1H, d, NH).
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Beispiel 5: N-(6-Methyl-3-oxoundecanoyl)-L-homoserinlakton
(6MeOuDHL)
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- ES-MS m/z 298,2 (MH+, (C16H28NO4 erfordert m/z
298); 1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 0,9 (6H,
t&d, CH3CH2 & CHCH3),
1,27 (10H, m, CH3(CH2)5), 1,59 (2H, m, CH2CH2CO), 2,22 (1H, m, 4α-H), 2,52 (2H, t, CH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,47 (2H, s, COCH2CO), 4,27 (1H, m, 5α-H), 4,48 (1H, td, 5β-H), 4,58
(1H, m, 3-H), 7,64 (1H, d, NH).
-
Beispiel 6: N-(3-Oxododecanoyl)-L-homoserinlakton
(OdDHL)
-
- 1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 0,9 (3H,
t, CH3), 1,27 (12H, m, CH3(CH2)6), 1,59 (2H, m,
CH2CH2CO), 2,22
(1H, m, 4α-H),
2,52 (2H, t, CH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,47
(2H, s, COCH2CO), 4,27 (1H, m, 5α-H), 4,48
(1H, td, 5β-H),
4,58 (1H, m, 3-H), 7,64 (1H, d, NH).
-
Beispiel 7: N-(12-Brom-3-oxododecanoyl)-L-homoserinlakton
(12BrOdDHL)
-
- 1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 1,27 (10H,
m, BrCH2CH2(CH2)5), 1,45 (2H, m,
BrCH2CH2CH2), 1,59 (2H, m, CH2CH2CO), 2,22 (1H, m, 4α-H), 2,52 (2H, t, CH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,47 (2H, s, COCH2CO), 3,53 (2H, t, BrCH2),
4,27 (1H, m, 5α-H),
4,48 (1H, td, 5β-H),
4,58 (1H, m, 3-H), 7,64 (1H, d, NH).
-
Beispiel 8: N-(3-Oxotridecanoyl)-L-homoserinlakton
(OtriDHL)
-
- 1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 0,9 (3H,
t, CH3), 1,27 (14H, m, CH3(CH2)7), 1,59 (2H, m,
CH2CH2CO), 2,22
(1H, m, 4α-H),
2,52 (2H, t, CH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,47
(2H, s, COCH2CO), 4,27 (1H, m, 5α-H), 4,48
(1H, td, 5β-H),
4,58 (1H, m, 3-H), 7,64 (1H, d, NH).
-
Beispiel 9: N-(13-Brom-3-oxotridecanoyl)-L-homoserinlakton
(13Br-OtriDHL)
-
- ES-MS m/z 390,6 & 392,6
(MH+, C17H29NO4Br erfordert m/z 390 & 392); 1H
NMR (250 MHz, CDCl3) δ 1,27 (12H, m, BrCH2CH2(CH2)6),
1,45 (2H, m, BrCH2CH2CH2), 1,59 (2H, m, CH2CH2CO), 2,22 (1H, m, 4α-H), 2,52 (2H, t, CH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,47 (2H, s, COCH2CO), 3,53 (2H, t, BrCH2),
4,27 (1H, m, 5α-H),
4,48 (1H, td, 5β-H),
4,58 (1H, m, 3-H), 7,64 (1H, d, NH).
-
Beispiel 10: N-(3-Oxo-12-tridecenoyl)-L-homoserinlakton
(12dB-OtriDHL)
-
- 1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 1,27 (10H,
m, CH2CH(CH2)5), 1,59 (2H, m, CH2CH2CO), 2,00 (2H, m, CH2CHCH2), 2,22 (1H, m, 4α-H), 2,52 (2H, t, CH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,47 (2H, s, COCH2CO), 4,27 (1H, m, 5α-H), 4,48 (1H, td, 5β-H), 4,58
(1H, m, 3-H), 4,93 (2H, m, CH2CH), 5,86
(1H, m, CH2CH), 7,64 (1H, d, NH).
-
Beispiel 11: N-(3-Oxotetradecanoyl)-L-homoserinlakton
(OtDHL)
-
- 1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 0,9 (3H,
t, CH3), 1,27 (16H, m, CH3(CH2)8), 1,59 (2H, m,
CH2CH2CO), 2,22
(1H, m, 4α-H),
2,52 (2H, t, CH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,47
(2H, s, COCH2CO), 4,27 (1H, m, 5α-H), 4,48
(1H, td, 5β-H),
4,58 (1H, m, 3-H), 7,64 (1H, d, NH).
-
Beispiel 12: N-(14-Brom-3-oxotetradecanoyl)-L-homoserinlakton
(14BrOtDHL)
-
- 1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 1,27 (14H,
m, BrCH2CH2(CH2)7), 1,45 (2H, m,
BrCH2CH2CH2), 1,59 (2H, m, CH2CH2CO), 2,22 (1H, m, 4α-H), 2,52 (2H, t, CH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,47 (2H, s, COCH2CO), 3,53 (2H, t, BrCH2),
4,27 (1H, m, 5α-H),
4,48 (1H, td, 5β-H),
4,58 (1H, m, 3-H), 7,64 (1H, d, NH).
-
Beispiel 13: N-(13-Methoxycarbonyl-3-oxotridecanoyl)-L-homoserinlakton
((13MeO2C)OtriDHL)
-
- ES-MS m/z 370,3 (MH+, C19H32NO6 erfordert m/z
370); 1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 1,27 (10H,
m, CH3OCOCH2CH2(CH2)5),
1,59 (4H, m, CH2CH2CO & CH3OCOCH2CH2), 2,22 (1H,
m, 4α-H),
2,25 (2H, t, CH3OCOCH2),
2,52 (2H, t, CH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,47
(2H, s, COCH2CO), 3,58 (3H, s, CH3O), 4,27 (1H, m, 5α-H), 4,48 (1H, td, 5β-H), 4,58
(1H, m, 3-H), 7,64 (1H, d, NH).
-
Beispiel 14: N-(3-Oxo-7-tetradecenoyl)-L-homoserinlakton
(7cisOtDHL)
-
- 1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 0,9 (3H,
t, CH3), 1,27 (8H, m, CH3(CH2)4), 1,59 (2H, m,
CH2CH2CO), 2,22
(1H, m, 4α-H),
1,95 (4H, m, CH2CHCHCH2),
2,52 (2H, t, CH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,47
(2H, s, COCH2CO), 4,27 (1H, m, 5α-H), 4,48
(1H, td, 5β-H),
4,58 (1H, m, 3-H), 5,32 (2H, m, CHCH), 7,64 (1H, d, NH).
-
Beispiel 15: N-(3-Oxo-9-tetradecenoyl)-L-homoserinlakton
(9cisOtDHL)
-
- ES-MS m/z 324,7 (MH+, C18H30NO4 erfordert m/z
324); 1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 0,9 (3H,
t, CH3), 1,27 (8H, m, CH3(CH2)2 & (CH2)2CH2CO), 1,59 (2H,
m, CH2CH2CO), 2,22
(1H, m, 4α-H),
1,95 (4H, m, CH2CHCHCH2), 2,52
(2H, t, CH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,47
(2H, s, COCH2CO), 4,27 (1H, m, 5α-H), 4,48
(1H, td, 5β-H),
4,58 (1H, m, 3-H), 5,32 (2H, m, CHCH), 7,64 (1H, d, NH).
-
Beispiel 16: N-(3-Oxo-10-tetradecenoyl-L-homoserinlakton
(10cisOtDHL)
-
- ES-MS m/z 323,8 (MH+, C18H30NO4 erfordert m/z
324); 1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 0,9 (3H,
t, CH3), 1,27 (8H, m, CH3CH2 & (CH2)3CH2CO),
1,59 (2H, m, CH2CH2CO),
2,22 (1H, m, 4α-H),
1,95 (4H, m, CH2CHCHCH2),
2,52 (2H, t, CH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,47
(2H, s, COCH2CO), 4,27 (1H, m, 5α-H), 4,48
(1H, td, 5β-H),
4,58 (1H, m, 3-H), 5,32 (2H, m, CHCH), 7,64 (1H, d, NH).
-
Beispiel 17: N-(3-Oxo-11-tetradecenoyl)-L-homoserinlakton
(11cisOtDHL)
-
- ES-MS m/z 324,3 (MH+, C18H30NO4 erfordert m/z
324); 1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 0,9 (3H,
t, CH3), 1,27 (8H, m, (CH2)4CH2CO), 1,59 (2H,
m, CH2CH2CO), 2,22
(1H, m, 4α-H),
1,95 (4H, m, CH2CHCHCH2),
2,52 (2H, t, CH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,47
(2H, s, COCH2CO), 4,27 (1H, m, 5α-H), 4,48
(1H, td, 5β-H),
4,58 (1H, m, 3-H), 5,32 (2H, m, CHCH), 7,64 (1H, d, NH).
-
Beispiel 18: N-(3-Oxo-13-tetradecenoyl)-L-laktonhomoserin
(13dbOtDHL)
-
- ES-MS m/z 323,6 (MH+, C18H30NO4 erfordert m/z
324); 1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 1,27 (12H,
m, CH2CH(CH2)6), 1,59 (2H, m, CH2CH2CO), 2,00 (2H, m, CH2CHCH2), 2,22 (1H, m, 4α-H), 2,52 (2H, t, CH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,47 (2H, s, COCH2CO), 4,27 (1H, m, 5α-H), 4,48 (1H, td, 5β-H), 4,58
(1H, m, 3-H), 4,93 (2H, m, CH2CH), 5,86
(1H, m, CH2CH), 7,64 (1H, d, NH).
-
Beispiel 19: N-(12-Hydroxy-3-oxododecanoyl)-L-homoserinlakton
(12OHOdDHL)
-
Die
Verwendung von 10-Acetoxydecansäure
in dem allgemeinen Verfahren, wie oben in Beispiel 1 beschrieben,
ergab das N-(12-Acetoxy-3-oxododecanoyl)-L-homoserinlakton. Das
letztere ergab, wenn es in 1 M Salzsäure unter Rückfluß erhitzt wird, das Titelprodukt.
1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 1,27 (12H,
m, HOCH2(CH2)6), 1,59 (2H, m, CH2CH2CO), 1,89 (1H, t, OH), 2,22 (1H, m, 4α-H), 2,52
(2H, t, CH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,47
(2H, s, COCH2CO), 3,60 (2H, t, HOCH2), 4,27 (1H, m, 5α-H), 4,48 (1H, td, 5β-H), 4,58
(1H, m, 3-H), 7,64 (1H, d, NH).
-
Beispiel 20: N-[11-(N-Dimethylcarbamoyl)-3-oxoundecanoyl]-L-homoserinlakton
(11Me2NCO)OuDHL
-
9-(N,N-Dimethylcarbamoyl)nonansäure wurde
wie folgt hergestellt:
-
Zu
einer Lösung
aus Decandionsäuremonomethylester
(2 mmol) in trockenem Tetrahydrofuran (20 ml) wurden 1-Hydroxybenzotriazol
(1 mmol), N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid
(1,1 mmol) und N,N-Dimethylamin (2 M Lösung in Tetrahydrofuran, 2
ml) zugegeben. Das Gemisch wurde über Nacht gerührt und
dann filtriert. Das Lösungsmittel
wurde im Vakuum entfernt und der Rest in Ethylacetat wiederaufgelöst. Die
Ethylacetatlösung wurde
nacheinander mit gesättigter
Natriumhydrogencarbonatlösung,
1 M Kaliumhydrogensulfatlösung
und gesättigter
Natriumchloridlösung
gewaschen. Nach dem Trocknen über
wasserfreiem Magnesiumsulfat und Entfernung des Lösungsmittels
wurde das Produkt durch präparative
Schichtchromatographie auf Siliciumdioxidplatten in Ethylacetat
gereinigt, um Methyl-9-(N,N-dimethylcarbamoyl)nonanoat
zu erhalten.
-
Der
Methylester wurde in 1 M Natriumhydroxid- (20 ml) und Methanollösung (10
ml) über
Nacht gerührt.
Das Methanol wurde im Vakuum entfernt und die Lösung auf einen pH von 1 mit
2 M Salzsäure
angesäuert.
Das Produkt wurde mit Dichlormethan (3 × 10 ml) extrahiert und die
vereinigten Extrakte wurden über wasserfreiem
Magnesium sulfat getrocknet und durch Rotationsverdampfung konzentriert,
um die gewünschte 9-(N,N-Dimethylcarbamoyl)nonansäure zu erhalten.
1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 1,27 (8H,
m, NCOCH2CH2CH2(CH2)4),
1,59 (4H, m, CH2CH2CO & NCOCH2CH2), 2,22 (1H,
m, 4α-H),
2,40 (2H, t, NCOCH2), 2,52 (2H, t, CH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,47 (2H, s, COCH2CO), 4,27 (1H, m, 5α-H), 4,48 (1H, td, 5β-H), 4,58
(1H, m, 3-H), 7,64 (1H, d, NH).
-
Beispiel 21: N-(3-Hydroxydodecanoyl)-L-homoserinlakton
(HdDHL)
-
N-(3-Oxododecanoyl)-L-homoserinlakton
(1 mmol) wurde in Methanol (10 ml) gelöst und die Lösung mit
2 M HCl-Methanol sauer gemacht (pH 3–4). Natriumcyanoborhydrid
(2,5 mmol) wurde in eine Charge unter Rühren zugegeben und das Reaktionsgemisch
bei pH 3 bis 4 durch die gelegentliche Zugabe von 2 M HCl-Methanol
aufrechterhalten. Nach 2 Stunden wurde das Lösungsmittel im Vakuum entfernt
und Ethylacetatextrakte (3 × 10
ml) des Restes wurden vereinigt, getrocknet (MgSO4)
und verdampft, um die Titelhydroxyderivate zu erhalten. Die Produkte
wurden durch präparative
Schichtchromatographie auf Siliciumdioxidplatten in CHCl3-MeOH (9 : 1) gereinigt.
1H
NMR (250 MHz, CDCl3) δ 0,87 (3H, t, CH3),
1,27 (14H, m, (CH2)7CH2CHOH), 1,56 (2H, m, CH2CHOH),
2,22 (1H, m, 4α-H),
2,38 (2H, m, CHOHCH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,15
(1H, m, CHOH), 3,98 (1H, brs, OH), 4,27 (1H, m, 5α-H), 4,48
(1H, td, 5β-H),
4,58 (1H, m, 3-H), 7,64 (1H, d, NH).
-
Andere
N-(3-hydroxyacylierte)-L-homoserinlaktone wurden gemäß der Verfahrensweise,
die oben in Beispiel 21 beschrieben wird, unter Reduzierung der
entsprechenden 3-Oxoverbindung wie folgt hergestellt.
-
Beispiel 22: N-(3-Hydroxytetradecanoyl)-L-homoserinlakton
(HtDHL)
-
- ES-MS m/z 328,1 (MH+, C18H34NO4 erfordert m/z
328); 1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 0,87 (3H,
t, CH3), 1,27 (18H, m, (CH2)9CH2CHOH), 1,56 (2H,
m, CH2CHOH), 2,22 (1H, m, 4α-H), 2,38
(2H, m, CHOHCH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,15
(1H, m, CHOH), 3,98 (1H, brs, OH), 4,27 (1H, m, 5α-H), 4,48
(1H, td, 5β-H),
4,5 8 (1H, m, 3-H), 7,64 (1H, d, NH).
-
Beispiel 23: N-(3-Hydroxy-7-tetradecenoyl)-L-homoserinlakton
(7cisHtDHL)
-
- 1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 0,9 (3H,
t, CH3), 1,27 (10H, m, CH3(CH2)4 & CH2CH2CHOH), 1,40 (2H, m, CH2CHOH),
2,00 (4H, m, CH2CHCHCH2),
2,22 (1H, m, 4α-H),
2,38 (2H, m, CHOHCH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,15
(1H, m, CHOH), 3,98 (1H, brs, OH), 4,27 (1H, m, 5α-H), 4,48
(1H, td, 5β-H),
4,58 (1H, m, 3-H), 5,32 (2H, m, CHCH), 7,64 (1H, d, NH).
-
Beispiel 24: N-(3-Hydroxy-9-tetradecenoyl)-L-homoserinlakton
(9cisHtDHL)
-
- ES-MS m/z 326,3 (MH+, C18H32NO4 erfordert m/z
326); 1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 0,9 (3H,
t, CH3), 1,27 (10H, m, CH3(CH2)2 & (CH2)3CH2CHOH), 1,40 (2H,
m, CH2CHOH), 2,00 (4H, m, CH2CHCHCH2), 2,22 (1H, m, 4α-H), 2,38 (2H, m, CHOHCH2CO),
2,76 (1H, m, 4β-H),
3,15 (1H, m, CHOH), 3,98 (1H, brs, OH), 4,27 (1H, m, 5α-H), 4,48
(1H, td, 5β-H),
4,58 (1H, m, 3-H), 5,32 (2H, m, CHCH), 7,64 (1H, d, NH).
-
Beispiel 25: N-(3-Hydroxy-10-tetradecenoyl)-L-homoserinlakton
(10cisHtDHL)
-
- ES-MS m/z 325,6 (MH+, C18H32NO4 erfordert m/z
326); 1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 0,9 (3H,
t, CH3), 1,27 (10H, m, CH3CH2 & (CH2)4CH2CHOH),
1,40 (2H, m, CH2CHOH), 2,00 (4H, m, CH2CHCHCH2), 2,22 (1H,
m, 4α-H), 2,38
(2H, m, CHOHCH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,15
(1H, m, CHOH), 3,98 (1H, brs, OH), 4,27 (1H, m, 5α-H), 4,48
(1H, td, 5β-H),
4,58 (1H, m, 3-H), 5,32 (2H, m, CHCH), 7,64 (1H, d, NH).
-
Beispiel 26: N-(3-Hydroxy-11-tetradecenoyl-L-homoserinlakton
(11cisHtDHL)
-
- ES-MS m/z 325,7 (MH+, C18H32NO4 erfordert m/z
326); 1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 0,9 (3H,
t, CH3), 1,27 (10H, m, (CH2)5CH2CHOH), 1,40 (2H,
m, CH2CHOH), 2,00 (4H, m, CH2CHCHCH2), 2,22 (1H, m, 4α-H), 2,38 (2H, m, CHOHCH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,15 (1H, m, CHOH), 3,98
(1H, brs, OH), 4,27 (1H, m, 5α-H),
4,48 (1H, td, 5β-H),
4,58 (1H, m, 3-H), 5,32 (2H, m, CHCH), 7,64 (1H, d, NH).
-
Beispiel 27: N-(3-Hydroxy-13-tetradecenoyl)-L-homoserinlakton
(13dbHtDHL)
-
- ES-MS m/z 326,3 (MH+, C18H32NO4 erfordert m/z
326); 1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 1,27 (14H,
m, (CH2)7CH2CHOH), 1,40 (2H, m, CH2CHOH),
2,00 (2H, m, CH2CHCH2),
2,22 (1H, m, 4α-H),
2,38 (2H, m, CHOHCH2CO), 2,76 (1H, m, 4β-H), 3,15
(1H, m, CHOH), 3,98 (1H, brs, OH), 4,27 (1H, m, 5α-H), 4,48
(1H, td, 5β-H), 4,58 (1H, m,
3-H), 5,32 (2H, m, CHHCH), 5,83 (1H, m, CHHCH), 7,64 (1H, d, NH).
-
Beispiel 28: Synthese
von 2-Heptyl-3-hydroxy-4(1H)-chinolon
-
Herstellung von 5-Octanoyl-Meldrum-Säure (2,2-Dimethyl-5-octanoyl-1,3-dioxan-4,6-dion)
-
N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid
(11 mmol) wurde zu einer gerührten
Lösung
aus Octansäure
(10 mmol) und 4-Dimethylaminopyridin (12 mmol) in trockenem Dichlormethan
(40 ml) zugegeben. Das Gemisch wurde bei Raumtemperatur für 1 Stunde
gerührt
und Meldrum-Säure
(10 mmol) wurde zugegeben. Das Rühren
wurde bei Raumtemperatur über
Nacht fortgesetzt. Das Lösungsmittel
wurde im Vakuum entfernt und der Rest in Ethylacetat wiederaufgelöst und filtriert.
Das Filtrat wurde mit 2 M HCl-Lösung
gewaschen und über
MgSO4 getrocknet. Das Lösungsmittel wurde rotationsverdampft,
um das Titelprodukt als ein Öl
in 95%iger Ausbeute zu erhalten, und wurde ohne Reinigung in dem
nächsten
Schritt verwendet.
-
Herstellung von Ethyl-3-oxodecanoat
-
Eine
Lösung
aus 5-Octanoyl-Meldrum-Säure
(10 mmol) in trockenem Ethanol (50 ml) wurde unter Rückfluß für 4 Stunden
erhitzt. Das Lösungsmittel
wurde im Vakuum verdampft und der Rest in Ethylacetat wiederaufgelöst. Die
Lösung
wurde nacheinander mit einer gesättigten
Lösung
aus Natriumbicarbonat, 1 M KHSO4 und schließlich Salzlösung gewaschen.
Das Trocknen (MgSO4) und die Konzentration
im Vakuum ergaben den Titel-β-Ketoester
als ein Öl
in beinahe quantitativer Ausbeute.
1H
NMR (90 MHz, CDCl3) δ 0,9 (3H, t, CH3),
1,3 (11H, m, OCH2CH3 und
CH3(CH2)4), 1,6 (2H, m, CH2CH2CO), 2,5 (2H, t, CH2CO),
3,4 (2H, s, COCH2CO), 4,2 (3H, q, OCH2).
-
Herstellung von Ethyl-3-anilino-2-decenoat
-
Eine
Lösung
aus Anilin (6 mmol), Ethyl-3-oxodecanoat (6 mmol) und Toluol-p-sulfonsäure (50
mg) in trockenem Toluol (60 ml) wurde unter Rückfluß für 24 Stunden unter Verwendung
einer Dean-Stark-Vorrichtung zur azeotropen Entfernung von Wasser
erhitzt. Das Lösungsmittel
wurde im Vakuum entfernt, um das Titelprodukt als ein Öl zu erhalten,
welches ohne Reinigung in dem nächsten
Schritt verwendet wurde.
-
Herstellung von 2-Heptyl-4(1H)-chinolon
-
Das
Rohprodukt von Ethyl-3-anilino-2-decenoat wurde mit Diphenylether
(50 ml) gemischt und unter Rückfluß für 30 Minuten
erhitzt. Die Lösung
wurde auf Raumtemperatur abgekühlt
und dann mit Petrolether (Siedepunkt 60 bis 80°C; 200 ml) verdünnt. Das
Gemisch wurde gerührt
und der Petrolether abdekantiert. Das Produkt wurde auf einer Silicasäule unter
Verwendung von 3% MeOH/CH2Cl2 als
mobile Phase chromatographiert. 2-Heptyl-4(1H)-chinolon wurde als
ein kristalliner Feststoff in 50%iger Ausbeute erhalten.
1H NMR (90 MHz, CDCl3) δ 0,8 (3H,
t, CH3), 1,2 (8H, m, CH3(CH2)4), 1,7 (2H, m,
NHCCH2CH2), 2,7
(2H, m, NHCCH2), 6,2 (1H, s, 3-H), 7,3 (1H,
m, 6-H), 7,6 (1H, m, 7-H), 7,8 (1H, d, 5-H), 8,4 (1H, d, 8-H), 12,7
(1H, br s, NH).
-
Herstellung von 3-Formyl-2-heptyl-4(1H)-chinolon
-
Ein
Gemisch aus 2-Heptyl-4(1H)-chinolon (5 mmol), Hexamin (2,5 mmol)
und TFA (7,5 ml) wurde bei Rückfluß unter
Stickstoff für
30 Stunden gerührt.
MeOH (15 ml) und Wasser (15 ml) wurden zugegeben und das Erhitzen
wurde für
1 Stunde fortgesetzt. 3 M HCl (5 ml) wurden zugegeben und das Erhitzen
wurde für einen
weiteren Zeitraum von 30 Minuten fortgesetzt. Das Gemisch wurde
abgekühlt
und der Niederschlag durch Filtration entfernt und mit Wasser gewaschen.
Der Feststoff ergab beim Verreiben mit Aceton die Titelverbindung
in 40%iger Ausbeute. Umkristallisierung aus MeOH/EtOAc ergab farblose
Nadeln, Smp. 245 bis 248°C
(Zers.).
1H NMR (250 MHz, DMSO-d6) δ 0,82
(3H, t, CH3), 1,27 (8H, m, CH3(CH2)4), 1,6 (2H, m,
NHCCH2CH2), 3,0
(2H, m, NHCCH2), 7,38 (1H, dd, 6-H), 7,57
(1H, d, 7-H), 7,70 (1H, dd, 5-H), 8,12 (1H, d, 8-H), 10,37 (1H,
s, CHO), 12,12 (1H, brs, NH).
-
Herstellung von 2-Heptyl-3-hydroxy-4(1H)-chinolon
-
Wässeriges
Wasserstoffperoxid (27,5 Gew.-% Lösung in Wasser, 145 μl) wurde
zu einer Lösung
aus 3-Formyl-2-heptyl-4(1H)-chinolon (1 mmol) in EtOH (3 ml) und
1 M NaOH-Lösung
(1,0 ml) unter Stickstoff zugegeben und das Gemisch wurde bei Raumtemperatur
für 6 Stunden
gerührt.
Der Niederschlag wurde durch Filtration entfernt, luftgetrocknet
und aus EtOAc kristallisiert, wodurch 2-Heptyl-3-hydroxy-4(1H)-chinolon
in 70%iger Ausbeute als hellgraue Nadeln, Smp. 195 bis 197°C erhalten
wurde.
1H NMR (250 MHz, DMSO-d6) δ 0,82
(3H, t, CH3), 1,27 (8H, m, CH3(CH2)4), 1,63 (2H, m,
NHCCH2CH2), 2,72 (2H,
m, NHCCH2), 7,20 (1H, m, 6,7-H2),
7,52 (2H, m, 5-H), 8,00 (1H, br s, OH), 8,08 (1H, d, 8-H), 11,44
(1H, br s, NH).
-
EXPERIMENTELLES
-
I. Immunomodulatorische
Wirkung von Homoserinlaktonverbindungen
-
Materialien und Verfahren
-
I.I ConA-Mitogen-stimulierte
Proliferation von Maus-Splenozyten
-
Der
Concanavalin A (ConA) Zellproliferations-Assay wurde verwendet,
um die Wirkung von Homoserinlakton-Verbindungen (HSL) auf die T-Zell-Aktivierung
und -Proliferation zu bewerten. Die Proliferation wurde durch das Einführen von
[3H]-Thymidin in die DNA bewertet. Weibliche
BALB/c-Mäuse
im Alter von acht Wochen wurden aus Harlan (Bicester, Oxon, UK)
erhalten und erhielten nach Belieben Futter und Wasser. Splenoryt-Suspensionen
wurden durch Entfernen der Milzen und deren Plazieren in RPMI-1640-Medium
hergestellt. Die Milzen wurden durch Drahtgewebe mit einer Porengröße von 70
mm unter Verwendung des Stempels einer 5-ml-Spritze getrieben, um
eine Einzellsuspension herzustellen. Die Zellen wurden durch Zentrifugation pelletiert
und Erythrozyten wurden mit 0,017 M Tris, 0,144 M Ammoniumchloridpuffer,
pH 7,2, lysiert. Leukozyten wurden zweimal mit RPMI-1640-Medium
mit 2% (Volumen/Volumen) fetalem Kälberserum (FKS) gewaschen und
in Vollzellkulturmedium (CTCM), bestehend aus RPMI-1640-Medium mit
5% FKS, 2 mM L-Glutamin und 5 × 10–5 M
2-Mercaptoethanol, resuspendiert. HSL-Verbindungen wurden bei doppelter
Abwärtsverdünnung zwischen
1 mM und 0,1 μM
in einem Endvolumen von 200 μl
CTCM, enthaltend ConA (Sigma, Poole, UK) bei 1 μg/ml und 100,000 Milzzellen,
getestet. Nach der Inkubation für
48 h bei 37°C
in 5% CO2-Luft wurden 0,25 μCi [3H]-Thymidin (Amersham) in 10 μl Volumen,
hergestellt in RPMI-1640-Medium,
zugegeben und die Zellen wurden für weitere 24 h inkubiert. Die
Zellen wurden auf Glasfaserfiltern mit einem Packard-Filtermattensammler
geerntet. Nach der Zugabe von 25 μl
MicroScint-O (Packard) zu jedem Loch wurden die Filter mit dem Packard-TopCount-Szintillationszähler gezählt.
-
Mitogen
(Concanavalin A) induzierte Maus-Splenozytproliferation wurde durch
die Einführung
von titriertem Thymidin in die DNA in den Mausmilzzellen angezeigt,
wie durch die Zählungen
pro Minute unter Verwendung des Szintillationszählers gezeigt. Die Inhibitorwirkung
einer HSL-Verbindung, die getestet wurde, auf die Zellproliferation
wurde durch eine Verringerung der Zählungen pro Minute angezeigt. 1 zeigt
die Diagramme von Zählungen
pro Minute (cpm) gegenüber
der Konzentration (Mikromolar) der HSL-Verbindungen N-(3-Oxododecanoyl)-L-homoserinlakton (OdDHL)
und N-(3-Oxooctanoyl)-L-homoserinlakton (OOHL) und dem Vehikel Dimethylsulfoxid
(DMSO). Es geht aus dieser Figur hervor, daß OdDHL die Splenorytenproliferation
inhibiert. Im Gegensatz dazu inhibiert OOHL und DMSO die Proliferation
nicht.
-
Der
IC50-Werte, d. h. die Konzentration (Mikromolar) einer Verbindung,
die die Zellproliferation-Thymidineinführung um
50% inhibiert, wurde für
mehrere Verbindungen der vorliegenden Erfindung bestimmt, und diese
IC50-Werte werden in der Spalte A der nachstehenden Tabelle gezeigt.
-
I.II ConA-Mitogen-stimulierte
Proliferation von humanem PBMC
-
Blutproben
wurden mit der Zustimmung von gesunden menschlichen freiwilligen
Versuchspersonen erhalten. Menschliche Peripherblut-Mononuklearzellen
(PBMC) wurde aus heparinisiertem Vollblut durch Schwimmdichtezentrifugation über Histopaque
1077 (Sigma, Poole, UK) bei 600 g für 20 Minuten isoliert. PBMC,
geerntet aus den ,Leukorytenschichten', wurden zweimal mit RPMI-1640-Medium
gewaschen und in CTCM resuspendiert. HSL-Verbindungen wurden bei ähnlichen
Verdünnungen
wie für
Maus-Splenoryten in 200 μl
CTCM, enthaltend 1 μg/ml
ConA und 100.000 PBMC, getestet. Menschliche PBMC wurden für 48 h bei 37°C in 5% CO2-Luft inkubiert, gefolgt von Pulsieren mit
0,25 μCi
[3H]-Thymidin (siehe oben). Nach einer weiteren
Inkubation von 24 h wurden die Zellen auf Glasfaserfilter geerntet
und dann in Gegenwart von MicroScint-O mit dem Packard-TopCount
gezählt.
-
Concanavalin-induzierte
Zellproliferation von menschlichen Peripherblut-Mononuklearzellen
(PBMC) wurde, wie in I oben beschrieben, durch eine Messung der
Zählungen
pro Minute unter Verwendung des Szintillationszählers verfolgt. Die Inhibitorwirkung
einer HSL-Verbindung, die getestet wurde, auf die Zellproliferation
wurde durch eine Verringerung in den Zählungen pro Minute angezeigt. 2 zeigt
die Diagramme von cpm gegen die Konzentation von OdDHL, N-(3-Oxotetradecanoyl)-L-homoserinlakton
(OtDHL) und DMSO (Vehikel). Wie hervorgeht, inhibierte sowohl OdDHL
als auch OtDHL die Proliferation von menschlichen PBMC, die mit
Concanavalin A stimuliert wurden.
-
Die
IC50-Werte für
mehrere HSL-Verbindungen der Erfindung wurden bestimmt und diese
werden in den Spalten B, C und D in der nachstehenden Tabelle gezeigt.
Die Spalten B, C und D stellen unterschiedliche Quellen von verwendeten
menschlichen PBMC-Proben dar.
-
I.III TNF-alpha-Produktion
aus LPS-stimulierten menschlichen PBMC
-
Bakterielles
Lipopolysaccharid (LPS) stimuliert die Produktion einer Vielzahl
von Zytokinen, einschließlich
TNF-alpha, aus menschlichen PBMC; diese Zytokine beeinflussen ihrerseits
die Entwicklung von T-Zellen, die ein T-Helfer-1-förderliches Milieu unterstützen. Menschliche
PBMC, die aus Vollblut durch Schwimmdichtenzentrifugation hergestellt
wurden, wurden in CTCM resuspendiert. HSL-Verbindungen wurden erneut
bei ähnlichen
Verdünnungen
wie für
Maus-Splenoryten in 200 μl
CTCM, enthaltend 5 × 10–5 μg/ml LPS-Escherichia
coli-Stamm 055 : B5 (Sigma, Poole, UK) und 100.000 PBMC, getestet.
Nach der Inkubation für
24 h bei 37°C
in 5% CO2-Luft wurden die Zellkulturüberstände gesammelt
und hinsichtlich der TNF-alpha-Niveaus durch ,Sandwich'-ELISA getestet.
Kurz, es wurden Nunc MaxiSorp (Life Technologies, Paisley, UK) 96-Loch-Platten
mit 50 μl
einer 2 μg/ml
Lösung
aus Maus-Anti-Mensch-TNF-alpha-monoklonalen
Antikörper
(Pharmingen, UK) in 0,05 M Carbonat/Bicarbonat-Puffer, pH 9,6, über Nacht
bei 4°C
beschichtet. Nach dem dreimaligen Waschen der Platten mit PBS-Tween,
das phosphatgepufferte Salzlösung
(PBS) mit 0,5% (Volumen/Volumen) Tween 20 (Sigma, Poole, UK) enthält, wurden
die Platten mit 1% (Gewicht/Volumen) Rinderserumalbumin (BSA) (Sigma,
Poole, UK) bei Raumtemperatur für
2 h blockiert. Nach den drei Waschungen mit PBS-Tween wurden 50 μl der Zellkulturüberstände zugegeben
und über
Nacht bei 4°C
inkubiert; menschliches Standard-TNF-alpha (Pharmingen, UK) zwischen
2000 und 31,25 pg/ml wurde für
jede Platte einbezogen. Nach den vier Waschungen mit PBS-Tween wurden
50 μl eines
zweiten Antikörpers,
biotinylierter Maus-Anti-Mensch-TNF-alpha-monoklonaler
Antikörper
(Phamingen, UK), bei 0,5 μg/ml,
verdünnt
in 1% BSA in PBS-Tween, zugegeben und bei Raumtemperatur für 1 h inkubiert.
Nach den vier Waschungen wurde der gebundene biotinylierte Antikörper mit
50 μl einer
1 : 1.000-Verdünnung
von Streptavidin-Peroxidase (Pharmingen, UK) nachgewiesen. Am Ende
einer einstündigen
Inkubation bei Raumtemperatur wurden die Platten gründlich sechsmal
mit PBS-Tween gewaschen und der Assay wurde durch die Zugabe von
100 μl von
0,1 μg/ml
Tetramethylbenzidinsubstrat (Sigma, Poole, UK) in 0,1 M Natriumacetatpuffer,
pH 6, enthaltend 0,03% H2O2,
entwickelt. Die Enzymreaktion wurde mit 50 μl 2,5 M H2SO4 nach einer Inkubation von 10 Minuten bei Raumtemperatur
gestoppt und die Entwicklung wurde bei 450 nm mit einem spektrophotometrischen 96-Loch-Plattenleser
(Dynax) abgelesen.
-
Die
Wirkung der Konzentration von bestimmten HSL-Verbindungen der Erfindung
auf die LPS-induzierte TNF-α-Produktion
von menschlichen PBMC wurde beobachtet. 3 zeigt
Diagramme von TNF-α-Konzentrationen
(pg/ml) gegenüber
der Konzentration (Mikromolar) von OdDHL, OtDHL und DMSO (Vehikel).
Wie hervorgeht, inhibierte sowohl OdDHL als auch OtDHL die Sekretion
des T-Helfer-1-tragenden Zytokins TNF-α. Die IC50-Werte, d. h. die
Konzentration (Mikromolar) einer Verbindung, die die TNF-α-Sekretion
um 50% inhibiert, wurden für
einige der HSL-Verbindungen der Erfindung bestimmt und diese werden
in Spalte E in der nachstehenden Tabelle gezeigt.
-
Ähnliche
Studien wurden unter Verwendung von N-(12-Brom-3-oxododecanoyl)-L-homoserinlakton (12BrOdDHL)
und N-(12-Hydroxy-3-oxododecanoyl)-L-homoserinlakton (12hydroxyOdDHL)
als die HSL-Verbindungen
durchgeführt
und die Diagramme für
diese werden in 4 gezeigt. Für Vergleichszwecke wurden ähnliche
Studien unter Verwendung der bekannten kurzkettigen Verbindung N-(3-Oxohexanoyl)-L-homoserinlakton (OHHL)
als die HSL durchgeführt
und das Diagramm für
diese wird in 5 gezeigt. Der Unterschied in
der Wirkung zwischen OHHL und OdDHL wird markiert. Ebenso wurden
für Vergleichszwecke ähnliche
Studien unter Verwendung der bekannten Arzneimittel Dexamethason
und Cyclosporin A (CsA) durchgeführt
und die Diagramme für
diese werden in 6 gezeigt. Der IC50-Wert für Dexamethason
wurde bestimmt und betrug 500.
-
I.IV Optimierung
der Zellkulturbedingungen
-
In
den Zellkulturassays wurde die Anzahl der verwendeten Zellen (Maus-Splenozyten
und menschliche PBMC) anfangs auf 100.000 Zellen pro Loch optimiert.
Die optimale Dosierung von ConA von 1 μg/ml, die in den Zellproliferationsassays
verwendet wird, wurde aus den ConA-Titrationskurven bestimmt. Eine ähnliche Titrationskurve
wurde für
die LPS-Stimulation erreicht, um eine LPS-Konzentration zu erhalten,
die ein suboptimales Niveau der TNF-alpha-Freisetzung aus menschlichen
PBMC stimuliert.
-
-
Anmerkungen
zur Tabelle
-
- Spalte A zeigt IC50-Werte (μM) für Verbindungen bei der Inhibierung
von ConA-induzierter
Maus-Splenozytenproliferation (Experiment I)
- Spalten B, C & D
zeigen für
unterschiedliche Quellen an menschlichen PBMC IC50-Werte (μM) für Verbindungen
bei der Inhibierung von ConA-induzierter Zellproliferation von PBMC
(Experiment II)
- Spalte E zeigt IC50-Werte (μM)
für Verbindungen
bei der Inhibierung von LPS-induzierter
Produktion von TNF-α von
menschlichen PBMC (Experiment III)
-
II. Immunomodulatorische
Wirkung von 2-Heptyl-3-hydroxy-4(1H)-chinolon
-
Materialien und Verfahren
-
II.I ConA-Mitogen-stimulierte
Proliferation von Maus-Splenozyten
-
Der
Concanavalin A (ConA) Zellproliferationsassay wurde verwendet, um
die Wirkung der Titelverbindung auf die T-Zell-Aktivierung und -Proliferation
zu bewerten. Die Proliferation wurde durch die Einführung von
[3H]-Thymidin
in die DNA bewertet. Weibliche Balb/c-Mäuse im Ater von acht Wochen
wurden aus Harlan (Bicester, Oxon, UK) erhalten und erhielten nach
Belieben Futter und Wasser. Splenozyt-Suspensionen wurden durch
Entfernen der Milzen und deren Plazieren in RPMI-1640-Medium hergestellt.
Die Milzen wurden durch Drahtgewebe mit einer Porengröße von 70 μm unter Verwendung
des Stempels einer 5-ml-Spritze getrieben, um eine Einzellsuspension
herzustellen. Die Zellen wurden durch Zentrifugation pelletiert
und Erythrozyten wurden mit 0,017 M Tris, 0,144 M Ammoniumchloridpuffer,
pH 7,2, lysiert. Leukozyten wurden zweimal mit RPMI-1640-Medium
mit 2% (Volumen/Volumen) fetalem Kälberserum (FKS) gewaschen und
in Vollzellkulturmedium (CTCM), bestehend aus RPMI-1640-Medium mit
5% FKS, 2 mM L-Glutamin und 5 × 10–5 M
2-Mercaptoethanol, resuspendiert. Die Titelverbindung wurde bei
doppelten Abwärtsverdünnungen,
enthaltend ConA (Sigma, Poole, UK) bei 1 μg/ml und 100,000 Milzzellen,
getestet. Nach der Inkubation für
48 h bei 37°C in
5% CO2-Luft wurden 0,25 μCi [3H]-Thymidin
(Amersham) in 10 μl
Volumen, hergestellt in RPMI-1640-Medium, zugegeben und die Zellen
wurden für
weitere 24 h inkubiert. Die Zellen wurden auf Glasfaserfiltern mit einem
Packard-Filtermattensammler geerntet. Nach der Zugabe von 25 μl MicroScint-O
(Packard) zu jedem Loch wurden die Filter mit dem Packard-TopCount-Szintillationszähler gezählt.
-
Mitogen
(Concanavalin A) induzierte Maus-Splenorytenproliferation wurde
durch die Einführung
von titriertem Thymidin in die DNA in den Mausmilzzellen angegeben,
wie durch die Zählungen
pro Minute unter Verwendung des Szintillationszählers gezeigt. Die Inhibitorwirkung
der Titelverbindung, die getestet wurde, auf die Zellproliferation
wurde durch eine Verringerung der Zählungen pro Minute angezeigt. 7 zeigt
die Diagramme von Zählungen
pro Minute (cpm) gegenüber
der Konzentration (Mikromolar) der Titelverbindung und dem Vehikel
Dimethylsulfoxid (DMSO). Es geht aus dieser Figur hervor, daß 2-Heptyl-3-hydroxy-4(1H)-chinolon
die Splenozytenproliferation inhibiert.
-
II.II
Gemäß unseren
Experimenten inhibiert sowohl OdDHL als auch 2-n-Heptyl-3-hydroxy-4(1H)-chinolon
(PQS) die Proliferation von BALB/c-Splenozyten, die mit 1 μg/ml ConA
stimuliert wurden (1 und 7), und
inhibiert ebenso die Freisetzung von IL-2 aus BALB/c-Splenozyten
(12). Während
die Freisetzung von TNF-α aus
menschlichen PBMC, stimuliert mit LPS, durch OdDHL inhibiert wird
(3), wird sie jedoch nicht durch PQS inhibiert
(13).
-
III. Immunomodulatorische
Wirkung einer Kombination von N-(3-Oxododecanoyl)-homoserinlaktose
(OdDHL und 2-Heptyl-3-hydroxy-4(1H)-chinolon (PQS)
-
III.I
Ein Concanavalin A (ConA) Zellproliferationsassay wurde verwendet,
um die Wirkung einer Kombination aus OdDHL und PQS auf die T-Zell-Aktivierung
und -Proliferation gemäß der Verfahrensweise,
die oben in I.I dargestellt wird, zu bewerten.
-
Darin
wurde die Wirkung einer inaktiven Menge von OdDHL allein (6,25 μM) mit der,
die für
PQS allein erreicht wurde (bei Konzentrationen zwischen 0,125 und
4 μM), und
mit 6,25 μM
OdDHL in der Gegenwart von PQS (bei Konzentrationen von 0,125 bis
4 μM) verglichen.
Die Ergebnisse (gezeigt in 8) zeigen
an, daß eine
synergistische Inhibierung der Proliferation unter Verwendung einer
Menge von OdDHL (wobei die Menge inaktiv ist, wenn OdDHL selbst
vorliegt) zusammen mit einer Menge von PQS erreicht wird. Die Proliferation von
Balb/c-Splenozyten, stimuliert mit 1 μg/ml ConA, wurde ebenso gemäß der Verfahrensweise,
die in II.I dargestellt wird, in Gegenwart von verschiedenen Konzentrationen
der unterschiedlichen Quorum-Sensing-Moleküle (PQS, OdDHL und OHHL) und
als Kontrolle des Vehikels DMSO selbst untersucht. Ein Diagramm
von Zählungen
pro Minute (cpm) gegenüber
der Konzentration (von Quorum-Sensing-Molekülen oder Vehikel) wird in 9 gezeigt.
Wie aus 9 hervorgeht, inhibierte sowohl
PQS als auch OdDHL optimalerweise die Zellproliferation in einer
dosisabhängigen
Weise in einer Konzentration zwischen über etwa 1 μM und etwa 30 μM in diesem
Experiment.
-
III.II
Die Concanavalin-A-induzierte Zellproliferation von menschlichen
Peripherblut-Mononuklearzellen (hPBMC) wurde gemäß der Verfahrensweise, die
im allgemeinen oben in I.II beschrieben wird, in Gegenwart von 6,25 μM OdDHL verfolgt,
eine Konzentration, bei der in Betracht gezogen wird, daß OdDHL
in Hinblick auf die Tatsache, daß es nur eine leicht bessere
Wirkung als die Kontrolle erreicht, inaktiv ist. Die Zellproliferation
wurde separat in Gegenwart von PQS in der Konzentration zwischen
1,25 μM
und 10 μM
untersucht, die als suboptimale Konzentrationen von PQS betrachtet
werden. Eine weitere Untersuchung der Zellproliferation wurde in
Gegenwart einer Kombination von OdDHL (bei einer Konzentration von
6,25 μM)
und PQS bei verschiedenen Konzentrationen zwischen 1,25 μM und 10 μM durchgeführt. Diagramme
von Zählungen
pro Minute (cpm) gegenüber
der PQS-Konzentration werden in 10 gezeigt.
Wie aus dieser Figur hervorgeht, ist die Wirkung, die unter Verwendung
der Kombination aus 6,25 μM
OdDHL und PQS zwischen 1,25 μM
und 10 μM
erreicht wird, größer als
die Summe der einzelnen Wirkungen, die unter Verwendung des OdDHL
allein und des PQS allein erreicht werden.
-
Die
Proliferation von hPBMC, stimuliert mit 1 μg/ml Concanavalin A, wurde gemäß der Verfahrensweise,
die oben in I.II dargestellt wird, in Gegenwart von verschiedenen
Konzentrationen von unterschiedlichen Quorum-Sensing-Molekülen (PQS,
OdDHL und OHHL) und als eine Kontrolle des Vehikels Dimethylsulfoxid (DMSO)
selbst untersucht. Diagramme von Zählungen pro Minute (cpm) gegenüber der
Konzentration der Quorum-Sensing-Moleküle und des Vehikels werden
in 11 gezeigt. Wie aus dieser Figur hervorgeht, inhibierte
jedes von PQS und OdDHL optimalerweise das Concanavalin-stimulierte
hPBMC in einer dosisabhängigen
Weise bei höheren
Konzentrationen, beispielsweise über
10 μM.
-
IV Assays
von menschlichen PBMC
-
Optimierung
der Zellkulturbedingungen
-
In
Zellkulturassays wurde die Anzahl von verwendeten menschlichen Peripherblut-Mononuklearzellen (hPBMC)
anfangs auf 100.000 Zellen pro Loch optimiert. Die optimale Dosis
von Anti-CD3- und Anti-CD28-Antikörpern, die
in den Zellproliferationsassays verwendet werden, und um die Freisetzung
von IL-2 zu induzieren, wurde aus den Antikörpertitrationskurven bestimmt.
-
IV.I Zellproliferation
von hPBMC, stimuliert mit Anti-CD3 und Anti-CD28
-
Anti-CD3-
und Anti-CD28-Antikörper
wurden verwendet, um die Wirkung von Quorum-Sensing-Molekülen (PQS,
OdDHL und OHHL) auf die T-Zell-Proliferation und IL-2-Sekretion
zu bewerten. Die Proliferation wurde durch die Einführung von
[3H]-Thymidin in die DNA von PBMC bewertet
und die Freisetzung von Zytokinen in die Kulturüberstände wurde durch ,Sandwich'-ELISA bestimmt.
Die Blutproben wurden mit der Zustimmung von vier gesunden menschlichen
freiwilligen Versuchspersonen (im Alter zwischen 20 und 50 Jahren) erhalten.
Menschliche PBMC wurden aus heparinisiertem Vollblut durch Schwimmdichtenzentrifugation über Histopaque
1077 (Sigma, Poole, UK) bei 600 g für 20 Minuten isoliert. PBMC,
geerntet aus den Leukozytenschichten, wurden zweimal mit RPMI-1640-Medium gewaschen
und in Vollzellkulturmedium (CTCM), bestehend aus RPMI-1640-Medium
mit 5% FKS, 2 mM L-Glutamin und 5 × 10–5 M
2-Mercaptoethanol, resuspendiert. Die Quorum-Sensing-Moleküle, von
denen die Stammlösungen
von 0,1 M in DMSO löslich
waren, wurden anfangs in CTCM verdünnt und dann in drei Löchern bei
Konzentrationen zwischen 0,75128 und 100 μM in 200 μl CTCM, enthaltend 100.000 hPBMC,
die mit 100 ng/ml Maus-Anti-Mensch-CD3-monoklonalen
Antikörper
(Klon UCHT1; BD Pharmingen, UK) und 5 μg/ml Maus-Anti-Mensch-CD28-monoklonalen
Antikörper (Klon
CD28.2; BD Pharmingen, UK) angeregt wurden, getestet. hPBMC wurden
für 24
h bei 37°C
in 5% CO2-Luft inkubiert und 50 μl der Kulturüberstände wurden
für die
Bestimmung von IL-2 (siehe IV.II nachstehend) entfernt. Die Zellen
wurden für
eine weitere 24-h-Kultur rückgeführt, gefolgt
von Pulsieren mit 0,25 μCi [3H]-Thymidin (Amersham) in 10 μl Volumen,
hergestellt in RPMI-1640-Medium, pulsiert. Nach einer weiteren Inkubation
von 24 h wurden die Zellen auf 96-Loch-Filterplatten geerntet (Unifilter
Filtermate HarvesterTM, Packard Bioscience
Ltd, UK). Nach der Zugabe von 25 μl
Szintillationssubstanz (MicroScint-OTM;
Packard Bioscience Ltd, UK) zu jedem Loch in den Filterplatten wurde
die Radioaktivität
in den Filtern mit einem β-Szintillationszähler (TopCountTM, Packard Bioscience Ltd, UK) gemäß den Beschreibungen
des Herstellers gemessen. Die Inhibitorwirkung einer Verbindung
(Quorum-Sensing-Molekül
oder Kontrolle), die getestet wird, auf die Zellproliferation wurde
durch eine Verringerung der Zählungen
pro Minute (cpm) angezeigt. Die Ergebnisse für hPBMC von den Spendern I,
II, III und IV werden in 14 angegeben,
welche die Diagramme von cpm gegenüber der Testverbindungskonzentration
(μM) zeigt.
Die Daten zeigen das Mittel von drei Löchern ± Standardabweichungen.
-
Wie
aus 14 hervorgeht, inhibierte sowohl PQS als auch
OdDHL in einer dosisabhängigen
Weise die Proliferation von hPBMC, stimuliert mittels CD3 und CD28.
PQS war durchweg wirksamer als OdDHL.
-
IV.II IL-2-Produktion
aus Anti-CD3- und Anti-CD28-stimulierten hPBMC
-
Wenn
T-Zellen in hPBMC mit Anti-CD3- und Anti-CD28-Antikörpern angeregt
werden, wird das Zytokin IL-2 in die Kulturüberstände freigesetzt. Die Zytokinniveaus,
die in den Kulturüberständen nach
24 h produziert werden, wurden in einer ,Sandwich'-ELISA bestimmt.
Kurz, es wurden Nunc MaxiSorp (Life Technologies, Paisley, UK) 96-Loch-Platten
mit 50 μl
einer 2 μg/ml
Lösung
aus ,eingefangenen' Maus-Anti-Mensch-IL-2-monoklonalen
Antikörper
(BD Pharmingen, UK) in 0,05 M Carbonat/Bicarbonat-Puffer, pH 9,6, über Nacht
bei 4°C beschichtet.
Nach dem dreimaligen Waschen der Platten mit PBS-Tween, das phosphatgepufferte
Salzlösung (PBS)
und 0,5% (Volumen/Volumen) Tween 20 (Sigma, Poole, UK) enthält, wurden
die Platten mit 1% (Gewicht/Volumen) Rinderserumalbumin (BSA) (Sigma,
Poole, UK) bei Raumtemperatur für
2 h blockiert. Nach den drei Waschungen mit PBS-Tween wurden 50 μl der Zellkulturüberstände zugegeben
und über
Nacht bei 4°C
inkubiert; menschliche Standard-IL-2-Konzentrationen (BD Pharmingen, UK)
zwischen 7,8215 und 500 pg/ml wurden für jede Platte einbezogen. Nach
den vier Waschungen mit PBS-Tween wurden 50 μl einer 2 μg/ml Lösung aus biotinylierten Maus-Anti-Mensch-IL-2-monoklonalen Antikörper (BD
Phamingen, UK), verdünnt
in 1% BSA in PBS-Tween, zugegeben und bei Raumtemperatur für 1 h inkubiert.
Nach den vier Waschungen wurde der gebundene biotinylierte Antikörper mit
50 μl einer
1 : 1.000-Verdünnung
von Streptavidin-Peroxidase (BD Pharmingen, UK) nachgewiesen. Am
Ende einer einstündigen
Inkubation bei Raumtemperatur wurden die Platten gründlich sechsmal
mit PBS-Tween gewaschen und der Assay wurde durch die Zugabe von
100 μl von
0,1 mg/ml Tetramethylbenzidinsubstrat (Sigma, Poole, UK) in 0,1
M Natriumacetatpuffer, pH 6, enthaltend 0,03% H2O2 (Sigma, Poole, UK), entwickelt. Die Enzymreaktion
wurde mit 50 μl
2,5 M H2SO4 nach
einer Entwicklung von 10 Minuten bei Raumtemperatur gestoppt und
die kolorimetrische Entwicklung wurde bei 450 nm mit einem spektrophotometrischen
96-Loch-Plattenleser (Dynax) abgelesen. Die Konzentrationen von
IL-2 in den Kulturüberständen wurden
durch Extrapolation aus der Referenzstandard-IL-2-Kurve bestimmt.
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Die
Ergebnisse werden in 15 angegeben, welche die Diagramme
der IL-2-Konzentration (pg/ml), wie durch ELISA bestimmt, gegenüber der
Testverbindungskonzentration (μM)
(PQS, OdDHL, OHHL oder dem Vehikel, DMSO) zeigen. Die Daten zeigen
das Mittel von drei Löchern ± Standardabweichungen.
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Wie
aus 15 hervorgeht, inhibierte OdDHL, aber nicht PQS
in einer dosisabhängigen
Weise die Freisetzung von IL-2, wenn hPBMC aus jedem der vier Spender
mittels CD3 und CD28 stimuliert wurde.
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Die
in 14 angegebenen Ergebnisse zeigen, daß sowohl
PQS als auch OdDHL die Proliferation von stimulierten hPBMC inhibiert,
während
die in 15 angegebenen Ergebnisse zeigen,
daß OdDHL,
aber nicht PQS die Freisetzung von IL-2 aus stimulierten hPBMC inhibiert.
Es wird aus diesen Daten deutlich, daß PQS und OdDHL bei unterschiedlichen
Stufen der T-Zell-Aktivierung agieren, wobei OdDHL stromaufwärts der IL-2-Sekretion
agiert und PQS stromabwärts
agiert. Dies ist ein unerwartetes Ergebnis, da diese Verbindungen bakterielle
Signalmoleküle
sind, und die Wirkungen auf die T-Zell-Aktivierung an die erinnern,
die mit Cyclosporin A und Rapamycin gesehen werden, was ein Zeichen
für die
Gegenwart von unterschiedlichen Molekültargets für jede bakterielle Verbindung
ist.