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Die
vorliegende Erfindung betrifft Somatostatinanaloge und ihre Verwendung
in der Diagnose und Therapie. Die Erfindung betrifft ferner pharmazeutische
Verbindungen, die die neuen Analoge umfassen.
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Somatostatin
(Somatotropin Release Inhibiting Factor) wurde ursprünglich als
hypothalamisches Neurohormon entdeckt, welches die Sekretion von
Wachstumshormonen hemmt. Es ist sowohl im zentralen als auch im
peripheren Nervensystem ein weit verbreitetes Peptid und auch in
peripheren Geweben wie dem endokrinen Pankreas-, Darm-, Schilddrüsen-, Nebennieren-
und Nierengewebe anwesend. Ferner wird Somatostatin von Entzündungszellen
und Immunzellen sowie vielen Krebszellen produziert.
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Bei
Säugetieren
findet man zwei Formen bioaktiver Peptide, das Somatostatin 14 und
Somatostatin 28. Sie werden mittels gewebespezifischer proteolytischer
Umsetzung eines üblichen
Vorläufers
produziert. Die natürlichen
Somatostatinpeptide weisen eine kurze Halbwertszeit auf, daher wurden
viele Somatostatinanaloge synthetisch hergestellt. Unter anderem
sind Octreotide, Lanreotide und Vapreotide intensiv untersucht worden,
und werden klinisch eingesetzt für
die medizinische Behandlung von Akromegalie und neuroendokrinen
Tumoren. Diese Octapeptide halten die Aminosäurereste (oder Substituenten),
welche bei der biologischen Wirkung des Peptids (Phe7 oder
Tyr7, D-Trp8, Lys9 und Thr10 oder
Val10) eine Rolle spielen und deutlich erhöhte Stabilität aufweisen,
in einem cyclischen Peptidgerüst
zurück.
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Die
biologischen Effekte von Somatostatin werden durch spezifische Plasmamembranrezeptoren
vermittelt, die in normalen und neuroplastischen Geweben durch Bindungsuntersuchungen
und mittels Rezeptor-autoradiografischer Technologien identifiziert
wurden. Es wurden fünf
Somatostatinrezeptorgene aus Human- und Säugetiergenbanken geklont und
als sst1 bis sst5-Rezeptoren bezeichnet. Die sst-Subtypen gehören zu der
Familie der G-Protein gekoppelten Rezeptoren mit sieben membranspannenden
Domänen
und zeigen einen hohen Grad an Sequenzidentität (39–57%). Die Sequenzunterschiede
liegen in den extra- und intrazellulären Domänen und sind möglicherweise
für ihre
Signalspezifität
verantwortlich.
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Alle
Somatostatinrezeptoren binden Somatostatin 14 und Somatostatin 28
mit hoher Affinität
(nM-Bereich), allerdings mit einer leicht höheren Affinität für Somastatin
14. Die Rezeptoren zeigen jedoch bedeutende Unterschiede in ihrer
Affinität
für Peptidanaloge.
Heute bekannte Analoge zeigen eine geringe Affinität für sst1 und
sst4, wohingegen sie den sst2- und sst5-Rezeptor mit hoher Affinität binden,
welche vergleichbar mit der von Somatostatin 14 ist, und binden
den sst3-Rezeptor mit mäßiger Affinität.
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Zusätzlich zu
seinem Effekt auf die Sekretion und Intestinalmotilität hemmt
Somatostatin die Proliferation sowohl von normalen als auch von
Tumorzellen. Die antiproliferative Wirkung von Somatostatin kann über die
fünf sst-Rezeptoren
signalisiert werden, welche Pertussistoxin-sensitiven G-Protein-abhängigen Stillstand oder
Apoptose des Zellwachstums initiieren, je nach Rezeptor-Subtypen
und Zielzellen.
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In
CHO-Zellen exprimiert hemmen ligandenaktivierte sst1-, sst2A-, sst4-
und sst5-Rezeptoren
das mitogene Signal von Serum oder Wachstumsfaktoren als Folge der
Hypophosphorylierung des Retinoblastom-Genproduktes (Rb) und G1-Zellzyklusarrest.
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Jedoch
sind je nach Rezeptor-Untereinheit ausgeprägte Signaltransduktionswege
am Somatostatin-induzierten G1-Zellzyklusstillstand
beteiligt. Der sst1-Rezeptor vermittelt den Zellwachstumsstillstand
durch die Stimulation der Tyrosinphosphatase SHP-2, Aktivierung
des Ras/MAP-Kinase ERK-Wegs und Induktion des cyclin-abhängigen Kinaseinhibitors
p21Wa f1/Cip1, wohingegen
der sst5-Rezeptor durch einen Mechanismus agiert, der eine Dephosphorylierungs-Kaskade
umfasst, welche zur Hemmung der Guanylatcyclase, cGMP-abhängiger Proteinkinase
G und MAP-Kinase ERK 1/2 führt.
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Der
durch den sst2-Rezeptor vermittelte antiproliferiative Effekt resultiert
aus der Aktivierung der Tyrosinphosphatase SHP-1 und der Dephosphorylierung
von aktivierten Wachstumsfaktor-Rezeptoren und führt so zu der negativen Regulation
der Wachstumsfaktorinduzierten mitogenen Signalgebung.
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Zudem
induziert somatostatinaktiviertes SHP-1 einen G1-Zellzyklusstillstand,
upreguliert den cyclin-abhängigen
Kinaseinhibitor p27 Kip1 und
führt so
zur Akkumulation des hypophosphorylierten Rb.
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Die
antiproliferative Wirkung des Somatostatins kann auch aus Apoptose
resultieren. Apoptose wird durch sst3 als Folge der Induktion von
p53 und Bax induziert. In humanen Pankreaskrebszellen, die mutiertes p53
expimieren und keinen endogenen sst-2-Rezeptor aufweisen, verursacht die Korrektur
des Defizits durch Expression des sst2-Rezeptors vermehrten Zelltod, was darauf
hindeutet, dass Somatostatin die Apoptose durch p53-abhängige und
p53-unabhängige
Mechanismen induzieren kann.
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Die
antiproliferativen Effekte von Somatostatin resultieren aus seinen
Wirkungen über
den endokrinen Weg, aber es gibt Anzeichen, dass Somatostatin auch über einen
autokrinen/parakrinen Weg agieren kann. Immunoreaktives Somatostatin
ist in Somatostatin-Rezeptor-positiven
normalen und Tumorzelltypen gefunden worden, wie endokrinen Zellen,
Lymphzellen, Makrophagen, Brustkrebszellen, Darmtumorzellen, und
darüber hinaus
wird Somatostatin mRNA in einer Vielzahl neuroendokriner Tumoren,
die für
ihre Somatostatin-Rezeptoren-Expression bekannt sind, gefunden.
Die Korrektur des sst2-Rezeptor-Mangels
in humanen Pankreaskrebszellen mittels sst2-Rezeptor-Expression
induziert bei Abwesenheit von exogenen Liganden einen negativen
autokrinen Wachstumsloop, der auf sst2-Rezeptorinduzierte Expression
und Sekretion von endogenen sst2-Liganden (Somatostatin 14 und Somatostatin
28) zurückzuführen ist.
Dies führt
zur Inhibierung der Krebszellenproliferation und Umkehr der Zelltumorigenizität in vitro
und in vivo nach Xenotransplantaten bei Nacktmäusen.
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Die
Somatostatinwirkung auf das Tumorwachstum kann Folge indirekter
Effekte des Peptides sein, die aus der Inhibierung der Sekretion
der wachstumsfördernden
Hormone und den das Tumorwachstum spezifisch regulierenden Wachstumsfaktoren
resultiert. So wird z.B. die Sekretion des insulinartigen Wachstumsfaktoren
1 (IGF-1), der durch Hepatocyten mittels GH-abhängiger und -unabhängiger Mechanismen
hergestellt wird, durch Octreotide negativ kontrolliert als Resultat
eines Effektes auf die GH-Sekretion, und es wurde dargelegt, dass
die sst2- und sst5-Rezeptoren mit dieser Wirkung in Zusammenhang
zu bringen sind. Ferner kann Somatostatin die IGF-Genexpression
reduzieren. Somatostatin inhibiert auch die Angiogenese. Bei humanen peritumoralen
kolorektalen Karzinomen, kleinzelligem Lungenkarzinom, Brustkrebs,
Nierenzellenkarzinom und malignen Lymphomen wurde bereits von Überexpression
peritumoraler vaskulärer
Somatostatin-Rezeptoren
mit hoher Affinität
für Somatostatin
und Octreotide berichtet. Diese Expression scheint unabhängig von der
Rezeptorexpression in dem Tumor zu sein. Dies kann die Anwesenheit
von sst-Rezeptoren in den venösen glatten
Muskelzellen sowie den Endothelzellen reflektieren und eine Vasokonstriktion
ermöglichen,
die zu lokaler Hypoxie des Tumors oder Inhibierung des endothelialen
Zellwachstums und Monozytenmigration führt. Sst2-, sst3- oder sst5-Rezeptoren
können
bei diesen Effekten eine Rolle spielen.
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Obwohl
die biologische Rolle und zelluläre
Verteilung jeder Rezeptor-Subtypen noch nicht vollständig verstanden
ist, ist evident, dass die Entwicklung von Analogen, die an alle
Somatostatin-Rezeptor-Subtypen binden, sogenanntes Pansomatostatin,
ein hohes Potenzial besitzt.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung solche neuen Somatostatinanaloge
zur Verfügung zu
stellen, die an alle fünf
Somatostatinrezeptoren binden und eine längere Halbwertzeit (hohe Stoffwechselstabilität) als Somatostatin
selbst aufweisen.
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Dies
wird erfindungsgemäß erreicht
durch Somatostatinanaloge der allgemeinen Formel:
in der Z abwesend oder anwesend
sein kann, und bei Anwesenheit ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus
Chelatoren auf der Basis von DOTA und DTPA, Chelatoren auf der Basis
von NOTA, Carbonylverbindungen, 2Hydrazino-Nicotinamid (Hynic),
N
4-Chelatoren,
Desferrioxamin, N
xS
y-Chelatoren,
alle optional mit einem Radioisotop komplexiert, Tyrosin (Tyr) zur
Halogenierung, ein Fluoreszenzfarbstoff oder Biotin;
L abwesend
oder anwesend sein kann und ein Linker-Molekül ist;
X1 eine symmetrische
oder asymmetrische Diaminosäure
ist, enthaltend 3 oder 4 aufeinanderfolgende C-Atome mit einem Linker
an den Chelatbildner, zum Beispiel D/L-Diamino-Buttersäure (D/L-Dab) für einen
basischeren Charakter oder D/L-Glu zur Verknüpfung an primäre und sekundäre Aminogruppen;
X2
eine positiv geladene, natürliche
oder nicht natürliche
Aminosäure
oder ein Arginin-Imitator
oder Citrullin oder eine neutrale Aminosäure, wie Asn, ist;
X3
Phenylalanin (Phe), Ala-[3-(2-Thienyl)] oder α-, β-Naphthylalanin ist;
X4
eine aromatische, optional halogenierte, insbesondere mit Cl, Br,
I oder
18F, Aminosäure ist;
X5 Threonin (Thr)
oder Serin (Ser) ist; und
X6 Phenylalanin (Phe), Ala-[3-(2-Thienyl)]
oder α-, β-Naphthylalanin
ist.
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Vorzugsweise
ist X1 Diaminopropionsäure
oder Diaminobuttersäure.
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Vorzugsweise
ist X2 ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Lysin (Lys), Homolysin,
I-Amp Ornithin und
L/D-Phg (4-Amidino) und Derivaten.
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Wenn
X2 ein Arginin-Imitator ist, ist es vorzugsweise ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus
(R/S)-Gly/Ala-4-Pip(N-amidino)
D/L-Phe
[4-Guanidino) und deren Derivate
(R/S)-2-amino-4-[4-(2-amino)-Pyrimidinyl]-Butansäure (n =
2) und Derivate sowie quartären
Ammoniumderviaten (NR
3 +).
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X4
ist vorzugsweise ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus aus Tyrosin (Tyr), halogeniertem Tyrosin,
insbesondere iodiertem Tyrosin (I-Tyr), Dimethyltyrosin (diMe-Tyr), α-, β-Naphthylalanin,
halogeniertem Phenylalanin, insbesondere iodiertem Phenylalanin
(I-Phe). Ist X4
halogeniert, so vorzugsweise mit Cl, Br oder I.
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Ist
ein Linker L anwesend, so kann er ausgewählt sein aus der Guppe, bestehend
aus Tyrosin, Lysin, Diaminobuttersäure, Diaminopropionsäure, Polyethylenglykol,
Fettsäuren
und deren Derivate, β-Alanin, 5-Aminovaleriansäure, Sarkosin,
Glutarsäure.
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Alternativ
kann die Linkerfunktion durch X1 übernommen werden.
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Ein
Beispiel eines symmetrischen Linkers ist
Diaminosäuren, wie
Diaminobuttersäure
oder 4,8 Diaminooctansäure
und symmetrische Moleküle,
wie N,N-bis (N'-3-Aminopropyl)Glycin.
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Wenn
Z mit einem Radioisotop komplexiert ist, kann das Isotop ausgewählt sein
aus der Gruppe, bestehend aus 67Ga, 68Ga, 103mRh, 195mPt, 114mIn, 186Re, 188Re, 77As, 90Y, 66Ga, 67Cu, 169Er, 117mSn, 121Sn, 127Te, 142Pr, 143Pr, 198Au, 199Au, 149Tb, 161Tb, 109Pd, 165Dy, 149Pm, 151Pm, 153Sm, 157Gd, 159Gd, 166Ho, 172Tm, 169Yb, 175Yb, 177Lu, 105Rh, 111Ag, 213Bi, 123I, 124I, 125I, 131I und 211At.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind Somatostatinanaloge der Formel I, wobei
X2 Arginin oder wobei X3 ist Phenylalanin oder wobei X4 Phenylalanin
oder wobei X4 Tyrosin oder wobei X5 Threonin oder wobei X6 Phenylalanin
oder wobei X1 Diaminobuttersäure
ist.
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Die
Erfindung betrifft ferner Analoge, bei denen ein oder mehrere der
oben genannten Substituenten kombiniert sind. Bei solchen Analogen
sind die Gruppen, die keine der oben genannten Substituenten aufweisen,
definiert wie für
die obige allgemeine Formel I.
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Wenn
alle oben genannten Substituenten kombiniert sind, resultiert ein
Analogon mit der allgemeinen Formel:
in der
Z anwesend oder abwesend sein kann und die oben genannte Definition
aufweist. In bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ist Z DOTA, DOTAGA oder Tyrosin.
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Wenn
X1 D/L-Glu ist, stellt L amin-endende Moleküle wie D/L-Lys dar, und Z sind
Chelatoren wie p-NH2-Bz-DOTA (2-p-Aminobenzyl-1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7,10- Tetraessigsäure), DOTA-p-NH2-Anilid (1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7,10-Tetraessigsäure-Mono
(p-Aminoanilid) und MeO-NH2 -Ph-DOTA (5-Amino-2-Methoxyphenyl-1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7,10-Tetraessigsäure).
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Z
kann mit einem Radioisotop komplexiert oder an einen Fluoreszenzfarbstoff
oder Biotin gekoppelt sein. Für
den Einsatz bei der Diagnose kann das Analogon mit einem radioaktiven
Metallisotop, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus 99mTc, 203Pb, 67Ga, 68Ga, 72As, 111In, 113mIn, 123I, 177Lu, 97Ru, 62Cu, 64Cu, 52Fe, 52mMn, 51Cr, 124I und 18F markiert
sein,
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Geeignete
Fluoreszenzfarbstoffe sind Cyaninfarbstoffe. Derartige Farbstoffe
können
eingesetzt werden, wenn die Analoge bei der in vitro- und der in
vivo-Diagnose angewandt werden. Biotin ist als Marker in der Histologie
geeignet.
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Die
erfindungsgemäßen Somatostatinanaloge
können
als Medikament bei der Behandlung von Krankheiten, die durch eine Überexpression
eines oder mehrerer Somatostatinrezeptoren gekennzeichnet sind,
verwendet werden, insbesondere kann sich die Behandlung auf Tumoren
richten, die einen oder mehrere Somatostatinrezeptoren tragen. Beispiele
solcher Tumoren sind neuroendokrine Tumore, Astrozytome, Lungenkrebs,
Lymphome, Mammakarzinome, Pankreastumore, Schilddrüsenkrebs,
Dickdarmkrebs, SCLC, Nierenzellenkrebs.
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Für die Therapie
können
die erfindungsgemäßen Somatostatinanaloge
mit einem Radioisotop, ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus 114mIn, 186Re, 188Re, 77As, 90Y, 66Ga, 67Cu, 169Er, 117mSn, 121Sn, 127Te, 142Pr, 143Pr, 159mPt, 198Au, 199Au, 149Tb, 161Tb, 109Pd, 165Dy, 149Pm, 151Pm, 153Sm, 157Gd, 159Gd, 166Ho, 172Tm, 169Yb, 175Yb, 177Lu, 105Rh, 103mRh, 111Ag, 124I, 131I und 211AT markiert sein.
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Die
Erfindung betrifft ebenfalls die Verwendung der Somatostatinanaloge
zur Herstellung einer pharmazeutischen Verbindung zur Behandlung
oder Diagnose.
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Wenn
die pharmazeutische Verbindung eine diagnostische Verbindung ist,
ist/sind das/die Somatostatinanalog/e mit einem radioaktiven Metallisotop
markiert, ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus 99mTc, 203Pb, 67Ga, 68Ga, 72As, 111In, 113mIn, 123I, 177Lu, 97Ru, 62Cu, 64Cu, 52Fe, 52mMn und 51Cr.
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Wenn
die pharmazeutische Verbindung eine therapeutische Verbindung ist,
ist/sind das/die Somatostatinanaloge mit einem Radioisotop markiert,
ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus 114mIn, 186Re, 188Re, 77As, 90Y, 66Ga, 67Cu, 169Er, 117mSn, 121Sn, 127Te, 142Pr, 143Pr, 198Au, 199Au, 149Tb, 161Tb, 109Pd, 165Dy, 149Pm, 151Pm, 153Sm, 157Gd, 159Gd, 166Ho, 172Tm, 169Yb, 175Yb, 177Lu, 105Rh, 103mRh, 195mPt, 111Ag, 124I, 131I und 211At.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine pharmazeutische Verbindung,
umfassend einen geeigneten Hilfsstoff und einen oder mehrere der
Somatostatinanaloge.
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Die
vorliegende Erfindung wird in den folgenden, lediglich veranschaulichenden
Beispielen, welche die vorliegende Erfindung in keiner Weise beschränken, näher erläutert.
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BEISPIELE
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BEISPIEL 1
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Allgemeines
Verfahren zur Synthese der erfindungsgemäßen Chelator-Somatostatinanaloge
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Die
Synthese zu den linearen Peptidzwischenprodukten wird mittels bekannter
Festphasen-Verfahren durchgeführt,
mit Fmoc als flüchtiger
Aminoschutzgruppe, TFA-labilen Seitenkettenschutzgruppen als Pbf
für Arg,
BOC für
Trp und Lys sowie tBu für
Thr. Für
eine Beschreibung des Verfahrens, siehe "Fluorenylmethoxycarbonylpolyamide solid
phase synthesis – A
practical approach",
E. Atherton und R.C. Sheppard, Information Press Ltd., Oxford, England
(1989). Die Festphasen-Peptidsynthese wird auf einer halbautomatischen
Peptid-Syntheseapparatur durchgeführt.
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Die
Diaminobuttersäure
wird mit Fmoc als γ-Aminoschutzgruppe,
Z als α-Aminoschutzgruppe
eingesetzt. Kopplungsreaktionen werden mit in-situ hergestellten
Hydroxybenzotriazolestern mit DIC durchgeführt, aber es kann jedes andere
Kopplungsreagenz eingesetzt werden, z.B. die gut eingeführten Isoharnstoffderivate
(HATU, etc.). Die erste Aminosäure
(Fmoc-Phe-OH) wird zu einem säure-labilen
Super-Linker (Trialkoxybenzhydryl oder Chlortrityl) auf dem Harz
verestert. Nach der Synthese werden die Peptide routinemäßig mit 20%iger
Essigsäure
in Dichlormethan schonend vom Harz abgespalten. Coevaporation mit
Toluol wird zweimal durchgeführt,
wodurch die Seitenkettenschutzgruppen intakt blieben und so die
anschließende
Cyclisierung über
Carboxamidbildung ermöglichen,
wobei 10 Äquivalente
Dicyclohexylcarbodiimid/Hydroxybenzotriazol in DMF in starker Verdünnung eingesetzt
wurden.
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Das
Rohprodukt wurde dreimal zwischen Ethylacetat und einer 5%-igen
wässrigen
Oxalsäurelösung extrahiert,
und die organische Schicht zur Trockne konzentriert. Die Z-Schutzgruppe wird
danach selektiv durch katalytische Hydrogenolyse mit Pd/C als Katalysator
in Methanol entfernt, ohne das Indolsystem signifikant zu beeinflussen.
Die Produkte wurden mit einem SepPak Filtereinsatz C18 (Macherey-Nagel,
Düren, Deutschland)
gefiltert und gereinigt, wobei Wasser und Methanol als Elutionsmittel
eingesetzt wurden. Die daraus resultierende freie Aminosäurengruppe
dient als Anlagerungspunkt für
ein carbonsäurefunktionalisiertes Chelatorderivat,
das einen geeigneten Spacer enthalten kann. Nach der Koppelung an
einen Prochelator wird das Peptid-Konjugat mit einer Lösung aus
Trifluoressigsäure/Phenol/Thioanisol/Wasser
85:5:5:5 über
2–5 Stunden
entschützt.
Das Endprodukt wurde in Isopropylether/Petrolether 1:1 ausgefällt und
mittels C18 Umkehrphasenchromatographie
(Metrohm LC CaDi 22-14, Säule:
Macherey-Nagel, Düren,
Deutschland) mit einer Reinheit von > 98% gereinigt.
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BEISPIEL 2
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Synthese von γ-9-Fluorenylmethyloxycarbonyl-α-Benzyloxycarbonyl-D-Diaminobuttersäure (Z-Dab(Fmoc)-OH)
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α-Benzyloxycarbonyl-D-Diaminobuttersäure (Z-Dab-OH)
ist im Handel erhältlich
(Bachem, Bubendorf, Schweiz). Dieses Ausgangsmaterial wurde in Aceton/Wasser
1:1 gelöst,
Natriumcarbonat wurde bis zu einem End-pH-Wert von 9–10 zugegeben
und mit 9-Fluorenylmethyloxycarbonyl-N-Hydroxysuccinimide
(Fmoc-OSu) behandelt. Das Reaktionsgemisch wurde 18 Stunden bei
RT gerührt
und auf 5°C
gekühlt;
Ethylacetat wurde zugegeben, danach mit 6 N HCl sauer eingestellt.
Die organische Phase wurde 4 mal mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat
getrocknet und konzentriert. Das Produkt wurde aus Ethylacetat/Petrolether
rekristallisiert.
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BEISPIEL 3
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Chelator Kopplung
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Drei Äquivalente
Prochelator (z.B. DOTAGA (tBU)4(1-(1-Carboxy-3-Carbotertbutoxypropyl)-4,7,10-(Carbotertbutoxymethyl)-1,4,7,10-Tetraazacyclododecan),
DOTA (tBu)3(1,4,7-tris(Carbotertbutoxymethyl)-10-Carboxymethyl-1,4,7,10-Tetraazacyclododecan),
DTPA (tBu)4(1,1,7,7,-Tetrakis(Carbotertbutoxymethyl)-4-Carboxy-1,4,7-Triazapentan)
wurden mit drei Äquivalenten
HATU (O-(7-azabenzotriazol-1-yl)-N,N,N',N'-tetramethyluroniumhexafluorphosphat)
in DMF (Di methylformamid) 30 Min. inkubiert. Die Z-entschützten Diaminosäuren (siehe
oben) wurden mit dieser Lösung
4 Stunden bei RT behandelt.
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Nach
der Konzentration wurde die Mischung in Ethylacetat gelöst und drei
mal zwischen 5%-iger Natriumhydrogencarbonatlösung und Ethylacetat extrahiert.
Die organische Schicht wurde zur Trockne eingedampft und das Rohprodukt
entschützt
(siehe oben).
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Eine
typische Markierung mit 111In und 90Y erfolgt wie folgt. "PanSomatostatin" ist eines der erfindungsgemäßen Somatostatinanaloge.
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Es
wird eine Pufferlösung
hergestellt, indem 328 mg Natriumacetat und 370 mg Gentisinsäure in 10 ml
Wasser suprarein gelöst
und der pH-Wert auf pH 5 mit 1 M Natriumhydroxid eingestellt werden.
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10 μg Peptid
(DOTA-PanSomatostatin), 100 μl
Puffer und 120 μl
Yttrium-90-Chlorid (2,9 GBq/ml, 0,05 M HCl) wurden bei 95°C 40 Min.
inkubiert, auf Raumtemperatur gekühlt, und die Markierungsausbeute
und die radiochemische Reinheit wurden innerhalb von 30 Min mittels
RP HPLC mit Hilfe einer Nucleosil-C18-Säule von Macherey-Nagel
und eines linearen Gradienten von 5% Acetonitril/0,1% Trifluoressigsäure bis
60% Acetonitril/0,1% Trifluoressigsäure bestimmt. Die Markierungsausbeute
beträgt > 98%.
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10 μg Peptid
(DOTA-PanSomatostatin), 100 μl
Puffer und 100 μl
Indium-111-Chlorid (370 MBq/ml, 0,05 M HCl) wurden bei 95°C 40 Min.
inkubiert, auf Raumtemperatur gekühlt, und die Markierungsausbeute
und die radiochemische Reinheit wurden innerhalb von 30 Min mittels
RP-HPLC unter Verwendung einer Nucleosil-C18-Säule von
Macherey-Nagel und eines linearen Gradienten von 5% Acetonitril/0,1%
Trifluoressigsäure bis
60% Acetonitril/0,1% Triofluoressigsäure bestimmt. Die Markierungsausbeute
beträgt > 98%. Die Stabilität beträgt > 87% nach einer Woche
in 10.000-fachem Überschuss
an DTPA und 76% in frisch hergestelltem Serum nach einer Woche,
geprüft
mittels HPLC. Die Serumproteine wurden mit Methanol ausgefällt, zentrifugiert und
die Methanol-Phase wurde mit dem gleichen Gradienten wie oben beschrieben
injiziert.
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10 μg Peptid
(DOTAGA-PanSomatostatin), 100 μl
Puffer und 20 μl
Yttrium-90-Chlorid (1,8 GBq/ml, 0,05 M HCl) wurden bei 95°C 40 Min.
inkubiert, auf Raumtemperatur gekühlt, und die Markierungsausbeute und
die radiochemische Reinheit wurden innerhalb von 30 Min mittels
RP-HPLC mit Hilfe einer Nucleosil-C18-Säule von
Macherey-Nagel und eines linearen Gradienten von 5% Acetonitril/0,1%
Trifluoressigsäure bis
60% Acetonitril/0,1% Trifluoressigsäure bestimmt. Die Markierungsausbeute
beträgt > 98%. Die radiochemische
Reinheit beträgt > 97% nach 72 Stunden.
Die Stabilität
beträgt > 87% nach 72 Stunden
und > 74% nach einer
Woche in 10.000-fachem Überschuss
an DTPA. Erwärmung
auf 95°C über 45 Min.
beeinträchtigte das
Radiopeptid nicht.
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BEISPIEL 4
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Analyse der Affinitätsprofile
verschiedener Analoge für
Somatostatinrezeptoren sst1–sst5
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Zellkulturen
von CHO-K1-Zellen mit stabiler Expression humaner sst1 und sst5
wurden freundlicherweise von Dres. T. Reisine und G. Singh (University
of Pennsylvania, Philadelphia, PA) und von CCL39-Zellen mit stabiler
Expression humaner sst2, sst3 und sst4 freundlicherweise von Dr.
D. Hoyer (Novartis Pharma, Basel, Schweiz) zur Verfügung gestellt.
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CHO-K1
Zellen wurden in Ham's
F-12 Medium und CCL39-Zellen in Dulbecco's modifiziertem Eagle's Medium/Ham's F-12 (1:1)-Mischung
gezüchtet,
ergänzt
mit 10% fötalem
bovinem Serum, 100 U/ml Penicillin und 100 μg/ml Streptomycin in Feuchtluft,
enthaltend 5% CO2 bei 37°C. Wo notwendig wurde Geneticin (G418-Sulfat,
Gibco, USA) verwendet, um den ausgewählten Druck auf einer Endkonzentration
von 400 μg/ml für sst2 bis
sst4- und 285 μg/ml für sst5-exprimierende
Zellen zu halten, wie dies bereits früher beschrieben wurde. [Rens-Domiano
S & Reisine T.
Biochemical and functional properties of somatostatin receptors.
J. Neurochem. 58: 1987–1996
(1992); OCaroll A et al., Characterization of cloned human somatostatin
receptor SSTR5. Molec. Pharmacol. 46: 291–298 (1994); Siehler S. et
al., [125I]Tyr10-cortistatin14 labels all five somatostatin receptors.
Naunyn-Schmiedeberg's Arch. Pharmacol.
357: 483–489
(1998)].
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Alle
Kulturreagenzien wurden von Gibco BRL, Life Technologies, Grand
Island, NY, geliefert.
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BEISPIEL 5
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In situ-Hybridisierung
Histochemie
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Um
die Eignung des Zellmaterials zu kontrollieren, wurde eine in situ-Hybridisierung
für humane mRNAs
an CHO-K1- und CCL39-Zellen mit Expression der verschiedenen sst-Rezeptor-Subtypen
durchgeführt.
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Die
Zellen wurden durch Waschen mit Puck's Saline A und kurze Inkubation mit
Trypsin (0,5 mg/ml)/EDTA (0,2 mg/ml) aus den Kulturflaschen entfernt,
durch Zentrifugieren gesammelt, in Phosphat-gepufferter Salzlösung bei
einer finalen Zelldichte von ungefähr 6 × 104 Zellen/μl wieder
suspendiert. 25 μl
Aliquote der Zellsuspension wurden auf mikroskopische Scheiben platziert,
luftgetrocknet und bei –20°C gelagert.
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Danach
wurden sie mit 4% Formaldehyd fixiert, mit Phosphat-gepufferter
Salzlösung
gewaschen, luftgetrocknet und bei 4°C unter trockenen Bedingungen
gelagert. Danach wurden Zellabstriche zum Nachweis der sst1, sst2,
sst3, sst4 und sst5 mRNA durch in situ-Hybridisierung eingesetzt. Das daraus
folgende Protokoll entsprach im dem früher im Detail beschriebenen
[Reubi JC et al., Expression and localization of somatostatin receptor
SSTR1, SSTR2 and SSTR3 mRNAs in primary human tumors using in situ
hybridization. Cancer Res. 54: 3455–3459 (1994)].
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Oligonucleotid-Sonden
komplementär
zu sst1, sst2, sst3 [Reubi 1994, supra], sst4 und sst5 [Thoss VS et
al., Expresson of five somatostatin receptor mRNAs in the human
brain and pituitary. Naunyn-Schmiedebergs's Arch. Pharmacol. 354: 411–419 (1996)]
mRNAs werden synthetisiert und auf einem 20%-igen Polyacrylamid – 8 M Harnstoff
Sequenzierungsgel (Microsynth, Balgach, Schweiz) gereinigt. Sie
wurden am 3'-Ende unter
Verwendung von [α32P]dATP (> 3000
Ci/mmol; NEN Life Science Products, Boston, MA) und terminaler Desoxynucleotidyl-Transferase
(Boehringer, Mannheim, Deutschland) auf spezifische Aktivitäten von
33,3–74 GBq/mmol
markiert. Mit den in der vorliegenden Studie eingesetzten Sonden
wurden Kontrollversuche durchgeführt,
um die Spezifität
des erhaltenden Hybridisierungssignals, wie bereits früher beschrieben
[Reubi 1994, supra], zu bestimmen.
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Diese
Kontrolluntersuchungen der in situ-Hybridisierung bestätigten,
dass die für
die Untersuchung eingesetzten fünf
Zelllinien die korrekte sst-mRNA-Expression aufwiesen.
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BEISPIEL 6
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Rezeptor-Autoradiographie
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Es
wurden Zellen zwei Mal mit eisgekühltem 0,05 M Tris-HCl (pH 7,4)
gewaschen und in dieses hineingeschabt, durch Zentrifugieren gesammelt,
und unter Verwendung eines Rotor/Stator-Dispergiersystems (Polytron,
Kinematica Inc., Littau, Schweiz) im selben Puffer homogenisiert.
Nach dem Zentrifugieren bei 120 g über 5 Min. bei 4°C wurde der Überstand
gesammelt und nochmals bei 48.000 g über 30 Min. bei 4°C zentrifugiert.
Das resultierende Pellet wurde wieder in eiskaltem Tris-Puffer suspendiert,
in ein Mikrofuge-Röhrchen überführt und
bei 20.000 g über
15 Min. bei 4°C
zentrifugiert. Nach Abzug des Überstandes
wurde das Membran-Pellet bei –80°C gelagert.
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Die
Rezeptor-Autoradiographie wurde an 20 μm dicken Cryostat (Leitz 1720,
Rockleigh, NJ)-Schnitten der Membran-Pellets, aufgebracht auf Mikroskopscheiben,
durchgeführt
und danach bei –20°C gelagert.
Für jede
der getesteten Verbindungen wurden vollständige Verdrängungsuntersuchungen durchgeführt unter
Verwendung des universellen Somatostatin-Radioliganden 125I-[Leu8, D-Trp22, Tyr25]-Somatostatin 28 – mit steigenden Konzentrationen
des unmarkierten Peptids von 0,1 bis 1.000 nM. Das unmarkierte universelle
Somatostatin 28 wurde als Kontrolle parallel laufen gelassen, wobei
dieselben steigenden Konzentrationen verwendet wurden.
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Nach
der Quantifizierung der Daten mit Hilfe eines computergestützten Bildverarbeitungssystems,
wir bereits früher
beschrieben [Reubi JC et al., Detection of somatostatin receptors
in surgical and percutaneous needle biopsy samples of carcinoids
and islet cell carcinomas. Cancer Res. 50: 5969–5977 (1990)] wurden die IC50-Werte berechnet. Gewebestandards (Autoradiographic
[125I] microscales, Amersham), die bekannte
Mengen an Isotop enthalten, querkalibriert auf gewebeäquivalente
Ligandenkonzentrationen, wurden für die Quantifizierung eingesetzt
[Reubi JC. In vitro identifcation of vasoactive intestinal peptide
receptors in human tumors: Implications for tumor imaging. J. Nucl.
Med. 36: 1846–1853
(1995)]. Die Vorteile des vorliegenden Verfahrens unter Verwendung
der Rezeptor-Autoradiographie
mit Schnitten von Zell-Pellets im Vergleich zum Binden an Zellhomogenate
sind, zusätzlich
zum wirtschaftlicheren Umgang mit Zellen und der größeren Flexibilität, die höhere Inter-Assay
Zuverlässigkeit
und Reproduzierbarkeit, da dasselbe eingebettete Pellet für aufeinanderfolgende
Untersuchungen verwendet werden kann. Als kleiner Nachteil steht,
dass die IC50-Werte etwas höher ausfallen
als beim Test mit Homogenat-Bindung.
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Die
Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
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Die
getestete Verbindung ist A:
in der Z variiert wird.
worin
ab Aminobuttersäure
ist.
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Es
wird erfindungsgemäß bevorzugt,
dass die IC50-Werte von 1 bis 10 nM reichen.
Aus der oben angeführten
Tabelle ergibt sich, dass die erfindungsgemäßen Verbindungen einen IC50-Wert aufweisen, der in den beanspruchten
Bereich der meisten oder aller Rezeptor-Subtypen fällt.