DE69231324T2

DE69231324T2 - Chelatbildende Gruppen enthaltende Somatostatin Analoge und deren radiomarkierten Zusammensetzungen

Info

Publication number: DE69231324T2
Application number: DE69231324T
Authority: DE
Inventors: Rainer Albert; Eric Paul Krenning; Steven Willem Lamberts; Janos Pless
Original assignee: Novartis AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1991-05-23
Filing date: 1992-05-20
Publication date: 2001-01-18
Anticipated expiration: 2012-05-21
Also published as: GB9111199D0; EP0515313A2; CA2069154C; EP0515313A3; EP0515313B1; CA2069154A1; JPH05163297A; DE69231324D1; JP3397338B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Polypeptide, Verfahren zu ihrer Herstellung, pharmazeutische Präparationen, die sie enthalten, und ihre Verwendung als Pharmazeutikum, beispielsweise zur Behandlung von Somatostatinrezeptor-positiven Tumoren und als in vivo bildgebende Mittel.
Die GB 2 225 579 A beschreibt Somatostatinpeptide, die zumindest eine Chelatgruppe tragen, welche für diagnostische und therapeutische in vivo Anwendungen markiert werden kann. Die Verbindungen sind zur Bindung an Somatostatinrezeptoren fähig, die beispielsweise von Tumoren oder Metastasen exprimiert oder überexprimiert werden.
Die vorliegende Erfindung liefert neue Somatostatinpeptidliganden, die zumindest eine Chelatgruppe tragen und beispielsweise zur γ- oder β-Radionuklid- oder Positronenmarkierung geeignet sind und interessante Bindungsaffinitätseigenschaften aufweisen, um Soniatostatinrezeptoren aufzufinden, die auf Tumoren vorkommen. Die Chelatgruppe kann entweder direkt oder indirekt über einen Spacer oder eine Brückengruppe an das Somatostatinpeptid gebunden sein.
Gemäß der Erfindung wird eine Verbindung der folgenden Formel geliefert
worin
X ihr einen Rest der Formel (a) steht
M für Wasserstoff oder ein Äquivalent eines pharmazeutisch annehmbaren Kations steht,
R, für Wasserstoff steht und R,, für eine freie Bindung steht,
A für (D)-Phe steht,
B für den mit Hydroxy substituierten Phe-Ring steht,
C für (D)-Trp oder Trp steht,
E für Thr steht,
G für -NH-CH(R&sub4;)-X&sub1; steht, worin R&sub4; für den an das α-Kohlenstoffatom von Thr gebundenen Rest steht und X, für -CH&sub2;OH steht, und
Y&sub1; und Y&sub2; zusammen für eine direkte Bindung stehen, und
die Reste B und E die L-Konfiguration aufweisen und die Reste an den Positionen 2 und 7 die L- oder D-Konfiguration aufweisen.
Die Verbindungen der Formel I können beispielsweise in freier Form oder Salzform vorkommen. Salze umfassen Säureadditionssalze beispielsweise mit organischen Säuren, polymeren Säuren oder anorganischen Säuren, beispielsweise Hydrochloride und Acetate und Salzformen, die mit den in der Gruppe X vorkommenden Carbonsäuregruppen erhalten werden können, beispielsweise die, worin M für ein Alkalimetallkation, wie Natrium oder Kalium, oder substituiertes oder unsubstituiertes Ammonium steht.
Die vorliegende Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Formel I. Sie können analog zu bekannten Verfahren hergestellt werden.
Die Verbindungen der Formel I können beispielsweise folgendermaßen hergestellt werden:
a) Entfernen von zumindest einer Schutzgruppe, die in einer geschützten Verbindung vorkommt, die die in Formel I angegebene Sequenz aufweist, oder
b) Verbinden zweier Peptidfragmente durch eine Amidbindung, wobei jedes hiervon zumindest eine Aminosäure oder einen Aminoalkohol in geschützter oder ungeschützter Form aufweist und eines hiervon die Gruppe X aufweist, worin die Amidbindung so angelegt ist, daß die in Formel I angegebene Aminosäuresequenz erhalten wird, und dann wahlweise Ausführen der Stufe a) des Verfahrens, oder
c) Verbinden eines Chelatmittels und einer Verbindung der Formel II
in geschützter oder ungeschützter Form und wahlweise Ausführen der Stufe a), oder d) Entfernen einer funktionellen Gruppe von einer ungeschützten oder geschützten Verbindung der Formel I oder deren Umwandlung in eine andere funktionelle Gruppe, so daß eine andere ungeschützte oder geschützte Verbindung der Formel I erhalten wird und im letzteren Fall Ausführen der Stufe a) des Verfahrens, und Gewinnen der so erhaltenen Verbindungen der Formel I in freier Form oder in Salzform.
Die obigen Reaktionen können analog zu Verfahren ausgeführt werden, wie sie beispielsweise in den folgenden Beispielen beschrieben sind, insbesondere die Verfahren a) und c). Erforderlichenfalls können in diesen Reaktionen Schutzgruppen, die zur Verwendung in Peptiden oder für die gewünschten Chelatgruppen geeignet sind, für funktionelle Gruppen verwendet werden, die nicht an der Reaktion teilnehmen. Der Ausdruck Schutzgruppe kann auch ein Polymerharz mit funktionellen Gruppen umfassen.
Das die Chelatgruppe tragende und in Stufe b) verwendete Peptidfragment kann durch die Umsetzung des Peptidfragments, das zumindest eine Aminosäure oder einen Aminoalkohol in geschützter oder ungeschützter Form enthält, mit dem Chelatmittel hergestellt werden. Die Reaktion kann analog zu Stufe c) ausgeführt werden. Das in Verfahrensstufe c) verwendete Chelatmittel kann bekannt sein oder analog zu bekannten Verfahren hergestellt werden. Die verwendete Verbindung liegt derart vor, daß sie die Einführung der gewünschten Chelatgruppe auf dem Somatostatinpeptid erlaubt, beispielsweise kann sie auch in Form eines Anhydrids oder in Salzform verwendet werden.
Die Verbindungen der Formel I können auf herkömmliche Weise gereinigt werden beispielsweise durch Chromatographie.
Die Verbindungen der Formel I in freier Form oder in Salzform sind Liganden. Die Chelatgnippe X ist zur Bildung eines Komplexes mit einem Radionuklid fähig und die entsprechend markierten Liganden sind ferner zur Bildung von Somatostatinrezeptoren fähig, wie sie beispielsweise von Tumoren oder Metastasen exprimiert oder überexprimiert werden.
Demnach liefert die vorliegende Erfindung auch Verbindungen der Formel I, die mit einem Positronen-, β- oder γ-emittierenden Radionuklid komplexiert sind in freier Form oder in Salzform, ihre Herstellung und ihre Verwendung zur diagnostischen und therapeutischen in vivo Behandlung.
Geeignete γ-emittierende Radionuklide umfassen die, die in diagnostischen Techniken brauchbar sind.
Die y-emittierenden Radionuldide haben vorteilhafterweise eine Halbwertszeit von 1 Stunde bis 40 Tagen, vorzugsweise von 5 Stunden bis 4 Tagen, insbesondere 12 Stunden bis 3 Tagen. Beispiele sind Radionuklide, die von Gallium, Indium, Technetium, Yttrium, Ytterbium, Rhenium und Thallium abgeleitet sind, beispielsweise &sup6;&sup7;Ga, ¹¹¹In, 99mTc, &sup9;&sup0;Y, ¹&sup6;&sup9;Yb und ¹&sup8;&sup6;Re. Vorzugsweise wird das γ-Radionuklid in Abhängigkeit des Metabolismus der verwendeten Verbindung der Formel I ausgewählt. Insbesondere bildet die Verbindung der Formel I ein Chelat mit einem γ-Radionuklid, das eine längere Halbwertszeit aufweist als die Halbwertszeit des unmodifizierten Somatostatinpeptids auf dem Tumor. Ein geeignetes Positronen-emittierendes Radionuklid ist beispielsweise &sup6;&sup8;Ga. Geeignete β-emittierende Radionuklide umfassen die, welche in therapeutischen Anwendungen brauchbar sind, wie sie beispielsweise in GB 2 225 579 A erwähnt sind, beispielsweise die, die von Y und Re abgeleitet sind. Das β-Radionuklid hat vorteilhafterweise eine Halbwertszeit von 2, 3 Stunden bis 14,3 Tagen, vorzugsweise von 2, 3 bis 100 Stunden. Vorzugsweise wird das β-emittierende Radionuklid ausgewählt, um eine längere Halbwertszeit zu haben, als die Halbwertszeit des unmodifizierten Somatostatinpeptids auf dem Tumor.
Bevorzugt sind ¹¹¹In, &sup9;&sup0;Y, 99mTc und &sup6;&sup8;Ga.
Die Chelatverbindungen der Formel I können hergestellt werden, wie dies beispielsweise in GB 2 225 579 A beschrieben ist, beispielsweise durch die Umsetzung der Verbindung der Formel I mit einer entsprechenden Radionuklid bildenden Verbindung, beispielsweise einem Metallsalz, vorzugsweise einem wasserlöslichen Salz.
Vorzugsweise wird die Komplexierung der Verbindung der Formel I bei einem pH ausgeführt, bei dem die Verbindung der Formel I physiologisch stabil ist.
Radionuklide, wie beispielsweise Technetium-99 m, können in oxidierter Form verwendet werden, beispielsweise als Tc-99 m Pertechnetat, das unter reduzierenden Bedingungen komplexiert werden kann.
Die Chelatverbindungen der Formel I und ihre pharmazeutisch annehmbaren Salze zeigen eine pharmazeutische Aktivität und sind daher entweder als bildgebendes Mittel, beispielsweise zur Visualisierung einer Ackumulation an Somatostatinrezeptoren, wie bei Somatostatinrezeptor-positiven Tumoren und Metastasen, wenn sie mit einem γ-emittierenden oder Positronen-emittierenden Radionuklid komplexiert werden, oder als Radiopharmazeutikum zur in vivo Behandlung von Tumoren geeignet, insbesondere Somatostatinrezeptor-positiven Tumoren und Metastasen, wenn sie mit einem β-Radionuklid komplexiert werden, wie dies in Standardtests gezeigt ist. Die Affinität der Chelatverbindungen der Formel I für Somatostatinrezeptoren, die von Tumoren und Metastasen exprimiert oder überexprimiert werden, wurde in in vitro Standardbindungstests bestimmt, wie dies in GB 2 225 579 A beschrieben ist.
Die Affinität der Chelatverbindungen der Formel I für Somatostatintezeptoren kann auch durch in vivo Tests gemäß Standardtestverfahren gezeigt werden, wie dies beispielsweise in GB 2 225 579 A beschrieben ist.
Nach der Verabreichung einer Verbindung der Formel I, die mit einem γ-Radionuklid ein Chelat bildet, mit einer Dosierung von 1 bis 5 ug/kg der mit 0,1 bis 2 mCi Radionuklid markierten Verbindung der Formel I wird die Tumorstelle zusammen mit den Organen detektierbar, an denen im wesentlichen die Ausscheidung stattfindet.
Demnach liefert die Erfindung auch eine Reihe an spezifischen oder alternativen Ausführungsformen:
1. Ein Verfahren zur in vivo Detektion von Tumoren, insbesondere Somatostatinrezeptor-positiven Tumoren oder Metastasen in einem Subjekt, das gekennzeichnet ist durch a) Verabreichung einer Verbindung der Formel I, die mit einem y- oder Positronen-emittierenden Radionuklid ein Chelat bildet, an das Subjekt und b) Aufzeichnung der Lokalisation der Tumoren, die durch die Chelatverbindung aufgefunden wurden.
Die Chelatverbindungen der Formel I können zur Verwendung als bildgebendes Mittel parenteral, vorzugsweise intravenös, beispielsweise in Form von injizierbaren Lösungen oder Suspensionen, vorzugsweise in einer einzelnen Injektion verabreicht werden. Die geeignete Dosis hängt natürlich beispielsweise ab von der Verbindung der Formel I und dem verwendeten Radionuklid. Eine geeignete Dosis zur Injektion liegt in dem Bereich, der die Abbildung durch in der Technik bekannte Photoscanningverfahren ermöglicht. Eine Chelatverbindung der Formel I kann vorteilhafterweise in einer Dosis verabreicht werden, die eine Radioaktivität von 0,1 bis 50 mCi, vorzugsweise 0,1 bis 30 mCi, noch bevorzugter 0,1 bis 20 mCi aufweist. Ein indizierter Dosisbereich kann von 1 bis 200 ug Verbindung der Formel I, die beispielsweise mit 0,1 bis 20 mCi, vorzugsweise 3 bis 15 mCi γemittierenden Radionuklid markiert ist, in Abhängigkeit des verwendeten γ-emittierenden Radionuklids reichen. Beispielsweise ist es mit. In bevorzugt, eine Radioaktivität im unteren Bereich zu verwenden, während es mit Tc bevorzugt ist, eine Radioaktivität im oberen Bereich zu verwenden.
Die Anreicherung der tumorerzeugenden Stellen mit den Chelatverbindungen der Formel I kann durch die entsprechenden Bildtechniken verfolgt werden, beispielsweise mittels nuklearmedizinischer Bildinstrumente, beispielsweise einem Scanner, einer y-Kamera, einer rotierenden y-Kamera, wobei alle vorzugsweise computerunterstützt sind, einem PET Scanner (Positronen-Emissionstomographie), MRI Ausrüstung oder CAT Scannerausrüstung.
2. Verfahren zur in vivo Behandlung von Tumoren, beispielsweise Somatostatinrezeptor-positiven Tumoren und Metastasen bei einem Patienten, der einer solchen Behandlung bedarf, das gekennzeichnet ist durch die Verabreichung einer therapeutisch wirksamen Menge einer Verbindung der Formel I, die mit einem β-emittierenden Radionuklid ein Chelat bildet, an diesen Patienten.
Dosierungen, die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen therapeutischen Verfahrens verwendet werden, variieren natürlich beispielsweise in Abhängigkeit vom bestimmten zu behandelnden Zustand, vom Volumen des Tumors, der bestimmten verwendeten Chelatverbindung, der Halbwertszeit der Chelatverbindung der Formel I im Tumor und der gewünschten Therapie. Im allgemeinen wird die Dosis auf der Grundlage der Radioaktivitätsverteilung in jedem Organ und der beobachteten Zielaufnahme berechnet. Beispielsweise kann die β- Chelatverbindung der Formel I mit einer Tagesdosis verabreicht werden, die eine Radioaktivität von 0,1 bis 3 mCi/kg Körpergewicht, beispielsweise 1 bis 3 mCi, vorzugsweise 1 bis 1,5 mCi/kg Körpergewicht aufweist. Ein indizierter Dosisbereich reicht von 1 bis 200 ug Verbindung der Formel I, die beispielsweise mit 0,1 bis 3 mCi/kg Körpergewicht, vorzugsweise 0,1 bis 1,5 mCi/kg Körpergewicht des β-emittierenden Radionuklids markiert ist. Die β-emittierenden Chelatverbindungen der Formel I können auf jedem herkömmlichen Weg verabreicht werden, insbesondere parenteral, beispielsweise in Form von injizierbaren Lösungen oder Suspensionen. Sie können auch vorteilhafterweise durch Infusion verabreicht werden, beispielsweise einer Infusion über 30 bis 60 Minuten. In Abhängigkeit der Stelle des Tumors können sie so nahe wie möglich an der Tumorstelle verabreicht werden, beispielsweise durch einen Katheter. Die Art der gewählten Verabreichung kann von der Dissoziationsrate der verwendeten Chelatverbindung und der Ausscheidungsrate abhängen.
Die Chelatverbindungen der Formel I können in freier Form oder in pharmazeutisch annehmbarer Salzform verabreicht werden. Solche Salze können auf herkömmliche Weise hergestellt werden und zeigen dieselbe Aktivität, wie die freien Verbindungen.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Chelatverbindungen der Formel I können kurz vor der Verabreichung an einen Patienten hergestellt werden, das heißt die radioaktive Markierung mit dem gewünschten β-, γ- oder Positronen-emittierenden Radionuklid kann kurz vor der Verabreichung ausgeführt werden. Die Chelatverbindungen der Formel I können zur Abbildung oder Behandlung von Tumoren geeignet sein, wie Hypophysen-, Gastroenteropankreas-, Zentralnervensystem-, Brust-, Prostata-, Ovar- oder Colontumoren, kleinzelliger Lungenkrebs, Nierenkrebs, Paragangliome, Neuroblastome, Phäochromozytome, Lymphome, medulläre Schilddrüsenkarzinome, Myelome, Hodgkinsche oder Non-Hodgkinsche Erkrankung, Knochentumoren usw. und Metastasen hiervon.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine pharmazeutische Zusammensetzung geliefert, die eine Verbindung der Formel I wahlweise in einem Chelat mit einem β-, γ- oder Positronen-emittierenden Radionuklid, in freier Form oder in pharmazeutisch annehmbarer Salzform zusammen mit einem oder mehreren pharmazeutisch annehmbaren Trägern oder Verdünnungsmitteln hierfür enthält.
Solche Zusammensetzungen können auf herkömmliche Weise hergestellt werden.
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung kann auch in einer getrennten Packung mit Anleitungen zum Mischen der Verbindung der Formel I mit dem Radionuldid und zur Verabreichung der entstehenden markierten Verbindung präsentiert werden. Sie kann auch in Doppelpackform präsentiert werden, das heißt als einzelne Pakkung, die getrennte Einheitsdosierungen der Verbindung der Formel I und des Radionuklids mit Anleitungen zum Mischen der beiden und zur Verabreichung des Chelats enthält. Ein Verdünnungsmittel oder ein Träger kann in den Einheitsdosierungsformen enthalten sein.
In den folgenden Beispielen sind alle Temperaturen in ºC angegeben und die [α]D&sub2;&sub0; -Werte sind nicht korrigiert. Es werden die folgenden Abkürzungen verwendet:
Boc = tert-Butoxycarbonyl
TFA = Trifluoressigsäure
AcOH = Essigsäure
DMF = Dimethylformamid
Fmoc = 9-Fluorenylmethoxycarbonyl Beispiel 1:
in Form der freien Base (1 mM) werden in 5 l Dioxan / H&sub2;O 1/1 (V/V) gelöst und mit 5 g NaHCO&sub3; umgesetzt. 520 mg DTPA-Dianhydrid werden langsam unter Rühren zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird für weitere 30 Minuten gerührt und gefriergetrocknet. Der Rückstand wird in 250 ml Wasser gelöst und der pH wird mit konzentrierter HCl auf pH 2,5 eingestellt. Das ausgefallene Produkt wird abfiltriert, gewaschen und über Phosphorpentoxid getrocknet. Nach der Abspaltung der Boc-Gruppe durch die Behandlung mit TFA, einer Cliormatographie auf einer Silicagelsäule und einer Entsalzung auf Duoliteharz erhält man die Titelverbindung.
[α]D20 = -6,4º (c = 0,25 in 95% AcOH) Beispiel 2:
Durch Wiederholung des Verfahrens von Beispiel 1 zur Kupplung mit DTPA aber unter Verwendung von
und Entfernung von Fmoc durch die Behandlung mit Piperidin / DMF (1/4, V/V) für 10 Minuten und Entfernung des Lösemittels und der Base erhält man die Titelverbindung.
[α]D&sub2;&sub0; = -3, 4º (c = 0,25 in 95% AcOH) Beispiel 3:
1 mg der unmarkierten Verbindung wird in 5 ml 0,01 M Essigsäure gelöst. Die entstehende Lösung wird durch ein 0,22 um Millex-GV Filter gegeben und in 0,1 ml Portionen aufgeteilt und bei -20ºC gelagert. ¹¹¹InCl&sub3; (Amersham, 1 mCi / 100 ul) wird in einem gleichen Volumen 0,5 M Natriumacetat vorverdünnt und die Markierung wird durch Mischen des Liganden mit der InCl&sub3; Lösung und einer sanften Homogenisierung bei Raumtemperatur ausgeführt.
Dann wird HEPES Puffer, pH 7,4 zugegeben, um eine 10&supmin;&sup6; M Lösung herzustellen.
Die Verbindungen der Beispiele 1 und 2 werden gemäß dem Verfahren von Beispiel 3 mit ¹¹¹In markiert. Referenzbeispiel 4:
&sup9;&sup0;Y erhält man aus einem &sup9;&sup0;Sr-&sup9;&sup0;Y Radionuklidgenerator. Die Konstruktion des Generators, die Elution und die Umwandlung von [&sup9;&sup0;Y]-EDTA zum Acetatkomplex werden gemäß dem Verfahren ausgeführt, das von M. Chinol und D. J. Hnatowich in J. Nuch Med. 28, 1465-1470 (1987) beschrieben ist. 1 mg der unmarkierten Verbindung gelöst in 5 ml 0,01 M Essigsäure kann sich auf Raumtemperatur erwärmen und 1,0 mCi &sup9;&sup0;Y in 50 ul sterilem 0,5 M Acetat werden zugegeben. Das Gemisch wird für 30 Minuten bis 1 Stunde ungestört stehengelassen, um die Chelatbildung zu maximieren.
Die Verbindungen der Beispiele 1 und 2 werden mit &sup9;&sup0;Y gemäß dem Verfahren von Beispiel 4 markiert.

Claims

1. Verbindung der Formel I

worin

C für (D)-Trp oder Trp steht,

in freier Form oder in Salz- oder Komplexform.

2. Verbindung der Formel I nach Anspruch 1, die mit einem β-, γ- oder Positronen-emittierenden Radionuklid komplexiert ist.

3. Verbindung der Formel I nach Anspruch 1, die mit ¹¹¹In komplexiert ist in freier Form oder in Salzform.

4. Verbindung nach Anspruch 2 oder 3 in freier Form oder in Salzform zur Verwendung als radioaktives Pharmazeutikum.

5. Verbindung nach Anspruch 3 in freier Form oder in Salzform zur Verwendung als bildgebendes Mittel zur Detektion von Somatostatinrezeptor-positiven Tumoren und Metastasen.

6. Pharmazeutische Zusammensetzung, die eine Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 in freier Form oder in pharmazeutisch annehmbarer Salzform zusammen mit einem pharmazeutischen Träger oder Verdünnungsmittel enthält.

7. Packung, die Einheitsdosierungsformen einer Verbindung der Formel I in freier Form oder in Salzform nach Anspruch 1 und eines γ- oder Positronen-emittierenden Radionuklids mit Anleitungen zum Mischen der beiden und zur Verwendung als bildgebendes Mittel enthält.