DE69626987T2

DE69626987T2 - Pharmaceutische komposition

Info

Publication number: DE69626987T2
Application number: DE69626987T
Authority: DE
Inventors: William Ferguson; Sally Freeman; Glenys Moore
Original assignee: Renovo Ltd
Current assignee: Renovo Ltd
Priority date: 1995-08-04
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2016-08-01
Also published as: PT841931E; DK0841931T3; JP2008239625A; DK1291018T3; EP1291018B1; CA2229010C; EP1291018A1; ES2195000T3; HK1053264A1; DE69634905T2; DE69626987D1; JPH11510179A; AU6624896A; PT1291018E; EP0841931B1; DE69634905D1; CA2229010A1; ES2243657T3; US6140307A; GB9516012D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft pharmazeutische Zusammensetzungen zur Förderung der Heilung von Wunden oder fibrotischen Störungen, insbesondere zur Förderung der Heilung von Wunden oder fibrotischen Störungen mit verminderter Narbenbildung.
Mit "Wunden oder fibrotischen Störungen" ist jedes Leiden gemeint, welches zur Bildung von Narbengewebe führen kann. Dies schließt insbesondere ein die Heilung von Hautwunden, die Reparatur eines Sehnenschadens, die Heilung von Quetschverletzungen, die Heilung von Augenverletzungen, einschließlich Hornhautverletzungen, die Heilung von Schäden des zentralen Nervensystems (ZNS), Leiden, welche zur Bildung von Narbengewebe im Zentralnervensystem führen, Bildung von Narbengewebe herrührend von Schlaganfällen und Gewebeadhäsion, beispielsweise als Ergebnis einer Verletzung oder Operation (dies kann z. B. gelten für Sehnenheilung und Unterleibsstrikturen und - adhäsionen). Beispiele fibrotischer Störungen schließen Lungenfibrose, Glomerulonephritis, Leberzirrhose und proliferative Vitreoretinopathie ein.
Mit "verminderter Narbenbildung" ist ein verminderter Grad an Narbenbildung gemeint, verglichen mit einer unbehandelten Wunde oder fibrotischen Störung.
Es liegt insbesondere ein Mangel an Zusammensetzungen zur Förderung der Heilung von Wunden oder fibrotischen Störungen mit verminderter Narbenbildung vor. Bildung von Narbengewebe kann, obwohl es einer geheilten Wunde mechanische Festigkeit verleiht, unansehnlich sein und kann die Funktion des Gewebes beeinträchtigen.
Dies ist insbesondere der Fall bei Wunden, welche zu einer Narbengewebsbildung im ZNS führen, wobei das Narbengewebe die Wiederverbindung von durchtrennten oder nachwachsenden Nervenenden hemmt und somit deren Funktion signifikant beeinträchtigt.
Zusammensetzungen zur Förderung der Heilung von Wunden oder fibrotischen Störungen können auch zusammen verwendet werden mit Zusammensetzungen zur Verwendung in der Behandlung von chronischen Wunden, wie beispielsweise venösen Ulcera, diabetischen Ulcera und Liegewunden (Dekubital-Ulcera), insbesondere bei älteren und an den Rollstuhl-gebundenen Patienten. Solche Zusammensetzungen können sehr nützlich sein für Patienten, bei denen die Wundheilung entweder sehr langsam ist oder bei denen der Wundheilungsprozess noch nicht angefangen hat. Solche Zusammensetzungen können verwendet werden, um die Wundheilung mit "Kick-Start" in Gang zu setzen und können dann in Kombination mit den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Somit könnte eine chronische Wunde nicht nur geheilt werden, sondern sie könnte sogar mit verminderter Narbenbildung geheilt werden.
Die Aktivierung von. LTGF-β (Latenter transformierender Wachstumsfaktor-β) zu aktivem TGF-β ist ein kritischer Schritt im Heilungsprozess. LTGF-β (welcher TGF-β umfasst, gebunden an das LAP (Latenz-assoziiertes Peptid), welches wiederum an das LTBP (LTGF-β-bindendes Protein) gebunden sein kann) bindet an Zelloberflächen-M6P(Mannose-6-Phosphat)-Rezeptoren via M6P-enthaltende Kohlenhydrate im LAP (Purchio, M. F. et al., 1988, J. Biol. Chem., 263: 14211-14215; Dennis, P. A. and Rifkin, D. B., 1991, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 88: 580-584; Shah, M. et al., 1992, Lancet, 339: 213-214; Shah, M. et al., 1994,1. Cell Sci., 107: 1137-1157). Diese Bindung ermöglicht die Aktivierung vom LTGF- β, ein Verfahren, bei welchem auch Transglutaminase und Plasminogen/Plasmin beteiligt sind.
Infolge der Bindung von LTGF-β an den M6P-Rezeptor, kann M6P selbst eine bedeutende Rolle im Heilungsprozess spielen durch Kompetition mit den M6P-enthaltenden Kohlenhydraten im LAP um die Bindestelle des M6P-Rezeptors. Durch Erhöhung der Quantität von M6P an einer Stelle (mit "Stelle" ist in diesem Kontext eine Stelle einer Verletzung oder einer fibrotischen Störung gemeint), kann die Bindung von LTGF-β an den M6P-Rezeptor inhibiert (oder zumindest reduziert) werden, und die Spiegel von fibiotischem und nicht-fibrotischem TGF-β betroffen sein.
WO93/18777 legt die Verwendung von M6P zur Verhinderung von Narbenbildung offen. Obgleich M6P außerordentlich nützlich ist, wird es schnell metabolisiert und so frühere Versuche, die Spiegel von M6P an der Wundstelle zu erhöhen durch die Verwendung von nicht-inflammatorischen Langsamen/Langzeit-/biokompatiblen Abgabesystemen. Solche langsamen/Langzeit-Abgabesysteme sind sowohl kostspielig als auch unbequem und sind außerordentlich schwierig herzustellen, da es schwierig ist, eine langsame Freisetzung von einem nicht-inflammatorischen/biokompatiblen Träger zu erreichen.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung fand, dass überraschenderweise Analoga von M6P verwendet werden können, um die Heilung von Wunden oder fibrotischen Störungen mit verminderter Narbenbildung zu fördern, wobei die Analoga ähnliche, aber doch distinkte Strukturen haben und wie M6P fungieren und/oder die Degradation von M6P inhibieren.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Analogon von M6P bereitgestellt mit einem Anion der Formel:
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Analogon von Mannose-6- Phosphat bereitgestellt mit einem Anion der Formel:
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Analogon von Mannose-6- Phospat bereitgestellt mit einem Anion der Formel:
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Analogon von Mannose-6- Phosphat bereitgestellt mit der Formel:
bei der Herstellung eines Medikamentes zur Förderung der Heilung von Wunden oder fibrotischen Störungen mit verminderter Narbenbildung.
Das Analogon kann ein Salz davon sein.
Überraschenderweise ist herausgefunden worden, dass Phosphonat-Analoga von M6P fähig sind, an die M6P-Isomerase-Bindestelle zu binden. Dies ermöglicht es ihnen, die Bindung von M6P an die Bindestelle kompetitiv zu hemmen und den M6P-Abbau (d. h. M6P-Metabolismus) zu hemmen, und deshalb die Halbwertzeit von. M6P zu erhöhen. Noch überraschender war, dass diese Phosphonat-Analoga von M6P, trotz ihrer molekularen Ähnlichkeit zu M6P und trotz ihrer Fähigkeit, an die M6P-Isomerase- Bindestelle zu binden, signifikant höhere Halbwertzeiten haben als M6P (d. h. mit einer signifikant niedrigeren Geschwindigkeit als M6P abgebaut werden).
Das Analogon kann durch M6P-Isomerase mit einer signifikant niedrigeren Geschwindigkeit als M6P metabolisiert werden. Das Analogon kann die M6P-Isomerase-Rezeptor-Bindestelle binden. Es kann an die Zelloberflächen-M6P-Rezeptor-Bindestelle binden.
Das Analogon kann an die M6P-Isomerase-Rezeptor-Bindestelle binden. Es kann an die Zelloberflächen-M6P-Rezeptor-Bindestelle binden.
Das Analogon kann das Phosphonat-Analogon von M6P sein von Figure 1(b) oder ein Salz davon, mit einer ungefähr 1000fachen Halbwertzeit von der von M6P und einer ungefähr 3fachen Bindungsaffinität für die M6P-Isomerase-Rezeptor-Bindestelle von der von M6P.
Das Analogon kann die Halbwertzeit von M6P erhöhen in einer Umgebung, welche M6P- Isomerase enthält. Das Analogon kann verwendet werden zur Erhöhung der Halbwertzeit von M6P in einer Umgebung, welche M6P-Isomerase enthält.
Das Analogon kann verwendet werden in der Umgebung des menschlichen oder tierischen Körpers.
Das Analogon kann verwendet werden zur Förderung der Heilung von Wunden oder fibrotischen Störungen mit verminderter Narbenbildung.
Das Analogon kann ein Inhibitor des M6P-Abbaus sein. Es kann ein Inhibitor des M6P- Metabolismus sein. Es kann ein Inhibitor der M6P-Isomerase sein.
Das Analogon kann verwendet werden in Verbindung mit einer Zusammensetzung zur Förderung der Heilung von Wunden oder fibrotischen Störungen mit verminderter Narbenbildung. Eine solche Zusammensetzung kann M6P umfassen. Beispielsweise kann ein Analogon nach der vorliegenden Erfindung ein Phosphonat-Analogon von M6P in Verbindung mit M6P selbst umfassen.
Das Analogon kann verwendet werden in Verbindung mit einer Zusammensetzung zur Förderung der Heilung von chronischen Wunden.
Das Analogon kann verwendet werden in Verbindung mit einem pharmazeutisch akzeptablen Träger, Verdünnungs- oder Hilfsmittel.
Das bedeutet, dass eine einzelne Dosis eines Phosphonat-Analogons einen langandauerenden Effekt auf eine Wundstelle haben kann, was signifikante klinische und therapeutische Vorteile liefert. Dies wiederum bedeutet, dass statt der augenblicklich kontinuierlichen Versorgung einer Wundstelle mit M6P, einer Stelle eine einzelne Dosis oder mehrere Dosen eines Phosphonat-Analogons von M6P verabreicht werden.
Durch Reduktion der Dosierung von M6P an einer Wundstelle, kann der osmotische Effekt auf das umgebende Gewebe an dieser Stelle signifikant vermindert werden im Vergleich zum osmotischen Effekt einer kontinuierlichen Versorgung mit M6P.
Das Analogon kann verwendet werden in Verbindung mit einem pharmazeutisch akzeptablen Träger, Verdünnungs- oder Hilfsmittel.
Somit kann das Analogon funktionell gleichwertig sein mit M6P, doch es kann eine signifikant höhere Halbwertzeit und/oder Rezeptor-Bindeaffinität als M6P haben. Das Analogon kann nicht nur als M6P fungieren, sondern kann auch die Erhöhung der Halbwertzeit und der Effizienz sowohl zugesetzten als auch endogenen M6P bewirken durch Hemmung des Metabolismus von M6P durch beispielsweise M6P- Isomerase.
Nach einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird die Verwendung eines Analogons von M6P bereitgestellt, nach einem der Aspekte 1 bis 4 der vorliegenden Erfindung zur Heilung von Wunden oder fibrotischen Störungen mit verminderter Narbenbildung.
Die Verwendung kann die Verabreichung eines Analogons von M6P an eine Stelle einer Verletzung oder Fibrose umfassen.
Das Analogon von M6P kann entweder unmittelbar vor oder unmittelbar nach Verletzung/Ausbruch verwendet werden. Das Analogon von M6P kann verwendet werden innerhalb von ungefähr 120 Stunden nach Verletzung/Ausbruch, obwohl vorzuziehen sein kann, es innerhalb einer kürzeren Zeit anzuwenden, beispielsweise 120, 96, 72, 48, 24 oder 12 Stunden nach Verletzung/Ausbruch. Mit "Ausbruch" ist der Ausbruch einer fibrotischen Störung gemeint.
Die Effizienz der Behandlung bei der Förderung der Heilung mit verminderter Narbenbildung kann signifikant gesteigert werden durch Erhöhung der M6P-Spiegel an einer Stelle unmittelbar nach Verletzung, wenn TGF-β&sub1;, komplex gebunden an LAP, freigesetzt wird von degranulierenden Plättchen. TGF-β&sub1;, komplex gebunden an LAP, ist entweder frei in der Gewebeflüssigkeit, gebunden an den Fibringerinnsel/Plättchen-Komplex oder durch Endozytose aufgenommen in die umgebenden Zellen, z. B. Fibroblasten, Monozyten und Makrophagen, durch den M6P-Rezeptor. Diese Degranulation und Freisetzung von fibrotischem TGF-β&sub1; bei anfänglicher Verletzung haben eine Anzahl von Auswirkungen, welche die nachfolgende Heilung betreffen. Insbesondere zieht TGF-β&sub1; Monozyten und Makrophagen an die Stelle, welche ihrerseits wiederum mehr TGF-β&sub1; freisetzen. Durch Hemmung dieser anfänglichen Aktivierung von TGF-β, wobei überwiegend TGF-β&sub1; vorliegt, kann das Verhältnis fibrotischer: nichtfibrotischer Wachstumsfaktoren an einer Stelle verändert werden zugunsten nichtfibrotischer Wachstumsfaktoren und die Heilung verstärkt werden mit verminderter hervorgerufener Narbenbildung.
Die experimentelle Arbeit, welche vorgenommen wurde durch Behandlung von Wunden mit nichtphosphorylierter Mannose und Glukose, resultierte in verzögerter Heilung im Vergleich mit Kontrollen. Galaktose-6-phosphat und Glycerol-3-phosphat haben weder auf Wundheilung noch auf Narbenbildung eine Wirkung.
Die Erfindung wird weiter verdeutlicht durch das folgende Beispiel, welches nur beispielhaft eine Form eines Analogons von M6P zeigt, welche mit einer signifikant niedrigeren Geschwindigkeit metabolisiert wird und eine höhere M6P-Rezeptor-Bindeaffinität besitzt als M6P und verwendet werden kann, um den M6P-Metabolismus zu hemmen.
Von den Abbildungen zeigt
Figure 1 verschiedene Phosphonat-Analoga von M6P. Die Abbildungen sind bezeichnet als Figure 1(a) bis (f), von links nach rechts, von oben nach unten verlaufend;
Figure 2 zeigt Verfahren zur Synthese derselben; und
Figure 3 zeigt (a) nicht-isosterisches Mannose-phosphonat; (b) Fruktose-1-phosphat; und (c) Maltose-1-phosphat.

EXPERIMENTELLER TEIL

Die Eigenschaften bezüglich Wundheilung und Anti-Narbenbildung von isosterischem Mannosephosphonat (Figure 1 (b)) und nicht-isosterischem Mannosephosphonat (Figure 3a), Fruktose-1- phosphat (Figure 3b) und Maltose-1-phosphat (Figure 3c) wurden untersucht wie unten beschrieben.
Zusätzlich wurde das M6P-Phosphonat-Analogon von Figure 1 (b) präpariert und eine Rezeptor- Bindungs-Untersuchung durchgeführt mit M6P-Isomerase, um seine Bindungsaffinität für den M6P- Rezeptor zu analysieren und auch, um seine Halbwertzeit zu analysieren. Es wurden Standardverfahren verwendet, um die Daten zu erhalten.

METHODE

Ausgewachsene männliche Sprague-Dawley-Ratten (200-250 g) wurden anästhesiert unter Verwendung gleicher Teile Halothan, Distickstoffmonoxid und Sauerstoff. Vier lineare Einschnitte vollständiger Stärke von 1 cm Länge bis zur Tiefe der Panniculus carnosus wurden in die dorsale Haut gemacht, 1 cm von der Mittellinie entfernt und 5 und 8 cm von der Schädelbasis. Die Wunden ließ man zur Sekundärheilung ungenäht. Experimentelle Behandlungen wurden den Wundrändern durch intradermale Injektion (50 ul entlang jedem Wundrand) verabreicht. Zu ausgewählten Zeitpunkten wurden Tiere durch eine Überdosis Chloroform getötet. Die Wundert wurden aus dem umgebenden Gewebe herausgeschnitten und zweigeteilt. Eine Hälfte der Wunden wurde schnell eingefroren in OCT zum Gefrierschnitt und Immunzytochemie und eine Hälfte wurde fixiert in Formaldehyd zur Wachs-Einbettung und -Histologie. Wachsschnitte wurden routinemäßig gefärbt mit Hämatoxylin und Eosin, Pikrosiriusrot und Massons Lille Trichrom-Färbung, zur Darstellung der Dicke, der Dichte und Orientierung der Kollagenfaser, um eine Beurteilung der Narbenqualität zu ermöglichen.
Fruktose-1-phosphat (FIP) und Maltose-1-phosphat (Malt1P) wurden erworben bei Sigma Chemical Company. Ein Bereich von Dosierungen (10 mM, 20 mM und 40 mM) wurde für jeden Zucker untersucht mit PBS (Phosphat-gepufferter Saline) als Kontrolle. Behandlungen wurden verabreicht zur Zeit der Verletzung und an jedem Tag der nachfolgenden sieben Tage. Zwei Tiere pro Dosierung wurden an jedem von drei Zeitpunkten (7, 40 und 80 Tage nach Verletzung) für jede Verbindung untersucht. Gesamt-n = 12.
Isosterisches Mannose-phosphonat wurde synthetisiert und zur Verfügung gestellt von Dr. Sally Freeman, Fakultät fur Pharmazie, Universität von Manchester. Ein Bereich von Dosierungen (20 mM, 10 mM und 10 mM + 10 mM MEP) wurde untersucht mit PBS als Negativ-Kontrolle und 10 mM M6P und 20 mM M6P als Positiv-Kontrollen. Behandlungen wurden verabreicht zur Zeit der Verletzung und an jedem der zwei nachfolgenden Tagen. Pro Dosierung wurde ein Tier untersucht an jedem der zwei Zeitpunkte (7 und 80 Tage nach Verletzung) Gesamt-n = 4.
Nicht-isosterisches Mannose-phosphonat wurde synthetisiert und zur Verfügung gestellt von Dr. Sally Freeman, Fakultät für Pharmazie, Universität von Manchester. Eine einzige Konzentration (20 mM) dieser Verbindung wurde untersucht, mit PBS als Kontrolle. Der Verabreichungszeitpunkt war gegenüber den vorherigen Experimenten verändert. Die Tiere wurden in drei Gruppen aufgeteilt und wurden nur am Tag 0 behandelt, an den Tagen 0, 2 und 4, oder an den Tagen 0 bis 7 inklusive. Zwei Tiere pro Behandlungsschema wurden untersucht an jedem der drei Zeitpunkte (3, 7 und 80 Tage) Gesamt-n = 18.
Zusätzlich zu den Tierstudien wurde ein Untersuchungssystem vom ELISA-Typ entwickelt unter Verwendung von gereinigtem M6P/IGF II(Insulin-ähnlichem Wachstumsfaktor II)-Rezeptor, um zu bestimmen, ob diese Analoga von M6P an den M6P/IGF II-Rezeptor binden.

ERGEBNISSE

FRUKTOSE-1-PHOSPHAT UND MALTOSE-1-PHOSPHAT

7 Tage nach Verletzung zeigte die histologische Untersuchung, dass weder F1P noch Malt1P irgendeinen Effekt auf die Wundheilung hatte in Vergleich mit PBS-Kontrollen. Auch immunzytochemische Analyse zeigte, dass behandelte Wunden den Kontrollen ähnelten. Färbungen auf Fibronektin waren ebenso übereinstimmend bei Behandlungen und Kontrollen wie auch MonozytenlMakrophagen-Proüle. 40 Tage nach Verletzung war die histologische Analyse widersprüchlich ohne klare Tendenz. 80 Tage nach Verletzung schien Malt1P den dermalen Aufbau sehr geringfügig zu verbessern, während F1P die Narbenbildung signifikanter zu vermindern schien, besonders bei der höchsten Dosis, die untersucht wurde (40 mM).

ISOSTERISCHES MANNOSE-PHOSPHONAT

7 Tage nach Verletzung erwies die histologische Analyse, dass keine der behandelten Wunden verschieden von den PBS-Kontrollen erschien. 80 Tage nach Verletzung schien das isosterische Analogon den dermalen Aufbau im Vergleich zu Kontrollen zu verbessern und zeigte eine ähnliche Verbesserung bei der Narbenbildung wie die M6P-Behandlungen.

NICHT-ISOSTERISCHES MANNOSE-PHOSPHONAT

Anfängliche histologische Analyse von Wunden, welche mit nicht-isosterischem Analogon, 20 mM, behandelt wurden vom Tag 0 bis 7 nach Verletzung, zeigen einen Anti-Narbenbildungseffekt, insbesondere mit der 20 mM-Behandlung an den Tagen 0 bis 7 nach Verletzung.
Die bis jetzt erhaltenen Ergebnisse zeigen, dass trotz der Ähnlichkeit der untersuchten Mannose-6- phosphat-Analoga (F1P, Malt1P und die isosterischen und nicht-isosterischen Mannose-phosphonat- Analoga), die größere Effizienz der Mannose-phosphonat-Analoga zurückzuführen sein kann auf das Erfüllen einer zusätzlichen Rolle ihrerseits oder den Besitz spezieller Eigenschaften im Hinblick auf ihre Interaktionen mit anderen Molekülen.

REZEPTOR-BINDUNGS-UNTERSUCHUNG

Anfängliche Ergebnisse der Rezeptorbindungsuntersuchung zeigten, dass F1P den M6P/IGF II- Rezeptor mit ähnlicher Affinität bindet wie M6P, wohingegen Malt1P nicht an diesen Rezeptor bindet. Die Ergebnisse zeigten auch, dass dias Analogon von Figure 1(b) die ungefähr 3-fache Bindungsaffinität von der von M6P für die M6P-Rezeptor-Bindungsstelle hatte. Überraschenderweise zeigten die Ergebnisse auch, dass trotz dieser signifikant erhöhten Bindungsaffinität und trotz seiner strukturellen Ähnlichkeit zu M6P, das Analogon eine ungefähr 1000fache Halbwertzeit von der von M6P hatte.

Claims

1. Analogon zu Mannose-6-Phosphat mit einem Anion der Formel:

2. Analogon zu Mannose-6-Phosphat mit einem Anion der Formel:

3. Analogon zu Mannose-6-Phosphat mit einem Anion der Formel:

4. Analogon zu Mannose-6-Phophat nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Verwendung bei der Förderung der Heilung von Wunden oder fibrotischen Störungen mit verminderter Narbenbildung.

5. Verwendung eines Analogons nach einem der Ansprüche 1 bis 3 bei der Herstellung eines Medikamentes zur Förderung der Heilung von Wunden oder fibrotischen Störungen mit verminderter Narbenbildung.

6. Verwendung eines Analogons zu Mannose-6-Phosphat mit einem Anion der Formel:

bei der Herstellung eines Medikamentes zur Förderung der Heilung von Wunden oder fibrotischen Störungen mit verminderter Narbenbildung.

7. Verwendung nach Anspruch 5 oder 6, worin das Analogon verwendet wird in Verbindung mit einer Zusammensetzung zur Förderung der Heilung einer Wunde oder fibrotischen Störung mit verminderter Narbenbildung.

8. Verwendung nach Anspruch 5 oder 6, worin das Analogon verwendet wird in Verbindung mit einer Zusammensetzung zur Förderung der Heilung chronischer Wunden.

9. Verwendung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, worin das Analogon verwendet wird in Verbindung mit einem pharmazeutisch verträglichen Träger, Verdünnungs- oder Hilfsmittel.