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Wachstumsfaktoren umfassen eine Familie
von Polypeptiden mit einer Vielzahl an Eigenschaften, die beispielsweise
die Zellproliferation und den Zellmetabolismus regulieren. Als multifunktionelle
Moleküle
können
sie die Zellproliferation stimulieren oder inhibieren, wie auch
die Zellfunktion beeinflussen, abhängig von der Art der Zielzellen
und der Gegenwart anderer Signalpeptide. Die Familie von Polypeptiden
umfasst beispielsweise den Plättchen-abgeleiteten
Wachstumsfaktor (platelet derived growth factor, PDGF), epidermalen Wachstumsfaktor
(epidermal growth factor EGF), transformierende Wachstumsfaktoren
(transforming growth factors, TGF-, TGF-β), insulinartige Wachstumsfaktoren
(insulin like growth factors, IGF-1, IGF-2), Fibroblasten-Wachstumsfaktoren
(fibroblast growth factors, a FGF, b FGF), vaskuläre endotheliale
Wachstumsfaktoren (vascular endothelial growth factor, VEGF), Nerven-Wachstumsfaktoren
(nerve growth factor, NGF) und knochenmorphogenetische Proteine
(bone morphogenetic proteins, BMP).
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Die Aktivitäten dieser Wachstumsfaktoren
werden als gelegentliche Komponenten verschiedener Krankheiten,
wie etwa kardiovaskulärer
Krankheiten, beispielsweise Diabetes, entzündlichen Zuständen, beispielsweise
rheumatoider Arthritis, analgetischen Zuständen, viralen Krankheiten,
karzinogenen Zuständen, verschiedenen
Augenkrankheiten und Wundheilung angesehen.
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Angiogenese ist unter normalen Bedingungen
unter strenger Kontrolle, aber in vielen krankhaften Zuständen, z.
B. festen Tumoren, rheumatoider Arthritis, diabetischer Retinopathie
und Artherosklerose tritt unregulierte Proliferation von Blutgefässen auf.
Der Angiogeneseprozess wird kontrolliert durch eine Balance zwischen
vielen positiven und negativen regulierenden Signalen, wobei Wachstumsfaktoren,
wie etwa TGF, FGF und VEGF eine dominante Rolle spielen.
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Unter normalen Bedingungen ist im
Körper
die Aktivität
von Wachstumsfaktoren zu einem grossen Teil reguliert durch Wechselwirkungen
mit Heparin und Heparansulfat. Die Wechselwirkung zwischen diesen
polyanionischen Glycosaminoglycanen und Wachstumsfaktoren wird als
von funktioneller Bedeutung angesehen, wobei diese als Vorratsdepots
für Wachstumsfaktoren
dienen und diese von einer Vielzahl von Abbauprozessen schützen [I.
Vlodavsky, Z. Fuks, R. Ishai-Michaeli, P. Bashkin, E. Levi, G. Korner,
R. Bar-Shavit und M. Klagsbrun (1991), J. Cell. Biochem. 45, 167–176].
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Unter manchen Umständen wurde
die Verabreichung von Wachstumsfaktoren als therapeutischen Mittel
eingesetzt. Die begrenzte Stabilität dieses Typs von Molekülen reduziert
jedoch deren Aktivität
bevor sie das Ziel im Körper
erreichen.
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Unter abnormalen Bedingungen, wenn
Wachstumsfaktorregulierung in einem grösseren Mass erforderlich ist
als unter normalen Bedingungen, wurde die Verabreichung von Heparin
und Heparinderivaten in Betracht gezogen. Die Verabreichung von
diesem Typ an Verbindungen führt
jedoch zu Nebenwirkungen, wie einer Antikoagulansaktivität, die deren
mögliche
Verwendung begrenzt.
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Andere sulfonierte Verbindungen,
wie Suramin, ein polysulfonierter Naphthylharnstoff, wurden als
Aktivität
in der Behandlung von adrenokortikaler Carbinoma aufweisend gezeigt,
aber die Limitierung auch für diesen
Typ an Verbindungen ist der enge Bereich zwischen der erforderlichen
Dosis zur Erzielung von Antitumoraktivität und der Dosis, die zum Beginn
toxischer Nebenwirkungen führt.
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Gemäss der vorliegenden Erfindung
wird die Verwendung einer Verbindung, enthaltend eine hoch-dichte
negativ geladene Domäne
vicinal orientierter Reste zur Herstellung eines Medikaments, welches eine
Wachstumsfaktor-modulierende
Aktivität
in Säugetieren,
einschliesslich Menschen, verleiht, beschrieben.
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WO95/14476 beschreibt beispielsweise
die Verwendung von IP3 (D-Myoinositol-1,2,6-triphosphat)
in der Behandlung von entzündlichen
Zuständen
und angiogenetischen Zuständen.
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In der Erfindung umfasst die negativ
geladene Domäne
zumindest drei vicinale Phosphor enthaltende Reste.
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Die Erfindung bezieht sich auf die
Verwendung einer Verbindung, worin die Phosphor enthaltenden Reste
die folgende Formel aufweisen:
worin
V
1 und
V
2 dieselben sind oder sich voneinander
unterscheiden und OH, (CH
2)
pOH,
COOH, CONH
2, CONOH, (CH
2)
pCOOH, (CH
2)
pCONH
2, (CH
2)
pCONOH, (CH
2)
pSO
3H,
(CH
2)
pSO
3NH
2, (CH
2)
pNO
2,
(CH
2)
pPO
3H
2, O(CH
2)
pOH, O(CH
2)
pCOOH, O(CH
2)
pCONH
2,
O(CH
2)
pCONOH, O(CH
2)
pSO
3H,
O(CH
2)
pSO
3NH
2, O(CH
2)
pNO
2, O(CH
2)
pPO
3H
2 oder CF
2COOH sind;
und
p ist 1 bis 4.
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In der Erfindung sind die Phosphor
enthaltenden Reste Phosphonate oder Phosphate oder Derivate davon.
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In der Erfindung ist das Rückgrat zu
der mit hoher Dichte negativ geladenen Region vicinal orientierter Reste
ausgewählt
aus der spezifischen Gruppe an Monosacchariden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die Verbindungen Phosphate, Phosphonate oder
Phosphinate von Cyclohexan, wie etwa 1,2,3β-Cyclohexan-1,2,3-trioltrisphosphat.
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Das Monosaccharid ist ausgewählt aus
der Gruppe aus D/L-Ribose, D/L-Arabinose, D/L-Xylose, D/L-Lyxose,
D/L-Allose, D/L-Altrose,
D/L-Glucose, D/L-Mannose, D/L-Gulose, D/L-Idose, D/L-Galactose, D/L-Talose,
D/L-Ribulose, D/L-Xylulose,
D/L-Psicose, D/L-Sorbose, D/L-Tagatose und D/L-Fructose. In bevorzugten Ausführungsformen
dieses Typs der Erfindung sind die Verbindungen Phosphate, Phosphonate
oder Phosphinate von diesen Sacchariden. Die Anzahl der Phosphat-,
Phosphonat- oder Phosphinatreste pro Saccharideinheit beträgt zumindest
drei. Die verbleibenden Hydroxylgruppen des Saccharids können in
Form von Ethern oder Estern derivatisiert sein. In vielen Fällen ist
die Etherform gewünscht,
da diese Art von Rest die Stabilität und die Halbwertszeit in
vivo verlängert,
da die Susceptibilität
gegenüber
enzymatischem Abbau reduziert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform
dieses Typs der Erfindung ist die Verbindung ausgewählt aus
der Gruppe aus Mannose-2,3,4-trisphosphat, Galactose-2,3,4-trisphosphat,
Fructose-2,3,4-trisphosphat, Altrose-2,3,4-trisphosphat und Rhamnose-2,3,4-trisphosphat.
In der am stärksten
bevorzugten Ausführungsform
ist die Verbindung ausgewählt
aus der Gruppe aus R1-6-O-R2-α-D-Mannopyranosid-2,3,4-trisphosphat, R1-6-O-R2-α-D-Galactopyranosid-2,3,4-trisphosphat, R1-6-O-R2-α-D-Altropyranosid-2,3,4-trisphosphat und R1-6-O-R2-β-D-Fructopyranosid-2,3,4-trisphosphat, worin
R1 und R2 unabhängiger voneinander
Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl oder Hexyl sind. Die am stärksten bevorzugten
Verbindungen in diesem Typ der Erfindung sind Methyl-6-O-butyl-α-D-mannopyranosid-2,3,4-trisphosphat, Methyl-6-O-butyl-α-D-galactopyranosid-2,3,4-trisphosphat, Methyl-6-O-butyl-α-D-glycopyranosid-2,3,4-trisphosphat, Methyl-6-O-butyl-α-D-altropyranosid-2,3,4-trisphosphat, Methyl-6-O-butyl-β-D-fructopyranosid-2,3,4-trisphosphat, 1,5-Anhydro-D-arabinitol-2,3,4-trisphosphat,
1,5-Anhydroxylitol-2,3,4-trisphosphat, 1,2-O-Ethylen-β-D-fructopyranosid-2,3,4-trisphosphat,
Methyl-α-D-rhamnopyranosid-2,3,4-trisphosphat,
Methyl-α-D-mannopyranosid-2,3,4-trisphosphat, Methyl-6-O-butyl-α-D-mannopyranosid-2,3,4-tris-(carboxymethylphosphat),
Methyl-6-O-butyl-α-D-mannopyranosid-2,3,4-tris-(carboxymethylphosphonat),
Methyl-6-O-butyl-α-D-mannopyranosid-2,3,4-tris-(hydroxymethylphosphonat),
Methyl-6-O-butyl-α-D-galactopyranosid-2,3,4-tris-(carboxymethylphosphat),
Methyl-6-O-butyl-α-D-galactopyranosid-2,3,4-tris-(carboxymethylphosphonat),
Methyl-6-O-butyl-α-D-galactopyranosid-2,3,4-tris- (hydroxymethylphosphonat),
Methyl-6-O-butyl-α-D-glucopyranosid-2,3,4-tris-(carboxymethylphosphat),
Methyl-6-O-butyl-α-D-glucopyranosid-2,3,4-tris-(carboxymethylphosphonat),
Methyl-6-O-butyl-α-D-glucopyranosid-2,3,4-tris-(hydroxymethylphosphonat),
Methyl-6-O-butyl-α-D-altropyranosid-2,3,4-tris-(carboxymethylphosphat),
Methyl-6-O-butyl-α-D-altropyranosid-2,3,4-tris-(carboxymethylphosphonat),
Methyl-6-O-butyl-α-D-altropyranosid-2,3,4-tris-(hydroxymethylphosphonat),
Methyl-6-O-butyl-β-D-fructopyranosid-2,3,4-tris-(carboxymethylphosphat),
Methyl-6-O-butyl-β-D-fructopyranosid-2,3,4-tris-(carboxymethylphosphonat),
Methyl-6-O-butyl-β-D-fructopyranosid-2,3,4-tris-(hydroxymethylphosphonat).
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In anderen bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung sind die Verbindungen Phosphate, Phosphonate oder
Phosphinate von heterocyclischen Gruppen, wie etwa 1,5-Didesoxy-1,5-iminoarabinitol-2,3,4-trisphosphat,
1,5-Didesoxy-1,5-iminoarabinitol-2,3,4-tris-(carboxymethylphosphat),
1,5-Didesoxy-1,5-iminoarabinitol-2,3,4-tris-(carboxymethylphosphonat),
1,5-Didesoxy-1,5-iminoarabinitol-2,3,4-tris-(hydroxymethylphosphonat),
1,5-Didesoxy-1,5-imino-N-(2-phenylethyl)arabinitol-2,3,4-trisphosphat, 1,5-Didesoxy-1,5-imino-N-(2-phenylethyl)arabinitol-2,3,4-tris-(carboxymethylphosphat),
1,5-Didesoxy-1,5-imino-N-(2-phenylethyl)arabinitol-2,3,4-tris-(carboxymethylphosphonat),
1,5-Didesoxy-1,5-imino-N-(2-phenylethyl)arabinitol-2,3,4-tris-(hydroxymethylphosphonat).
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Die Wachstumsfaktor-modulierende
Aktivität
der beschriebenen Verbindungen drückt sich auf zumindest vier
Weisen aus. Eine Art der Auswirkung ist der Typ der Wechselwirkung
mit Wachstumsfaktoren, wie etwa Heparin- bindenden Wachstumsfaktoren und/oder
den spezifischen Rezeptoren dieser Wachstumsfaktoren. Die erfindungsgemässen Verbindungen
wechselwirken mit Domänen
auf den Wachstumsfaktoren, die eine hohe Basizität aufweisen. Diese Art von
Wechselwirkung wird als wichtiger Faktor im Zusammenhang mit Wachstumsfaktoren,
wie etwa basischem Fibroblasten-Wachstumsfaktor (basic fibroblast
growth factor), saurem Fibroblasten-Wachstumsfaktor (acidic fibroblast
growth factor), Plättchen-abgeleitetem
Wachstumsfaktor, vaskulärem
endothelialen Wachstumsfaktor und Hepatocyt-Wachstumsfaktor, betrachtet.
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Die Wechselwirkungen werden als besonders
wichtig angesehen im Zusammenhang mit Wachstumsfaktoren aus der
Fibroblasten-Wachstumsfaktorfamilie, wie etwa verschiedenen Typen
von sauren und basischen Fibroblasten-Wachstumsfaktoren. Prozesse, die durch
die Wechselwirkung reguliert werden, sind z. B. Dimerisierung und
Wechselwirkungen mit Rezeptoren und Liganden.
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Eine andere Art der Wechselwirkung
ist eine spezifischere Wechselwirkung mit dem Internalisierungsprozess
einer Gruppe von Wachstumsfaktoren. Viele Wachstumsfaktoren üben ihre
Wirkung nach der Internalisierung auf die intrazelluläre Domäne aus.
Der Übertragungsweg
umfasst eine Wechselwirkung/Bindung des Wachstumsfaktors an den
externen Teil eines transmembranalen Rezeptors. Die Bindung wird
gefolgt von Endocytose, d. h. der Bildung eines Vesikels, das über die
Plasmamembran befördert
und im internen Bereich der Zelle freigesetzt wird. Dieser Prozess
der Internalisierung wird durch spezifische Montageproteine (assembly
proteins) kontrolliert. Ein spezifisches Montageprotein, AP-2, wird
als von Bedeutung beim Internalisierungsprozess dieser Gruppe von
Wachstumsfaktoren angesehen. Im Rahmen der Erfindung wird es in
Betracht gezogen, dass die beschriebenen Verbindungen mit dem externen
Rezeptor und einem mit AP-2 verbundenen Ionenkanal wechselwirken.
Die Bindung dieser Gruppe von Wachstumsfaktoren an ihren Rezeptor findet
durch Wechselwirkung mit Rezeptor-gebundenen kleinen monophosphorylierten
Zuckern, wie etwa Mannosephosphat, statt. Wenn die Bindung an den
monophosphorylierten Zucker durch die Gegenwart von Verbindungen
gemäss
der Erfindung rückgängig gemacht
wird, wird die Bindung des Wachstumsfaktors verzögert oder erfolgt überhaupt
nicht.
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Die andere Wechselwirkung dieser
Art ist die Bindung der erfindungsgemässen Verbindungen an einen
Ionenkanal, am häufigsten
einen Kaliumkanal, der zu AP-2 gehört. Eine derartige Bindung
verzögert
und in manchen Fällen
inhibiert den Internalisierungsprozess und verzögert oder inhibiert so die
Konsequenzen des Eintretens des Wachstumsfaktors in den inneren
Bereich der Zelle und die darauffolgenden metabolischen Ereignisse.
Zu der Gruppe der gemäss
dem beschriebenen Weg funktionierenden Wachstumsfaktoren gehört beispielsweise
der epidermale Wachstumsfaktor, der transformierende Wachstumsfaktor,
der Insulin-Wachstumsfaktor und der Nerven-Wachstumsfaktor.
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Eine dritte Art der Wechselwirkung
umfasst eine sehr spezifische Wechselwirkung zwischen den erfindungsgemässen Verbindungen
und einer spezifischen Gruppe von Wachstumsfaktoren. Die negativ
geladene Domäne
der erfindungsgemässen
Verbindungen wechselwirkt mit Domänen im Wachstumsfaktor, die gekennzeichnet
sind durch die Existenz basischer Aminosäuren, wie etwa Arginin, Lysin
und Histidin, die in einer Art strukturell angeordnet sind, die
dichte Bindungsstellen auf einer kleinen Fläche erzeugt. Diese Bindungsfläche übertrifft
typischerweise nicht 500 Å2 und erfordert eine spezifische Stereochemie der
bindenden Verbindung. Entsprechend haben die bevorzugten Verbindungen
zwei äquatoriale
und eine axialäquatoriale, negativ
geladene Gruppe, die an die cyclische Gruppe gebunden sind. Innerhalb
dieser Gruppe von Wachstumsfaktoren wird der transformierende Wachstumsfaktor β als ein
Beispiel genannt. Die Wechselwirkung wird beispielsweise durch drei
Lysingruppen, Lysin 25, Lysin 31 und Lysin 37, und drei Phosphatreste
auf eine Art vermittelt, dass der Abstand zwischen den Resten weniger
als 10 Å beträgt.
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Die Wechselwirkung zwischen den Wachstumsfaktoren
und den erfindungsgemässen
Verbindungen wird durch eine Bindungskonstante, KD,
gekennzeichnet. Typischerweise liegt der KD-Wert
bei weniger als 100 μM.
Vorzugsweise beträgt
die Bindungskonstante weniger als 60 μM und am stärksten bevorzugt weniger als 30 μM.
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Die Wechselwirkung wird auch als
eine Folge der Säurekonstanten,
pKAl der erfindungsgemässen Verbindungen gekennzeichnet.
Typischerweise ist pKAl im Bereich von 7
bis 9 und für
manche Verbindungen im Bereich von 7 bis 12.
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Eine vierte Art der Wechselwirkung
wird ausgedrückt
durch eine Rezeptorwechselwirkung auf der Zelloberfläche, die
das Signal z. B. eines spezifischen Wachstumsfaktors über eine
Signalkaskade zu den inneren Kompartimenten der Zelle übermittelt.
Die Verbindungen binden an den Rezeptor auf der Zelloberfläche, der durch
einen IC50-Wert von weniger als 50 μM und vorzugsweise
von weniger als 5 μM
gekennzeichnet ist. Die Bindung ist, abhängig von der Konzentration,
entweder allosterisch oder hyperbolisch.
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Die beschriebenen Wirkungen erzeugen
die Wachstumsfaktor-modulierende
Aktivität,
die für
die Verwendung der erfindungsgemässen
Verbindungen charakteristisch ist.
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Erfindungsgemäss liegen die Verbindungen
am häufigsten
in einer Salzform oder in einer Form, wo lediglich wenige der negativen
Ladungen protoniert sind, vor. Das Salz kann eines oder mehrere
Kationen in verschiedenen Kombinationen enthalten. Beispiele von
Kationen sind Natrium- und Kaliumionen.
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Die erfindungsgemässe pharmazeutische Zusammensetzung
kann oral, topisch, parenteral, rektal oder durch Inhalationsspray
verabreicht werden, in Dosierungsformen oder Formulierungen, die
konventionelle, nicht-toxische, pharmazeutisch akzeptable Trägerstoffe,
Hilfsstoffe und Vehikel umfassen.
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Die pharmazeutische Zusammensetzung
zur oralen Anwendung kann in verschiedenen Formen vorliegen, wie
etwa Kapseln, Granulaten, Tabletten, Pastillen, Lutschtabletten,
wässrigen
Suspensionen, Pulvern, Emulsionen, Sirupen oder Elixieren. Wenn
die Zusammensetzung in flüssiger
Form vorliegt, werden vorzugsweise Kapseln eingesetzt. Bei der Verwendung
von Granulaten haben diese vorzugsweise eine Grösse von 0,15 bis 2 mm. Die
Granulate können
entweder aus der pharmazeutischen Zusammensetzung als solcher bestehen
oder aus der Zusammensetzung und geeigneten Füllstoffen. Wenn die pharmazeutische
Zusammensetzung in Tablettenform eingesetzt wird, können die
Tabletten ein Gewicht von 50 bis 1.500 mg, vorzugsweise 50 bis 800
mg, und am stärksten
bevorzugt 100 bis 500 mg aufweisen.
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Formulierungen zur oralen Anwendung
umfassen Tabletten, die den aktiven Bestandteil in einer Mischung
mit nicht- toxischen,
pharmazeutisch akzeptablen Arzneistoffträgern enthalten. Diese Arzneistoffträger können beispielsweise
inerte Verdünnungsmittel,
wie etwa Calciumcarbonat, Natriumchlorid, Lactose, Calciumphosphat
oder Natriumphosphat; Granulierungsmittel und Disintegrationsmittel,
wie beispielsweise Kartoffelstärke,
oder Alginsäure;
Bindemittel, wie beispielsweise Stärke, Gelatine oder Gummi arabicum;
und Gleitmittel, wie beispielsweise Magnesiumstearat, Stearinsäure oder
Talk, sein. Die Tabletten können
unbeschichtet oder mittels bekannter Techniken beschichtet sein,
um den Zerfall und die Absorption im Gastrointestinaltrakt zu verzögern und
dabei eine anhaltende Wirkung über
eine längere
Zeitdauer bereitzustellen. Beispielsweise kann ein zeitverzögerndes
Material, wie etwa Glycerylmonostearat oder Glyceryldistearat, eingesetzt werden.
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Formulierungen zur oralen Anwendung
können
auch als harte Gelatinekapseln vorgesehen werden, worin der aktive
Bestandteil mit einem inerten festen Verdünnungsmittel, beispielsweise
Calciumcarbonat, Calciumphosphat oder Kaolin gemischt wird, oder
als weiche Gelatinekapseln, worin der aktive Bestandteil mit Wasser
oder einem Ölmedium,
beispielsweise Erdnussöl,
flüssigem
Paraffin oder Olivenöl,
gemischt wird.
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Für
die parenterale Anwendung der erfindungsgemässen Zusammensetzung umfassen
typische Dosierungsformen intravenöse, intramuskuläre und intraperitoneale
Formulierungen.
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Für
die rektale Anwendung der erfindungsgemässen Zusammensetzung umfassen
typische Dosierungsformen Suppositorien, rektale Gelatinekapseln
(Lösungen
und Suspensionen) und Einläufe
oder Mikroeinläufe
(Lösungen und
Suspensionen). Somit wird irgendeine der erfindungsgemässen Verbindungen
in einer typischen Suppositorienformulierung mit irgendeinem pharmazeutisch
akzeptablen Basisstoff für
Suppositorien, wie etwa Kakaobutter, veresterten Fettsäuren, glycerinierter
Gelatine und einer Vielzahl wasserlöslicher oder dispergierbarer
Basisstoffe, wie Polyethylenglykolen und Polyoxyethylen-Sorbitanfettsäureestern,
kombiniert. Eine Vielzahl von Additiven, wie etwa Salicylaten oder
tensidischen Materialien, kann aufgenommen werden.
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Zur topischen Anwendung werden Cremes,
Salben, Gele, Lösungen
oder dergleichen, die die Zusammensetzungen enthalten, gemäss anerkannter
Verfahren eingesetzt.
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Naturgemäss wird der Bereich der therapeutischen
Dosis für
die erfindungsgemässen
Verbindungen mit der Grösse
und den Bedürfnissen
des Patienten und des speziellen Zustands oder des behandelten Krankheitssymptoms
variieren.
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Die Verabreichung der erfindungsgemässen pharmazeutischen
Zusammensetzung kann in einer kombinierten Dosierungsform oder in
separaten Dosierungsformen erfolgen.
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Zur Verabreichung an menschliche
Patienten können
geeignete Dosierungen mittels Übertragung
der Ergebnisse, die bei Tieren bei verschiedenen Dosierungen erhalten
wurden, durch den Fachmann routinemässig bestimmt werden. Die bevorzugte
Dosierung für
Menschen fällt
in den Bereich von 0,1 bis 100 mg Verbindung pro Tag und kg Körpergewicht,
insbesondere 0,1 bis 50 mg/Tag/kg Körpergewicht.
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Der Verabreichung der erfindungsgemässen Verbindungen
an Säugetiere
wird als vorteilhaft im Rahmen der folgenden Zustände angesehen.
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- – entzündliche
Zustände,
wie etwa rheumatoide Arthritis,
- – Tumorzustände, wie
etwa Glioma, Prostatakrebs und andere Zustände, bei denen die Inhibierung
der Angiogenese entscheidend ist.
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Gemäss der vorliegenden Erfindung
wird ein Verfahren zur Modulierung der Wachstumsfaktoraktivität unter
Verwendung einer Verbindung, enthaltend eine hochdichte, negativ
geladene Domäne
von vicinal orientierten Resten beschrieben.
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In der Erfindung umfasst die negativ
geladene Domäne
zumindest drei vicinale Phosphor enthaltende Reste.
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Die Erfindung wird anhand der folgenden
Ausführungsbeispiele
weiter erläutert,
ohne sie jedoch darauf zu beschränken.
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Beispiele 1 und 2 illustrieren den
Wachstumsfaktor-modulierenden
Effekt von 1,2-O-Ethylen-β-D-fructopyranosid-2,3,4-trisphosphat
(PP 35-405) und 1,5-Didesoxy-1,5-imino-N-(2-phenylethyl)arabinitol-2,3,4-trisphosphat (PP
35-508) in entzündlichen
Zuständen.
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Beispiel 3 illustriert die Bindung
von erfindungsgemässen
Verbindungen an Spermin, während
Beispiel 4 die analgetische Wirkung von Methyl-α-D-rhamnopyranosid-2,3,4-trisphosphat (PP
35-406) zeigt. Referenzbeispiel 1 beschreibt die Wechselwirkung
zwischen IP3 und verschiedenen Fibroblast-Wachstumsfaktoren
in Computer-Modellierungsexperimenten.
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BEISPIEL 1
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Wachstumsfaktoren werden als Beteiligte
mit entzündlichen
Zuständen
in Verbindung gebracht. Carrageenan (0,1 ml, 1%) wurde intraplantar
in eine hintere Pfote von zwei Gruppen an Mäusen, 5 Tiere in jeder Gruppe,
injiziert.
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Eine intravenöse Injektion von 64 mg/kg 1,2-O-Ethylen-β-D-fructopyranosid-2,3,4-trisphosphat
(PP 35-405) wurde unmittelbar vor der Injektion von Carrageenan
verabreicht.
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Die Injektion von Carrageenan verursacht
Entzündungen,
die durch Vergleich der Zunahme des Pfotenvolumens unter Verwendung
eines Plethysmometers gemessen werden.
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Nach 3,5 Stunden zeigt ein Vergleich,
dass die Entzündung
in der Gruppe, die PP 35-405 erhielt, um 51% verzögert wurde.
Somit wirkt die Verabreichung von PP 35-405 entzündlichen Zuständen signifikant
entgegen.
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BEISPIEL 2
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In einer Prozedur, die der in Beispiel
1 beschriebenen ähnlich
war, wurde eine intravenöse
Injektion von 1,5-Didesoxy-1,5-imino-N-(2-phenylethyl)arabinitol-2,3,4-trisphosphat (PP
35-508) verabreicht.
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3,5 Stunden nach der Injektion von
Carrageenan war die Entzündung
in der Gruppe, die PP 35-508 erhielt, auf 27 verzögert. Somit
verzögerte
die Verabreichung von PP 35-508 den Entzündungszustand merklich.
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BEISPIEL 3
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Die Wechselwirkung zwischen einem
Polyamin, Spermin und verschiedenen triphosphorylierten Verbindungen
wurde untersucht, um die Bindungskonstanten zu bestimmen. Spermin
ist ein basisches Polyamin, umfassend Domänen einer ähnlichen Basizität wie die
der basischen Domänen
in Wachstumsfaktoren. Spermin und die verschiedenen phosphorylierten
Verbindungen bilden verschiedene Komplexe und der 1 : 1 : 5-Komplex
wurde als der Komplex zur Bestimmung der Bindungskonstanten eingesetzt.
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Die folgenden Bindungskonstanten,
logKs, wurden in 0,1 M N-Tetramethylbromid
bei 25°C
bestimmt:
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Die Ergebnisse zeigen, dass die cyclischen
Gruppen Bindungskonstanten, logKS, aufweisen,
die grösser
sind als 4, was eine starke Bindung anzeigt, während die lineare Verbindung
PP 50-202 nicht bindet.
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BEISPIEL 4
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Zwei Gruppen von Mäusen, 10
Tiere pro Gruppe, wurden eingesetzt, um die analgetische Wirkung
von Methyl-α-D-rhamnopyranosid-2,3,4-trisphosphat
(PP 35-406) zu untersuchen. Der Kontrollgruppe wurde eine intravenöse Dosis
von Kochsalzlösung
gegeben, während
der anderen Gruppe eine Dosis von 64 mg/kg des Natriumsalzes von
PP 35-406 verabreicht wurde. 3 Minuten nach der intravenösen Verabreichung
erhielt jede Ratte eine intraperitoneale Injektion von 1 ml einer
1%-igen (G/G) Essigsäurelösung. Direkt
nach dieser Prozedur wurde jedes Tier in individuelle Beobachtungszellen
plaziert und die Anzahl an ausgelösten Verkrümmungen während der darauffolgenden 10-minütigen Zeitdauer
wurde aufgenommen. Nach der Beobachtungsperiode wurden die Tiere
durch Halswirbeldislokation getötet.
Die Anzahl an Verkrümmungen
während
des Beobachtungszeitraums ist ein Ausdruck für den Schmerz, der von dem
Tier erfahren wird. Der prozentuale Schutz wurde wie folgt berechnet:
10 × (Anzahl
an Verkrümmungen
in der Kontrollgruppe – Anzahl
an Verkrümmungen
in den behandelten Tieren)/(Anzahl an Verkrümmungen in der Kontrollgruppe).
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Der für PP 35-406 bestimmte Schutz
betrug 19%, was eine Reduktion im Schmerz bei Verabreichung der
Verbindung demonstriert.
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REFERENZBEISPIEL 1
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Die Wechselwirkung zwischen D-Myo-inositol-1,2,6-trisphosphat (IP3) und verschiedenen Wachstumsfaktoren wurde
unter Verwendung von Computer-Modellierungsprogrammen
untersucht.
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Insbesondere die Wechselwirkung zwischen
IP3 und der Fibroblasten-Wachstumsfaktorfamilie
offenbart ein Muster, bei dem zwei axiale und eine äquatoriale
Phosphatgruppe mit Regionen wechselwirken, die aus basischen Aminosäuren, wie
etwa Lysin, Arginin und Histidin, bestehen. Diese Domänen sind
wesentlich für
die Dimerisierung von Wachstumsfaktoren, aber auch für die Wechselwirkung
zwischen Wachstumsfaktoren und deren zellulären Rezeptoren.
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In der Wechselwirkung zwischen IP3 und saurem Fibroblasten-Wachstumsfaktor
(a FGF) wird eine spezifische Bindung mit Lysin 112, Lysin 118 und
Arginin 122 auf solch eine Art beobachtet, dass der Abstand etwa
2 Å beträgt, was
starke und feste Wechselwirkungen anzeigt. Die Wechselwirkung ist
in 1 dargestellt.
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Weiterhin wechselwirkt IP3 auf eine sehr spezifische Art mit basischem
Fibroblasten-Wachstumsfaktor (b FGF). Die verschiedenen Phosphatgruppen
von IP3 wechselwirken mit Arginin 120; Abstand
1,94 Å;
mit Lysin 125; Abstand 2,40 Å,
mit Lysin 135; Abstand 2,37 Å und
mit Asparagin 27; Abstand 2,68 Å.
Die Wechselwirkung wird weiterhin in 2 beschrieben.
Eine spezifische Wechselwirkung wird mit dem Ort in b FGF beobachtet,
an dem der Dimerisierungsprozess initiiert wird. An diesem Ort wechselwirkt
IP3 mit Arginin 72; Abstand 2,26 Å, mit Arginin
81; Abstand 2,36 Å und
Arginin 39; Abstand 1,45 Å.
Diese Wechselwirkung ist weiterhin in 3 beschrieben.
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Eines der wesentlichen Elemente der
Wechselwirkung ist die Tatsache, dass die drei Phosphatgruppen von
IP3 stereochemisch in einer Form vorliegen,
wobei zwei Gruppen axial und eine äquatorial ist. Als Folge kann
IP3 als Modellsubstanz angesehen werden,
wobei derselbe Typ an Wechselwirkungen mit anderen stereochemisch ähnlichen
erfindungsgemässen
Verbindungen vorausgesehen werden kann.
