DE69819751T2

DE69819751T2 - VERWENDUNG VON LÖSLICHEM REZEPTOR FÜR FORTGESCHRITTENE GLYKOSILIERUNG-ENDPRODUKTE (sRAGE) ZUR UNTERDRÜCKUNG DER BESCHLEUNIGTER ATHERIOSKLEROSE

Info

Publication number: DE69819751T2
Application number: DE69819751T
Authority: DE
Inventors: David Stern; Marie Ann SCHMIDT
Original assignee: Columbia University in the City of New York
Current assignee: Columbia University in the City of New York
Priority date: 1997-08-05
Filing date: 1998-08-05
Publication date: 2004-09-30
Also published as: US20010039256A1; ATE253929T1; PT1011706E; HK1030742A1; EP1011706B1; JP2010065040A; JP4426090B2; ES2210800T3; EP1011706A4; US20070099829A1; AU8823998A; EP1011706A1; DE69819751D1; US7101838B2; JP4976475B2; AU758252B2; US7494972B2; DK1011706T3; JP2001513511A; WO1999007402A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Innerhalb dieser Anmeldung wird innerhalb des Textes auf verschiedene Publikationen unter Angabe von Autor und Datum Bezug genommen. Vollständige Literaturangaben zu diesen Publikationen können am Ende der Beschreibung unmittelbar vor der Sequenzliste und den Ansprüchen gefunden werden. Die Offenbarungen dieser Publikationen werden hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit in diese Anmeldung einbezogen, um vollständiger den Stand der Technik zu beschreiben, der den Fachleuten zum Zeitpunkt der hier beschriebenen und beanspruchten Erfindung bekannt war.
Ischämische Herzerkrankung ist eine führende Krankheits- und Todesursache bei der allgemeinen Bevölkerung, insbesondere aber bei Patienten mit Diabetes. Die Verbreitung von koronarer Herz-Erkrankung beträgt bei erwachsenen Patienten mit Diabetes 55% (Robertson und Strong, 1968). In der Tat zeigen Daten der Framingham Herz-Studie, dass die Sterblichkeit aufgrund kardiovaskulärer Erkrankung bei nicht-Insulin-abhängiger Diabetes (NIDDM) bei Männern mit Diabetes mehr als zweimal und bei Frauen mit Diabetes mehr als viermal so hoch ist im Vergleich zu nicht-diabetischen Kontrollindividuen (Kannel und McGee, 1979). Neben erhöhter Verbreitung haben Studien gezeigt, das Atherosklerose bei Patienten mit Diabetes deutlich beschleunigt und verstärkt ist. Bei einer Autopsiestudie wurde beispielsweise gefunden, dass Patienten mit Diabetes mehr schwere Erkrankung der linken vorderen herabführenden Koronararterie (Waller et al., 1980), ein höheres Vorkommen an Zwei- und Dreigefäßerkrankung (Crall und Roberts, 1978) und eine größere räumliche Verteilung (engl.: diffuseness) von atherosklerotischen Läsionen (Hamby et al., 1976) aufweisen. Diese Ergebnisse wurden bestätigt durch Koronarangiographie bei symptomatischen Patienten (Pyorala et al., 1978).
Die Gründe für beschleunigte Atherosklerose im Rahmen von Diabetes sind vielfältig. Selbst nach Korrektur bezüglich Dyslipidämie, Bluthochdruck und Adipositas, haben multivariate Analysenstudien gezeigt, dass Patienten mit Diabetes ein erhöhtes Risiko an kardiovaskulärer Erkrankung im Vergleich zu nicht-diabetischen Individuen aufweisen (Kannel und McGee, 1979). Beispielsweise war bei der "Nurses' Health Study" von 1500 Individuen mit Diabetes unter einer Gesamtzahl von 115000 Frauen das Auftreten von kardiovaskulärer Erkrankung bei den Individuen mit Diabetes unabhängig von ihren Spiegeln an Cholesterin 5-fach höher (Manson et al., 1991). Diese Daten legen nahe, dass Faktoren, die spezifisch für den Bevölkerungsanteil mit Diabetes sind, eine wichtige Rolle spielen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt die Verwendung eines Polypeptids zur Verfügung, das ein löslicher Rezeptor für das Endprodukt fortgeschrittener Glykosylierung (sRAGE) oder ein löslicher extrazellulärer Teil von RAGE ist, wobei der Teil spezifisch an ein Amyloid-β-Peptid binden kann, für die Herstellung eines Medikaments zur Verhinderung von beschleunigter Atherosklerose oder einer makrovaskulären Erkrankung in einem Individuum, das die Veranlagung dazu hat.
Kurze Beschreibung der Figuren
1A und 1B. Übersichts-Erscheinungsbild der proximalen Aorta von Apolipoprotein E(0) Mäusen unter Dissektions-Mikroskopie. Aortaproben wurden retrograden Injektionen von Methylenblau in Apolipoprotein E(0) Mäusen mit Diabetes unterzogen (16 Wochen alte Mäuse; 10 Wochen Diabetes, 1A) oder in einer gleichaltrigen nicht-diabetischen Kontrollgruppe (16 Wochen alt, 1B).
2 Behandlung von Apolipoprotein E(0) Mäusen mit Diabetes mit sRAGE suprimiert beschleunigte Atherosklerose. Apolipoprotein E(0) Mäuse wurden diabetisch gemacht mit STZ. Nach 2 Wochen Diabetes wurden die Mäuse entweder mit sRAGE (20 μg/Tag, intraperitoneal) oder äquimolaren Mengen an Maus-Serumalbumin (40 μg/Tag, intraperitoneal) über 6 weitere Wochen behandelt. Die durchschnittliche Läsionsfläche bei diabetischen, mit sRAGE behandelten Mäusen war mit 150,046 ± 18,549 μm² signifikant geringer als jene, die bei Mäusen festgestellt wurde, die mit Maus-Serumalbumin behandelt worden waren, 271,008 ± 16,721 μm², p, 0,02.
3A, 3B. Übersichts-Erscheinungsbild der proximalen Aorta von diabetischen Apolipoprotein E(0) Mäusen, die mit Maus-Serumalbumin (linke Abbildung) oder mit löslichem Maus-RAGE (rechte Abbildung) behandelt worden waren, unter Dissektions-Mikroskopie. Apolipoprotein E(0) Mäuse wurden diabetisch gemacht mit STZ. Nach 2 Wochen Diabetes wurden die Mäuse entweder mit sRAGE (20 μg/Tag, intraperitoneal) oder äquimolaren Mengen an Maus-Serumalbumin (40 μg/Tag, intraperitoneal) über 6 weitere Wochen behandelt. Übersichts-Untersuchung der proximalen Aorta ergab nahezu vollständige Abwesenheit von Läsionen in der zweiten und dritten Abzweigung der proximalen Aorta bei den mit sRAGE behandelten Mäusen im Vergleich zu den mit Maus-Serumalbumin behandelten Mäusen. Eine merkliche Abnahme von Läsionen an dem ersten Abzweigungspunkt und an dem Aortenbogen wurde ebenfalls bei den mit sRAGE behandelten Mäusen beobachtet.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung macht ein Verfahren zum Verhindern von beschleunigter Atherosklerose in einem Individuum zugänglich, das die Veranlagung dazu hat, welches das Verabreichen eine Polypeptids an das Individuum beinhaltet, wobei das Polypeptid ein löslicher Rezeptor für das Endprodukt fortgeschrittener Glykosylierung ist, oder ein löslicher extrazellulärer Teil von RAGE, wobei der Teil spezifisch an ein Amyloid-β-Peptid binden kann, in einer Menge, die wirksam ist, um beschleunigte Atherosklerose in dem Individuum zu verhindern.
Das Individuum kann ein Säuger sein. Der Säuger kann ein Mensch sein. Das Individuum kann ein Individuum mit Diabetes sein. Das Individuum kann unter einem Apolipoproteinmangel oder an Hyperlipidämie leiden. Die Hyperlipidämie kann Hypercholesterinämie oder Hypertriglyceridämie sein. Das Individuum kann eine Glucosestoffwechselerkrankung aufweisen. Das Individuum kann ein adipöses Individuum sein.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann das Polypeptid, das wenigstens einen Teil eines natürlich vorkommenden löslichen Rezeptors für das Endprodukt fortgeschrittener Glykosylierung enthält, eine "V"-Domäne eines natürlich vorkommenden löslichen Rezeptors für das Endprodukt fortgeschrittener Glykosylierung oder eine 10 Kilodalton große Domäne eines natürlich vorkommenden löslichen Rezeptors für das Endprodukt fortgeschrittener Glykosylierung enthalten.
Das Polypeptid kann ein Peptidomimetikum, ein synthetisches Polypeptid oder ein Polypeptid-Analogon sein. Das Polypeptid kann ein nicht-natürliches Polypeptid sein, das eine Chiralität aufweist, die in der Natur nicht gefunden wird, d. h. D-Aminosäuren oder L-Aminosäuren.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Verwendung weiter umfassen die Verabreichung eines pharmazeutisch verträglichen Trägers während der Verabreichung des Polypeptids. Die Verabreichung kann umfassen intraläsionale, intraperitoneale, intramuskuläre oder intravenöse Injektion; Infusion; Liposomen vermittelte Gabe; oder topische, nasale, orale, okuläre Gabe oder die Gabe über das Ohr.
Das Polypeptid kann stündlich, täglich, wöchentlich, monatlich, jährlich (z. B. in einer zeitlichen Freisetzungsform) oder als einmalige Gabe verabreicht werden. Die Gabe kann eine kontinuierliche Gabe über eine Zeitdauer, z. B. eine intravenöse Gabe, sein.
Die wirksame Menge an Polypeptid kann von etwa 0,000001 mg/kg Körpergewicht bis etwa 100 mg/kg Körpergewicht umfassen. In einer Ausführungsform kann die wirksame Menge von etwa 0,001 mg/kg Körpergewicht bis etwa 50 mg/kg Körpergewicht umfassen. In einer weiteren Ausführungsform kann die wirksame Menge von etwa 0,01 mg/kg Körpergewicht bis zu etwa 10 mg/kg Körpergewicht reichen. Die tatsächliche wirksame Menge wird basieren auf der Größe des Polypeptids, der biologischen Abbaubarkeit des Polypeptids, der biologischen Aktivität des Polypeptids und der biologischen Verfügbarkeit des Polypeptids. Wenn das Polypeptid nicht rasch abgebaut wird bzw. sich zersetzt, biologisch verfügbar und hoch aktiv ist, wird eine geringere Menge erforderlich sein, um wirksam zu sein. Die wirksame Menge wird einem Fachmann bekannt sein; sie wird auch abhängig sein von der Form des Polypeptids, der Größe des Polypeptids und der biologischen Aktivität des Polypeptids. Ein Fachmann kann routinemäßig empirische Aktivitätstests für ein Polypeptid durchführen, um die biologische Aktivität in Bioassays und somit die wirksame Menge zu bestimmen.
Die vorliegende Erfindung macht ein Verfahren zum Verhindern einer makrovaskulären Erkrankung in einem Individuum, das die Veranlagung dazu hat, verfügbar, das die Verbabreichung eines Polypeptids umfasst, das ein löslicher Rezeptor für das Endprodukt fortgeschrittener Glykosylierung ist, oder ein löslicher extrazellulärer Teil von RAGE, wobei der Teil spezifisch an ein Amyloid-β-Peptid binden kann, in einer Menge, die wirksam ist, die makrovaskuläre Erkrankung in dem Individuum zu verhindern.
Das Individuum kann ein Mensch oder ein Tier sein. Das Individuum kann ein Individuum mit Diabetes sein. Das Individuum kann unter einem Apolipoproteinmangel leiden. Das Individuum kann an Hyperlipidämie leiden. Die Hyperlipidämie kann Hypercholesterinämie oder Hypertriglyceridämie sein. Das Individuum kann eine Glucosestoffwechselerkrankung aufweisen. Das Individuum kann ein adipöses Individuum sein.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann das Polypeptid, das wenigstens einen Teil eines natürlich vorkommenden löslichen Rezeptors für das Endprodukt fortgeschrittener Glykosylierung enthält (RAGE), eine "V"-Domäne eines natürlich vorkommenden löslichen Rezeptors für das Endprodukt fortgeschrittener Glykosylierung oder eine 10 Kilodalton große Domäne eines natürlich vorkommenden löslichen Rezeptors für das Endprodukt fortgeschrittener Glykosylierung enthalten.
Das Polypeptid kann ein Peptidomimetikum, ein synthetisches Polypeptid oder ein Polypeptid-Analogon sein.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, kann die Verwendung weiter umfassen die Verabreichung eines pharmazeutisch verträglichen Trägers an das Individuum während der Verabreichung des Polypeptids.
Die Verabreichung kann umfassen intraläsionale, intraperitoneale, intramuskuläre oder intravenöse Injektion; Infusion; Liposomen vermittelte Gabe; oder topische, nasale, orale, okuläre Gabe oder die Gabe über das Ohr.
Das sRAGE-Polypeptid kann stündlich, täglich, wöchentlich, monatlich, jährlich (z. B. in einer zeitlichen Freisetzungsform) oder als einmalige Gabe verabreicht werden. Die Gabe oder Verabreichung kann eine kontinuierliche Gabe über eine Zeitdauer, z. B. eine intravenöse Gabe, sein.
Die folgenden Abkürzungen werden in diesem Dokument verwendet: AGE – Endprodukte) fortgeschrittener Glykosylierung; RAGE – Rezeptor für Endprodukte) fortgeschrittener Glykosylierung; sRAGE – löslicher Rezeptor für Endprodukte) fortgeschrittener Glykosylierung.
Das Polypeptid kann ein Peptid, ein Peptidomimetikum, ein synthetisches Polypeptid, ein Derivat eines natürlichen Polypeptids, ein modifiziertes Polypeptid, ein mit einem Marker versehenes Polypeptid, oder ein Polypeptid sein, das nicht-natürliche Peptide enthält. Das Peptidomimetikum kann identifiziert werden durch das Screenen von großen Bibliotheken verschiedener Verbindungen, die Peptidomimetika sind, um eine Verbindung zu bestimmen, die in der Lage ist, beschleunigte Atherosklerose in einem Individuum zu verhindern, das die Veranlagung dazu hat.
Das Polypeptid kann ein Derivat eines löslichen Rezeptors für das Endprodukt fortgeschrittener Glykosylierung (sRAGE) sein. Das Polypeptid kann ein löslicher extrazellulärer Teil eines Rezeptors für das Endprodukt fortgeschrittener Glykosylierung sein. Das Polypeptid kann in der Lage sein, spezifisch an das Amyloid-β-Peptid zu binden. Das Polypeptid kann an das Amyloid-β-Peptid an der Stelle binden, wo der Rezeptor für das Endprodukt fortgeschrittener Glykosylierung interagiert.
Zusätzlich zu den natürlich vorkommenden Formen an Polypeptiden, die von sRAGE abgeleitet sind, umfasst die vorliegende Erfindung auch andere sRAGE-Polypeptide, wie beispielsweise Polypeptid-Analoga von sRAGE. Derartige Analoga schließen Fragmente von sRAGE ein. Wenn man den Verfahren in der veröffentlichten Anmeldung von Alton et al. (WO 83/04053) folgt, kann man leicht Gene designen und herstellen, die mikrobielle Expression von Polypeptiden kodieren, die primäre Konformationen aufweisen, die von den hier spezifizierten in Bezug auf Identität oder Lage von einem oder mehreren Resten (z. B. Substitutionen, terminale und intermediäre Additionen und Deletionen) abweichen. Alternativ dazu können Modifikationen von cDNS und genomischen Genen leicht durchgeführt werden mit bekannten Verfahren, wie ortsspezifische Mutageneseverfahren und eingesetzt werden, um Analoga und Derivate von sRAGE-Polypeptid zu erzeugen. Solche Produkte haben wenigstens eine der biologischen Eigenschaften mit sRAGE gemeinsam, können aber bei anderen differieren. Beispielsweise schließen erfindungsgemäße Produkte solche ein, die verkürzt sind, z. B. durch Deletionen; oder solche, die stabiler sind gegen Hydrolyse (und daher ausgeprägtere oder länger andauernde Wirkungen haben können, als natürliche vorkommende); oder die geändert worden sind, um eine oder mehrere potentielle Stellen für O-Glykosylierung und/oder N-Glykosylierung hinzuzufügen oder zu entfernen, oder bei denen ein oder mehrere Cystein-Reste entfernt oder ersetzt worden sind, z. B. durch Alanin- oder Serin-Reste, und die möglicherweise leichter aus mikrobiellen Systemen in aktiver Form isoliert werden; oder bei denen ein oder mehrere Tyrosin-Reste ersetzt sind durch Phenylalanin und mehr oder weniger leicht an Zielproteine oder an Rezeptoren auf Zielzellen binden. Auch sind Polypeptid-Fragmente eingeschlossen, die nur einen Teil der kontinuierlichen Aminosäuresequenz oder der sekundären Konformationen in sRAGE widerspiegeln (engl.: "duplicating"), wobei die Fragmente eine Eigenschaft von sRAGE aufweisen können und andere nicht. Es ist anzumerken, dass Aktivität für eine oder mehrere der erfindungsgemäßen Polypeptide nicht notwendig ist, um therapeutische Anwendbarkeit oder Anwendbarkeit in anderen Zusammenhängen zu haben, wie beispielsweise in Assays von sRAGE-Antagonismus. Kompetitive Antagonisten können beispielsweise recht nützlich sein in Fällen der Überproduktion von sRAGE.
Für erfindungsgemäße Polypeptid-Analoga sind Berichte über die immunologische Eigenschaft von synthetischen Peptiden von Anwendbarkeit, die im Wesentlichen die Aminosäure-Sequenz verdoppeln, die in natürlich vorkommenden Proteinen, Glykoproteinen und Nukleoproteinen vorkommen. Genauer ausgedrückt wurde gezeigt, dass Polypeptide mit einem relativ niedrigen Molekulargewicht an Immunreaktionen teilnehmen, die in Bezug auf Dauer und Ausmaß den Immunreaktionen von physiologisch signifikanten Proteinen, wie beispielsweise viralen Antigenen, Polypeptid-Hormonen und dergleichen ähnlich sind. Zu den Immunreaktionen von derartigen Polypeptiden gehört auch die Provokation der Ausbildung von spezifischen Antikörpern in immunologisch aktiven Tieren [Lerner et al., Cell, 23, 309–310 (1981); Ross et al., Nature, 294, 654–658 (1981); Walter et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 78, 4882–4886 (1981); Wong et al., Proc. Natl. Sci. USA, 79, 5322–5326 (1982); Baron et al., Cell, 28, 395–404 (1982); Dressman et al., Nature, 295, 185–160 (1982); und Lerner, Scientific American, 248, 66–74 (1983). Vgl. auch Kaiser et al., [Science, 223, 249–255 (1984)] betreffend biologische und immunologische Eigenschaften von synthetischen Peptiden, die annähernd sekundäre Strukturen von Peptidhormonen inne haben, aber nicht ihre primäre strukturelle Konformation teilen können.
Das Polypeptid der vorliegenden Erfindung kann eine peptidomimetische Verbindung sein, die wenigstens teilweise nicht-natürlich sein kann. Die peptidomimetische Verbindung kann ein kleines Molekül sein, das einen Teil der Aminosäuresequenz von sRAGE nachahmt. Die Verbindung kann auf Grund der Nachahmung (engt.: "mimic") erhöhte Stabilität, Wirksamkeit, Potenz und Bioverfügbarkeit aufweisen. Ferner kann die Verbindung erniedrigte Toxizität aufweisen. Die peptidomimetische Verbindung kann verbesserte Darmschleimhaut-Permeabilität aufweisen. Die Verbindung kann synthetisch hergestellt sein. Die Verbindung der vorliegenden Erfindung kann einschließen L-, D- oder nicht-natürliche Aminosäuren, alpha-, alpha-disubstituierte Aminosäuren, N-Alkylaminosäuren, Milchsäure (ein isoelektronisches Analogon von Alanin). In dem Peptid-Rückrat der Verbindung kann wenigstens eine Bindung gegen PSI-[CH=CH] ersetzt sein (Kempf et al. 1991]. Die Verbindung kann ferner einschließen Trifluortyrosin, p-Cl-Phenylalanin, p-Br-Phenylalanin, poly-L-Propargylglycin, poly-D,L-Allylglycin oder poly-L-Allylglycin.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine peptidomimetische Verbindung, die die biologische Aktivität zum Verhindern beschleunigter Atherosklerose in einem Individuum aufweist, wobei die Verbindung eine Bindung aufweist, ein Peptid-Rückrat oder eine Aminosäure-Komponente, die gegen einen geeigneten Mimic ersetzt ist. Beispiele von nicht-natürlichen Aminosäuren, die geeignete Aminosäure-Mimics sein können, schließen ein (3-Alanin, L-α-Aminobuttersäure, L-γ-Aminobuttersäure, L-α-Aminoisobuttersäure, L-ε-Capronsäure, 7-Aminoheptansäure, L-Aspartamsäure, L-Glutamsäure, Cystein (Acetamidomethyl), N-ε-Boc-N-α-CBZ-L-Lysin, N-ε-Boc-N-α-Fmoc-L-Lysin, L-Methioninsulfon, L-Norleucin, L-Norvalin, N-α-Boc-N-δ-CBZ-L-ornithin, N-δ-Boc-N-α-CBZ-L-ornithin, Boc-p-Nitro-L-Phenylalanin, Boc-Hydroxyprolin, Boc-L-thioprolin. (Blondelle, et al. 1994; Pinilla, et al. 1995).
Das Individuum kann ein Säuger oder ein Nicht-Säuger sein. Das Individuum kann ein Mensch sein. Das Individuum kann eine Maus, ein Kuh, ein Esel, ein Pferd, ein Schwein oder ein Hund sein. Das Individuum kann ein Individuum mit Diabetes sein. Das Individuum kann an Apolipoproteinmangel leiden. Das Individuum kann eine Glucosestoffwechselerkrankung aufweisen. Das Individuum kann ein adipöses Individuum sein. Das Individuum kann eine genetisch vermittelte oder durch Nahrung induzierte Hyperlipidämie aufweisen. AGEs bilden sich in Lipid-angereicherten Umgebungen aus, selbst bei Euglykämie.
Die Verabreichung bei dieser Ausführungsform kann intraläsionale, intraperitoneale, intramuskuläre oder intravenöse Injektion sein; Infusion; Liposomen vermittelte Gabe; topische, nasale, orale, anale, okuläre Gabe oder Gabe über das Ohr. Die Verabreichung kann konstant über einen bestimmten Zeitraum sein oder periodisch und in spezifischen Intervallen.
Der Träger kann eine Verdünnungsmittel, ein Aerosol, ein topischer Träger, eine wässrige Lösung, eine nicht-wässrige Lösung oder ein fester Träger sein.
Bei der Anwendung von irgendeinem der erfindungsgemäßen Verfahren oder der Herstellung von irgendeiner der pharmazeutischen Zusammensetzungen ist eine "therapeutisch wirksame Menge" eine Menge, die in der Lage ist, beschleunigte Atherosklerose in einem Individuum, das die Veranlagung dazu hat, zu verhindern. Folglich wird die wirksame Menge in Abhängigkeit von dem zu behandelndem Individuum variieren, ebenso wie von dem zu behandelnden Zustand. Für die Zwecke dieser Erfindung sollen die Verabreichungsverfahren auch einschließen, sind jedoch nicht beschränkt auf, kutane, subkutane, intravenöse, parenterale, orale, topische Verabreichung oder Verabreichung mittels Aerosol.
So wie er hier verwendet wird, umschließt der Ausdruck "geeigneter pharmazeutisch verträgliche Träger" irgendeinen der pharmazeutisch verträglichen Standardträger, wie beispielsweise Phosphat-gepufferte Salzlösung, Wasser, Emulsionen, wie beispielsweise eine Öl/Wasser-Emulsion oder eine Triglycerid-Emulsion, verschiedene Arten von Benetzungsmitteln, Tabletten, beschichtete Tabletten und Kapseln. Ein Beispiel einer verträglichen Triglycerid-Emulsion, die verwendbar ist bei intravenöser und intraperitonealer Verabreichung der Verbindungen, ist die Triglycerid-Emulsion, die im Handel als Intralipid^® bekannt ist.
Typischerweise enthalten derartige Träger Bindemittel bzw. Arzneimittelträger wie Stärke, Milch, Zucker, bestimmte Arten von Lehm bzw. Ton(erde), Gelatine, Stearinsäure, Talkum, pflanzliche Fette oder Öle, Gummis, Glykole oder andere bekannte Bindemittel bzw. Arzneimittelträger. Derartige Träger können auch Geschmacks- und Farb-Additive oder weitere Inhaltsstoffe enthalten.
Diese Erfindung stellt auch pharmazeutische Zusammensetzungen zur Verfügung, einschließlich therapeutisch wirksamer Mengen an Polypeptid-Zusammensetzungen und -Verbindungen, die in der Lage sind, beschleunigte Atherosklerose in einem Individuum zu verhindern, durch Inhibieren der Bindung eines Amyloid-β-Peptids mit einem Rezeptor für das Endprodukt fortgeschrittener Glykosylierung, zusammen mit geeigneten Verdünnungsmitteln, Konservierungsmitteln, Aufschlussmitteln bzw. Lösungsvermittlern, Emulgatoren, Hilfsmitteln und/oder Trägermittel. Derartige Zusammensetzungen können Flüssigkeiten oder lyophilisierte oder auf eine andere Weise getrocknete Formulierungen sein und können einschließen Verdünnungsmittel mit unterschiedlichem Puffergehalt (z. B. Tris-HCl, Acetat, Phosphat), pH und Ionenstärke, Additive, wie beispielsweise Albumin oder Gelatine zur Verhinderung von Absorption an Oberflächen, Detergentien (z. B. Tween 20, Tween 80, Pluronic F68, Gallensäuresalze), Aufschlussmittel bzw. Lösungsvermittler (z. B. Glycerin, Polyethy len-Glycerin), Antioxidationsmittel (z. B. Ascorbinsäure, Natriummetabisulfit), Konservierungsmittel (z. B. Thimerosal, Benzylalkohol, Parabene), quellende Substanzen oder Spannungsmodifizierer (z. B. Lactose, Mannitol), kovalente Beifügung von Polymeren, wie beispielsweise Polyethylenglykol zu der Verbindung, Komplexierung mit Metallionen, oder Inkorporierung der Verbindung in oder auf speziellen Präparaten polymerer Verbindungen, wie beispielsweise Polymilchsäure, Polyglykolinsäure, Hydrogele, etc., oder auf Liposomen, Mikroemulsionen, Micellen, unilamellaren oder multilamellaren Bläschen, Erythrozyten-Geistern (engl.: "erythrocyte ghosts"), oder Sphäroplasten. Derartige Zusammensetzungen werden den physikalischen Zustand, Löslichkeit, Stabilität, Geschwindigkeit von in vivo-Freisetzung und Geschwindigkeit von in vivo-Clearance der Verbindung oder Zusammensetzung beeinflussen. Die Wahl der Zusammensetzungen wird von den physikalischen und chemischen Eigenschaften der Verbindung abhängen, die in der Lage ist, beschleunigte Atherosklerose in einem Individuum zu verhindern, das eine Veranlagung dazu hat.
Zusammensetzungen mit kontrollierter oder verzögerter Freisetzung schließen Formulierungen in lipophilen Depots (z. B. Fettsäuren, Wachse, Öle) ein. Ebenfalls von der vorliegenden Erfindung umfasst sind teilchenförmige Zusammensetzungen, die mit Polymeren umhüllt sind (z. B. Poloxymere oder Poloxamine) und wenn die Verbindung mit Antikörpern, die gegen gewebe-spezifische Rezeptoren gerichtet sind, Liganden oder Antigenen verbunden ist oder mit Liganden gewebe-spezifischer Rezeptoren verbunden ist. Weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen schließen ein partikuläre Formen schützender Überzüge, Protease-Inhibitoren oder Permeations-Verstärker für verschiedene Verabreichungswege, einschließlich parenteraler, pulmonaler, nasaler und oraler.
Teile des erfindungsgemäßen Polypeptids oder der erfindungsgemäßen Zusammensetzung können "markiert" sein in Verbindung mit einer nachweisbaren Markersubstanz (z. B. radiomarkiert mit ¹²⁵I oder biotinyliert), um Reagenzien zur Verfügung zu stellen, die verwendbar sind bei der Bestimmung und Quantifizierung von Verbindung oder ihren Rezeptor-tragenden Zellen oder ihren Derivaten in festem Gewebe und flüssigen Proben, wie beispielsweise Blut, Zerebrospinal-Flüssigkeit oder Urin.
Wenn sie verabreicht werden, werden Verbindungen oft rasch aus dem Kreislauf entfernt und können daher nur relativ kurzlebige pharmakologische Aktivität entfalten. Infolgedessen können häufige Injektionen von relativ großen Dosen an bioaktiven Verbindungen notwendig sein, um therapeutische Wirksamkeit aufrecht zu erhalten. Von Verbindungen, die durch die kovalente Beifügung von wasserlöslichen Polymeren modifiziert sind, wie beispielsweise Polyethylenglykol, Copolymeren aus Polyethylenglykol und Polypropylenglykol, Carboxymethylcellulose, Dextran, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrollidon oder Polyprolin, ist bekannt, dass sie eine wesentlich längere Halbwertszeit nach intravenöser Injektion im Blut aufweisen, als die korrespondierenden nicht-modifizierten Verbindungen (Abuchowski et al., 1981; Newmark et al., 1982; und Katre et al., 1987). Derartige Modifikationen können auch die Löslichkeit der Verbindung in wässriger Lösung verbessern, Aggregation eliminieren, die physikalische und chemische Stabilität der Verbindung erhöhen und die Immunogenität und Reaktivität der Verbindung stark reduzieren. Als ein Ergebnis davon kann die gewünschte biologische in vivo-Aktivität erzielt werden durch die Verabreichung derartiger Polymer-Verbindungs-Addukte mit niedrigerer Frequenz oder mit niedrigeren Dosen als mit der nicht-modifizierten Verbindung.
Die Beifügung von Polyethylenglykol (PEG) zu Verbindungen ist besonders nützlich, da PEG eine sehr niedrige Toxizität in Säugern aufweist (Carpenter et al., 1971). Beispielsweise wurde ein PEG-Addukt von Adenosindeaminase in den Vereinigten Staaten von Amerika für die Verwendung bei Menschen zur Behandlung von schwerem kombinierten Immundefizienzsyndrom zugelassen. Ein zweiter Vorteil, der durch die Konjugation von PEG erzielt wird, ist, dass die Immunogenität und Antigenität von heterologen Verbindungen wirksam reduziert wird. Beispielsweise könnte ein PEG-Addukt eines menschlichen Proteins für die Behandlung einer Krankheit in anderen Säugerarten verwendbar sein, ohne das Risiko des Auslösens einer schweren Immunantwort. Das Polypeptid oder die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann in einer Mikroverkapselungs-Vorrichtung zugeführt werden, um eine Immunantwort des Wirts gegen das Polypeptid oder Zellen, die das Polypeptid produzieren können, zu reduzieren oder zu verhindern. Das Polypeptid oder die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann auch mikroverkapselt in einer Membran, wie beispielsweise einem Liposom, zugeführt werden.
Polymere, wie beispielsweise PEG können in geeigneter Weise an einen oder mehrere reaktive Aminosäurereste in einem Protein angefügt werden, wie beispielsweise die alpha-Aminogruppe der aminoterminalen Aminosäure, der epsilon-Aminogruppen von Lysin-Seitenketten, der Sulfohydrylgruppen von Cystein-Seitenketten, der Carboxylgruppen von Aspartam- und Glutaminsäure-Seitenketten, der alpha-Carboxylgruppe der carboxy-terminalen Aminosäure, Tyrosinseitenketten oder an aktivierte Derivate von Glykosylketten, die an bestimmte Asparagin-, Serin- oder Threoninreste angefügt sind.
Eine Mehrzahl an aktivierten Formen von PEG, die geeignet sind für direkte Reaktion mit Proteinen, sind beschrieben worden. Verwendbare PEG-Reagenzien für die Reaktion mit Proteinaminogruppen schließen ein aktive Ester von Carbonsäure oder Carbonsäurederivaten (engt.: "carbonate derivatives"), insbesondere jene, bei der die austretenden Gruppe N-Hydroxysuccinimid, p-Nitrophenol, Imidazol oder 1-Hydroxy-2-nitrobenzol-4-sulfonat ist. PEG-Derivate, die Maleimido- oder Haloacetyl-Gruppen enthalten, sind verwendbare Reagenzien für die Modifikation von freien Protein-Sulihydryl-Gruppen. In ähnlicher Weise sind PEG-Reagenzien, die Aminohydrazin- oder -Hydrazid-Gruppen bzw. Hydrazid-Gruppen enthalten, verwendbar für die Reaktion mit Aldehyden, die durch Periodat-Oxidation von Kohlenhydratgruppen in Proteinen erzeugt wurden.
KLINISCHE ASPEKTE
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Individuum an klinischen Aspekten leiden, wie sie nachfolgend und weiter in Harper's Biochemistry, R. K. Murray, et al. (Herausgeber) 21. Auflage, (1988) Appleton & Lange, East Norwalk, Conneticut, beschrieben sind. Derartige klinische Aspekte können das Individuum für Atherosklerose oder beschleunigter Atherosklerose prädisponieren. Derartige Individuen würden somit von der Verabreichung eines von sRAGE abgeleiteten Polypeptids in einer wirksamen Menge über eine wirksame Zeitdauer profitieren.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung kann klinische Anzeichen von Atherosklerose, Hypercholesterinämie oder andere nachfolgend diskutierte Störung veranschaulichen.
Hypercholesterinämie kann klinisch durch Unterbrechung der enterohepatischen Zirkulation von Gallensäuren behandelt werden. Es wurde berichtet, dass signifikante Verringerungen an Plasmacholesterin durch dieses Verfahren erzielt werden kann, das durchgeführt werden kann durch die Verwendung von Cholestyramin-Harz oder chirurgisch durch die Exklusions-Operation des Ileums. Beide Verfahren verursachen eine Blockade bei der Reabsorption von Gallensäuren. Aufgrund des Wegfalls von Rückkopplungs-Regulation, die normalerweise durch die Gallensäuren verursacht wird, wird die Umwandlung von Cholesterin zu Gallensäuren stark verstärkt, in einem Versuch, den Vorrat an Gallensäuren aufrecht zu erhalten. LDL (low density lipoprotein; Lipoprotein mit niedriger Dichte)-Rezeptoren in der Leber werden aufreguliert und verursachen eine erhöhte Aufnahme von LDL mit der Konsequenz, dass das Plasmacholesterin abgesenkt wird.
Cholesterin, Atherosklerose und koronare Herzerkrankung
Viele Forscher haben eine Korrelation zwischen erhöhten Serumlipidspiegeln und der Inzidenz von koronarer Herzerkrankung und Atherosklerose bei Menschen nachgewiesen. Von den Serumlipiden ist das Cholesterin, als das an der wechselseitigen Verknüpfung hauptsächlich beteiligte, das am häufigsten herausgegriffene. Jedoch zeigen andere Parameter – wie beispielsweise Serumtriacylglycerin-Konzentration – ähnliche Korrelationen. Patienten mit arterieller Erkrankung können eine der folgenden Anomalien aufweisen: (1) erhöhte Konzentrationen an VLDL (very low density lipoproteins; Lipoproteine mit sehr niedriger Dichte) bei normalen Konzentrationen an LDL; (2) erhöhtes LDL mit normalem VLDL; (3) Erhöhung bei beiden Lipoprotein-Fraktionen. Es gibt auch eine inverse Beziehung zwischen HDL (high density lipoproteins; Lipoproteine mit hoher Dichte) (HDL₂)-Konzentrationen und koronarer Herzerkrankung, und einige sind der Auffassung, dass die prädikativste Beziehung das LDL : HDL-Cholesterin-Verhältnis ist. Diese Beziehung ist erklärbar im Hinblick auf die angenommene Rolle von LDL beim Transport von Cholesterin zu den Geweben und von HDL in seiner Wirkung als Fänger von Cholesterin.
Atherosklerose ist charakterisiert durch die Ablagerung von Cholesterin und Cholesterylester von Lipoproteinen enthaltendem apo-B-100 in das Bindegewebe der Arterienwände. Krankheiten, bei denen längere erhöhte Spiegel an VLDL, IDL oder LDL im Blut auftreten (z. B. Diabetes, Mellitus, Lipidnephrose, Hypothyreose und anderen Zuständen der Hyperlipidämie) sind oft begleitet von prämaturer oder schwererer Atherosklerose.
Versuche bezüglich der Induktion von Atherosklerose bei Tieren zeigen eine große Spezien-Variation bei der Suszeptivität. Kaninchen, Schwein, Affe und Menschen sind Spezien, bei denen Atherosklerose durch Zuführen von Cholesterin induziert werden kann. Ratte, Hund, Maus und Katze sind resistent. Thyroidektomie oder Behandlung mit Thiouracil-Arzneimitteln erlaubt Induktion von Atherosklerose bei Hund und Ratte. Niedriges Blut-Cholesterin ist ein Charakteristikum von Hyperthyreose.
Erbfaktoren spielen die größte Rolle bei der Festlegung von individuellen Blut-Cholesterin-Konzentrationen, aber von den ernährungs- und umweltbedingten Faktoren, die das Blut-Cholesterin senken, ist die Substitution von mehrfach ungesättigten Fettsäuren gegen einige der gesättigten Fettsäuren in der Nahrung die am intensivsten untersuchte.
Natürlich vorkommende Öle, die einen hohen Anteil an Linolsäure enthalten, sind hilfreich bei der Senkung von Plasmacholesterin und schließen ein Erdnuss-, Baumwollsamen-, Mais- und Sojabohnenöl, wohingegen Butterfett, Rinderfett und Kokosnussöl, die einen hohen Anteil an gesättigten Fettsäuren enthalten, den Spiegel anheben. Saccharose und Fruktose haben einen größeren Einfluss auf das Anheben von Blutlipiden, insbesondere Triacylglycerine, als dies bei anderen Kohlenhydraten der Fall ist.
Die Ursache für die cholesterinabsenkende Wirkung von mehrfach ungesättigten Fettsäuren ist noch nicht klar. Es wurden jedoch einige Hypothesen vorgetragen, um die Wirkung zu erklären, einschließlich der Stimulierung von Cholesterinausscheidung in den Darm und die Stimulierung der Oxidation von Cholesterin zu Gallensäuren. Es ist möglich, dass Cholesterylester von mehrfach ungesättigten Fettsäuren durch die Leber und andere Gewebe rascher metabolisiert werden, was ihre Umsatz- und Ausscheidungsgeschwindigkeit erhöhen könnte. Es gibt andere Anzeichen dafür, dass die Wirkung hauptsächlich auf einer Verschiebung von Cholesterin aus dem Plasma in die Gewebe aufgrund erhöhter katabolischer Geschwindigkeit von LDL beruht. Gesättigte Fettsäuren verursachen die Ausbildung von kleineren VLDL-Teilchen, die relativ mehr Cholesterin enthalten, und diese werden durch extrahepatische Gewebe mit einer niedrigeren Geschwindigkeit verwendet als größere Partikel. Alle diese Tendenzen können als atherogen betrachtet werden.
Zusätzliche Faktoren, von denen angenommen wird, dass sie eine Rolle bei koronarer Herzerkrankung spielen, schließen ein Bluthochdruck, Rauchen, Adipositas, Mangel an sportlicher Betätigung, und das Trinken von weichen im Gegensatz zu hartem Wasser. Die Anhebung von freien Plasmafettsäuren führt auch zu einem Anstieg von VLDL-Sekretion durch die Leber, womit ein zusätzlicher Ausstoß an Triacylglycerin und Cholesterin in den Kreislauf verbunden ist. Faktoren, die zu erhöhten oder fluktuierenden Spiegeln an freien Fettsäuren führen, schließen ein emotionalen Stress, Nikotin vom Zigarettenrauchen, Kaffeetrinken, und zu sich nehmen von einigen wenigen großen Mahlzeiten anstelle von kontinuierlicherer Nahrungsaufnahme. Frauen vor den Wechseljahren scheinen gegen viele dieser schädlichen Fak toren geschützt zu sein, möglicherweise weil sie höhere Konzentrationen an HDL aufweisen, als Männer und Frauen nach den Wechseljahren.
Lipidsenker
Wenn diätische Maßnahmen zum Erzielen von reduzierten Serumlipidspiegeln versagen, kann man auf die Verwendung von Lipidsenkern zurückgreifen. Verschiedene Medikamente sind bekannt, die die Bildung von Cholesterin an verschiedenen Stellen des biologischen Synthesewegs blockieren. Viele dieser Medikamente haben nachteilige Wirkungen, aber die Pilz-Inhibitoren der HMG-CoA-Reduktase, Compactin und Mevinolin, reduzieren LDL-Cholesterinspiegel mit weniger nachteiligen Wirkungen. Sitosterol ist ein hypocholesterinämisches Mittel, dass durch Blockierung der Absorption von Cholesterin in dem Gastrointestinaltrakt wirkt. Harze, wie beispielsweise Colestipol und Cholestyramin (Questran) verhindern die Reabsorption von Gallensalzen durch Kombination mit ihnen, wodurch ihr Verlust über den Kot vergrößert wird. Neomycin inhibiert ebenfalls die Reabsorption von Gallensalzen. Clofibrat und Gemivrozil üben wenigstens einen Teil ihrer hypolipidämischen Wirkung durch Ablenken des hepatischen Flusses freier Fettsäuren von dem Weg der Veresterung zu jenem der Oxidation, wodurch die Sekretion von Triacylglycerin- und Cholesterin-enthaltenden VLDL durch die Leber verringert wird. Zusätzlich erleichtern sie die Hydrolyse von VLDL-Tiracylglycerinen durch Lipoproteinlipase. Probucol scheint den LDL-Katabolismus über Rezeptor-unabhängige Wege zu erhöhen. Nikotinsäure reduziert den Fluss von FFA durch Inhibierung von Fettgewebe-Lipolyse, wodurch VLDL-Produktion durch die Leber inhibiert wird.
Störungen der Plasmalipoproteine (Dylipoproteinämien)
Einige wenige Individuen in der Bevölkerung zeigen vererbte Defekte bei ihren Lipoproteinen, was zu dem Primärzustand von entweder Hypo- oder Hyperlipoproteinämie führt. Viele weitere, die Defekte wie Diabetes mellitus, Hypothyreose und Atherosklerose aufweisen, zeigen anomale Lipoproteinmuster, die sehr ähnlich zu dem einen oder dem anderen vererbten Primärzustand sind. Nahezu alle dieser Primärzustände beruhen auf einem Defekt bei der einen oder der anderen Stufe im Verlauf der Bildung, dem Transport oder dem Abbau von Lipoprotein. Nicht alle dieser Anomalien sind schädlich.
Hypolipoproteinämie:

1. Abetalipoproteinämie – Dies ist eine seltene Erbkrankheit, die gekennzeichnet ist durch die Abwesenheit von β-Lipoprotein (LDL) im Plasma. Die Blutlipide sind in niedrigen Konzentrationen vorhanden – insbesondere Acylglycerine, die nahezu nicht vorhanden sind, da keine Chylomikronen oder VLDL gebildet werden. Sowohl der Darm als auch die Leber akkumulieren Acylglycerine. Abetalipoproteinämie wird verursacht durch einen Defekt bei der Apoprotein-B-Synthese.
2. Familiäre Hypobetalipoproteinämie – Bei der Hypobetalipoproteinämie beträgt die Konzentration an LDL zwischen 10 und 50% des Normalwertes, aber es findet Chylomikronen-Bildung statt. Es muss angenommen werden, dass apo-B essentiell für den Triacylglycerin-Transport ist. Die meisten Individuen sind gesund und leben lange.
3. Familiäre alpha-Lipoprotein-Defizienz (Tangier-Krankheit) – Bei homozygoten Individuen gibt es nahezu kein Plasma-HDL und Akkumulierung von Cholesterylestern in den Geweben. Es gibt keine Störung bei der Chylomikronen-Bildung oder der Sekretion von VLDL durch die Leber. Bei Elektrophorese findet man kein pre-β-Lipoprotein, aber ein breites β-Band wird gefunden, das das endogene Triacylglycerin enthält. Dies hat seine Ursache darin, dass das normale pre-β-Band andere Apoproteine enthält, die normalerweise durch HDL zur Verfügung gestellt werden. Patienten neigen dazu, als ein Ergebnis der Abwesenheit von apo-C-II, das normalerweise Lipoproteinase aktiviert, Hypertriacylglycerinämie zu entwickeln.

Hyperlipoproteinämie:

1. Familiäre Lipoproteinlipase-Defizienz (Typ I) – Dieser Zustand ist charakterisiert durch eine sehr langsame Entfernung von Chylomikronen aus dem Kreislauf, was zu anomal erhöhten Spiegeln von Chylomikronen führt. VLDL kann angehoben sein, aber es gibt eine Absenkung bei LDL und HDL. Dieser Zustand ist somit fettinduziert. Er kann durch Reduzierung der Fettmenge und Anhebung der Anteile an komplexen Kohlenhydraten in der Ernährung korrigiert werden. Eine Abwandlung dieser Krankheit wird verursacht durch eine Defizienz an apo-C-II, der als eine Kofaktor für Lipoproteinase benötigt wird.
2. Familiäre Hypercholesterinämie (Typ II) – Patienten sind charakterisiert durch Hyperbetalipoproteinämie (LDL), die assoziiert ist mit angehobenem Plasmagesamtcholesterin. Es kann auch eine Tendenz zu erhöhtem VLDL beim Typ IIb geben. Daher kann der Patient etwas erhöhte Triacylglycerinspiegel aufweisen, aber das Plasma – was nicht bei den anderen Typen von Hyperlipoproteinämie zutrifft – bleibt klar. Lipidabscheidung in dem Gewebe (z. B. Xanthomä, Atheromä) ist üblich. Ein Typ II-Muster kann auch als sekundäres Ergebnis von Hypothyreose auftreten. Die Krankheit scheint assoziiert zu sein mit verringerten Geschwindigkeiten der Clearance von LDL aus dem Kreislauf aufgrund defekter LDL-Rezeptoren und ist assoziiert mit einem erhöhten Auftreten von Atherosklerose. Reduzierung von diätischem Cholesterin und gesättigten Fetten kann bei der Behandlung von Nutzen sein. Eine Krankheit, die Hypercholesterinämie erzeugt, jedoch aufgrund einer anderen Ursache, ist die Wolman-Krankheit (Cholesterylester-Speicher-Krankheit). Diese wird verursacht durch eine Defizienz an Cholesterylester-Hydrolase in Lyosomen von Zellen, wie beispielsweise Fibroblasten, die normalerweise LDL metabolisieren.
3. Familiäre Typ III-Hyperlipoproteinämie (breite beta Erkrankung, Überreste-Entfernungs-Erkrankung (engt.: "remnant removal disease"), familiäre Dysbetalipoproteinämie) – Dieser Zustand ist charakterisiert durch eine Zunahme sowohl von Chylomikron- als auch von VLDL-Überresten; dies sind Lipoproteine mit einer Dichte von weniger als 1,019, erscheinen aber als ein breites β-Band bei der Elektrophorese (β-VLDL). Sie verursachen Hypercholesterinämie und Hypertriacylglycerinämie. Xanthomä und Atherosklerose sowohl von peripheren als auch von Koronararterien liegen vor. Behandlung durch Gewichtsreduzierung und Diäten, die komplexe Kohlenhydrate, ungesättigte Fettsäuren und wenig Cholesterin enthalten, wird empfohlen. Die Krankheit beruht auf einer Defizienz beim Überreste-Metabolismus durch die Leber, verursacht durch eine Anomalie beim apo-E, das normalerweise in 3 Isoformen vorhanden ist, E2, E3 und E4. Patienten mit Typ III-Hyperlipoproteinämie besitzen nur E2, das nicht mit dem E-Rezeptor reagiert.
4. Familiäre Hypertriacylglycerinämie (Typ IV) – Dieser Zustand ist charakterisiert durch hohe Spiegel and endogen produziertem Triacylglycerin (VLDL). Cholesterinspiegel steigen proportional zu der Hypertriacylglycerinämie, und oftmals liegt Glucoseintoleranz vor. Sowohl LDL als auch HDL sind quantitativ unterhalb der Norm. Dieses Lipoproteinmuster ist üblicherweise auch assoziiert mit koronarer Herzerkrankung, Typ II nicht-Insulin-abhängiger Diabetes mellitus, Adipositas und vielen anderen Zuständen, einschließlich Alkoholismus und der Einnahme von Progesteron-Hormonen. Behandlung von primärer Typ IV-Hyperlipoproteinämie erfolgt durch Gewichtsreduzierung; Ersatz von löslichen Kohlenhydraten in der Nahrung gegen komplexe Kohlenhydrate, ungesättigtes Fett, Lebensmittel mit niedrigem Cholesteringehalt; und auch durch lipidsenkende Mittel.
5. Familiäre Typ V-Hyperlipoproteinämie – Das Lipoproteinmuster ist komplex, da sowohl Chylomikrone als auch VLDL erhöht sind, was sowohl Triacylglycerinämie als auch Cholesterinämie verursacht. Konzentrationen an LDL und HDL sind niedrig. Xanthomä sind häufig vorhanden, aber das Auftreten von Atherosklerose ist offensichtlich nicht auffallend. Glucosetoleranz ist anomal und häufig assoziiert mit Adipositas und Diabetes. Der Grund für diesen Zustand, der familiär ist, ist nicht bekannt. Behandlung bestand aus Gewichtsreduzierung gefolgt von einer Ernährung, die nicht zu reichhaltig sowohl an Kohlenhydraten wie auch an Fett ist. Es wurde vermutet, dass eine weitere Ursache von Hypolipoproteinämie eine Überproduktion an apo-B ist, welche die Plasmakonzentrationen von VLDL und LDL beeinflussen kann.
6. Familiäre Hyperalphalipoproteinämie – Dies ist ein seltener Zustand, der assoziiert ist mit erhöhten Konzentrationen an HDL, was offensichtlich vorteilhaft für die Gesundheit ist.

Familiäre Lecithin : Cholesterin-Acyltransferase (LCAT)-Defizienz: Bei betroffenen Individuen ist die Plasmakonzentration an Cholesterylestern und Lysolecithin niedrig, wohingegen die Konzentration an Cholesterin und Lecithin erhöht ist. Das Plasma neigt dazu, trüb zu sein. Anomalien werden auch bei den Lipoproteinen gefunden. Eine HDL-Fraktion enthält scheibenförmige Strukturen in Stapeln oder Rollen, die klar naszierende HDL sind, die unfähig sind, aufgrund von Abwesenheit von LCAT Cholesterin aufzunehmen. Ebenfalls als eine anomale LDL-Subfraktion ist Lipoprotein-X vorhanden, das sonst nur bei Patienten mit Cholestase gefunden wird. VLDL ist ebenfalls anomal, das als β-Lipoprotein bei Elektrophorese wandert (β-VLDL). Patienten mit parenchymaler Lebererkrankung zeigen ebenfalls eine Abnahme an LCAT-Aktivität und Anomalien bei den Serumlipiden und Lipoproteinen.
Medikament mit Trägern
In einer bevorzugten Ausführungsform kann der pharmazeutische Träger eine Flüssigkeit sein und die pharmazeutische Zusammensetzung liegt in Form einer Lösung vor. Bei einer gleich bevorzugten Ausführungsform ist der pharmazeutisch verträgliche Träger ein Feststoff und die Zusammensetzung liegt in Form eines Pulvers oder einer Tablette vor. In einer weiteren Ausführungsform ist der pharmazeutische Träger ein Gel und die Zusammensetzung liegt in Form eines Suppositorium oder einer Creme vor. In einer weiteren Ausführungsform kann der aktive Inhaltsstoff als Teil eines pharmazeutisch verträglichen transdermalen Pflasters bzw. Lappens formuliert sein.
Ein fester Träger kann einschließen eine oder mehrere Substanzen, die auch als Geschmacks- bzw. Geruchsmittel, Gleitmittel, Lösungsvermittler bzw. Hilfslösemittel, Absetzverhinderungsmittel, Füllmittel, Fließregulierungsmittel, Kompressionshilfsmittel, Bindemittel oder Tablettensprengmittel wirken können; es kann auch ein verkapselndes Material sein. In Pulvern ist der Träger eine fein verteilter Feststoff, der sich in Mischung mit dem fein verteilten aktiven Inhaltsstoff befindet. In Tabletten ist der aktive Inhaltsstoff in geeigneten Anteilen gemischt mit einem Träger, der die notwendigen Kompressionseigenschaften aufweist, und zu der gewünschten Form und Größe verdichtet. Die Pulver und Tabletten enthalten vorzugsweise bis zu 99% des aktiven Inhaltsstoffs. Geeignete feste Träger schließen beispielsweise ein Kalziumphosphat, Magnesiumstearat, Talkum, Zucker, Laktose, Dextrin, Stärke, Gelatine, Cellulose, Polyvinylpyrrolidon, niedrig schmelzende Wachse und Ionenaustauscher-Harze.
Flüssige Träger werden zur Herstellung von Lösungen, Suspensionen, Emulsionen, Sirups, Elixieren und unter Druck stehenden Zusammensetzungen verwendet. Der aktive Inhaltsstoff kann in einem pharmazeutisch verträglichen flüssigen Träger, wie beispielsweise Wasser, einem organischen Lösungsmittel, einer Mischung aus beiden davon oder pharmazeutisch verträglichen Ölen oder Fetten gelöst oder suspendiert sein. Der flüssige Träger kann weitere geeignete pharmazeutische Additive enthalten, wie beispielsweise Lösungshilfsmittel bzw. Hilfslösemittel, Emulgatoren, Puffer, Konservierungsmittel, Süßungsmittel, Geschmack bzw. Geruch gebende Mittel, Absetzverhinderungsmittel, Verdickungsmittel, Farben, Viskositätsregulatoren, Stabilisatoren oder Osmo-Regulatoren. Geeignete Beispiele für flüssige Träger für orale und parenterale Verabreichung schließen ein Wasser (das teilweise oben erwähnte Additive enthält, z. B. Cellulosederivate, vorzugsweise Natriumcarboxymethylcellulose-Lösung), Alkohole (einschließlich einwertiger Alkohole und mehrwertiger Alkohole, z. B. Glykole) und ihre Derivate, und Öle (z. B. fraktioniertes Kokosnussöl und Erdnussöl). Für parenterale Verabreichung kann der Träger auch ein öliger Ester sein, wie beispielsweise Ethyloleat und Isopropylmyristat. Sterile flüssige Träger sind verwendbar bei sterilen Zusammensetzungen in flüssiger Form für parenterale Verabreichung. Der flüssige Träger für unter Druck stehende Zusammensetzungen kann ein halogenierter Kohlenwasserstoff oder ein anderes pharmazeutisch verträgliches Treibmittel sein.
Flüssige pharmazeutische Zusammensetzung, die sterile Lösungen oder Suspensionen sind, können beispielsweise verwendet werden für intramuskuläre, intrathekale, epidurale, intraperitoneale oder subkutane Injektion. Sterile Lösungen können auch intravenös verabreicht werden. Der aktive Inhaltsstoff kann als eine sterile feste Zusammensetzung hergestellt sein, die zum Zeitpunkt der Verabreichung unter Verwendung von sterilem Wasser, Salzwasser oder einem anderen geeigneten, sterilen, injizierbaren Medium gelöst oder suspendiert werden kann. Träger sollen notwendige und inerte Bindemittel, Absetzverhinderungsmittel, Gleitmittel, Geruchs- bzw. Geschmacksmittel, Süßungsmittel, Konservierungsstoffe, Farbstoffe und Überzüge einschließen.
Der aktive Inhaltsstoff der vorliegenden Erfindung (d. h. Polypeptid abgeleitet vom sRAGE, oder Zusammensetzung) kann oral in Form einer sterilen Lösung oder Suspension verabreicht werden, die weitere Lösungsmittel und Absetzverhinderungsmittel enthält, beispielsweise ausreichend Salz oder Glucose, um die Lösung isotonisch zu machen, Gallensalze, Akazin, Gelatine, Sorbitanmonoleat, Polysorbat 80 (Oleatester von Sorbit und seinen Anhydriden, copolymerisiert mit Ethylenoxid) und dergleichen.
Der aktive Inhaltsstoff kann auch oral entweder in flüssiger oder fester Zusammensetzungsform verabreicht werden. Zusammensetzungen, die geeignet sind für orale Verabreichung schießen feste Formen ein, wie beispielsweise Pillen, Kapseln, Körnchen, Tabletten und Pulver, und flüssige Formen, wie Lösungen, Sirupe, Elixiere und Suspensionen. Für parenterale Verabreichung geeignete Formen schließen ein sterile Lösungen, Emulsionen und Suspensionen.
Atherosklerose
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Individuum prädisponiert sein für Atherosklerose. Diese Prädisposition kann einschließen genetische Prädisposition, umweltbedingte Prädisposition, metabolische Prädisposition oder physikalische Prädisposition. Es existieren jüngere Übersichtsartikel bezüglich Atherosklerose und kardiovaskulärer Erkrankung. Beispielsweise: Keating und Sanguinetti, (May 1996) Molecular Genetic Insights into Cardiovascular Disease, Science 272: 681–685. Die Autoren besprechen die Anwendung von molekularen Werkzeugen auf vererbliche Formen von kardiovaskulärer Erkrankung, wie beispielsweise Herzrhythmusstörungen, Kardiomyopathien und vaskulärer Erkrankung. Tabelle 1 dieser Literaturstelle umfasst Herzerkrankungen und das mit jeder einzelnen Erkrankung assoziierte anomale Protein. Die aufgelisteten Erkrankungen sind: LQT-Erkrankung, familiäre hypertrope Kardiomyopathie; Duchenne und Becker Muskeldystrophie; Barth Syndrom Acyl-CoA-Dehydrogenase-Defizienzen; mitochondriale Störungen; familiäre Hypercholesterinämie; Hypobetalipoproteinämie; Homocystinurie; Typ III-Hyperlipoproteinämie; supravalvuläre Aortenstenose; Ehler-Danlos-Syndrom IV; Marfa-Syndrom; vererbliche hämorrhagische Telangiectasie. Diese Zustände werden eingeschlossen als mögliche Prädispositionen eines Individuums für Atherosklerose.
Weiter wurden Maus-Modelle von Atherosklerose bei Breslow (1996) Mouse Models of Atherosklerosis, Science 272: 685 besprochen. Breslow umfasst auch eine Tabelle (Tabelle 1), die verschiedene Maus-Modelle und den atherogenen Stimulus wiedergibt. Maus-Modelle schließen beispielsweise ein C57BL/6; Apo-E-Defizienz; Apo-E-Läsion; Apo-E-R142C; LDL-Rezeptor-Defizienz; und HuBTg. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine, bei der ein Individuum eine Prädisposition für Atherosklerose aufweist, wie sie durch die Maus-Modelle gezeigt wird, die in der Publikation von Breslow präsentiert werden.
Gibbons und Dzau besprechen vaskuläre Erkrankung in Molecular Therapies for Vascular Disease, Science Band 272, Seiten 689–693. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Individuum die pathologischen Ereignisse manifestieren, wie sie in Tabelle 1 der Publikation von Gibbons und Dzau beschrieben sind. Beispielsweise kann das Individuum eine endotheliale Dysfunktion, endotheliale Verletzung, Zellaktivierung und phänotypische Modulation, dysreguliertes Zellwachstum, dysregulierte Apoptose, Thrombose, Plaqueriss, anomale Zellwanderung oder extrazelluläre oder intrazelluläre Matrixmodifikationen aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Individuum Diabetes aufweisen. Das Individuum kann Komplikationen zeigen, die mit Diabetes assoziiert sind. Einige Beispiele derartiger Komplikationen schließen ein Aktivierung von endothelialen und Macrophagen-AGE-Rezeptoren, veränderte Lipoproteine, Matrix- und Basalmembranproteine; veränderte Kontraktilitäts- und Hormon-Ansprechbarkeit von glattem vaskulärem Muskel; veränderte endotheliale Zellpermeabilität; Sorbitakkumulation; neurale Mesoinositol-Depletion oder veränderte Na-K-ATPase-Aktivität. Derartige Komplikationen werden in einer kürzlich veröffentlichten Publikation von Porte und Schwartz, Diabetes Complications: Why is Glucose potentially toxic?, Science, Band 272, Seiten 699–700, diskutiert.
Diese Erfindung wird in dem nachfolgenden Abschnitt "Experimentelle Details" erläutert. Diese Abschnitte sind dazu gedacht, bei dem Verständnis für die Erfindung zu helfen, sind jedoch nicht dazu gedacht, und dürfen nicht so verstanden werden, die Erfindung, so wie sie in den nachfolgenden Ansprüchen wiedergegeben ist, auf irgendeine An und Weise einzuschränken.
EXPERIMENTELLE DETAILS
Beispiel 1: Suprimierung von beschleunigter diabetischer Atherosklerose durch löslichen Rezeptor für Endprodukte fortgeschrittener Glykosylierung (sRAGE)
Für Diabetes ist die Anwesenheit von Hyperglykämie zentral. Eine wichtige Komplikation der Interaktion von Glucose mit Proteinen/Lipiden ist die irreversible Ausbildung von Endprodukten fortgeschrittener Glykosylierung oder AGEs (Brownlee, 1992). AGEs akkumulieren im Plasma und in Geweben während des normalen Alterns und in einem beschleunigten Ausmaß bei Patienten mit Diabetes. AGEs sind in Verbindung gebracht worden mit der Pathogenese von Komplikationen bei Diabetes.
Es wurde nachgewiesen, dass Interaktion von AGEs mit ihrem zellulären Rezeptor RAGE (Rezeptor für AGE) bei monozytischen und endothelialen Zellen zur Entwicklung einer proinflammatorischen Umgebung führt, bei der erhöhte Monozyten-Migration/Aktivierung, endotheliale Hyperpermeabilität und erhöhte Expression von Adhäsionsmolekülen und Gewebefaktor bei Endothelialzellen zu der Ausbildung einer Umgebung führt, die für die Entwicklung von vaskulären Läsionen förderlich ist (Schmidt et al, 1992; Neeper et al, 1992; Schmidt et al, 1994; Schmidt et al, 1995).
Es wurde ebenfalls nachgewiesen, das der extrazelluläre Teil von RAGE (genannt löslicher oder RRAGE), der zusammengesetzt ist aus einer "V"-Typ-Immunglobulindomäne gefolgt von zwei "C"-Typ-Domänen mit der Fähigkeit von AGEs interferiert, zelluläres RAGE zu binden und zu aktivieren (Schmidt et al., 1994). In vivo-Verabreichung von sRAGE blockiert Hyperpermeabilität bei Ratten mit Diabetes (Wautier et al., 1996).
Wie nachfolgend diskutiert wird, wurde ein Modell für beschleunigte Atherosklerose bei Diabetes entwickelt und verwendet, um die Hypothese zu testen, dass chronische Verabreichung von sRAGE (zur/2 Eliminierung in Ratten mit Diabetes von 22 Stunden) die Entwicklung von beschleunigter Atherosklerose verhindert.
Diese Studien demonstrieren, dass tägliche intraperitoneale Injektion von sRAGE die beschleunigte Entwicklung von Atherosklerose bei Apolipoprotein-E-defizienten (oder knockout) Mäusen verhindert, die mit Streptozotocin diabetisch gemacht wurden.
Materialien und Verfahren:
Tiere und die Induktion von Diabetes. Apolipoprotein E(0)-Mäuse mit dem C57B1/6J-Hintergrund (N 10; 10 Generationen rückgekreuzt mit > 99% Homologie) wurden von Jackson Laboratories bezogen. Bei einem Alter von 7 Wochen wurde Diabetes bei einigen männlichen Mäusen durch mehrfache intraperitoneale Injektionen von Streptozotocin (55 mg/kg) in 4 täglichen Injektionen in sterilem Citratpuffer (0,05 M; pH 4,5) induziert. Kontrollmäuse wurden mit Vehikel (nur Puffer) behandelt. Plasmaglucose-Konzentration wurde dann mit kolorimetrischer Untersuchung (Sigma^®) unter Verwendung von Blut untersucht, das aus der Schwanzvene gewonnen wurde. Die Mäuse wurden als diabetisch angesehen, wenn die Plasmaglucose-Spiegel 300 mg/dl bei zwei getrennten Gelegenheiten überstieg. Alle Mäuse wurden bei normaler Futterernährung gehalten.
Quantifizierung von atherosklerotischen Läsionen. Mäuse wurden zu den nachfolgend angegebenen Zeitpunkten nach Induzierung von Diabetes und Kontrollbehandlung getötet. Quantitative Analyse von atherosklerotischen Läsionen wurde an Sektionen des Aortensinus durchgeführt. Nach humaner Tötung wurden die Herzen in Formalin (10%) fixiert, in Gelatine (25%) eingelegt und eingefroren. Kryostatische Abschnitte wurden 10 Mikrometer dick geschnitten, mit Ölrot O eingefärbt und mit Hematoxylin und Hellgrün gegengefärbt. Fettige Läsionsfläche wurde dann durch computerunterstützte Bildauswertung (Zeiss Image, Media Cybernetics) in fünf aufeinanderfolgenden Abschnitten bestimmt, die jeweils 80 Mikrometer voneinander entfernt waren. Die durchschnittliche Läsionsfläche wurde für jede Gruppe quantifiziert.
Herstellung von löslichem Maus-RAGE. Ein Konstrukt, das cDNS von löslichem Maus-RAGE enthielt, wurde hergestellt und cotransfiziert mit Baculovirus-DNS entsprechend den Anweisungen des Herstellers (PharMingen). Sf9-Zellen wurden dann mit dem Konstrukt über drei Tage in Grace-Insektenmedium infiziert, das fötales Rinderserum (10%) enthielt, gefolgt von drei Tagen in Grace-Insektenmedium ohne Serum (Gibco^®). Am Ende der zweiten drei Tage wurden die Zellen vom Überstand unter Verwendung von Zentrifugation (1200 U/min x 20 Minuten) abgetrennt und der Überstand gegen Puffer dialysiert, der Natriumphosphat (0,02 M; pH 7,4) und NaCl (0,05 M) enthielt. Nach der Dialyse wurde der Überstand auf ein SP Sepharoseharz (5 ml) unter Verwendung des FPLC-Systems (Pharmacia^®) aufgebracht. Lösliches Maus-RAGE wurde unter Verwendung eines linearen Gradienten von Natriumchlorid (0,05 M bis 0,6 M) eluiert. SDS-PAGE ergab, dass das Material ein-bandig war. Vor der Einführung in die Mäuse wurde gereinigtes lösliches Maus-RAGE durch eine Endotoxin-Entfernungs-Säule (Detoxigel, Pierce) geleitet. Das Endprodukt war frei an Endotoxinen, wie durch Test mit dem Limulus Amöbenzellen-Test (Sigma^®) nachgewiesen wurde, wurde gegen Phosphat-gepufferte Salzlösung dialysiert und in Aliquots bei 80°C aufbewahrt.
Behandlung von Mäusen mit Diabetes mit löslichem RAGE Nach Induktion von Diabetes wurden bestimmte Mäuse einmal täglich entweder mit löslichem Maus-RAGE (20 μg/Tag; intraperitoneal) oder mit äquimolaren Konzentrationen an Maus-Serumalbumin (40 μg/Tag; intraperitoneal) behandelt, beginnend zwei Wochen nach der Induktion von Diabetes und andauernd über sechs Wochen. Am Ende dieser Zeit wurden die Mäuse getötet und die Aorta einer quantitativen morphometrischen Analyse auf atherosklerotische Läsionen hin unterzogen.
Analyse der Lipoproteine. Mäuse lies man vier Stunden vor dem Gewinnen von Plasma zur Analyse von Lipoproteinen fasten. Plasmakonzentrationen von Cholesterin und Triglycerin wurden unter Verwendung von im Handel erhältlichen Kits (Boehringer Mannheim gemessen. VLDL (Lipoproteine mit sehr niedriger Dichte), IDL (Lipoproteine mit mittlerer Dichte), LDL (Lipoproteine mit niedriger Dichte) und HDL (Lipoproteine mit hoher dichte) wurden sowohl durch Dichte-Ultrazentrifugation als auch durch FPLC getrennt.
ERGEBNISSE
Nach Behandlung mit Streptozotocin (stz), betrug die mittlere Plasmaglucose-Konzentration ungefähr 350–500 mg/dl im Vergleich zu 130–160 mg/dl bei der Kontrollgruppe.
In Übereinstimmung mit früheren Studien bei Apo-E(0)-Mäusen (Plump et al., 1992), wurden fettige, streifige Läsionen sowohl bei diabetischen wie auch bei Kontrollmäusen bei den frühen Zeitpunkten (4 Wochen) gefunden. Die Läsionen erschienen zuerst an der Aortawurzel und an der kleineren Krümmung des Aortenbogens, mit Fortschreiten zu jedem der Hauptzweige der Thoraxaorta, proximal beginnend. Zu jedem Zeitpunkt waren die Läsionen bei den Mäusen mit Diabetes im Vergleich zu den Kontrollmäusen kontinuierlich größer in der Ausdehnung und extensiver. Nach zehn Wochen Diabetes zeigten Mäuse beispielsweise diskrete Läsionen an jeder der Thorax-Abzweigungspunkte, mit nahezu vollständigem Verschluss der Gefäße (1B). Dies stand im deutlichen Kontrast zu den gleichaltrigen, mit Citrat behandelten Kontrollmäusen, bei denen nur leicht fettige Streifen, hauptsächlich an der Aortawurzel visualisiert wurden (1A).
Quantitative Analyse der Läsionen ergab, dass nach acht Wochen Diabetes die durchschnittliche Läsionsfläche bei den Mäusen mit Diabetes etwa 3,7-fach höher war als bei den nichtdiabetischen Kontrollmäusen. Visualisierung mit Ölrot O/Hematoxylin hellgrün wies fortgeschrittene atherosklerotische Läsionen nach mit Anzeichen von fasriger Kappenbildung nach 8 Wochen Diabetes. Ein ähnliches Experiment ergab eine ungefähr 3-fache Zunahme an durchschnittlicher Läsionsfläche nach 6 Wochen Diabetes.
Lipidprofil-Analyse zeigte an, dass Induktion von Diabetes zu einem etwa 2-fachen Anstieg der VLDL-Spiegel, einem etwa 1,4-fachen Anstieg bei den LDL-Spiegeln und keiner Veränderung der HDL-Spiegel führte, im Vergleich zu mit Citrat behandelten Kontrollmäusen. Es gab keine Unterschied bei den Plasmatriglycerin-Spiegeln zwischen diabetischen und nichtdiabetischen Mäusen.
In Übereinstimmung mit der hier präsentierten Hypothese, das verstärkte AGE-RAGE-Interaktion wichtig war für die Pathogenese von beschleunigter Atherosklerose bei Mäusen mit Diabetes, führte die Behandlung von Mäusen mit Diabetes mit sRAGE (20 μg/Tag; intraperitoneal) zu einer etwa 1,8-fachen Abnahme der durchschnittlichen Läsionsfläche im Vergleich zu diabetischen Mäusen, die mit Maus-Serumalbumin behandelt worden waren, 150,046 ± 18,549 im Vergleich zu 271,008 ± 16,721 μm², p < 0,02 (2). Visuelle Betrachtung des Aortabaums einer typischen Maus mit Diabetes nach 8 Wochen Diabetes, die mit Maus-Serumalbumin behandelt worden war, zeigte Anzeichen von extensiven atherosklerotischen Plaques an den größeren Abzweigungspunkten und dem Aortenbogen (3A), die bei diabetischen, mit sRAGE behandelten Mäusen deutlich verringert waren (3B). Wichtig ist, dass mit sRAGE behandelte Mäuse keine Veränderung bei Ihren Plasmaglucose-Spiegeln zeigten. Des weiteren manifestierten sich bei mit sRAGE behandelten Mäusen keine Unterschiede im Lipidprofil (Gesamtcholesterin, Gesamttriglycerin und Fraktionierung von Lipoproteinen durch FPLC-Analyse) im Vergleich zu Mäusen mit Diabetes, die mit Maus-Serumalbumin behandelt wurden. Diese Daten legen nahe, dass die Behandlung mit sRAGE beschleunigte diabetische Atherosklerose in einer Glucose- und Lipid-unabhängigen Weise verringerte.
DISKUSSION
Wie detailliert hier angegeben, wurde die Entwicklung von einer der ersten Modelle für beschleunigte Atherosklerose bei einer Maus mit Diabetes nach Behandlung mit Streptozotocin nachgewiesen. Frühere und fortgeschrittenere atherosklerotische Läsionen wurden bei Mäusen mit Diabetes im Vergleich zu gleichaltrigen Kontrollmäusen nachgewiesen.
Eine wichtige Rolle für verstärkte AGE-RAGE-Interaktion bei der Entwicklung von beschleunigter diabetischer Atherosklerose, Behandlung von Mäusen mit Diabetes mit RRAGE, einem kompetitiven Inhibitor der Interaktion von AGEs mit zellulärem RAGE, führte zu eine statistisch signifikanten Abnahme der durchschnittlichen atherosklerotischen Läsionsfläche nach 8 Wochen Diabetes.
Zusammengenommen zeigen diese Daten, dass die Verabreichung von löslichem RAGE ein neues und wichtiges Mittel sein kann, durch das chronische Komplikationen von Diabetes, wie beispielsweise beschleunigte Atherosklerose, verhindert werden kann.
Beispiel 2: Ein Modell beschleunigter Atherosklerose in Mäusen mit Diabetes die menschliches Apo-B überexprimieren: Suprimierung durch löslichen Rezeptor für Endprodukte fortgeschritener Glykosylierung
Lipid-unabhängige Mechanismen tragen zur beschleunigten kardiovaskulären Erkrankung bei Diabetes (D) bei. Bei persistenter Hyperglykämie bilden nicht-enzymatische Glykosylierung/Oxidation von Proteinen/Lipiden irreversibel Endprodukte fortgeschrittener Glykosylierung (AGE) aus, die in D-PlasmalGewebe akkumulieren und mit bestimmten zellulären Rezeptoren interagieren, wie beispielsweise RAGE, und lösen vaskuläre Zellstörungen aus. In vitro bindet löslicher RAGE (sRAGE), das extrazelluläre zwei-drittel von RAGE, AGEs und blockiert ihre Fähigkeit, mit zellulärem RAGE zu interagieren und ihn zu aktivieren. Wir machten weibliche Mäuse, die menschliches Apo-B überexprimieren, mit Streptozotocin diabetisch; D und Kontroll (C)-Mäuse wurden mit normalem Futter über 6 Wochen gefüttert. Bestimmte D-Mäuse wurden einmal täglich mit sRAGE (20 μg/Tag, intraperitoneal) oder Maus-Serumalbumin (MSA, 40 μg/Tag) behandelt. Nach 6 Wochen ergab morphometrische Analyse eine 26-fache Vergrößerung bei der durchschnittlichen Läsionsfläche (MLA) bei D-im Vergleich zu C-Mäusen (919 ± 38 im Vergleich zu 35 ± 15 μm²; p < 0,0005). Die Spiegel an Cholesterin (TC) (113 ± 25 im Vergleich zu 73 ± 19 mg/dl; p = 0,08), Triglyerin (TG) (102 ± 21 im Vergleich zu 79 ± 7 mg/dl; p = 0,33) und Apo-B (62 ± 7 im Vergleich zu 70 ± 5 mg/dl; p = 0,39) war bei D-Mäusen im Vergleich zu C-Mäusen nicht unterschiedlich. FPLC-Analyse ergab identische Lipidprofile. MLA verringerte sich 8-fach bei mit _RRAGE behandelten Mäusen im Vergleich zu MSA (124 ± 18 im Vergleich zu 993 ± 48 μm²; p < 0,0005) bei nicht sig nifikantem Unterschied bei den TC-Spiegeln (102 ± 5 im Vergleich zu 106 ± 7 mg/dl; p = 0,65), TG-Spiegeln (122 ± 8 im Vergleich zu 112 ± 9 mg/dl; p = 0,46) oder Apo-B-Spiegeln (61 ± 2 im Vergleich zu 63 ± 3 mg/dl; p = 0,66) bei mit sRAGE behandelten Mäusen im Vergleich zu mit MSA behandelten Mäusen; FPLC-Profile waren identisch. Hyperglykämie (HbA1c) war in beiden Gruppen persistent. Somit könnten diabetische Mäuse, die menschliches Apo-B überexprimieren, ein ideales Modell sein, mit dem man den Beitrag von Lipidunabhängigen Mechanismen, die beschleunigter diabetischer Atherosklerose zugrunde liegen, analysieren kann. Diese Daten identifizieren AGE-RAGE-Interaktion als ein neues Ziel für das Designen von therapeutischen Mitteln zum Verhindern von diabetischer Vaskulopathie.
Somit unterdrückt sRAGE die Entwicklung von beschleunigter atherosklerotischer Läsion in Mäusen mit Diabetes, die das menschliche Apolipoprotein-B-Gen überexprimieren. Dieses Maus-Modellsystem ist verwendbar für das Testen von möglichen Verbindungen zur Behandlung diabetischer mikrovaskulärer Erkrankung. Eine Ausführungsform dieser Erfindung ist ein Verfahren zum Identifizieren einer Verbindung, die diabetische mikrovaskuläre Erkrankung in einem Individuum verbessert, das das Verabreichen der Verbindung an ein Individuum (z. B. dieses Maus-Modell) umfasst und Vergleichen des Ausmaßes der Entwicklung an beschleunigter atherosklerotischer Läsion in jener Maus mit dem Ausmaß an Läsionsentwicklung bei einer Maus, der die Verbindung nicht verabreicht wurde, wobei eine Abnahme der Entwicklung von Läsion in der ersten Maus anzeigen würde, dass die Verbindung für die Verbesserung diabetischer mikrovaskulärer Erkrankung verwendbar wäre.
BEISPIEL 3 – Aufrechterhaltung von vaskulärer Strukturintegrität bei LDL-Rezeptor-Null-Mäusen mit Diabetes die mit löslichem Rezeptor für AGE (sRAGE) behandelt wurden
Vaskuläre strukturelle Integrität (VSI) ist bei Diabetes verringert; vermutlich als ein Ergebnis von Rezeptor-unabhängigen Mechanismen (wie beispielsweise verstärkte Bildung und Vernetzung von Endprodukten fortgeschrittener Glykosylierung, Produkte nicht-enzymatischer Glykoxidation von Proteinen) und Mechanismen, die abhängig sind von Wechselwirkungen mit spezifischen Rezeptoren. Der am besten untersuchte Rezeptor für AGE (RAGE) interagiert mit AGE-Strukturen, die zur vaskulären Hyperpermeabilität führen, verstärkter endothelialer (EC) Expression von Adhäsionsmolekülen und Makrophagen (MP)-Attraktion und -Aktivierung mit Produktion von Cytokinen, wie beispielsweise TNF-α und IL-1β. LDLR- Null (LDLR 0)-Mäuse wurden mit Streptozotocin diabetisch gemacht. Um die Rolle dieser Interaktion bei der diabetischen vaskulären Herzerkrankung zu untersuchen, wurden diabetische LDLR 0-Mäuse entweder mit löslichem RAGE (sRAGE; das extrazelluläre zweidrittel von RAGE, das AGEs bindet und mit ihrer Fähigkeit interferiert, mit zellulärem RAGE zu interagieren und ihn zu aktivieren) oder äquimolaren Konzentrationen an Vehikel, Maus-Serumalbumin (MSA) behandelt. Zugfestigkeit (TS) der Aorta wurde als ein Indikator von VSI gemessen. Nach sechs Wochen täglicher Verabreichung von sRAGE (20 μg/Tag) betrug TS der Aorta 101 ± 6,9 Newton (N) (Durchschnitt ± SEM) im Vergleich zu 40 ± 7,3 N bei LDLR 0-Mäusen mit Diabetes, die mit MSA behandelt worden waren (p = 0,004) (2,53-fach). Die TS von LDLR 0-Kontrollmäusen war 91 ± 13 N; es gab keinen signifikanten Unterschied zwischen sRAGE- und Kontrollmäusen (p = 0.57). Es gab einen signifikanten Unterschied zwischen der TS von Kontroll- und diabetischer LDLR 0-Aorten (p = 0,02). Zymographie von Aortenextrakten ergab eine erhöhte Gelatinase-Aktivität bei Mäusen mit Diabetes, die mit MSA behandelt wurden, im Vergleich zu mit sRAGE behandelten Mäusen (1,6-fach). Zusammengefasst legen diese Daten nahe, das multiple Mechanismen, wie beispielsweise die Ausbildung von AGEs und Rezeptor-vermittelte gewebe-zerstörende inflammatorische Prozesse, wirken, um die vaskuläre Struktur und Integrität bei Diabetes zu verringern. Die positiven Wirkungen von sRAGE zeigen eine Mitwirkung der AGE-RAGE-Interaktion bei diesem Prozess an und identifizieren RAGE als ein wichtiges therapeutisches Ziel diabetischer vaskulärer Herzerkrankung.
Beispiel 4 – Suprimierung von beschleunigter Atherosklerose bei LDL-Rezeptor-Null-Mäusen mit Diabetes durch löslichen Rezeptor für AGE (sRAGE)
Wir haben früher gezeigt, dass LDL-Rezeptor-Null (LDLR 0)-Mäuse, die mit Streptozotocin (stz) diabetisch gemacht worden waren, verstärkte vaskuläre Läsionsentwicklung nach sechs Wochen normaler Ernährung im Vergleich zu nicht-diabetischen Kontroll-LDLR 0 zeigten. Eine Analyse des Lipidgehalts ergab keine signifikanten Unterschiede in Bezug auf Höhe oder Profil von Plasmacholesterin oder Triglycerid, was die Beteiligung von Lipid-unabhängien Mechanismen nahe legt. Um eine mögliche Rolle durch die Wechselwirkung von Endprodukten fortgeschrittener Glykosylierung (AGEs) mit ihrem zellulären Rezeptor RAGE zu beschreiben, behandelten wir diabetische LDLR 0 Mäuse entweder mit löslichem RAGE (sRAGE) oder äquimolaren Konzentrationen an Maus-Serumalbumin (MSA), beides mittels intraperitonealer Verabreichung, einmal täglich. Nach sechs Wochen täglicher Behandlung mit normalem Futter, betrug die durchschnittliche atherosklerotische Läsionsfläche (MALA) 8803 ± 287 μm² bei den mit MSA behandelten Mäusen. Im Gegensatz dazu betrug MALA bei den mit 20 μg sRAGE behandelten Mäusen 2412 ± 184 μm² (p < 0,0001 im Vergleich mit MSA), 1312 ± 73 μm² bei Mäusen, die mit sRAGE (40 μg) behandelt worden waren (p < 0,0001 im Vergleich mit MSA). Es wurden keine signifikanten Unterschiede bei den Lipiden zwischen der sRAGE- (20 μg) und der MSA-Gruppe festgestellt (Cholesterin: sRAGE – 216 ± 19 mg/dl und MSA – 220 ± 20 mg/dl (p = 0,53)), (Triglycerid: sRAGE – 81 ± 7 mg/dl und MSA – 77 ± 8 mg/dl (p = 0,3)). Mit FPLC wurden keine Unterschiede beim Lipidprofil festgestellt. Beim Tod betrugen die mittleren Spiegel an glykosyliertem Hämoglobin 9,69 ± 9 bzw. 9,23 ± 7 bei den mit MSA bzw. mit sRAGE (20 μg) behandelten Mäusen; p = 0,3. Zusammengefasst legen diese Daten nahe, dass die Wechselwirkung von AGEs mit zellulärem RAGE eine wichtige Komponente bei der Entwicklung von beschleunigter vaskulärer Läsion bei LDLR 0-Mäusen mit Diabetes ist, und identifizieren diese Wechselwirkung als ein geeignetes Ziel für die Verhinderung von diabetischer vaskulärer Herzerkrankung.
LITERATURSTELLEN
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Claims

Verwendung eines Polypeptids, das ein löslicher Rezeptor für das Endprodukt fortgeschrittener Glykosylierung (sRAGE) ist, für die Herstellung eines Medikaments zur Verhinderung von beschleunigter Atherosklerose in einem Individuum, das die Veranlagung dazu hat, durch Verabreichung einer wirksamen Menge des Polypeptids an das Individuum.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Individuum ein Säuger ist.
Verwendung nach Anspruch 2, wobei der Säuger ein Mensch ist.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Individuum ein Individuum mit Diabetes ist.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Individuum an einem Apolipoproteinmangel leidet.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Individuum an Hyperlipidämie leidet.
Verwendung nach Anspruch 6, wobei es sich bei der Hyperlipidämie um Hypercholesterinämie oder Hypertriglyceridämie handelt.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Individuum eine Glucosestoffwechselerkrankung hat.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Individuum ein Individuum mit Adipositas ist.
Verwendung eines Polypeptids, das ein löslicher extrazellulärer Teil von RAGE ist, wobei der Teil spezifisch an ein Amyloid-β-Peptid binden kann, für die Herstellung eines Medikaments zur Verhinderung von beschleunigter Atherosklerose in einem Indi viduum, das die Veranlagung dazu hat, durch die Verabreichung einer wirksamen Menge des Polypeptids an das Individuum.
Verwendung nach Anspruch 10, wobei das Polypeptid eine V-Domäne eines natürlich auftretenden löslichen Rezeptors für das Endprodukt fortgeschrittener Glykosylierung (sRAGE) umfasst.
Verwendung nach Anspruch 10, wobei das Polypeptid eine 10 Kilodalton große Domäne eines natürlich auftretenden löslichen Rezeptors für das Endprodukt fortgeschrittener Glykosylierung (sRAGE) umfasst.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 10, wobei das Polypeptid ein Peptidomimetikum, ein synthetisches Polypeptid oder ein Polypeptidanalogon ist.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 10, wobei dem Individuum während der Verabreichung des Polypeptids ein pharmazeutisch verträglicher Träger verabreicht werden soll.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 10, wobei die Verabreichung die intraläsionale, intraperitoneale, intramuskuläre oder intravenöse Injektion; Infusion; Liposomen vermittelte Gabe; oder die topische, nasale, orale, okuläre Gabe oder die Gabe über das Ohr umfasst.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 10, wobei das Medikament stündlich, täglich, wöchentlich, monatlich, jährlich oder als einmalige Gabe verabreicht werden soll.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 10, wobei die wirksame Menge des Polypeptids von etwa 0,001 mg/kg Körpergewicht bis etwa 50 mg/kg Körpergewicht umfasst.
Verwendung eines Polypeptids, das ein löslicher Rezeptor für das Endprodukt fortgeschrittener Glykosylierung (sRAGE) ist, für die Herstellung eines Medikaments zur Verhinderung einer makrovaskulären Erkrankung in einem Individuum, das die Veranlagung dazu hat, durch Verabreichung einer wirksamen Menge des Polypeptids an das Individuum.
Verwendung nach Anspruch 18, wobei das Individuum ein Mensch ist.
Verwendung nach Anspruch 18, wobei das Individuum ein Individuum mit Diabetes ist.
Verwendung nach Anspruch 18, wobei das Individuum an Apolipoproteinmangel leidet.
Verwendung nach Anspruch 18, wobei das Individuum an Hyperlipidämie leidet.
Verwendung nach Anspruch 22, wobei es sich bei der Hyperlipidämie um Hypercholesterinämie oder Hypertriglyceridämie handelt.
Verwendung nach Anspruch 18, wobei das Individuum eine Glucosestoffwechselerkrankung hat.
Verwendung nach Anspruch 18, wobei das Individuum ein Individuum mit Adipositas ist.
Verwendung eines Polypeptids, das ein löslicher extrazellulärer Teil von RAGE ist, wobei der Teil spezifisch an ein Amyloid-β-Peptid binden kann, für die Herstellung eines Medikaments zur Verhinderung einer makrovaskulären Erkrankung in einem Individuum, das die Veranlagung dazu hat, durch Verabreichung einer wirksamen Menge des Polypeptids an das Individuum.
Verwendung nach Anspruch 26, wobei das Polypeptid eine V-Domäne eines natürlich vorkommenden löslichen Rezeptors für das Endprodukt fortgeschrittener Glykosylierung (sRAGE) umfasst.
Verwendung nach Anspruch 26, wobei das Polypeptid eine 10 Kilodalton große Domäne eines natürlich vorkommenden löslichen Rezeptors für das Endprodukt fortgeschrittener Glykosylierung (sRAGE) umfasst.
Verwendung nach Anspruch 18 oder 26, wobei das Polypeptid ein Peptidomimetikum, ein synthetisches Polypeptid oder ein Polypeptidanalogon ist.
Verwendung nach Anspruch 18 oder 26, weiterhin umfassend die Verabreichung eines pharmazeutisch verträglichen Trägers an das Individuum während der Verabreichung des Polypeptids.
Verwendung nach Anspruch 18 oder 26, wobei die Verabreichung intraläsionale, intraperitoneale, intramuskuläre oder intravenöse Injektion; Infusion; Liposomen vermittelte Gabe; oder die topische, nasale, orale, okuläre Gabe oder die Gabe über das Ohr umfasst.
Verwendung nach Anspruch 18 oder 26, wobei das Polypeptid stündlich, täglich, wöchentlich, monatlich, jährlich oder als einmalige Gabe verabreicht werden soll.
Verwendung nach Anspruch 18 oder 26, wobei die wirksame Menge des Polypeptids von etwa 0,001 mg/kg Körpergewicht bis etwa 50 mg/kg Körpergewicht umfasst.