DE69820867T2

DE69820867T2 - Lichtbilderzeugungskontrastmitteln

Info

Publication number: DE69820867T2
Application number: DE1998620867
Authority: DE
Inventors: Allen Robert SNOW; Mark Paul HENRICHS; Joseph Daniel DELECKI; William A. Sanderson; Vinay Chandrakant Desai; Edward Bacon; Kenneth R. Hollister; Paul Eric HOHENSCHUH
Original assignee: Amersham Health AS
Current assignee: GE Healthcare AS
Priority date: 1997-04-29
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2018-04-29
Also published as: EP0979103B1; ATE257014T1; JP4699575B2; WO1998048838A8; WO1998048838A1; AU7221398A; AU7221298A; EP0979103A1; WO1998048845A1; US6350431B1; JP2002504894A; ES2213899T3; DE69820867D1

Description

Diese Erfindung betrifft Verbindungen, die als Kontrastmittel in Lichtbilderzeugungsverfahren nützlich sind, insbesondere Verbindungen, enthaltend eine Vielzahl von Chromophoren sowie eine oder mehrere hydrophile Polyalkylenoxid (PAO)-Einheiten.
Die Verwendung von Materialien (Kontrastmitteln), die den Bildkontrast erhöhen, in diagnostischen Bilderzeugungsverfahren ist hinreichend etabliert.
In Lichtbilderzeugungsverfahren dienen die Kontrastmittel im allgemeinen als Lichtstreuungsmittel oder als Lichtabsorptionsmittel oder -emitter. Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit Kontrastmitteln, welche Chromophoren enthalten und folglich Licht absorbieren oder emittieren.
So wie in dieser Anmeldung verwendet, verweist "Lichtbilderzeugung" auf diagnostische Verfahren, die eine Abbildung des Inneren des Körpers oder der Oberfläche des Körpers durch einen Prozeß ergeben, der die Ausbreitung durch oder die Reflektion durch den Körper von elektromagnetischer Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 300 bis 1.300 nm beinhaltet. Die sich ausbreitende elektromagnetische Strahlung kann entweder aus der Bestrahlung des Körpers oder eines Teils des Körpers mit Licht in dem angegebenen Wellenlängenbereich oder durch die Erzeugung von Licht innerhalb des Wellenlängenbereichs in dem Körper oder auf der Oberfläche des Körpers durch Prozesse wie Biolumineszenz, Sonolumineszenz oder Fluoreszenz resultieren.
Das sich ausbreitende Licht kann direkt mit Sensoren auf der Oberfläche oder innerhalb des Körpers oder indirekt nach der Erzeugung aus dem Licht einer anderen Energieform, wie Schall, Ultraschall, Wärme oder elektromagnetische Strahlung, außerhalb des Wellenlängenbereichs von 300 bis 1.300 nm nachgewiesen werden. Ein Sensor ist eine Vorrichtung, welche das nachgewiesene Licht-, Schall-, Ultraschall- oder Wärmesignal oder eine andere Signalform in eine registrierbare Form wie elektrischen Strom umwandelt. Ein Beispiel für einen Lichtsensor ist ein Photomultiplier. Ein Sensor für Licht kann auch aus einem Glasfaserkabel bestehen, das von der Nachweisstelle zu einem Photomultiplier leitet. In einer einfachen Ausführungsform der Lichtbilderzeugung besteht der Sensor aus dem menschlichen Auge.
Mit Chromophor ist eine Gruppe in einer Zusammensetzung eines Stoffes gemeint, z. B. eine organische oder anorganische Gruppe, welche Licht absorbiert und/oder emittiert. Der Begriff schließt folglich Fluorophore, welche fluoreszierend sind, sowie phosphoreszierende Gruppen ein. Im allgemeinen enthalten Chromophore ein komplexiertes Metallion oder ein ausgedehntes delokalisiertes Elektronensystem. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung befaßt sich besonders mit dem letzteren Typ. Eine Verbindung, welche ein Chromophor enthält, wird zuweilen hierin als ein Chromophor bezeichnet.
Mit Licht ist eine elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen von 300–1.300 nm gemeint. Chromophore mit Absorptions- und/oder Emissionsmaxima im sichtbaren Bereich bis zum fernen Infrarotbereich sind für die Erfindung besonders relevant.
Obwohl bestimmte kleine, organische, Chromophor-enthaltende Moleküle, wie Indocyaningrün, als Kontrastmittel in Lichtbilderzeugungsverfahren verwendet worden sind, ist ihr Nutzen begrenzt, da sie verhältnismäßig schnell aus dem Blutstrom abtransportiert werden und daher ein relativ kurzes oder enges Abbildungsfenster vorsehen.
Ein Gegenstand der Erfindung ist folglich die Bereitstellung von Lichtbilderzeugungskontrastmitteln, welche für den Anwender ein längeres Abbildungsfenster vorsehen und somit zum Beispiel für Studien des Blutflusses, der Perfusion eines Ergusses und der Gefäßbildung an Stellen von Interesse geeignet sind.
So sieht die Erfindung unter einem Aspekt ein physiologisch tolerierbares, wasserlösliches Lichtbilderzeugungskontrastmittel vor, umfassend Einheiten der Formel I
worin
jedes L₁ eine Gruppe ist, unabhängig gewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer organischen Linkereinheit und einer chemischen Bindung;
jedes X unabhängig gewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus O, N-R₁, S, Se, Te, CH=CH und (CH₃)₂C;
jedes R₁ unabhängig gewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einer Methylgruppe, einer Ethylgruppe und einer C_3-16-Alkylgruppe, wahlweise enthaltend ein oder mehrere Heteroatome, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus O, N und S, wobei die Heteroatome voneinander durch mindestens 2 Kohlenstoffatome getrennt sind, und wobei Ethyl- und Alkylgruppen wahlweise eine oder mehrere hydrophile funktionelle Gruppen enthalten, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxylgruppen, Carboxylgruppen, Sulfonatgruppen, Sulfatgruppen, Phosphatgruppen, Phosphonatgruppen, Aminogruppen und Aminosäuregruppen;
Beispiele für hydrophile Gruppen an den R₁-Gruppen C_5-10-Kohlenhydratgruppen, Carboxylatgruppen und C_2-10-Oxycarbonylalkylgruppen, Dihydroxypropylgruppen und dergleichen einschließen;
jedes Z, von dem mindestens eines vorhanden ist, unabhängig gewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus H, einer Methylgruppe, einer Ethylgruppe, wie oben definiert, einer C_3-16-Alkylgruppe, wie oben definiert, einer C_1-16-Alkoxylgruppen, deren Alkylanteil wie oben definiert ist, einer C_1-16-Carboxyalkylgruppe, einer C_1-16-Oxycarbonylalkylgruppe, einer Sulfonatgruppe, einer Hydroxylgruppe, einer Phosphatgruppe, einer C_1-16-Sulfonamidoalkylgruppe, einer Phenyl-C_1-16-alkylgruppe, einer Phenoxy-C_1-16-alkylgruppe, einer C_1-16-Phenyloxyalkylgruppe, einer Oxyphenoxy-C_1-16-alkylgruppe, deren Alkylanteile jeweils wie oben definiert sind, oder einem ringförmigen aromatischen Ring, der einen Benz[e]-aromatischen Ring, einen Benz[f]-aromatischen Ring oder einen Benz[g]-aromatischen Ring umfaßt, worin e, f und g relativ zu der Indolstruktur als eine reaktionsdirigierende Matrix definiert sind, und von denen jeder durch C_1-16-Alkyl-, C_1-16-Alkoxyl-, Carboxyl-, Sulfonat-, Sulfonamido-, Phenyl- oder Phenoxylgruppen, wie oben definiert, substituiert sein kann;
jedes R₂ unabhängig gewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus H, C_1-16-Alkyl, wie oben definiert, oder zwei R₂-Gruppen, welche zusammen mit den drei dazwischenliegenden Kohlenstoffen einen 5- oder 6-gliedrigen carbocyclischen Ring bilden, welcher wahlweise ein Ringheteroatom enthält, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus O, N-R₁ und S;
m eine ganze Zahl bis zu 1200 ist, vorzugsweise 5 bis 1200, mehr bevorzugt 50 bis 1000; und
jedes p unabhängig 0 oder 1 ist, wenn L₁ eine organische Linkereinheit ist.
Die Erfindung betrifft die Verwendung bei einem Verfahren zur Behandlung des menschlichen oder tierischen (z. B. Säuger, Vogel oder Reptil) Körpers, um tumorartiges Gewebe daraus zu entfernen; wobei eine wirksame Menge einer Lichtbilderzeugungs-Kontrastmittelverbindung an den Körper verabreicht und in tumorartigem Gewebe oder Zellen darin sich anreichern gelassen wird, und wobei das tumorartige Gewebe oder die Zellen, worin sich die Verbindung angereichert hat, in situ entfernt oder zerstört wird bzw. werden.
Verfahren zum Entfernen von erkranktem Gewebe oder erkrankten Zellen, wie Tumore, schließen die operative Entfernung als eine bevorzugte Methode ein. Die operative Entfernung schließt, aber ist nicht begrenzt auf, Techniken wie Endoskopie und Laproskopie assistierte Chirurgie, Laser assistierte Chirurgie, Mikrochirurgie, operative Entfernung mit einem chirurgischen Hobel, PDT-, SDT- und kryogene Methoden wie Kältechirurgie, chemische Zerstörung/Chirurgie (Applikation von Ätzmitteln) ein. Weitere Methoden schließen, aber sind nicht begrenzt auf, die Photodynamik-Therapie (PDT), Mikrowellen-Therapie, Laserablationstherapie, Hyperthermie-Therapie, Strahlungstherapie mit Röntgenstrahlen, Strahlungstherapie mit Radioisotopen, Sonodynamik-Therapie (SDT) und Kombinationen hiervon ein.
Unter einem weiteren Aspekt sieht die Erfindung die Verwendung eines physiologisch tolerierbaren, wasserlöslichen Lichtbilderzeugungskontrastmittels, wie oben definiert, für die Herstellung eines Arzneimittels zur Verwendung bei einem Verfahren zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers vor, um erkranktes Gewebe oder Zellen daraus zu entfernen oder um erkranktes Gewebe oder Zellen darin zu zerstören.
Unter einem noch anderen Aspekt sieht die Erfindung ein Verfahren zur Abbildung des menschlichen oder tierischen (z. B. Säuger, Vogel oder Reptil) Körpers, vorzugsweise eines lebenden Körpers, vor, wobei durch eine Lichtbilderzeugungsmodalität ein Bild mindestens eines Teils des Körpers erzeugt wird, welchem ein Lichtbilderzeugungskontrastmittel, wie oben definiert, vorausgehend verabreicht worden ist und zu welchem das Mittel sich verteilt, und wobei die Modalität konfokale Rasterlasermikroskopie (CSLM), optische Kohärenztomographie (OCT), photoakustische, akusto-optische, diffuse Wellen-, endoskopische Techniken, Multiphon-Anregungsmikroskopie, visuelle Beobachtung oder zeitaufgelöste Abbildungstechnik ist. So wie hierin verwendet, ist "Mikroskopie" ein optisches Verfahren mit einer Auflösung zwischen 1 mm und 0,1 Mikron.
Insbesondere sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Abbildung der Klavikulardrüse unter Verwendung eines Lichtbilderzeugungskontrastmittels, wie hierin beschrieben, vor. Die Abbildung der Klavikulardrüse ist von besonderer Wichtigkeit, da dieser Lymphknoten zu der Tumorstelle am nächsten zu finden ist.
Unter einem noch weiteren Aspekt sieht die Erfindung auch die Verwendung eines physiologisch tolerierbaren, Chromophor-enthaltenden Materials, wie hierin beschrieben, für die Herstellung eines Kontrastmediums zur Verwendung bei einem Verfahren zur Diagnose eines menschlichen oder tierischen (z. B. Säuger, Vogel oder Reptil) Körpers vor, welches die Erzeugung eines Bildes durch eine Technik, wie oben beschrieben, eines Teils des Körpers, zu welchem das Material sich verteilt, einschließt.
Unter einem noch anderen Aspekt sieht die Erfindung eine pharmazeutische Zusammensetzung vor, umfassend ein physiologisch tolerierbares Lichtbilderzeugungskontrastmittel, wie oben definiert, zusammen mit mindestens einem physiologisch annehmbaren Träger oder Exzipienten, z. B. in einem sterilen, pyrogenfreien, wäßrigen Trägermedium.
Funktionelle Gruppen an Verbindungsgruppen können erzeugt werden, um mit Chromophor-funktionellen Gruppen in hinreichend bekannter Weise zu reagieren, wobei viele hiervon bei S. S. Wong, Chemistry of Protein Conjugation and Crosslinking, CRC Press, 1991, aufgeführt sind. Zum Beispiel kann eine Verbindungsgruppe, enthaltend eine oder mehr als eine Carbonsäuregruppe, wie zum Beispiel Bernsteinsäure, Polyacrylsäure, Phthalsäure oder Weinsäure, chelatbildende Gruppen wie DTPA, Stickstoff-blockierte Aminosäuren (wie die bei M. Bodanszky, Principles of Peptide Synthesis, Springer-Verlag, NY, 1984, beschriebenen) und PEG-Dicarbonsäuren, mit einer Chromophor-enthaltenden, primären Amingruppe in Gegenwart eines Carbodiimids, wie zum Beispiel Dicyclohexylcarbodiimid, behandelt werden, um eine Amidbindung zwischen dem Chromophor und der Verbindungsgruppe zu bilden. Chromophore, welche Isothiocyanatgruppen oder aktivierte Estergruppen oder Säurehalogenidgruppen oder Sulfonylchloridgruppen enthalten, können mit Verbindungsgruppen reagieren, welche ein oder mehr als ein Amin enthalten, wie zum Beispiel Polyethylenamin, PEG-Diamin, Tetronic-Tetramin, Pluronic-Diamin, Lysin, 1,4-Butandiamin, Melamin, Ethylendiamin, Polylysin, Aminocapronsäure und Carbonsäureblockierte Aminosäuren (wie die bei M. Bodanszky, Principles of Peptide Synthesis, Springer-Verlag, NY, 1984, beschriebenen), um Bindungen zwischen dem Chromophor und der Verbindungsgruppe zu bilden, wie Thioharnstoffbindungen und Amidbindungen zwischen dem Chromophor und der Verbindungsgruppe.
Beispiele für difunktionelle Chromophore schließen ein:
wobei das Oligomer zum Beispiel durch Umesterung unter Säurekatalyse mit HO-PEG-OH oder durch Amidbildung, zum Beispiel durch Amidierung der Estergruppe mit Aminogruppen in H₂N-PEG-NH₂ und HO-PEG-NH₂, gebildet wird.
wobei das Oligomer zum Beispiel durch Veresterung von Carbonsäuren unter Säurekatalyse mit HO-PEG-OH oder durch Amidbildung, zum Beispiel durch Amidierung von aktivierten N-Hydroxysuccinimidestergruppen mit Aminogruppen in H₂N-PEG-NH₂ und HO-PEG-NH₂, gebildet wird.
wobei das Oligomer zum Beispiel durch Dehydratation des vizinalen Diols unter sauren Dehydratationsbedingungen, gefolgt durch Veretherung eines mit HO-PEG-OH gebildeten Epoxids, oder durch Aminbildung, zum Beispiel der Epoxidgrupppen mit Aminogruppen in H₂N-PEG-NH₂ und HO-PEG-NH₂, gebildet wird.
Das Chromophor, das PAO oder die Verbindungsgruppe können an einen Zielvektor gebunden sein. Dieser Vektor weist Zellen oder Rezeptoren auf Zellen nach. Vorzugsweise weist der Zielvektor oder Ligand Zellen nach, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Myokardzellen, Endothelzellen, Tumorzellen und dem Glycoprotein GPIIb/IIIa-Rezeptor. Auch ist in bevorzugten Ausführungsformen der Zielvektor oder Ligand ein Zielvektor, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Proteinen, Peptiden, Sacchariden, Steroiden, Steroidanalogen, bioaktiven Mitteln und genetischem Material, wobei Proteine, Peptide und Saccharide mehr bevorzugt werden. Auch bevorzugt werden Zielvektoren, welche Regionen einer Arteriosklerose, insbesondere einen arteriosklerotischen Plaque, nachweisen.
Im Falle von Zielvektoren, welche Saccharidgruppen umfassen, schließen geeignete Saccharideinheiten zum Beispiel Monosaccharide, Disaccharide und Polysaccharide ein. Beispielhafte Monosaccharide können sechs Kohlenstoffatome besitzen, und diese Saccharide schließen Allose, Altrose, Glucose, Mannose, Gulose, Idose, Galactose, Talose, Fructose, Psicose, Comatose und Tagatose ein. Fünf Kohlenstoffeinheiten schließen Ribose, Arabinose, Xylose, Lyxose, Ribulose und Xylulose ein. Saccharide mit vier Kohlenstoffen schließen Erythrose, Threose und Erythrulose ein. Disaccharide schließen Sucrose, Lactose, Maltose, Isomaltose und Cellobiose ein.
Bevorzugte Vektoren sind solche, welche das Myokard zielgerecht angehen, und solche, welche Krebszellen nachweisen.
In einer anderen Ausführungsform umfassen die Komponenten dieser Erfindung einen Zielvektor V, gebunden an das PAO, das Chromophor oder den Linker oder an zwei oder mehrere hiervon, z. B. über eine Bindung oder eine weitere Verbindungsgruppe, L*, wobei L* der Rest eines Verbindungsmittels ist.
Der Begriff "Rest" wird hierin im Zusammenhang mit einer chemischen Einheit verwendet. Diese chemische Einheit umfaßt zum Beispiel einen Vektor oder ein Chromophor oder ein PAO oder eine Verbindungsgruppe, etc. Der Vektor kann zum Beispiel eine einen Rezeptor erkennende Gruppe oder ein immunreaktives Material oder ein immunreaktives Protein oder ein Antikörper oder ein Antikörperfragment oder ein Protein oder ein Peptid oder ein kleines organisches Molekül sein. Der Begriff "Rest" ist definiert als der Teil der chemischen Einheit, welcher ausschließlich zurückbleibt, wenn eine oder mehrere chemische Bindungen, aus welchen die chemische Einheit sonst besteht, wenn als eine unabhängige chemische Einheit betrachtet, verändert, modifiziert oder ersetzt werden, um eine oder mehrere kovalente Bindungen zu einer oder mehreren anderen chemischen Einheiten zu umfassen. Folglich besteht zum Beispiel in einer Ausführungsform der Rest eines Chromophors aus einem Chromophor, welches durch Bindung an den Rest einer anderen chemischen Einheit, wie zum Beispiel den Rest einer Verbindungsgruppe, mindestens monovalent modifiziert ist.
So wie hierin verwendet, verweisen die Begriffe "Rezeptor" und "Antigen" auf eine chemische Gruppe in einem Molekül, welche eine Wirkstelle in dem Molekül umfaßt, oder auf eine Gruppierung von chemischen Gruppen in einem Molekül, welche eine oder mehrere Wirkstellen in dem Molekül umfassen, oder auf ein Molekül, bestehend aus einer oder mehreren chemischen Gruppen oder aus einer oder mehreren Gruppierungen von chemischen Gruppen, wobei die Gruppe oder die Gruppen oder die Gruppierung von Gruppen eine oder mehrere Wirkstellen in dem Molekül umfassen. Eine "Wirkstelle" eines Rezeptors besitzt die spezifische Fähigkeit, an einen Vektor zu binden, oder besitzt eine Affinität für die Bindung an einen Vektor. Im Hinblick auf die Verwendung mit dem Begriff "Rezeptor" oder mit dem Begriff "Wirkstelle in einem Rezeptor" verweist der Begriff "Vektor" oder "Ligand", so wie hierin verwendet, auf ein Molekül, bestehend aus einer spezifischen chemischen Gruppe oder einer spezifischen Gruppierung von chemischen Gruppen (eine einen Rezeptor erkennende Gruppe), wobei das Molekül, die Gruppe oder die Gruppierung von Gruppen zu einem Rezeptor komplementär ist oder eine spezifische Affinität für die Bindung an einen Rezeptor, insbesondere an eine Wirkstelle in einem Rezeptor, besitzt. Beispiele schließen Zelloberflächenantigene, Zelloberflächen- und intrazelluläre Rezeptoren, welche Hormone binden, und Zelloberflächen- und intrazelluläre Rezeptoren, welche Arzneistoffe binden, ein. Die Stellen einer spezifischen Assoziation oder spezifischen Bindung von Hormonen an die Zellrezeptoren und einer spezifischen Bindung von Arzneistoffen an Zellrezeptoren sind Beispiele für Wirkstellen der Rezeptoren, und die Hormone oder Arzneistoffe, Agonisten und Antagonisten, welche an Rezeptoren binden, sind Beispiele von Vektoren für die jeweiligen Rezeptoren.
Die Vektorgruppe, V, kann aus einer großen Vielzahl von natürlich vorkommenden oder synthetisch hergestellten Materialien gewählt sein, einschließlich, aber nicht begrenzt auf, Enzymen, Aminosäuren, Peptiden, Polypeptiden, Proteinen, Lipoproteinen, Glycoproteinen, Lipiden, Phospholipiden, Hormonen, Wachstumsfaktoren, Steroiden, Vitaminen, Polysacchariden, Lektinen, Toxinen, Nucleinsäuren (einschließlich Sense- und Antisense-Oligonucleotiden und Peptid-Nucleinsäuren), Haptenen, Avidin und Derivaten hiervon, Biotin und Derivaten hiervon, Antikörpern (monoclonal und polyclonal), anti-Antikörpern, Antikörperfragmenten und antigen Materialien (einschließlich Proteinen und Kohlenhydraten). Die Vektorgruppe, V, kann auch aus, aber ist nicht begrenzt auf, Komponenten oder Produkte von Viren, Bakterien, Protozoen, Pilzen, Parasiten, Rickettsien, Schimmelpilzen sowie tierischem und menschlichem Blut, Gewebe und Organkomponenten gewählt sein. Außerdem kann die Vektorgruppe, V, ein pharmazeutischer Wirkstoff oder ein synthetisches Analog irgendeines der oben erwähnten Materialien sowie anderer, welche dem Fachmann bekannt sind, sein. Weitere spezifische Vektorgruppen sind in WO 96/40285 beschrieben.
In einer Ausführungsform ist V vorzugsweise ein Antikörper, Antikörperfragment, Protein oder Peptid, welches ein tumorassoziiertes Antigen oder einen Rezeptor erkennt und dafür spezifisch ist. In einigen Ausführungsformen kann V eine einen Rezeptor erkennende Gruppe enthalten, kovalent daran gebunden über eine chemische Bindung oder eine Verbindungsgruppe, welche aus dem Rest einer einen Rezeptor erkennende Gruppe und dem Rest einer reaktiven Gruppe in V abgeleitet ist. So wie hierin verwendet, schließt der Begriff "eine einen Rezeptor erkennende Gruppe", welcher als "RRG" abgekürzt werden kann, auch eine organische Verbindung ein, welche fähig ist, den Vektor kovalent zu binden, und welche in einem lebenden Organismus zu finden ist oder bei der Diagnose, Behandlung oder genetischen Veränderung von zellulärem Material oder lebenden Organismen nützlich ist, und welche die Fähigkeit besitzt, mit einer anderen Komponente ("Wirkstelle" eines Rezeptors) in Wechselwirkung zu treten, die in biologischen Flüssigkeiten zu finden oder mit Zellen, die behandelt oder einer Diagnose unterzogen werden sollen, wie Zellen in einem Tumor, assoziiert sein kann.
Die RRG kann aus derselben großen Vielzahl von natürlich vorkommenden oder synthetisch hergestellten Materialien, wie oben erwähnten, gewählt sein. Zusätzlich kann eine RRG irgendeine Substanz sein, welche, wenn einem immunkompetenten Wirt präsentiert, die Produktion eines spezifischen Antikörpers auslöst, welcher fähig ist, an die Substanz zu binden, oder der auf diese Weise hergestellte Antikörper ist an einer Antigen-Antikörper-Reaktion beteiligt.
In einer Ausführungsform sind bevorzugte Vektoren Antikörper und verschiedene immunreaktive Fragmente hiervon, Proteine und Peptide, solange sie mindestens eine reaktive Stelle für die Umsetzung mit einer Vektor-reaktiven Gruppe oder mit einer Verbindungsgruppe (L), wie hierin beschrieben, enthalten. Die Stelle kann inhärent in dem Vektor vorhanden sein oder sie kann durch geeignete chemische Modifikation des Vektors eingeführt werden. Zusätzlich zu Antikörpern und Fragmenten, hergestellt durch die hierin dargelegten Techniken, sind andere Antikörper, Proteine und Peptide, erzeugt durch die Techniken der Molekularbiologie, des Phagen-Display und der DNA-Rekombinationstechnik, insbesondere eingeschlossen.
So wie hierin verwendet, verweist der Begriff "Antikörperfragment" auf einen Vektor, welcher einen Rest eines Antikörpers umfaßt, wobei der Antikörper charakteristischerweise eine Affinität für die Bindung an ein Antigen zeigt. Der Begriff "Affinität für die Bindung an ein Antigen", so wie hierin verwendet, verweist auf den thermodynamischen Ausdruck für die Stärke einer Wechselwirkung oder Bindung zwischen einer Antikörper-Antigenbindungsstelle und einer antigenen Determinante und somit auf die stereochemische Kompatibilität zwischen ihnen; somit ist er der Ausdruck für die Gleichgewichts- oder Assoziationskonstante für die Antikörper-Antigen-Wechselwirkung. Der Begriff "Affinität" so wie hierin verwendet, verweist auch auf den thermodynamischen Ausdruck für die Stärke einer Wechselwirkung oder Bindung zwischen einem Vektor und einem Rezeptor und folglich auf die stereochemische Kompatibilität zwischen ihnen; somit ist er der Ausdruck für die Gleichgewichts- oder Assoziationskonstante für die Vektor/Rezeptor-Wechselwirkung.
Antikörperfragmente zeigen mindestens einen Prozentsatz von der Affinität für die Bindung an das Antigen, wobei der Prozentsatz im Bereich von 0,001 Prozent bis 1000 Prozent, vorzugsweise 0,01 Prozent bis 1000 Prozent, mehr bevorzugt 0,1 Prozent bis 1000 Prozent und am meisten bevorzugt 1,0 Prozent bis 1000 Prozent der relativen Affinität des Antikörpers für die Bindung an das Antigen liegt.
Ein Antikörperfragment kann aus einem Antikörper durch eine chemische Reaktion, umfassend eine oder mehrere Spaltreaktionen einer chemischen Bindung; durch eine chemische Reaktion, umfassend eine oder mehrere Bildungsreaktionen einer chemischen Bindung unter Verwendung als Reaktanten von einer oder mehreren chemischen Komponenten, gewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Aminosäuren, Peptiden, Kohlenhydraten, Verbindungsgruppen, wie hierin definiert, Spacergruppen, wie hierin definiert, Vektorreaktiven Gruppen, wie hierin definiert, und Antikörperfragmenten, welche zum Beispiel hergestellt werden, wie hierin beschrieben; und durch ein molekularbiologisches Verfahren; ein bakterielles Verfahren; oder durch ein Verfahren, bestehend aus und resultierend aus der genetischen Veränderung von Antikörpergenen, hergestellt werden.
Ein Antikörperfragment kann aus einem Antikörper abgeleitet werden durch eine chemische Reaktion, umfassend eine oder mehrere der folgenden Reaktionen:

(a) Spaltung von einer oder mehreren chemischen Bindungen, aus welchen ein Antikörper besteht, wobei die Bindungen zum Beispiel aus Kohlenstoff-Stickstoff-Bindungen, Schwefel-Schwefel-Bindungen, Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen, Kohlenstoff-Schwefel-Bindungen und Kohlenstoff-Sauerstoff-Bindungen gewählt sind, und wobei das Verfahren für die Spaltung gewählt ist aus:
(i) einer katalysierten chemischen Reaktion, umfassend die Einwirkungen eines biochemischen Katalysators, wie zum Beispiel eines Enzyms, wie Papain oder Pepsin, welche den Fachleuten bekannt sind, um Antikörperfragmente herzustellen, welche gewöhnlich als Fab bzw. Fab'2 bezeichnet werden;
(ii) einer katalysierten chemischen Reaktion, umfassend die Einwirkung eines elektrophilen chemischen Katalysators, wie ein Hydroniumion, welche zum Beispiel vorteilhafterweise bei einem pH gleich oder weniger als 7 abläuft;
(iii) einer katalysierten chemischen Reaktion, umfassend die Einwirkung eines nucleophilen chemischen Katalysators, wie ein Hydroxidion, welche zum Beispiel vorteilhafterweise bei einem pH gleich oder größer als 7 abläuft;
(iv) einer chemischen Reaktion, bestehend aus einer Substitutionsreaktion unter Verwendung eines Reagens, welches in einer stöchiometrischen Weise ver braucht wird, wie eine Substitutionsreaktion an einem Schwefelatom einer Disulfidbrücke durch ein Reagens, bestehend aus einer Sulfhydrylgruppe;
(v) einer chemischen Reaktion, bestehend aus einer Reduktionsreaktion, wie die Reduktion einer Disulfidbrücke; und
(vi) einer chemischen Reaktion, bestehend aus einer Oxidationsreaktion, wie die Oxidation einer Kohlenstoff-Sauerstoff-Bindung einer Hydroxylgruppe oder die Oxidation einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung einer vizinalen Diolgruppe, wie sie in einer Kohlenhydrateinheit vorkommt; oder
(b) Bildung von einer oder mehreren chemischen Bindungen zwischen einem oder mehreren Reaktanten, wie die Bildung von einer oder mehreren kovalenten Bindungen, gewählt zum Beispiel aus Kohlenstoff-Stickstoff Bindungen (wie zum Beispiel Amidbindungen, Aminbindungen, Hydrazonbindungen und Thioharnstoffbindungen), Schwefel-Schwefel-Bindungen wie Disulfidbrücken, Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen, Kohlenstoff-Schwefel-Bindungen und Kohlenstoff-Sauerstoff-Bindungen, und unter Verwendung als Reaktanten bei der Bildung der chemischen Bindung eines oder mehrerer Reagenzien, bestehend aus Aminosäuren, Peptiden, Kohlenhydraten, Verbindungsgruppen, wie hierin definiert, Spacergruppen, wie hierin definiert, Vektor-reaktiven Gruppen, wie hierin definiert, und Antikörperfragmenten, welche zum Beispiel hergestellt werden, wie oben in (a) beschrieben; oder
(c) ein Antikörperfragment kann aus der Bildung von einer oder mehreren nicht-kovalenten Bindungen zwischen einem oder mehreren Reaktanten abgeleitet werden. Solche nicht-kovalenten Bindungen umfassen hydrophobe Wechselwirkungen, wie sie in einem wäßrigen Medium zwischen chemischen Spezies auftreten, welche unabhängig aus gemeinsam zugänglichen Regionen geringer Polarität bestehen, wie Regionen, umfassend aliphatische und carbocyclische Gruppen, und Wasserstoffbrücken-Wechselwirkungen, wie sie bei der Bindung eines Oligonucleotids mit einem komplementären Oligonucleotid auftreten; oder
(d) ein Antikörperfragment kann hergestellt werden als ein Ergebnis der Verfahren der Molekularbiologie oder durch genetische Veränderung von Antikörpergenen, zum Beispiel bei der genetischen Veränderung einer einkettigen immunreaktiven Gruppe, eines Fv-Fragments oder einer minimalen Erkennungseinheit.

Ein Antikörperfragment kann als ein Ergebnis einer Kombination aus einem oder mehreren der obigen Verfahren hergestellt werden.
Falls gewünscht, kann ein Vektor modifiziert oder chemisch verändert werden, um reaktive Gruppen für die Bindung an die Reste einer Rezeptoreinheit oder eines Antigens vorzusehen, welche in oder auf Geweben und Zellen von Interesse zu finden ist. Solche Techniken schließen die Verwendung von Verbindungseinheiten und die chemische Modifikation ein, wie in WO-A-89/02931 und WO-A-89/2932, welche die Modifikation von Oligonucleotiden betreffen, und in US-Patent Nr. 4,719,182 beschrieben.
Zwei besonders bevorzugte Anwendungen für die Verbindungen dieser Erfindung sind für die diagnostische Abbildung eines erkrankten Gewebes, wie Tumoren, und für die therapeutische Behandlung eines erkrankten Gewebes, wie Tumorgewebe. Bevorzugte Vektoren schließen daher Antikörper (zuweilen nachstehend als Ab bezeichnet) gegen tumorassoziierte Antigene ein. Spezifische nichtbegrenzende Beispiele schließen B72.3 und verwandte Antikörper (beschrieben in US-Patent Nrn. 4,522,918 und 4,612,282), die kolorektale Tumore erkennen; 9.2.27 und verwandte anti-Melanom-Antikörper; D612 und verwandte Antikörper, die kolorektale Tumore erkennen; UJ13A und verwandte Antikörper, welche kleinzellige Lungenkarzinome erkennen; NRLU-10, NRCO-02 und verwandte Antikörper, welche kleinzellige Lungenkarzinome und kolorektale Tumore (Pan-Karzinome) erkennen; 7E11C5 und verwandte Antikörper, welche Prostatatumore erkennen; CC49 und verwandte Antikörper, die kolorektale Tumore erkennen; TNT und verwandte Antikörper, welche nekrotisches Gewebe erkennen; PR1A3 und verwandte Antikörper, welche Kolonkarzinome erkennen; ING-1 und verwandte Antikörper, die in WO-A-90/02569 beschrieben sind; B174, C174 und verwandte Antikörper, welche Plattenepithelkarzinome erkennen; B43 und verwandte Antikörper, welche mit bestimmten Lymphomen und Leukämien reaktiv sind; und anti-HLB- und verwandte monoclonale Antikörper; sowie andere Tumor-, Gewebe- oder Zell-spezifische Antikörper, welche den Fachleuten bekannt sind, ein.
Mehr bevorzugte Vektoren sind Proteine, insbesondere rekombinante menschliche Proteine, welche zum Beispiel durch Techniken der Molekularbiologie, des Phagen-Display oder der DNA-Rekombination hergestellt oder modifiziert, wobei Modifikationen den unabhängigen Einbau, die Substitution, die Insertion und die Deletion von spezifischen Aminosäuren in einer Peptidsequenz des Proteins umfassen, um rekombinante menschliche Proteine herzustellen, enthaltend eine RRG, welche eine Affinität für die Bindung an eine Wirkstelle eines Rezeptors besitzt. Ein auf diese Weise modifizierter rekombinanter Proteinvektor besitzt eine Affinität für eine Wirkstelle eines Rezeptors, welche größer ist als die Affinität des natürlichen unmodifizierten Vektors für die Wirkstelle des Rezeptors.
In einer anderen Ausführungsform umfaßt der Vektor ein Fusionsprotein. So wie hierin verwendet, verweist der Begriff "Fusionsprotein" auf ein genetisch verändertes Material, bestehend aus einem Protein, dessen codierende Region die codierende Region eines Rests eines ersten Proteins, fusioniert im Leseraster mit der codierenden Region eines Rests eines zweiten Proteins, umfaßt. Vorzugsweise besteht das Fusionsprotein aus einem Protein, dessen codierende Region die codierende Region eines Rests einer RRG, fusioniert im Leseraster mit der codierenden Region eines oder mehrerer Reste eines Vektors oder eines Linkers, wobei der Linker ein Protein oder Peptid sein kann, umfaßt. Das obige genetisch veränderte Fusionsprotein, umfassend den Vektor, kann aus einem Protein bestehen, dessen codierende Region unabhängig die codierende Region eines Rests eines menschlichen oder eines nicht-menschlichen ersten Proteins, fusioniert im Leseraster mit der codierenden Region eines Rests eines menschlichen oder eines nicht-menschlichen zweiten Proteins, umfaßt. Vorzugsweise sind die codierenden Regionen unabhängig menschlich und bakteriell oder durch DNA-Rekombinationstechniken, wie oben, modifiziert.
Noch stärker bevorzugte Vektoren sind Peptide, Oligopeptide oder Peptoide, wobei die Vektoren aus einer oder mehr als einer Aminosäure bestehen, deren Sequenz und Zusammensetzung ein Molekül, eine spezifische chemische Gruppe oder eine spezifische Gruppierung von chemischen Gruppen umfaßt, welche komplementär zu einem Rezeptor sind oder eine spezifische Affinität für die Bindung an einen Rezeptor besitzen. Solche Peptide können bezüglich der Zusammensetzung identisch sein mit den Aminosäuren, welche die RRG von Antikörpern, Antikörperfragmenten, Proteinen oder Fusionsproteinen umfassen, die den gleichen Rezeptor erkennen. Alternativ können solche Peptidvektoren eine Aminosäuresequenz besitzen, welche nicht mit anderen RRGs identisch ist, aber strukturell oder dreidimensional äquivalent ist zu anderen RRGs, welche an den gleichen Rezeptor binden. Solche äquivalenten Peptide können durch molekularbiologische Techniken wie Punktmutation, Phagen-Display, DNA-Rekombinationstechnik und andere Techniken, welche den Fachleuten bekannt sind, identifiziert werden. Außerdem können Peptid- oder Oligopeptid-Vektoren unter Anwendung der genauso praktizierten Methodiken der rechnerischen Chemie und der Peptidsynthese de novo konstruiert werden. Synthetische Peptid-Vektoren sind nicht auf lineare Gruppierungen von Aminosäuren begrenzt, sondern können auch cyclisch sein und mehr als eine RRG pro Peptid enthalten. Peptid- oder Peptoid-Vektoren können aus L-Aminosäuren, D-Aminosäuren, nicht in der Natur vorkommenden Aminosäuren, synthetischen Aminosäureersatzstoffen, organischen Molekülen oder Mischungen von allen diesen Spezies bestehen und durch Peptid (Amid)- oder Nicht-Amidbindungen miteinander verknüpft sein.
Besonders bevorzugte Vektoren sind peptidomimetische Moleküle, wobei die Moleküle synthetische organische Materialien sind, die das strukturelle oder funktionelle Gegenstück von RRGs sind, welche abgeleitet sind aus oder zu finden sind in Antikörpern, Antikörperfragmenten, Proteinen, Fusionsproteinen, Peptiden oder Peptoiden, und die eine Affinität für den gleichen Rezeptor besitzen. Andere Vektoren, die als peptidomimetisch angesehen werden, schließen chemische Einheiten ein, wie zum Beispiel Arzneistoffe, welche eine Affinität für den Rezeptor und insbesondere die Wirtstelle des Rezeptors von Interesse zeigen. Peptidomimetische Vektoren können durch die Anwendung von molekularbiologischen Techniken wie Punktmutation, Phagen-Display, Gentechnik und andere Techniken, welche den Fachleuten bekannt sind, identifiziert werden. Peptidomimetische Vektoren können unter Anwendung von gegenwärtigen chemischen Verfahren sowie den Techniken der rechnerischen Chemie und der kombinatorischen Chemie de novo konstruiert und synthetisiert werden.
So wie hierin verwendet, verweist "Vektor-reaktive Gruppe" auf eine oder mehrere chemischen Gruppen, welche mit einer reaktiven funktionellen Gruppe reagieren können, welche typischerweise in einem Vektor zu finden ist oder darin eingeführt wird, um eine Verbindungsgruppe zwischen dem Chromophor und dem Vektor zu bilden. Es wird insbesondere erwogen, daß eine Vektor-reaktive Gruppe verwendet werden kann, um ein erfindungsgemäßes Chromophor an ein Nicht-Protein-Biomolekül sowie an ein nicht-biologisches Molekül, wie eine synthetische chemische Substanz, zum Beispiel ein Arzneistoff oder ein anderes Molekül, welches eine Affinität für die Wirkstelle eines Rezeptors von Interesse besitzt, zu konjugieren. Vektor-reaktive Gruppen können auch zum Zwecke des Nachweises eines solchen Moleküls in einer Mischung, welche eine solche synthetische chemische Substanz enthalten kann, und wobei die Substanz eine Gruppe enthält, welche mit der Vektor-reaktiven Gruppe reaktiv ist, verwendet werden. Folglich schließen die Vektor-reaktiven Gruppen, welche bei der Durchführung dieser Erfindung nützlich sind, solche Gruppen ein, welche mit einem Molekül, vorzugsweise einem biologischen Molekül (wie ein Protein, ein Kohlenhydrat, eine Nucleinsäure und ein Lipid), enthaltend eine reaktive Gruppe, zur Bildung einer Verbindungsgruppe zwischen dem Chromophor und dem Molekül reagieren können. Falls das Molekül ein Protein ist, schließen bevorzugte reaktive Gruppen Amingruppen und Sulfhydrylgruppen ein. Besonders bevorzugte biologische Moleküle enthalten eine RRG, wie oben beschrieben.
Die bei der Durchführung dieser Erfindung nützlichen Vektor-reaktiven Gruppen schließen auch solche Gruppen ein, welche mit einem biologischen Molekül reagieren können, das chemisch modifiziert ist, zum Beispiel durch Oxidation, durch Reduktion oder durch Bildung einer kovalenten Bindung, wie durch Bildung einer Amidbindung mit einer anderen chemischen Spezies, wie zum Beispiel einem Amin, einer Aminosäure, einem substituierten Amin oder einer substituierten Aminosäure, um eine reaktive Gruppe in das biologische Molekül für die Bildung einer Verbindungsgruppe zwischen dem Chromophor und dem chemisch modifizierten biologischen Molekül einzuführen.
Bevorzugte Vektor-reaktive Gruppen können aus, aber sind nicht begrenzt auf, Gruppen gewählt sein, welche direkt mit einer Amingruppe, wie eine Lysin-epsilon-Amingruppe oder eine terminale Amingruppe in einem Protein oder Peptid, oder mit einer Sulfhydrylgruppe, wie eine Cystein-Sulfhydrylgruppe, die gewöhnlich in einem Protein oder einem anderen biologischen Molekül zu finden ist, reagiert. Beispiele solcher Proteinreaktiven Gruppen schließen aktives Halogen enthaltende Gruppen, wie Chlormethylphenylgruppen, Chlormethylcarbonylgruppen und Iodmethylcarbonylgruppen; aktivierte 2-Abgangsgruppe-substituierte Ethylsulfonyl- und Ethylcarbonylgruppen, wie 2-Chlorethylsulfonylgruppen und 2-Chlorethylcarbonylgruppen; Vinylsulfonylgruppen; Vinylcarbonylgruppen; Oxiranylgruppen; Isocyanatogruppen; Isothiocyanatogruppen; Aldehydogruppen; Aziridylgruppen; Succinimidoxycarbonylgruppen; aktivierte Acylgruppen wie Carbonsäurehalogenidgruppen; Anhydridgruppen; Thioestergruppen; Carbonate wie Nitro phenylcarbonate; Sulfonsäureester; Phosphoramidate; Cyanursäurehalogenide wie Cyanursäuremonochloride und Cyanursäuredichloride sowie Cyanursäuretrichloride; Isothiocyanate; Cyanate; Stickstoffmustard- und Schwefelmustardgruppen; Säurechloride und Säurebromide, wie Carbonsäurechloride und Sulfonsäurechloride; und andere Gruppen, welche bekanntermaßen als Härtungsmittel in photographischen Emulsionen nützlich sind, wie Gelatine oder synthetische Polymere, verwendet in photographischen Beschichtungen, ein.
Typischerweise nützliche chemische funktionelle Gruppen und Verfahren zur Verknüpfung von Linkern und Vektoren miteinander und zur Verbindung von Chromophoren und Linkern miteinander sind bei S. S. Wong, Chemistry of Protein Conjugation and Cross-Linking, CRC Press, Inc., Boston, 1991 (ISBN 0-8493-5886-8), beschrieben.
In einer Ausführungsform sind diese Gruppen auch für die Umsetzung von Chromophoren mit Verbindungsgruppen nützlich, um die Polymerverbindungen dieser Erfindung zu bilden.
Die oben aufgeführten Vektor-reaktiven Gruppen können mit einem Protein oder einem Vektor oder einem Linker oder einem Chromophor reagieren, welches/welcher chemisch modifiziert ist, um reaktive Gruppen, wie Amingruppen und wie Sulfhydrylgruppen, zu enthalten.
Amingruppen können in ein Chromophor, einen Linker oder einen Vektor durch hinreichend bekannte Techniken eingeführt werden, wie zum Beispiel durch Nitrierung mit Salpetersäure und Schwefelsäure und zuweilen Salpetersäure in Essigsäureanhydrid. Die Nitrierung ereignet sich in einer aromatischen Gruppe, wie eine Phenylgruppe oder eine Naphthylgruppe oder eine Benzgruppe, z. B. eine Benz[e]indolgruppe, wie solche, welche in einigen Cyanin- und Phthalocyanin-Chromophoren oder in einigen Verbindungsgruppen zu finden sind. Zuweilen ist es vorteilhaft, Nitrogruppen (sowie andere funktionelle Gruppen) in eine spezifische Stelle eines Vorläufers einzuführen, welcher bei der Synthese eines Chromophors verwendet wird. Die Nitrogruppe kann dann durch Reduktion, wie durch eine Aluminiumamalgam-Reduktion oder eine Borhydrid-Reduktion, oder durch katalytische Hydrierung zu einem Amin reduziert werden. Amingruppen können auch durch Umwandlung eines primären Amids in ein Amin durch Behandlung mit Hypochlorid und durch Umwandlung einer Hydroxylgruppe eines Alkohols in einen Sulfonsäureester, gefolgt durch Verdrängung mit einer Azidgruppe und eine nachfolgende Reduktion zu einem Amin, und dergleichen eingeführt werden. Sulfhydrylgruppen können durch hinreichend bekannte Techniken eingeführt werden, wie zum Beispiel durch Umwandlung einer Hydroxylgruppe eines Alkohols in einen Sulfonsäureester, gefolgt durch eine Verdrängung mit Natriumsulfid. Sulfhydrylgruppen können auch nach dehydrativer Amidbindungsbildung zwischen einer Amingruppe eines Proteins und einer Carbonsäuregruppe eines acetylierten Cysteins unter Verwendung eines Carbodiimid-Reagens, gefolgt durch eine Behandlung mit Hydroxylamin, und dergleichen eingeführt werden.
Außerdem, wenn ein Protein, Peptid, Peptoid oder peptidomimetisches Molekül chemisch modifiziert werden kann, wie durch partielle Oxidation, um eine Aldehydgruppe oder eine Carbonsäuregruppe einzuführen, kann eine bevorzugte "Vektor-reaktive Gruppe" aus Amino, Aminoalkyl, Aminoaryl, Alkylamino, Hydrazino, Alkylhydrazino, Arylhydrazino, Carbazido, Semicarbazido, Thiocarbazido, Thiosemicarbazido, Sulfhydryl, Sulfhydrylalkyl, Sulfhydrylaryl, Hydroxy, Carboxy, Carboxyalkyl und Carboxyaryl gewählt sein. Die Alkylanteile der Protein-reaktiven Gruppe können 1 bis etwa 20 Kohlenstoffatome enthalten, und die Arylanteile der Protein-reaktiven Gruppe können etwa 6 bis etwa 24 Kohlenstoffatome enthalten.
Eine weitere bevorzugte Vektor-reaktive Gruppe kann einen Rest eines Vernetzungsmittels umfassen. Ein nützliches Vernetzungsmittel kann mit einer funktionellen Gruppe, wie zum Beispiel eine Amin- oder Sulfhydryl- oder Carbonsäuregruppe oder eine Aldehydgruppe, welche in einem Linker zu finden ist, und mit einer funktionellen Gruppe, wie zum Beispiel eine Amin- oder Sulfhydryl- oder Carbonsäuregruppe oder eine Aldehydgruppe, welche in einem Vektor oder in einem chemisch modifizierten Protein oder einem biologischen Molekül, wie oben beschrieben, zu finden ist, reagieren. Die Reste von bestimmten nützlichen Vernetzungsmitteln, wie zum Beispiel difunktionelle Gelatine-Härtungsmittel, Bisepoxide und Bisisocyanate, werden ein Teil, d. h. eine Verbindungsgruppe, in einem Vektor-Linker-Konjugat, welches als ein Ergebnis der Vernetzungsreaktion einer solchen vernetzenden Vektor-reaktiven Gruppe mit einem Chromophor gebildet wird. Vektor-reaktive Gruppen, abgeleitet aus verschiedenen heterobifunktionelen Vernetzungsreagenzien, wie die im Pierce Chemical Company Katalog und Handbuch – Proteinmodifikationsabschnitt (1994/95), aufgeführten, sind nützlich, und nichtbegrenzende Beispiele solcher Reagenzien schließen ein:
Sulfo-SMCC: Sulfosuccinimidyl-4-(N-maleimidomethyl)cyclohexan-1-carboxylat
Sulfo-SIAB: Sulfosuccinimidyl-(4-iodoacetyl)aminobenzoat
Sulfo-SMPA: Sulfosuccinimidyl-4-(p-maleimidophenyl)butyrat
2-IT: 2-Iminothiolan
SATA: N-Succinimidyl-S-acetylthioacetat
Andere nützliche Vernetzungsmittel jedoch erleichtern die Vernetzung, wie zum Beispiel selbstverzehrende Katalysatoren, und sind in dem endgültigen Konjugat nicht vorhanden. Beispiele solcher Vernetzungsmittel sind Carbodiimid- und Carbamoylonium-Vernetzungsmittel, wie in US-Patent 4,421,847 offenbart, und die Dikation-Ether von US-Patent 4,877,724. Bei diesen Vernetzungsmitteln kann einer der Reaktanten eine Carboxylgruppe und der andere eine Amin- oder Sulfhydrylgruppe besitzen. Das Vernetzungsmittel reagiert selektiv zuerst mit der Carboxylgruppe, vorzugsweise einer Carboxylgruppe in einem Vektor oder Chromophor, wird dann während der Umsetzung der "aktivierten" Carboxylgruppe mit einem Amin, vorzugsweise einer Amingruppe eines Linkers, gespalten, um eine Amidbindung zwischen dem Vektor und einem Linker oder Chromophor dieser Erfindung zu bilden, wodurch die Einheiten kovalent verbunden werden. Ein Vorteil dieses Ansatzes ist, daß die Vernetzung ähnlicher Moleküle, z. B. eines Chromophors mit einem Chromophor, vermieden werden kann, während die Reaktion von bifunktionellen Vernetzungsmitteln nicht selektiv ist, so daß unerwünschte vernetzte Moleküle erhalten werden können.
Weitere bevorzugte Vektor-reaktive Gruppen schließen Semicarbazido; Thiocarbazido; Thiosemicarbazido; Isocyanato und Isothiocyanato; Vinylsulfonylalkyloxy, dessen Alkylengruppe vorzugsweise 2 bis 10 Kohlenstoffatome enthält; Vinylsulfonylalkylpoly(oxyalkyl)oxy, worin die Alkylengruppe des Sulfonylalkylanteils hiervon vorzugsweise 2 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, und die Alkylengruppe des Polyoxyalkylanteils vorzugsweise 2 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, wobei ein solcher Poly(oxyalkyl)-Anteil vorzugsweise eine Poly(oxyethylen)gruppe oder eine Poly(oxyethylen)-co-poly(oxypropylen)-Copolymergruppe umfaßt, und das Polymer 2 bis etwa 100 monomere Oxyalkyleneinheiten enthält; Amidatoalkyloxy, dessen Alkylengruppe vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält; Hydrazidoalkyloxy, dessen Alkylengruppe vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält; Azidocarbonylalkyloxy, dessen Alkylengruppe vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält; Aryloxycarbonyloxyalkyloxy, dessen Alkylengruppe vorzugsweise 2 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, und die Arylgruppe hiervon wie oben beschrieben ist; Aryloxycarbonyl(polyoxyalkyl)oxy, dessen Arylgruppe wie oben beschrieben ist, und worin die Alkylengruppe des Polyoxyalkylanteils vorzugsweise 2 bis 10 Kohlenstoffatome enthält und wie oben beschrieben ist, wobei ein solcher Poly(oxyalkyl)-Anteil vorzugsweise eine Poly(oxyethylen)gruppe oder eine Poly(oxyethylen)-co-poly(oxypropylen)-Copolymergruppe umfaßt, und das Polymer 2 bis etwa 100 monomere Oxyalkyleneinheiten enthält; Triazine wie 4,6-Dichlor-2-triazinylamino, 4,6-Dichlor-2-triazinyloxy, 4,6-Dichlortriazinyl-2-oxy(polyalkyloxy), 4-Alkoxy-6-chloro-2-triazinyloxy und 4-Alkoxy-6-chloro-2-triazinyl(polyoxyalkyl)oxy, worin die Alkylgruppen der Alkoxyanteile vorzugsweise jeweils 2 bis 10 Kohlenstoffatome enthalten, und die Alkylengruppen der Polyoxyalkylanteile vorzugsweise jeweils 2 bis 10 Kohlenstoffatome enthalten, wobei ein solcher Poly(oxyalkyl)-Anteil vorzugsweise eine Poly(oxyethylen)gruppe oder eine Poly(oxyethylen)-co-poly(oxypropylen)-Copolymergruppe umfaßt, und worin das Polymer 2 bis etwa 100 monomere Oxyalkyleneinheiten enthält; Formylalkyl, dessen Alkylgruppe vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält; Aminoalkyl, dessen Alkylgruppe vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält; aktive Ester, zum Beispiel Succinimidoxycarbonyl; aktive Anhydride und gemischte Anhydride; aktive Carbonate, wie Arylcarbonatoaryl, Alkylcarbonatoaryl, Arylcarbonatoalkyl und Alkylcarbonatoalkyl, worin die Alkylgruppen vorzugsweise 2 bis 10 Kohlenstoffatome enthalten und wie oben beschrieben sind, und die Arylgruppen hiervon vorzugsweise aus einem 6-gliedrigen Ring bestehen, enthaltend elektronenziehende Substituenten, wie zum Beispiel Nitro und Halogen, und wahlweise enthaltend wassersolubilisierbare Gruppen, wie ein Sulfonatsalz; Sulfhy dryl; Sulfhydrylalkyl, dessen Alkylgruppe vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält; Thioalkylcarbonylaminoalkyloxy, worin die Alkylengruppe des Thioalkylcarbonylanteils vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, und die Alkylengruppe des Aminoalkyloxyanteils vorzugsweise 2 bis 10 Kohlenstoffatome enthält; Maleimidoalkylcarbonylaminoalkyloxy, worin die Alkylengruppe des Maleimidoalkylcarbonylanteils vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, und die Alkylengruppe des Aminoalkyloxyanteils vorzugsweise 2 bis 10 Kohlenstoffatome enthält; Azido; Iodalkylcarbonylamino, dessen Alkylengruppe 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält; Amidatoalkylamino, dessen Alkylengruppe 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält; und Amidatoarylalkylamino, worin die Alkylengruppe 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, und die Arylgruppe hiervon wie oben beschrieben ist, ein.
Zusätzlich zu ihrem Nutzen als Vektor-reaktive Gruppen sind solche Gruppen, wie hierin beschrieben, auch für die kovalente Verknüpfung von Chromophoren mit Verbindungsgruppen zur Bildung der erfindungsgemäßen Polymeren und für die kovalente Verknüpfung von Zielvektoren mit den erfindungsgemäßen Polymeren nützlich. Die Verknüpfung kann an Verbindungsgruppen zwischen zwei Chromophoren oder über eine Verbindungsgruppe, welche an ein Chromophor gebunden ist, erfolgen.
"Zielvektor" verweist, wie in WO-A-96/40285 (Unger) offenbart, auf irgendeine) Material oder Substanz, welches/welche das zielgerechte Angehen von Geweben und/oder Rezeptoren in vivo mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen begünstigen kann. Der Zielvektor kann synthetisch, halbsynthetisch oder natürlich vorkommend sein. Materialien oder Substanzen, welche als Zielvektoren dienen können, schließen zum Beispiel Proteine, einschließlich Antikörper, Glycoproteine und Lektine, Peptide, Polypeptide, Saccharide, einschließlich Mono- und Polysaccharide, Vitamine, Steroide, Steroidanaloge, Hormone, Cofaktoren, bioaktive Mittel und genetisches Material, einschließlich Nucleoside, Nucleotide und Polynucleotide, ein.
Ein "Vorläufer" für einen Zielvektor verweist auf irgendeine) Material oder Substanz, welches/welche in einen Zielvektor umgewandelt werden kann. Eine solche Umwandlung kann zum Beispiel das Verankern eines Vorläufers an einem Zielvektor einschließen. Beispielhafte Ziel-Vorläufereinheiten schließen Maleimidgruppen, Disulfidgruppen wie 2-Pyridyldithiogruppen, Vinylsulfongruppen, Azidgruppen und -Iodacetylgruppen ein.
"Peptid" verweist auf eine stickstoffhaltige Verbindung, welche etwa 2 bis etwa 100 Aminosäurereste enthalten kann.
"Protein" verweist auf eine stickstoffhaltige Verbindung, welche mehr als etwa 100 Aminosäurereste enthalten kann.
"Gewebe" verweist allgemein auf spezialisierte Zellen, welche eine besondere Funktion innehaben können. Es sollte selbstverständlich sein, daß der Begriff "Gewebe", so wie hierin verwendet, auf eine einzelne Zelle oder eine Vielzahl oder ein Aggregat von Zellen, zum Beispiel Membranen oder Organe, verweisen kann. Der Begriff "Gewebe" schließt auch die Bezugnahme auf eine abnorme Zelle oder eine Vielzahl von abnormen Zellen ein. Beispielhafte Gewebe schließen zum Beispiel Myokardgewebe (auch als Herz oder Herzmuskel bezeichnet), einschließlich Myokardzellen und Cardiomyocite, Membrangewebe, einschließlich Endothel und Epithel, Lamina, Bindegewebe, einschließlich Interstitialgewebe, und Tumoren ein.
"Rezeptor" verweist auf eine Molekülstruktur innerhalb einer Zelle oder auf der Oberfläche der Zelle, welche allgemein durch die selektive Bindung einer spezifischen Substanz gekennzeichnet ist. Beispielhafte Rezeptoren schließen zum Beispiel Zelloberflächenrezeptoren für Peptidhormone, Neurotransmitter, Antigene, Komplementfragmente und Immunglobuline sowie cytoplasmatische Rezeptoren für Steroidhormone ein. Ein beispielhafter Rezeptor im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist das Glycoprotein GP2b/IIIa, welches ein Thrombocytenintegrin ist.
"Endothelzellen" oder "Endothel" verweist auf ein Aggregat von Zellen und/oder ein Gewebe, welches normal und/oder erkrankt sein kann und welches eine einzige Schicht aus abgeflachten, durchscheinenden Endothelzellen umfassen kann, die Rand zu Rand oder in einer überlappenden Weise zur Bildung einer Membran verbunden sein können. Endothelzellen sind auf den freien Oberflächen der serösen Membranen, als Teil der auskleidenden Membran des Herzens, der Blutgefäße und der Lymphgefäße, auf der Oberfläche des Gehirns und des Rückenmarks und in der Vorderkammer des Auges zu finden.
Das Endothel entsteht aus dem embryonalen Mesoderm und schließt Herzgewebe, einschließlich infarziertes Herzgewebe, das Herz-Kreislauf-System, das periphere Gefäßsystem, wie Arterien, Venen und Kapillaren (die Lage hiervon ist als peripher zu dem Herz angegeben), Blutgerinnsel und die einen arteriosklerotischen Plaque umgebende Region ein.
"Epithelzellen" oder "Epithel" verweist auf ein Aggregat von Zellen und/oder ein Gewebe, welches normal und/oder erkrankt sein kann und welches eine oder mehrere Schichten von Zellen umfassen kann, die durch eine interstitiale, zementartige Substanz, getragen auf einer Basalmembran, miteinander verbunden sein können. Das Epithel kann in verschiedene Klassen unterteilt werden, einschließlich zum Beispiel eine einzige Schicht von Zellen (einfaches Epithel); mehr als eine einzige Schicht von Zellen (stratifiziertes Epithel); und etwa drei oder vier Schichten von Zellen, die im wesentlichen ohne das Auftreten einer Stratifizierung miteinander verbunden sind. Die verschiedenen Formen eines einfachen Epithels werden üblicherweise als squamös, Plattenepithel, Zylinderepithel, Drüsenepithel, sphäroidisch und/oder Flimmerepithel bezeichnet. Das Epithel entsteht aus dem embryonalen Ektoderm oder Entoderm. Das Epithel schließt Herzgewebe, einschließlich infarziertes Herzgewebe, das Herz-Kreislauf-System, das periphere Gefäßsystem, wie Arterien, Venen und Kapillaren, Blutgerinnsel und die einen arteriosklerotischen Plaque umgebende Region ein.
In einer Ausführungsform umfassen die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen weiterhin einen Zielvektor. Die Zielvektoren können mit Lipidverbindungen, Proteinen, Polymeren und/oder Vesikeln, entweder kovalent oder nicht-kovalent, assoziiert sein. So kann im Falle von Lipidzusammensetzungen der Zielvektor zum Beispiel über eine kovalente oder nicht-kovalente Bindung an ein Lipid gebunden sein. Es wird im allgemeinen bevorzugt, daß der Zielvektor kovalent an ein Lipid oder an ein Vesikel gebunden ist. Vorzugsweise ist der Zielvektor im Falle von Lipidzusammensetzungen, welche Cholesterin umfassen, an das Cholesterin im wesentlichen ausschließlich nicht-kovalent gebunden, und/oder der Zielvektor ist kovalent an eine Komponente der Zusammensetzung, zum Beispiel ein anderes Lipid, wie ein Phospholipid, welches von dem Cholesterin verschieden ist, gebunden.
Falls gewünscht, können die Zielvektoren auch zum Beispiel an biokompatible Polymere, wie hierin offenbart, gebunden sein. Die Zielvektoren, welche in die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eingebracht werden, sind vorzugsweise Substanzen, welche fähig sind, Rezeptoren und/oder Gewebe in vivo zielgerecht anzugehen. Im Hinblick auf das zielgerechte Angehen eines Gewebes, wie oben angemerkt, sind die Zielvektoren wünschenswerterweise in der Lage, Herzgewebe, einschließlich Myokardzellen, und Membrangewebe, einschließlich Endothel- und Epithelzellen, zielgerecht anzugehen. Im Falle von Rezeptoren sind die Zielvektoren wünschenswerterweise in der Lage, GPIIa/IIIa-Rezeptoren nachzuweisen. Es wird erwogen, daß bevorzugte Zielvektoren zur Verwendung beim zielgerechten Angehen von Geweben und/oder Rezeptoren, einschließlich der oben veranschaulichten Gewebe und/oder Rezeptoren, gewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Proteinen, Peptiden, Sacchariden, Steroiden, Steroidanalogen, bioaktiven Mitteln und genetischem Material, einschließlich zum Beispiel Antikörper, Glycoproteine und Lektine, wobei Peptide bevorzugt werden. Ein Beispiel für ein Protein, welches zur Verwendung als Zielvektor bevorzugt werden kann, ist Protein A, welches ein Protein ist, das durch die meisten Staphylococcus aureus-Spezies produziert wird. Protein A ist im Handel zum Beispiel von Sigma Chemical Co. (St. Louis, MO) erhältlich. Protein A kann dann zur Bindung einer Vielzahl von IgG-Antikörpern verwendet werden. Im allgemeinen schließen Peptide, welche als Zielvektoren besonders nützlich sind, natürliche, modifizierte natürliche oder synthetische Peptide, die zusätzliche Resistenzmechanismen gegen einen Abbau durch im Gefäßsystem zirkulierende Esterasen, Amidasen oder Peptidasen einschließen, ein. Ein sehr nützliches Verfahren zur Stabilisierung von Peptideinheiten schließt die Verwendung von Ringschlußtechniken ein. Als ein Beispiel kann der Ende-zu-Ende-Ringschluß, wobei der Carboxyterminus kovalent an den Aminterminus über eine Amidbindung gebunden wird, nützlich sein, um den Peptidabbau zu inhibieren und die Kreislauf-Halbwertszeit zu erhöhen. Zusätzlich ist auch ein Seitenketten-zu-Seitenketten-Ringschluß beim Herbeiführen einer Stabilität besonders nützlich. Außerdem kann ein Ende-zu-Seitenketten-Ringschluß eine nützliche Modifikation sein. Ferner kann die Sub stitution einer L-Aminosäure durch eine D-Aminosäure in einer strategischen Region des Peptids eine Resistenz gegen einen biologischen Abbau bereitstellen. Geeignete Zielvektoren und Verfahren für deren Herstellung werden für den Fachmann aus der Offenbarung hierin ohne weiteres ersichtlich.
In Verbindung mit dem zielgerechten Angehen von Endothelzellen schließen geeignete Zielvektoren zum Beispiel einen oder mehrere der folgenden ein: Wachstumsfaktoren, einschließlich zum Beispiel basischer Fibroblasten-Wachstumsfaktor (bFGF), saurer Fibroblasten-Wachstumsfaktor (aFGF), transformierender Wachstumsfaktor-alpha (TGF-α), transformierender Wachstumsfaktor-beta (TGF-β), von Thrombocyten gebildeter Endothelzellen-Wachstumsfaktor (PD-ECGF), vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktor (VEGF) und menschlicher Wachstumsfaktor (HGF); Angiogenin; Tumor-Nekrose-Faktoren, einschließlich Tumor-Nekrose-Faktor-alpha (TNF-α) und Tumor-Nekrose-Faktor-beta (TNF-β); Kupfer enthaltendes Polyribonucleotid-Angiotropin mit einem Molekulargewicht von etwa 4.500, sowie niedermolekulargewichtige nicht-Peptid-, angiogenetische Faktoren, wie 1-Butyrylglycerol; die Prostaglandine, einschließlich zum Beispiel Prostaglandin E1 (PGE1) und Prostaglandin E2 (PGE2); Nicotinamid; Adenosin; Dipyridamol; Dobutamin; Hyaluronsäure-Abbauprodukte, wie zum Beispiel Abbauprodukte, resultierend aus der Hydrolyse von b-Bindungen, einschließlich Hyalobiuronsäure; Angiogenese-Inhibitoren, einschließlich zum Beispiel Kollagenase-Inhibitoren; Minocyclin; Medroxyprogesteron; Chitin, chemisch modifiziert mit 6-0-Sulfat- und 6-0-Carboxymethylgruppen; angiostatische Steroide, wie Tetrahydrocortisol; und Heparin, einschließlich Fragmente von Heparin, wie zum Beispiel Fragmente mit einem Molekulargewicht von etwa 6.000, vermischt mit Steroiden, wie zum Beispiel Kortison oder Hydrokortison; Angiogenese-Inhibitoren, einschließlich Angioinhibin (AGM-1470 – ein angiostatisches Antibiotikum); Plättchenfaktor 4; Protamin; sulfatierte Polysaccharid-Peptidoglycan-Komplexe, abgeleitet aus der Bakterienwand einer Arthobacter-Spezies; von Pilzen gebildete Angiogenese-Inhibitoren, wie Fumagillin, abgeleitet aus Aspergillus fumigatus; D-Penicillamin; Gold-Thiomalat; Thrombospondin; Vitamin D3-Analoge, einschließlich zum Beispiel 1-α,25-Dihydroxyvitamin D3 und ein synthetisches Analog, 22-Oxa-1-α,25-Dihydroxyvitamin D3; α-Interferon; Cytokine, wie die Interleukine, einschließlich zum Beispiel Interleukin-1 (IL-1), Interleukin-2 (IL-2) und Interleukin-8 (IL-8); Granulocyten-Makrophagen-Koloniestimulierender Faktor (GMCSF); Heparin, einschließlich niedermolekulargewichtige Fragmente von Heparin oder Analoge von Heparin; einfach sulfatierte Polysaccharide, wie Cyclodextrine, einschließlich α-, β- und γ-Cyclodextrin; Tetradecasulfat; Transferrin; Ferritin; Plättchenfaktor 4; Protamin; Gly-His-Lys, komplexiert an Kupfer; Ceruloplasmin; (12R)-Hydroxyeicosatriensäure; Okadainsäure; Lektine; Antikörper; CdIIa/CD18; und sehr spät wirkendes Integrin-4 (VLA-4).
Endothel-Leukocyten-Adhäsionsmoleküle (ELAMs) sind Antigene, welche durch Endothelzellen unter Streßbedingungen exprimiert werden, die dann die Migration der Leukocyten über die Endothelauskleidung des Gefäßsystems in die umgebenden Gewebe erleichtern. Es ist auch eine überraschende Entdeckung, daß dieselben Endothel-Leukocyten-Adhäsionsmoleküle vorteilhafterweise als Rezeptoren für das Hinleiten von Chromophorpolymeren benutzt werden können. Diese Endothelzellen-Adhäsionsmoleküle gehören zu einer als Selectine bekannten Familie, in welcher die bekannten Vertreter, wie GMP-140, sämtlich an der Endothel-Leukocyten-Adhäsion beteiligt sind, und schließen ELAM-1, LAM-1 und das Granula-Membranprotein 140 (GMP-140), auch bekannt als Thromobocytenaktivierung-abhängiges, Granula-externes Membranprotein (PADGEM), VCAM-1/IN-CAM-110 (vaskuläres Adhäsionsmolekül/induzierbares Adhäsionsmolekül) und ICAM-1 (intrazelluläres Adhäsionsmolekül) ein. Die Cadherin-Familie von Zelladhäsionsmolekülen kann auch als Zielvektor verwendet werden, einschließlich zum Beispiel die E-, N- und P-Cadherine, Cadherin-4, Cadherin-5, Cadherin-6, Cadherin-7, Cadherin-8, Cadherin-9, Cadherin-10 und Cadherin-11; und am meisten bevorzugt Cadherin C-5. Ferner können gegen Cadherine gerichtete Antikörper, wie zum Beispiel der monoclonale Antikörper Ec6C10, verwendet werden, um Cadherine zu erkennen, welche durch spezifische Endothelzellen lokal exprimiert werden.
Eine große Vielzahl von unterschiedlichen Zielvektoren kann ausgewählt werden, um an die Cytoplasmadomänen der ELAM-Moleküle zu binden. Zielvektoren können in dieser Hinsicht Lektine, eine große Vielzahl von Kohlenhydrat- oder Zuckereinheiten, Antikörper, Antikörperfragmente, Fab-Fragmente, wie zum Beispiel Fab2, und synthetische Peptide, einschließlich zum Beispiel Arginin-Glycin-Asparaginsäure (R-G-D), das zur Wundheilung hingeleitet werden kann, einschließen. Obwohl viele dieser Materialien aus natürlichen Quellen abgeleitet werden können, können einige durch molekularbiologische Rekombinationstechniken synthetisiert werden, und andere können synthetischen Ursprungs sein. Peptide können durch eine Vielzahl von unterschiedlichen Techniken der kombinatorischen Chemie, wie auf dem Fachgebiet bekannt, hergestellt werden. Zielvektoren, abgeleitet oder modifiziert, aus menschlichen Leukocyten, wie CD11a/CD18, und dem Leukocyten-Zelloberflächen-Glycoprotein (LFA-1), können auch verwendet werden, da diese bekanntermaßen an den Endothelzellen-Rezeptor ICAM-1 binden. Der Cytokin-induzierbare Vertreter der Immunglobulin-Überfamilie, VCAM-1, welcher für einkernige Leukocyten selektiv ist, kann auch als ein Zielvektor verwendet werden. VLA-4, abgeleitet aus menschlichen Monocyten, kann verwendet werden, um VCAM-1 nachzuweisen. Antikörper und andere Zielvektoren können zum Nachweis von Endoglin verwendet werden, welches ein Endothelzellen-Proliferationsmarker ist. Endoglin ist auf Endothelzellen in soliden Mischtumoren hochreguliert. Ein Zielvektor, welcher zum Nachweis von Endoglin verwendet werden kann, ist der Antikörper TEC-11. Thorpe R. -E. und Burrows F. J., Breast Cancer Research and Treatment, Bd. 36 (1995), S. 237–251.
Die Endothelzellaktivierung bei der Manifestation einer Arteriosklerose wird in dieser Erfindung verwendet, um die Chromophorpolymer-Zusammensetzungen zu Regio nen einer Arteriosklerose, einschließlich zum Beispiel eines arteriosklerotischen Plaques, hinzuleiten. Ein solches Ziel, das verwendet werden kann, ist das induzierbare einkernige Leukocyten-Endothel-Adhäsionsmolekül, welches durch RbI/9 als ein ATHERO-ELAM erkannt wird. Die monoclonalen Antikörper H4/18 und H18/7 können verwendet werden, um Endothelzellen-Oberflächenantigene, welche durch Cytokin-Mediatoren induziert werden, nachzuweisen. Als eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung werden Chromophorpolymere zu einem arteriosklerotischen Plaque hingeleitet, um nicht-invasiv erkrankte Blutgefäße nachzuweisen, bevor eine schwere Schädigung eingetreten ist, zum Beispiel vor einem Schlaganfall oder einem Herzinfarkt, so daß ein geeigneter medizinischer oder chirurgischer Eingriff ausgeführt werden kann. ATHERO-ELAM ist ein bevorzugtes Ziel, und Vektoren wie Antikörper, Peptide oder Lektine oder Kombinationen hiervon können verwendet werden, um dieses Zelloberflächen-Epitop nachzuweisen, das auf Endothelzellen im Zusammenhang mit einer Arteriosklerose exprimiert wird. Alternativ können Lipoproteine oder Lipoproteinfragmente, abgeleitet aus Lipoprotein-Proteinen mit niedriger oder hoher Dichte, als Zielvektoren verwendet werden. Weiterhin kann Cholesterin verwendet werden, um die Endothelzellen zielgerecht anzugehen und die Chromophorpolymeren in Regionen eines arteriosklerotischen Plaques zu lokalisieren.
Ein Zielvektor, welcher gegen ein thrombotisches Material in dem Plaque gerichtet ist, kann verwendet werden, um zwischen aktiven und inaktiven Bereichen eines arteriosklerotischen Plaques zu unterscheiden. Aktive Plaques sind beim Prozeß der Bildung von Thromben gefährlicher, da diese Plaques schließlich ein Gefäß verstopfen oder zu einer Embolie führen können. In dieser Hinsicht können zusätzlich zu den niedermolekulargewichtigen Heparinfragmenten andere Zielvektoren, wie zum Beispiel ein Antifibrin-Antikörper, der Gewebsplasminogen-Aktivator (t-PA), ein anti-Thrombin-Antikörper und Fibrin-Antikörper, welche gegen Plättchenaktivierungs-Untergruppen gerichtet sind, verwendet werden, um einen aktiven Plaque mit entstehenden Blutgerinnseln nachzuweisen. Die am meisten bevorzugten Zielvektoren sind solche, welche ein Plasmamembran-assoziiertes GPIIb/IIIa in aktivierten Thrombocyten nachweisen, zusätzlich zum Nachweis von P-Selectin, und ein Antikörper oder ein assoziiertes Antikörperfragment, welches gegen GPIIb/IIIa gerichtet ist. Die vorliegende Erfindung ist auch zum Nachweis von Regionen eines akuten Herzinfarkts nützlich. Geeigneterweise kann durch Bindung eines anti-Myosin (besonders Cardiomyosin)-Antikörpers oder von anti-Aktin-Antikörpern an die Polymeren ein infarziertes Myokard durch die erfindungsgemäßen Verfahren nachgewiesen werden. Zum Hinleiten zu Granulationsgewebe (heilende Wunden) können viele der obigen Zielvektoren nützlich sein. Das Wundheilungs-Tripeptid Arginin-Glycin-Asparaginsäure (RGD) kann in dieser Hinsicht auch als ein Zielvektor verwendet werden.
Wie bei den oben besprochenen Endothelzellen kann eine große Vielzahl von Peptiden, Proteinen und Antikörpern als Zielvektoren zum zielgerechten Angehen von Epithelzellen verwendet werden. Vorzugsweise kann ein Peptid, einschließlich syntheti sche, halbsynthetische oder natürlich vorkommende Peptide, mit einer hohen Affinität für den Epithelzellen-Zielrezeptor ausgewählt werden, wobei synthetische Peptide am meisten bevorzugt werden. In Verbindung mit diesen bevorzugten Ausführungsformen werden Peptide mit etwa 5 bis etwa 15 Aminosäureresten bevorzugt. Antikörper können als ein ganzer Antikörper oder als Antikörperfragmente, zum Beispiel Fab oder Fab'2, entweder natürlichen oder rekombinanten Ursprungs, verwendet werden. Die Antikörper natürlichen Ursprungs können menschlichen oder tierischen Ursprungs sein oder können chimär (Maus/Mensch) sein. Menschliche rekombinante oder chimäre Antikörper werden bevorzugt, und Fragmente werden gegenüber einem ganzen Antikörper bevorzugt.
Beispiele für monoclonale Antikörper, welche als Zielvektoren in den vorliegenden Zusammensetzungen verwendet werden können, schließen CALAM 27 ein, welcher durch Immunisieren von BALB/c-Mäusen mit ganzen menschlichen Plattenepithelkarzinomen der Zunge und Bilden von Hybridomen durch Hybridisierung von extrahierten Milzzellen mit denen einer NS1-syngenen Myelomzelllinie erzeugt wird. Gloanni J. et al., Cancer Research, Bd. 47 (1987), S. 4417–4424. CALAM ist gegen Oberflächenepitope auf sowohl normalen als auch malignen Epithelzellen gerichtet. Normale Lymphknoten enthalten im allgemeinen keine Zellen, welche diese Epitope exprimieren. Vgl. Cancer Research, Bd. 47 (1987), S. 4417–4424. Demgemäß können Chromophorpolymere, umfassend diesen Antikörper, zum Nachweis von Metastasen in den Lymphknoten verwendet werden. Der monoclonale Antikörper 3C2 kann als ein Zielvektor zum Nachweis von malignen Epithelzellen schwerwiegender Ovarialkarzinome und Endometriumkarzinome verwendet werden. Ein anderer beispielhafter Zielvektor ist Mab 4C7 (vgl. Cancer Research, Bd. 45 (1985), S. 2358–2362), welcher verwendet werden kann, um Schleimkarzinome, Endometriumkarzinome und Mesonephronkarzinome nachzuweisen. Zum Nachweis von Plattenepithelkarzinomen bei Krebserkrankungen des Kopfes und des Nackens kann Mab E48 (Biological Abstract, Bd. 099, Ausgabe 066, Ref. 082748) als ein Zielvektor verwendet werden. Zum Nachweis von malignen Melanomen kann der monoclonale Antikörper 225.28s (Pathol. Biol., Bd. 38 (8) (1990), S. 866–869) verwendet werden.
Zielvektoren können zum Nachweis von Antigenen, einschließlich Antigenen, die mit Brustkrebs assoziiert sind, wie der epidermale Wachstumsfaktor-Rezeptor (EGFR), Fibroblasten-Wachstumsfaktor-Rezeptor, erbB2/HER-2 und tumorassoziierte Kohlenhydrat-Antigene (Cancer, Bd. 74 (3) (1994), S. 1006–1012), ausgewählt werden. CTA 16.88, homolog zu den Cytokeratinen 8, 18 und 19, wird durch die meisten vom Epithel abstammenden Tumoren exprimiert, einschließlich Karzinome des Dickdarms, der Bauchspeicheldrüse, der Brust, des Eierstocks und der Lunge. Folglich können Antikörper, welche gegen diese Cytokeratine gerichtet sind, wie 16.88 (IgM) und 88BV59 (IgG3k), welche unterschiedliche Epitope auf CTA 16.88 erkennen (Semin. Nucl. Med., Bd. 23 (2) (1993), S. 165–179), als Zielvektoren verwendet werden. Zum Nachweis von Dickdarmkrebs können anti-CEA-IgG-Fab'-Fragmente als Zielvektoren verwendet werden. Che misch konjugierte, bispezifische, anti-Zelloberflächenantigen-, anti-Hapten-Fab'-Fab-Antikörper können auch als Zielvektoren verwendet werden. Die MG-Serie monoclonaler Antikörper kann zum Beispiel zum Nachweis von Magenkrebs ausgewählt werden (Chin. Med. Sci. J., Bd. 6 (1) (1991), S. 56–59).
Es gibt eine Vielzahl von Zelloberflächenepitopen auf Epithelzellen, für welche Zielvektoren ausgewählt werden können. Zum Beispiel ist das Protein des menschlichen Papillomavirus (HPV) mit gutartigen und bösartigen Epithelproliferationen in der Haut und der Schleimhaut assoziiert worden. Zwei onkogene HPV-Proteine, E6 und E7, können nachgewiesen werden, da diese in bestimmten vom Epithel abstammenden Krebsarten, wie dem Zervixkarzinom, exprimiert werden können. Vgl. Curr. Opin. Immunol., Bd. 6 (5) (1994), 746–754. Membranrezeptoren für Peptid-Wachstumsfaktoren (PGF-R), welche an der Krebszellproliferation beteiligt sind, können auch als Tumorantigene ausgewählt werden. Vgl. Anticancer Drugs, Bd. 5 (4) (1994), S. 379–393. Auch können der epidermale Wachstumsfaktor (EGF) und Interleukin-2 mit geeigneten Zielvektoren, einschließlich Peptiden, welche an diese Rezeptoren binden, nachgewiesen werden. Bestimmte Melanom-assoziierte Antigene (MAA), wie der epidermale Wachstumsfaktor-Rezeptor (EGFR), und Adhäsionsmoleküle (Tumor Biol., Bd. 15 (4) (1994), S. 188–202), welche durch maligne Melanomzellen exprimiert werden, können mit den hierin bereitgestellten Polymer-Chromophor-Verbindungen und -Zusammensetzungen nachgewiesen werden. Das tumorassoziierte Antigen FAB-72 auf der Oberfläche von Karzinomzellen kann auch als ein Zielmolekül ausgewählt werden.
Eine große Vielzahl von Zielvektoren kann zum zielgerechten Angehen von Myokardzellen ausgewählt werden. Beispielhafte Zielvektoren schließen zum Beispiel einen anti-Cardiomyosin-Antikörper ein, der einen polyclonalen Antikörper oder Fab'2-Fragmente umfassen kann oder menschlichen Ursprungs, tierischen Ursprungs, zum Beispiel aus der Maus, oder chimären Ursprungs sein kann. Weitere Zielvektoren schließen Dipyridamol; Digitalis; Nifedipin; Apolipoprotein; Lipoproteine geringer Dichte (LDL), einschließlich alpha-LDL, vLDL und Methyl-LDL; Ryanodin; Endothelin; Komplement-Rezeptor-Typ 1; IgG-Fc; beta-1-Sympathikomimetikum; Dihydropyridin; Adenosin; Mineralokortikoid; Nicotinsäureacetylcholin und Muscarinsäureacetylcholin; Antikörper gegen den menschlichen adrenergischen alpha-1A-Rezeptor; bioaktive Mittel wie Arzneistoffe, einschließlich dem alpha-1-Antagonist Prazosin; Antikörper gegen den anti-beta-Rezeptor; Arzneistoffe, welche an den anti-beta-Rezeptor binden; anti-Herz-RyR-Antikörper; Endothelin-1, welches ein von Epithelzellen gebildetes Vasokonstriktorpeptid ist, das eine wirksame positive inotrope Wirkung auf das Herzgewebe ausübt (Endothelin-1 bindet an Herzsarkolemmvesikel); monoclonale Antikörper, welche gegen den T-Zell-Rezeptor alpha-beta-Rezeptor erzeugt und auf diese Weise zur Erzeugung von Zielvektoren verwendet werden können; den Komplement-Inhibitor sCR1; Arzneistoffe, Peptide oder Antikörper, welche gegen den Dihydropyridin-Rezeptor erzeugt werden; monoclonale Anti körper, welche gegen den anti-Interleukin-2-Rezeptor gerichtet sind und als Zielvektoren verwendet werden können, um die vorliegenden Chromophorpolymerverbindungen und -zusammensetzungen zu Bereichen von Myokardgewebe hinzuleiten, welche diesen Rezeptor exprimieren und welche unter Bedingungen einer Entzündung hochreguliert sein können; Cyclosporin zum ähnlichen Hinleiten der Zusammensetzungen zu Bereichen von entzündetem Myokardgewebe; Methylisobutylisonitril; Lektine, welche an spezifische Zucker auf Membranen von Herzmyocyten und Herzendothelzellen binden; Adrenomedullin (ADM), welches ein endogenes blutdrucksenkendes und vasorelaxierendes Peptid ist; atriales natriuretisches Peptid (ANP); natriuretisches Peptid vom C-Typ (CNP), welches ein aus 22 Aminosäuren bestehendes, aus Endothelzellen stammendes Peptid ist und hinsichtlich der Struktur mit dem atrialen natriuretischen Peptid verwandt, aber genetisch verschieden ist, und eine vasoaktive und anti-mitogene Aktivität besitzt; Vasonatrinpeptid (VNP), welches eine Chimäre aus dem atrialen natriuretischen Peptid (ANP) und dem natriuretischen Peptid vom C-Typ (CNP) ist und 27 Aminosäuren umfaßt; Thrombin; vom Endothel gebildeten Relaxationsfaktor (EDRF); neutrale Endopeptidase-1 (NEP-1); kompetitive Inhibitoren gegen EDRF, einschließlich zum Beispiel NG-Monomethyl-L-arginin (L-NNMA); Kaliumkanal-Antagonisten, wie Charybdotoxin und Glibenclanmid; anti-Herz-Antikörper, welche in Patienten mit einer idiopathischen ausgedehnten Kardiomyopathie identifiziert werden können, aber welche vorzugsweise keine Cytolyse in dem Myokard auslösen; Antikörper, welche gegen den Adeninnucleotid-Translokator, die verzweigtkettige Ketosäure-Dehydrogenase oder Herzmyosin gerichtet sind; spezifische Antagonisten für den Endothelin-A-Rezeptor, welche als BQ-123 bezeichnet werden können; und Antikörper gegen den Angiotensin-II-Rezeptor ein.
Zwei der Hauptantigene des Herzmuskelfasersarkolemms sind Calcium bindende Glycoproteine, welche zusammen mit dem Dihydropyridin-Rezeptor aufgereinigt werden. Antiseren, einschließlich polyclonale oder monoclonale Antikörper, können gegen gereinigtes Sarkolemm hervorgerufen werden. Diese Antikörper können auch als Zielvektoren verwendet werden. Gereinigte Fraktionen der Calcium bindenden Glycoproteine können aus den Plasmamembranen des Sarkolemms isoliert und anschließend zur Erzeugung von Antikörpern verwendet werden. ANP, welches, wie oben angemerkt, als ein Zielvektor verwendet werden kann, kann aus Kulturen menschlicher Aortenendothelzellen erhalten werden. ANP ist im allgemeinen im Endothelium konzentriert, aber kann auch im Endothel- oder Myokardgewebe lokalisiert sein. ANP kann zum Beispiel durch Rekombinationstechniken sowie durch Synthese des Peptids mittels Peptidsynthesetechniken, welche den Fachleuten hinreichend bekannt sind, hergestellt werden. Es ist auch möglich einen Antikörper zu verwenden, entweder polyclonal oder monoclonal, welcher gegen ANP gerichtet ist. In ähnlicher Weise kann ein gegen ANP gerichtetes Peptid zum zielgerechten Angehen von Endothel- und/oder Myokardzellen verwendet werden. Die beta- als auch die alpha-Form des atrialen natriuretischen Faktors können als mögliche Ziel vektoren für das Hinleiten der vorliegenden Polymer-Chromophorverbindungen und -zusammensetzungen zu Myokardgewebe verwendet werden.
Eine große Vielzahl von Zielvektoren kann verwendet werden, um die vorliegenden Polymer-Cyromophorzusammensetzungen und besonders Chromophor-PAO-Chromophor-Zusammensetzungen zu dem GPIIb/IIIa-Rezeptor hinzuleiten. Zusammensetzungen, welche gegen den GPIIb/IIIa-Rezeptor gerichtet sind, sind zum Nachweis von Gefäßthrombosen oder Blutgerinnseln besonders nützlich und sind zur Diagnose sowie zur Behandlung solcher Blutgerinnsel verwendbar. Unter solchen Zielvektoren sind zum Beispiel Peptide wie Arg-Gly-Asp-Ser (RGDS), Gly-Arg-Gly-Asp-Ser-Pro (GRGDSP) und Gly-Pro-Arg-Pro (GPRP) eingeschlossen. Pentapeptide enthaltend die Sequenz Arg-Gly-Asp (RGD) sind auch nützlich, einschließlich zum Beispiel G4120, welches ein cyclisches Peptid ist, welches die Aminosäuresequenz Arg-Gly-Asp (RGD) enthält. Auch nützlich sind Peptide, welche aus dem menschlichen Gerinnungsfaktor XIIIA abgeleitet sind, einschließlich zum Beispiel Fragmente wie:
NKLIVRRGQSFYVQIDFSRPYDPRRDLFRVEYVIGRYPQENKGTYIPVPIVSELQS, GKWGAKIVMREDRSVRLSIQSSPKCIVGKFRMYVAVWTPYGVLRTSRNPETDTYIL und FNPWCEDDAVYLDNEKEREEYVLNDIGVIFYGEVNDIKTRSWSYGQF-R', worin R' -CONH₂ oder -NH₂ ist. Ferner Peptide, welche Fragmente des Faktor XIIIA-Fragments sind, welche in ihrer Sequenz die Sequenz NKLIVRRGOSFYVQIDFSRPYDPRRD oder DDAVYLDNEKEREEYVLNDIGVIFYGEVNDIKTRSWSYGQF einschließen. Zusätzliche Peptide, welche als Zielvektoren zum Nachweis des GPIIb/IIIa-Rezeptors nützlich sein können, schließen zum Beispiel Peptide ein, umfassend die Tripeptidsequenz aus Arginin-Tyrosin-Asparaginsäure (Arg-Tyr-Asp; auch als RGD abgekürzt), verknüpft von dem Amino-zu-Carboxy-Terminus, und welche an die GPIIb/IIIa-Bindungsregion auf aktivierten Thrombocyten binden können. Beispiele solcher Peptide schließen zum Beispiel Peptide der allgemeinen Formel R¹-(X¹)_n-Arg-Tyr-Asp-(Y)_o-(X²)_m-R² ein, worin jedes von X¹, X² und Y unabhängig ein oder mehrere Aminosäurereste sein kann, obwohl in bestimmten Fällen bevorzugt wird, daß Y kein Serin- oder Alaninrest ist, und jedes von m, n und o unabhängig 0 oder 1 ist, vorausgesetzt, daß in bestimmten Fällen, wenn m 1 ist, dann o 1 ist, und R¹ eine geschützte oder ungeschützte, terminale Aminogruppe ist, und R² eine geschützte oder ungeschützte, terminale Carboxygruppe ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist X¹ das Peptid Ala-Arg-Arg-Ser-Ser-Pro-Ser-Tyr-Tyr, und ist X² das Peptid Gly-Ala-Gly-Pro-Tyr-Tyr-Ala-Met-Asp-Tyr. Nützliche Peptide schließen Arg-Ser-Pro-Ser-Tyr-Tyr-Arg-Tyr-Asp-Gly-Ala-Gly-Pro-Tyr-Tyr-Ala-Met-Asp-Tyr und Ala-Arg-Arg-Ser-Pro-Ser-Tyr-Tyr-Arg-Tyr-Asp-Gly-Ala-Gly-Pro-Tyr-Tyr-Ala-Met-Asp-Tyr ein.
Synthetische Verbindungen, die eine natürliche Aminosäuresequenz mit synthetischen Aminosäuren kombinieren, können auch als ein Zielvektor verwendet werden, wie eine Fibrinogen-Rezeptor-Antagonistverbindung, welche die Sequenz XX-Gly-Asp um faßt, worin XX- eine synthetische alpha-Aminosäure ist, enthaltend eine lineare Seitenkette wie -(CH₂)_n-AA-(CH₂)_n'-NH-C(N=H)-NHR, worin n + n' 3 ist, AA eine Einfachbindung ist, und R Phenyl oder Benzyl ist; oder -(CH₂)_n-AA-(CH₂)_n'-NHR, worin n eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, n' eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist, AA Sauerstoff, Schwefel oder eine Einfachbindung ist, und R H, C_1-6-Alkyl, wahlweise substituiertes Aryl, wahlweise substituiertes Arylmethyl oder wahlweise substituiertes Cycloalkyl ist, vorausgesetzt, daß in bestimmten Fällen, wenn AA eine Einfachbindung ist und R H ist, dann n + n' einen anderen Wert als 3 oder 4 besitzt. Eine andere solche Verbindung umfaßt einen Fibrinogen-Rezeptor-Antagonist der Formel: Cyclisch-[XX-Gly-Asp-ZZ-], worin XX eine synthetische alpha-Aminosäure ist, enthaltend eine lineare Seitenkette der Formel -(CH₂)_n-AA-(CH-2)_n'-NH-C(N=H)-NHR oder -(CH₂)_n-AA-(CH₂)_n'-NHR, worin n eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, n' eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist, AA Sauerstoff, Schwefel oder eine Einfachbindung ist, und R H, C_1-6-Alkyl oder wahlweise substituiertes Cycloalkyl ist, vorausgesetzt, daß in bestimmten Fällen, wenn AA eine Einfachbindung ist und R H ist, dann n + n' einen anderen Wert als 3 oder 4 besitzt, und ZZ eine Sequenz aus 1 bis 4 wahlweise substituierten Aminosäuren ist.
Andere nützliche Peptide zur Verwendung als Zielvektoren schließen zum Beispiel ein: "Elegantin", welches die folgende Sequenz besitzt: Gly-Glu-Glu-Cys-Asp-Cys-Gly-Ser-Pro-Glu-Asn-Pro-Cys-Cys-Asp-Ala-Ala-Thr-Cys-Lys-Leu-Arg-Pro-Gly-Ala-Gln-Cys-Ala-Asp-Gly-Leu-Cys-Cys-Asp-Gln-Cys-Arg-Phe-Lys-R-R'-Arg-Thr-Ile-Cys-Arg-Arg-Ala-Arg-Gly-Asp-Asn-Pro-Asp-Asp-Arg-Cys-Thr-Gly-Gln-Ser-Ala-Asp-Cys-Pro-Arg-Asn-Gly-Tyr, worin jedes von R und R' unabhängig irgendeine Aminosäure ist; "Albolabrin", welches die folgende Sequenz besitzt: Glu-Ala-Gly-Glu-Asp-Cys-Asp-Cys-Gly-Ser-Pro-Ala-Asn-Pro-Cys-Cys-Asp-Ala-Ala-Thr-Cys-Lys-Leu-Leu-Pro-Gly-Ala-Gln-Cys-Gly-Glu-Leu-Cys-Cys-Asp-Gln-Cys-Ser-Phe-Met-Lys-Lys-Gly-Thr-Ile-Cys-Arg-Arg-Ala-Arg-Gly-Asp-Asp-Leu-Asp-Asp-Tyr-Cys-Asn-Gly-Ile-Ser-Ala-Gly-Cys-Pro-Arg-Asn-Pro-Leu-His-Ala; "Batroxostatin", welches die folgende Sequenz besitzt: Glu-Ala-Gly-Glu-Glu-Cys-Asp-Cys-Gly-Thr-Pro-Glu-Asn-Pro-Cys-Cys-Asp-Ala-Ala-Thr-Cys-Lys-Leu-Arg-Pro-Gly-Ala-Gln-Cys-Ala-Glu-Gly-Leu-Cys-Cys-Asp-Gln-Cys-Arg-Phe-Lys-Gly-Ala-Gly-Lys-Ile-Cys-Arg-Arg-Ala-Arg-Gly-Asp-Asn-Pro-Asp-Asp-Cys-Thr-Gly-Gln-Ser-Ala-Asp-Cys-Pro-Arg-Phe; und "Flavoridin", welches die folgende Sequenz besitzt: Gly-Gly-Glu-Cys-Asp-Cys-Gly-Ser-Pro-Glu-Asn-Pro-Cys-Cys-Asp-Ala- Ala-Thr-Cys-Lys-Leu-Arg-Pro-Gly-Ala-Gln-Cys-Ala-Asp-Gly-Leu-Cys-Cys-Asp-Gln-Cys-Arg-Phe-Lys-R-R'-Arg-Thr-Ile-Cys-Arg-Ile-Ala-Arg-Gly-Asp-Phe-Pro-Asp-Asp-Arg-Cys-Thr-Gly-Leu-Ser-Ala-Asp-Cys-Pro-Arg-R-Asn-Asp-Leu, worin jedes von R und R' unabhängig irgendeine Aminosäure ist.
Andere Vektoren, welche zum Nachweis des GPIIb/IIIa-Rezeptors nützlich sind, schließen synthetische Verbindungen ein, wie Ac-(D)-Phe-Pro-boroArg und das cyclische peptidomimetische Cyclo-(D-2-aminobutyrat-N-Methyl-L-Arginyl-Glycyl-L-Aspartyl-3-aminomethyl-benzoesäure)methansulfonatsalz. Peptide, die ebenfalls verwendet werden können, schließen eine Bank von Hexapeptiden, umgeben von Cysteinresten (welche fähig sind, cyclische Disulfide zu bilden), und cyclische, Disulfid-gebundene Formen von Peptiden mit der Sequenz Arg-Gly-Asp oder Lys-Gly-Asp sowie das vom Carboxyterminus abgeleitete Peptid REYVVMWK ein. Bestimmte Matrix-Glycoproteine, wie Thrombospondin, sind in dieser Hinsicht auch nützlich. Vertreter der Serpin-Familie von Serinprotease-Inhibitoren, wie der Plasminogen-Aktivator-Inhibitor Typ-1 (PAI-1), sind andere nützliche Vektoren.
Im allgemeinen wird bevorzugt, als Zielvektoren für den GPIIb/IIIa-Rezeptor ein Peptid mit etwa 3 bis etwa 20 Aminosäuren zu verwenden, wobei Peptide mit etwa 4 bis etwa 15 Aminosäuren mehr bevorzugt werden. Noch mehr bevorzugt können Zielvektoren für den GPIIb/IIIa-Rezeptor Peptide mit etwa 8 Aminosäuren umfassen, wobei Peptide mit etwa 4 bis etwa 6 Aminosäuren oder etwa 5 Aminosäuren noch stärker bevorzugt werden. Falls gewünscht, können die Peptide einem Ringschluß unterzogen werden, zum Beispiel durch (1) kovalente Seitenketten-zu-Seitenketten-Bindungen, einschließlich zum Beispiel durch die Bildung einer Disulfidbrücke über die Oxidation von zwei Thiol enthaltenden Aminosäuren oder Analogen hiervon, einschließlich zum Beispiel Cystein oder Penicillamin; (2) kovalente Ende-zu-Seitenketten-Bindungen, einschließlich zum Beispiel durch die Verwendung des Aminoterminus der Aminosäuresequenz und einer Seitenketten-Carboxylatgruppe, wie zum Beispiel eine unkritische Glutaminsäure- oder Asparaginsäuregruppe. Alternativ kann die kovalente Ende-zu-Seitenketten-Bindung den Carboxylatterminus der Aminosäuresequenz und eine Seitenketten-Amino-, -Amidin-, -Guanidin- oder eine andere Gruppe in der Seitenketten einbeziehen, welche ein nucleophiles Stickstoffatom enthält, wobei solche Seitenkettengruppen zum Beispiel Lysin, Arginin, Homoarginin, Homolysin oder dergleichen einschließen; (3) kovalente Ende-zu-Ende-Bindungen, die kovalente Amidbindungen sind, oder dergleichen. Solche Verfahren sind den Fachleuten hinreichend bekannt. Zusätzlich kann eine "Pseudocyclisierung" verwendet werden, wobei die Cyclisierung über nicht-kovalente Wechselwirkungen erfolgt, wie elektrostatische Wechselwirkungen, welche eine Faltung der Sekundärstruktur induzieren, um einen Typ einer cyclischen Einheit zu bilden. Es wird erwogen, daß Metallionen die Induktion einer "pseudocyclischen" Formung begünstigen können. Dieser Typ einer pseudocyclischen Formung kann zu "Zinkfingern" analog sein. Wie dem Fachmann bekannt ist, schließen Zinkfinger die Formung aufgrund von elektrostatischen Wechselwirkungen zwischen einem Zinkion (Zn²⁺) und Cystein, Penicillamin und/oder Homocystein einer Region in Form einer Schleife (des Fingers) ein. Im Falle von Homocystein würde die RGD-Sequenz an der Spitze des Fingers vorkommen. Natürlich ist bekannt, daß im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Chromophorpolymer irgendeine Art der stabilisierenden Cyclisierung geeignet wäre, solange der Erkennungs- und Bindungs-Peptidvektor, wie zum Beispiel RGD, die richtige Konformation und/oder Topographie beibehält, um an den geeigneten Rezeptor in Blutgerinnseln mit einer ausreichenden Michaelis-Menten-Konstante (k_m) oder Bindungskonstante zu binden. So wie hierin verwendet, verweist der Begriff "Konformation" auf die dreidimensionale Organisation des Grundgerüsts des Peptids, Peptoids oder Pseudopeptids, und der Begriff "Topographie", so wie hierin verwendet, verweist auf die dreidimensionale Organisation der Seitenkette des Peptids, Peptoids oder Pseudopeptids.
Andere geeignete Zielvektoren schließen die folgenden Verbindungen ein:
Ac-Cys-Arg-Gly-Asp-Met-Phe-Gly-Cys-CONH₂; Ac-Cys-Arg-Gly-Asp-Met-Leu-Arg-Cys-CONH₂; Ac-Cys-Arg-Gly-Asp-Phe-Leu-Asn-Cys-CONH₂; Ac-Cys-Asn-Thr-Leu-Lys-Gly-Asp-Cys-CONH₂; Ac-Cys-Asn-Trp-Lys-Arg-Gly-Asp-Cys-CONH₂; und Ac-Cys-N-Methyl-Arg-Gly-Pen-CONH₂, worin "Pen" auf Penicillamin (beta,beta-Dimethylcystein) verweist.
Andere Verbindungen, welche als Zielvektoren nützlich sein können, schließen Peptide oder Derivate hiervon ein, dargestellt durch die Formel A-B-Arg-Gly-Asp-C-D worin:
A Prolin, Thioprolin, Hydroxyprolin, Dehydroprolin, 2-Oxo-4-thiazolidincarbonsäure, N-Alkylglycin oder ein Aminosäurederivat der Formel:
Tryptophan oder ein Tryptophanderivat der Formel:
Pyroglutaminsäure oder 2-Azetidinon-4-carbonsäure ist;
B Serin, Glycin, Valin, Alanin, Threonin oder beta-Alanin ist;
C eine Aminosäuregruppe mit einer hydrophoben funktionellen Gruppe ist; und
D Hydroxy oder Amino ist;
worin:
R₁ Wasserstoff, -(CH₂)_pCH₃ oder -CO-(CH₂)_pCH₃ ist,
R₂ Wasserstoff oder Alkyl ist;
R₃ Wasserstoff oder Alkoxy ist;
R₄ Wasserstoff oder Alkyl ist;
R₅ Wasserstoff, Amino oder Acylamino ist;
m eine ganze Zahl von 2 bis 5 ist;
n eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist;
p eine ganze Zahl von 0 bis 5 ist; und
q eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist.
Ein anderer Zielvektor, welcher in Verbindung mit den vorliegenden Farbstoff-Polymer-Zusammensetzungen geeignet sein kann, ist ein Peptid, ein Peptidderivat oder ein Salz hiervon der Formel: A-B-Arg-Gly-Asp-C-D, worin:
A Orotsäure oder Hydroorotsäure ist;
B eine Aminosäure ist;
C eine Aminosäure mit einer hydrophoben funktionellen Gruppe ist; und
D Hydroxy oder Amino ist.
In den obigen Verbindungen sind Beispiele für die Aminosäuren mit hydrophoben funktionellen Gruppen in der Definition von "C" Tryptophan und Phenylalanin.
Verschiedene Peptide, welche zur Verwendung als ein Zielvektor in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Chromophorpolymer geeignet wären, besonders zum Nachweis von GPIIb/IIIa, sind zum Beispiel bei Sat et al., US-Patent Nr. 5,498,601, und in den folgenden veröffentlichten Europäischen Patentanmeldungen 0 368 486 A, 0 382 451 A und 0 422 938 B1 offenbart. Andere Zielvektoren, welche in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zusätzlich zu den oben veranschaulichten verwendet werden können, werden für den Fachmann aus der vorliegenden Offenbarung ersichtlich. Andere geeignete Zielvektoren schließen zum Beispiel konjugierte Peptide ein, wie zum Beispiel Glycokonjugate und Lektine, welche an Zuckereinheiten gebundene Peptide sind. Die Zusammensetzungen können einen einzigen Zielvektor sowie zwei oder mehrere verschiedene Zielvektoren umfassen.
In den Kontrastmitteln dieser Erfindung kann das Chromophor oder eine Verbindungsgruppe an einen Zielvektor, Q, oder einen Vorläufer davon gebunden sein. In Ausführungsformen, worin Q ein Zielvektor ist, weist Q vorzugsweise Zellen oder Rezeptoren nach, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Myokardzellen, Endothelzellen, Epithelzellen, Tumorzellen und dem Glycoprotein GPIIb/IIIa-Rezeptor. In bestimmten bevor zugten Ausführungsformen weist Q Zellen oder Rezeptoren nach, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Myokardzellen, Endothelzellen, Epithelzellen und dem Glycoprotein GPIIb/IIIa-Rezeptor. Weiterhin ist in Ausführungsformen, worin Q ein Zielvektor ist, Q vorzugsweise gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Proteinen, Peptiden, Sacchariden, Steroiden, Steroidanalogen, bioaktiven Mitteln und genetischem Material. In diesen letzteren Ausführungsformen ist Q vorzugsweise gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Proteinen, Peptiden und Sacchariden. In Ausführungsformen, worin Q ein Peptid umfaßt, ist Q vorzugsweise das Peptid -Lys-Gln-Ala-Gly-Asp-Val oder ein cyclisches Peptid, wie DMP 728. (Vgl. z. B. Mousa et al., Thrombosis Research, Bd. 76 (2), (1994), S. 109–119.) In Ausführungsformen, worin Q ein Protein umfaßt, ist Q vorzugsweise Protein A. In Ausführungsformen, worin Q ein Saccharid umfaßt, kann Q gewählt sein aus der Gruppe, bestehend aus Monosacchariden und Disacchariden. Nützliche Monosaccharide in dieser Erfindung schließen Monosaccharide mit sechs Kohlenstoffen, wie Allose, Altrose, Glucose, Mannose, Gulose, Idose, Galactose, Talose, Fructose, Psicose und Tagatose; Monosaccharide mit fünf Kohlenstoffen, wie Ribose, Arabinose, Xylose, Lyxose, Ribulose und Xylulose; und Monosaccharide mit vier Kohlenstoffen, wie Erythrose, Threose und Erythulose, ein. Nützliche Disaccharide schließen Sucrose, Lactose, Maltose, Isomaltose und Cellobiose ein. In Ausführungsformen, worin Q ein Saccharid umfaßt, ist Q vorzugsweise ein Monosaccharid, wobei Mannose und Glucose mehr bevorzugt werden.
In Ausführungsformen, worin Q ein Vorläufer für einen Zielvektor ist, umfaßt Q vorzugsweise einen teilweise ungesättigten oder aromatischen, 5- bis 7-gliedrigen, monocyclischen Ring, enthaltend ein oder zwei N-, O- oder S-Atome, und mehr bevorzugt eine Maleimideinheit oder eine Pyridyleinheit. In Ausführungsformen, worin Q ein Zielvektor ist, ist Q vorzugsweise ein Zielvektor, der Zellen oder Rezeptoren nachweist, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Myokardzellen, Endothelzellen, Epithelzellen, Tumorzellen und dem Glycoprotein GPIIb/IIIa-Rezeptor. In bevorzugten Ausführungsformen ist Q auch ein Zielvektor, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Proteinen, Peptiden, Sacchariden, Steroiden, Steroidanalogen, bioaktiven Mitteln und genetischem Material, wobei Proteine, Peptide und Saccharide mehr bevorzugt werden. Ebenfalls bevorzugt werden Zielvektoren, welche Regionen einer Arteriosklerose, insbesondere eines arteriosklerotischen Plaques, nachweisen. Auch bevorzugt werden Zielvektoren, welche infarziertes Myokard nachweisen. In bestimmten Ausführungsformen weisen die Zielvektoren Krebszellen nach.
Die obigen bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verbindungen werden aus verschiedenen Gründen bevorzugt, einschließlich der Einfachheit der Synthese, der diagnostischen Wirksamkeit, der erhöhten Biokompatibilität und/oder der verbesserten Nachweiseffizienz.
Der Zielvektor kann in die vorliegenden Chromophorpolymer-Zusammensetzungen auf vielfältige Weise eingebracht werden. Im allgemeinen kann der Zielvektor in die vorliegenden Zusammensetzungen durch kovalente oder nicht-kovalente Assoziation mit einem oder mehreren der Chromophoren und/oder der Verbindungsgruppen der erfindungsgemäßen Chromophorpolymeren eingebracht werden. In einer bevorzugten Form ist der Zielvektor kovalent mit einem oder mehreren der Chromophoren und/oder der Verbindungsgruppen assoziiert. In bevorzugten Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind die Zielvektoren vorzugsweise kovalent mit den Verbindungsgruppen der Chromophorpolymer-Verbindungen assoziiert.
Beispielhafte kovalente Bindungen, durch welche die Zielvektoren mit den Polymeren assoziiert sind, schließen zum Beispiel Amid (-CONH-); Thioamid (-CSN-H-); Ether (ROR', worin R und R' gleich oder verschieden sein können und eine andere Bedeutung als Wasserstoff haben); Ester (-COO-); Thioester (-COS-); -O-; -S-; -S_n-, worin n größer als 1 ist, vorzugsweise etwa 2 bis etwa 8, und mehr bevorzugt etwa 2; Carbamate; -NH-; NR-, worin R Alkyl ist, zum Beispiel ein Alkyl mit 1 bis etwa 4 Kohlenstoffen; Urethan; und substituiertes Imidat; und Kombinationen aus zwei oder mehreren dieser Bindungen ein. Kovalente Bindungen zwischen Zielvektoren und Chromophoren und kovalente Bindungen zwischen Zielvektoren und Verbindungsgruppen können durch die Verwendung von Molekülen erhalten werden, welche als Spacergruppen dienen können, um die strukturelle und topographische Flexibilität des Vektors zu erhöhen. Beispiele solcher Spacer schließen zum Beispiel Bernsteinsäure, 1,6-Hexandisäure, 1,8-Octandisäure und dergleichen, sowie modifizierte Aminosäuren, wie zum Beispiel 6-Aminohexansäure, 4-Aminobutansäure und dergleichen, ein. Außerdem kann im Falle von Zielvektoren, welche Peptideinheiten umfassen, eine Seitenketten-zu-Seitenketten-Vernetzung mit einer Seitenketten-zu-Ende-Vernetzung und/oder einer Ende-zu-Ende-Vernetzung ergänzt werden. Auch können kleine Spacermoleküle, wie Dimethylsuberimidat, verwendet werden, um ähnliche Ziele zu erreichen. Die Verwendung von Mitteln einschließlich der in Reaktionen vom Schiffschen Basen-Typ verwendeten, wie Glutaraldehyd, kann auch geeignet sein. Schiffsche Base-Bindungen, welche reversible Bindungen sein können, können durch die Anwendung von reduktiven Amidierungsverfahren in dauerhaftere kovalente Bindungen umgewandelt werden. Dies kann zum Beispiel chemische Reduktionsmittel wie Lithiumaluminiumhydrid-Reduktionsmittel oder deren milderen Analoge, einschließlich Lithiumaluminiumdiisobutylhydrid (DIBAL), Natriumborhydrid (NaBH₄) oder Natriumcyanoborhydrid (NaBH₃CN), erforderlich machen.
Die kovalente Verknüpfung der Zielvektoren mit den Chromophoren und Verbindungsgruppen in den vorliegenden Verbindungen kann unter Anwendung von synthetischen organischen Techniken erreicht werden, welche für den Fachmann basierend auf der vorliegenden Offenbarung ohne weiteres ersichtlich sind. Zum Beispiel können die Zielvektoren an die Chromophoren oder Verbindungsgruppen durch die Verwendung von hinreichend bekannten Kopplungs- oder Aktivierungsmitteln gebunden werden. Wie dem Fachmann bekannt ist, sind Aktivierungsmittel im allgemeinen elektrophil. Die Elektrophilizität kann verwendet werden, um die Bildung einer kovalenten Bindung auszulösen.
Beispielhafte Aktivierungsmittel, welche verwendet werden können, schließen zum Beispiel Carbonyldiimidazol (CDI), Dicyclohexylcarbodiimid (DCC), Diisopropylcarbodiimid (DIC), Methylsulfonylchlorid, Castro-Reagens und Diphenylphosphorylchlorid ein.
Die kovalenten Bindungen können eine Vernetzung und/oder Polymerisierung beinhalten. Vernetzung verweist vorzugsweise auf die Verknüpfung von zwei Ketten von Polymermolekülen durch Brücken, bestehend aus entweder einem Element, einer Gruppe oder einer Verbindung, das/die bestimmte Kohlenstoffatome der Ketten durch kovalente chemische Bindungen verknüpft. Zum Beispiel kann eine Vernetzung in Polypeptiden auftreten, welche durch die Disulfidbrücken des Cysteinrestes verknüpft sind. Eine Vernetzung kann zum Beispiel durch (1) das Zugeben einer chemischen Substanz (Vernetzungsmittel) und das Aussetzen der Mischung von Wärme, oder (2) das Aussetzen eines Polymeren einer energiereichen Strahlung erreicht werden. Eine Vielzahl von Vernetzungsmitteln oder "Tethern" mit unterschiedlichen Längen und/oder Funktionalitäten ist zum Beispiel bei Lunbland R. L., Techniques in Protein Modification, CRC Press, Inc., Ann Arbor, NE, S. 249–268 (1995), beschrieben. Beispielhafte Vernetzungsmittel schließen zum Beispiel 3,3'-Dithiobis(succinimidylpropionat), Dimethylsuberimidat und Variationen hiervon, bezogen auf die Kohlenwasserstofflänge, sowie Bis-N-maleimido-1,8-octan ein.
Der Rest eines Vektors ist unabhängig an eine andere Komponente des Polymeren dieser Erfindung durch eine chemische Bindung oder eine Verbindungsgruppe gebunden, wie in US-A-5583206 (Snow et al.) offenbart. Bevorzugte Verbindungsgruppen können aus Vektor-reaktiven Gruppen abgeleitet sein und somit Stickstoffatome in Gruppen wie Amino-, Imido-, Nitrilo- und Iminogruppen; Alkylen, vorzugsweise enthaltend 1 bis 18 Kohlenstoffatome, wie Methylen, Ethylen, Propylen, Butylen und Hexylen, wobei ein solches Alkylen wahlweise durch ein oder mehrere Heteroatome wie Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel oder Heteroatome enthaltende Gruppen unterbrochen sein kann; Carbonyl; Sulfonyl; Sulfinyl; Ether; Thioether; Ester, d. h. Carbonyloxy und Oxycarbonyl; Thioester, d. h. Carbonylthio, Thiocarbonyl, Thiocarbonyloxy und Oxythiocarboxy; Amid, d. h. Iminocarbonyl und Carbonylimino; Thioamid, d. h. Iminothiocarbonyl und Thiocarbonylimino; Thio; Dithio; Phosphat; Phosphonat; Urelen; Thiourelen; Urethan, d. h. Iminocarbonyloxy und Oxycarbonylimino; eine Aminosäurebindung, d. h. eine Gruppe
worin k = 1, und X₁, X₂ und X₃ unabhängig bedeuten H, Alkyl, enthaltend 1 bis 18, vorzugsweise 1 bis 6 Kohlenstoffatome, wie Methyl, Ethyl und Propyl, wobei ein solches Alkyl wahlweise durch ein oder mehrere Heteroatome wie Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel unterbrochen sein kann, substituiertes oder unsubstituiertes Aryl, enthaltend 6 bis 18, vorzugsweise 6 bis 10 Kohlenstoffatome, wie Phenyl, Hydroxyliodphenyl, Hydroxyphenyl, Fluorphenyl und Naphthyl, Aralkyl, vorzugsweise enthaltend 7 bis 12 Kohlenstoffatome, wie Benzyl, und Heterocyclyl, vorzugsweise enthaltend 5 bis 7 Kernkohlenstoffe und ein oder mehrere Heteroatome wie S, N, P oder O, wobei Beispiele für bevorzugte Heterocyclylgruppen Pyridyl, Chinolyl, Imidazolyl und Thienyl sind; Heterocyclylalkyl, worin die Heterocyclyl- und Alkylanteile hiervon vorzugsweise wie oben beschrieben sind; oder eine Peptidbindung, d. h. eine Gruppe
worin k < 1 ist und jedes X unabhängig dargestellt wird durch eine Gruppe, wie oben für X₁, X₂ und X₃ beschrieben, einschließen. Zwei oder mehrere Verbindungsgruppen können verwendet werden, wie zum Beispiel Alkylenimino und Iminoalkylen. Es wird erwogen, daß andere Verbindungsgruppen zur Verwendung hierin geeignet sein können, wie Verbindungsgruppen, welche gewöhnlich in der Protein-heterobifunktionellen und homobifunktionellen Konjugation und in der Vernetzungschemie, wie oben beschrieben, verwendet werden. Besonders bevorzugte Verbindungsgruppen schließen Amidgruppen und auch Aminogruppen ein. Wenn mit dem Rest eines Chromophors über eine Isothiocyanatgruppe in dem Chromophor verbunden, werden Amingruppen zu Thioharnstoffgruppen.
Die Verbindungsgruppen können verschiedene Substituenten enthalten, welche die Kopplungsreaktion zwischen dem Chromophor und den anderen Komponenten dieser Erfindung nicht stören. Die Verbindungsgruppen können auch Substituenten enthalten, welche eine solche Reaktion anderweitig stören können, aber welche während der Kopplungsreaktion mit geeigneten Schutzgruppen, die gewöhnlich auf dem Fachgebiet bekannt sind, daran gehindert werden, und welche Substituenten nach der Kopplungsreaktion durch geeignete Abspaltung der Schutzgruppe regeneriert werden. Die Verbindungsgruppen können auch Substituenten enthalten, welche nach der Kopplungsreaktion eingeführt werden. Zum Beispiel kann die Verbindungsgruppe mit Substituenten wie einem Halogen, z. B. F, Cl, Br oder I; einer Estergruppe; einer Amidgruppe; einem Alkyl, vorzugsweise enthaltend 1 bis etwa 18, mehr bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatome, wie Methyl, Ethyl, Propyl, i-Propyl, Butyl und dergleichen; einem substituierten oder unsubstituierten Aryl, vorzugsweise enthaltend 6 bis etwa 20, mehr bevorzugt 6 bis 10 Kohlenstoffatome, wie Phenyl, Naphthyl, Hydroxyphenyl, Iodphenyl, Hydroxyiodphenyl, Fluorphenyl und Methoxyphenyl; einem substituierten oder unsubstituierten Aralkyl, vorzugsweise enthaltend 7 bis etwa 12 Kohlenstoffatome, wie Benzyl und Phenylethyl; einem Alkoxy, dessen Alkylanteil vorzugsweise 1 bis 18 Kohlenstoffatome enthält, wie oben für das Alkyl beschrieben; einem Alkoxyaralkyl, wie Ethoxybenzyl; einem substituierten oder unsubstituierten Heterocyclyl, vorzugsweise enthaltend 5 bis 7 Kernkohlenstoffe und Heteroatome wie S, N, P oder O, wobei Beispiele für bevorzugte Heterocyclylgruppen Pyridyl, Chinolyl, Imidazolyl und Thienyl sind; einer Carboxylgruppe; einer Carboxyalkylgruppe, deren Alkylanteil vorzugsweise 1 bis 8 Kohlenstoffatome enthält; oder dem Rest eines Chromophors substituiert sein.
In Übereinstimmung mit bevorzugten Ausführungsformen können die Zielvektoren an die Chromophoren und Verbindungsgruppen der erfindungsgemäßen Polymere über eine Verbindungsgruppe gebunden oder damit verknüpft sein. Eine Vielzahl von Verbindungsgruppen ist verfügbar und werden für den Fachmann aus der vorliegenden Offenbarung ersichtlich. Vorzugsweise umfaßt die Verbindungsgruppe ein hydrophiles Polymer. Geeignete hydrophile Linkerpolymere schließen zum Beispiel Polyvinylpyrrolidone, Poly(vinylmethylether), Polyacrylamide, wie zum Beispiel Poly(methacrylamide), Poly-(N,N-dimethylacrylamide) und Poly(hydroxypropylmethylamide), Poly(hydroxyethylacrylate), Polyhydroxypropylmethacrylate, Polymethyloxazoline, Polyethyloxazoline, Polyhydroxyethyloxazoline, Polyhydroxypropyloxazoline, Polyvinylalkohole, Polyphosphazene, Poly(hydroxyalkylcarbonsäuren), Polyoxazolidine und Polyaspartamid ein. Die hydrophilen Polymere sind vorzugsweise gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyvinylalkohol und Polyvinylpyrrolidon und Copolymeren hiervon. Das als eine Verbindungsgruppe verwendete hydrophile Polymer ist vorzugsweise ein bifunktionelles Polymer. In diesem Fall ist ein Ende des hydrophilen Polymers an ein Chromophor oder eine Verbindungsgruppe des erfindungsgemäßen Polymers gebunden, und das andere Ende des hydrophilen Polymers ist an den Zielvektor gebunden, zum Beispiel über eine Amidbindung. Ein hydrophiles Polymer, substituiert mit einer terminalen Carbonsäuregruppe an einem Ende und einer terminalen Aminogruppe an dem anderen Ende, kann auch verwendet werden. Diese letzteren bifunktionellen hydrophilen Polymere können in einigen Ausführungsformen bevorzugt werden, da sie verschiedene Übereinstimmungen mit Aminosäuren aufweisen. Die übliche Peptidmethodik kann verwendet werden, um den Zielvektor an das Chromophor oder die Verbindungsgruppen des erfindungsgemäßen Polymers zu binden. Bifunktionelle hydrophile Polymere können unter Verwendung von üblichen Methodiken der organischen Chemie synthetisiert werden. Außerdem sind viele dieser Materialien im Handel erhältlich. Ein Vorteil der Verwendung eines hydrophilen Polymermaterials als eine Verbindungsgruppe ist, daß die Größe des Polymers derart variiert werden kann, daß die Anzahl der monomeren Untereinheiten so wenig wie zum Beispiel etwa 5 oder so viel wie zum Beispiel etwa 500 oder sogar mehr betragen kann. Demgemäß kann gegebenenfalls der "Tether" oder die Länge der Verknüpfung variiert werden. Dies kann zum Beispiel abhängig von dem besonderen verwendeten Zielvektor wichtig sein. Zum Beispiel kann ein Zielvektor, welcher ein großes Proteinmolekül umfaßt, einen kurzen Tether erforderlich machen, so daß er ein membrangebundenes Protein imitiert. Ein kurzer Tether würde auch ermöglichen, daß das Chromophorpolymer proximal zu der Zelle von Interesse vorliegt, und erleichtert auf diese Weise weiterhin eine Chromophorpolymer-zu-Zelle-Wechselwirkung, wie ein hydrophobes Chromophor in dem Polymer mit dem Lipid oder Protein in der Zellmembran.
Verbindungsgruppen (L, L', L'', L''', etc.) können gewählt sein aus der Gruppe, bestehend aus einer C₁- bis C₁₆-Alkylengruppe, wahlweise enthaltend hydrophile funktionelle Gruppen, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxylgruppen, Carboxylgruppen, Phosphonatgruppen, Sulfonatgruppen, Sulfatgruppen, Phosphatgruppen, Aminogruppen und Aminosäuregruppen; einem Ether-Sauerstoffatom; einer Oxycarbonylestergruppe; einer Carbonatgruppe; einem Succinatdiester; einer Phenylharnstoffgruppe; einer Phenylthioharnstoffgruppe; einer Nitrilogruppe; einer Oxyacetogruppe; einer 2-Oxytriazin-4-yl-Gruppe; einem Schwefelatom; einer Sulfongruppe; einer Sulfoxidgruppe; einer Carbonyloxygruppe; einer Oxyphenylaminothiocarbonylaminogruppe; einer Oxyphenylaminocarbonylaminogruppe; einer Phosphatgruppe; und einer Aminosäuregruppe; einer Harnstoffgruppe; einer Thioharnstoffgruppe; einer Urethangruppe; und einer Thiourethangruppe
Beispiele für Verbindungseinheiten schließen Alkylengruppen wie Methylengruppen sowie lineare und verzweigtkettige C_2-16-Alkylengruppen wie Ethylen, n-Propylen, Isopropylen, n-Butylen, iso-Butylen, n-Pentylen, iso-Pentylen, Hexylen, Heptylen, Octylen und dergleichen, wahlweise substituiert mit Carboxygruppen, Carboxymethylgruppen, Sulfatgruppen, Sulfonatoalkylgruppen, halogenhaltigen Gruppen wie Perfluoralkylgruppen, z. B. Trifluormethyl, und Alkoxygruppen wie Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Isopropoxy, n-Butoxy, Isobutoxy, tert-Butoxy und dergleichen, welche zusammen mit den Kohlenstoffen der Alkylengruppe insgesamt weniger als oder gleich 17 Kohlenstoffe umfassen, ein. Weitere Beispiele für Verbindungsgruppen schließen C₆-Phenylengruppen und C_7-16-Alkylenylphenylengruppen sowie C_8-16-Alkylenphenylenalkylengruppen ein. Diese sind wahlweise mit Carboxygruppen, Carboxymethylgruppen, Sulfatgruppen, Sulfonatoalkylgruppen, Fluoratomen, wie ein bis vier Fluoratome an dem Phenylenring und perfluoriniert an den Alkylengruppen, C_1-10-Perfluoralkylgruppen, C_1-10-Sulfonatoalkylgruppen, deren Alkylanteil wie oben beschrieben ist, C_1-10-Alkylgruppen, deren Alkylanteil wie oben beschrieben ist, C_1-10-Alkoxylgruppen, deren Alkylanteil wie oben beschrieben ist und deren Alkylengruppen wahlweise Heteroatome enthalten, gewählt aus O, S und N, welche durch mindestens zwei Kohlenstoffatome voneinander getrennt sind, und Thiocarbonylaminophenylengruppen substituiert.
Weitere Beispiele für Verbindungsgruppen sind polymere Einheiten. So wie hierin verwendet, kann eine polymere Einheit natürlichen, halbsynthetischen (modifiziert natürlichen) oder synthetischen Ursprungs sein. Der Begriff "polymere Einheit" kennzeichnet eine Verbindung, welche aus zwei oder mehreren wiederkehrenden Monomereinheiten und vorzugsweise 10 oder mehr wiederkehrenden Monomereinheiten besteht. Der Ausdruck halbsynthetische polymere Einheit (oder modifizierte natürliche polymere Einheit), wie hierin verwendet, bezeichnet eine natürliche Polymereinheit, die in irgendeiner Weise chemisch modifiziert worden ist. Beispielhafte natürliche polymere Einheiten, welche zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, schließen natürlich vorkommende Polysaccharide ein. Solche Polysaccharide schließen zum Beispiel Arabinane, Fructane, Fucane, Galactane, Galacturonane, Glucane, Mannane, Xylane (wie zum Beispiel Insulin), Levan, Fucoidan, Carragen, Galatocarolose, Pektinsäure, Pektine einschließlich Amylose, Pullulan, Glykogen, Amylopektin, Cellulose, Dextran, Dextrin, Dextrose, Polydextrose, Pustulan, Chitin, Agarose, Keratan, Chondroitan, Dermatan, Hyaluronsäure, Alginsäure, Xanthangummi, Stärke und verschiedene andere natürliche Homopolymere oder Heteropolymere, wie solche, enthaltend eine oder mehrere der folgenden Aldosen, Ketosen, Säuren oder Amine: Erythrose, Threose, Ribose, Arabinose, Xylose, Lyxose, Allose, Altrose, Glucose, Mannose, Gulose, Idose, Galactose, Talose, Erythrulose, Ribulose, Xylulose, Psicose, Fructose, Sorbose, Tagatose, Mannit, Sorbit, Lactose, Sucrose, Trehalose, Maltose, Cellobiose, Glycin, Seren, Threonin, Cystein, Tyrosin, Asparagin, Glutamin, Asparaginsäure, Glutaminsäure, Lysin, Arginin, Histidin, Glucuronsäure, Gluconsäure, Glucarsäure, Galacturonsäure, Mannuronsäure, Glucosamin, Galactosamin- und Neuraminsäure, sowie natürlich vorkommende Derivate hiervon ein. Demgemäß schließen geeignete Polymere zum Beispiel Proteine wie Albumin ein. Beispielhafte halbsynthetische polymere Einheiten schließen Carboxymethylcellulose, Hydroxymethylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Methylcellulose und Methoxycellulose ein. Beispielhafte synthetische polymere Einheiten, welche zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, schließen Polyethylenglykol (PEG), Polymethylene (wie zum Beispiel Polyethylen und auch Polyethylenterephthalat), Polypropylene (wie zum Beispiel Poly(propylenglykol)), Polyurethane, Poly(vinylacetat), teilweise hydrolysiertes Polyvinylacetat (wie zum Beispiel Poly(vinylacetat-co-vinylalkohol)), Poly(vinylalkohol) wie zum Beispiel Polyvinylalkohol(PVA), Poly(vinylchlorid), Poly(N-vinylpyrrolidon), Polyamide einschließlich Nylonpolyamide, Polystyrol, Poly-(3-methoxystyrol), Poly-(4-methoxystyrol), Poly-(3,4-dimethoxystyrol), Poly-(3,4-methylendioxystyrol), Polymilchsäuren, fluorierte Kohlenwasserstoffe, fluorierte Kohlenstoffe (wie zum Beispiel Polytetrafluorethylen) und Polymethylmethacrylat sowie Derivate hiervon ein. Bevorzugt werden biokompatible synthetische polymere Einheiten oder copolymere Einheiten, hergestellt aus Monomeren wie Ethylen, Acrylsäure, Methacrylsäure, Ethylenimin, Crotonsäure, Acrylamid, Ethylacrylat, Methylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat (HEMA), Milchsäure, Glycolsäure, E-Caprolacton, Acrolein, Cyanoacrylat, Bisphenol A, Epichlorhydrin, Hydroxyalkylacrylate, Siloxan, Dimethylsiloxan, Ethylenoxid, Propylenoxid, Ethylenglykol, Hydroxyalkylmethacrylate, N-substituierte Acrylamide, N-substituierte Methacrylamide, N-Vinyl-2-pyrrolidon, 2,4-Pentadien-1-ol, Vinylacetat, Acrylonitril, Styrol, p-Aminostyrol, p-Aminobenzylstyrol, p-Vinylbenzylamin, Natriumstyrolsulfonat, Natrium-2-sulfoxyethylmethacrylat, Vinylpyridin, 2-Methyl-5-vinylpyridin, 2-Vinylpyridin, 4-Vinylpyridin, Aminoethylmethacrylate, 2-Methacryloyloxytrimethylammoniumchlorid und Polyvinyliden, sowie polyfunktionellen Vernetzungsmonomeren wie N,N'-Methylenbisacrylamid, Ethylenglykoldimethacrylate, 2,2'-(p-Phenylendioxy)diethyldimethacrylat, Divinylbenzol, Triallylamin und Methylenbis-(4-phenylisocyanat), einschließlich Kombinationen hiervon. Bevorzugte polymere Einheiten schließen Poly(acrylsäure), Poly(ethylenimin), Poly(methacrylsäure), Poly(methylmethacrylat), Polysiloxan, Polydimethylsiloxan, Polymilchsäure, Poly-(E-caprolacton), Epoxyharz, Melamine, Triazinamin, Triamino-s-triazin und Polyamid(nylon)-Polymere ein. Bevorzugte Copolymereinheiten schließen die folgenden ein: Polyvinyliden-Polyacrylonitril-Poly(methylmethacrylat)-, Polystyrol-Polyacrylonitril- und Poly-d,1-lactid-co-glycolid-Polymere ein.
Eine hydrophile Polymereinheit kann geeigneterweise gewählt sein aus der Gruppe, bestehend aus Polyethylenglykolen (PEG), Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidonen, Polyacrylamiden, Polymethacrylamiden, Polyphosphazenen, Poly(hydroxyalkylcarbonsäuren) und Polyoxazolidinen.
Das Molekulargewicht des Linkers kann zum Beispiel abhängig von dem besonderen Verwendungszweck der Verbindungen variieren.
Unter einem Aspekt ist die Verbindungsgruppe eine Polymereinheit mit einem Molekulargewicht, welches von etwa 100 bis etwa 10.000 und sämtlichen Kombinationen und Subkombinationen von Bereichen hiervon reicht. Stärker bevorzugt ist sie eine Polymereinheit mit einem Molekulargewicht von etwa 1000 bis etwa 10.000. Auch bevorzugt werden Polymereinheiten, welche Polydispersitäten im Bereich von größer als etwa 1 bis etwa 3 und sämtlichen Kombinationen und Subkombinationen von Bereichen hierin zeigen. Mehr bevorzugt ist die Verbindungsgruppe eine Polymereinheit mit einer Polydispersität von größer als etwa 1 bis etwa 2, wobei Polydispersitäten von größer als etwa 1 bis etwa 1,5 sogar mehr bevorzugt werden, und Polydispersitäten von größer als etwa 1 bis etwa 1,2 noch mehr bevorzugt werden.
Andere geeignete biokompatible Monomere und Polymereinheiten sind für die Fachleute aus der vorliegenden Offenbarung ohne weiteres ersichtlich. Diese schließen negativ geladene Lipide, wie Phosphatidsäuren, und Lipide, welche ein hydrophiles Polymer tragen, wie ein Lipid, welches kovalent an die Polymereinheit gebunden ist, ein. Das Polymer kann an das Chromophor durch eine kovalente Bindung, wie eine Amid- oder Carbamatbindung, gebunden sein.
Somit kann die Verbindungsgruppe ein Lipid sein, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Lecithinen, Phosphatidylcholinen, Phosphatidylserinen, Phosphatidylinositen, Cardiolipinen, Cholesterinen, Cholesterinaminen, Lysophosphatiden, Erythrosphingosinen, Sphingomyelinen, Ceramiden, Cerebrosiden, gesättigten Phospholipiden, ungesättigten Phospholipiden und Krillphospholipiden.
Alternativ kann die Verbindungsgruppe ein Lipid sein, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus 1,2-Diacyl-sn-glycero-3-phosphocholinen, 1,2-Diacyl-sn-glycero-3-phosphoethanolaminen, 1,2-Diacyl-sn-glycero-3-[phosphorac-(1-glycerolen)], 1,2-Diacyl-sn-glycero-3-phosphaten, 1,2-Diacyl-sn-glycero-3-[phosphoserinen], Lysophosphatidylcholinen, Lysophosphatidylglycerolen, 1,2-Diacyl-sn-glycerolen, 1,2-Diacyl-ethylenglykolen, N-(n-Caproylamin)-1,2-diacyl-sn-glycero-3-phosphoethanolaminen, N-Dodecanylamin-1,2-diacyl-sn-glycero-3-phosphoethanolaminen, N-Succinyl-1,2-diacyl-sn-glycero-3-phosphoethanolaminen, N-Glutaryl-1,2-diacyl-sn-glycero-3-phosphoethanolaminen und N-Dodecanyl-1,2-diacyl-sn-glycero-3-phosphoethanolaminen. Mehr bevorzugt ist die Verbindungsgruppe ein Lipid, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus 1,2-Diacyl-sn-glycero-3-phosphocholinen, 1,2-Diacyl-sn-glycero-3-phosphoethanolaminen, 1,2-Diacyl-sn-glycero-3-[phosphorac-(1-glycerolen)], 1,2-Diacyl-sn-glycero-3-phosphaten, 1,2-Diacyl-sn-glycero-3-[phosphoserinen], Lysophosphatidylcholinen, Lysophosphatidylglycerolen und 1,2-Diacyl-sn-glycerolen.
In anderen bevorzugten Ausführungsformen ist die Verbindungsgruppe ein Protein oder Peptid, wie ein Protein, welches Albumin umfaßt.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die erfindungsgemäßen Verbindungsgruppen den Rest von Gruppen umfassen, die mit Röntgenstrahlung in Wechselwirkung treten können. Beispiele solcher Gruppen sind diejenigen, welche Iod enthalten, wie iodierte aromatische Gruppen, z. B. Iohexol und Derivate von Iodbenzol, Diiodbenzol und Triiodbenzol, wobei Derivate von Triiodbenzol bevorzugt werden. Iodierte aromatische Verbindungen, wenn als Verbindungsgruppen verwendet, sind vorzugsweise mit hydrophilen Gruppen wie Derivaten von Glycerol, Dihydroxypropylalkohol, Dihydroxypropylamin, z. B. Dihydroxypropylamidogruppen, und Kohlenhydratgruppen substituiert.
In einer anderen Ausführungsform kann die Verbindungsgruppe eine monomere Einheit umfassen. So wie hierin verwendet, verweist der Begriff monomere Einheit auf irgendeine Gruppe, die zwei oder mehrere Chromophore oder PAOs verknüpfen kann. Beispielhafte monomere Einheiten, welche zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, schließen Ethylen, Phenylen, Disäuren wie Bernsteinsäure, Adipinsäure und Weinsäure, Aminosäuren wie Glycin, Serin, Threonin, Cystein, Tyrosin, Asparagin, Glutamin, Asparaginsäure, Glutaminsäure, Lysin, Arginin, Histidin, Glucuronsäure, Gluconsäure, Glucarsäure, Galacturonsäure, Manuronsäure, Glucosamin, Galactosamin und Neuraminsäure, und natürlich vorkommende Derivate hiervon, Monosaccharide wie Erythrose, Threose, Ribose, Arabinose, Xylose, Lyxose, Allose, Altrose, Glucose, Mannose, Gulose, Idose, Galactose, Talose, Erythrulose, Ribulose, Xylulose, Psicose, Fructose, Sorbose, Tagatose, Mannit, Sorbit, Lactose, Sucrose, Trehalose, Maltose, Cellobiose und dergleichen ein. Beispielhafte Monosaccharide können sechs Kohlenstoffatome besitzen, und diese Saccharide schließen Allose, Altrose, Glucose, Mannose, Gulose, Idose, Galactose, Talose, Fructose, Psicose und Tagatose ein. Beispielhafte Monosaccharide können fünf Kohlenstoffatome besitzen, und diese Saccharide schließen Ribose, Arabinose, Xylose, Lyxose, Ribulose und Xylulose ein. Beispielhafte Monosaccharide können vier Kohlenstoffatome besitzen, und diese Saccharide schließen Erythrose, Threose und Erythrulose ein.
In anderen weiterhin bevorzugten Ausführungsformen kann die Verbindungsgruppe eine Monomereinheit oder eine Kombination von Monomereinheiten sein. Repräsentative Monomereinheiten sind gewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer Aminosäure, Acrylsäure, Methacrylsäure, Ethylenimin, Crotonsäure, Acrylamid, Ethylacrylat, Methylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, Milchsäure, Glycolsäure, E-Caprolacton, Acrolein, Cyanoacrylat, Bisphenol A, Epichlorhydrin, Hydroxyalkylacrylaten, Siloxan, Dimethylsiloxan, Hydroxyalkylmethacrylaten, N-substituierten Acrylamiden, N-substituierten Methacrylamiden, N-Vinyl-2-pyrrolidon, 2,4-Pentadien-1-ol, Vinylacetat, Acrylonitril, Styrol, p-Aminostyrol, p-Aminobenzylstyrol, Natriumstyrolsulfonat, Natrium-2-sulfoxyethylmethacrylat, Vinylpyridin, Aminoethylmethacrylaten und 2-Methacryloyloxytrimethylammoniumchlorid. Andere Monomereinheiten schließen Melamine, Triazinamin, Triamino-s-triazin, iodierte aromatische Gruppen, wie Iohexol und Derivate von Iodbenzol, Diiodbenzol und Triiodbenzol, wobei Derivate von Triiodbenzol bevorzugt werden, ein. Andere monomere Verbindungsgruppen schließen Derivate von Ethylendiamin wie Ethylendiamintetraessigsäure, Diethylentriamin wie Diethylentriaminpentaessigsäure und Metallchelate dieser Derivate, worin das Metall wie nachstehend beschrieben ist, ein.
Andere Monomereinheiten, welche verwendet werden können, schließen Chelatbildner ein. Eine chelatbildende Gruppe, so wie hierin verwendet, umfaßt den Rest eines oder mehrerer einer großen Vielzahl von Chelatbildnern, welche mit einem Metallion assoziiert sein können. Bei den erfindungsgemäßen Verbindungen, worin die Linkergruppe einen Chelatbildnerrest umfaßt, wird besonders bevorzugt, daß ein solcher Rest mit einem therapeutisch oder diagnostisch wirksamen Metallion, z. B. einem Schwermetallion oder einem Cluster-Ion, einem paramagnetischen Metallion, einem fluoreszierenden Metallion oder einem Radionuklid, metallisiert ist.
Wie hinreichend bekannt ist, ist ein Chelatbildner eine Verbindung, enthaltend Donatoratome, welche durch eine koordinierte Bindung mit einem Metallatom zur Bildung einer cyclischen Struktur, bezeichnet als ein Chelationskomplex oder Chelat, kombinieren können. Diese Klasse von Verbindungen ist in der Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Bd. 5, 339–368, beschrieben.
Der Rest eines geeigneten Chelatbildners kann aus Polyphosphaten wie Natriumtripolyphosphat und Hexametaphosphorsäure; Aminocarbonsäuren wie Ethylendiamintetraessigsäure, N-(2-Hydroxyethyl)ethylendiamintriessigsäure, Nitrilotriessigsäure, N,N-Di-(2-hydroxyethyl)glycin, Ethylenbis(hydroxyphenylglycin) und Diethylentriaminpentaessigsäure; 1,3-Diketonen wie Acetylaceton, Trifluoracetylaceton und Thenoyltrifluor aceton; Hydroxycarbonsäuren wie Weinsäure, Citronensäure, Gluconsäure und 5-Sulfosalicylsäure; Polyaminen wie Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin und Triaminotriethylamin; Aminoalkoholen wie Triethanolamin und N-(2-Hydroxyethyl)ethylendiamin; aromatischen heterocyclischen Basen wie 2,2'-Diimidazol, Picolinamin, Dipicolinamin und 1,10-Phenanthrolin; Phenolen wie Salicylaldehyd, Disulfopyrocatechol und Chromotropsäure; Aminophenolen wie 8-Hydroxychinolin und Oximsulfonsäure; Oximen wie Dimethylglyoxim und Salicylaldoxim; Peptiden, enthaltend proximal eine chelatbildende Funktionalität, wie Polycystein, Polyhistidin, Polyasparaginsäure, Polyglutaminsäure oder Kombinationen solcher Aminosäuren; Schiffschen Basen wie Disalicylaldehyd-1,2-propylendiimin; Tetrapyrrolen wie Tetraphenylporphin und Phthalocyanin; Schwefelverbindungen wie Toluoldithiol, meso-2,3-Dimercaptobernsteinsäure, Dimercaptopropanol, Thioglycolsäure, Kaliumethylxanthat, Natriumdiethyldithiocarbamat, Dithizon, Diethyldithiophosphorsäure und Thioharnstoff; synthetischen makrocyclischen Verbindungen wie Dibenzo[18]crown-6, (CH₃)₆-[14]-4,11-Dien-N₄ und (2.2.2-Cryptat); Phosphonsäuren wie Nitrilotrimethylenphosphonsäure, Ethylendiamintetra(methylenphosphonsäure) und Hydroxyethylidendiphosphonsäure; oder Kombinationen von zwei oder mehreren der obigen Mittel ausgewählt sein.
Der Rest eines geeigneten Chelatbildner umfaßt vorzugsweise eine Polycarbonsäuregruppe und schließt ein: Ethylendiamin-N,N,N',N'-tetraessigsäure (EDTA); N,N,N',N'',N''-Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA); 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-N,N',N'',N''-tetraessigsäure (DOTA); 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-N,N',N''-triessigsäure (DO3A); 1-Oxa-4,7,10-triazacyclododecan-N,N',N''-triessigsäure (OTTA); und trans-(1,2)-Cyclohexanodiethylentriaminpentaessigsäure (CDTPA).
In einer Ausführungsform umfassen andere geeignete Reste von Chelatbildnern Proteine, welche für die Chelation von Metallen wie Technetium und Rhenium modifiziert sind, wie in US-Patent Nr. 5,078,985 beschrieben.
In einer weiteren Ausführungsform sind geeignete Reste von Chelatbildnern aus N₃S enthaltenden Verbindungen und N₂S₂ enthaltenden Verbindungen abgeleitet, wie zum Beispiel solchen, welche in US-Patent Nrn. 4,444,690; 4,670,545; 4,673,562; 4,897,255; 4,965,392; 4,980,147; 4,988,496; 5,021,556; und 5,075,099 offenbart sind.
Andere geeignete Reste von Chelatbildnern sind in PCT/US91/08253 beschrieben.
Falls die erfindungsgemäßen Verbindungen den Rest von mehreren Chelatbildnern umfassen, können solche Mittel durch Verbindungsgruppen, wie hierin beschrieben, miteinander verknüpft sein.
Bevorzugte chelatbildende Gruppen sind gewählt aus der Gruppe, bestehend aus 2-Aminomethylpyridin, Iminoessigsäure, Iminodiessigsäure, Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA), 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7,10-tetraessigsäure (DOTA), Carbonyliminodiessigsäure, Methyleniminoessigsäure, Methyleniminodiessigsäure, Ethylenthioethyleniminoessigsäure, Ethylenthioethylenimino diessigsäure, TMT (vgl. das Journal of the American Chemical Society 115 (1993), 11032), einer Terpyridinylgruppe, einem Chelatbildner, umfassend eine Terpyridylgruppe und eine Carboxymethylaminogruppe, oder einem Salz der obigen Säuren. Eine besonders bevorzugte chelatbildende Gruppe ist DTPA.
Repräsentative chelatbildende Gruppen sind auch in US-A-5559214, WO 95/26754, WO 94/08624, WO 94/09056, WO 94/29333, WO 94/08624, WO 94/08629, WO 94/13327 und WO 94/12216 beschrieben.
Bevorzugte Chelatbildner schließen zum Beispiel Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA), Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-N,N',N'',N''-tetraessigsäure (DOTA), 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-N,N',N''-triessigsäure (DO3A), 3,6,9-Triaza-12-oxa-3,6,9-tricarboxymethylen-10-carboxy-13-phenyl-tridecansäure (B-19036), Hydroxybenzylethylendiamindiessigsäure (HBED), N,N'-Bis(pyridoxyl-5-phosphat)ethylendiamin-N,N'-diacetat (DPDP), 1,4,7-Triazacyclononan-N,N',N''-triessigsäure (NOTA), 1,4,8,11-Tetraazacyclotetradecan-N,N',N'',N'''-tetraessigsäure (TETA), Kryptanden (makrocyclische Komplexe), und Desferrioxamin ein. Mehr bevorzugt sind die Chelatbildner EDTA, DTPA, DOTA, DO3A und Kryptande, am meisten bevorzugt DTPA. Bevorzugte lipophile Chelate schließen alkylierte Derivate der Chelatbildner EDTA und DOTA ein, zum Beispiel N,N'-Bis-(carboxydecylamidomethyl-N-2,3-dihydroxypropyl)ethylendiamin-N,N'-diacetat (EDTA-DDP); N,N'-Bis-(carboxyoctadecylamidomethyl-N-2,3-dihydroxypropyl)ethylendiamin-N,N'-diacetat (EDTA-ODP); N,N'-Bis-(carboxylaurylamidomethyl-N-2,3-dihydroxypropyl)ethylendiamin-N,N'-diacetat (EDTA-LDP); und dergleichen ein. Bevorzugte proteinartige Makromoleküle schließen zum Beispiel Albumin, Kollagen, Polyarginin, Polylysin, Polyhistidin, gamma-Globulin und beta-Globulin ein, wobei Albumin, Polyarginin, Polylysin und Polyhistidin stärker bevorzugt werden.
Bevorzugte chelatbildende Komplexe, welche als Linker in die erfindungsgemäßen Verbindungen eingeführt werden können, schließen daher Mn(II)-DTPA, Mn(II)-EDTA, Mn(II)-DOTA, Mn(II)-DO3A, Mn(II)-Kryptande, Gd(III)-DTPA, Gd(III)-DOTA, Gd(III)-DO3A, Gd(III)-Kryptande, Cr(III)-EDTA, Cr(III)-EDTA, Y(III)-DTPA, Y(III)-DOTA, Y(III)-DO3A, Y(III)-Kryptande, Y(III)-TMT oder Eisen-Desferrioxamin, insbesondere Mn(II)-DTPA, Y(III)-TMT oder Gd(III)-DTPA, ein.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die erfindungsgemäßen Verbindungsgruppen eine Gruppe umfassen, die ein Metallion enthält, wie zum Beispiel eine ein Metallion chelatierende Gruppe. Der Begriff 'Metallion', so wie hierin verwendet, soll irgendein Ion eines von Wasserstoff verschiedenen Elements einschließen, welches eine Oxidationsstufe gleich oder größer als 1 besitzt und welches an einen Chelatbildner als eine erfindungsgemäße Verbindungsgruppe durch die Wechselwirkung mit Stellen einer hohen Elektronendichte in dem Chelatbildner, wie Heteroatomstellen, binden kann. Die Wechselwirkung des Metallions mit Stellen einer hohen Elektronendichte in dem Chelatbildner kann in Form einer Lewis-Säure-Base-Wechselwirkung sein, wobei die Oxidationsstufe des Metallions durch die Wechselwirkung mit einer abgegebenen Elektronendichte aus Stellen einer hohen Elektronendichte des Chelatbildners stabilisiert wird. Ein Metallion kann auch mit Stellen einer hohen Elektronendichte in einem Chelatbildner in Wechselwirkung treten, um ein Salz in Form einer Ionenassoziation zwischen einem positiv geladenen Metallion, wie ein Lanthanidion oder ein Yttriumion, und einem negativ geladenen Substituenten in dem Chelatbildner, wie ein Carboxylatanion-Substituent, zu bilden. Ein Metallion kann auch mit Stellen einer hohen Elektronendichte in dem Chelatbildner in Wechselwirkung treten, um eine kovalente Bindung zwischen dem Metall, welches eine Oxidationsstufe gleich oder größer als 1 besitzt, wie Rhenium oder Technetium, und einem Heteroatom des Chelatbildners, wie ein Schwefel- oder Stickstoff- oder Sauerstoffatom, zu bilden.
Metallionen können mit dem Chelatbildner in der Verbindungsgruppe leicht einen Komplex bilden, zum Beispiel durch bloßes Aussetzen oder Mischen einer wäßrigen Lösung, enthaltend den Chelatbildner in der Verbindungsgruppe, mit einem Metallsalz, vorzugsweise in einer wäßrigen Lösung. Vorzugsweise weist eine solche Lösung einen pH im Bereich von etwa 4 bis etwa 11 auf. Das Metallionensalz kann irgendeine Zusammensetzung sein, welche das Metallion enthält, einschließlich Zusammensetzungen, welche organische Säuren, organische Säureanionen und Chelatbildner wie Essigsäure, Acetation, Salicylsäure, Salicylation, Citronensäure, Citration, Oxalsäure, Oxalation, Acetylaceton, Acetylacetonation, Aminosäure und Aminosäureanion enthaltende Lösungen, wie Glutaminsäure- und Asparaginsäurelösungen, und Lösungen von Iminodiessigsäure, Ethylendiamintetraessigsäure und verwandte Verbindungen enthalten. Salze mit einer geringen Wasserlöslichkeit (d. h. ein Metallsalz wie Bleisulfid oder Yttriumphosphat, das ein großes Löslichkeitsprodukt oder eine geringe Wasserlöslichkeit in Abwesenheit eines Solubilisierungsmittels wie einem Chelatbildner besitzt) sind nützlich, aber vorzugsweise ist das Salz ein wasserlösliches Salz des Metalls, wie zum Beispiel ein Halogen- oder Nitratsalz wie Europiumchlorid oder Yttriumchlorid oder Kupfernitrat. Mehr bevorzugt werden solche Salze derart ausgewählt, daß sie die Bindung des Metallions an den Chelatbildner in der Verbindungsgruppe nicht stören. Die gegenseitige Beeinflussung kann zum Beispiel als Ergebnis der Entfernung des Ions aus der Lösung durch Fällung eintreten. Dies hätte eine langsamere Bindungsrate des gewünschten Metallions an den Chelatbildner in der Verbindungsgruppe im Hinblick auf die Rate, welche in Gegenwart eines löslichen Salzes auftreten kann, zur Folge. Der Chelatbildner in der Verbindungsgruppe liegt vorzugsweise in wäßriger Lösung bei einem pH zwischen etwa 5 und etwa 9 und mehr bevorzugt bei einem pH zwischen etwa 6 und etwa 8 vor. Der Chelatbildner kann mit Puffersubstanzen wie Citrat, Acetat, Phosphat und Borat gemischt werden, um den optimalen pH herzustellen. Vorzugsweise sind die Puffersubstanzen derart gewählt, daß sie die nachfolgende Bindung des Metallions an den Chelatbildner in der Verbindungsgruppe nicht stören, wie oben beschrieben. Gegenwärtig bevorzugte gepufferte wäßrige Lösungen umfassen Natriumacetat plus Essigsäure in Wasser sowie Citronensäure plus Natriumcitrat in Wasser. Gegenwärtig bevorzugte Metallionen sind In⁺³, Eu⁺³, Gd⁺³ und Y⁺³, und gegenwärtig bevorzugte Metallionensalze sind InCl₃, EuCl₃, GdCl₃ und YCl₃.
In einer anderen Ausführungsform können die Ionen M₁ und M₂ von zwei separaten Elementen gleichzeitig mit den Chelatbildnern in den erfindungsgemäßen Verbindungsgruppen komplexiert sein. Dies kann durch ein Verfahren erfolgen, umfassend das aufeinanderfolgende Aussetzen des Chelatbildners einer Lösung 1, enthaltend das Metallion M₁, wie oben beschrieben, für einen wirksamen Zeitraum, um die Komplexierung einiger oder sämtlicher M₁ durch den Chelatbildner in der Verbindungsgruppe zu ermöglichen, gefolgt durch die wahlweise Entfernung überschüssiger Mengen an dem Metallion M₁ aus der Umgebung des Chelatbildners in der Verbindungsgruppe (zum Beispiel durch Fällung und Filtration), gefolgt durch das anschließende Aussetzen der auf diese Weise gebildeten komplexierten M₁-Spezies in der Verbindungsgruppe einer Lösung 2, enthaltend ein zweites Metallion, M₂, für einen Zeitraum und unter Bedingungen, umfassend einen Puffer und einen pH, wie oben beschrieben, welche ausreichend sind, um die Bildung eines Chelats von M₁ und M₂ zu erlauben. Vorzugsweise ist die Molmenge von Ion M₁ in Lösung 1 gleich oder geringer als die Molmenge der erfindungsgemäßen Farbstoffpolymere, und die Molmenge von Ion M₂ in Lösung 2 kann geringer als, gleich oder größer als die Molmenge des erfindungsgemäßen Chelatbildners, komplexiert an M₁, sein. Mehr bevorzugt ist die Molmenge von Ion M₂ in Lösung 2 geringer als oder gleich der Molmenge der erfindungsgemäßen Farbstoffpolymere, komplexiert an M₁. Ein bevorzugter Zeitraum für die Bildung eines Metallkomplexes liegt im Bereich von etwa einer Sekunde bis etwa zwei Stunden, vorzugsweise 15 Sekunden bis eine Stunde und mehr bevorzugt etwa 1 Minute bis etwa 20 Minuten.
In einer anderen Ausführungsform können die Ionen M₁ und M₂ von zwei separaten Elementen aufeinanderfolgend mit den Chelatbildnern in den Verbindungsgruppen dieser Erfindung komplexiert werden. Dies kann durch ein Verfahren erfolgen, umfassend das aufeinanderfolgende Aussetzen des Chelatbildners einer Lösung 1, enthaltend das Metallion M₁, wie oben beschrieben, für einen wirksamen Zeitraum, um die Komplexierung einiger oder sämtlicher M₁ durch den Chelatbildner zu ermöglichen, gefolgt durch die wahlweise Entfernung überschüssiger Mengen an dem Metallion M₁, wie durch Fällung und Filtration, aus der Umgebung des Chelatbildners, gefolgt durch das anschließende Aussetzen der auf diese Weise gebildeten komplexierten M₁-Spezies einer Lösung 2, enthaltend ein zweites Metallion, M₂, für einen Zeitraum und unter Bedingungen, umfassend einen Puffer und einen pH, wie oben beschrieben, welche ausreichend sind, um die Bildung eines Chelats von M₂ zu erlauben. Zusätzlich zu Ionen von Alkalimetallen, wie Natrium, Kalium und Cäsium, und zu Ionen von Erdalkalimetallen, wie Magnesium, Calcium und Barium, können bevorzugte Metallionen aus Ionen von Elemen ten der Gruppen IIA bis VIA gewählt sein, aber sind nicht darauf begrenzt. Bevorzugte Metalle schließen solche der Ordnungszahl 12, 13 und 20, die Übergangselemente 21 bis 33, 38 bis 52, 56, 72 bis 84 und 88 sowie solche der Lanthanid-Reihe (Ordnungszahl 57 bis 71, zuweilen nachstehend als Lanthanidmetalle bezeichnet) ein. Ionen von Yttrium und den Lanthanidmetallen werden besonders bevorzugt.
In einer anderen Ausführungsform kann das Metallchelat in der erfindungsgemäßen Verbindungsgruppe ein fluoreszierendes Metallion umfassen. Das fluoreszierende Metallion kann aus Metallen der Ordnungszahl 57 bis 71 gewählt sein, aber ist nicht darauf begrenzt. Ionen der folgenden Metalle werden bevorzugt: La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu. Gd⁺³- und Eu⁺³-Ionen werden besonders bevorzugt.
Fluoreszierende Metallionenkomplexe von chelatbildenden Gruppen in den erfindungsgemäßen Verbindungsgruppen, wie zum Beispiel ein Eu⁺³-Ion-Chelat, kann bei der zeitverzögerten Fluoreszenz und in Tests, welche eine zeitverzögerte Fluoreszenz einschließen, wie beim Nachweis von fluoreszierender Metallionen wie Eu⁺³, nützlich sein. In einem solchen Test wird eine erfindungsgemäße Verbindung, umfassend einen Chelatbildner in einer Verbindungsgruppe, einem Material, wie einer Lösung, welche ein fluoreszierendes Metallion wie ein Eu⁺³-Ion enthält, für einen wirksamen Zeitraum ausgesetzt, so daß ein Komplex zwischen dem Chelatbildner und dem Eu⁺³-Ion gebildet wird. Ein bevorzugter Zeitraum ist etwa eine Sekunde bis eine Stunde, vorzugsweise 15 Sekunden bis 10 Minuten. Der Komplex wird anschließend mit Erregerlicht bestrahlt, wie zum Beispiel einem Lichtimpuls mit einer maximalen Intensität bei einer Wellenlänge von etwa 385 Nanometern. Der Erregerlichtimpuls wird dann gestoppt oder an dem weiteren Zugang zu dem Metallkomplex gehindert, man läßt einen wirksamen Zeitraum verstreichen, wie etwa 400 Mikrosekunden, und anschließend wird die Lichtemission mit einem Detektor, welcher fähig ist, die Lichtintensität als eine Funktion der Wellenlänge zu bestimmen, nachgewiesen und gemessen. Die Wellenlänge des emittierten Lichts ist länger als die Wellenlänge des Erregerlichts. Die wirksame Zeitverzögerung beträgt vorzugsweise etwa 400 Mikrosekunden oder mehr, so daß die Interferenz für umgebende Fluoreszenzemitter den Nachweis der gewünschten Fluoreszenz bei diesem Test-Typ nicht stört. Eine bevorzugte Zusammensetzung für diesen Test-Typ umfaßt eine Verbindungsgruppe wie einen Oligo-2,6-pyridin-Chelatbildner, substituiert mit Iminodiessigsäuregruppen und komplexiert mit einem Eu⁺³-Ion.
In einer anderen Ausführungsform kann ein Metallchelat in den Linkereinheiten in den erfindungsgemäßen Verbindungen ein paramagnetisches Ion umfassen, welches zur Verwendung bei Kernspinresonanz-Anwendungen, welche die diagnostische Abbildung in vitro und in vivo, z. B. eines tierischen und eines menschlichen Gewebes, mittels MRI-Techniken einschließen, sowie bei Anwendungen wie in Kernspinresonanz-Reagenzien zur chemischen Verschiebung geeignet ist. Das paramagnetische Ion ist ein Ion eines Elements, welches aus Elementen der Ordnungszahl 21 bis 29, 43, 44 und 57 bis 71 gewählt sein kann. Die folgenden Elemente werden bevorzugt: Cr, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu. Mn, Gd und Dy werden besonders bevorzugt. Gd⁺³ und Dy⁺³ sind besonders bevorzugte Ionen. Die Chelation eines Metallions mit jedem Chelatbildner in der Verbindungsgruppe ist in dieser Hinsicht nützlich. Ein solches Metallchelat kann gebildet werden, wie oben beschrieben.
In einer anderen Ausführungsform kann ein Metallchelat in den Linkereinheiten in den erfindungsgemäßen Verbindungen ein Radionuklid umfassen. Das Radionuklid kann zum Beispiel aus Radioisotopen von Sc, Fe, Pb, Ga, Y, Bi, Mn, Cu, Cr, Zn, Ge, Mo, Tc, Ru, In, Sn, Sr, Sm, Lu, Sb, W, Re, Po, Ta und Tl gewählt sein. Bevorzugte Radionuklide schließen ⁴⁴Sc, ⁶⁴Cu, ⁶⁷Cu, ¹¹¹In, ²¹²Pb, ⁶⁸Ga, ⁹⁰Y, ¹⁵³Sm, ²¹²Bi, ^99mTc, ¹⁸⁶Re und ¹⁸⁸Re ein. Von diesen wird ⁹⁰Y besonders bevorzugt.
Bei einigen Anwendungen ist eine Mischung von Metallionen, wie Natriumionen und Yttriumionen, nützlich. Zum Beispiel kann eine Lösung eines erfindungsgemäßen Metallchelats in einem Natriumacetatpuffer mit weniger als der stöchiometrischen Menge eines Radionuklids wie ⁹⁰Y behandelt werden, und nach einem wirksamen Zeitraum, während dem die Chelation von im wesentlichen dem gesamten Radionuklid erfolgt, kann die daraus folgende Mischung, enthaltend ⁹⁰Y, gebunden an das Metallchelat, plus das Natriumalz eines ⁹⁰Y enthaltenden Metallchelats, ohne weitere Auftrennung der einzelnen Komponenten zum Beispiel bei der Radioszintigraphieanalyse von Proteinen, welche mittels Elektrophorese getrennt wurden, oder zur Solubilisierung von Radionukliden wie ⁹⁰Y in Gegenwart von Ionen wie Phosphationen, welche sonst mit dem Metallion zur Bildung eines Präzipitats wie Yttriumphosphat kombinieren würden, nützlich sein. Größtenteils enthält eine Lösung des Metallchelats plus dem kein Radionuklid enthaltenden Chelatbildner in einer Verbindungsgruppe dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform vorzugsweise ein Verhältnis von Metallradionuklidion zu der Gesamtmenge an dem Chelatbildner, welches bei solchen Anwendungen wirksam ist. In bevorzugten Ausführungsformen beträgt das Molverhältnis eines solchen Metallions pro Chelatbildner in einer nicht abgepackten Lösung etwa 1 : 1000 bis etwa 1 : 1 beträgt.
Die erfindungsgemäß verwendeten Kontrastmittelverbindungen können durch irgendeinen geeigneten Weg verabreicht werden, zum Beispiel durch Injektion oder Infusion in Muskel, Tumorgewebe oder das Gefäßsystem, subkutan oder interstitiell durch Verabreichung in eine externe Ausscheidungskörperhöhle (z. B. in den Verdauungskanal (zum Beispiel oral oder rektal), die Vagina, den Uterus, die Blase, die Ohren, die Nase oder die Lungen), durch transdermale Verabreichung (z. B. durch Iontophorese oder durch topische Applikation) oder durch topische Applikation auf eine operativ freigelegte Stelle.
Im allgemeinen wird die parenterale Verabreichung, z. B. einer Lösung oder Dispersion, enthaltend die Chromophorverbindung, bevorzugt.
Die verwendeten Verabreichungsformen können irgendwelche der Formen sein, welche herkömmlicherweise zur Verabreichung von Arzneimitteln verwendet werden, z. B.
Lösungen, Suspensionen, Dispersionen, Sirupe, Pulver, Tabletten, Kapseln, Sprays, Cremes, Gele etc.
Die Kontrastmittelverbindungen sind wasserlöslich und können in Form einer wäßrigen Lösung verabreicht werden. Alternativ bzw. in vielen Fällen können die Kontrastmittelverbindungen vorzugsweise in teilchenförmiger Form vorliegen, z. B. Flüssigkeitströpfchen des Kontrastmittels oder dieses enthaltende Flüssigkeitströpfchen (z. B. in Lösung in einem nicht wassermischbaren Fluid), oder feste oder halbfeste Teilchen des Kontrastmittels oder feste oder halbfeste Teilchen, welche das Kontrastmittel enthalten oder damit beschichtet sind. Diese letztere Kategorie schließt Vesikel (z. B. Liposome, Mizellen oder Mikroballons) ein, welche die Kontrastmittelverbindung enthalten.
Wegen ihres inherenten Lichtstreuungseffekts sind Teilchen eine Präsentationsform für das Kontrastmittel. Die Teilchengrößen können von wenigen Nanometern bis etwa 20 Mikrometern reichen, z. B. 10 bis 5000 nm. Jedoch werden die größeren Teilchengrößen (über 10 Mikrometer) im allgemeinen nur bei deformierbaren Teilchen verwendet.
Wenn die Teilchen andere Komponenten neben der Kontrastmittelverbindung enthalten, z. B. matrix- oder membranbildende Materialien, Beschichtungsmittel, Lösungsmittel, Gase oder Gasentwicklungsmittel, etc., sind diese herkömmlicherweise Materialien, welche bei den verwendeten Dosierungen physiologisch tolerierbar sind. Die Bildung von Tröpfchen, beschichteten Teilchen, Kompositteilchen, Vesikeln, etc. ist in der Literatur hinreichend beschrieben, insbesondere in derjenigen, welche Arzneimittel und Kontrastmittel (z. B. Ultraschallkontrastmittel) sowie die Herstellung und Formulierung davon betrifft.
Wenn ein wasserlösliches Kontrastmittel zum Markieren von Tumoren zur operativen Entfernung verwendet werden soll, dann kann die Verabreichung des Mittels in der Teilchenform bevorzugt werden, um die Färbung und daher die Entfernung von gesundem Gewebe, welches den Tumor umgibt, zu reduzieren.
Diese Kontrastmittelverbindungen können über den oralen Weg zur Absorption über die Auskleidung des Magens, des Darms und des Dickdarms verabreicht werden; vgl. zum Beispiel: Carrier-Mediated Intestinal Transport of Drugs, Tsuji A. und Tamai I., Pharmaceutical Research (New York), Bd. 13, Nr. 7 (1996), S. 963–977; Oral Protein Drug Delivery, Wang Wei, J. Drug Targeting, Bd. 4, Nr. 4 (1996), S. 195–232; Improved Passive Oral Drug Delivery Via Prodrugs, Taylor Michael D., Adv. Drug Delivery Rev., Bd. 19, Nr. 2, 1996, S. 131–148; Oral Colon-Specific Drug Delivery: A Review, Van den Mooter Guy, Kinget, Renaat, Drug Delivery, Bd. 2, Nr. 2, 1995, S. 81–93; Present Status of Controlled Drug Delivery System – Overview, Nalk S. R. und Shanbhag V., Indian Drugs, Bd. 30 Sept. 1993, 423–429; Novel Formulation Strategies for Improving "Oral" Bioavailability of Drugs With Poor Membrane Permeation or Presystemic Metabolism, Aungst B. J., Journal of Pharmaceutical Sciences (USA), Bd. 82, Nr. Okt. 1993, S. 979– 987; Remington's Pharmaceutical Sciences, A. Osol, Hrsg., Mack Publishing Co., 1975, Teil 6, Kapitel 40 und Referenzen darin (S. 731–753), Teil 8, sämtliche Kapitel (S. 1355–1644); The Extra Pharmacopoeia, Martindale, 29. Auflage, The Pharmaceutical Press, London, 1989.
Die Verabreichung von Arzneistoffen und anderen Mitteln über diesen Weg wird wegen der erhöhten Bereitschaft des Patienten (zum wiederholten Dosieren) und der Einfachheit der Verabreichung oft bevorzugt. Auf dem Fachgebiet ist hinreichend bekannt, daß nicht jedes Mittel über diesen Weg biologisch verfügbar ist; dies bedeutet, daß nicht alle Moleküle 1) im Milieu des Darms chemisch stabil sind, 2) über Membranen des Verdauungskanals zur Absorption in das Blut/die Lymphgefäße transportierbar sind, und 3) aktiv sind, selbst wenn sie aufgrund von Stoffwechselprozessen innerhalb des Darms oder möglicher Löslichkeitsergebnisse etc. zugänglich sind. Auf dem Fachgebiet ist jedoch auch bekannt, daß die Veränderung der Molekülstruktur zur Kontrolle der relativen Hydrophobizität des Moleküls (d. h. des Verteilungskoeffizients zwischen Octanol und Wasser; log(P)) innerhalb eines bevorzugten Bereichs die orale Verfügbarkeit des Mittels erhöhen kann.
Diese Mittel können auch über Körperhöhlen wie den Mund, das Rektum, die Vagina, die Bauchfellhöhle (d. h. intraperitoneale Injektion) etc., sowie durch topische, intramuskuläre, subkutane und pulmonale Verabreichung verabreicht werden. Sämtliche der bekannten Verabreichungswege für Arzneistoffe/Mittel an Säuger werden erfindungsgemäß in Betracht gezogen.
Das Kontrastmittel kann vor oder während eines chirurgischen Eingriffs in das Gefäßsystem injiziert werden. Zum Nachweis von Lymphknoten kann es in einen Lymphgang, welcher in das Operationsgebiet ableitet, injiziert werden. Alternativ kann es während des chirurgischen Eingriffs als eine topische Salbe, eine Flüssigkeit oder ein Spray appliziert werden.
Für dermatologische Anwendungen können die in WO 96/23524 beschriebenen Kontrastmittel zur Abgabe durch transdermale Pflaster oder durch Iontophorese modifiziert werden. Die iontophoretische Abgabe wird bevorzugt, da man die Menge des Mittels, welche abgegeben wird, kontrollieren kann.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können an Patienten zur Bilderzeugung in ausreichenden Mengen verabreicht werden, um sichtbar gemacht werden zu können oder bei der photodynamischen Therapie (PDT) oder der sonodynamischen Therapie (SDT) bei der besonderen Operationstechnik wirksam zu sein.
Die Dosierung der erfindungsgemäßen Chromophorverbindungen hängt von dem zu behandelnden Zustand ab, aber liegt im allgemeinen in der Größenordnung von 1 pmol/kg bis 1 mmol/kg Körpergewicht.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können mit herkömmlichen pharmazeutischen oder veterinären Hilfsmitteln, zum Beispiel Emulgiermitteln, Fettsäureestern, Geliermitteln, Stabilisatoren, Antioxidantien, Osmolalitätseinstellmitteln, Puffern, pH-Einstellmitteln etc., formuliert werden und können in einer Form vorliegen, welche zur parenteralen oder enteralen Verabreichung, zum Beispiel Injektion oder Infusion, oder zur Verabreichung direkt in eine Körperhöhle mit einem äußeren Ausführgang, zum Beispiel den Magen-Darm-Trakt, die Blase oder den Uterus, geeignet ist. Folglich können die erfindungsgemäßen Verbindungen in herkömmlichen pharmazeutischen Verabreichungsformen wie Tabletten, Kapseln, Pulver, Lösungen, Suspensionen, Dispersionen, Sirupen, Zäpfchen etc. vorliegen. Jedoch werden Lösungen, Suspensionen und Dispersionen in physiologisch verträglichen Trägermedien, zum Beispiel Wasser für Injektionen, im allgemeinen bevorzugt.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können daher zur Verabreichung unter Verwendung von physiologisch verträglichen Trägern oder Exzipienten in einer Weise formuliert werden, welche auf dem Fachgebiet hinreichend bekannt ist. Zum Beispiel können die Verbindungen wahlweise unter Zugabe von physiologisch verträglichen Exzipienten in einem wäßrigen Medium suspendiert oder gelöst werden, wobei die erhaltene Lösung oder Suspension anschließend sterilisiert wird.
Für einige Teile des Körpers ist das am meisten bevorzugte Verfahren zur Verabreichung der erfindungsgemäßen Verbindungen die parenterale, z. B. intravenöse, Verabreichung. Parenteral verabreichbare Formen, z. B. intravenöse Lösungen oder Dispersionen, sollten steril und frei an physiologisch unverträglichen Mitteln sein und sollten eine geringe Osmolalität aufweisen, um eine Reizung oder andere nachteilige Wirkungen bei der Verabreichung zu minimieren, und folglich sollte das Kontrastmedium vorzugsweise isotonisch oder leicht hypertonisch sein. Geeignete Vehikel schließen wäßrige Vehikel ein, welche gewöhnlich zur Verabreichung von parenteralen Lösungen oder Dispersionen verwendet werden, wie Natriumchloridlösung-Injektion, Ringerlösung-Injektion, Dextroselösung-Injektion, Dextrose- und Natriumchloridlösung-Injektion, Injektion einer lactathaltigen Ringerlösung und anderer Lösungen, wie sie in Remington's Pharmaceutical Sciences, 15. Auflage, Easton, Mack Publishing Co., S. 1405–1412 und 1461–1487 (1975), und The National Formulary XIV, 14. Auflage, Washington, American Pharmaceutical Association (1975), beschrieben sind. Die Lösungen oder Dispersionen können Konservierungsmittel, antimikrobielle Mittel, Puffer und Antioxidantien, welche herkömmlicherweise für parenterale Lösungen verwendet werden, Exzipienten und andere Additive enthalten, welche mit den erfindungsgemäßen Verbindungen kompatibel sind und welche die Herstellung, Lagerung oder Verwendung nicht beinträchtigen.
Die erfindungsgemäßen Kontrastmittelverbindungen können in biologisch kompatiblen Formulierungen zubereitet und an Menschen intravenös oder durch andere herkömmlicherweise verwendete Verabreichungswege verabreicht werden.
Obwohl die erfindungsgemäßen Kontrastmittelverbindungen besonders zur intraoperativen oder postoperativen PDT- und SDT-Anwendung geeignet sind, um das Sicht barmachen von Tumorgrenzen zu erleichtern und die operative Entfernung und die PD- und SDT-Zerstörung von Tumorgeweben und -zellen zu optimieren, können sie auch als Kontrastmittel bei der Lichtbilderzeugung von Tumorgewebe, Tumorzellen und erkrankten Lymphknoten verwendet werden. Die Lichtbilderzeugungstechnik kann das Aufnehmen eines Lichtbildes eines Gewebes oder einer Organoberfläche unter Belichten mit einer Lichtquelle beinhalten, welche bewirkt, daß das Kontrastmittel einen kontrastverstärkenden Effekt ausübt und das krankhafte Gewebe von dem umgebenden gesunden Gewebe deutlicher hervorhebt, z. B. aufgrund einer charakteristischen Lichtabsorption oder Fluoreszenz durch das Kontrastmittel. Ein solches Lichtbild kann von einer freigelegten Oberfläche (z. B. freigelegt während der Operation) aufgenommen werden oder kann durch Einführung eines Endoskops in eine Körperhöhle durch eine Körperöffnung oder durch einen operativen Schnitt aufgezeichnet werden.
Alternativ können Abbildungen von Licht (im allgemeinen Laserlicht, insbesondere bei Wellenlängen im mittleren Infrarotbereich), welches durch Körpergewebe gestreut oder übertragen wird, aufgenommen werden.
Ein bevorzugtes Verfahren für die Verwendung von Streu- oder Auflicht bei der Erzeugung einer Abbildung ist die diffuse Wellenabbildung, wobei die Amplitude des einfallenden Lichts bei einer Ultraschallfrequenz moduliert und entweder die Amplitude oder die Phase der diffusen Welle, welche sich vom Punkt der Lichteinstrahlung ausbreitet, an einer oder mehreren Auftreffstellen gemessen wird. Ein bevorzugtes Verfahren zur Bilderzeugung mit Durchlicht ist die zeitaufgelöste Abbildung, wobei Photonen, die einen relativ geraden Weg durch den Körper zurückgelegt haben, da sie nur wenige Streuungsereignisse durchgemacht haben oder da die Streuungsereignisse ihre Ausbreitungsrichtung nur leicht verändern, von den stark gestreuten Photonen auf der Basis ihrer Ankunftszeit an dem Nachweispunkt getrennt werden. Auch bevorzugt werden Verfahren, wobei das einfallende Licht stark polarisiert ist, und die Photonen, welche an dem Detektor ankommen, nachdem sie relativ wenige Streuungsereignisse durchgemacht haben, von dem stark gestreuten Licht auf der Basis ihrer Restpolarisation getrennt werden.
Bei diesen Techniken erleichtert die Verwendung eines Kontrastmittels den Nachweis und die Lokalisierung von verdeckten Strukturen, z. B. Tumoren.
Bilder können auch mit Hybridmethoden aufgenommen werden, welche verschiedene Kombinationen von einfallendem oder nachgewiesenem Licht mit einfallendem oder nachgewiesenem Licht eines anderen Typs einschließen. Techniken dieses Typs schließen die Magnetresonanzabbildung (MRI), Lichtablenkabbildung, photoakustische Abbildung und akusto-optische Abbildung ein. In einigen Fällen, wie der MRI-Lichtablenkabbildung, kann die Hybridmethode einfach das gleichzeitige Aufnehmen eines Bildes und von funktioneller Information, erhalten getrennt durch die zwei Techniken, einschließen. Einer der Vorteile der gleichzeitigen Erfassung von Information ist, daß sie die Gewinnung von chemischer und physikalischer Information aus einem bestimmten Körper mit Licht ermöglicht, während die inhärente Auflösung des sekundären Abbildungsverfahrens beibehalten wird. In anderen Fällen kann die Hybridmethode inhärent vom Zusammenspiel von zwei unterschiedlichen Strahlungsarten innerhalb des Körpers zur Erzeugung eines Bildes abhängen.
Die photoakustische Bilderzeugung schließt die Verwendung irgendeines Strahlungstyps zur Erzeugung einer medizinischen Abbildung ein, wenn eine Schall- oder Druckwelle, welche wird durch Absorption der einfallenden Strahlung erzeugt wird, nachgewiesen wird. Die Bilderzeugung ist primär eine Folge davon, wie die Strahlung absorbiert und in Wärme umgewandelt wird. Die Schall- oder Druckwelle dient als ein "Botenstoff", welcher zeigt, wie die Strahlungsabsorption stattgefunden hat. Ein Kontrastmittel für die photoakustische Bilderzeugung ist durch die selektive Absorption von Strahlung in bestimmten Organen oder in Teilen von Organen und die wirksame Umwandlung der Strahlung in Druckwellen oder durch die Streuung und Diffusion des einfallenden Lichts, so daß es die Zielorgane gleichmäßiger ausleuchtet, wirksam. Die Strahlung kann elektromagnetische Strahlung im sichtbaren, Infrarot-, Mikrowellen- oder anderen Teilen des elektromagnetischen Spektrums sein.
Die akusto-optische Bilderzeugung ist ein modifizierter Ansatz der optischen Abbildung, wobei fokussierter Ultraschall verwendet wird, um optische Signale aus dem Körper zu isolieren. Die Methode leitet sich von dem Phänomen der Brillouin-Streuung von Licht durch Ultraschallwellen ab, welches seit vielen Jahren bekannt gewesen ist. Die Brillouin-Streuung betrifft die konstruktive Interferenz zwischen den Komponenten eines Lichtstrahls, welcher die sich bewegenden Wellenfronten einer Ultraschallwelle passiert. Als Folge davon legt die akustische Welle bewegliche Bereiche mit unterschiedlichem Druck, unterschiedlicher Dichte und unterschiedlichem Brechungsindex fest, die auf das Licht in ziemlich der gleichen Weise wie ein Beugungsgitter einwirken. Die Bewegung der Schallwellen ruft ferner eine Dopplerverschiebung der Tonfrequenz zu der Lichtfrequenz hervor.
Wenn fokussierter Ultraschall als eine Komponente der optischen Bilderzeugung verwendet wird, bringt der Schall Schwankungen in die optischen Eigenschaften des Lichts hinein, welches durch das Zielorgan hindurch geht, welche sie vom allgemeinen Hintergrund des Lichtes, welches den Körper als Ganzes passiert, unterscheiden. Obwohl ein Photomultiplier oder ein anderer Detektor auf der Oberfläche des Körpers sowohl das Streulicht, welches vielen Richtungen durch den Körper gefolgt ist, als auch das Signal des Lichtes, welches tatsächlich die Region von Interesse passiert hat, aufnimmt, kann das Signal aus der Region von Interesse von dem gesamten anderen Licht aufgrund der Tatsache getrennt werden, daß es bei der Frequenz des fokussierten Ultraschalls moduliert ist.
Die akusto-optische Bilderzeugung erweitert sogar die Fähigkeit der optischen Abbildung, funktionelle Information bereitzustellen, da der Grad, in dem die fokussierten Schallwellen mit dem diffusen Licht in Wechselwirkung treten, von den mechanischen Eigenschaften des Körpers unter dem Gesichtspunkt der Schallbündelung abhängt. Die Fähigkeit, das Zugselastizitätsmodul und andere mechanische Eigenschaften einer unklaren Läsion zu messen, erleichtert die Identifizierung der Läsion als bösartig oder gutartig außerordentlich. Kontrastmittel, welche den Grad verstärken, in dem das Lichtsignal durch den Ultraschall modifiziert worden ist, sind bei der Verbesserung des Grades, in dem diese Information abgefragt werden kann, von besonderem Wert.
Andere Techniken zur Lichtbilderzeugung können verwendet werden, um kontrastverstärkte Abbildungen von oberflächlich verdeckten Strukturen, z. B. innerhalb eines Millimeters der Oberfläche, aufzunehmen.
Die konfokale Rasterlasermikroskopie (CSLM) bildet selektiv einen einzigen Punkt innerhalb eines Testobjekts durch Fokussieren von Licht durch eine Lochquelle auf diesen Punkt ab. Das Licht, welches nach diesem Punkt weitergeleitet oder davon reflektiert wird, wird dann auf ein zweites Nadelloch refokussiert, das störendes Licht herausfiltert. Somit nimmt der Detektor hinter dem Nadelloch das Bild des Punktes allein auf. Die Rasterabtastung des Punktes durch eine komplette Ebene, welche durch die Probe hindurch geht, mit der Hilfe von beweglichen Spiegeln erzeugt das Bild einer kompletten Ebene von Punkten. Folglich ist die CSLM ein Mittel zur "optischen" Unterteilung einer Testprobe.
Die optische Kohärenztomographie (OCT) erreicht eine optische Unterteilung in einer damit verbundenen, aber etwas anderen An und Weise. Ein parallel gerichteter Lichtstrahl wird durch die Probe reflektiert und dann mit einem Referenzstrahl verglichen, der eine genau bekannte Strecke zurückgelegt hat. Nur das Licht, welches genau die gleiche Strecke zu der Probe und zurück wie der Referenzstrahl von der Lichtquelle zu dem Detektor zurückgelegt hat, überlagert den Referenzstrahl konstruktiv und wird nachgewiesen. Auf diese Weise wird abermals das Licht aus einer einzigen Ebene innerhalb der Probe ausgewählt.
Techniken der CSLM, OCT, photoakustischen, akusto-optischen, diffusen Wellen-, zeitaufgelösten Bilderzeugung, endoskopischen Abbildung, Multiphoton-Anregungsmikroskopie oder visuelle Beobachtung sind zur Untersuchung von entferntem Gewebe besonders geeignet. Jedoch könnten sie auch zur optischen Biopsie in vivo von verdächtigen Hautläsionen und zur Charakterisierung von Körperoberflächen, die endoskopisch oder chirurgisch freigelegt werden können, angewendet werden.
Es wird erwartet, daß CSLM, OCT oder andere Formen der in vivo-Mikroskopie bei der optisch gelenkten Tumorresektion oder -zerstörung besonders nützlich sein werden. Zum Beispiel wird irgendeine Vorrichtung, befestigt an einem Koloskop, die Bestimmung der geeigneten Tiefe erleichtern, bis zu welcher ein bösartiger Kolonpolyp abgetragen werden sollte, um die vollständige Entfernung von Krebsgewebe sicherzustellen. Weitere Anwendungen schließen, aber sind nicht begrenzt auf, die Diagnose und Behandlung von Krankheitszuständen des restlichen Verdauungskanals, die operative Behandlung von ulzerativer Kolitis und die Diagnose und Behandlung von Endometriose ein.
Wenn entweder CSLM oder OCT als ein dermatologisches Instrument verwendet wird, nimmt man an, daß die Streuung von Melanosomen in der Haut für die Erzeugung eines Kontrasts verantwortlich ist. Der primäre Effekt dieser Stellen ist, Licht zu streuen oder zu reflektieren, welches sie trifft. Synthetische Kontrastmittel können entweder als Streuungs- oder Absorptionsmittel wirksam sein.
Ein bevorzugtes Kontrastmittel für intraoperative Techniken der CSLM, OCT, photoakustischen, akusto-optischen, diffusen Wellen-, zeitaufgelösten Bilderzeugung, endoskopischen Abbildung, Multiphoton-Anregungsmikroskopie oder visuellen Beobachtung besitzt die folgenden Eigenschaften: es besteht aus stabilisierten Teilchen in einer wäßrigen oder gepufferten Lösung. Die Teilchengröße kann etwa 300 bis 1.300 nm betragen (d. h. ungefähr gleich der Wellenlänge der Lichtquelle). Der Brechungsindex der Teilchen unterscheidet sich von demjenigen von Körperflüssigkeiten wie Blut und Lymphe um mindestens 0,01. Die Teilchen können aus einer Chromophorpolymerverbindung hergestellt sein oder können eine Chromophorpolymerverbindung enthalten oder damit beschichtet sein, z. B. können die Teilchen ein Matrixmaterial (z. B. ein physiologisch tolerierbares, synthetisches oder nicht-synthetisches Polymer, wie ein Acrylat oder Polysaccharid), einschließend eine Chromophorpolymerverbindung, einen Kern aus einer Chromophorpolymerverbindung, beschichtet mit einem Beschichtungsmittel oder eingekapselt durch ein membranbildendes Material, oder einen Kern aus einem Matrixmaterial mit einer Chromophorpolymerverbindung, aufgetragen auf oder gebunden an die Teilchenoberfläche, umfassen. Die Teilchen können fest, halbfest oder flüssig sein und können geschichtete Strukturen wie Vesikel sein (z. B. Mizellen, Liposomen und Mikroballons). Die verwendete Chromophorpolymerverbindung ist vorzugsweise ein fluoreszierendes Material, besonders ein Material mit einem Emissionsmaximum im nahen Infrarotbereich, insbesondere im Bereich von 650 bis 900 nm. Wahlweise können die Teilchen geeignete oberflächenmodifizierende Mittel aufweisen, wie Poly(ethylenglykol), um deren Aufnahme durch Makrophagen in dem Körper zu verlangsamen. Beispiele geeigneter teilchenförmiger Mittel sind in WO 96/23524 beschrieben. Wahlweise können die Teilchen Zellen sein, welche mit den erfindungsgemäßen Polymeren beschichtet sind. Diese beschichteten Zellen können im Körper mit injizierten Mitteln oder äußerlich aus Zellen, extrahiert aus dem Körper und anschließend injiziert in den Körper, gebildet werden.
Die als Kontrastmittel in den erfindungsgemäßen Verfahren zur Lichtbilderzeugung zu verwendenden Chromophorverbindungen, z. B. in Verbindung mit CSLM, OCT oder anderen Formen der in vivo-Mikroskopie, können auch polymere oder monomere, wasserlösliche Chromophore sein, z. B. wie hierin beschrieben.
In einigen Situationen kann die Auflösung von CSLM, OCT oder anderen Formen der in vivo-Mikroskopie ausreichend sein, um auf den Bildern die Auftrennung zwischen den Kernen und dem Cytoplasma einzelner Zellen zu ermöglichen. Ein Kontrastmittel, das spezifisch im Kern oder im Cytoplasma von Zellen lokalisiert ist, erhöht den Kontrast zwischen diesen Stellen und dem des Hintergrunds. Mittel für diesen Zweck sind nicht-toxische Formen von anfärbenden Chromophoren, welche bereits zur histologischen Untersuchung von entferntem Gewebe verwendet werden. Eine Aufstellung solcher seleletiv anfärbenden Chromophoren kann in jedem Handbuch über histologische Farbstoffe gefunden werden.
Die Perfusion von Gewebe, welches operativ freigelegt wird, ist ein wichtiger Indikator für den Gesundheitszustand dieses Gewebes. Einer der Indikatoren für den Grad der Perfusion ist die Blutflußrate innerhalb des Gewebes. Der Blutfluß in der Haut kann durch Laser-Doppler-Blutflußmessung oder Laser-Speckle-Interferometrie, entweder alleine oder in Verbindung mit CSLM, OCT oder anderen Formen der in vivo-Mikroskopie, nachgewiesen werden.
Laser-Doppler- und -Speckle-Interferometrie sind miteinander verwandt und beruhen jeweils auf die Tatsache, daß die Lichtintensität, nachgewiesen nach einem Laserlichtstrahl, welcher mit einer Ansammlung von beweglichen Teilchen in Wechselwirkung tritt, sich mit der Zeit verändert (Ruth B., "Blood Flow Determination by the Laser Speckle Method", Int. J. Microcir.: Clin. Exp. 9 (1990), S. 21–45). Die mathematische Analyse der Änderungen liefert die Grundlage für die Berechnung der Geschwindigkeit, mit der die Teilchen bewegt werden.
Wenn Laserlicht mit einer Wellenlänge zwischen 600 und 1.200 nm durch die Haut reflektiert wird, resultiert das sich zwangsläufig verändernde Lichtmuster, welches zurück zu einem Lichtdetektor reflektiert wird, größtenteils aus der Bewegung von Blutzellen innerhalb der Dermis. Jedoch ist die Speckle-Interferometrie am besten zur Bestimmung des Blutflusses in Gefäßen mit Durchmessern zwischen 0,08 und 1 mm geeignet. Die Laser-Doppler-Messung wird am besten für Blutgefäße mit einer Größe von 0,08 mm und möglicherweise kleiner verwendet (Ul'Yanov S. S., Tuchin, Bednow, Brill G. E. und Zakharova E. I., "The Application of Speckle Interferometry for the Monitoring of Blood and Lymph Flow in Microvessels", Laser in Medical Science 11 (1996), 97–107). Licht, welches durch größere Gefäße reflektiert wird, die tief innerhalb der Dermis und in dem darunterliegenden Gewebe liegen, dient nur dazu, die Analyse des Lichts aus den kleineren Gefäßen, welche etwa 0,5 mm unterhalb der Oberfläche der Haut liegen, zu erschweren (Abbot N. C., Ferell W. R., Lockhart J. C., Lowe J. G., "Laser Doppler Perfusion Imaging of Skin Blood Flow Using Red and Near-Infrared Sources", J. Invest. Dermatol. 107 (1996), 882–886).
Wenn das Gefäßsystem ein absorbierendes Chromophor enthält, zeigt das Beer-Gesetz, daß Licht, welches größere Blutgefäße passiert, stärker abgeschwächt wird als Licht, das kleinere Gefäße passiert. Außerdem wird die Lichtstreuung durch Blutzellen in Gefäßen tief unterhalb der Haut und dem darunterliegenden Gewebe stärker abgeschwächt als die Lichtstreuung durch Blutzellen in Gefäßen nahe der Oberfläche der Haut. Folglich verbessert die Anwesenheit in dem Blut eines Kontrastmittels mit einem Absorptionsmaximum nahe der Wellenlänge des Laserlichts, welches für entweder die Doppler- oder Speckle-Interferometrie-Messungen des Blutflusses verwendet wird, die Selektivität der Messung für kleinere Gefäße nahe der Hautoberfläche. Ein Mittel des Typs, welcher durch diese Erfindung gelehrt wird, ist notwendig, da eine stabile Konzentration des Mittels im Blut im Verlauf der Erfindung vorhanden sein muß.
Diagnostisch nützliche Bilder können nach der Verabreichung mittels endoskopischer Abbildung, Konfokalmikroskop-Abbildung, zeitaufgelöster Fluoreszenz-Abbildung, Phasenmodulations-Abbildung, photoakustischer Abbildung oder einer anderen Abbildungstechnik erhalten werden.
Die therapeutische Anwendung unter Verwendung dieser Verbindungen kann in Form einer cytotoxischen Applikation von Licht in Form einer photodynamischen Therapie verwirklicht werden, wobei die zu behandelnden oder zu zerstörenden Gewebe zuerst mit Kontrastmitteln behandelt werden, welche mit dem Gewebe eng assoziieren gelassen werden, und anschließend mit Licht, welches durch die Kontrastmittel in vivo absorbiert wird, wahlweise in Gegenwart von Sauerstoff in dem Blut oder in einer mit Sauerstoff gesättigten Salzlösung oder in mit Sauerstoff angereichertem Plasma oder in mit Sauerstoff gesättigter Lymphflüssigkeit und dergleichen, bestrahlt wird.
Die therapeutische Anwendung unter Verwendung dieser Verbindungen kann zuweilen mit einer sonodynamischen Therapie erreicht werden, wobei die zu behandelnden oder zu zerstörenden Gewebe zuerst mit Kontrastmitteln behandelt werden, welche mit dem Gewebe eng assoziieren gelassen werden, und anschließend mit einem Hochfrequenzton wie Ultraschall, wahlweise in Gegenwart von Sauerstoff in dem Blut oder in einer mit Sauerstoff gesättigten Salzlösung oder in mit Sauerstoff angereichertem Plasma oder in mit Sauerstoff gesättigter Lymphflüssigkeit und dergleichen, beschallt wird.
Jede Erwähnung in dem Text des Begriffs "mittleres MW" oder "mittleres Molekulargewicht" verweist auf ein Gewichtsmittel.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden nichtbegrenzenden Beispiel und Figuren weiter beschrieben.
1a ist eine graphische Darstellung vergleichender Bioverteilungsdaten des Kontrastmittels Polymer 3 (NC100448) im Vergleich zu Indocyaningrün als Kontrolle in weiblichen, immundefizienten Mäusen, enthaltend HT-29-Tumore, eine Stunde nach jeweils intravenöser Injektion von phosphatgepufferter Salzlösung. Polymer 3 wird in dem Tumor nachgewiesen; die Kontrollverbindung wird kaum nachgewiesen.
1b ist eine graphische Darstellung vergleichender Bioverteilungsdaten des Kontrastmittels Polymer 3 (NC100448) im Vergleich zu Indocyaningrün als Kontrolle in weiblichen, immundefizienten Mäusen, enthaltend HT-29-Tumore, drei Stunden nach der jeweils intravenöser Injektion von phosphatgepufferter Salzlösung. Polymer 3 wird in dem Tumor nachgewiesen; die Kontrollverbindung wird kaum nachgewiesen. Im Verhältnis zu 3A hat sich die Konzentration des Kontrastmittels in dem Tumor erhöht, während die Konzentration im Blut sich verringert hat.
2 zeigt ein Vergleichsbild von Tumoren, aufgenommen von Mäusen, 24 Stunden nachdem ihnen 0,05 mg/(g Körpergewicht) des Infrarot-Kontrastmittels NC100448 in PBS injiziert wurden. Die Photographie wurde mit einem Schwarzweiß-Infrarotfilm mittels Bestrahlung bei 780 nm durch eine Reihe lichtemittierender Dioden aufgenommen. Diese Bedingungen ergaben eine maximale Absorption und Kontrastverstärkung von NC100448, feststellbar durch den nachgedunkelten Lichtpunkt des Kontrastmittels auf dem Diagrammpapier. Die Tumore erscheinen einheitlich dunkler als Kontrolltumore (nicht gezeigt), aber zeigen kein Nachdunkeln um die Ränder herum, wie bei Tumoren aus Mäusen beobachtet wurde, denen NC100526 injiziert worden war (4). Die gemessene Bioverteilung des Kontrastmittels in den Mäusen (vgl. Tabelle 1) zeigt, daß die Tumore NC100448 enthalten.
Tabelle 1 zeigt die Bioverteilungsdaten nach 3, 6 und 24 Stunden, aufgezeichnet als Prozent der injizierten Dosis des Kontrastmittels pro Gramm Gewebe, aus einem anderen Experiment mit Mäusen, denen das Kontrastmittel NC100448 in 0,05 mg/(g Körpergewicht) in PBS injiziert worden war. Nach 24 Stunden blieb die Konzentration des Kontrastmittels in den Tumoren relativ hoch, während das Kontrastmittel aus dem Blut größtenteils abtransportiert worden war und sich im Muskel nicht erhöht hatte.
Tabelle 1
3 ist eine Photographie von einer Reihe von entfernten Tumoren, bestrahlt mit Infrarotlicht von 780 mm, welche aus Mäusen 24 Stunden nach der Injektion von PBS-Lösungen von NC100448 (obere Reihe) und Indocyaningrün (untere Reihe) entfernt wurden. Das Bild wurde mit einer Infrarot-empfindlichen CCD-Kamera (Bischke, Typ N-CCD-4024, ausgestattet mit einer Computar TV-Zoom-Linse 1 : 1,2/12,5–75) auf VHS-Band (Maxell HGX Plus) bei 30 Bildern sec unter Verwendung eines Panasonic AG-1310P HQ Videokassettenrecoders mit Super 4-Kopf (VHS-SQPB) aufgenommen. Das Band wurde digitalisiert, und ein Bild wurde unter Verwendung von Adobe Photoshop 4.01 gedruckt. Tumore aus Mäusen, denen NC100448 injiziert worden war (Absorptionsmaximum ungefähr 780 nm), erschienen wesentlich dunkler im Vergleich zu Tumoren aus Mäusen, denen ICG injiziert worden war.
Tabelle 2 zeigt die Bioverteilung, aufgezeichnet als Prozent der injizierten Dosis des Kontrastmittels pro Gramm Gewebe, zu mehreren Zeitpunkten nach der Injektion von NC100448 in weiblichen, immundefizienten Mäusen mit HT-29-Tumoren. Während innerhalb von 24 Stunden das Kontrastmittel sowohl aus dem Blut als auch dem Muskel 5 abtransportiert wurde, blieb es in einer hohen Konzentration in dem Tumor nach 48 Stunden zurück.
Tabelle 2
Die folgenden Beispiele, soweit sie Gegenstände betreffen, welche außerhalb des Schutzumfangs der Patentansprüche liegen, sind für Informationszwecke eingeschlossen 0 und werden als Vergleichsbeispiele angesehen.
Beispiel 1
Herstellung von 2-[2-[2-(4-Isothiocyano)phenoxy-3-[[1,3-dihydro-1,1-dimethyl-3-(3-sulfopropyl)-2H-benz[e]indol-2-yliden]ethyliden]-1-cyclohexen-1-yl]ethenyl]-1,1-dimethyl-3-(3-sulfopropyl)-1H-benz[e]indolium, inneres Salz
Das folgende Reaktionsschema wurde verwendet, um die Titelverbindung herzustellen:
Beispiel 2
Herstellung von 2-[2-[2-(4-Isothiocyano)phenoxy-3-[[1,3-dihydro-1,1-dimethyl-3-(3-sulfopropyl)-2H-benz[e]indol-2-yliden]ethyliden]-1-cyclohexen-1-yl]ethenyl]-1,1-dimethyl-3-(3-sulfopropyl)-1H-benz[e]indolium, inneres Salz, Natriumsalz, Reaktionsprodukt mit PEG_3.400-α,ω-Diamin
Das folgende Reaktionsschema wurde verwendet, um die Titelverbindung herzustellen:
worin X NH-CS-NH(CH₂CH₂O)_nCH₂CH₂NH-CS-NH) ist, ein Polymer mit einem Molekulargewicht von 3.400.
Beispiel 3
Herstellung von 2-[2-[2-(4-Isothiocyano)phenoxy-3-[[1,3-dihydro-1,1-dimethyl-3-(3-sulfopropyl)-2H-benz[e]indol-2-yliden]ethyliden]-1-cyclohexen-1-yl]ethenyl]-1,1-dimethyl-3-(3-sulfopropyl)-1H-benz[e]indolium, inneres Salz, Natriumsalz, Reaktionsprodukt mit PEG_10.000-α,ω-Diaurin
Das Titelprodukt wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 2 hergestellt.
Beispiel 4
Allgemeines Verfahren zur Messung der Chromophorpolymer-Verteilung in der Maus

Spezies: Tac:N:NIH(S)-nufDF, weibliche, immundefiziente Mäuse; Tac:NCr-nufBr, weibliche, immundefiziente Mäuse
Tumor: Menschliches HT-29-Kolonkarzinom

A) Maus-Verfahren
Die Mäuse wurden basierend auf den Tumorvolumina zufällig in Gruppen eingeteilt. Am Tag der Untersuchung wurden die Testprodukte (Polymer 1 und 2) in die Mäuse über die Schwanzvene injiziert. Chloraluminiumphthalocyanintetrasulfonat wurde in diesen Studien als eine Referenzverbindung (Kontrolle) in einer Gruppe von Mäusen verwendet. Die Mäuse wurden eine Stunde nach Verabreichung der Dosis mittels Halothan-Inhalation und zervikaler Dislokation human getötet. Das Blut wurde durch Herzpunktion gesammelt und in entweder EDTA- oder Lithiumheparin-Röhrchen eingebracht. Die Proben wurden dann zentrifugiert, und das Plasma wurde gesammelt und gewogen. Die Milz, die Leber, die Nieren, die Muskeln und der Tumor wurden gewonnen, mit PBS gespült und in vortarierten Röhrchen gewogen. Die Proben wurden dann entweder zur unmittelbaren Analyse gekühlt oder bei –20°C eingefroren und anschließend analysiert.
B) Plasmagewinnung und Präparation
Das Plasma wurde in tarierten Eppendorf-Röhrchen gesammelt, und die Röhrchen wurden gewogen. Zu jedem Röhrchen wurde 1 ml Ethanol zugegeben. Die Inhalte der Röhrchen wurden mit einem Vortexmischer gemischt und anschließend bei 14.000 UpM für 2 min mikrozentrifugiert. Die Überstandsflüssigkeit wurde mit Hilfe einer Pipette in ein sauberes und markiertes Eppendorf-Röhrchen überführt. Diese Prozedur wurde für alle Plasmaproben wiederholt. Jede Probe wurde in eine saubere Küvette überführt, und die Menge an dem Chromophor wurde durch Absorption bei einer vorher bestimmten Wellenlänge bestimmt. Die Konzentration des Chromophors in der Probe wurde durch Vergleich mit einer Standardkurve, aufgestellt aus bekannten Konzentrationen des Chromophors, bestimmt.
C) Organgewinnung und Präparation
Die Organe wurden aus den Mäusen entnommen, in tarierte Probenröhrchen eingebracht, und die neuen Gewichte wurden aufgezeichnet. Zu jedem Röhrchen wurde 1 ml deionisiertes Wasser zugegeben, und die Organe wurden homogenisiert. Das Homogenat wurde in ein tariertes Eppendorf-Röhrchen überführt, und das Gewicht wurde registriert. Zu diesem Homogenat wurden 500 μl Ethanol zugegeben, die Mischung wurde mit einem Vortexmischer gemischt, und die Inhalte des Röhrchens wurden in einer Mikrozentrifuge bei 8.000 UpM für 2 min zentrifugiert. Der Überstand wurde mit Hilfe einer Pipette in ein sauberes Eppendorf-Röhrchen überführt. Zu dem restlichen Pellet wurden 500 μl Ethanol zugegeben, die Mischung wurde mit einem Vortexmischer kräftig geschüttelt, und die Probe wurde abermals zentrifugiert. Die Überstände wurden vereinigt, in eine saubere Küvette überführt, und die Konzentration des Chromophors wurde spektroskopisch bei einer vorher bestimmten Absorption durch Vergleich mit der Standardkurve bestimmt. Die mittlere Konzentration des Chromophors in jedem Organ wurde mittels Regressionsanalyse bestimmt.
Beispiel 5
Herstellung von N-[5-Anilino-3-chloro-2,4-(2-ethoxycarbonylpropan-1,3-diyl)-2,4-pentadien-1-yliden]aniliniumchlorid
Zu 34 ml wasserfreiem N,N-Dimethylformamid, gerührt unter Stickstoff und moderiert bei 0 bis 5°C durch ein Trockeneis/Isopropanol-Bad, wurden 28 ml Phosphoroxychlorid über 20 Minuten zugetropft. Das Reaktionsgemisch ließ man für 1 h sich auf 15°C erwärmen. Dazu wurde dann eine Lösung von 10 g Ethyl-4-oxocyclohexancarboxylat (Aldrich Chemical Co.) in 20 ml Methylenchlorid über 5 Minuten zugetropft. Nach dem Abklingen einer kurzen exothermen Reaktion wurde das Reaktionsgemisch für 2 Stunden auf Rückflußtemperatur erhitzt. Das Lösungsmittel wurde dann durch Rotationsverdampfen entfernt, und der dunkelorange, viskose Rückstand wurde in Eis gekühlt. Dazu wurde eine Lösung von 22 ml Anilin, gelöst in 22 ml Ethanol, über 35 Minuten zugegeben. Die Zugabe wurde durch eine Rauchentwicklung und eine Erhöhung der Temperatur, die unter Verwendung eines Eis-Salz-Bades verlangsamt wurde, begleitet. Nach Beendigung der Zugabe wurde das viskose Reaktionsprodukt über 250 g Eis, enthaltend 25 ml konzentrierte Salzsäure, gegossen. Diese Mischung ließ man in einem Gefrierschrank für 2 Tage stehen. Das Rohprodukt wurde mittels Filtration isoliert, mit Wasser und anschließend mit Ether gewaschen und über P₂O₅ unter vermindertem Druck getrocknet, wobei 14 g eines Feststoffes erhalten wurden. Dieses Material wurde ohne weitere Behandlung verwendet.
Beispiel 6
Herstellung von 3-(2,3,3-Trimethyl-1H-benz[e]indolio)propansulfonat
Zu einer mittels Magnetrührer gerührten Lösung von 8,72 g 1,1,2-Trimethyl-1H-benz[e]indol (Fisher Chemical Co.) in 100 ml wasserfreiem Acetonitril unter Stickstoff bei Raumtemperatur wurden 5,09 g 1,3-Propansulfon (Aldrich Chemical Co.) in 3 ml Acetonitril zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde für 24 Stunden auf Rückflußtemperatur erhitzt und anschließend auf Umgebungstemperatur gekühlt. Der gebrochen weiße Niederschlag wurde mittels Filtration aus der begleitenden dunkelgrünen Flüssigkeit isoliert, mit 100 ml Acetonitril und anschließend mit 100 ml Ether gewaschen und dann an der Luft getrocknet, wobei 10,24 g der gewünschten Verbindung vorgesehen wurden.
Beispiel 7
Herstellung von 2-[2-[2-Chlor-3-[[1,3-dihydro-1,1-dimethyl-3-(3-sulfopropyl)-2H-benz[e]indol-2-yliden]ethyliden]-5-(ethoxycarbonyl)-1-cyclohexen-1-yl]ethenyl]-1,1-dimethyl-3-(3-sulfopropyl)-1H-benz[e]indolium, inneres Salz Natriumsalz
Eine Mischung von 1,87 g N-[5-Anilino-3-chloro-2,4-(2-ethoxycarbonylpropan-1,3-diyl)-2,4-pentadien-1-yliden]aniliniumchlorid und 4,3 g 3-(2,3,3-Trimethyl-1H-benz[e]indolio)propansulfonat in 190 ml n-Butanol, enthaltend 75 ml Toluol, wurde unter der Entfernung von Wasser für eine Stunde auf Rückflußtemperatur erhitzt. Zu der Mischung wurden dann 0,65 g wasserfreies Natriumacetat zugegeben, und das Kochen unter Rückfluß wurde weitere 2,5 Stunden fortgesetzt. Das Lösungsmittel wurde dann entfernt durch Destillation bis zu einem Punkt, bei dem sich Kristalle zu bilden begannen. Nach dem Abkühlen wurden die Kristalle mittels Filtration isoliert, mit Ethylether zerrieben und dann aus methanolischem Ethylether umkristallisiert, wobei 1,7 g der gewünschten Verbindung erhalten wurden.
Beispiel 8 Herstellung des Bisthioether-2 : 1-Farbstoff : Polymer-Reaktionsprodukts zwischen 2-[2-[2-Chlor-3-[[1,3-dihydro-1,1-dimethyl-3-(3-sulfopropyl)-2H-benz[e]indol-2-yliden]ethyliden]-5-(ethoxycarbonyl)-1-cyclohexen-1-yl]ethenyl]-1,1-dimethyl-3-(3-sulfopropyl)-1H-benz[e]indolium inneres Salz, Natriumsalz und Dinatrium-PEG_3,400-α,ω-Dithiolat, Polymer 3 (NC100448)
Eine Lösung von 1,9 g Poly(ethylenglykol) (Molekulargewicht 3.400)-α,ω-Dithiol von Shearwater Polymers, Inc., in 8,5 ml trockenem und mit Stickstoff abgeschirmtem Dimethylformamid wurde mit 0,1 g 50%-igem Natriumhydrid behandelt und anschließend unter Stickstoff bei Raumtemperatur zu einer gerührten Lösung von 0,89 g 2-[2-[2-Chlor- 3-[[1,3-dihydro-1,1-dimethyl-3-(3-sulfopropyl)-2H-benz[e]indol-2-yliden]ethyliden]-5-(ethoxycarbonyl)-1-cyclohexen-1-yl]ethenyl]-1,1-dimethyl-3-(3-sulfopropyl)-1H-benz[e]indolium in 9 ml mit Stickstoff abgeschirmten, wasserfreiem Dimethylformamid über 15 Minuten zugetropft. Nach 2,5 Stunden wurde das Reaktionsgemisch mit überschüssigem Kohlendioxid behandelt, das Lösungsmittel wurde verdampft, und das gewünschte 2 : 1-Farbstoff : Polymer-Addukt wurde mittels Säulenchromatographie (SiO₂: 15% Methanol in Chloroform) isoliert.
Bioverteilungsergebnisse sind in den 1a (eine Stunde nach Verabreichung der Dosis) und 1b (drei Stunden nach Verabreichung der Dosis) dargestellt.
Beispiel 9 Herstellung des Bisthioether-2 : 1-Farbstoff : Polymer-Reaktionsprodukts zwischen 2-[2-[2-Chlor-3-[[1,3-dihydro-1,1-dimethyl-3-(3-sulfopropyl)-2H-benz[e]indol-2-yliden]ethyliden]-5-(ethoxycarbonyl)-1-cyclohexen-1-yl]ethenyl]-1,1-dimethyl-3-(3-sulfopropyl)-1H-benz[e]indolium, inneres Salz, Natriumsalz und Dinatrium-PEG_10.000-α,ω-Dithiolat (NC100524)
Eine Lösung von 2,45 g Poly(ethylenglykol) (Molekulargewicht 10.000)-α,ω-Dithiol von Shearwater Polymers, Inc., in 14 ml trockenem und mit Stickstoff abgeschirmtem Dimethylformamid wurde mit 43 mg 50%-igem Natriumhydrid und 1,5 ml trockenem Dimethylformamid behandelt. Nach etwa 0,5 Stunden wurde diese Lösung in 20 Minuten zu einer mit Stickstoff abgeschirmten Lösung von 0,4 g Natrium-4-(2-(4-Chlor-7-(3,3-dimethyl-1-(3-sulfonatopropyl)benz(e)indolin-2-yliden-3,5-(2-ethoxycarbonylpropan)-1,3-diyl)-1,3,5-heptatrien-1-yl)-3,3-dimethyl-3H-benz(e)indolio)propansulfonat in 5 ml trockenem, mit Stickstoff abgeschirmtem Dimethylformamid unter Rühren zugetropft. Nach 4-stündigem Rühren unter einer Stickstoffatmosphäre wurde das Reaktionsgemisch mit überschüssigem Kohlendioxid behandelt, gefolgt durch das Verdampfen des Lösungsmittels. Das gewünschte dunkelgrüne 2 : 1-Farbstoff : Polymer-Addukt wurde mittels Säulenchromatographie (SiO₂: 20% Methanol in Chloroform) isoliert. Absorptionsmaxima in phosphatgepufferter Salzlösung: 814 nm, 744 nm. Das Massenspektrum besaß erwartungsgemäß eine Verteilungsmittel bei ungefähr 12.000 Masseneinheiten.
Beispiel 10
Verwendung von Kontrastmedien zur Verstärkung der Laser-Doppler-Messung des Blutflusses in der Haut
Ungefähr 0,5 bis 1 Stunde vor Durchführung der Messungen wird eine sterile Lösung eines Kontrastmediums, enthaltend 5–20 mg eines Farbstoffes mit einem Absorptionsmaximum zwischen 600 und 1.300 nm, durch intravenöse Injektion verabreicht. Die eigentliche Messung des Blutflusses wird mit einem üblichen Laser-Doppler-Instrument, zum Beispiel das von Lisca Development AB, Kinkoping, Schweden, welches wahlweise modifiziert werden kann, so daß es eine Laserquelle einschließt, die bei 830 oder 730 nm arbeitet (Abbot N. C., Ferrell W. R., Lockhart J. C., Lowe J. G., "Laser Doppler Perfusion Imaging of Skin Blood Flow Using Red and Near-Infrared Sources", J. Invest. Dermatol. 107 (1996), 882–886), durchgeführt, nachdem sich die Konzentration des Kontrastmittels in dem Blut stabilisiert hat. Auf diese Weise können stark vaskularisierte, besonders tumorartige, Strukturen identifiziert werden.

Claims

Physiologisch tolerierbares, wasserlösliches Lichtbilderzeugungs-Kontrastmittel, umfassend Einheiten der Formel I
worin jedes L₁ eine Gruppe ist, unabhängig gewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer organischen Linkereinheit und einer chemischen Bindung; jedes X unabhängig aus der Gruppe gewählt ist, bestehend aus O, N-R₁, S, Se, Te, CH=CH und (CH₃)₂C; jedes R₁ unabhängig aus der Gruppe gewählt ist, bestehend aus einer Methylgruppe, einer Ethylgruppe und einer C_3-16-Alkylgruppe, wahlweise enthaltend ein oder mehrere Heteroatome, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus O, N und S, welche Heteroatome voneinander durch mindestens 2 Kohlenstoffatome getrennt sind, und welche Ethyl- und Alkylgruppen wahlweise eine oder mehrere hydrophile funktionelle Gruppen enthalten, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxylgruppen, Carboxylgruppen, Sulfonatgruppen, Sulfatgruppen, Phosphatgruppen, Phosphonatgruppen, Aminogruppen, Aminosäuregruppen; jedes Z, von dem mindestens eines vorhanden ist, unabhängig aus der Gruppe gewählt ist, bestehend aus H, einer Methylgruppe, einer Ethylgruppe, wie oben definiert, einer C_3-16-Alkylgruppe, wie oben definiert, einer C_1-16-Alkoxylgruppe, deren Alkylteil wie oben definiert ist, einer C_1-16-Carboxyalkylgruppe, ei ner C_1-16-Oxycarbonylalkylgruppe, einer Sulfonatgruppe, einer Hydroxylgruppe, einer Phosphatgruppe, einer C_1-16-Sulfonamidoalkylgruppe, einer Phenyl-C_1-16-alkylgruppe, einer Phenoxy-C_1-16-alkylgruppe, einer C_1-16-Phenyloxyalkylgruppe, einer Oxyphenoxy-C_1-16-alkylgruppe, deren Alkylteile jeweils wie oben definiert sind, oder einem ringförmigen aromatischen Ring, der einen benz[e]-aromatischen Ring, einen Benz[f]-aromatischen Ring oder einen Benz[g]-aromatischen Ring umfasst, von denen jeder durch C_1-16-Alkyl-, C_1-16-Alkoxyl-, Carboxyl-, Sulfonat-, Sulfonamido-, Phenyl- oder Phenoxylgruppen, wie oben definiert, substituiert sein kann; jedes R₂ unabhängig aus der Gruppe gewählt ist, bestehend aus H, C_1-16-Alkyl, wie oben definiert oder zwei R₂-Gruppen bilden zusammen mit den drei dazwischenliegenden Kohlenstoffen einen 5- oder 6-gliedrigen carbocyclischen Ring, wahlweise enthaltend ein Ringheteroatom, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus O, N-R₁ und S; m eine ganze Zahl bis zu 1200 ist; und jedes p unabhängig 0 oder 1 ist, wenn L₁ eine organische Linkereinheit ist.
Kontrastmittel nach Anspruch 1, wobei das m eine ganze Zahl von 5 bis 1200 ist.
Kontrastmittel nach Anspruch 1, wobei das m eine ganze Zahl von 50 bis 1000 ist.
Kontrastmittelverbindung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend weiterhin einen Zielvektor.
Verwendung einer physiologisch tolerierbaren, wasserlöslichen Lichtbilderzeugungs-Konstrastmittelverbindung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung eines Arzneimittels zur Verwendung bei einem Verfahren zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers, um erkranktes Gewebe oder Zellen hiervon zu entfernen, oder darin erkranktes Gewebe oder Zellen zu zerstören.
Verfahren zur Abbildung des menschlichen oder tierischen (beispielsweise Säuger-, Vogel- oder Reptilien-) Körpers, bei dem durch eine Licht-Bilderzeugungsmodalität ein Bild mindestens eines Teils des Körpers erzeugt wird, welchem ein Lichtbilderzeugungs-Kontrastmittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 vorausgehend verabreicht worden ist und zu welchem das Mittel sich verteilt, und wobei die Modalität konfokale Abtast-Lasermikroskopie (CSLM), optische Koherenztomographie (OCT), photoakustische, akusto-optische, diffuse Wellen-, zeitauflösende Bilderzeugung, endoskopische, Multiphoton-Anregungsmikroskopie oder visuelle Beobachtungstechniken sind.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Teil des Körpers der linke supraklavikuläre Lymphknoten ist.
Verwendung eines physiologisch tolerierbaren Konstrastmittels nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung eines Kontrastmediums zur Verwendung bei einem Verfahren der Diagnose des menschlichen oder tierischen (beispielsweise Säuger-, Vogel- oder Reptilien-) Körpers, beinhaltend die Erzeugung eines Bildes eines Teils des Körpers, zu welchem sich das Material verteilt, durch eine konfokale Abtast-Lasermikroskopie (CSLM), optische Koherenztomographie (OCT), photoakustische, akusto-optische, diffuse Wellen-, zeitauflösende Bilderzeugung, endoskopische, Multiphoton-Anregungsmikroskopie oder visuelle Beobachtungstechnik.
Pharmazeutische Zusammensetzung, umfassend ein physiologisch tolerierbares Lichterzeugungs-Kontrastmittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, zusammen mit mindestens einem physiologisch annehmbaren Träger oder Exzipienten, in einem sterilen, pyrogenfreien, wässrigen Trägermedium.