DE69826263T2 - Sonodynamische therapie mit ultraschalsensibilisator - Google Patents

Sonodynamische therapie mit ultraschalsensibilisator Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Mitteln, die die Empfindlichkeit gegenüber Ultraschall modifizieren, z. B. wasserlösliche Polymere, wie zum Beispiel Polyalkylenoxide und deren Derivate, Tenside, Öl-in-Wasser-Emulsionen, stabilisierte Teilchen und bestimmte chromophore Gruppen, wie zum Beispiel sulfonierte Farbstoffe, zur Herstellung von Sensibilisatoren für den Einsatz in Verfahren zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers mittels sonodynamischer Therapie.
  • Die Verwendung von Farbstoff-Verbindungen ist in der photodynamischen Therapie (PDT) weit verbreitet. In der PDT wird eine Farbstoff-Verbindung, z. B. ein Porphyrin, die sich an einer erkrankten Stelle (z. B. einem Tumor) anreichert, dem Patienten verabreicht und anschließend wird die erkrankte Stelle mit Licht einer Wellenlänge bestrahlt, die durch die Farbstoff-Verbindung absorbiert wird. Das resultierende lokalisierte Auftreten von Singulett-Sauerstoff zerstört Zellen an der erkrankten Stelle.
  • Kürzlich wurde festgestellt, daß bestimmte Farbstoff-Verbindungen, insbesondere Porphyrine, eine vergleichbare zytopathogene Wirkung ausüben können, wenn die erkrankte Stelle einer Ultraschallbehandlung unterzogen wird. Diese Technik wird als sonodynamische Therapie (SDT) bezeichnet und zum Beispiel durch Jeffers et al. in IEEE Ultrasonics Symposium, 1991, Seiten 1367–1370, Umemura et al. in Ultrasonics Sonochemistry 3: S. 187–191 (1996), Yumita et al. in Jpn J. Cancer Res. 80: 219–222 (1989), Umemura et al. in Jpn J. Cancer Res. 81: 962–966 (1990), Umemura et al. in Jpn J. Cancer Res. 84: 582–588 (1993), Yumita et al. in Jpn J. Cancer Res. 87: 310–316 (1996), Yumita et al. in Cancer Letters 112: 79–86 (1997), Miyoshi et al. in Radiation Research 143: 194–202 (1995), Kessel et al. in Int. J. Radiat. Biol 66: 221–228 (1994) und Kessel et al. in J. Photochem. and Photobiol. B. Biology 28: 219–221 (1995) beschrieben.
  • Der hierin verwendete Ausdruck "Mittel zur sonodynamischen Therapie" ist synonym mit "Mittel, das die Empfindlichkeit gegenüber Ultraschall modifiziert". Eine wirksame Menge eines oder mehrerer SDT-Mittel dieser Erfindung zusammen mit einer wirksamen Dosis akustischer Ultraschallenergie, denen Zellen in einem menschlichen oder tierischen Körper, wie zum Beispiel erkrankte Zellen und Zellen, die eine Krankheit verursachen, ausgesetzt werden, ist für diese Zellen zytopathogen. In Abwesenheit der genannten wirksamen Menge des Mittels zur sonodynamischen Therapie ist die wirksame Dosis der akustischen Ultraschallenergie im wesentlichen nicht zytopathogen für die Zellen und in Abwesenheit der genannten wirksamen Dosis der akustischen Ultraschallenergie ist die wirksame Menge des Mittels zur sonodynamischen Therapie im wesentlichen nicht zytopathogen für die Zellen.
  • "Zytopathogen" bedeutet hierin, daß die Ausdrücke "zytotoxisch", "zytolytisch", "zytozidisch", "zytoklastisch", "zytostatisch" sowie andere Bezeichnungen eingeschlossen sind, die im menschlichen oder tierischen Körpers das Einsetzen oder die Verstärkung oder die Initiierung des Zelltods, des Zellzerfalls, des Zellaufbruchs, des Zellruhezustandes oder eine Veränderung einer oder mehrerer Zellfunktionen, die eine Änderung eines krankhaften in einen nicht-krankhaften Zustand, einschließlich eines infektiösen in einen infektionsfreien Zustand, bewirken, betreffen.
  • Die SDT weist gegenüber der PDT den Vorteil auf, daß Ultraschall tiefer in den Körper eindringt als das in der PDT eingesetzte Licht, das durch Streuung in Millimeter-Abständen schnell verteilt wird.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bestimmte Materialien, zum Beispiel wasserlösliche Polymere (z. B. Hexamere und höhere Polymere), insbesondere Polyalkylenoxid-Verbindungen, auch wirksame Sensibilisatoren in der sonodynamischen Therapie (SDT) sind.
  • Mit Sensibilisator ist ein Material gemeint, das die zytopathogene Wirksamkeit des SDT-Verfahrens erhöht. "Sensibilisator" ist hierin synonym mit Mittel zur sonodynamischen Therapie (SDT). Ein solches Mittel kann einzeln oder in Kombination mit anderen Sensibilisatoren, wie zum Beispiel den in den oben angeführten Literaturstellen beschriebenen Porphyrin-Verbindungen, verabreicht werden.
  • Somit stellt die vorliegende Erfindung in einem Aspekt die Verwendung einer physiologisch annehmbaren Radikalvorstufensubstanz, die eine wasserlösliche Polymer-Verbindung oder deren Konjugat ist, zur Herstellung eines Sensibilisators für den Einsatz in einem Verfahren der sonodynamischen Therapie eines Körpers, dem der Sensibilisator verabreicht wurde, worin der Sensibilisator in der Lage ist, unter der Wirkung von Ultraschall die zytopathogene Wirksamkeit der genannten sonodynamischen Therapie durch Umwandlung des Sensibilisators in freie Radikale zu erhöhen, zur Verfügung. Der Sensibilisator kann im menschlichen oder tierischen Körper (z. B. in einem gefäßdurchzogenen Säugetier-, Vogel- oder Reptilienkörper eingesetzt werden und der Ort der zytopathogenen Wirkung kann ein Tumor sein.
  • Der Sensibilisator ist ein wasserlösliches Polymer, wie zum Beispiel ein Polyalkylenoxid oder dessen Derivat.
  • Der Angriffsort für die SDT wird bevorzugt vor dem Beginn der SDT mit Ultraschall behandelt, weil dadurch die Aufnahme des Sensibilisators am Angriffsort erleichtert wird.
  • Die wasserlöslichen Polymer-Verbindungen, die als Sensibilisatoren gemäß der Erfindung einsetzbar sind, weisen bevorzugt ein Molekulargewicht von 150 bis 1000000 (speziell 500 bis 500000, besonders bevorzugt 1000 bis 50000) auf und sind bevorzugt Hexamere oder höhere Polymere. Die Polymere enthalten bevorzugt Monomer-Einheiten, die 2 bis 6 Atome, speziell 2, 3 oder 4 Atome, in die Polymerhauptkette einbringen. Die Polymere enthalten Gruppen, die als Vorstufen freier Radikale dienen können, oder oxidierbare Gruppen, die solche Gruppen liefern. Die Polymere enthalten besonders bevorzugt Ether- oder Hydroxyl-Gruppen oder Gruppen, die Heteroatom-Heteroatom-Bindungen (zum Beispiel Stickstoff-Stickstoff-, Stickstoff-Sauerstoff- oder Sauerstoff-Sauerstoff-Bindungen, z. B. Peroxid-Bindungen) aufweisen. Die Polymere können bevorzugt Monomer-Einheiten, wie zum Beispiel Alkylenoxide, Hydroxyalkylacrylate oder -methacrylate, Vinylalkohol, Vinylpyrrolidon, Acrylamid, Styrole etc., umfassen. Die Polymer-Verbindungen sind gegebenenfalls teilweise oxidiert, z. B. in Form von Hydroperoxiden oder Peroxiden, d. h. sie weisen die angefügten Gruppen -OOH oder -OOR1 auf (worin R1 eine geradkettige, verzweigte und/oder cyclische Alkyl- oder Alkenyl-Gruppe, die bis zu 30 Kohlenstoff-Atome enthält, oder ein Hydroxy-Rest, wie zum Beispiel PEG- ist). Die Einführung einer solchen Gruppe kann häufig dadurch erfolgen, daß das Polymer der Luft oder Sauerstoff ausgesetzt wird. Peroxy-Gruppen können, wie von Sosnovsky und Rawlinson (Organic Peroxides Bd. 2, S. 153–268, Interscience, New York 1970) beschrieben, durch Behandlung mit Hydroperoxid in Gegenwart eines Metallkatalysators, wie zum Beispiel eines Cobalt-, Magnesium- oder Kupfersalzes, z. B. Kupferchlorid, eingeführt werden. Das Vorliegen solcher Gruppen oder Bindungen führt zu Verbindungen, die als Radikalvorstufen fungieren und die sich unter der Einwirkung von Ultraschall in der SDT in freie Radikale umwandeln.
  • Mit Konjugat ist eine Stoffzusammensetzung, z. B. eine Verbindung oder ein Aggregat, gemeint, die eine Polymer-Einheit, bevorzugt einen im vorangehenden Absatz beschriebenen Rest einer polymeren Verbindung, enthält, die an eine oder mehrere weitere Einheiten, z. B. an ein Chromophor, einen Zielvektor oder eine Reporter-Einheit, gebunden ist. Da die polymere Einheit an ein Chromophor gebunden sein kann, braucht die polymere Einheit nicht selbst ein Chromophor zu sein, und einfache nicht-chromophore nicht-konjugierte (wasserlösliche) Polymere können vorteilhafterweise im Verfahren der Erfindung eingesetzt werden.
  • Ein verzweigtes Polymer ist hierin eine Polyalkylenoxid-Einheit, die mindestens eine Verzweigungsgruppe enthält, an die mindestens eine zusätzliche Polyalkylenoxidyl-Gruppe gebunden ist.
  • In einem Aspekt kann eine Verzweigungsgruppe in der Hauptkette der Polyalkylenoxid-Einheit aus der Gruppe bestehend aus einem Stickstoff-Atom und einem Kohlenstoff- Atom ausgewählt werden. Mindestens eine zusätzliche Polyalkylenoxidyl-Gruppe kann an die Verzweigungsgruppe über eine chemische Bindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus chemischen Kohlenstoff-Kohlenstoff-, Kohlenstoff-Stickstoff- und Kohlenstoff-Sauerstoff-Bindungen, oder über eine Verbindungsgruppe gebunden sein.
  • Bevorzugte Verbindungsgruppen an einer Stickstoff-Verzweigungsgruppe schließen ein:
    Methylen-Gruppen, [-CH2-];
    Poly(methylen)-Gruppen, [-(CH2)n-], worin n eine ganze Zahl von 2 bis etwa 16 ist, die zum Beispiel durch eine Reaktion zwischen einer Stickstoff-NH-Gruppe und einer Alkenyl-Gruppe, die ein endständiges Halogen (z. B. Cl, Br, I) oder eine Sulfonat-Gruppe (z. B. Methansulfonat, Toluolsulfonat, Benzolsulfonat und dergleichen) enthält, gebildet werden können;
    Alkylencarbonyl-Gruppen [-(CH2)n''-C(=O)-], worin n'' eine ganze Zahl von 1 bis etwa 16 ist, die zum Beispiel durch Umsetzen einer NH-Gruppe mit einer Haloalkylencarbonyl-Gruppe gebildet werden können;
    Ethylensulfonylethylen-Gruppen [-CH2CH2-S(=O)2-CH2CH2-], die zum Beispiel durch Umsetzen einer NH-Gruppe mit einer Vinylsulfonylethylen-Gruppe [CH2=CH-S(=O)2-CH2CH2-] gebildet werden können;
    Ethylensulfonylmethylenoxymethylensulfonylethylen-Gruppen [-CH2CH2-S(=O)2-CH2-O-CH2-S(=O)2-CH2CH2], die zum Beispiel durch Umsetzen einer NH-Gruppe mit einer Vinylsulfonylmethylenoxymethylensulfonylethylen-Gruppe [CH2=CH-S(=O)2-CH2-O-CH2-S(=O)2-CH2CH2-] gebildet werden können;
    Ethylensulfonylmethylensulfonylethylen-Gruppen [-CH2CH2-S(=O)2-CH2-S(=O)2-CH2CH2-], die zum Beispiel durch Umsetzen einer NH-Verzweigungsgruppe mit einer Vinylsulfonylmethylensulfonylethylen-Gruppe [CH2=CH-S(=O)2-CH2-S(=O)2-CH2CH2-] gebildet werden können;
    Carbonyl-Gruppen [-(C=O)-], die eine Amid-Verbindungsgruppe umfassen können, die zum Beispiel durch Umsetzen einer NH-Verzweigungsgruppe mit einem aktivierten Ester, wie zum Beispiel einem N-Hydroxysuccinimidylester, oder mit einem gemischten Anhydrid, wie zum Beispiel einem Trifluormethyloxycarbonyl-, oder mit einem Säurehalogenid, wie zum Beispiel einem Säurechlorid, z. B. Cl-(C=O)-, gebildet wird;
    Sulfonyl-Gruppen [-S(=O)2-], die eine Sulfonamid-Verbindungsgruppe umfassen können, die zum Beispiel durch Umsetzen einer NH-Verzweigungsgruppe mit einem Sulfonylhalogenid, wie zum Beispiel einem Polyalkylenoxidylalkylensulfonylchlorid, z. B. Cl-S(=O)2-(CH2)n-O-PAO, worin n eine ganze Zahl von 2 bis etwa 16 ist und PAO eine Polyalkylenoxidyl-Gruppe ist, gebildet werden kann;
    Carbonyloxy-Gruppen [-C(=O)-O-], wie zum Beispiel diejenigen, die in Urethan-Gruppen vorkommen, die zum Beispiel durch Umsetzen einer Polyalkylenoxy-Gruppe mit Phosgen und anschließend mit einer NH-Gruppe erhalten werden können;
    Thiocarbonyl-Gruppen [-(C=S)-], wie zum Beispiel diejenigen, die in Thiourethan-Gruppen vorkommen, die durch Umsetzen einer Polyalkylenoxy-Gruppe mit Thiophosgen und anschließend mit einer NH-Gruppe erhalten werden können;
    Alkylencarbonyloxymethylenoxycarbonylalkylen-Gruppen [-(CH2-)n'-C(=O)-O-C(R'R'')-O-C(=O)-(-CH2)n'-], worin jedes n' unabhängig voneinander ausgewählt ist aus der Gruppe der ganzen Zahlen von 1 bis 16 und jedes R' und R'' unabhängig voneinander ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus H und Methyl; und
    Carbonylalkylencarbonyl-Gruppen [-C(=O)-(CH2)w-C(=O)-], worin w eine ganze Zahl von 1 bis etwa 6 ist, wie zum Beispiel Succinat und Adipat.
  • Bevorzugte Verbindungsgruppen an einer Kohlenstoff-Verzweigungsgruppe schließen ein:
    Ether-Gruppen [-O-];
    Thioether-Gruppen [-S-];
    Thiosulfoxid-Gruppen [-S(=O)-];
    Thiosulfonyl-Gruppen [-S(=O)2-];
    Oxycarbonyl-Gruppen [-O-C(=O)-];
    Aminocarbonyl-Gruppen [-NH-C(=O)-];
    Carbonyl-Gruppen [-(C=O)-];
    Carbonyloxy-Gruppen [-C(=O)-O-];
    Carbonat-Gruppen [-O-C(=O)-O-];
    Carbonyloxymethylenoxycarbonylalkylen-Gruppen [-C(=O)-O-C(R'R'')-O-C(=O)-(-CH2-)n'-], worin n' eine ganze Zahl von 1 bis 16 ist und jedes R' und R'' unabhängig voneinander ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus H und Methyl;
    Urethan-Gruppen [-O-C(=O)-DIH-]; und
    Thiourethan-Gruppen [-O-(C=S)-NH-].
  • In einem anderen Aspekt kann die Verzweigungsgruppe die Einheit -NR1'-CR2'R3'-CR4'R5'- umfassen, worin
    R1' ausgewählt werden kann aus der Gruppe bestehend aus H, einer Alkyl-Gruppe mit 1 bis etwa 16 Kohlenstoff-Atomen, die geradkettig, verzweigt, gesättigt, ungesättigt sein oder einen carbocyclischen Ring mit 3 bis etwa 10 Kohlenstoff-Atomen enthalten kann, oder einer Carbonylalkyl-Gruppe, worin die Alkyl-Gruppe wie direkt obenstehend definiert ist;
    R2' und R3' unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, einer Alkylen-Gruppe mit 1 bis etwa 16 Kohlenstoff-Atomen, die geradkettig, verzweigt, gesättigt, ungesättigt sein und einen carbocyclischen Ring mit 3 bis etwa 10 Kohlenstoff-Atomen enthalten kann, und an die über eine Heteroatom-Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus NH, O, S, O-C(=O) und C(=O)-O, eine Polyalkylenoxidyl-Gruppe gebunden ist, wie z. B. 4-(Polyalkylenoxyethylcarbonylaminobutyl), [PAO-CH2CH2C(=O)NH-(CH2)4-], 2-(Polyalkylenoxycarbonyl)ethyl, [PAO-C(=O)CH2CH2-], Polyalkylenoxycarbonylmethyl, [PAO-C(=O)CH2-], Polyalkylenoxyethylaminocarbonylmethyl, [PAO-CH2CH2NHC(=O)CH2-], Polyalkylenoxyethylaminocarbonylethyl [PAO-CH2CH2NHC(=O)CH2CH2-] und Polyalkylenoxyethylthiomethyl, [PAO-CH2CH2-S-CH2-];
    R4' und R5' unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, einer Alkyl-Gruppe mit 1 bis etwa 16 Kohlenstoff-Atomen, die geradkettig, verzweigt, gesättigt, ungesättigt sein oder einen carbocyclischen Ring mit 3 bis etwa 10 Kohlenstoff-Atomen enthalten kann, oder einer Carbonylalkyl-Gruppe, worin die Alkyl-Gruppe wie oben definiert ist, oder, bevorzugt, worin R4' und R5' zusammen eine Carbonyl-Gruppe bilden;
    und worin mindestens eine der Gruppen R2' und R3' nicht H ist.
  • Bevorzugte Einheiten -NR1'-CR2'R3'-CR4'R5'- in der Hauptkette der Polyalkylenoxid-Einheit sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Lysin, Asparaginsäure, Glutaminsäure, Cystein und Serin und enthalten mindestens ein zusätzliches Polyalkylenoxid, das zum Beispiel an das epsilon-ständige Amin des Lysins, an die gamma-ständige Carbonsäure-Gruppe der Asparaginsäure, an die delta-ständige Carbonsäure-Gruppe der Glutaminsäure, an die beta-ständige Sulfhydryl-Gruppe im Cystein und an die beta-ständige Hydroxyl-Gruppe des Serins gebunden ist.
  • In einem anderen Aspekt können eine Verzweigungsgruppe und ein Kohlenstoff-Atom in der Hauptkette der Polyalkylenoxid-Einheit oder zwei Verzweigungsgruppen in der Hauptkette der Polyalkylenoxid-Einheit über eine Alkylen-Gruppe mit 2 bis 12 Kohlenstoff-Atomen verbunden sein. Die Alkylen-Gruppe kann geradkettig oder verzweigt sein, wie zum Beispiel Ethylen, Propylen, Butylen, Isobutylen, Pentylen, Hexylen, Octylen, Decylen und Dodecylen. Die Alkylen-Gruppe kann gesättigt oder ungesättigt sein, wie zum Beispiel 2-Butenyliden, Isoprenylen und 2-Butinyliden. In einem anderen Aspekt kann die Alkylen-Gruppe eine gesättigte oder ungesättigte cyclische Gruppe umfassen, wie zum Beispiel Cyclopropyliden, Cyclobutyliden, 1,2-Cyclopentyliden, 1,3-Cyclopentyliden, 1,2-Cyclohexyliden, 1,3-Cyclohexyliden, 1,4-Cyclohexyliden, einen Cyclohexenyliden-Ring, der zum Beispiel durch eine Diels-Alder-Reaktion zwischen einem Dien und einem Dienophil gebildet werden kann, 1,4-Cyclohexylidenbismethylen, Ethylen-1,2-cyclopropylidenmethylen, 1,1-Spirocyclopropylidenbismethylen und dergleichen, die ein Sauerstoff- oder Schwefel-Ether-Atom enthalten kann, wie zum Beispiel eine 2,5-Tetrahydrofuranylen-Gruppe und eine 2,6-Tetrahydropyranylen-Gruppe.
  • In einem anderen Aspekt können eine Verzweigungsgruppe und ein Kohlenstoff-Atom in der Hauptkette der Polyalkylenoxid-Einheit oder zwei Verzweigungsgruppen in der Hauptkette der Polyalkylenoxid-Einheit durch einen aromatischen Ring von 6 bis 14 Kohlenstoff-Atomen, wie zum Beispiel p-Phenylen oder m-Phenylen oder m-Toluiden, 9,10-Anthracenyliden oder 1,4-Naphthalenyliden, oder eine Aralkylen-Gruppe, wie zum Beispiel p-Phenylenbismethylen oder 9,10-Anthracenylidenbismethylen, getrennt sein, wobei der aromatische Ring eine 5- oder 6-gliedrige Heterocyclylen-Gruppe, die ein oder zwei Heteroatome ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel enthält, wie zum Beispiel 2,6-Pyridinylen, 1,4-Imidazoliden, 5,8-Chinolinyliden und 1,1-Spiro-2,6-dithiacyclohexylen, oder eine symmetrische Triazinylen-Gruppe umfassen kann.
  • Beispiele geeigneter Polymere und Polymer-Einheiten schließen ein: Polyalkylenoxid-Polymere und -Copolymere (einschließlich statistische und Block- und Propf-Copolymere) und -Oligomere, wie zum Beispiel Poly(ethylenoxid), das auch als Poly(ethylenglycol) bzw. PEG bekannt ist, sowie Poloxamere und Poloxamine (auch bekannt als Pluronics (CA-Registrierungsnummer 106392-12-5) und Tetronics (CA-Registrierungsnummer 110617-70-4)); PEG-Derivate, wie zum Beispiel PEG-Mono- und PEG-Bis-ether von Alkyl-, Alkenyl- und Alkinyl-Gruppen, die 1 bis etwa 20 Kohlenstoff-Atome enthalten und die geradkettig oder verzweigt sein können und die eine Cycloalkyl- oder Cycloalkenyl-Gruppe mit einer Ringgröße von 3 bis 10 Kohlenstoff-Atomen (bevorzugt eine Cyclohexenyl-, Cyclooctenyl- oder Cyclooctadienyl-Gruppe) umfassen können, wobei die Gesamtzahl der Kohlenstoff-Atome in der Gruppe weniger als 20 beträgt; PEG-Mono- und PEG-Bis-ester (einschließlich alpha-Methoxy-PEG-Monoester) und PEG- Mono- und PEG-Bis-amide (einschließlich alpha-Methoxy-PEG-Monoamide) von Alkyl-, Alkenyl- und Alkinylcarbonsäure-Gruppen, die 1 bis etwa 20 Kohlenstoff-Atome enthalten und die geradkettig oder verzweigt sein können und die eine Cycloalkyl- oder Cycloalkenyl-Gruppe mit einer Ringgröße von 3 bis 10 Kohlenstoff-Atomen (bevorzugt eine Cyclohexenyl-, Cyclooctenyl- oder Cyclooctadienyl-Gruppe) umfassen können, wobei die Gesamtzahl der Kohlenstoff-Atome in der Gruppe weniger als 20 beträgt;
    Hydroperoxide und Alkyl- und Alkenylperoxide von PEG und PEG-Derivaten, worin Alkyl und Alkenyl die oben definierten Bedeutungen aufweisen, und die einen Hydroperoxid-Gehalt (strukturell angegeben als -O-CH(OOH)-CH2-) oder Peroxid-Gehalt (strukturell angegeben als -O-CH(OOR1)-CH2-, worin R1 ein oben beschriebenes Alkyl oder Alkenyl darstellt) aufweisen, der mit einer Hydroperoxid- oder Peroxid-Einheit pro Polymermolekül gering sein kann und sich bis zu einem Wert von 15 Prozent Hydroperoxiden oder Peroxiden oder Mischungen von Hydroperoxiden und Peroxiden, bezogen auf Monomer-Einheiten des Polymers, erstrecken kann;
    die oben beschriebenen PEG-Derivate und Peroxid- und Hydroperoxid-Derivate von PEG, die an eine polyiodierte aromatische Verbindung konjugiert sind, z. B. PEG-Ester und -Amide von mono-, di- und tri-iodierten aromatischen Benzoesäure-Derivaten, wie zum Beispiel Diatrizoesäureester und -amide;
    Poly(propylenglycol) (PPG, auch bekannt als Poly(propylenoxid)) und PPG-Derivate und statistische PEG-PPG-Copolymere und bevorzugt PEG-PPG-Block-Copolymere und deren Hydroperoxide (strukturell angegeben als -O-CH(OOH)-CH2-, wenn das Hydroperoxid Teil des PEG ist, und -O-C(CH3)(OOH)-CH2- sowie -O-CH(CH3)-CH(OOH)-, wenn das Hydroperoxid Teil des PPG ist) und Peroxide (strukturell angegeben als -O-CH(OOR1)-CH2-, wenn das Peroxid Teil des PEG ist, und -O-C(CH3)(OOR)-CH2- sowie -OCH(CH3)-CH(OOR)-, wenn das Peroxid Teil des PPG ist, worin R1 ein oben beschriebenes Alkyl oder Alkenyl ist); Poly(hydroxyalkyl)acrylate und -methacrylate und deren Hydroperoxide und Peroxide;
    Polyvinylalkohol und dessen Hydroperoxide und Peroxide;
    Polyvinylpyrrolidon und dessen Hydroperoxide und Peroxide;
    Polyacrylamid und dessen Hydroperoxide und Peroxide;
    wasserlösliche Polystyrole und deren Hydroperoxide und Peroxide, einschließlich sulfoniertes Polystyrol, hydroxyalkyliertes und polyhydroxyalkyliertes Polystyrol und PEG-Ether und -Ester von hydroxyalkyliertem und polyhydroxyalkyliertem Polystyrol;
    Tenside umfassend PEG und PEG-Hydroperoxide und -Peroxide, zum Beispiel vom Typ Pluronic (z. B. Pluronic F-10B von BASF), die durch Luftsauerstoff oxidiert wurden.
  • Die polymeren Verbindungen können Homo- oder Copolymere sein, im Fall von Copolymeren können sie statistische Copolymere, Block- oder Propf-Copolymere sein, und sie können charakteristische Comonomer-Einheiten enthalten, wie zum Beispiel Diamin-Einheiten in den Poloxamin-Polymeren. Polyalkylenoxid-Polymere sind besonders bevorzugt.
  • In einer anderen Ausführungsform ist ein bevorzugtes physiologisch annehmbares SDT-Mittel dieser Erfindung ein Tensid-Molekül.
  • In der vorliegenden Erfindung ist ein Tensid-Molekül definiert als ein Emulgator oder Detergens, der/das in McCutcheon's Directories, Band 1: Emulsifiers and Detergents 94) angeführt ist, und der/das mindestens eine funktionelle chemische Gruppe enthält, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Alkohol (OH), einer Nitril-Gruppe, einschließlich eines primären Amins (NH2) und eines sekundären Amins (NH), einer Carbonsäure (COOH), einem Sulfhydryl (SH), einer Phosphorsäure-Gruppe, Phosphonsäure-Gruppe, einer phenolischen Gruppe, einer Sulfonsäure-Gruppe, einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung und einem Keton.
  • In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Verwendung einer physiologisch annehmbaren Tensid-Verbindung zur Herstellung einer Sensibilisator-Zusammensetzung für den Einsatz in der sonodynamischen Therapie bereitgestellt, worin die Tensid-Verbindung mindestens eine funktionelle chemische Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Alkohol (OH), einer Nitril-Gruppe, einschließlich eines primären Amins (NH2) und eines sekundären Amins (NH), einer Carbonsäure (COOH), einem Sulfhydryl (SH), einer Phosphorsäure-Gruppe, Phosphonsäure-Gruppe, einer phenolischen Gruppe, einer Sulfonsäure-Gruppe, einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung und einem Keton, enthält.
  • Die funktionellen chemischen Gruppen in den Tensid-Molekülen können durch chemische Reaktionen ineinander umgewandelt werden, die dem Fachmann bekannt sind. Zum Beispiel kann eine Hydroxyl-Gruppe in einen Methansulfonsäureester umgewandelt werden, der mit Natriumazid behandelt und reduziert werden kann, so daß eine Amin-Gruppe gebildet wird. Carbonsäure-Gruppen und Ketone können unter Bildung von Alkoholen reduziert werden und Alkohole können zu Ketonen, Aldehyden und Carbonsäure-Gruppen oxidiert werden.
  • Einsetzbare Tenside sind Emulgatoren oder Detergenzien, die als Dispergiermittel, Benetzungsmittel, Adsorbentien, Antihaftmittel, schmutzabweisende Mittel, antistatische Mittel, Bindemittel, Träger, Perlglanz erzeugende Mittel, Konditionierungsmittel, Lösungsvermittler, Entschäumer, Erweichungsmittel, Flockungsmittel, Befeuchtungsmittel, Gleitmittel, die Lichtdurchlässigkeit verringernde Mittel, Weichmacher, Konservierungsmittel, Trennmittel, Ablagerungshemmer, Stabilisatoren, Suspendiermittel, Verdicker, UV-absorbierende Mittel, wasserabweisende Mittel, Wachse und Polituren fungieren können, und die mindestens eine funktionelle chemische Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Alkohol (OH), einer Nitril-Gruppe, einschließlich eines primären Amins (NH2) und eines sekundären Amins (NH), einer Carbonsäure (COOH), einem Sulfhydryl (SH), einer Phosphorsäure-Gruppe, einer Phosphonsäure-Gruppe, einer phenolischen Gruppe, einer Sulfonsäure-Gruppe, einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung und einem Keton, enthalten.
  • Das Tensid-Molekül umfaßt bevorzugt eine Polyalkylenoxid-Einheit, die gegebenenfalls eine hierin definierte Verzweigungsgruppe enthält; besonders bevorzugt eine Polyalkylenoxid-Block-Copolymer-Einheit, die gegebenenfalls eine hierin definierte Verzweigungsgruppe enthält; und am meisten bevorzugt eine Polyalkylenoxid-Block-Copolymer-Einheit, die gegebenenfalls eine hierin definierte Verzweigungsgruppe enthält und einen Polypropylenoxid-Block und einen Polyethylenoxid-Block umfaßt. Beispiele einsetzbarer Tensid-Moleküle schließen Block-Copolymere, wie zum Beispiel AL 2070 erhältlich von ICI Surfactants, Antarox Block-Copolymere erhältlich von Rhone-Poulenc, Delonic Block-Copolymere erhältlich von DeForest, Inc., Hartopol Block-Copolymere erhältlich von Texaco Chemical Canada, Macol Block-Copolymere erhältlich von PPG Industries, Marlox Block- Copolymere erhältlich von Huls America, Pluronic Block-Copolymere, einschließlich Pluronic F, L, P und R, erhältlich von BASF Corp., Poly-Tergent Block-Copolymere erhältlich von Olin Corp. und Tetronic und Tetronic R Block-Copolymere erhältlich von BASF Corp. ein. Gegenwärtig bevorzugte Tensid-Moleküle schließen Tetronic und Pluronic Block-Copolymere ein, und gegenwärtig am meisten bevorzugt sind Tetronic Block-Copolymere.
  • Polyalkylenoxid-Verbindungen sind kommerziell leicht erhältlich, z. B. in Form von Pluronics, Tetronics oder PEGs mit verschiedenen Molekulargewichten.
  • Die Polyalkylenoxide können eine Polyalkylenoxid-Einheit (z. B. eine Einheit der Formel ((X)nO)p, worin X eine Alkylen-Gruppe (z. B. ein C2-4-Alkylen) ist und n und p positive ganze Zahlen sind, die gegebenenfalls eine Alkylenamino- oder Alkylendiamino-Gruppe beinhaltet) enthalten und sie können einfach aus einer solchen Einheit bestehen, die durch einfache funktionelle Gruppen, z. B. Hydroxyl-, Amin-, Phosphat- und Phosphonat-Gruppen, begrenzt wird.
  • Die Konjugate der erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen können andere kovalent miteinander verbundene Einheiten enthalten, z. B. Chromophore, lipophile Gruppen, zum biologischen Ziel führende Vektor-Gruppen und durch diagnostische In-vivo-Bildgebungsverfahren, wie zum Beispiel MR-Bildgebungsverfahren und Röntgen-Bildgebungsverfahren (z. B. CT-Bildgebungsverfahren), detektierbare Gruppen.
  • Beispiele anderer Gruppen, an die die hydrophilen Polymer-Einheiten konjugiert sein können, schließen Vorstufen freier Radikale ein. Die Konjugate können somit Verbindungen der Formel PAO-C6H4-CHR'R'' oder PAO-O-CH2CH=CH2 sein, worin PAO eine Polyalkylenoxid-Einheit (z. B. PEG) ist, R' H oder Aryl ist und R" Aryl ist (worin Aryl jede substituierte oder unsubstituierte, homo- oder heterocyclische, mono- oder polycyclische Aryl-Gruppe, z. B. mono- oder bicyclische Aryl-Gruppen, die gegebenenfalls 1, 2 oder 3 Ringheteroatome, ausgewählt aus O, N und S, enthalten, einschließt).
  • Wenn eine wasserlösliche Polymer-Einheit Teil einer größeren Molekülstruktur ist, kann das gesamte Molekül eine einzige wasserlösliche Polymer-Einheit enthalten (z. B. als angefügte Gruppe oder endständige Gruppe oder als Verbindungsgruppe zwischen zwei anderen Einheiten) oder es kann eine Vielzahl (d. h. 2 oder mehrere) solcher Einheiten enthalten, z. B. als angefügte Gruppen oder endständige Gruppen oder als Verbindungsgruppen, die zum Beispiel die chromophoren Gruppen in einer polychromophoren Verbindung miteinander verbinden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Sensibilisator-Verbindung eine Reporter-Einheit (R), die in einem diagnostischen In-vivo-Bildgebungsverfahren detektierbar ist, und gegebenenfalls eine Vektor-Einheit (Vc), die dazu dient, die biologische Verteilung der Sensibilisator-Verbindung zu modifizieren, z. B. durch Verlängern der Verweilzeit der Verbindung im Blut oder indem die Verbindung aktiv zielgerichtet an bestimmte Stellen des Körpers geführt wird, z. B. an erkrankte Stellen oder andere für die SDT relevante Stellen. Auf diesem Weg kann die Reporter-Einheit, bei Einsatz des geeigneten Bildgebungsverfahrens, die Lokalisierung von mit der SDT zu behandelnden Stellen erleichtern. Diese Kombination von Bildgebung und Therapie ist neu und bildet einen weiteren Aspekt der Erfindung. Es ist daher möglich, einen menschlichen oder tierischen Körper (z. B. einen gefäßdurchzogenen Säugetier-, Vogel- oder Reptilienkörper) mit einem sonodynamischen Therapieverfahren zu behandeln, in dem ein Sensibilisator dem genannten Körper verabreicht wird und der genannte Körper mit Ultraschall behandelt wird, um eine zytopathogene Wirkung an einer darin befindlichen Stelle (z. B. einem Tumor) zu erzielen, worin der genannte Sensibilisator ein physiologisch annehmbares Konjugat ist, das eine hydrophile Polymer-Einheit und eine Reporter-Einheit, die in einem diagnostischen In-vivo-Bildgebungsverfahren detektierbar ist, umfaßt, wobei das genannte Verfahren genutzt wird, um ein Bild mindestens eines Teiles des genannten Körpers, an den das genannte Konjugat gelangt ist, zu erzeugen, um z. B. Stellen für die Ultraschallbehandlung in der sonodynamischen Therapie zu lokalisieren oder den Fortschritt der sonodynamischen Therapie einer Stelle im genannten Körper zu verfolgen.
  • In diesem Verfahren kann jedes geeignete Bildgebungsverfahren eingesetzt werden, z. B. Röntgen-, MRI-, Ultraschall-Verfahren, Lichtbildgebung, Szintigraphie, In-vivo-Mikroskopie, wie zum Beispiel konfokale photoakustische Bildgebung und akusto-optische Bildgebung und visuelle Beobachtung und photographische Bildgebung, Magnet-Tomographie oder elektrische Impedanz-Tomographie; jedoch sind Röntgen-, MRI-, Ultraschall-Verfahren, Lichtbildgebung und Szintigraphie (speziell Röntgen-, MRI- und Ultraschall-Verfahren) bevorzugt.
  • Daher kann der Sensibilisator gemäß der Erfindung ein physiologisch annehmbares Konjugat, das eine hydrophile Polymer-Einheit und eine Reporter-Einheit, die in der diagnostischen In-vivo-Bildgebung detektierbar ist, umfaßt, zur Herstellung einer Zusammensetzung für den Einsatz in einem Verfahren zur Behandlung mit der SDT umfassen.
  • Die Auswahl der Reporter-Einheit hängt selbstverständlich von der Wahl des Bildgebungsverfahrens ab. Für die Röntgen-Bildgebung ist der Reporter bevorzugt ein schweres Atom (Ordnungszahl größer als 37), z. B. ein kovalent gebundenes Atom, wie zum Beispiel Iod, ein chelatisiertes Schwermetall-Ion oder Komplex-Ion oder eine teilchenförmige Substanz, wie zum Beispiel eine Schwermetallverbindung, eine unlösliche iodierte organische Verbindung oder ein Vesikel, das eine iodierte organische Verbindung oder eine Schwermetallverbindung einschließt. Iodierte organische Verbindungen sind besonders bevorzugt.
  • Für das MRI ist der Reporter bevorzugt ein paramagnetisches, superparamagnetisches, ferromagnetisches oder ferrimagnetisches Material, z. B. ein chelatisiertes Übergangsmetall oder Lanthanid-Ion (wie zum Beispiel Gd, Dy, Mn oder Fe) oder ein superparamagnetisches Metalloxid-Teilchen. Auch in diesem Fall können die Materialien direkt an den Sensibilisator-Rest gebunden sein oder sie können in einem Vesikel eingeschlossen sein, das an den Sensibilisator-Rest gebunden ist.
  • Für die Ultraschall-Bildgebung, die besonders bevorzugt ist, da die Bildgebung und die Therapie mit der gleichen oder einer ähnlichen Vorrichtung durchgeführt werden können, ist der Reporter bevorzugt eine teilchenförmige Substanz, die an den Sensibilisator-Rest gebunden ist, z. B. ein Vesikel (z. B. ein Liposom, eine Mizelle oder ein Mikroballon), das ein echogenes Kontrastmittel, wie zum Beispiel ein Gas oder eine Gas-Vorstufe (ein Material, das bei 37°C gasförmig ist) oder deren Mischung einschließt. Als echogene Materialien können insbesondere Perfluoralkane, wie zum Beispiel Perfluorpentan und Perfluorbutan, genannt werden.
  • Die Ultraschall-Reporter sind im Hinblick auf den Einsatz von Ultraschall in der therapeutischen Behandlung selbstverständlich stark bevorzugt – auf diesem Weg kann die SDT mit einem Sensibilisator, der mit einem Ultraschall-Reporter markiert ist (oder mit einem Ultraschall-Kontrastmittel), eine gleichzeitige Behandlung und Bildgebung unter Einsatz der gleichen Ultraschallquelle ermöglichen.
  • Für die Szintigraphie ist der Reporter im allgemeinen ein kovalent gebundenes nichtmetallisches Radionuklid (z. B. ein Iod-Isotop) oder ein chelatisiertes metallisches Radionuklid.
  • Für die Lichtbildgebung ist der Reporter ein Chromophor (der Ausdruck Chromophor wird hierin für Strukturen verwendet, die Licht bei 300 bis 1300 nm, bevorzugt 600 bis 1300 nm, absorbieren, und schließt Fluorophore und phosphoreszierende Materialien ein) und/oder eine lichtstreuende Substanz, z. B. ein Teilchen mit assoziierten Chromophoren oder ohne assoziierte Chromophore.
  • Beispiele geeigneter Chromophore schließen ein: Porphyrine, wie zum Beispiel Hämatoporphyrine, Dihämatoporphyrinester, Hämatoporphyrindimethylether, Photohäm(e), Polyhämatoporphyrin, Benzoporphyrin-Derivate (z. B. BPD, BPD-MA-mono-Säure-Ring, Verteporfin), Metallo-tetrabenzoporphyrine, meso-Tetrahydroxyphenylporphin (mTHPP), und auch ortho- und para-Formen, fluoriertes THPP, meso-Tetra-(4-carboxyphenyl)porphin, Lutetiumtexaphyrin (LuTex, PCL-0123), meso-(2-Cyanovinyl)porphyrine, Dimethoxyhämatoporphyrin IX (DMHp), meso-Tetraphenylporphintetrasulfonat (TPPS4), 9-Acetamido-2,7,12,17-tetra-n-propylporphycen (AamTPPn), 9-Acetoxy-2,7,12,17-tetrakis-(β-methoxyethyl)porphycen (ATMPn), glyco-konjugierte Porphyrine, Uroporphyrin III/Coproporphyrin III (natürlich), Protoporphyrin IX induziert durch 5-ALA, Vinylporphyrine abgeleitet von Deuteroporphyrin, Hydroxyoctaethylporphyrin, Tribenzonaphtho- und Trinaphthobenzoporphyrazine, Di- und Tetrahydroporphyrine, Tetrapyrrole, boriertes Porphyrin (BOPP), kationische Porphyrine; Phthalocyanine und Naphthalocyanine, wie zum Beispiel Zinkphthalocyanin, sulfoniertes Chloraluminiumphthalocyanin (CASPc), phosphonierte Phthalocyanin-Derivate, Phthalocyanin-Immunkonjugate, Si-Phthalocyanine und Si-Naphthalocyanine (z. B. isoBOSINC), Aluminiumphthalocyanintetrasulfonat (AlPcS4, Photosens (e)), Aluminiumphthalocyanindisulfonat und -trisulfonat (AlPcS2, AlPcS3), Zinknaphthalocyanin (Tetrabenzylamidotetranaphthoporphyrazinozink), Pyridiniumphthalocyanin (PPc), kationische Phthalocyanine; Chlorine, wie zum Beispiel meso-Tetrahydroxyphenylbacteriochlorin (mTHPBC), Bacteriochlorin α (BCA), meso-Tetrahydroxyphenylchlorin (mTHPC, Temoporfin, Foscan), mTHPC-Bacteriochlorin-Derivat, fluoriertes THPC, mono-L-Aspartylchlorin (ME2906, NPE-6, Chlorin e6, Cle6), funktionalisierte Benzochlorine, N-alkylierte Chlorine, amphiphile Chlorine, 3-Desvinyl-3-formylchlorin, (Chlorin p6), 4-Formyloxymethyliden-3-hydroxyl-2-vinyl-deuterioporphynyl-6,7-biasparaginsäure (Photochlorin ATX-S10), Cyanopurpurine, Zinn-Etiopurpurin, (Bacterio-)purpurin-18; und andere, wie zum Beispiel Hypericin, Rhodamin-6G-chlorid, (Hydroxy-)Bacteriopheophorbid-a-methylester (OH-BPME), Pyropheophorbide, Pheophorbid-a/Methyl-Pheophorbid, Bordifluoride JM2929, Bengal-Rosa (Xanthen-Deriv.) mit Quencher-Gruppen, δ-Aminolävulinsäure (5-ALA), δ-Aminolävulinester oder -amid, Heptanitrosyl-tri-μ-thiotetraferrat, PH-1126, HAT-D01, Azo-Farbstoffe, Cyanin-Farbstoffe, einschließlich Indocyanin-Grün (ICG ) und dessen Derivate, Diarylmethan-Farbstoffe, einschließlich Michlers Hydrol-Blau, Auramin, Acriflavin, Thiopyronin, Pyronin G, und einschließlich analoge Verbindungen, wie zum Beispiel Bindschedlers Grün, Thionin, Oxonin, Triarylmethan-Farbstoffe, einschließlich Malachit-Grün, Kristall-Violett, Viktoria-Blau, Erythrosin B, Rhodamin 123 und alle Rhodamine, kationische Farbstoffe, einschließlich Toluidin-Blau, Nil-Blau, Taylors Blau, Methylen-Grün, neues Methylen-Grün, Azur A, B und C, Kryptocyanine (EDKC), Benzophenoxazine, Benzothiazine, Chalkogenapyrylium-Verbindungen, Merocyanin-Farbstoffe, wie zum Beispiel Merocyanin 540, Cytochrom C und PEG- oder andere hydrophile Derivate jeder dieser Verbindungen, ebenso einschließend Methylen-Blau, Fluorescein, Bengal-Rosa, Tetracyclin, Neutral-Rot und Acridin-Orange. Eingeschlossen sind Derivate vom Typ Farbstoff-(PEG)n (n = 1–10) oder Farbstoff-PEG-Farbstoff. Ebenfalls eingeschlossen sind Phthalocyanine (Pc's) und Naphthalocyanine (Nc's), die an den aromatischen Ringen mit PEG oder anderen hydrophilen Gruppen direkt oder über Derivate, wie zum Beispiel PEG-Carboxamide oder -Sulfonamide, substituiert sind. Die Pc's oder Nc's können gegebenenfalls in ihrem Zentrum ein Atom eines Elementes, wie zum Beispiel Zn, Al, Si, Ga etc., enthalten. Wenn dieses Element drei- oder vierwertig ist, können die PEG-Gruppen, zusätzlich zu oder anstelle einer Substitution der aromatischen Ringe, direkt oder über geeignete Verbindungsgruppen an dieses Element substituiert sein. Wie vorstehend sind Farbstoff-(PEG)n- und Farbstoff-PEG-Farbstoff-Derivate eingeschlossen.
  • Besonders bevorzugt wird der Reporter durch ein Cyanin, Merocyanin, Phthalocyanin, Naphthalocyanin oder ein geradkettiges Cyanin-analoges Chromophor, einschließlich Squarylium- und Croconium-Farbstoffe, insbesondere ein Chromophor mit einem ausgedehnten delokalisierten n-Elektronensystem, in dem die aromatischen Strukturen über eine ungesättigte Kohlenstoff-Kette verbunden sind (z. B. eines, das die Struktur -CH=CH-CH= einschließt), zum Beispiel ein Cyanin-Analogon oder ein Analogon eines geradkettigen Cyanins, zur Verfügung gestellt. Es ist ebenso besonders bevorzugt, daß der Sensibilisator ein Polychromophor ist, d. h. daß er mindestens zwei Chromophore enthält. In dieser Hinsicht ist es besonders günstig, wenn die Chromophore durch Gruppen, die eine lösliche (d. h. hydrophile) Polymer-Einheit einschließen, miteinander verbunden sind.
  • Für die Magnet-Tomographie kann der Reporter ein Material, wie es für den MR-Reporter bereits beschrieben wurde, insbesondere ein chelatisiertes Lanthanid oder ein superparamagnetisches Metalloxid, sein.
  • Für die elektrische Impedanz-Tomographie ist der Reporter bevorzugt ein Polyelektrolyt.
  • Die Bildgebung kann in herkömmlicher Weise und unter Einsatz einer herkömmlichen Bildgebungsvorrichtung für das ausgewählte Bildgebungsverfahren durchgeführt werden. Der den Reporter enthaltende Sensibilisator wird in diesem Verfahren in einer den Kontrast verstärkenden Dosis, z. B. einer Dosis, die im gewählten Bildgebungsverfahren gebräuchlich ist, verabreicht oder in einer niedrigeren als der gebräuchlichen Dosis, wenn der Sensibilisator in der Nähe des Angriffsortes für die SDT verabreicht wird oder wenn er durch eine Vektor-Einheit aktiv an den Angriffsort geführt wird.
  • Die Sensibilisator-Verbindung kann, falls gewünscht, eine Vektor-Einheit einschließen, die eine Modifizierung der biologischen Verteilung bewirkt. Beispiele geeigneter Vektoren schließen Antikörper, Antikörper-Fragmente, Proteine und Oligopeptide, die eine Affinität zu Rezeptoren der Zelloberfläche aufweisen, insbesondere zu Rezeptoren, die an Oberflächen erkrankter oder schnell proliferierender Zellen assoziiert sind, und peptidische und nicht-peptidische Arzneimittel, die vorzugsweise von erkrankten oder schnell proliferierenden Zeilen aufgenommen werden, ein.
  • Die Sensibilisator-Verbindung kann selbst eine gewisse Vektor-Wirkung hinsichtlich der Verlängerung der Verweilzeit im Blut aufweisen, insbesondere wenn der Sensibilisator ein Teilchen ist oder ein Teilchen beinhaltet.
  • Wenn der Sensibilisator eine oder mehrere hydrophile Polymer-Einheiten umfaßt, um eine Verlängerung der Verweilzeit im Blut zu erreichen, sollte das Gesamtmolekulargewicht der hydrophilen Polymer-Einheit oder -Einheiten (z. B. Polyalkylenoxid-Einheiten, wie zum Beispiel PEG) im allgemeinen mindestens 3400, bevorzugt mindestens 10000 und besonders bevorzugt mindestens 20000 betragen.
  • Gas Molekulargewicht (MW) bezieht sich auf den Gewichtsdurchschnitt. Der Ausdruck "Molekulargewicht", der für Polymere dieser Erfindung verwendet wird, bezieht sich auf das durchschnittliche Molekulargewicht des Polymers, das mittels Größenausschlußchromatographie bestimmt wird, wobei als Standards Poly(ethylenoxid) oder Poly(ethylenglycol) mit schmaler Molekulargewichtsverteilung, die von der American Polymer Standards Corporation zur Verfügung gestellt werden, verwendet werden.
  • Reporter- und Vektor-Gruppen und die Art und Weise, in der sie aneinander und an die Polymer-Einheit gekoppelt sein können, werden nachfolgend detaillierter beschrieben.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schließt die Sensibilisator-Verbindung eine lipophile Gruppe, bevorzugt eine angefügte oder endständige Gruppe, und speziell bevorzugt eine Gruppe, die in der Lage ist, an Zellmembranen zu assoziieren, ein. Insbesondere bevorzugt ist die lipophile Gruppe eine geradkettige, gegebenenfalls ungesättigte, C8-40-Alkyl-Kette, speziell bevorzugt eine ungesättigte C12-23-Alkyl-Kette, oder sie weist eine solche Kette auf. Die lipophile Gruppe ist speziell bevorzugt ein Doppelester Y-COO-Z-COO-, worin Y eine C12-25-Alkyl-Gruppe ist und Z eine C12-25-Alkylen-Gruppe ist, z. B. eine Gruppe CH3(CH2)16COO(CH2)17COO-. Die lipophile Gruppe kann direkt an eine wasserlösliche (d. h. hydrophile) Polymer-Einheit gebunden sein, wie in der Verbindung P79, auf die in den nachstehenden Beispielen Bezug genommen wird, oder die beiden können indirekt gekoppelt sein, z. B. durch kovalente Bindung an verschiedene Stellen in einem organischen Chromophor oder an verschiedene Oberflächenstellen eines teilchenförmigen Bestandteils des Sensibilisators. Es wird angenommen, daß der Einschluß der lipophilen Gruppe die Assoziierung des Sensibilisators an Zellmembranen am Angriffsort für die SDT fördert und die zytopathogene Wirkung der Ultraschallwellen auf die in dieser Weise assoziierten Zellen verstärkt, eventuell durch Destabilisierung der Zellmembran.
  • Die Ultraschallbehandlung in der SDT kann eingesetzt werden, um ein Kontrastmittel für ein diagnostisches Bildgebungsverfahren zwischen Zuständen verschiedener Kontrastverstärkung "umzuschalten", d. h. so daß die Abbildungen mit und ohne Ultraschallbehandlung verschieden sind. Solche Unterschiede heben die SDT-Region hervor, um zum Beispiel den Arzt in die Lage zu versetzen, die Begrenzungen eines Tumors zu bestimmen oder den Fortschritt der SDT zu verfolgen. Abbildungen können mit und ohne SDT-Behandlung erzeugt werden und, falls gewünscht, kann ein Differenzbild hergestellt werden, um Gebiete auszuwählen, in denen eine SDT-Verstärkung der Abbildung auftritt. Ein solches Umschalten kann zum Beispiel erreicht werden, wenn das Kontrastmittel, gegebenenfalls ein Sensibilisator gemäß der Erfindung, sonolumineszent ist, in diesem Fall ist das Bildgebungsverfahren eine Lichtbildgebungstechnik, oder wenn es eine Vorstufe eines freien Radikals ist, die durch die Wirkung der Ultraschallbehandlung in ein freies Radikal umgewandelt wird, und in diesem Fall ist das Bildgebungsverfahren ein Verfahren, in dem Radikale eine Kontrastwirkung aufweisen, z. B. MRI, OMRI oder ESR-Bildgebung.
  • Somit steht ein Verfahren zur Erzeugung eines Abbildes eines menschlichen oder nicht-menschlichen Körpers zur Verfügung, wobei dieses Verfahren die Verabreichung eines physiologisch annehmbaren Materials an den genannten Körper und den Einsatz eines diagnostischen In-vivo-Bildgebungsverfahrens umfaßt, um ein Abbild mindestens eines Teils des genannten Körpers, in den das genannte Material gelangt, zu erzeugen, wobei der genannte Körper zumindest während eines Teils des Bildaufzeichnungsverfahrens einer Ultraschallbehandlung unterzogen wird, die ausreichend ist, um die Kontrastverstärkung des genannten Materials im genannten Bildgebungsverfahren zu verändern.
  • In einem solchen Verfahren kann das Material, das als Kontrastmittel eingesetzt wird, ein Polymer oder Konjugat, wie sie hierin als SDT-Sensibilisatoren eingesetzt werden und beschrieben sind, oder ein hierin beschriebenes Chromophor oder ein anderer hierin beschriebener Reporter, die gegebenenfalls mit einer Vektor-Einheit oder einer lipophilen Gruppe verbunden sind, sein.
  • Ebenfalls möglich ist der Einsatz eines physiologisch annehmbaren Materials, dessen Kontrastverstärkung in einem gewählten Bildgebungsverfahren durch Ultraschallbehandlung verändert wird, zur Herstellung einer Zusammensetzung für den Einsatz in einem Therapie- oder Diagnoseverfahren, das die Verabreichung der genannten Zusammensetzung an einen Körper und die Erzeugung eines Abbildes einschließt, wobei zumindest während eines Teils des Bildaufzeichnungsverfahrens der genannte Körper einer Ultraschallbehandlung unterzogen wird, die ausreichend ist, um die Kontrastverstärkung des genannten Materials zu verändern.
  • Dieses Bildgebungsverfahren kann darüber hinaus Informationen über lokale physiologische Zustände, z. B. pH, Sauerstoffkonzentration, Vorliegen freier Radikale etc., liefern, sofern diese die Stabilität des "umgeschalteten" Kotrastmittels beeinflussen. Solche Informationen können anzeigen, daß der Patient von einer Verabreichung von Vasodilatatoren oder von Sauerstoff zur Erhöhung der Sauerstoffversorgung des Tumors vor dem Beginn des therapeutischen SDT-Verfahrens profitieren würde. Während des Verfahrens kann dieses Signal anzeigen, daß es dem Tumor an Sauerstoff mangelt, wodurch der Arzt darauf hingewiesen wird, die Therapie für eine kurze Zeit zu unterbrechen, um dem Tumor eine Sauerstoffaufnahme zu ermöglichen. Selbstverständlich kann diese Technik erweitert werden, so daß nahezu jeder chemische oder physiologische Zustand erfaßt wird, der für eine Steigerung der Zytopathogenität der Technik erforderlich ist.
  • Diagnostische Verfahren, die auf sonodynamischen Wechselwirkungen basieren, wurden bisher nicht beschrieben. Die Informationen, die im erzeugten Signal enthalten sind, können dem Praktiker entweder als ein numerischer Wert, der vorbestimmten Bereichen entspricht, ausgegeben werden oder, wenn fokussierende Ultraschalltechniken eingesetzt werden, kann das Signal auf die x-, y- und z-Koordinaten abgebildet und als Bild angezeigt werden.
  • Reporter
  • Wie oben erwähnt enthalten die Sensibilisatoren, die gemäß der Erfindung eingesetzt werden, und die Kontrastmittel, die in den Bildgebungstechniken der Erfindung eingesetzt werden, bevorzugt mindestens eine Reporter-Einheit, bevorzugt ein Chromophor. Beispiele geeigneter Reporter und Mittel für ihre Bindung an hydrophile Polymer-Einheiten, Vektor-Einheiten und lipophile Gruppen werden nachfolgend beschrieben.
  • Neben Chromophoren können die Reporter-Einheiten in den Sensibilisatoren oder Kontrastmitteln der Erfindung jede Einheit sein, die entweder direkt oder indirekt in einem diagnostischen In-vivo-Bildgebungsverfahren detektierbar ist, z. B. Einheiten, die detektierbare Strahlung emittieren oder veranlaßt werden, können, detektierbare Strahlung zu emittieren (z. B. durch radioaktiven Zerfall, Spin-Resonanz-Anregung etc.), Einheiten, die lokale elektromagnetische Felder beeinflussen (z. B. paramagnetische, superparamagnetische, ferrimagnetische oder ferromagnetische Einheiten), Einheiten, die die Spin-Relaxation von Protonen und anderen chemischen Kernen im Körper beeinflussen, Einheiten, die Strahlungsenergie absorbieren oder streuen (z. B. Teilchen (einschließlich Gas oder Flüssigkeit enthaltende Vesikel), schwere Elemente und deren Verbindungen etc.) und Einheiten, die eine detektierbare Substanz erzeugen (z. B. Mikrogasblasen erzeugende Einheiten) etc.
  • Eine sehr große Anzahl von Materialien, die in diagnostischen Bildgebungsverfahren detektierbar sind, ist im Stand der Technik bekannt und der Reporter wird in Übereinstimmung mit dem einzusetzenden Bildgebungsverfahren ausgewählt. Zum Beispiel wird daher für die Ultraschall-Bildgebung normalerweise ein echogenes Material oder ein Material, das in der Lage ist, ein echogenes Material zu erzeugen, ausgewählt, für die Röntgen-Bildgebung ist der Reporter im allgemeinen ein schweres Atom oder er enthält ein schweres Atom (z. B. mit einer Ordnungszahl von 38 oder größer), für die NIR-Bildgebung ist der Reporter entweder ein Isotop, dessen Kernspin nicht Null ist, (wie zum Beispiel 19F) oder ein Material, das ungepaarte Elektronenspins und daher paramagnetische, superparamagnetische, ferrimagnetische oder ferromagnetische Eigenschaften aufweist, für die Licht-Bildgebung ist der Reporter ein Licht streuendes Material (z. B. ein gefärbtes oder ungefärbtes Teilchen), ein Licht absorbierendes oder Licht emittierendes Material, für die magnetometrische Bildgebung weist der Reporter detektierbare magnetische Eigenschaften auf, für die elektrische Impedanz-Bildgebung beeinflußt der Reporter die elektrische Impedanz und für die Szintigraphie, SPECT, PFT etc. ist der Reporter ein Radionuklid.
  • Beispiele geeigneter Reporter sind aus der Literatur zur diagnostischen Bildgebung bestens bekannt, z. B. magnetische Eisenoxid-Teilchen, Gas enthaltende Vesikel, chelatisierte paramagnetische Metalle (wie zum Beispiel Gd, Dy, Mn, Fe etc.). Siehe zum Beispiel US-A-4647447, PCT/GB97/00067, US-A-4863715, US-A-4770183, WO96/09840, WO85/02772, WO92/17212, PCT/GB97/00459, EP-A-554213, US-A-5228446, WO91/15243, WO93/05818, WO96/23524, WO96/17628, US-A-5387080, WO95/26205, GB9624918.0 etc.
  • Besonders bevorzugt als Reporter sind: chelatisierte paramagnetische Metallionen, wie zum Beispiel Gd, Dy, Fe und Mn, insbesondere, wenn sie mit makrocyclischen Chelator-Gruppen (z. B. Tetraazacyclododecan-Chelatoren, wie zum Beispiel DOTA, DO3A, HP-D03A und deren Analoga) oder mit verbindenden Chelator-Gruppen, wie zum Beispiel DTPA, DTPA-BMA, EDTA, DPDP, etc. chelatisiert sind; metallische Radionuklide, wie zum Beispiel 90Y, 99mTc, 111In, 47Sc, 67Ga, 51Cr, 177mSn, 67Cu, 167Tm, 97Ru, 188Re, 177Lu, 199Au, 203Pb und 141Ce; superparamagnetische Eisenoxid-Kristalle; Chromophore und Fluorophore mit Absorptions- und/oder Emissionsmaxima im Bereich von 300 bis 1400 nm, speziell 600 nm bis 1200 nm, insbesondere 650 bis 1000 nm; Vesikel, die fluorierte Gase enthalten (d. h. die Materialien enthalten, die bei 37°C in der Gasphase vorliegen und Fluor enthalten, z. B. SF6 oder perfluorierte C1-6-Kohlenwasserstoffe oder andere Gase und Gas-Vorstufen, die in PCT/GB97/00459 angeführt sind); chelatisierte Schwermetall-Cluster-Ionen (z. B. W- oder Mo-Polyoxoanionen oder die Schwefel- oder gemischten Sauerstoff/Schwefel-Analoga); kovalent gebundene Nichtmetall- Atome, die entweder eine hohe Ordnungszahl aufweisen (z. B. Iod) oder radioaktiv sind, z. B. 123I-Atome, 131I-Atome etc.; Vesikel, die eine iodierte Verbindung enthalten; etc.
  • Allgemein gesagt kann der Reporter sein: (1) ein chelatisierbares Metall oder polyatomares metallhaltiges Ion (d. h. TcO etc.), worin das Metall ein Metall mit hoher Ordnungszahl (z. B. einer Ordnungszahl größer als 37), ein paramagnetisches Metall (z. B. ein Übergangsmetall oder Lanthanid) oder ein radioaktives Isotop ist, (2) eine kovalent gebundene nichtmetallische Spezies, die ein ungepaartes Elektron (z. B. ein Sauerstoff oder Kohlenstoff in einem beständigen freien Radikal) aufweist, ein Nichtmetall mit hoher Ordnungszahl oder ein Radioisotop ist, (3) ein polyatomarer Cluster oder Kristall, der Atome mit hoher Ordnungszahl enthält, ein kooperatives magnetisches Verhalten zeigt (z. B. Superparamagnetismus, Ferrimagnetismus oder Ferromagnetismus) oder Radionuklide enthält, (4) ein Gas oder eine Gas-Vorstufe (d. h. ein Material oder eine Materialmischung, das/die bei 37°C gasförmig ist) oder (5) eine Struktur oder Gruppe, die die elektrische Impedanz verändern kann, z. B. aufgrund eines ausgedehnten delokalisierten Elektronensystems.
  • Beispiele besonders bevorzugter Reporter-Gruppen werden nachfolgend detaillierter beschrieben.
  • Chelatisierte Metall-Reporter: metallische Radionuklide, paramagnetische Metallionen, fluoreszierende Metallionen, Schwermetallionen und Cluster-Ionen.
  • Bevorzugte metallische Radionuklide schließen 90Y, 99mTc, 111In, 47Sc, 67Ga, 51Cr, 177mSn, 67Cu, 167Tm, 97Ru, 188Re, 177Lu, 199Au, 203Pb und 141Ce ein.
  • Bevorzugte paramagnetische Metallionen schließen Ionen der Übergangs- und Lanthanid-Metalle ein (z. B. Metalle mit den Ordnungszahlen 6–9, 21–29, 42, 43, 44 oder 57–71), insbesondere Ionen von Cr, Vanadium, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu, speziell von Mn, Cr, Fe, Gd und Dy, insbesondere bevorzugt Gd.
  • Bevorzugte fluoreszierende Metallionen schließen Lanthanide, insbesondere La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu ein. Eu ist speziell bevorzugt.
  • Bevorzugte Schwermetall-haltige Reporter können Mo-, Bi-, Si- und W-Atome einschließen und insbesondere können sie, wie in WO91/14460, WO92/17215, WO96/40287 und WO96/22914 beschrieben, polyatomare Cluster-Ionen sein (z. B. Bi-Verbindungen und W- und Mo-Oxide).
  • Die Metallionen sind bevorzugt mit Chelator-Gruppen an einer Verbindungseinheit oder in oder an einem Teilchen (z. B. einem Vesikel oder einem porösen oder nicht-porösen anorganischen oder organischen Feststoff) chelatisiert, insbesondere mit geradkettigen, makrocyclischen Terpyridin- und N2S2-Chelatoren, wie zum Beispiel DTPA, DTPA-BMA, EDTA, D03A, TMT. Weitere Beispiele geeigneter Chelator-Gruppen sind in US-A-4647447, WO89/00557, US-A-5367080, US-A-5364613, etc. offenbart.
  • Die Verbindungseinheit oder das Teilchen können eine oder mehrere solcher Chelator-Gruppen enthalten, die, falls gewünscht, mit mehr als einem Metall verbunden sein können (um z. B. Reporter zur Verfügung zu stellen, die in verschiedenen Bildgebungsverfahren detektierbar sind).
  • Insbesondere wenn das Metall nicht radioaktiv ist, ist es bevorzugt, daß ein Polychelator-Verbindungsglied oder ein teilchenförmiger Reporter eingesetzt wird.
  • Ein Chelator bzw. eine chelatisierende Gruppe, auf die hierin Bezug genommen wird, kann den Rest eines oder mehrerer einer großen Anzahl von Celatbildnern, die ein Metallion oder ein polyatomares Ion (z. B. TcO) komplexieren können, umfassen.
  • Bekanntermaßen ist ein Chelatbildner eine Verbindung, die Donoratome enthält, die über eine koordinative Bindung an ein Metallatom binden können, so daß eine cyclische Struktur, die als Chelat-Komplex oder Chelat bezeichnet wird, gebildet wird. Diese Verbindungsklasse ist in der Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Bd. 5, 339–368 beschrieben.
  • Der Rest eines geeigneten Chelatbildners kann ausgewählt werden aus Polyphosphaten, wie zum Beispiel Natriumtripolyphosphat und Hexametaphosphorsäure; Aminocarbonsäuren, wie zum Beispiel Ethylendiamintetraessigsäure, N-(2-Hydroxy)ethylendiamintriessigsäure, Nitrilotriessigsäure, N,N-Di(2-hydroxyethyl)glycin, Ethylenbis(hydroxyphenylglycin) und Diethylentriaminpentaessigsäure; 1,3-Diketonen, wie zum Beispiel Acetylaceton, Trifluoracetylaceton und Thenoyltrifluoraceton; Hydroxycarbonsäuren, wie zum Beispiel Weinsäure, Zitronensäure, Gluconsäure und 5-Sulfosalicylsäure; Polyaminen, wie zum Beispiel Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin und Triaminotriethylamin; Aminoalkoholen, wie zum Beispiel Triethanolamin und N-(2-Hydroxyethyl)ethylendiamin; aromatischen heterocyclischen Basen, wie zum Beispiel 2,2'-Diimidazol, Picolinamin, Dipicolinamin und 1,10-Phenanthrolin; Phenolen, wie zum Beispiel Salicylaldehyd, Disulfopyrocatechol und Chromotropsäure; Aminophenolen, wie zum Beispiel 8-Hydroxychinolin und Oximsulfonsäure; Oximen, wie zum Beispiel Dimethylglyoxim und Salicylaldoxim; Peptiden, die eine proximale chelatbildende Funktionalität enthalten, wie zum Beispiel Polycystein, Polyhistidin, Polyasparaginsäure, Polyglutaminsäure oder Kombinationen solcher Aminosäuren; Schiffschen Basen, wie zum Beispiel Disalicylaldehyd-1,2-propylendiimin; Tetrapyrrolen, wie zum Beispiel Tetraphenylporphin und Phthalocyanin; Schwefel-Verbindungen, wie zum Beispiel Toluoldithiol, meso-2,3-Dimercaptobernsteinsäure, Dimercaptopropanol, Thioglycolsäure, Kaliumethylxanthat, Natriumdiethyldithiocarbamat, Dithizon, Diethyldithiophosphorsäure und Thioharnstoff; synthetischen makrocyclischen Verbindungen, wie zum Beispiel Dibenzo-[18]-Krone-6, (CH3)6-[14]-4,11-Dien-N4 und (2.2.2-Cryptat); Phosphonsäuren, wie zum Beispiel Nitrilotrimethylenphosphonsäure, Ethylendiamintetra(methylenphosphonsäure) und Hydroxyethylidendiphosphonsäure, oder Kombinationen zweier oder mehrerer der obigen Mittel. Der Rest eines geeigneten Chelatbildners umfaßt bevorzugt eine Polycarbonsäure-Gruppe und bevorzugte Beispiele schließen 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); trans-(1,2)-Cyclohexandiethylentriaminpentaessigsäure (CDTPA).
  • Andere geeignete Reste von Chelatbildnern umfassen Proteine, die, wie in US-Patent Nr. 5078985 beschrieben, im Hinblick auf die Chelatisierung von Metallen, wie zum Beispiel Technetium und Rhenium, modifiziert wurden.
  • Geeignete Reste von Chelatbildnern können sich außerdem aus N3S- und N2S2-haltigen Verbindungen ableiten, wie zum Beispiel denjenigen, die in US-Patent Nrn. 4444690; 4670545; 4673562; 4897255; 4965392; 4980147; 4988496; 5021556 und 5075099 offenbart sind.
  • Weitere geeignete chelatisierende Reste sind in PCT/US91/08253 beschrieben.
  • Bevorzugte chelatisierende Gruppen und Reste chelatisierender Gruppen werden ausgewählt 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, Ethylenthioethyleniminodiessigsäure, TMT, einer Terpyridinyl-Gruppe, einem Chelatbildner umfassend eine Terpyridyl-Gruppe und eine Carboxymethylamino-Gruppe, oder einem Salz einer der vorstehenden Säuren.
  • Besonders bevorzugte chelatisierende Gruppen sind DTPA, DTPA-BMA, DPDP, TMT, DOTA und HPD03A.
  • Typische chelatisierende Gruppen sind außerdem beschrieben in US 5559214 A , WO 9526754, WO 9408624, WO 9409056, WO 9429333, WO 9408624, WO 9408629 A1, WO 9413327 A1 und WO 9412216 A1.
  • Verfahren zur Bindung eines beliebigen verfügbaren Chelatbildners an ein Metall gehören zu den üblichen Fachkenntnissen. Metalle können in eine Chelator-Einheit durch jedes der drei allgemeinen Verfahren eingeführt werden: direkte Einführung, Templatsynthese und/oder Trans-Metallisierung. Die direkte Einführung ist bevorzugt.
  • Es ist somit erwünscht, daß das Metallion durch den Chelatbildner leicht komplexiert wird, zum Beispiel, indem einfach eine wäßrige Lösung der den Chelatbildner enthaltenden Einheit mit einem Metallsalz in einer wäßrigen Lösung, die bevorzugt einen pH im Bereich von etwa 4 bis etwa 11 aufweist, in Kontakt gebracht oder gemischt wird. Das Salz kann ein beliebiges Salz sein, bevorzugt ist das Salz jedoch ein wasserlösliches Salz des Metalls, wie zum Beispiel ein Halogenid, und besonders bevorzugt werden die Salze so ausgewählt, daß das Gegenion die Bindung des Metallions an den Chelatbildner nicht stört. Die den Chelatbildner enthaltende Einheit liegt bevorzugt in wäßriger Lösung mit einem pH zwischen etwa 5 und etwa 9, besonders bevorzugt zwischen etwa 6 bis etwa 8, vor. Die den Chelatbildner enthaltende Einheit kann mit Puffer-Salzen, wie zum Beispiel Citrat, Acetat, Phosphat und Borat, gemischt werden, um den optimalen pH einzustellen. Das bevorzugte Puffer-Salz ist Acetat. Bevorzugt werden die Puffer-Salze so ausgewählt, daß sie die folgende Bindung des Metallions an den Chelatbildner nicht stören.
  • In der diagnostischen Bildgebung, die ein Radionuklid einsetzt, enthält das Kontrastmittel das metallische Radionuklid-Ion und den Chelatbildner bevorzugt in einem Verhältnis, das in solchen diagnostischen Bildgebungsanwendungen wirksam ist. In bevorzugten Ausführungsformen beträgt das molare Verhältnis von Metallion zu Chelatbildner etwa 1 : 1.000 bis etwa 1 : 1.
  • In radiotherapeutischen Anwendungen enthält das Kontrastmittel das metallische Radionuklid-Ion und den Chelatbildner bevorzugt in einem Verhältnis, das in solchen therapeutischen Bildgebungsanwendungen wirksam ist. In bevorzugten Ausführungsformen beträgt das molare Verhältnis von Metallion zu Chelatbildner etwa 1 : 100 bis etwa 1 : 1. Das Radionuklid kann zum Beispiel ausgewählt werden aus Radioisotopen des Sc, Fe, Pb, Ga, Y, Bi, Mn, Cu, Cr, Zn, Ge, Mo, Ru, Sn, Sr, Sm, Lu, Sb, W, Re, Po, Ta und Tl. Bevorzugte Radionuklide schließen 44Sc, 64Cu, 67Cu, 212Pb, 68Ga, 90Y, 153Sm, 212Bi, 186Re und 188Re ein. Hiervon ist 90Y besonders bevorzugt. Diese Radioisotope können atomar oder bevorzugt ionisch vorliegen.
  • Die folgenden Isotope oder Isotopen-Paare können sowohl für die Bildgebung als auch für die Therapie eingesetzt werden, ohne daß das Verfahren zur radioaktiven Markierung oder der Chelator geändert werden muß: 47Sc21; 141Ce58; 188Re75; 177Lu71; 199Au79; 47Sc21, 131I53; 67Cu29; 131I53 und 123I53; 188Re75 und 99mTc43; 90Y39 und 87Y39; 47Sc21 und 44Sc21; 90Y39 und 123I53; 146Sm62 und 153Sm62; und 90Y39 und 111In49.
  • Eine Verbindungsgruppe ist eine chemische Einheit, die mindestens zwei Moleküle miteinander verbindet, mindestens den Rest eines Moleküls mit einem anderen Molekül oder mindestens den Rest eines Moleküls mit dem Rest eines anderen Moleküls.
  • Wenn die Verbindungseinheit einen einzelnen Chelator enthält, kann dieser Chelator direkt an eine Vektor-Einheit gebunden sein, z. B. über eine der an das Metall koordinierenden Gruppen des Chelators, die eine Ester-, Amid-, Thioester- oder Thioamid-Bindung mit einer Amin-, Thiol- oder Hydroxyl-Gruppe am Vektor bilden kann. Alternativ können der Vektor und der Chelator direkt über eine Funktionalität verbunden sein, die an die Hauptkette des Chelators gebunden ist, z. B. eine CH2-Phenyl-NCS-Gruppe, die an ein Ring-Kohlenstoff-Atom des DOTA gebunden ist, wie von Meares et al. in JACS 110: 6266–6267 (1988) vorgeschlagen wurde, oder indirekt über ein homo- oder hetero-bifunktionelles Verbindungsglied, z. B. ein Bis-amin, Bis-epoxid, Diol, eine Disäure, ein di-funktionalisiertes PEG etc. In diesem Fall stellt das bifunktionelle Verbindungsglied zwischen Vektor und Chelator-Rest günstigerweise eine Kette von 1 bis 200, bevorzugt 3 bis 30 Atomen zur Verfügung.
  • Wenn die Verbindungseinheit eine Vielzahl von Chelator-Gruppen enthält, ist oder enthält das Verbindungsglied bevorzugt Teile der Formel
    Figure 00380001
    [L-Ch] n oder L(Ch)n
    worin Ch eine Chelator-Einheit ist und L ein Bestandteil der Hauptkette des Verbindungsgliedes ist, d. h. das Verbindungsglied weist bevorzugt angefügte Chelatoren, in der Hauptkette enthaltene Chelatoren oder endständige Chelatoren oder eine Kombination dieser Chelatoren auf. Die angefügten und in der Hauptkette enthaltenen polymeren Strukturen können verzweigt oder geradkettig sein und die sich wiederholenden Einheiten (LCh) oder andere sich wiederholende Einheiten im Polymer können in der Hauptkette angeordnete oder angefügte Gruppen aufweisen, die die biologische Verteilung modifizieren, z. B. Polyalkylen-Gruppen gemäß WO94/08629, WO94/09056 und WO96/20754. Die endständigen Chelator-Strukturen L(Ch)n, die dendritische Polymere gemäß WO93/06868 sein können, können Gruppen aufweisen, die die biologische Verteilung modifizieren und die an die nicht durch Chelatoren besetzten Enden gebunden sind, und sie können, wie in WO95/28966 beschrieben, innerhalb der Struktur des Verbindungsgliedes Gruppen aufweisen, die den biologischen Abbau beschleunigen.
  • Die Chelator-Einheiten innerhalb des Polychelator-Verbindungsgliedes können über eine Funktionalisierung in der Hauptkette des Chelators oder durch Nutzung einer oder mehrerer der an das Metall koordinierenden Gruppen des Chelators oder durch die Bildung einer Amid- oder Ether-Bindung zwischen einem Säure-Chelator und einer Amin- oder Hydroxyl-funktionalisierten Hauptkette des Verbindungsgliedes, wie z. B. in Polylysin-polyDTPA, Polylysin-polyDOTA und in den sogenannten verstärkenden Polychelatoren gemäß PCT/EP96/00565, gebunden sein. Solche Polychelator-Verbindungsglieder können an eine oder mehrere Vektor-Gruppen entweder direkt (z. B. unter Nutzung von Amin-, Säure- oder Hydroxyl-Gruppen im Polychelator-Verbindungsglied) oder über ein bifunktionelles Verbindungsglied, wie oben für Mono-Chelator-Verbindungsglieder beschrieben, konjugiert sein.
  • Wenn die chelatisierende Gruppe mit einem teilchenförmigen Verbindungsglied (oder einem Molekülaggregat-Verbindungsglied, z. B. einem Vesikel-Verbindungsglied) verbunden ist, kann das Chelat zum Beispiel ein ungebundenes Mono- oder Polychelat sein (wie zum Beispiel Gd-DTPA-BMA oder Gd-HP-DO3A), das in dem Teilchen eingeschlossen ist, oder es kann ein Mono- oder Polychelat sein, das an das Teilchen entweder über eine kovalente Bindung oder durch Wechselwirkung einer Anker-Gruppe (z. B. einer lipophilen Gruppe) des Mono/Polychelates mit der Membran eines Vesikels konjugiert ist (siehe zum Beispiel PCT/GB95/02378).
  • Bevorzugte nichtmetallische atomare Reporter schließen Radioisotope, wie zum Beispiel 123I und 131I, sowie Atome deren Kernspin nicht Null ist, wie zum Beispiel 18F, und schwere Atome, wie zum Beispiel I, ein.
  • Solche Reporter, bevorzugt eine Vielzahl dieser Reporter, z. B. 2 bis 200, können entweder direkt unter Einsatz herkömmlicher chemischer Synthesetechniken oder über eine Träger-Gruppe, z. B. eine Triiodphenyl-Gruppe, kovalent an eine Hauptkette des Verbindungsgliedes gebunden werden.
  • In einer Ausführungsform dieser Erfindung wird insbesondere der Einsatz von Radioisotopen des Iods in Erwägung gezogen. Wenn zum Beispiel der Rest des Kontrastmittels oder des Sensibilisators Substituenten enthält, die chemisch in einer eine kovalente Bindung bildenden Reaktion durch Iod substituiert werden können, wie zum Beispiel Substituenten, die eine Hydroxyphenyl-Funktionalität enthalten, können diese Substituenten durch im Stand der Technik bekannte Verfahren mit einem Radioisitop des Iods markiert werden. Die Iod-Verbindung kann in therapeutischen und diagnostischen Bildgebungsanwendungen eingesetzt werden, während zur gleichen Zeit ein Metall in einem Chelatbildner an dem gleichen Vektor-Verbindungsglied auch entweder in therapeutischen oder diagnostischen Bildgebungsanwendungen eingesetzt werden kann.
  • Wie im Fall der oben beschriebenen Metall-Chelatoren können diese Metallatom-Reporter an das Verbindungsglied gebunden sein oder in oder auf einem teilchenförmigen Verbindungsglied, z. B. in einem Vesikel, vorliegen (siehe WO95/26205 und GB9524918.0).
  • Verbindungsglieder des oben in Verbindung mit den Metall-Reportern beschriebenen Typs können für Nichtmetallatom-Reporter eingesetzt werden, wobei der Nichtmetallatom-Reporter oder Gruppen, die solche Reporter aufweisen, den Platz einiger oder aller chelatisierenden Gruppen einnehmen.
  • Aus Klarheitsgründen wird darauf hingewiesen, daß das Wort "Teilchen" verwendet wird, um beliebige physiologisch annehmbare teilchenförmige Materialien zu bezeichnen. Solche Teilchen können fest (z. B. beschichtete oder unbeschichtete kristalline Materialien) oder flüssig (z. B. flüssige Teilchen in einer Emulsion) sein oder sie können Aggregate sein (z. B. Flüssigkeit enthaltende Liposome). Teilchenförmige Materialien mit einer Teilchengröße, die kleiner als die Wellenlänge oder vergleichbar mit der Wellenlänge des auftreffenden Lichts ist, sind bevorzugt.
  • Die teilchenförmigen Reporter und Verbindungsglied-Reporter fallen im allgemeinen in zwei Kategorien – diejenige, in der die Teilchen eine Matrix oder Hülle umfassen, die den Reporter trägt oder enthält, und diejenige, in der die Teilchenmatrix selbst den Reporter darstellt. Beispiele der ersten Kategorie sind: Vesikel (z. B. Mizellen, Liposome, Mikroballons und Mikroblasen), die eine flüssige, gasförmige oder feste Phase enthalten, die den kontrasterzeugenden Reporter, z. B. ein echogenes Gas oder dessen Vorstufe (siehe z. B. GB 9700699.3), ein chelatisiertes paramagnetisches Metall oder Radionuklid oder ein wasserlösliches iodiertes Röntgenkontrastmittel, enthält; poröse Teilchen, die mit dem Reporter beladen sind, z. B. mit paramagnetischem Metall beladene Molekularsiebteilchen; und feste Teilchen, z. B. eines inerten biologisch annehmbaren Polymers, an das der Reporter gebunden ist oder das mit dem Reporter beschichtet ist, z. B. Farbstoff-beladene Polymerteilchen.
  • Beispiele der zweiten Kategorie sind: Licht streuende organische und anorganische Teilchen; magnetische Teilchen (d. h. superparamagnetische, ferromagnetische oder ferrimagnetische Teilchen); und Farbstoff-Teilchen.
  • Teilchenförmige Reporter können darüber hinaus mit zytopathogenen Mitteln beladen sein, die an der zu therapierenden Stelle durch die Wirkung der Ultraschallbehandlung auf das Teilchen (z. B. Teilchenzerstörung oder Membranzerstörung) freigesetzt werden können. Somit kann zum Beispiel ein Liposom mit einer "Tarnbeschichtung" aus PEG einen fluoreszierenden Farbstoff (wie zum Beispiel 6-Carboxyfluorescein) und ein Zytotoxin (wie zum Beispiel Actinomycin D, Cyclophosphamid, Mitomycin, Bleomycin oder Paclitaxel) enthalten und in der SDT sowohl zur Therapie als auch zur Bildgebung verwendet werden.
  • Bevorzugte teilchenförmige Reporter oder Reporter-Verbindungsglieder schließen superparamagnetische Teilchen (siehe US-A-4770183, PCT/GB97/00067, WO96/09840 etc.), echogene Vesikel (siehe WO92/17212, PCT/GB97/00459 etc.), Iod-haltige Vesikel (siehe WO95/26205 und GB9624918.0) und mit Farbstoff beladene Polymerteilchen (siehe WO96/23524) ein.
  • Die teilchenförmigen Reporter können einen oder mehrere Vektoren aufweisen, die direkt oder indirekt an ihre Oberflächen gebunden sind. Im allgemeinen ist es bevorzugt, eine Vielzahl (z. B. 2 bis 50) Vektor-Einheiten pro Teilchen zu binden. Besonders günstig ist es, an die Teilchen neben dem gewünschten Zielvektor auch Vektoren zu binden, die die Fließgeschwindigkeit verringern, d. h. Vektoren, die eine Affinität zum Kapillarlumen oder anderen Organoberflächen aufweisen, welche ausreichend ist, um den Durchfluß des Kontrastmittels durch die Kapillaren oder das Zielorgan zu verlangsamen, jedoch allein nicht ausreichend ist, um das Kontrastmittel zu immobilisieren. Solche die Fließgeschwindigkeit verringernde Vektoren (die z. B. in GB9700699.3 beschrieben sind) können darüber hinaus dazu dienen, das Kontrastmittel zu verankern, sobald es an seine Zielstelle gebunden hat.
  • Der Weg, auf dem die Vektor-Teilchen-Verbindung erreicht wird, hängt von der Beschaffenheit der Teilchenoberfläche ab. Für anorganische Teilchen kann die Verbindung zum Teilchen zum Beispiel auf dem Weg der Wechselwirkung mit einer an ein Metall bindenden Gruppe (z. B. eine Phosphat-, Phosphonat- oder Oligo- oder Polyphosphat-Gruppe) auf dem Vektor oder auf einem Verbindungsglied, das mit dem Vektor verbunden ist, hergestellt werden. Für organische (z. B. polymere) Teilchen kann die Vektor-Bindung auf dem Weg der direkten kovalenten Bindung zwischen Gruppen auf der Teilchenoberfläche und reaktiven Gruppen im Vektor, z. B. über Amid- oder Ester-Bindungen, oder durch kovalente Bindung des Vektors und des Teilchens an ein Verbindungsglied erfolgen. Verbindungsglieder des oben im Zusammenhang mit chelatisierten Metall-Reportern beschriebenen Typs können verwendet werden, obwohl die Verbindungsglieder im allgemeinen nicht eingesetzt werden, um Teilchen aneinander zu koppeln.
  • Für nicht-feste Teilchen, z. B. Tropfen (zum Beispiel aus wasserunlöslichen iodierten Flüssigkeiten, wie in US-A-5318767, US-A-5451393, US-A-5352459 und US-A-5569448 beschrieben) und Vesikel, kann das Verbindungsglied günstigerweise hydrophobe "Anker"-Gruppen, zum Beispiel gesättigte oder ungesättigte C12-30-Ketten, enthalten, die die Teilchenoberfläche durchdringen und den Vektor an das Teilchen binden. Für Phospholipid-Vesikel kann das Verbindungsglied somit dazu dienen, den Vektor kovalent an ein Phospholipid, d. h. an die Vesikelmembran, zu binden. Beispiele für Verbindungsglieder, die an Vesikel und anorganische Teilchen binden, sind in GB9622368.0 und PCT/GB97/00067 beschrieben.
  • Neben Vektoren können andere Gruppen an die Teilchenoberfläche gebunden sein, z. B. Stabilisatoren (um eine Aggregation zu verhindern) und Mittel zur Modifizierung der biologischen Verteilung, wie zum Beispiel PE.g. Solche Gruppen werden zum Beispiel in PCT/GB97/00067, WO96/09840, EP-A-284549 und US-A-4904479 beschrieben.
  • Bevorzugt weisen die Sensibilisatoren und Kontrastmittel der Erfindung Zielvektoren für den nicht-peptidischen Endothelinrezeptor auf (wie zum Beispiel Bosentan oder BMS 182874), die direkt oder indirekt an einen Reporter gekoppelt sind, z. B. an einen Reporter mit kovalent gebundenen Radioisotopen des Iods, mit Metallchelaten, die direkt oder über eine organische Verbindungsgruppe gebunden sind, oder die an einen teilchenförmigen Reporter oder Verbindungsglied-Reporter gekoppelt sind, z. B. an superparamagnetische Kristalle (gegebenenfalls beschichtet, wie z. B. in PCT/GB97/00067), oder an ein Vesikel, z. B. eine Mizelle, ein Liposom oder ein Mikroballon, die ein Gas oder ein iodiertes Kontrastmittel enthalten.
  • Chromophore
  • Chromophor bezeichnet eine Gruppe in einer Stoffzusammensetzung, z. B. eine organische oder anorganische Gruppe, die Licht absorbiert und/oder emittiert. Der Ausdruck schließt somit Fluorophore, Gruppen, die fluoreszierend sind, sowie phosphoreszierende Gruppen ein. Im allgemeinen enthalten Chromophore ein komplexiertes Metallion oder ein ausgedehntes delokalisiertes Elektronensystem. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft insbesondere den letzteren Typ. Eine Verbindung, die ein Chromophor enthält, wird hierin manchmal als Chromophor bezeichnet.
  • Mit Licht ist elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen von 300–1300 nm gemeint. Chromophore, die Absorptions- und/oder Emissionsmaxima im sichtbaren bis Fern-Infrarot-Bereich aufweisen, sind für die Erfindung von besonderer Bedeutung.
  • Wie oben erwähnt enthalten die eingesetzten Sensibilisatoren und Kontrastmittel bevorzugt mindestens ein Chromophor. Bevorzugt enthalten sie auch eine Vielzahl von Sulfonsäure- Gruppen (oder deren Derivate, z. B. Salze). Solche Gruppen können die Verweilzeit in Tumorgeweben verlängern. Wenn die Sensibilisatoren mehr als ein Chromophor enthalten, können die Chromophore gleich oder verschieden sein. Im allgemeinen ist es jedoch bevorzugt, daß die Chromophore die gleichen sind. Wenn sie als Reporter-Gruppen eingesetzt werden, sind die Chromophore bevorzugt Fluorophore, d. h. die Sensibilisatoren sind bevorzugt fluoreszierend. Dadurch sind sie mit dem Auge oder mit einem geeigneten Bildgebungsgerät leichter zu erfassen. Die Chromophore weisen Absorptionsmaxima besonders bevorzugt im Wellenlängenbereich von 300–1300 nm, am meisten bevorzugt im Wellenlängenbereich von 600–1300 nm, auf. Geeignete Chromophore sind allgemein bekannt und können, falls gewünscht, leicht dahingehend modifiziert werden, daß Sulfonsäure-Gruppen angefügt werden, diese Gruppen sind bevorzugt nicht im gleichen Molekülbereich gebunden, sondern über das Chromophor verteilt angeordnet. Die Sulfonsäure-Gruppen sind bevorzugt entweder direkt oder über C1-10-Verbindungsglieder, wie zum Beispiel Alkylen-Ketten, an Aryl-Gruppen in den Chromophoren gebunden.
  • Bevorzugte Chromophore schließen Verbindungen mit ausgedehntem delokalisierten Elektronensystem, z. B. Cyanine, Merocyanine, Phthalocyanine, Naphthalocyanine, Triphenylmethine, Porphyrine, Pyrilium-Farbstoffe, Thiapyrilium-Farbstoffe, Squarylium-Farbstoffe, Croconium-Farbstoffe, Azulenium-Farbstoffe, Indoaniline, Benzophenoxazinium-Farbstoffe, Benzothiaphenothiazinium-Farbstoffe, Anthrachinone, Naphthochinone, Indathrene, Phthaloylacridone, Trisphenochinone, Azo-Farbstoffe, intramolekulare und intermolekulare Charge-Transfer-Farbstoffe und -Farbstoff-Komplexe, Tropone, Tetrazine, Bis(dithiolen)-Komplexe, Bis-(benzol-dithiolat)-Komplexe, Iodanilin-Farbstoffe, Bis(S,O-dithiolen)-Komplexe etc. ein. Beispiele geeigneter organischer oder metallierter organischer Chromophore können aus "Topics in Applied Chemistry: Infrared absorbing dyes" Hrsg. M. Matsuoka, Plenum, NY 1990, "Topics in Applied Chemistry: The Chemistry and Application of Dyes", Waring et al., Plenum, NY, 1990, "Handbook of Fluorescent Probes and Research Chemicals" Haugland, Molecular Probes Inc, 1996, DE-A-44 45 065, DE-A-43 26 466, JP-A-3/228046, Narayanan et al. J. Org. Chem. 60: 2391–2395 (1995), Lipowska et al. Heterocyclic Comm. 1: 427–430 (1995), Fabian et al. Chem. Rev. 92: 1197 (1992), WO96/23525, Strekowska et al. J. Org. Chem. 57: 4578–4580 (1992) und WO96/17628 entnommen werden. Spezielle Beispiele einsetzbarer Chromophore schließen Xylencyanol, Fluorescein, Dansyl, NBD, Pc, Indocyanin-Grün, DODCI, DTDCI, DOTCI und DDTCI ein.
  • Besonders bevorzugt sind Verbindungen mit Absorptionsmaxima zwischen 600 und 1000 nm, um Überlagerungen mit der Hämoglobin-Absorption zu vermeiden (z. B. Xylencyanol).
  • Weitere solcher Beispiele schließen ein:
    Cyanin-Farbstoffe: wie zum Beispiel Heptamethincyanin-Farbstoffe, z. B. Verbindungen 4a bis 4g in Tabelle II auf Seite 26 in Matsuoka (siehe oben)
    Figure 00480001
    4a: worin Y = S, X = I, R = Et ist
    4b: worin Y = S, X = ClO4, R = Et ist
    4c: worin Y = CMe2, X = I, R = Me ist
    4d: worin Y = CMe2, X = ClO4, R = Me ist
    4e: worin Y = CH=CH, X = I, R = Et ist
    4f: worin Y = CH=CH, X = Br, R = Et ist
    4g: worin Y = CH=CH, X = ClO4, R = Et ist
    und in Tabelle III auf Seite 28 in Matsuoka (siehe oben), d. h.
    Figure 00480002
    worin Y = O, X = I, R = Me ist
    worin Y = CMe2, X = I, R = Me ist
    worin Y = S, X = Br, R = Et ist;
    Chalcogenopyrylomethin-Farbstoffe, z. B. Verbindungen 12 auf Seite 31 in Matsuoka (siehe oben), d. h.
    Figure 00490001
    worin Y = Te, Se, O oder NR ist;
    Monochalcogenopyrylomethin-Farbstoffe, z. B. Verbindungen 13 auf Seite 31 in Matsuoka (siehe oben), d. h.
    Figure 00490002
    worin n = 1 oder 2 ist;
    Pyrilium-Farbstoffe, z. B. Verbindungen 14 (X = 0) auf Seite 32 in Matsuoka (siehe oben), d. h.
    Figure 00490003
    worin X = O, S oder Se ist; Thiapyrilium-Farbstoffe, z. B. Verbindungen 15 auf Seite 32, und Verbindung I auf Seite 167 in Matsuoka (siehe oben), d. h.
    Figure 00500001
    worin n = 1 oder 2 ist;
    Squarylium-Farbstoffe, z. B. Verbindung 10 und Tabelle IV auf Seite 30 in Matsuoka (siehe oben), d. h.
    Figure 00500002
    worin
    X = CH=CH, Y = H und R = Et ist,
    X = S, Y = H und R = Et ist und
    X = CMe2, Y = H und R = Me ist,
    und Verbindung 6, Seite 26 in Matsuoka (siehe oben), d. h.
    Figure 00500003
    Croconium-Farbstoffe, z. B. Verbindung 9 und Tabelle IV auf Seite 30 in Matsuoka (siehe oben), d. h.
    Figure 00510001
    worin
    X = CH=CH, Y = H und R = Et ist,
    X = S, Y = H und R = Et ist,
    X = CMe2, Y = H und R = Me ist,
    und Verbindung 7, Seite 26 in Matsuoka (siehe oben), d. h.
    Figure 00510002
    Azulenium-Farbstoffe, z. B. Verbindung 8 auf Seite 27 in Matsuoka (siehe oben), d. h.
    Merocyanin-Farbstoffe, z. B. Verbindung 16, R = Me, auf Seite 32 in Matsuoka (siehe oben), d. h.
    Figure 00520001
    Indoanilin-Farbstoffe, wie zum Beispiel Kupfer- und Nickel-Komplexe von Indoanilin-Farbstoffen, z. B. Verbindung 6 auf Seite 63 in Matsuoka (siehe oben), d. h.
    Figure 00520002
    worin
    R = Et, R' = Me, M = Cu ist,
    R = Et, R' = Me, M = Ni ist,
    R = Me, R' = H, M = Cu ist oder
    R = Me, R' = H, M = Ni ist,
    Benzo[a]phenoxazinium-Farbstoffe und Benzo[a]phenothiazinium-Farbstoffe, z. B. wie auf Seite 201 in Matsuoka (siehe oben) gezeigt, d. h.
    Figure 00530001
    worin X = O oder S ist;
    1,4-Diaminoanthrachinon(N-alkyl)-3'-thioxo-2,3-dicarboximide, z. B. Verbindung 20 auf Seite 41 in Matsuoka (siehe oben)
    Figure 00530002
    Indanthren-Pigmente, z. B.
    Figure 00530003
    siehe Verbindung 21 auf Seite 41 in Matsuoka (siehe oben);
    2-Arylamino-3,4-phthaloylacridon-Farbstoffe, z. B. Verbindung 22 auf Seite 41 in Matsuoka (siehe oben)
    Figure 00530004
    Trisphenochinon-Farbstoffe, z. B. Verbindung, 23 auf Seite 41 in Matsuoka (siehe oben)
    Figure 00540001
    Azo-Farbstoffe, z. B. der Monoazo-Farbstoff, Verbindung 2 auf Seite 90 in Matsuoka (siehe oben), d. h.
    Figure 00540002
    worin
    X = CH=C(CN)2, R1 = R2 = Et, R3 = R4 = H,
    X = C(CN)=C(CN)2, R1 = R2 = Et, R3 = R4 = H oder
    X =
    Figure 00540003
    und Y = C=O, R1 = R2 = Et, R3 = R4 = H
    oder Y = SO2, R1 = H, R2 = CH(Me)nBu, R3 = OMe und R4 = NHAc;
    Azo-Farbstoffe, z. B. der Polyazo-Farbstoff, Verbindung 5 auf Seite 91 in Matsuoka (siehe oben), d. h.
    Figure 00550001
    intramolekulare Charge-Transfer-Donor-Akzeptor-Infrarot-Farbstoffe, z. B. Verbindungen 6 und 7 auf Seite 91 in Matsuoka (siehe oben), d. h.
    Figure 00550002
    nicht-benzoide aromatische Farbstoffe, z. B. Verbindung 8, ein Tropon, auf Seite 92 in Matsuoka (siehe oben), d. h.
    Figure 00550003
    Tetrazin-Radikal-Farbstoffe, z. B. Verbindung 9 auf Seite 92 in Matsuoka (siehe oben), d. h.
    Figure 00560001
    worin X = p-Phenylen ist oder
    X = p-Terphenylen ist sowie Verbindung 10 auf Seite 92 in Matsuoka (siehe oben), d. h.
    Figure 00560002
    worin X = p-Biphenyl ist;
    kationische Salze der Tetrazin-Radikal-Farbstoffe, z. B. Verbindung 11 auf Seite 92 in Matsuoka (siehe oben)
    Figure 00570001
    worin X = p-Phenylen ist; intermolekulare Donor-Akzeptor-Charge-Transfer-Farbstoffe, z. B. Charge-Transfer-(CT)-Komplexe der Verbindungen 13b und 14a bis 14c auf Seite 93 in Matsuoka (siehe oben), d. h.
    Figure 00570002
    worin im Donor X = CH=N-N(Ph)2 ist und
    im Akzeptor a) Y = CN, Z = NO2 ist
    b) Y = CN, Z = H ist oder
    a) Y = Cl, Z = NO2 ist;
    Anthrachinon-Farbstoffe, z. B. Verbindungen 12 (X = S oder Se) auf Seite 38 in Matsuoka (siehe oben), d. h.
    Figure 00580001
    worin X = S oder Se ist und Y = Tetrachlor-, Tetrabrom-, 2,3-Dicarbonsäure, 2,3-Dicarbonsäureanhydrid oder 2,3-Dicarbonsäure-N-phenylimid ist; Naphthochinon-Farbstoffe, z. B. Verbindungen 2, 3 und 4 auf Seite 37 in Matsuoka (siehe oben), d. h.
    Figure 00580002
    metallierte Azo-Farbstoffe, wie zum Beispiel Azo-Farbstoffe, die Nickel, Cobalt, Kupfer, Eisen und Mangan enthalten;
    Phthalocyanin-Farbstoffe, z. B. Verbindung 1 in Tabelle II auf Seite 51 in Matsuoka (siehe oben), z. B.
    Figure 00590001
    Naphthalocyanin-Farbstoffe, z. B. Verbindung 3 in Tabelle II auf Seite 51 in Matsuoka (siehe oben), z. B.
    Figure 00590002
    Metall-Phthalocyanine, wie zum Beispiel Phthalocyanine, die Aluminium, Silicium, Nickel, Zink, Blei, Cadmium, Magnesium, Vanadium, Cobalt, Kupfer und Eisen enthalten (speziell diejenigen, die Al, Si und Zn, die Fluorophore sind, enthalten) z. B. Verbindung 1 in Tabelle III auf Seite 52 in Matsuoka (siehe oben), z. B.
    Figure 00600001
    worin zum Beispiel M = Mg ist;
    Metall-Naphthalocyanine, wie zum Beispiel Naphthalocyanine, die Aluminium, Zink, Cobalt, Magnesium, Cadmium, Silicium, Nickel, Vanadium, Blei, Kupfer und Eisen enthalten (speziell diejenigen, die Al, Si oder Zn, die Fluorophore sind, enthalten), siehe Verbindung 3 in Tabelle III auf Seite 52 in Matsuoka (siehe oben), z. B.
    Figure 00600002
    worin zum Beispiel M = Mg ist;
    Bis(dithiolen)-Metallkomplexe, die ein Metallion, wie zum Beispiel Nickel, Cobalt, Kupfer and Eisen, umfassen, das an vier Schwefel-Atome in einem Bis-Komplex eines zweizähnigen S,S'-Liganden koordiniert ist, siehe z. B. Tabelle I auf Seite 59 in Matsuoka (siehe oben)
    Figure 00610001
    worin
    R1 = R2 = CF3, M = Ni ist,
    R1 = R2 = Phenyl, M = Pd ist,
    R1 = R2 = Phenyl, M = Pt ist,
    R1 = C4- bis C10-Alkyl, R2 = H, M = Ni ist,
    R1 = C4- bis C10-Alkyl, R2 = H, M = Pd ist,
    R1 = C4- bis C10-Alkyl, R2 = H, M = Pt ist,
    R1 = R2 = Phenyl, M = Ni ist,
    R1 = R2 = p-CH3-Phenyl, M = Ni ist,
    R1 = R2 = p-CH3O-Phenyl, M = Ni ist,
    R1 = R2 = p-Cl-Phenyl, M = Ni ist,
    R1 = R2 = p-CF3-Phenyl, M = Ni ist,
    R1 = R2 = 3,4-diCl-Phenyl, M = Ni ist,
    R1 = R2 = o-Cl-Phenyl, M = Ni ist,
    R1 = R2 = o-Br-Phenyl, M = Ni ist,
    R1 = R2 = 3,4-diCl-Phenyl, M = Ni ist,
    R1 = R2 = p-CH3, M = Ni ist,
    R1 = R2 = 2-Thienyl, M = Ni ist,
    R1 = p-(CH3)2N-Phenyl, R3 = Phenyl, M = Ni ist und
    R1 = p-(CH3)2N-Phenyl, R2 = p-H2N-Phenyl, M = Ni ist;
    Bis(benzoldithiolat)-Metall-Komplexe, die ein Metallion, wie zum Beispiel Nickel, Cobalt, Kupfer und Eisen, umfassen, das an vier Schwefel-Atome in einem Ligand-Komplex koordiniert ist, siehe z. B. Tabelle III auf Seite 62 in Matsuoka (siehe oben), d. h.
    Figure 00620001
    worin
    X = Tetramethyl, M = Ni ist,
    X = 4,5-Dimethyl, M = Ni ist,
    X = 4-Methyl, M = Ni ist,
    X = Tetrachlor, M = Ni ist,
    X = H, M = Ni ist,
    X = 4-Methyl, M = Co ist,
    X = 4-Methyl, M = Cu ist und
    X = 4-Methyl, M = Fe ist;
    N,O-zweizähnige Indoanilin-Farbstoffe, die ein Metallion, wie zum Beispiel Nickel, Cobalt, Kupfer und Eisen, umfassen, das an zwei Stickstoff- und zwei Sauerstoff-Atome der zwei N,O-zweizähnigen Indoanilin-Liganden koordiniert ist, z. B. Verbindung 6 in Tabelle IV auf Seite 63 in Matsuoka (siehe oben), z. B.
    Figure 00620002
    worin
    R = Et, R' = Me, M = Cu ist,
    R = Et, R' = Me, M = Ni ist.
    R = Me, R' = H, M = Cu ist und
    R = Me, R' = H, M = Ni ist,
    Bis(S,O-dithiolen)-Metall-Komplexe, die ein Metallion, wie zum Beispiel Nickel, Cobalt, Kupfer und Eisen, umfassen, das an zwei Schwefel-Atome und zwei Sauerstoff-Atome in einem Bis-Komplex eines S,O-zweizähnigen Liganden koordiniert ist, siehe z. B. US-Patent 3,806,462, z. B.
    Figure 00630001
    α-Diimin-Dithiolen-Komplexe, die ein Metallion, wie zum Beispiel Nickel, Cobalt, Kupfer und Eisen, umfassen, das an zwei Schwefel-Atome und zwei Imino-Stickstoff-Atome der S,S- und N,N-zweizähnigen Liganden in einem gemischten Diligand-Komplex koordiniert ist, siehe z. B. Tabelle II auf Seite 180, zweiter Komplex von unten, in Matsuoka (siehe oben) (siehe auch die japanischen Patente: 62/39,682, 63/126,889 und 63/139,303), z. B.
    Figure 00630002
    und
    Tris(α-diimin)-Komplexe, die ein Metallion umfassen, das an sechs Stickstoff-Atome in einem Triligand-Komplex koordiniert ist, siehe z. B. Tabelle II auf Seite 180 in Matsuoka (siehe oben), letzte Verbindung (siehe auch die japanischen Patente 61/20,002 und 61/73,902), z. B.
  • Figure 00640001
  • Typische Beispiele sichtbarer Farbstoffe schließen Fluorescein-Derivate, Rhodamin-Derivate, Cumarine, Azo-Farbstoffe, metallisierbare Farbstoffe, Anthrachinon-Farbstoffe, Benzodifuranon-Farbstoffe, polycyclische aromatische Carbonyl-Farbstoffe, Indigoid-Farbstoffe, Polymethin-Farbstoffe, Azacarbocyanin-Farbstoffe, Hämicyanin-Farbstoffe, Barbituate, Diazahämicyanin-Farbstoffe, Styryl-Farbstoffe, Diarylcarbonium-Farbstoffe, Triarylcarbonium-Farbstoffe, Phthalocyanin-Farbstoffe, Chinophthalon-Farbstoffe, Triphenodioxazin-Farbstoffe, Formazan-Farbstoffe, Phenothiazin-Farbstoffe, wie zum Beispiel Methylen-Blau, Azur-A, Azur-B und Azur-C, Oxazin-Farbstoffe, Thiazin-Farbstoffe, Naphtholactam-Farbstoffe, Diazahämicyanin-Farbstoffe, Azopyridon-Farbstoffe, Azobenzol-Farbstoffe, Beizen-Farbstoffe, Säure-Farbstoffe, basische Farbstoffe, metallisierte und prämetallisierte Farbstoffe, Xanthen-Farbstoffe, direkte Farbstoffe, Leuko-Farbstoffe, die oxidiert werden können, um Farbstoffe in Farbtönen herzustellen, die gegenüber jenen der Vorläufer-Leuko-Farbstoffe bathochrom verschoben sind, und andere Farbstoffe, wie zum Beispiel jene, die von Waring, D. R. und Hallas, G. in "The Chemistry and Application of Dyes", Topics in Applied Chemistry, Plenum Press, New York, N. Y. 1990 aufgeführt sind, ein.
  • Zusätzliche Farbstoffe können aus Haugland, R. P., "Handbook of Fluorescent Probes and Research Chemicals", sechste Auflage, Molecular Probes, Inc., Eugene OR, 1996, entnommen werden.
  • Andere Farbstofftypen, die in dieser Erfindung verwendet werden können, schließen ein: Diarylmethan-Farbstoffe, die Acridin-Farbstoffe einschließen, jedoch nicht darauf beschränkt sind, einschließlich Acridin-Orange, -Gelb, -Rot, Nil-Blau, Lucifer-Gelb CH, Methylen-Blau, Michlers Hydrol-Blau, Bindschedlers Grün, Toluidin-Blau, und deren Derivate. Triarylmethan-Farbstoffe, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Malachit-Grün, Kristall-Violett, Viktoria-Blau, Fluorescein, Bengal-Rosa, Rhodamin, Isosulfan-Blau, und deren Derivate. Merocyanin-Farbstoffe, einschließlich Merocyanin-540, und deren Derivate, Porphyrine.
  • Am meisten bevorzugt sind die Chromophore Triphenylmethane, Cyanine, Merocyanine, Phthalocyanine, Naphthalocyanine oder Porphyrine. Wie oben erwähnt können die Sensibilisatoren oder Kontrastmittel ein einzelnes Chromophor enthalten ("monomere" Farbstoffe) oder sie können mehr als ein, z. B. 2 bis 100, speziell 2 bis 10, Chromophore enthalten ("polymere" Farbstoffe).
  • Wenn die Farbstoff-Verbindung polymer ist, kann die Struktur eine beliebige bekannte Polymerstruktur, worin z. B. die Chromophore an die molekulare (bevorzugt polymere) Hauptkette angefügt sind, die Chromophore einen Teil der polymeren Hauptkette bilden, die Chromophore endständig oder intern an eine verzweigte Molekülstruktur gebunden sind, oder eine Kombination solcher Strukturen sein. Die Chromophore können auch an die Enden der Arme dendritischer Polymere gebunden sein. In diesen Fällen sind die organischen Grundgerüste der Chromophore miteinander gekoppelt, wobei z. B. Paare chromophorer Grundgerüste über Bindungen von Verbindungsgruppen miteinander gekoppelt sind oder mehrere chromophore Grundgerüste an eine gemeinsame Hauptkettenstruktur gekoppelt sind, wobei die Verbindungsgruppen oder Hauptkettenstrukturen, wie nachfolgend beschrieben, Vektoren sein können. Solche Strukturen wurden mit Bezug auf Polychelator-Verbindungen, die als MRI-Kontrastmittel einsetzbar sind, umfangreich beschrieben. Für Metall- oder Pseudometall-haltige Chromophore, wie zum Beispiel die Porphyrine, Phthalocyanine und Naphthalocyanine und andere oben genannte, ist jedoch eine weitere polymere Struktur möglich, worin die Verbindung der Chromophore nicht über das organische Grundgerüst, sondern über das Metall möglich ist. Solche Polymere werden als cofaciale Polymere bezeichnet und stellen einen besonderen neuen Aspekt der Erfindung dar. In dieser Beschreibung sind Polychromophore Verbindungen, die zwei oder mehrere chromophore Gruppen enthalten.
  • Solche polymeren Farbstoff-Verbindungen können somit günstigerweise die Formeln
    [[Chr]L] n
    Figure 00660001
    L(Chr)n oder (Chr)n
    aufweisen, worin n eine ganze Zahl mit dem Wert 2 oder größer (z. B. 2 bis 100) ist, Chr ein Chromophor ist und L eine Bindung, eine Verbindungsgruppe (z. B. ein zweibindiges oder dreibindiges organisches Verbindungsglied), eine verzweigte vielbindige Verbindungsstruktur (z. B. ein Dendrimer oder Sternpolymer) oder eine nachfolgend beschriebene Vektor-Gruppe (oder eine Vektor-Verbindungsglied-Kombination) ist.
  • Die eingesetzten Verbindungsglied- und Vektor-Verbindungsglied-Gruppen können die in Polychelatoren eingesetzten Typen sein, welche aus dem Gebiet der MRI-Kontrastmittel bekannt sind. Bevorzugt umfassen die Verbindungsgruppen in ihrem Verbindungsgerüst jedoch eine hydrophile Polymer-Einheit, z. B. einen Polyalkylenoxy-Bestandteil, z. B. einen Bestandteil [(CRaRb)x-(CH2)y-O-]s, [-O-(CRaRb)x-(CH2)y-]s, worin x = 1, y = 1–3 ist, worin x = 0, y = 2–4 ist und Ra, Rb = H, CH3, CH2CH3 sind und s bevorzugt so gewählt wird, daß die Einheit [(CRaRb)x-(CH2)y-O-]s, [-O-(CRaRb)x-(CH2)y-]s ein Molekulargewicht von 100 bis 10.000, speziell 1000 bis 5000 aufweist. Solche Einheiten können Alkylen-Einheiten, (CH2)q, verschiedener Länge, z. B. in Blöcken, wie zum Beispiel ((CH2)2O)t((CH2)3O)v, worin t und v ganze Zahlen mit Werten größer als 2 sind, umfassen. Die Polychromophore können somit zum Beispiel die Formel Chr-L1-(PAO-L2-Chr)u aufweisen, worin Chr ein Chromophor ist, das gegebenenfalls und bevorzugt eine Sulfonsäure-Gruppe enthält, L1 und L2 Bindungen oder Verbindungsfunktionen sind, PAO eine Polyalkylenoxy-Gruppe ist und u eine ganze Zahl, die mindestens den Wert 1, z. B. 1 bis 100, aufweist, ist. Für die SDT einsetzbare Verbindungen schließen Chromophore, an die eine oder mehrere Polyoxyalkylenoxid-Gruppen gebunden sind, ein.
  • Bezüglich der polychromophoren Verbindungen ist es in einem Aspekt bevorzugt, daß jedes Chromophor mindestens eine Sulfonsäre-Gruppe (oder ein Derivat einer Sulfonsäure-Gruppe), bevorzugt mindestens zwei und weiter bevorzugt mindestens drei solcher Gruppen, enthält. Es ist insbesondere bevorzugt, daß Chromophor-Verbindungen, die erfindungsgemäß eingesetzt werden, mindestens 6, bevorzugt mindestens 8 Sulfonsäure-Gruppen (oder Derivate von Sulfonsäure-Gruppen) enthalten. Für monomere Farbstoffe kann die Gesamtzahl dieser Gruppen zum Beispiel in der Höhe von 12 liegen. Für polymere Farbstoff-Verbindungen hängt die Gesamtzahl vom Polymerisationsgrad ab, die Gesamtzahl kann jedoch zum Beispiel in der Höhe des Zehnfachen der Gesamtzahl der Chromophoren liegen.
  • Die Sulfonsäure-Gruppen können als freie Säure (SO3H) oder als deren Salze mit physiologisch annehmbaren Anionen, z. B. Alkalimetall-, Erdalkalimetall-, Ammoniumionen und Ionen organischer Amine (z. B. Natrium, Kalium, Ammonium, Ethanolamin, Diethanolamin, Meglumin etc.) vorliegen.
  • Das Vorliegen und die Art und der Grad einer Derivatisierung der Sulfonsäure-Gruppen beeinflußt die Hydrophilie, die Lipophilie und den ionischen Charakter der in der Erfindung eingesetzten Chromophore. Dadurch wird wiederum deren Fähigkeit, in Tumorzellen einzudringen oder sich einfach in der Nähe der Tumorzellen anzureichern, beeinflußt.
  • Das Molekulargewicht eines Reporters (z. B. eines Chromophors) kann im Hinblick auf eine maximale Anreicherung an einer ausgewählten Stelle beeinflußt werden und das Vorliegen vieler die Anreicherung steuernder Gruppen in einem Molekül erhöht die Wahrscheinlichkeit, daß das Molekül angereichert wird. Außerdem liefert die Anreicherung eines einzelnen Moleküls eines viele Reporter aufweisenden Sensibilisators oder Kontrastmittels (z. B. eines Polychromophoren, das aus vielen einzelnen Chromophor-Molekül aufgebaut ist) ein viel stärkeres Signal im Vergleich zu demjenigen, das aus der Anreicherung eines einzelnen Reporters resultiert. Eine Aggregation wird in einem polymeren Farbstoff verhindert oder im wesentlichen verhindert, da die einzelnen Moleküle in der Polymerkette durch die Kette selbst in ihrer Beweglichkeit eingeschränkt werden und sich daher nicht in einem merklichen Ausmaß selbst ausrichten können.
  • Die Polysulfonsäure-Verbindungen, die erfindungsgemäß eingesetzt werden, sind im Hinblick auf ihre Fähigkeit, im gefäßführenden Stroma des Tumorgewebes immobilisiert zu werden, von besonderem Interesse. Diese Fähigkeit nimmt mit der Anzahl der Sulfonsäure-Gruppen zu. Das kann auf die Bindung an Kollagen, insbesondere an unvernetztes Kollagen, in neu gebildeten Tumoren zurückzuführen sein.
  • Obwohl es möglich ist, Sulfonsäure-Gruppen in vorgebildete Sensibilisatoren oder Kontrastmittel einzuführen, ist es speziell bevorzugt, die Sulfo-Gruppen während des Aufbaus des Grundgerüstes der Verbindung einzuführen, da die Anzahl der Sulfo-Gruppen auf diesem Weg besser gesteuert werden kann. Zum Beispiel kann das für Chromophore im allgemeinen dadurch erreicht werden, daß Chlor- oder Polychlor-substituierte Analoga der herkömmlicherweise zur Chromophor-Synthese verwendeten Aryl-Reagenzien eingesetzt werden. Diese können mit NaSH umgesetzt werden und zu den Sulfo- oder Polysulfo-Analoga der herkömmlichen Aryl-Reagenzien oxidiert werden. Im Fall der Phthalocyanine oder Naphthalocyanine (die hierin mit der Abkürzung Pc bezeichnet werden, wobei PcSn für einen Farbstoff mit n Sulfonsäure-Gruppen steht) kann somit PcS8 einfach durch Verwendung von Disulfophthalsäuren (oder Phthalonitrilen oder Phthalamiden etc.) synthetisiert werden. Wenn während der Synthese eine geeignete Kern-bildende Verbindung vorliegt, kann eine mit einem Metall- oder Pseudometallkern versehene MPcS8-Verbindung (worin M ein Element, wie zum Beispiel Si, Al, Zn etc. ist) hergestellt werden.
  • Im Fall anderer Chromophore ist es auch möglich, eine Anzahl Sulfonsäure-Gruppen während des Aufbaus des Chromophor-Gerüstes einzuführen. Zum Beispiel können im Fall von Cyaninen, die als Endgruppen Indole oder Benzindole (oder Sauerstoff- oder Schwefel-Analoga) aufweisen, Cyanine mit 4 oder 6 Sulfonsäure-Gruppen hergestellt werden, indem Indol- oder Benzindolreagenzien (oder Reagenzien auf der Basis der Sauerstoff- oder Schwefel-Analoga) etc., die zwei Sulfonsäure-Gruppen enthalten, verwendet werden. Zwei weitere Sulfonsäure-Gruppen können durch Quaternisierung mit Propan- oder Butan-Sulfon eingeführt werden. In Cyanin-Farbstoffen, die nach dem Verfahren gemäß J. Org. Chem. 42(5), 885 (1997) hergestellt werden, können zusätzliche Sulfonsäure-Gruppen durch Substitution der zentralen Cycloalken-Gruppe eingefügt werden, z. B. indem ein Chlor-Substituent durch ein mono- oder polysulfoniertes Phenoxyl ersetzt wird. Auf diesem Weg können Cyanin-Farbstoffe mit bis zu 10 Sulfonsäure-Gruppen pro Molekül einfach hergestellt werden.
  • Neue monomere Farbstoffe, die Phthalocyanine (oder Naphthalocyanine) mit acht Sulfonsäure-Gruppen sind, können nach dem folgenden Schema hergestellt werden:
  • Figure 00710001
  • Die zwei zusätzlichen Gruppen, die an jedes o-Dicyanobenzolmolekül substituiert werden, können in o-, m- oder p-Stellung zueinander angeordnet sein und M stellt ein geeignet substituiertes Element (z. B. Al(Cl), Si(OR)2) dar, das gegebenenfalls vorhanden sein kann.
  • Im Vergleich zu tetrasubstituierten Pc's weisen einige octasubstituierte Pc's den Vorteil auf, daß keine Stellungsisomere aus zwei der drei möglichen Ausgangsmaterialien gebildet werden können, d. h. die 3,6- und 4,5-substituierten o-Dicyanobenzole können nur ein einziges Octasulfo-Pc-Derivat erzeugen, wodurch die Ausbeute erhöht wird und die Reinigung dieser Produkte vereinfacht wird. Die octasubstituierten Derivate absorbieren außerdem tendenziell bei höheren Wellenlängen, die die Haut besser durchdringen. Vor dem Einsatz werden diese und die anderen Sulfonsäure-Derivate, die nachfolgend beschrieben werden, in Natrium-Salze oder andere physiologisch annehmbare Sulfonat-Salze überführt.
  • Ein Beispiel eines bevorzugten neuen monomeren Cyanin-Farbstoffes ist:
  • Figure 00720001
  • Diese neue Verbindung, die sieben Sulfo-Gruppen enthält, kann unter Einsatz aus der Literatur bekannter Verfahren hergestellt werden (Mujumdar et al., Cyanine-labeling reagents. Sulfobenzindocyanine succinimidyl esters. Bioconj. Chem. 1996 7 356–62; Narayanan et al., A new method for the synthesis of heptamethine cyanine dyes: synthesis of new near-infrared fluorescent labels. J. Org. Chem. 1995 60 2391–5).
  • Vergleichbare, jedoch Farbstoff-angereicherte Verbindungen können aus Di- oder Polyaminen, z. B. aus einem PEG-Diamin, hergestellt werden: 3(HO3S)PcSO2NHPEGNHSO2Pc(SO3H)3 und aus Melamin, einem Triamin:
    Figure 00730001
    L = Cl, OH, eine Hydrolyse-stabile PEG-Gruppe, die gegebenenfalls als Verbindungsglied für einen speziellen Zielvektor verwendet wird, oder eine andere gewünschte Gruppe.
  • Andere einsetzbare Polyamine schließen Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin etc., Neopentyltetramin, Tris(2-aminoethyl)amin, Di- und Tri-aminocyclohexane, Piperazin, Triazacyclononan, Tetraazocyclododecan und -tetradecan und -pentadecan, Di- und Triaminobenzole, Polyaminobiphenyle, Polyaminonaphthalene, Hydrazin etc. ein.
  • Die oben beschriebenen Polysulfonsäure-Materialien sind polyanionisch. Für einige Anwendungen und im Hinblick auf eine bessere Verträglichkeit für den Patienten nach der Injektion in das Blut kann es wünschenswert sein, nichtionische Produkte zur Verfügung zu haben. Solche Verbindungen können einfach aus den von der Säure abgeleiteten Säurechloriden durch Umsetzung mit Aminen hergestellt werden. Wenn Wasserlöslichkeit erforderlich ist, sind hydrophile Amine bevorzugt, wie zum Beispiel PEG-Amine, Ethanolamin, Diethanolamin, Dihydroxypropylamine, N-Methylglucamin etc. Eine Zusammensetzung auf der Basis von Phthalocyaninsulfonat-Farbstoff-PEG könnte zum Beispiel Pc(SO2NHPEG)4 sein, worin PEG eine Polyethylenglycol-Gruppe eines geeigneten Molekulargewichtes ist.
  • Jedes der in diesem Dokument beschriebenen Säurechlorid-Farbstoff-Derivate, die mit einem Amin umgesetzt wurden, wodurch ein Produkt erzeugt wurde, das noch einige unumgesetzte Säurechlorid-Gruppen aufweist, kann nachfolgend weiter mit einem Überschuß an hydrophilem Amin umgesetzt werden, um ein Amid-Produkt zu bilden, das nichtionisch sein kann.
  • Andere Zusammensetzungen, die hergestellt werden könnten, schließen zwitterionische Verbindungen ein, die aufgrund der Tatsache, daß nur eine einzige gelöste Spezies entsteht, wenn sie in Lösung gebracht werden, während ionische Verbindungen mindestens zwei Spezies, ein Anion und ein Kation, bilden, tatsächlich als nichtionisch anzusehen wären. Verbindungen von diesem Typ können aus den bekannten Tetrapyridophthalocyaninen durch direkte Tetrasulfonierung hergestellt werden, dieses Verfahren erfordert jedoch forcierende Bedingungen. Sie können geeigneter durch Behandlung von Pyrido-Pc's mit Propansulton hergestellt werden, z. B.
    Figure 00750001
    worin M = AlCl, SiCl2 etc. ist.
  • Die positiv geladenen Stickstoff-Atome können in jeder der Isoindol-Gruppen in Position 3, 4 oder 5 angeordnet sein.
  • Diese Reaktion mit Pyridin ist bekannt (Andersen et al., Synthesis of pyridinium-1-propane-3'-sulfonate (PPS). A powerful electron scavenger and positronium inhibitor. Acta Chem. Scand. Ser. B. 1979 B33(9) 695–6), sie wurde jedoch für Pyridino-Pc's noch nicht beschrieben. Die korrespondierenden octasubstituierten Derivate können aus Pyridazino-Pc (2 ortho-N-Atome), Pyrimidino-Pc (2 meta-N-Atome) oder Pyrazino-Pc (2 para-N-Atome) hergestellt werden.
  • Eines dieser beiden Konzepte für nichtionische Verbindungen – Bildung von Zwitterionen oder hydrophile Amidierung – könnte für jeden Sensibilisator und jedes Kontrastmittel dieser Offenbarung angewendet werden, um nichtionische hydrophile Analoga herzustellen.
  • Zusätzlich zu anionischen und nichtionischen Verbindungen kommen kationische Verbindungen in Frage und diese Verbindungen sind unter dem Gesichtspunkt ihrer guten Fähigkeit zur Tumorlokalisierung von besonderem Interesse. Sie können ebenfalls leicht aus Säurechloriden abgeleitet werden, zum Beispiel kann man unter Verwendung von Pc-Tetrasulfonylchlorid und Cholamin Pc(SO2NHCH2CH2N+Me3)44Cl– erhalten.
  • Die Wasserlöslichkeit solcher Verbindungen kann verbessert werden, indem die Hydrophilie der quartären Gruppe erhöht wird, z. B. durch -N+(CH2CH2OH)3, -N+Me(CH2CH2OH)2 etc.
  • Die oben angegebenen Verbindungstypen können auch aus Cyanin-Farbstoffen hergestellt werden.
  • Die oligomeren und polymeren Farbstoffe sind nützliche Verbindungen, die z. B. aus AlClPcS4, das kommerziell erhältlich ist, einfach synthetisiert werden können und die für Synthesezwecke typischerweise zuerst unter Einsatz von. Thionylchlorid in das Tetrasulfonylchlorid überführt werden. Alternativ liefert die Sulfonierung des Pc oder eines anderen Chromophoren mit Chlorsulfonsäure und Thionylchlorid direkt das Tetrasulfonylchlorid als einen in Wasser unlöslichen einfach zu isolierenden Feststoff.
  • In einer Ausführungsform können Produkte, die oligomer oder polymer sein können, durch die Reaktion von Pc(SO2Cl)4-Derivaten mit oligomeren oder polymeren Polyaminen, wie zum Beispiel Poly(ethylenimin) etc., erhalten werden, um verzweigte Polymere zu bilden:
  • Figure 00770001
  • Auf dieser Stufe können, falls gewünscht, andere Reaktionen durchgeführt werden oder, wenn anionische Produkte gewünscht werden, liefert ein abschließender Hydrolyseschritt das angestrebte Polysulfonamid.
  • Es ist zu beachten, daß das dargestellte Reaktionsprodukt sehr vereinfacht ist und daß angefügte -NH2-Gruppen im Ausgangspolymer vorhanden sein können und daß Verzweigungen und ein gewisses Ausmaß an Vernetzungen vorliegen können, das beeinträchtigt die Wirksamkeit der Produkte jedoch nicht, solange viele unumgesetzte Sulfo-Gruppen im Endprodukt vorhanden sind. Das kann erreicht werden, indem das Verhältnis der zwei Reaktanten entsprechend eingestellt wird.
  • Farbstoffe mit Sulfonamid-Pc-Gruppen in der Hauptkette können als Oligomere oder Polymere erhalten werden, indem PcS4-Sulfonylchloride mit Diaminen in äquimolaren Verhältnissen umgesetzt werden (Copolymerisation):
    Figure 00770002
    worin R Ethylen bis Poly(ethylen), Di(ethylenoxy) bis Poly(ethylenoxy), Phenylen bis Polyphenylen etc. darstellt.
  • Polymere oder oligomere Farbstoffe mit angefügten Sulfo-Pc-Gruppen können durch Vinyl-Polymerisation eines Pc-haltigen Monomers hergestellt werden, z. B. aus den folgenden Verbindungen:
    Figure 00780001
    worin R = H oder Niedrig-Alkyl ist.
  • Ein ähnliches Produkt kann durch Umsetzen des Pc-Tetrasulfonylchlorids mit Poly(allylamin) oder mit Poly(vinylamin) hergestellt werden.
  • Im allgemeinen sollte beachtet werden, daß die Polymere (z. B. die Polychromophore), die gemäß der Erfindung eingesetzt oder hergestellt werden, eine Vielzahl verschiedener Strukturen enthalten und verschiedene Polymerisationsgrade aufweisen können.
  • Die Erfindung beinhaltet auch den Einsatz von Carboxamid-Derivaten, die zu den oben beschriebenen analog sind und die zum Beispiel aus Pc-Tetracarbonsäurechloriden hergestellt werden können. Verwandte Materialien können auch aus Tetrahydroxy-Pc's und Polysäurechloriden (z. B. aus Acrylsäure) oder Polyanhydriden (z. B. aus Maleinanhydrid) hergestellt werden. Vergleichbare Produkte können auch aus Cyanin und anderen Farbstoffen hergestellt werden.
  • Besonders interessante erfindungsgemäß einsetzbare Sensibilisatoren schließen cofaciale Phthalocyanin-Derivate, einschließlich Oligomere und Polymere, ein. Das sind Materialien, die über das Element im Zentrum des Pc-Moleküls verbunden sind, und dementsprechend muß dieses Element drei- (z. B. Al, Ga) oder vierbindig (z. B. Si, Ge, Sn) sein, um axiale Gruppen für die Verbindungsbildung zur Verfügung zu haben. Nur die vierbindigen Elemente weisen die zwei axialen Gruppen auf, die zur Polymerisation notwendig sind. Alle Gruppen können, unter der Voraussetzung, daß sie die Polymerisationsreaktion nicht stören, an der Peripherie des Pc-Systems vorliegen (z. B. -SO3Na), daher können Produkte dieses Typs entweder ionisch oder nichtionisch (oder in diese Formen überführbar) sein. Daraus ergibt sich für die Si-Verbindung: PcSi(OH)2 + ClSiMe2(CH2)3NCO → PcSi[OSiMe2(CH2)3NCO]2
  • Dieses Diisocyanat bildet mit Diolen, z. B. Ethylenglycol und anderen HO(CH2)nOH oder mit HO(CH2CH2O)nH (PEG), Polyurethan-Oligomere und -Polymere und es kann auch mit analogen Diaminen umgesetzt werden, um Polyharnstoffe zu bilden.
  • Das entsprechende Isothiocyanat kann ebenfalls hergestellt und vergleichbaren Reaktionen unterzogen werden.
  • AlPc-Verbindungen können nicht für polymere Produkte mit mehr als zwei Chromophoren eingesetzt werden, jedoch können zwei solcher Moleküle cofacial verbunden werden, wobei die oben beschriebenen Reaktionen angewendet werden, so daß das dimere Produkt erhalten wird, das im Kontext dieser Beschreibung ein Polychromophor ist.
  • Vektoren
  • Wie oben erwähnt können die Sensibilisatoren und Kontrastmittel das Tumorgewebe oder Zellen passiv erreichen oder sie können an eine aktiv zielführende Einheit, einen "Vektor", konjugiert sein, der dazu dient, ihr biologisches Verteilungsverhalten zu modifizieren, z. B. die Verweilzeit im Blut zu verlängern und auf diesem Weg über mehrere Passagen eine Anreicherung an Tumorherden zu ermöglichen oder dem Sensibilisator eine stärkere Durchdringung des Gefäßsystems zu ermöglichen oder den Sensibilisator an Rezeptoren auf Oberflächen von Tumorzellen oder an andere Rezeptoren, die in Bereichen mit Tumorwachstum häufiger sind, zu binden. Geeignete Vektoren schließen Antikörper, Antikörper-Fragmente, an Rezeptoren bindende Peptide und Peptoide, Tumore ansteuernde Arzneimittel-Verbindungen, Verbindungen, die die Verweilzeit im Blut verlängern, Folsäure und deren Derivate und dergleichen ein. Transferrin ist aufgrund des allgemein hohen Vorkommens von Transferrin-Rezeptoren auf wachsenden Tumoren ein besonders geeigneter Vektor, um ein Chromophor an einen wachsenden Tumor zu leiten.
  • Vektoren und ihre Anbindung, zum Beispiel unter Einsatz bifunktioneller verknüpfender Verbindungen, wurden mit Bezug auf Kontrastmittel für das MRI und die Szintigraphie und mit Bezug auf zielführende Radiopharmazeutika im allgemeinen ausführlich beschrieben. Siehe zum Beispiel "Handbook of targeted delivery of Imaging agents", Hrsg. V. P. Torchilin, CRC, Boca Raton, USA, 1995.
  • Diese Vektoren sind typischerweise makromolekular und können mit dem Rest des Sensibilisators oder Kontrastmittels direkt verbunden sein oder, in den Fällen, in denen dadurch die zielführende Fähigkeit des Vektors beeinträchtigt wird, kann ein Intermediat-Molekül oder ein Verbingungsglied verwendet werden.
  • Gegebenenfalls können die Verbindungen dieser Erfindung an einen zielführenden Vektor gebunden sein, um die Verbindungen in verschiedenen Bereichen des Körpers, zum Beispiel in bestimmten Organen, Teilen bestimmter Organe oder erkranktem Gewebe, anzureichern. Verfahren für eine Anbindung werden in WO 96/40285, den Prioritätsanmeldungen US 08/497,684 und US 08/640,464 und in US 08/392,614 gelehrt.
  • Der Ausdruck "Rest" wird hierin im Zusammenhang mit einer chemischen Einheit gebraucht. Die genannte chemische Einheit umfaßt zum Beispiel eine Vektor-Einheit oder einen Farbstoff, oder eine Verbindungsgruppe oder eine mit einem Vektor reagierende Gruppe oder eine einen Rezeptor erkennende Gruppe oder ein immunoreaktives Material oder ein immunoreaktives Protein oder einen Antikörper oder ein Antikörper-Fragment oder ein Protein oder ein Peptid oder ein kleines organisches Molekül oder ein Vernetzungsmittel, wie zum Beispiel ein heterobifunktionelles Vernetzungsmittel, oder eine Abstandsgruppe. Der Ausdruck "Rest" ist definiert als derjenige Teil der genannten chemischen Einheit, der ausschließlich bestehen bleibt, wenn eine oder mehrere chemische Bindungen, die die genannte chemische Einheit umfassen würde, wenn sie als unabhängige chemische Einheit angesehen werden würde, geändert, modifiziert oder ersetzt werden, so daß eine oder mehrere kovalente Bindungen zu einer oder mehreren anderen chemischen Einheiten ausgebildet werden.
  • Die hierin verwendeten Ausdrücke "Rezeptor" und "Antigen" bezeichnen eine chemische Gruppe in einem Molekül, die im genannten Molekül ein aktives Zentrum aufweist, oder eine Anordnung chemischer Gruppen in einem Molekül, die im genannten Molekül ein oder mehrere aktive Zentren aufweist, oder ein Molekül, das eine oder mehrere chemische Gruppen oder eine oder mehrere Anordnungen chemischer Gruppen umfaßt, wobei diese Gruppe oder Gruppen oder Anordnung von Gruppen im genannten Molekül ein oder mehrere aktive Zentren aufweisen. Ein "aktives Zentrum" eines Rezeptors weist eine spezifische Fähigkeit zur Bindung an einen Vektor auf oder es weist eine Affinität zur Bindung an einen Vektor auf. Im Hinblick auf die Verwendung mit dem Ausdruck "Rezeptor" oder mit dem Ausdruck "aktives Zentrum in einem Rezeptor" bezeichnet der hierin verwendete Ausdruck "Vektor" ein Molekül, das eine spezifische chemische Gruppe oder eine spezifische Anordnung chemischer Gruppen (Rezeptor-erkennende Gruppe) umfaßt, wobei das Molekül, die Gruppe oder die Anordnung von Gruppen zu einem Rezeptor komplementär ist oder eine spezifische Affinität zur Bindung an einen Rezeptor, speziell an ein aktives Zentrum in einem Rezeptor, aufweist oder auf anderem Weg die biologische Verteilung der gesamten Stoffzusammensetzung in gewünschter Weise modifiziert.
  • Beispiele schließen Zelloberflächenantigene, Zelloberflächenrezeptoren und intrazelluläre Rezeptoren, die an Hormone binden; und Zelloberflächenrezeptoren und intrazelluläre Rezeptoren, die an Arzneimittel binden, ein. Die spezifischen Assoziationszentren zur spezifischen Bindung von Hormonen an die genannten zellulären Rezeptoren und zur spezifischen Bindung von Arzneimitteln an zelluläre Rezeptoren sind Beispiele für aktive Zentren des genannten Rezeptors und die Hormone bzw. Arzneimittel sind Beispiele für Vektoren für die entsprechenden Rezeptoren.
  • Die Vektor-Gruppe, Ve, kann aus einer großen Vielzahl von natürlich vorkommenden oder synthetisch hergestellten Materialien ausgewählt werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Enzyme, Aminosäuren, Peptide, Polypeptide, Proteine, Lipoproteine, Glycoproteine, Lipide, Phospholipide, Hormone, Wachstumsfaktoren, Steroide, Vitamine, Polysaccharide, Lectine, Toxine, Nukleinsäuren (einschließlich Oligonukleotide), Haptene, Avidin und dessen Derivate, Biotin und dessen Derivate, Antikörper (monoklonal und polyklonal), Anti-Antikörper, Antikörper-Fragmente und antigene Materialien (einschließlich Proteine und Kohlenhydrate). Die Vektor-Gruppe, Ve, kann auch aus Bestandteilen oder Produkten von Viren, Bakterien, Protozoen, Pilzen, Parasiten, Rickettsien, Schimmelpilzen sowie tierischem und menschlichem Blut, Gewebe und Organbestandteilen ausgewählt werden, sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Weiterhin kann die Vektor-Gruppe ein Arzneimittel oder ein synthetisches Analogon eines der oben genannten Materialien sowie ein anderes dem Fachmann bekanntes Material sein. Außerdem sind spezifische Vektor-Gruppen in WO 96/40285 beschrieben, die in ihrer Gesamtheit hierin einbezogen wird.
  • Der Vektor, V, ist bevorzugt ein Antikörper, Antikörper-Fragment, Protein oder Peptid, der/das ein Tumor-assoziiertes Antigen oder einen Tumor-assoziierten Rezeptor erkennt und dafür spezifisch ist. In einigen Ausführungsformen kann V eine Rezeptor-erkennende Gruppe enthalten, die über eine chemische Bindung oder eine Verbindungsgruppe, die sich aus dem Rest einer Rezeptor-erkennenden Gruppe und dem Rest einer reaktiven Gruppe in V ableitet, kovalent an den Vektor gebunden ist. Der hierin verwendete Ausdruck "Rezeptor-erkennende Gruppe", der mit "RRG" (receptor recognizing group) abgekürzt werden kann, schließt auch eine organische Verbindung ein, die in der Lage ist, kovalent an den Vektor zu binden, und die in lebenden Organismen vorkommt oder zur Diagnose, Behandlung oder Genmanipulation von zellulärem Material oder lebenden Organismen einsetzbar ist und die die Fähigkeit zur Wechselwirkung mit einem anderen Bestandteil (einem "aktiven Zentrum" eines Rezeptors), der in biologischen Flüssigkeiten vorkommt oder mit den zu behandelnden Zellen, wie zum Beispiel Tumorzellen, assoziiert ist, aufweist.
  • Die RRG kann aus der gleichen oben erwähnten großen Vielzahl von natürlich vorkommenden oder synthetisch hergestellten Materialien ausgewählt werden. Außerdem kann eine RRG jede Substanz, die, wenn sie auf einen immunkompetenten Wirt trifft, zur Bildung eines spezifischen Antikörpers führt, der in der Lage ist, an diese Substanz zu binden, oder der so hergestellt Antikörper, der an einer Antigen-Antikörper-Reaktion beteiligt ist, sein.
  • Bevorzugte Vektoren sind Antikörper und deren verschiedene immunoreaktive Fragmente, Proteine und Peptide, sofern sie mindestens ein reaktives Zentrum zur Umsetzung mit einer mit einem Vektor reagierenden Gruppe oder mit hierin beschriebenen Verbindungsgruppen (L) enthalten. Dieses Zentrum kann bereits im Vektor vorhanden sein oder durch eine geeignete chemische Modifikation des Vektors eingeführt werden. Zusätzlich zu den Antikörpern und Fragmenten, die durch die hierin beschriebenen Techniken hergestellt werden, sind andere Antikörper, Proteine und Peptide, die durch molekularbiologische Techniken, Phage-display-Techniken und gentechnische Methoden hergestellt werden, speziell eingeschlossen.
  • Der hierin verwendete Ausdruck "Antikörper-Fragment" bezeichnet einen Vektor, der einen Antikörper-Rest umfaßt, wobei der Antikörper eine charakteristische Affinität zur Bindung an ein Antigen aufweist. Der hierin verwendete Ausdruck "Affinität zur Bindung an ein Antigen" bezeichnet den thermodynamischen Ausdruck für die Stärke der Wechselwirkung oder Bindung zwischen einer Verbindungsstelle des Antikörpers und einer antigenen Determinante und folglich für die stereochemische Kompatibilität zwischen ihnen; das heißt, es handelt sich um den Ausdruck für die Gleichgewichts- oder Assoziationskonstante der Antikörper-Antigen-Wechselwirkung. Der hierin verwendete Ausdruck "Affinität" bezieht sich auch auf den thermodynamischen Ausdruck für die Stärke der Wechselwirkung oder Bindung zwischen einem Liganden und einem Rezeptor und folglich für die stereochemische Kompatibilität zwischen ihnen; das heißt, es handelt sich um den Ausdruck für die Gleichgewichts- oder Assoziationskonstante der Ligand-Rezeptor-Wechselwirkung.
  • Antikörper-Fragmente zeigen zumindest einen Prozentsatz der genannten Affinität zur Bindung an das genannte Antigen, wobei der genannte Prozentsatz im Bereich von 0,001 Prozent bis 1.000 Prozent, bevorzugt 0,01 Prozent bis 1.000 Prozent, weiter bevorzugt 0,1 Prozent bis 1.000 Prozent und am meisten bevorzugt 1,0 Prozent bis 1.000 Prozent, bezogen auf die entsprechende Affinität des genannten Antikörpers zur Bindung an das genannte Antigen, liegt.
  • Ein Antikörper-Fragment kann aus einem Antikörper hergestellt werden durch eine chemische Reaktion, die eine oder mehrere Reaktionen zur Spaltung chemischer Bindungen umfaßt; durch eine chemische Reaktion, die eine oder mehrere Reaktionen zur Bildung chemischer Bindungen umfaßt, welche als Reaktanten eine oder mehrere chemische Komponenten einsetzen, die ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend Aminosäuren, Peptide, Kohlenhydrate, hierin definierte Verbindungsgruppen, hierin definierte Abstandsgruppen, hierin definierte mit Vektoren reagierende Gruppen und Antikörper-Fragmente, die zum Beispiel wie hierin beschrieben oder durch ein molekularbiologisches Verfahren, ein bakterielles Verfahren oder ein Verfahren, das die gentechnische Manipulation von Antikörper-Genen umfaßt und daraus resultiert, hergestellt werden.
  • Ein Antikörper-Fragment kann aus einem Antikörper durch eine chemische Reaktion erzeugt werden, die eine oder mehrere der folgenden Reaktionen umfaßt:
    • (a) Spaltung einer oder mehrerer chemischer Bindungen eines Antikörpers, wobei die genannten Bindungen zum Beispiel ausgewählt sind aus Kohlenstoff-Stickstoff-Bindungen, Schwefel-Schwefel-Bindungen, Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen, Kohlenstoff-Schwefel-Bindungen und Kohlenstoff- Sauerstoff-Bindungen und das Verfahren zur Durchführung der genannten Spaltung ausgewählt ist aus
    • (i) einer katalysierten chemischen Reaktion, die die Beteiligung eines biochemischen Katalysators, zum Beispiel eines Enzyms, wie Papain oder Pepsin, umfaßt, die unter Fachleuten dafür bekannt sind, daß sie Antikörper-Fragmente herstellen, die üblicherweise als Fab bzw. Fab'2 bezeichnet werden;
    • (ii) einer katalysierten chemischen Reaktion, die die Beteiligung eines elektrophilen chemischen Katalysators, zum Beispiel eines Hydroniumions umfaßt, das günstigerweise zum Beispiel bei einem pH von 7 oder weniger als 7 vorliegt;
    • (iii) einer katalysierten chemischen Reaktion, die die Beteiligung eines nukleophilen Katalysators, zum Beispiel eines Hydroxidions umfaßt, das günstigerweise zum Beispiel bei einem pH von 7 oder weniger als 7 vorliegt; und
    • (iv) einer chemischen Reaktion, die eine Substitutionsreaktion umfaßt, die ein Reagenz einsetzt, das in stöchiometrischer Menge verbraucht wird, wie zum Beispiel eine Substitutionsreaktion an einem Schwefelatom einer Disulfid-Bindung mit einem Reagenz, das eine Sulfhydryl-Gruppe enthält;
    • (v) einer chemischen Reaktion, die eine Reduktionsreaktion umfaßt, wie zum Beispiel die Reduktion einer Disulfid-Bindung; und
    • (vi) einer chemischen Reaktion, die eine Oxidationsreaktion umfaßt, wie zum Beispiel die Oxidation einer Hydroxyl-Gruppe oder die Oxidation einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung einer vicinalen Diol-Gruppe, wie sie in Kohlenhydrat-Einheiten auftritt; oder
    • (b) Bildung einer oder mehrerer chemischer Bindungen zwischen einem oder mehreren Reaktanten, wie zum Beispiel Bildung einer oder mehrerer kovalenter Bindungen ausgewählt zum Beispiel aus Kohlenstoff-Stickstoff-Bindungen (wie zum Beispiel Amid-Bindungen, Amin-Bindungen, Hydrazon-Bindungen und Thioharnstoff-Bindungen), Schwefel-Schwefel-Bindungen, wie zum Beispiel Disulfid-Bindungen, Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen, Kohlenstoff-Schwefel-Bindungen und Kohlenstoff-Sauerstoff-Bindungen, wobei als Reaktanten in der genannten Bildung der chemischen Bindung ein oder mehrere Reaktanten umfassend Aminosäuren, Peptide, Kohlenhydrate, hierin definierte Verbindungsgruppen, hierin definierte Abstandsgruppen, hierin definierte mit Vektoren reagierende Gruppen und Antikörper-Fragmente, die zum Beispiel wie oben unter (a) beschrieben hergestellt werden, eingesetzt werden; oder
    • (c) Ein Antikörper-Fragment kann durch Bildung einer oder mehrerer nicht-kovalenter Bindungen zwischen einem oder mehreren Reaktanten erhalten werden. Solche nichtkovalenten Bindungen umfassen hydrophobe Wechselwirkungen, wie sie zum Beispiel in einem wäßrigen Medium zwischen chemischen Spezies vorkommen, die jeweils gegenseitig zugängliche Regionen geringer Polarität aufweisen, wie zum Beispiel Regionen, die aliphatische und carbocyclische Gruppen umfassen, und Wechselwirkungen über Wasserstoffbrücken, wie sie zum Beispiel bei der Bindung eines Oligonukleotids an ein komplementäres Oligonukleotid vorliegen; oder
    • (d) Ein Antikörper-Fragment kann im Ergebnis von Molekularbiologischen Verfahren oder einer Genmanipulation von Antikörper-Genen, zum Beispiel durch Genmanipulation einer immunreaktiven Einzelketten-Gruppe, eines Fv- Fragmentes oder einer minimalen Erkennungseinheit, hergestellt werden.
  • Ein Antikörper-Fragment kann durch eine Kombination eines oder mehrerer der obigen Verfahren hergestellt werden.
  • Falls gewünscht kann ein Vektor modifiziert oder chemisch verändert werden, um reaktive Gruppen zu erzeugen, die an die Reste einer Rezeptor-Einheit oder eines Antigens, welche in oder auf interessierenden Geweben oder Zellen vorhanden sind, binden. Solche Techniken schließen den Einsatz von Verbindungseinheiten und chemische Modifikationen, wie sie in WO-A-89/02931 und WO-A-89/2932, die die Modifikation von Oligonukleotiden betreffen, und US-Patent Nr. 4,719,182 beschrieben sind, ein.
  • Die bevorzugten Verwendungen für die erfindungsgemäßen Sensibilisatoren und Kontrastmittel sind die Darstellung oder Zerstörung von Tumoren. Bevorzugte Vektoren schließen daher Antikörper (nachfolgend manchmal als Ab bezeichnet) für Tumor-assoziierte Antigene ein. Spezielle nicht-beschränkende Beispiele schließen B72.3 und verwandte Antikörper (beschrieben in US-Patent Nrn. 4,522,918 und 4,612,282), die colorektale Tumore erkennen; 9.2.27 und verwandte Anti-Melanom-Antikörper; D612 und verwandte Antikörper, die colorektale Tumore erkennen; UJ13A und verwandte Antikörper, die kleinzellige Lungenkarzinome erkennen; NRLU-10, NRCO-02 und verwandte Antikörper, die kleinzellige Lungenkarzinome und colorektale Tumore (Pan-Karzinome) erkennen; 7E11C5 und verwandte Antikörper, die Prostata-Tumore erkennen; CC49 und verwandte Antikörper, die colorektale Tumore erkennen; TNT und verwandte Antikörper, die nekrotisches Gewebe erkennen; PR1A3 und verwandte Antikörper, die Colon-Karzinome erkennen; ING-1 und verwandte Antikörper, die in WO-A-90/02569 beschrieben sind; B174, C174 und verwandte Antikörper, die Plattenepithelkarzinome erkennen; B43 und verwandte Antikörper, die hinsichtlich bestimmter Lymphome und Leukämien reaktiv sind; und Anti-HLB und verwandte monoklonale Antikörper; und andere Tumor-, Gewebe- oder Zell-spezifische Antikörper, die dem Fachmann bekannt sind, ein.
  • Stärker bevorzugte Vektoren sind Proteine, insbesondere rekombinante menschliche Proteine, die zum Beispiel durch molekularbiologische Techniken, Phage-display-Techniken oder gentechnische Verfahren hergestellt oder modifiziert werden, wobei die Modifikationen die unabhängige Einführung, Substitution, Insertion und Deletion von speziellen Aminosäuren in einer Peptid-Sequenz des genannten Proteins umfassen, um rekombinante menschliche Proteine herzustellen, die eine RRG enthalten, welche eine Affinität zur Bindung an ein aktives Zentrum eines Rezeptors aufweist. Ein so modifizierter rekombinanter Protein-Vektor weist eine Affinität zu einem aktiven Zentrum eines Rezeptors auf, die größer als die Affinität des natürlichen nicht-modifizierten Vektors zu dem aktiven Zentrum des Rezeptors ist.
  • In einer anderen Ausführungsform umfaßt der Vektor (oder das Vektor-Verbindungsglied) ein Fusionsprotein. Der hierin verwendete Ausdruck "Fusionsprotein" bezieht sich auf ein gentechnisch hergestelltes Material, das ein Protein umfaßt, dessen kodierender Bereich den kodierenden Bereich eines ersten Protein-Restes, der unter Beibehaltung des Leserasters mit dem kodierenden Bereich eines zweiten Protein-Restes verbunden ist, umfaßt. Bevorzugt umfaßt das genannte Fusionsprotein ein Protein, dessen kodierender Bereich den kodierenden Bereich eines RRG-Restes, der unter Beibehaltung des Leserasters mit dem kodierenden Bereich eines oder mehrerer Vektor- oder Verbindungsglied-Reste verbunden ist, umfaßt, wobei das Verbindungsglied ein Protein oder ein Peptid sein kann. Das obige gentechnisch erzeugte Fusionsprotein, das den Vektor umfaßt, kann ein Protein umfassen, dessen kodierender Bereich unabhängig voneinander einen kodierenden Bereich eines ersten menschlichen oder nicht-menschlichen Proteinrestes, der unter Beibehaltung des Leserasters mit dem kodierenden Bereich eines zweiten menschlichen oder nicht-menschlichen Proteinrestes verbunden ist, umfaßt. Bevorzugt sind die genannten kodierenden Bereiche unabhängig voneinander menschlich und bakteriell oder durch gentechnische Verfahren wie oben beschrieben modifiziert.
  • Noch stärker bevorzugte Vektoren sind Peptide, Oligopeptide oder Peptoide, die eine oder mehrere Aminosäuren umfassen, deren Sequenz und Zusammensetzung ein Molekül, eine spezifische chemische Gruppe oder eine spezifische Anordnung chemischer Gruppen umfassen, die zu einem Rezeptor komplementär sind oder eine spezifische Affinität zur Bindung an einen Rezeptor, speziell an ein aktives Zentrum eines Rezeptors, aufweisen. Solche Peptide können hinsichtlich der Zusammensetzung identisch mit den Aminosäuren sein, die die RRG von Antikörpern, Antikörper-Fragmenten, Proteinen oder Fusionsproteinen, die den gleichen Rezeptor erkennen, umfassen. Alternativ weisen solche peptidischen Vektoren keine Aminosäuresequenz auf, die mit anderen RRGs identisch ist, sind jedoch strukturell oder drei-dimensional zu anderen RRGs, die an den gleichen Rezeptor binden, äquivalent. Solche äquivalenten Peptide können mit molekularbiologischen Techniken, wie zum Beispiel der Punktmutation, der Phage- display-Technik, gentechnischen Verfahren und anderen dem Fachmann bekannten Techniken, identifiziert werden. Außerdem können peptidische oder oligopeptidische Vektoren unter Einsatz der etablierten Methoden der rechnergestützten Chemie und der Peptid-Synthese de novo entworfen werden. Synthetische Peptid-Vektoren sind nicht auf lineare Aminosäure-Anordnungen beschränkt, sondern können auch cyclisch sein und mehr als eine RRG pro Peptid enthalten. Peptid- oder peptoide Vektoren können aus L-Aminosäuren, D-Aminosäuren, natürlich nicht vorkommenden Aminosäuren, synthetischen Aminosäure-Ersatzstoffen, organischen Molekülen oder Mischungen all dieser aufgebaut und miteinander durch Peptid- (Amid-) oder Nicht-Amid-Bindungen verknüpft sein.
  • Speziell bevorzugte Vektoren sind peptidomimetische Moleküle, die vollsynthetische organische Materialien sind und die das strukturelle und funktionelle Äquivalent der RRGs sind, welche aus Antikörpern, Antikörper-Fragmenten, Proteinen, Fusionsproteinen, Peptiden oder Peptoiden abgeleitet oder identifiziert wurden, und die Affinität für den gleichen Rezeptor aufweisen. Andere Vektoren, die als peptidomimetisch angesehen werden, schließen chemische Einheiten, wie zum Beispiel Arzneimittel ein, die Affinität zu dem interessierenden Rezeptor und speziell zum aktiven Zentrum des interessierenden Rezeptors zeigen. Peptidomimetische Vektoren können unter Einsatz molekularbiologischer Techniken, wie zum Beispiel der Punktmutation, der Phage-display-Technik, gentechnischer Verfahren und anderer dem Fachmann bekannten Techniken, identifiziert werden. Peptidomimetische Vektoren können unter Einsatz geläufiger chemischer Verfahren sowie Techniken der rechnergestützten Chemie und der kombinatorischen Chemie de novo entworfen und synthetisiert werden.
  • Der hierin verwendete Ausdruck "mit einem Vektor reagierende Gruppe" bezieht sich auf eine oder mehrere chemische Gruppen, die mit einer reaktiven funktionellen Gruppe, die typischerweise in einem Vektor vorkommt oder in einen Vektor eingeführt wurde, reagieren können, so daß eine Bindung zwischen der Verbindungsgruppe und dem Vektor gebildet wird. Speziell wird in Erwägung gezogen, daß eine mit einem Vektor reagierende Gruppe eingesetzt werden kann, um Reporter- und/oder hydrophile Polymer-Einheiten an ein Biomolekül, das kein Protein ist, sowie an ein nicht-biologisches Protein, wie zum Beispiel eine synthetische chemische Substanz, zum Beispiel ein Arzneimittel oder ein anderes Molekül, das eine Affinität zu einem aktiven Zentrum eines interessierenden Rezeptors aufweist, zu konjugieren. Mit einem Vektor reagierende Gruppen können auch zum Zweck der Detektion eines solchen Moleküls in einer Mischung, die eine solche synthetische chemische Substanz enthalten kann, eingesetzt werden, wenn die Substanz eine Gruppe enthält, die sich mit der mit einem Vektor reagierenden Gruppe umsetzt. Mit Vektoren reagierende Gruppen, die für die Ausführung der vorliegenden Erfindung einsetzbar sind, schließen somit diejenigen Gruppen ein, die mit einem beliebigen Molekül, bevorzugt einem biologischen Molekül (wie zum Beispiel einem Protein, einem Kohlenhydrat, einer Nukleinsäure und einem Lipid), das eine reaktive Gruppe aufweist, reagieren können, wodurch eine Verbindungsgruppe zwischen dem Farbstoff und dem Molekül gebildet wird. Wenn das Molekül ein Protein ist, schließen die bevorzugten reaktiven Gruppen Amin-Gruppen und Sulfhydryl-Gruppen ein. Besonders bevorzugte biologische Moleküle enthalten eine oben beschriebene RRG.
  • Mit Vektoren reagierende Gruppen, die für die Ausführung der vorliegenden Erfindung einsetzbar sind, schließen auch diejenigen Gruppen ein, die mit einem beliebigen biologischen Molekül reagieren können, das chemisch modifiziert ist, zum Beispiel durch Oxidation, durch Reduktion oder durch Bildung einer kovalenten Bindung, wie zum Beispiel durch Bildung einer Amid-Bindung 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 einzuführen, wodurch eine Verbindungsgruppe zwischen den Reporter- und/oder hydrophilen Polymer-Einheiten und dem chemisch modifizierten biologischen Molekül gebildet wird.
  • Lipophile Kontrastmittel können für die Lichtabsorption und für die Teilchenerwärmung als Öl-in-Wasser-Emulsionen mit Öltröpfchengrößen zwischen 5 und 10000 nm, bevorzugt zwischen 10 und 2000 nm und am meisten bevorzugt zwischen 50 und 500 nm, zubereitet werden. Sie können in einer pharmazeutisch annehmbaren wäßrigen Phase, wie zum Beispiel einer Phosphatgepufferten Salzlösung, suspendiert werden.
  • Lipophile Kontrastmittel können einzeln oder als Mischung von mehr als einem lipophilen Kontrastmittel als Öl-in-Wasser-Emulsionen zubereitet werden. Der Anteil eines einzelnen lipophilen Kontrastmittels in einer Mischung lipophiler Kontrastmittel kann mit 0,1% gering und mit 99,9% hoch sein.
  • Die Öl-in-Wasser-Emulsionstropfen kÖnnen ausschließlich aus Strahlung-absorbierenden Bestandteilen aufgebaut sein oder sie können andere lipophile Substanzen, die im Tropfen verteilt sind, einschließen. Diese Emulsionen können im Stand der Technik bekannte pharmazeutisch annehmbare Hilfsstoffe enthalten, einschließlich Lecithin, Phospholipide, wie zum Beispiel diejenigen, die von Larodan Lipids erhältlich sind, Tenside, wie zum Beispiel Tetronics und Pluronics, lipophile Zusatzstoffe, wie zum Beispiel Sesamöl, und jene Bestandteile, die normalerweise eingesetzt werden, um das isotonische Verhalten, den pH und die Osmolalität einzustellen und zu regulieren.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform können die Öl-in-Wasser-Emulsionstropfen auf Polyethylenoxid basierende Tenside, bevorzugt auf nichtionischem Polyethylenoxid basierende Tenside, enthalten. Diese Tenside können für die Öl-in-Wasser-Emulsionstropfen gegebenenfalls als Stabilisatoren wirken. Die Konzentration dieser Tenside kann von 0,0001% bis zu einer Menge von 25% der Emulsion, bevorzugt von 0,01% bis etwa 5%, betragen. Außerdem können sie bei der Behandlung mit Sauerstoff, zum Beispiel wenn sie dem Luftsauerstoff ausgesetzt werden, unter Bildung einer oder mehrerer Hydroperoxide reagieren.
  • Bevorzugte mit Vektoren reagierende Gruppen können ausgewählt werden aus Gruppen, die direkt mit einer Amin-Gruppe, wie zum Beispiel einer Epsilon-Amin-Gruppe im Lysin oder einer endständigen Amin-Gruppe in einem Protein oder Peptid, oder mit einer Sulfhydryl-Gruppe, wie zum Beispiel einer Cystein-Sulfhydryl-Gruppe, die gewöhnlich in einem Protein oder einem anderen biologischen Molekül vorkommen, reagieren, sie sind jedoch nicht darauf beschränkt. Beispiele solcher mit Proteinen reagierender Gruppen schließen aktive Halogen-haltige Gruppen, wie zum Beispiel Chlormethylphenyl-Gruppen, Chlormethylcarbonyl-Gruppen und Iodmethylcarbonyl-Gruppen; aktivierte, in 2-Position mit einer Abgangsgruppe substituierte Ethylsulfonyl- und Ethylcarbonyl-Gruppen, wie zum Beispiel 2-Chlorethylsulfonyl-Gruppen und 2-Chlorethylcarbonyl-Gruppen; Vinylsulfonyl-Gruppen; Vinylcarbonyl-Gruppen; Oxiranyl-Gruppen; Isocyanat-Gruppen; Isothiocyanat-Gruppen; Aldehyd-Gruppen; Aziridyl-Gruppen; Succinimidoxycarbonyl-Gruppen; aktivierte Acyl-Gruppen, wie zum Beispiel Carbonsäurehalogenid-Gruppen; Anhydrid-Gruppen; Thioester-Gruppen; Carbonate, wie zum Beispiel Nitrophenylcarbonate; Sulfonsäureester und -chloride; Phosphoramidate; Cyanurmonochloride und Cyanurdichloride; und andere Gruppen, von denen bekannt ist, daß sie in herkömmlichen Härtern für photografische Gelatine einsetzbar sind, ein.
  • Die oben aufgeführten mit Vektoren reagierenden Gruppen können mit einem Protein oder Vektor reagieren, das/der chemisch dahingehend modifiziert wurde, daß es/er reaktive Amin-Gruppen und Sulfhydryl-Gruppen enthält.
  • Amin-Gruppen können durch bekannte Techniken eingeführt werden, wie zum Beispiel durch Nitrierung einer aromatischen Gruppe, gefolgt von einer Reduktion, durch Umwandlung eines primären Amids in ein Amin mittels Reduktion, durch Umwandlung einer Hydroxyl-Gruppe eines Alkohols in einen Sulfonsäureester, gefolgt von einer Ersetzung mit einer Azid-Gruppe und einer nachfolgenden Reduktion zu einem Amin und dergleichen. Sulfhydryl-Gruppen können durch bekannte Techniken eingeführt werden, wie zum Beispiel durch Umwandlung einer Hydroxyl-Gruppe eines Alkohols in einen Sulfonsäureester, gefolgt von einer Ersetzung mit Natriumhydrosulfid, durch Amid-Bindungsbildung zwischen einer Amino-Gruppe eines Proteins und einer Carbonsäure-Gruppe eines acetylierten Cysteins unter Wasserabspaltung und unter Einsatz eines Carbodiimides als Reagenz und dergleichen.
  • Wenn außerdem ein Protein, Peptid, Peptoid oder eine peptidomimetische Substanz chemisch modifiziert werden kann, wie zum Beispiel durch teilweise Oxidation, wodurch eine Aldehyd-Gruppe oder eine Carbonsäure-Gruppe eingeführt wird, kann eine bevorzugte mit einem Vektor reagierende Gruppe ausgewählt werden aus einer Amino-, Aminoalkyl-, Aminoaryl-, Alkylamino-, Arylamino-, Hydrazin-, Alkylhydrazin-, Arylhydrazin-, Carbazid-, Semicarbazid-, Thiocarbazid-, Thiosemicarbazid-, Sulfhydryl-, Sulfhydrylalkyl-, Sulfhydrylaryl-, Hydroxy-, Carboxy-, Carboxyalkyl- und Carboxyaryl-Gruppe. Die Alkylreste der mit einem Protein reagierenden Gruppe können 1 bis etwa 20 Kohlenstoff-Atome enthalten und die Arylreste der mit einem Protein reagierenden Gruppe können etwa 6 bis etwa 24 Kohlenstoff-Atome enthalten.
  • Eine weitere bevorzugte mit einem Vektor reagierende Gruppe kann einen Rest eines Vernetzungsmittels umfassen. Ein einsetzbares Vernetzungsmittel kann mit einer funktionellen Gruppe, wie zum Beispiel einer Amin- oder Sulfhydryl- oder Carbonsäure-Gruppe oder Aldehyd-Gruppe, die in einem Verbindungsglied vorliegt, und mit einer funktionellen Gruppe, wie zum Beispiel einer Amin- oder Sulfhydryl- oder Carbonsäure-Gruppe oder Aldehyd-Gruppe, die in einem Vektor oder in einem chemisch modifizierten Protein oder biologischen Molekül, wie sie oben beschrieben wurden, vorliegt, reagieren. Die Reste bestimmter einsetzbarer Vernetzungsmittel, wie zum Beispiel difunktioneller Gelatine-Härter, Bisepoxide und Bisisocyanate, werden Teil eines Konjugates, d. h. eine Verbindungsgruppe in einem Konjugat, das im Ergebnis der Vernetzungsreaktion einer solchen vernetzenden mit einem Vektor reagierenden Gruppe mit einer Reporter-Einheit und/oder einer hydrophilen Polymer-Einheit, gebildet wird. Mit einem Vektor reagierende Gruppen, die von verschiedenen heterobifunktionellen Vernetzungsreagenzien abgeleitet sind, wie jenen, die im "Pierce Chemical Company Catalog and handbook – Protein Modification Section (1994/5)" aufgeführt sind, sind einsetzbar und nicht einschränkende Beispiele solcher Reagenzien schließen ein:
    Sulfo-SMCC: Sulfosuccinimidyl-4-(N-maleimidomethyl)cyclohexan-1-carboxylat
    Sulfo-SIAB: Sulfosuccinimidyl-(4-iodacetyl)aminobenzoat
    Sulfo-SMPB: Sulfosuccinimidyl-4-(p-maleimidophenyl)butyrat
    2-IT: 2-Iminothiolan
    SATA: N-Succinimidyl-S-acetylthioacetat.
  • Andere einsetzbare Vernetzungsmittel, zum Beispiel Katalysatoren, die verbraucht werden, erleichtern die Vernetzung, sind jedoch nicht im Endkonjugat vorhanden. Beispiele solcher Vernetzungsmittel sind Carbodiimid- und Carbamoylonium-Vernetzungsmittel, die in U.S. Patent 4,421,847 offenbart sind, und die dikationischen Ether gemäß U.S. Patent 4,877,724. Für diese Vernetzungsmittel muß einer der Reaktanten eine Carboxyl-Gruppe und der andere eine Amin- oder Sulfhydryl-Gruppe aufweisen. Das Vernetzungsmittel reagiert zuerst selektiv mit der Carboxyl-Gruppe, bevorzugt mit der Carboxyl-Gruppe eines Vektors, anschließend wird es während der Reaktion der "aktivierten" Carboxyl-Gruppe mit einem Amin, bevorzugt mit einer Amin-Gruppe eines Verbindungsgliedes, abgespalten, um zwischen dem Vektor und einem hydrophilen Polymer und/oder Reporter eine Amid-Bindung zu bilden, wodurch die Einheiten kovalent miteinander verbunden werden. Ein Vorteil dieser Heransgehensweise liegt darin, daß eine Vernetzung gleicher Moleküle z. B. Farbstoff mit Farbstoff, vermieden werden kann, während die Reaktion bifunktioneller Vernetzungsmittel nicht-selektiv ist, so daß unerwünschte vernetzte Moleküle erhalten werden können.
  • Weitere bevorzugte mit einem Vektor reagierende Gruppen schließen Semicarbazid; Thiocarbazid; Thiosemicarbazid; Isocyanat und Isothiocyanat; Vinylsulfonylalkyloxy, worin die Alkylen-Gruppe bevorzugt 2 bis 10 Kohlenstoff-Atome enthält; Vinylsulfonylalkylpoly(oxyalkyl)oxy, worin die Alkylen-Gruppe des Sulfonylalkyl-Restes bevorzugt 2 bis 10 Kohlenstoff-Atome enthält und worin die Alkylen-Gruppe des Polyoxyalkyl-Restes bevorzugt 2 bis 10 Kohlenstoff-Atome enthält, wobei dieser Poly(oxyalkyl)-Rest bevorzugt eine Poly(oxyethylen)-Gruppe oder eine Poly(oxyethylen)-Co-poly(oxypropylen)-Copolymer-Gruppe umfaßt, und das Polymer 2 bis etwa 100 Oxyalkylen-Monomer-Einheiten enthält; Amidoalkyloxy, worin die Alkylen-Gruppe bevorzugt 1 bis 10 Kohlenstoff-Atome enthält;
    Hydrazidalkyloxy, worin die Alkylen-Gruppe bevorzugt 1 bis 10 Kohlenstoff-Atome enthält;
    Azidocarbonylalkyloxy, worin die Alkylen-Gruppe bevorzugt 1 bis 10 Kohlenstoff-Atome enthält;
    Aryloxycarbonyloxyalkyloxy, worin die Alkylen-Gruppe bevorzugt 2 bis 10 Kohlenstoff-Atome enthält und die Aryl-Gruppe eine oben beschriebene Gruppe ist;
    Aryloxycarbonyl(polyoxyalkyl)oxy, worin die Aryl-Gruppe eine oben beschriebene Gruppe ist und die Alkylen-Gruppe des Polyoxyalkyl-Restes bevorzugt 2 bis 10 Kohlenstoff-Atome enthält und eine oben beschriebene Gruppe ist, wobei dieser Poly(oxyalkyl)-Rest bevorzugt eine Poly(oxyethylen)-Gruppe oder eine Poly(oxyethylen)-Co-poly(oxypropylen)-Copolymer-Gruppe umfaßt und das Polymer 2 bis etwa 100 OxyalkylenMonomer-Einheiten enthält; Triazine, wie zum Beispiel 4,6- Dichlortriazinyl-2-oxy(polyalkyloxy), 4-Alkoxy-6-chlor-2-triazinyloxy und 4-Alkoxy-6-chlor-2-triazinyl(polyoxyalkyl)oxy, worin die Alkyl-Gruppen der Alkoxy-Reste bevorzugt jeweils 2 bis 10 Kohlenstoff-Atome enthalten und die Alkylen-Gruppen der Polyoxyalkyl-Reste bevorzugt jeweils 2 bis 10 Kohlenstoff-Atome enthalten und worin ein solcher Poly(oxyalkyl)-Rest bevorzugt eine Poly(oxyethylen)-Gruppe oder eine Poly(oxyethylen)-Co-poly(oxypropylen)-Copolymer-Gruppe umfaßt, in der das Polymer 2 bis etwa 100 Oxyalkylen-Momomer-Einheiten umfaßt;
    Formylalkyl, worin die Alkyl-Gruppe bevorzugt 1 bis 10 Kohlenstoff-Atome enthält; Aminoalkyl, worin die Alkyl-Gruppe bevorzugt 1 bis 10 Kohlenstoff-Atome enthält;
    aktive Ester, zum Beispiel Succinimidoxycarbonyl;
    aktive Anhydride und gemischte Anhydride;
    aktive Carbonate, wie zum Beispiel Arylcarbonatoaryl, Alkylcarbonatoaryl, Arylcarbonatoalkyl und Alkylcarbonatoalkyl, worin die Alkyl-Gruppen bevorzugt 2 bis 10 Kohlenstoff-Atome enthalten und wie die oben beschriebenen Gruppen sind und worin die Aryl-Gruppen bevorzugt einen sechsgliedrigen Ring umfassen, der Elektronen-ziehende Substituenten, wie zum Beispiel Nitro und Halogen, und gegebenenfalls Wasserlöslichkeit verleihende Gruppen, wie zum Beispiel ein Sulfonat-Salz enthält;
    Sulfhydryl;
    Sulfhydrylalkyl, worin die Alkyl-Gruppe bevorzugt 1 bis 10 Kohlenstoff-Atome enthält;
    Thioalkylcarbonylaminoalkyloxy, worin die Alkylen-Gruppe des Thioalkylcarbonyl-Restes bevorzugt 1 bis 10 Kohlenstoff-Atome enthält und die Alkylen-Gruppe des Aminoalkyloxy-Restes bevorzugt 2 bis 10 Kohlenstoff-Atome enthält;
    Maleimidoalkylcarbonylaminoalkoxy, worin die Alkylen-Gruppe des Maleimidoalkylcarbonyl-Restes bevorzugt 1 bis 10 Kohlenstoff-Atome enthält und die Alkylen-Gruppe des Aminoalkyloxy-Restes bevorzugt 2 bis 10 Kohlenstoff-Atome enthält;
    Azid;
    Iodalkylcarbonylamino, worin die Alkylen-Gruppe 1 bis 10 Kohlenstoff-Atome enthält;
    Amidatoalkylamino, worin die Alkylen-Gruppe 1 bis 10 Kohlenstoff-Atome enthält; und
    Amidatoarylalkylamino, worin die Alkylen-Gruppe 1 bis 10 Kohlenstoff-Atome enthält und die Aryl-Gruppe eine oben beschriebene Gruppe ist, ein.
  • Es ist somit zu erkennen, daß die hydrophile Polymer-Einheit in den erfindungsgemäß verwendeten Sensibilisatoren und/oder Kontrastmitteln als Verbindungseinheit, als Vektor-Einheit und als ein Sensibilisator fungieren kann.
  • Die Reste des Vektors können mit den anderen Bestandteilen der Konjugate, die gemäß dieser Erfindung eingesetzt werden, über eine chemische Bindung oder eine Verbindungsgruppe verbunden sein. Bevorzugte Verbindungsgruppen können von den mit einem Vektor reagierenden Gruppen abgeleitet sein und daher Stickstoff-Atome in Gruppen, wie zum Beispiel Amino-, Imido-, Nitrilo- und Imino-Gruppen; Alkylen, das bevorzugt 1 bis 18 Kohlenstoff-Atome enthält, wie zum Beispiel Methylen, Ethylen, Propylen, Butylen und Hexylen, wobei dieses Alkylen gegebenenfalls durch 1 oder mehrere Heteroatome, wie zum Beispiel Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel oder Heteroatome enthaltende Gruppen unterbrochen ist; 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. Iminothiovarbonyl und Thiocarbonylimino; Thio; Dithio; Phosphat; Phosphonat; Urelen; Thiourelen; Urethan, d. h. Iminocarbonyloxy und Oxycarbonylimino; eine Aminosäure-Bindung, d. h. eine Gruppe
    Figure 01020001
    worin k = 1 ist und X1, X2, X3 unabhängig voneinander darstellen: H, Alkyl, das 1 bis 18, bevorzugt 1 bis 6 Kohlenstoff-Atome enthält, wie zum Beispiel Methyl, Ethyl und Propyl, wobei dieses Alkyl gegebenenfalls durch 1 oder mehrere Heteroatome, wie zum Beispiel Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel unterbrochen ist, substituiertes oder unsubstituiertes Aryl, das 6 bis 18, bevorzugt 6 bis 10 Kohlenstoff-Atome enthält, wie zum Beispiel Phenyl, Hydroxyiodphenyl, Hydroxyphenyl, Fluorphenyl und Naphthyl, Aralkyl, das bevorzugt 7 bis 12 Kohlenstoff-Atome enthält, wie zum Beispiel Benzyl, Heterocyclyl, das bevorzugt 5 bis 7 Ringkohlenstoff- und ein oder mehrere Heteroatome, wie zum Beispiel S, N, P oder O enthält, wobei Beispiele bevorzugter Heterocyclyl-Gruppen Pyridyl, Chinolyl, Imidazolyl und Thienyl sind; Heterocyclylalkyl, worin die Heterocyclyl- und Alkyl-Reste bevorzugt die eben beschriebenen Reste sind; oder eine Peptid-Bindung, d. h. eine Gruppe
    Figure 01020002
    worin k > 1 und jedes X unabhängig voneinander eine Gruppe, wie sie oben für X1, X2, X3 beschrieben wurde, darstellt, einschließen. Zwei oder mehrere Verbindungsgruppen können eingesetzt werden, wie zum Beispiel Alkylenimino und Iminoalkylen. Es wird in Erwägung gezogen, daß andere Verbindungsgruppen für den genannten Einsatz geeignet sind, wie zum Beispiel Verbindungsgruppen, die gewöhnlich zur heterobifunktionellen und homobifunktionellen Protein-Konjugation eingesetzt werden und die das oben beschriebene Vernetzungsverhalten zeigen. Besonders bevorzugte Verbindungsgruppen schließen Amino-Gruppen ein, die Thioharnstoff-Gruppen bilden, wenn sie mit dem Rest eines Farbstoffes über eine Isothiocyanat-Gruppe des Farbstoffes verbunden werden.
  • Die Verbindungsgruppen können verschiedene Substituenten enthalten, die die Kopplungsreaktion zwischen den verschiedenen Bestandteilen der Konjugate, die gemäß dieser Erfindung verwendet werden, nicht stören. Die Verbindungsgruppen können auch Substituenten enthalten, die eine solche Reaktion stören könnten, die jedoch während der Kopplungsreaktion durch geeignete im Stand der Technik bekannte Schutzgruppen von einem Eingriff abgehalten werden und die nach der Kopplungsreaktion durch eine geeignete Entfernung der Schutzgruppen wiederhergestellt werden. Die Verbindungsgruppen können auch Substituenten enthalten, die nach der Kopplungsreaktion eingeführt werden. Die Verbindungsgruppe kann mit Substituenten, wie zum Beispiel Halogenen, wie zum Beispiel F, Cl, Br oder I; einer Ester-Gruppe; einer Amid-Gruppe; Alkyl, das bevorzugt 1 bis etwa 18, besonders bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoff-Atome enthält, wie zum Beispiel Methyl, Ethyl, Propyl, i-Propyl, Butyl und dergleichen; substituiertem oder unsubstituiertem Aryl, das bevorzugt 6 bis etwa 20, besonders bevorzugt 6 bis 10 Kohlenstoff-Atome enthält, wie zum Beispiel Phenyl, Naphthyl, Hydroxyphenyl, Iodphenyl, Hydroxyiodphenyl, Fluorphenyl und Methoxyphenyl; substituiertem oder unsubstituiertem Aralkyl, das bevorzugt 7 bis etwa 12 Kohlenstoff-Atome enthält, wie zum Beispiel Benzyl und Phenylethyl; Alkoxy, worin der Alkyl-Rest bevorzugt 1 bis 18 Kohlenstoff-Atome, wie oben für Alkyl beschrieben, enthält; Alkoxyaralkyl, wie zum Beispiel Ethoxybenzyl; substituiertem oder unsubstituiertem Heterocyclyl, das bevorzugt 5 bis 7 Ringkohlenstoff- und Heteroatome, wie zum Beispiel S, N, P oder O enthält, wobei Beispiele bevorzugter Heterocyclyl-Gruppen Pyridyl, Chinolyl, Imidazolyl und Thienyl sind; einer Carboxyl-Gruppe; einer Carboxyalkyl-Gruppe, worin der Alkyl-Rest bevorzugt 1 bis 8 Kohlenstoff-Atome enthält; oder dem Rest eines Farbstoffes substituiert sein.
  • SDT und Bildgebung
  • Wenn ein sonodynamisches Therapeutikum, das einen Reporter enthält, verabreicht wird, hängt die verwendete Dosierung von der Verabreichunsgweise, der Art des mittels Bildgebung darzustellenden Zustandes, der Größe und Art des Patienten, der Art des Bildgebungsverfahrens und der Beschaffenheit des Reporters ab. Wenn der Reporter ein nicht radioaktives Metallion ist, sind im allgemeinen Dosierungen von 0,001 bis 5,0 mmol des chelatisierten bildgebenden Metallions pro Kilogramm Körpergewicht des Patienten wirksam, um ausreichende Kontrastverstärkungen zu erzielen. Für die meisten MRI-Anwendungen liegen bevorzugte Dosierungen des bildgebenden Metallions im Bereich von 0,02 bis 1,2 mmol/kg Körpergewicht, während für Röntgen-Anwendungen Dosierungen von 0,05 bis 2,0 mmol/kg im allgemeinen wirksam sind, um eine Röntgen-Abschwächung zu erzielen. Bevorzugte Dosierungen für die meisten Röntgen-Anwendungen betragen von 0,1 bis 1,2 mmol der Lanthanid- oder Schwermetallverbindung/kg Körpergewicht.
  • Wenn der Reporter ein Radionuklid ist, sind normalerweise Dosierungen von 0,01 bis 100 mCi, bevorzugt 0,1 bis 50 mCi, pro 70 kg Körpergewicht ausreichend. Wenn der Reporter ein superparamagnetisches Teilchen ist, entspricht die Dosierung normalerweise 0,5 bis 30 mg Fe/kg Körpergewicht. Wenn der Reporter ein Gas oder eine Gas-erzeugende Substanz ist, z. B. in einem Mikroballon, entspricht die Dosierung normalerweise 0,05 bis 100 μl Gas pro 70 kg Körpergewicht.
  • Wenn der Reporter ein Licht absorbierendes Chromophor ist, liegt die Dosierung normalerweise im Bereich von 0,001 mmol Chromophor/kg bis 2,0 mmol Chromophor/kg Körpergewicht, wenn auf eine Absorptivität von 100.000 normalisiert wird. In Abhängigkeit vom Verabreichungsweg des Kontrastmittels kann die Dosierung um bis zu vier Größenordnungen nach unten angepaßt werden. Wenn zum Beispiel das Mittel direkt in das erkrankte Gewebe injiziert werden würde oder wenn es topisch auf das erkrankte Gewebe, wie zum Beispiel Endometriose-Gewebe, aufgetragen werden würde, könnten Dosierungsbereiche, die für das gesamte Körpergewicht berechnet wurden, in Abhängigkeit von der Größe oder dem Gewicht oder der Ausdehnung des erkrankten Gewebes im Verhältnis zum gesamten Körper wesentlich verringert werden.
  • Die einen Reporter enthaltenden sonodynamischen Therapeutika, die erfindungsgemäß eingesetzt werden, können auf jedem geeigneten Weg, z. B. durch Injektion oder Infusion in die Muskulatur, das Tumorgewebe oder das Gefäßsystem, subkutan oder interstitiell, durch Verabreichung in eine sich nach außen öffnende Körperhöhle (z. B. in den Verdauungstrakt (z. B. 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 Anwendung) oder durch topische Anwendung auf einer Operationsstelle verabreicht werden. Die direkte Injektion in einen Tumor ist ein bevorzugter Verabreichungsweg.
  • Im allgemeinen ist jedoch eine parenterale Verabreichung, z. B. einer Lösung oder Dispersion, die das einen Reporter enthaltende sonodynamische Therapeutikum enthält, bevorzugt.
  • Die verwendeten Verabreichungsformen können beliebige herkömmlicherweise zur Verabreichung von Medikamenten eingesetzte Formen sein, z. B. Lösungen, Suspensionen, Dispersionen, Sirupe, Pulver, Tabletten, Kapseln, Sprays, Cremes, Gele etc.
  • Das einen Reporter enthaltende sonodynamische Therapeutikum kann, wenn es wasserlöslich ist, in Form einer wäßrigen Lösung verabreicht werden. Alternativ und in vielen Fällen bevorzugt kann der Sensibilisator oder das Kontrastmittel in Teilchenform vorliegen, z. B. in Form flüssiger Tropfen aus einem Sensibilisator oder Kontrastmittel oder enthaltend einen Sensibilisator oder ein Kontrastmittel (z. B. in Lösung in einer mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit) oder in Form fester oder halbfester Teilchen, die aus dem Sensibilisator oder Kontrastmittel bestehen, einen Sensibilisator oder ein Kontrastmittel enthalten oder mit einem Sensibilisator oder Kontrastmittel beschichtet sind. Diese letzte Kategorie schließt Vesikel (z. B. Liposome, Mizellen oder Mikroballons), die den Sensibilisator oder das Kontrastmittel enthalten, ein.
  • Wenn das einen Reporter enthaltende sonodynamische Therapeutikum teilchenförmig ist, sind die anderen Teilchenbestandteile, z. B. die die Matrix oder Membran bildenden Bestandteile, die Beschichtungsmittel, Kontrastmittel, Lösungsmittel, Gase oder Gas-erzeugenden Mittel etc. geeigneterweise Materialien, die bei den verwendeten Dosierungen physiologisch annehmbar sind. Die Bildung von Tropfen, beschichteten Teilchen, zusammengesetzten Teilchen, Vesikeln etc. ist in der Literatur ausreichend beschrieben, speziell mit Bezug auf die Herstellung und Zubereitung von Medikamenten und Kontrastmitteln (z. B. Ultraschall-Kontrastmitteln).
  • Sonodynamische Therapeutika, die einen Reporter enthalten, können auf oralem Weg zur Absorption über die Magenschleimhaut, den Dünndarm und den Dickdarm verabreicht werden, siehe zum Beispiel Carrier-mediated intestinal transport of drugs, Tsuji, A.; Tamai, I., Pharmaceutical Research (New York) Bd. 13, Nr. 7, S. 963–977, 1996; Oral protein drug delivery, Wang, Wei, J. Drug Targeting Bd. 4, Nr. 4, 1996, S. 195–232; Improved passive oral drug delivery via pro-drugs, 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, Naik, S. R.; Shanbhag, V., Indian Drugs, Bd. 30, Nr. Sep 1993, S. 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, Kap. 40 und Bezugnahmen darin, (S. 731–753), Teil 8, alle Kap. (S. 1355–1644); The Extra Pharmacopoeia, Martindale, 29. Auflage, The Pharmaceutical Press, London, 1989.
  • Die Verabreichung von Arzneimitteln und anderen Mitteln auf oralem Weg ist aufgrund einer erhöhten Kooperationsbereitschaft der Patienten (bei wiederholter Gabe) und der Einfachheit in der Anwendung oft bevorzugt. Es ist im Stand der Technik bekannt, daß nicht jedes über diesen Weg aufgenommene Mittel bioverfügbar ist, das heißt, daß nicht alle Moleküle 1) in der Umgebung des Darms chemisch stabil sind, 2) zur Absorption in das Blut/die Lymphe durch die Membranen des Verdauungstraktes transportierbar sind und 3) selbst wenn sie übergehen, aufgrund metabolischer Prozesse innerhalb des Darms oder möglicher Löslichkeitsprobleme aktiv sind etc. Es ist jedoch im Stand der Technik auch bekannt, daß eine Veränderung der Molekülstruktur, durch die die relative Hydrophobie des Moleküls (d. h. der Verteilungskoeffizient zwischen Octanol und Wasser; log(P)) auf einen bevorzugten Bereich eingestellt wird, die orale Verfügbarkeit des Mittels erhöhen kann.
  • Mittel können auch über Körperhöhlen, wie zum Beispiel den Mund, das Rektum, die Vagina, die Bauchhöhle (z. B. intraperitoneale Injektion) etc., sowie topisch, intramuskulär, subkutan. und pulmonal verabreicht werden. Alle bekannten Verabreichungswege für Arzneimittel und sonstige Mittel an Säugetiere werden erfindungsgemäß in Betracht gezogen.
  • Das einen Reporter enthaltende sonodynamische Therapeutikum kann vor oder während der SDT in das Gefäßsystem injiziert werden. Zur Detektion von Lymphknoten kann es in einen Lymphkanal injiziert werden, der in das Zielgebiet für die SDT mündet. Alternativ kann es während der SDT in Form einer topischen Salbe, einer Flüssigkeit oder eines Sprays aufgebracht werden.
  • Die Dosierung der einen Reporter enthaltenden sonodynamischen Therapeutika in den erfindungsgemäßen Verfahren hängt von dem behandelten Zustand und den eingesetzten Materialien und Bildgebungsverfahren ab, im allgemeinen liegt sie jedoch in der Größenordnung von 1 pmol/kg bis 1 mmol/kg Körpergewicht.
  • Die einen Reporter enthaltenden sonodynamischen Therapeutika zur Anwendung in der vorliegenden Erfindung können mit herkömmlichen pharmazeutischen und veterinärmedizinischen Hilfsmitteln zubereitet werden, zum Beispiel mit Emulgatoren, Fettsäureestern, Gelierungsmitteln, Stabilisatoren, Antioxidantien, Mitteln zur Einstellung der Osmolalität, Puffern, Mitteln zur Einstellung des pH etc., und sie können in einer Form vorliegen, die zur parenteralen oder enteralen Verabreichung, zum Beispiel zur Injektion oder Infusion oder zur direkten Verabreichung in eine Körperhöhle, die einen Zugang nach Außen aufweist, zum Beispiel in den Gastrointestinaltrakt, die Blase oder den Uterus, geeignet ist. Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können somit in herkömmlichen pharmazeutischen Darreichungsformen vorliegen, zum Beispiel als Tabletten, Kapseln, Pulver, Lösungen, Suspensionen, Dispersionen, Sirupe, Zäpfchen etc. Lösungen, Suspensionen und Dispersionen in physiologisch annehmbaren Trägermedien, zum Beispiel in Wasser zur Injektion, sind jedoch im allgemeinen bevorzugt.
  • Für einige Bereiche des Körpers ist die parenterale Verabreichung der Sensibilisatoren, z. B. die intravenöse Verabreichung, am meisten bevorzugt. Parenterale Darreichungsformen, z. B. intravenös zu applizierende Lösungen oder Dispersionen, sollten steril und frei von physiologisch unverträglichen Mitteln sein und sie sollten eine geringe Osmolalität aufweisen, um Irritationen oder andere nachteilige Wirkungen infolge der Verabreichung zu vermeiden, und daher sollte die verabreichte Zusammensetzung bevorzugt isotonisch oder leicht hypertonisch sein. Geeignete Vehikel schließen wäßrige Vehikel, die üblicherweise zur Verabreichung parenteral zu applizierender Lösungen oder Dispersionen eingesetzt werden, wie zum Beispiel eine Natriumchlorid-Injektion, Ringer-Injektion, Dextrose-Injektion, Dextrose- und Natriumchlorid-Injektion, Ringer-Lactat-Injektion und andere Lösungen, die in Remington's Pharmaceutical Sciences, 15. Aufl., Easton: Mack Publishing Co., S. 1405–1412 und 1461–1487 (1975) und The National Formulary XIV, 14. Aufl. Washington: American Pharmaceutical Association (1975) beschrieben sind, ein. Die Lösungen oder Dispersionen können Konservierungsmittel, antimikrobielle Mittel, Puffer und Antioxidantien, die herkömmlicherweise für parenteral zu applizierende Lösungen eingesetzt werden, Hilfsstoffe und andere Zusätze, die mit den Sensibilisatoren oder Kontrastmitteln vereinbar sind und die Herstellung, die Lagerung und den Einsatz nicht beeinträchtigen, enthalten.
  • Die sonodynamische Therapie kann durchgeführt werden, indem der Patient mit einer wirksamen Dosis an akustischer Ultraschallenergie, wie in der Literatur beschrieben, behandelt wird. Im allgemeinen schließt das die Behandlung mit fokussiertem Ultraschall ein, z. B. mit einer Leistung von 0,1 bis 20 Wcm–2, bevorzugt 4 bis 12 Wcm–2, einer Frequenz von 0,01 bis 10,0 MHz, bevorzugt 0,1 bis 5,0 MHz, insbesondere 0,01 bis 2,2 MHz, für eine Zeitdauer von 10 Millisekunden bis 60 Minuten, bevorzugt 1 Sekunde bis 2 Minuten. Insbesondere bevorzugt wird der Patient mit Ultraschall einer akustischen Leistung von 5 mW bis 10 W mit einer Grundfrequenz von 0,01 bis 1,2 MHz und einer entsprechenden zweiten harmonischen Frequenz behandelt, da das die Behandlung, die notwendig ist, um eine zytopathogene Wirkung zu erzielen, reduziert (siehe zum Beispiel Umemura et al. 1995, IEEE Ultrasonics Symposium, Seiten 1567–1570, Umemura et al., IEEE Trans. Ultrasonics, Ferroelectrics and Freq. Control 43: 1054–1062 (1996) und Kawabara et al. Ultrasonics Sonochemistry 3: 1–5 (1996)). Gegebenenfalls kann der Ultraschall über den Behandlungszeitraum im Dauerstrich- oder gepulsten Modus angewendet werden.
  • Der Sensibilisator, der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann ein einzelnes Sensibilisator-Material oder eine Vielzahl Sensibilisator-Materialien, die oben beschrieben wurden, enthalten. Wenn eine Vielzahl Sensibilisator-Materialien verwendet wird, können diese separat, nacheinander oder gleichzeitig verabreicht werden. Der Sensibilisator kann gleichfalls einen weiteren Bestandteil enthalten, der in einem diagnostischen Bildgebungsverfahren detektierbar ist, z. B. Kontrastmittel, wie zum Beispiel Gas enthaltende Vesikel, lösliche oder unlösliche paramagnetische Metall- oder Metallradionuklid-Chelate oder iodierte organische Röntgen-Kontrastmittel, superparamagnetische Teilchen (z. B. Nanopartikel) etc. auch solche Kontrastmittel können separat, nacheinander oder gleichzeitig verabreicht werden.
  • Es wurde auch erkannt, daß teilchenförmige Materialien, d. h. feste Teilchen oder flüssige Tropfen, als Sensibilisatoren in der SDT eingesetzt werden können, und das bildet einen weiteren Aspekt der Erfindung. Daher ist ein Verfahren zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers (z. B. eines gefäßdurchzogenen Säugetier-, Vogel- oder Reptilienkörpers) mittels sonodynamischer Therapie von Interesse, in dem ein Sensibilisator dem genannten Körper verabreicht wird und der genannte Körper mit Ultraschall behandelt wird, um an einer darin befindlichen Stelle (z. B. einem Tumor) eine zytopathogene Wirkung zu erzielen, worin der genannte Sensibilisator ein physiologisch annehmbares Material ist, das feste Teilchen oder flüssige Tropfen enthält.
  • In diesem Verfahren sind die Teilchen bevorzugt fest und weisen insbesondere bevorzugt eine mittlere Teilchengröße von 5 nm bis 12 μm auf, wobei die obere Grenze dieses Bereiches im wesentlichen nur im Fall von deformierbaren festen Teilchen einsetzbar ist. Stärker bevorzugte Teilchengrößen liegen im Bereich von 100 nm bis 5 μm. Die Teilchen müssen nicht, sind jedoch bevorzugt mit einem wasserlöslichen Polymermaterial assoziiert, indem z. B. ein solches Material an die Oberfläche der Teilchen gebunden oder assoziiert ist oder indem es in einem wäßrigen Dispersionsmedium für die Teilchen gelöst ist. Die Teilchen schließen bevorzugt ein chromophores Material, z. B. eine oben beschriebene Farbstoff-Verbindung, z. B. ein Cyanin, Phthalocyanin, Naphthalocyanin, Triphenylmethan oder Porphyrin, ein oder sie bestehen bevorzugt aus einem solchen chromophoren Material, sie müssen ein solches Material jedoch nicht einschließen bzw. nicht aus einem solchen Material bestehen.
  • Gegebenenfalls können die Teilchen ein iodiertes Röntgen-Kontrastmittel, z. B. eine wasserunlösliche feste oder flüssige Verbindung, die eine Triiodphenyl-Gruppe enthält, und superparamagnetische Teilchen des Typs, der als MR-Kontrastmittel vorgeschlagen wird, enthalten oder aus einem solchen iodierten Röntgen-Kontrastmittel und superparamagnetischen Teilchen bestehen.
  • Solche Teilchen können, falls gewünscht, an oben beschriebene Vektor-Einheiten gekoppelt sein, um die Teilchen aktiv an die mit der SDT zu behandelnden Stelle zu führen.
  • Daher kann der Sensibilisator ein physiologisch annehmbares Material, das feste Teilchen oder flüssige Tropfen enthält, für die Herstellung einer Sensibilisator-Zusammensetzung zur Anwendung in einem sonodynamischen Therapieverfahren umfassen.
  • Es wurde auch erkannt, daß Phthalocyanine und analoge Aryl-Verbindungsglied-Aryl-Chromophore (worin das "Verbindungsglied" eine mehrfach ungesättigte Kohlenstoffkette mit alternierenden Einfach- und Mehrfach-Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen ist, die gegebenenfalls angefügte oder eingefügte ringförmige Substituenten aufweist), die hierin als Phthalocyaninoide bezeichnet werden, für den Einsatz als Sensibilisatoren in der SDT besonders geeignet sind. Daher ist auch ein Verfahren zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers (z. B. eines gefäßdurchzogenen Säugetier-, Vogel- oder Reptilienkörpers) mittels sonodynamischer Therapie möglich, in dem ein Sensibilisator dem genannten Körper verabreicht wird und der genannte Körper mit Ultraschall behandelt wird, um an einer darin befindlichen Stelle (z. B. einem Tumor) eine zytopathogene Wirkung zu erzielen, worin der Sensibilisator eine physiologisch annehmbare Phthalocyanin- oder Phthalocyaninoid-Verbindung, bevorzugt eine Verbindung, die eine oben definierte wasserlösliche Polymer-Einheit und/oder eine lipophile Gruppe umfaßt, ist.
  • Daher kann der Sensibilisator eine physiologisch annehmbare Phthalocyanin- oder Phthalocyaninoid-Verbindung umfassen, bevorzugt eine Verbindung, die eine oben definierte wasserlösliche Polymer-Einheit und/oder eine lipophile Gruppe umfaßt.
  • Es wurde auch erkannt, daß Cyanine und analoge Aryl-Verbindungsglied-Aryl-Chromophore (worin das "Verbindungsglied" eine mehrfach ungesättigte Kohlenstoff kette mit alternierenden Einfach- und Mehrfach-Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen ist, die gegebenenfalls angefügte oder eingefügte ringförmige Substituenten aufweist), die hierin als Cyaninoide bezeichnet werden, für den Einsatz als Sensibilisatoren in der SDT besonders geeignet sind. Daher ist auch ein Verfahren zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers (z. B. eines gefäßdurchzogenen Säugetier-, Vogel- oder Reptilienkörpers) mittels sonodynamischer Therapie möglich, in dem ein Sensibilisator dem genannten Körper verabreicht wird und der genannte Körper mit Ultraschall behandelt wird, um an einer darin befindlichen Stelle (z. B. einem Tumor) eine zytopathogene Wirkung zu erzielen, worin der Sensibilisator eine physiologisch annehmbare Cyanin- oder Cyaninoid-Verbindung, bevorzugt eine Verbindung, die eine oben definierte wasserlösliche Polymer-Einheit und/oder eine lipophile Gruppe umfaßt, ist.
  • Daher kann der Sensibilisator eine physiologisch annehmbare Cyanin- oder Cyaninoid-Verbindung umfassen, bevorzugt eine Verbindung, die eine oben definierte wasserlösliche Polymer-Einheit und/oder eine lipophile Gruppe umfaßt.
  • Darüber hinaus wurde, wie oben beschrieben, erkannt, daß die SDT-Behandlung dazu genutzt werden kann, ein Kontrastmittel, das ein freies Radikal bilden kann, zu aktivieren, z. B. indem eine Radikalvorstufe in ein freies Radikal (bevorzugt ein beständiges freies Radikal mit einer Halbwertzeit im Körper des Patienten von mindestens 1 Minute) umgewandelt wird. Solche freien Radikale können in Bildgebungsverfahren, wie zum Beispiel MRI, Overhauser-MRI und ESR-Bildgebung, als den Bildkontrast verstärkende Mittel fungieren. Beispiele für Mittel, die auf diesem Weg aktiviert werden können, schließen Trityle, insbesondere die OMRI-Mittel, die in den Patentveröffentlichungen von Nycomed Innovation und Hafslund Nycomed Innovation offenbart sind, ein. Somit ist auch ein Verfahren zu Erzeugung eines Abbildes eines menschlichen oder nicht-menschlichen tierischen Körpers möglich, das die Verabreichung eines physiologisch annehmbaren Materials an den genannten Körper und die Erzeugung eines Abbildes mindestens eines Teiles des genannten Körpers, in den das genannte Material gelangt, umfaßt, wobei eine Bildgebungstechnik, die für das Vorliegen freier Radikale empfindlich ist, eingesetzt wird und als das genannte Material eine Vorstufe freier Radikale verwendet wird und der genannte Körper mit Ultraschall einer Leistung und Frequenz, die ausreichend ist, um aus der genannten Vorstufe freie Radikale zu erzeugen, behandelt wird.
  • Daher ist es möglich, die Verwendung einer physiologisch annehmbaren Vorstufe freier Radikale zur Herstellung einer Kontrastmittelzusammensetzung für den Einsatz in einem Behandlungs- oder Diagnoseverfahren zur Verfügung zu stellen, das die Verabreichung der genannten Zusammensetzung und nachfolgend die Erzeugung freier Radikale aus der genannten Vorstufe durch Anwendung von Ultraschall einschließt.
  • Dieses Verfahren stellt einen Weg zur Verfügung, mit dem die SDT abgebildet werden kann, da die zytopathogenen Wirkungen der SDT in den Bereichen auftreten, in denen die freien Radikale erzeugt werden, und da die freien Radikale eine Veränderung (d. h. eine Verstärkung) der Bildteile bewirken, die den Stellen entsprechen, an denen die SDT stattfindet.
  • Neben Tritylen und den anderen oben genannten Radikalen können die für die Bildveränderung verantwortlichen Radikale Chromophore, wie zum Beispiel Cyanine, Azo-Farbstoffe, Porphyrine etc. oder andere SDT-Sensibilisator-Verbindungen sein.
  • 1 stellt einen Vergleich der Wirkungen von Ultraschall auf Suspensionen von HL-60-Zellen in Abwesenheit und in Anwesenheit von Chloraluminiumphthalocyanintetrasulfonat dar. Das wird nachfolgend detaillierter beschrieben.
  • 2A ist ein Diagramm, das die Daten der biologischen Verteilung des Kontrastmittels Polymer 3 (NC100448) im Vergleich zu Indocyanin-Grün als Kontrolle in weiblichen immundefizienten Mäusen, die HT-29-Tumore aufweisen, eine Stunde nach der intravenösen Injektion einer Phosphat-gepufferten Salzlösung beider Substanzen zeigt. Polymer 3 wird im Tumor detektiert; die Kontrollverbindung wird nur in vernachlässigabarem Umfang detektiert.
  • 2B ist ein Diagramm, das die Daten der biologischen Verteilung des Kontrastmittels Polymer 3 (NC100448) im Vergleich zu Indocyanin-Grün als Kontrolle in weiblichen immundefizienten Mäusen, die HT-29-Tumore aufweisen, drei Stunden nach der intravenösen Injektion einer Phosphatgepufferten Salzlösung beider Substanzen zeigt. Polymer 3 wird im Tumor detektiert; die Kontrollverbindung wird nur in vernachlässigbarem Umfang detektiert. Im Vergleich zu 2A hat sich die Konzentration des Kontrastmittels im Tumor erhöht, während die Konzentration im Blut abgenommen hat.
  • Die Erfindung wird nun anhand der folgenden nicht beschränkenden Beispiele weiter beschrieben.
  • Der hierin mit Bezug auf eine Verbindung verwendete Ausdruck "der Luft ausgesetzt" bedeutet, daß es Luft, die Sauerstoff, der ein bekanntes Oxidationsmittel ist und der bekanntermaßen in der Lage ist, mit Poly(alkylenoxiden) Hydroperoxide zu bilden, als Gasbestandteil der Luft in einer Menge von 1% bis etwa 99% und bevorzugt von etwa 15% bis etwa 25% umfaßt, erlaubt wird, in chemischen Kontakt mit der genannten Verbindung zu kommen, so daß mindestens eine Oxidationsreaktion ermöglicht wird. Wenn es zum Beispiel dem Sauerstoff erlaubt wird, mit einer Poly(ethylenoxid)-haltigen Verbindung, die sich wiederholende Einheiten -(O-CH2-CH2)n- umfaßt, worin n eine ganze Zahl ist, die die Anzahl solcher sich wiederholender Einheiten im Polymer oder Oligomer darstellt, oder n eine Zahl ist, die das durchschnittliche Molekulargewicht der Poly(ethylenoxid)-Einheit darstellt, zu reagieren, dann würde eine der Luft ausgesetzte Poly(ethylenoxid)-haltige Verbindung mindestens eine Einheit -(O-CH(OOH)-CH2)- enthalten und das restliche Polymer würde n – 1 oder weniger Einheiten -(O-CH2-CH2)- umfassen. In dieser Hinsicht kann eine einzelne oxidierte der Luft ausgesetzte Poly(ethylenoxid)-Einheit als -(O-CH2-CH2)a-(O-CH(OOH)-CH2)b-(O-CH2-CH2)c- geschrieben werden, worin a + b + c = n und b = 1 ist. Wenn mehr als eine Oxidation zu einem Peroxid vorliegt, dann ist b > 1 und die b-Einheiten -(O-CH(OOH)-CH2)- können zufällig zwischen den n – b-Einheiten -(O-CH2-CH2)- verteilt sein. In gleicher Weise können Polymere, die Poly(propylenoxid) umfassen, durch die in ihnen enthaltenen sich wiederholenden Einheiten -(O-CH(CH3)-CH2)- dargestellt werden und Polymere, die der Luft ausgesetztes Poly(propylenoxid) umfassen, enthalten mindestens eine Hydroperoxid-Einheit, die als -(O-C(CH3)(OOH)-CH2)- oder -(O-CH(CH3)-CH(OOH))- dargestellt werden kann. In ein Poly(alkylenoxid)-haltiges Polymer kann mehr als eine Hydroperoxid-Einheit eingeführt werden. In den obigen Erläuterungen kann b im Bereich von 1 bis n/5, bevorzugt von 1 bis etwa n/10, liegen, wobei n > 10 ist.
  • Beispiel 1
  • Herstellung eines Copolymers aus PEG3400-α,ω-diamin und Aluminium(III)phthalocyanintetrasulfonylchlorid mit aerober Aufarbeitung
  • PEG3400-α,ω-diamin (Shearwater Polymers, Huntsville, AL; 0,391 g, 0,115 mmol) wurde unter Rühren mit einem Magnetrührer in Pyridin (75 ml) gelöst. Etwa 50 ml Pyridin wurden unter Stickstoff auf einem Ölbad bei 120–130° abdestilliert, um die Reaktionsmischung zu entwässern, die Lösung wurde auf Umgebungstemperatur gekühlt und Aluminium(III)phthalocyanintetrasulfonylchlorid (0,111 g, 0,115 mmol, hergestellt aus der korrespondierenden Säure, Porphyrin Products, Logan, UT) wurde zugefügt. Die Reaktionsmischung wurde für 18 Stunden bei 20°C gerührt und dann für 30 Minuten unter Rückfluß erwärmt. Anschließend wurde das Lösungsmittel mit einem Rotationsverdampfer bei 40°C entfernt, der Produktrückstand wurde in mit Luft gesättigtem Wasser verteilt und die Mischung wurde an der Luft unter Vakuum filtriert. Die filtrierte Lösung wurde dann in Gegenwart von Luft und fluoreszierendem Umgebungslicht nacheinander durch eine Säule, die ein stark saures Ionenaustauscherharz enthielt, und durch eine Säule, die ein stark basisches (Na-Form) Ionenaustauscherharz enthielt, geleitet, um die sauren Gruppen im Produkt in ihre Natriumsalze zu überführen. Lösliche Bestandteile mit niedrigem Molekulargewicht wurden mittels Diafiltration durch eine Membran für das Molekulargewicht 10.000 (Amicon, Beverly, MA) gegen mit Luft gesättigtes Wasser entfernt. Der tiefblaue flüssige Rückstand wurde in einem Rotationsverdampfer bei Temperaturen unterhalb von 40° destilliert, wodurch ein dunkelblauer Feststoff (0,09 g) erhalten wurde. Das feste Produkt wurde der Luft ausgesetzt. Eine Größenausschluß-HPLC-Analyse zeigte, daß das Produkt ein durchschnittliches Molekulargewicht von 150000 und einen Wert λmax von 667 nm (Wasser) aufwies. Wenn eine Lösung dieses Materials in einer sterilen Phosphat-gepufferten Salzlösung gelöst wurde und weiblichen immundefizienten Mäusen mit HT-29-Tumoren injiziert wurde, wurden nach einer Stunde 4% der injizierten Dosis im Tumor lokalisiert.
  • Beispiel 2
  • Herstellung eines Copolymers aus PEG3400-α,ω-diamin und Aluminium(III)phthalocyanintetrasulfonylchlorid
  • Eine Lösung von PEG-3.400-bisamin (erhältlich von Shearwater Polymers, Inc.) in Pyridin wird mit festem Aluminium(III)phthalocyanintetrasulfonylchlorid behandelt, das durch Einwirkung von Thionylchlorid auf Aluminium(III)phthalocyanintetrasulfonatchlorid (erhältlich von Porphyrin Products) hergestellt wurde, und die Reaktionslösung wird bei Umgebungstemperatur unter Stickstoff gerührt bis sich der Feststoff gelöst hat und anschließend für weitere vierundzwanzig Stunden gerührt. Die resultierende Produktmischung wird in das zehnfache Volumen eines Endotoxin-freien Eiswassers gegeben, die resultierende Mischung wird filtriert und der polymere Reaktionsbestandteil wird mittels Ultrafiltration unter Einsatz einer Trennmembran (cut-off-Membran) für das Molekulargewicht 10.000 gereinigt, wodurch das Volumen um das zehnfache verringert wird, gefolgt von einer Diafiltration unter Einsatz einer sterilen Phosphat-gepufferten Salzlösung als Medium für die Diafiltration. Nachdem zehn Volumen-Einheiten aufgefangen wurden, wird das polymere Produkt mit Sauerstoff behandelt, indem sterile Luft für eine Stunde durch die Lösung geleitet wird. Die Lösung des Reaktionsproduktes wird anschließend durch einen sterilen 0,2 μm Spritzenfilter filtriert. Ein Bolus dieser Lösung wird einer weiblichen immundefizienten Maus mit einem HT-29-Tumor in der Flanke injiziert. Die Konzentration des Farbstoffes im Blut wird mittels Absorptionsspektroskopie verfolgt. Nachdem sich die Konzentration des Farbstoffes im Blut auf weniger als 1% der injizierten Dosis verringert hat, wird das Tumorgewebe für eine ausreichende Zeit mit kontinuierlicher und gegebenenfalls gepulster Ultraschallenergie einer räumlich-zeitlichen durchschnittlichen Signalintensität (SPTA) von 100 mW/cm2 behandelt, um eine Verringerung der Wachstumsgeschwindigkeit des Tumors zu bewirken.
  • Beispiel 3
  • Herstellung eines Copolymers aus Ethylen-1,2-diamin und Aluminium(III)phthalocyanintetrasulfonylchlorid mit aerober Aufarbeitung
  • Dieses Material wurde durch das Verfahren, das auch im obigen Beispiel 2 eingesetzt wurde, hergestellt, jedoch wurde anstelle des PEG3400-α,ω-diamins Ethylendiamin (Aldrich, 0,0058 g, 0,10 mmol) eingesetzt. Die wäßrige Lösung des Produktes wurde durch eine Membran für das Molekulargewicht 500 diafiltriert und die erhaltene dunkelblaue Lösung wurde mittels Ionenaustauscher in das Natriumsalz überführt und abgedampft, wodurch ein dunkelblauer Feststoff (0,10 g) erhalten wurde.
  • Beispiel 4
  • Herstellung eines Copolymers aus PEG5000-α,ω-diamin und Aluminium(III)phthalocyanintetrasulfonylchlorid mit aerober Aufarbeitung
  • Das eingesetzte Verfahren ist mit dem im obigen Beispiel 2 beschriebenen Verfahren zur Copolymerisation unter Beteiligung von PEG3400-α,ω-diamin vergleichbar. In diesem Fall wurden jedoch die folgenden Reagenzien und Mengen eingesetzt: PEG5000-α,ω-diamin (Shearwater Polymers, Huntsville, AL; 2,50 g, (0,50 mmol); Pyridin (50 ml, von denen etwa 30 ml durch Destillation entfernt wurden; und Aluminium(III)phthalocyanintetrasulfonylchlorid (0,10 g, 0,10 mmol). Die Reaktionsmischung wurde unter Rückfluß und unter Stickstoff für 30 Minuten erwärmt und anschließend wurde das Lösungsmittel entfernt. Die Diafiltration wurde gegen mit Luft gesättigtes Wasser unter Einsatz einer Membran für das Molekulargewicht 10.000 durchgeführt. Das Retentat wurde mittels Ultrafiltration konzentriert und restliches Wasser wurde unter Einsatz eines Rotationsverdampfers entfernt, wodurch ein an Luft dunkelblauer Feststoff (0,08 g) erhalten wurde. Er wies einen Wert λmax von 676 nm (Wasser) auf. Wenn eine Lösung dieser Verbindung in einer Phosphatgepufferten Salzlösung weiblichen immundefizienten Mäusen mit HT-29-Tumoren injiziert wurde, wurden nach einer Stunde 2,5% der injizierten Dosis im Tumor lokalisiert.
  • Beispiel 5
  • Herstellung eines Copolymers aus Melamin und Aluminium(III)phthalocyanintetrasulfonylchlorid mit aerober Aufarbeitung
  • Aluminium(III)phthalocyanintetrasulfonylchlorid (0,10 g, 0,10 mol) wurde zu Dimethylformamid (1 ml), das N,N-Diisopropyl-N-ethylamin (0,1 ml, 0,57 mmol) enthielt, gegeben und unter Stickstoff für 1 Stunde gerührt. Melamin (Aldrich, 0,0022 g, 0,017 mmol) wurde anschließend zugefügt. Melamin war in der Reaktionsmischung sehr wenig löslich. Die Mischung wurde bei Umgebungstemperatur für 4 Tage gerührt, zum Ende dieser Zeit hatte sich das Melamin gelöst. Die Reaktionsmischung wurde an der Luft über Eis gegossen und die resultierende blaue Lösung wurde durch eine Membran für das Molekulargewicht 3000 gegen Wasser, das sich im Gleichgewicht mit Luft befand, diafiltriert. Die dunkelblaue Retentat-Lösung wurde unter Luft abgedampft, wodurch ein dunkelblauer Feststoff mit einem Wert λmax von 680 nm (Wasser) erhalten wurde. Wenn eine Lösung dieser Verbindung in einer Phosphat-gepufferten Salzlösung weiblichen immundefizienten Mäusen mit HT-29-Tumoren injiziert wurde, wurden nach einer Stunde 0,1% der injizierten Dosis im Tumor lokalisiert.
  • Beispiel 6
  • Synthese eines Dreiblock-Poly(ethylenoxid-Co-propylenoxid-Co-ethylenoxid)-α,ω-diamins mit einem Blockverhältnis von 40 : 20 : 40 und einem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 14600 mit aerober Aufarbeitung
  • Fünfzig Gramm eines Dreiblock-α,ω-Dihydroxypoly(ethylenoxid-Co-propylenoxid-Co-ethylenoxids) mit einem Blockverhältnis von 40 : 20 : 40 und einem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 14600 (auch bekannt als Tensid Pluronic F-108, BASF Corp.) wurden mit 275 ml Toluol behandelt und anschließend für zwei Stunden über einem Dean-Stark-Separator unter Rückfluß erwärmt. Anschließend wurde das System gekühlt und der Separator und dessen Inhalt (etwa 25 ml) wurden entfernt. Das Polymer in Toluol wurde anschließend mit 1,25 ml Thionylchlorid und 0,053 ml wasserfreiem Dimethylformamid behandelt. Die Reaktionsmischung wurde für 2 Stunden bei 105°C gerührt, auf Raumtemperatur gekühlt und anschließend über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wurden flüchtige Bestandteile in einem Rotationsverdampfer entfernt, wodurch 49,35 g eines gebrochen weißen Feststoffes, der leicht zu pulverisieren war, erhalten wurden. Zusätzlich zu den vorherrschenden Polyalkylenoxid-Signalen zwischen 70 und 80 ppm, die auch im Fall des Ausgangstensids F-108 zu beobachten sind, enthält das 13C-NMR-Spektrum des Produktes ein Singulett bei 42,69 ppm. Dieses Singulett steht in Einklang mit dem Vorliegen von endständigen Kohlenstoff- Atomen, die an Chlor gebunden sind. Außerdem wurde in der Nähe von 61 ppm, wo die endständigen Hydroxyl-substituierten Kohlenstoff-Atome des Tensids F-108 eine Resonanz aufweisen, kein Signal beobachtet.
  • Eine Gesamtmenge von 49,08 g dieser Polymerchlorid-Reaktionsmischung, 0,89 g Natriumazid und 2,83 g Kaliumiodid wurden mit 350 ml wasserfreiem Dimethylformamid behandelt und bei 100°C für 5 Stunden unter trockenem Argon gerührt. Anschließend wurde die Reaktionsmischung unter Argon bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Flüchtige Bestandteile wurden anschließend in einem Rotationsverdampfer bei 50°C entfernt, wodurch ein geschmolzener Rückstand erhalten wurde, der zu einem gelblichbraunen Feststoff erstarrte. Der Feststoff wurde in 500 ml destilliertem Wasser gelöst und mit 500 ml Chloroform ausgeschüttelt. Nach der Phasentrennung (sehr langsam) wurde die wäßrige Schicht zweimal mit je 500 ml Chloroform extrahiert. Die drei Chloroform-Extrakte wurden vereinigt und über Magnesiumsulfat getrocknet. Flüchtige Bestandteile wurden entfernt, wodurch 45,58 g eines weißen Feststoffes erhalten wurden. Das 13C-NMR-Spektrum dieses Produktes enthält ein Singulett bei 50,6 ppm, das mit dem Vorliegen endständiger Kohlenstoff-Atome, die mit Aziden substituiert sind, in Übereinstimmung steht. Ein Signal in der Nähe von 42 ppm, das dem Ausgangschlorid zuzuschreiben wäre, wurde nicht beobachtet.
  • Eine Gesamtmenge von 44,05 g des obigen Reaktionsproduktes wurde mit 3,15 g Triphenylphosphin und 2300 ml wasserfreiem Pyridin behandelt. Die Reaktionsmischung wurde bei Raumtemperatur unter Argon gerührt und das Reaktionsprodukt wurde ohne Isolierung für den nächsten Syntheseschritt eingesetzt.
  • Die Reaktionsmischung des vorangegangenen Schrittes wurde mit 200 ml 30%igem Ammoniumhydroxid (wäßrig) behandelt und bei Raumtemperatur für 7 Stunden gerührt. Die Reaktion führte zu einer starken Schaumbildung und ein sehr großer Behälter war erforderlich, um ein Überschäumen zu vermeiden. Flüchtige Bestandteile wurden anschließend in einem Rotationsverdampfer über Nacht abgezogen, der feste Rückstand wurde in 500 ml Chloroform aufgenommen, die Lösung wurde über Magnesiumsulfat getrocknet und die flüchtigen Bestandteile wurden abgedampft, wodurch 39,31 g eines weißen Feststoffes zurückblieben. Wenn im Phosphor-NMR-Spektrum des Produktes noch ein deutliches Phosphor-Signal zu sehen war, wurde eine Probe von 2,0 g des Produktes mit 38 ml 30%igem Ammoniumhydroxid (wäßrig) behandelt und bei 60° für 4 Std. gerührt. Anschließend wurde die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur gekühlt, viermal mit je 40 ml Ether gewaschen und dann wurden die flüchtigen Bestandteile in einem Rotationsverdampfer entfernt. Als Produkt wurden 1,46 g eines gebrochen weißen wachsartigen Feststoffes erhalten. Für dieses Produkt wurde im Phosphor-NMR-Spektrum kein Phosphor-Signal beobachtet. Das 13C-NMR-Spektrum des Produktes enthielt ein Signal bei 41,78 ppm, das mit endständigen Kohlenstoff-Atomen, die mit Aminen substituiert sind, in Übereinstimmung steht. Ein Signal in der Nähe von 50 ppm, das dem als Ausgangsstoff eingesetzten Bis-azid entsprechen würde, wurde nicht registriert. Dieses Material wurde mit Luft in Kontakt gebracht.
  • Beispiel 7
  • Synthese eines Dreiblock-Poly(ethylenoxid-Co-propylenoxid-Co-ethylenoxid)-α,ω-bis-(rhodamin-B-sulfonamids) mit einem Block-Verhältnis von 40 : 20 : 40 und einem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 14600 mit aerober Aufarbeitung
  • Eine Gesamtmenge von 1,25 g eines Dreiblock-Poly(ethylenoxid-Co-propylenoxid-Co-ethylenoxid)-α,ω-diamins, das im obigen Beispiel 5 hergestellt wurde, wurde mit 0,026 g 4-N,N-Dimethylaminopyridin und 10 ml wasserfreiem Pyridin behandelt. Die resultierende Lösung wurde mit 0,12 g Rhodamin-B-sulfonylchlorid (Molecular Probes) behandelt und bei Raumtemperatur unter Stickstoff über Nacht gerührt. Die resultierende intensiv purpurfarbene Lösung wurde in einem Rotationsverdampfer abgezogen, wodurch 1,42 g eines intensiv purpurfarbenen Feststoffes erhalten wurden, der der Luft ausgesetzt wurde. Eine Gesamtmenge von 1,0 g des Rohproduktes wurde in 40 ml mit Luft gesättigtem destillierten Wasser gelöst. Die resultierende Lösung wurde an der Luft durch einen 0,45 μm Nylon-Filter filtriert und das Filtrat wurde gegen mit Luft gesättigtes destilliertes Wasser in einer mit einem Magnetrührer gerührten Diafiltrationszelle mit einem Volumen von 50 ml (Amicon), die eine Celluloseacetat-Diafiltrationsmembran für ein abzutrennendes nominales Molekulargewicht von 3000 enthielt (Amicon YM-3), diafiltriert. Die Diafiltration wurde für 35 Volumendurchläufe fortgesetzt, d. h. 1.750 ml Diafiltrat wurden aufgefangen.
  • Anfänglich war das Diafiltrat intensiv purpurfarben, mit dem Fortschreiten der Diafiltration verringerte sich jedoch die Intensität der purpurnen Farbe bis das Diafiltrat nach 35 Durchläufen dem Auge farblos erschien. Die flüchtigen Bestandteile in dem intensiv purpurfarbenen Retentat wurden mittels Rotationsverdampfer entfernt, wodurch 0,92 g eines intensiv purpurfarbenen Feststoffes zurückblieben, der der Luft ausgesetzt wurde. Das 13C-NMR-Spektrum des Produktes enthielt die vorherrschenden Polyalkylenoxid-Signale zwischen 70 und 80 ppm, die auch im Spektrum des Tensids F-108, das ursprünglich als Ausgangsmaterial in der Syntheseabfolge eingesetzt wurde, zu beobachten sind und die in den Spektren aller Intermediate zu finden sind. Zusätzlich wurde im Spektrum des Reaktionsproduktes ein neues Singulett bei 45,69 ppm beobachtet. Das Signal in der Nähe von 41 ppm, das im Spektrum des Vorläufers, d. h. des Diamin-Polymer-Intermediates, beobachtet wurde, war nicht vorhanden. Größenausschluß-HPLC-Studien zeigten ein einzelnes breites Signal entsprechend einem Molekulargewicht von etwa 15000, bezogen auf PEG-Referenz-Standards. Die Verbindung zeigte ein breites spektrales Absorptionssignal bei 584 nm.
  • Beispiel 8
  • Lymphknoten-Marker
  • Eine Lösung eines der Luft ausgesetzten Dreiblock-Poly(ethylenoxid-Co-propylenoxid-Co-ethylenoxid)-α,ω-bis-(rhodamin-B-sulfonamids), das in Beispiel 7 hergestellt wurde, kann subkutan in die dorsale Seite der Hand oder in die Fingerzwischenräume injiziert werden und wandert dann in das Lymphsystem. Im Lymphsystem angekommen stellt das Dreiblock-Poly(ethylenoxid-Co-propylenoxid-Co-ethylenoxid)-α,ω-bis-(rhodamin-B-sulfonamid) sowohl die Gefäße als auch die Lymphknoten dar, so daß eine Resektion der Lymphknoten erleichtert werden würde. Alternativ kann eine Lösung des Dreiblock-Poly(ethylenoxid-Co-propylenoxid-Co-ethylenoxid)-α,ω-bis-(rhodamin-B-sulfonamids) peritumoral in die Brust oder eine andere Stelle (d. h. peritumoral um Melanom-Hautläsionen, Prostatakrebs, Dickdarmkrebs etc.) injiziert werden, um die lokalen ableitenden Lymphknoten (oft als Signalknoten bezeichnet) zu markieren. Diese der Luft ausgesetzten polymeren Materialien können auch in die Lunge, in die Nähe des Lappens oder in den Lappen der die Läsion aufweist, eingeträufelt werden, damit sie in die lokalen ableitenden Lymphknoten wandern. Die SDT kann eingesetzt werden, um das Krebsgewebe zu zerstören, indem eine wirksame Dosis akustischer Ultraschallenergie angewendet wird.
  • Beispiel 9
  • Herstellung eines der Luft ausgesetzten Tetronic-908, das an ein Fluoresceinisothiocyanat konjugiert ist
  • Eine Probe Tetronic 908 (BASF, ein Block-Copolymer mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 27.000, das eine zentrale Ethylendiamin-Einheit und vier Poly(propylenoxid-Co-Block-Ethylenoxid)-Einheiten, die von den Stickstoff-Atomen des Ethylendiamins ausgehen, umfaßt und das gemäß den Angaben der BASF bei 100%iger Konzentration eine akute orale Toxizität von > 15 g/kg in Albino-Kaninchen aufweist) wurde an der Luft gegen mit Luft gesättigtes destilliertes Wasser diafiltriert und das Produkt wurde mittels Lyophilisierung aus dem Retentat isoliert. Dieses Material wurde mit Fluoresceinisothiocyanat (Molecular Probes Inc., Eugene, OR) umgesetzt. Für das der Luft ausgesetzte Farbstoff-Polymer-Produkt wurde mittels Absorptionsspektroskopie festgestellt, daß es im Durchschnitt 0,9 Farbstoff-Moleküle pro Molekül des der Luft ausgesetzten Polymers aufweist. Das deutet darauf hin, daß nicht die möglichen vier Farbstoff-Moleküle, sondern im Durchschnitt ein Farbstoff-Molekül pro Polymer-Einheit eingefügt wird.
  • Beispiel 10
  • Schicksal des der Luft ausgesetzten Tetronic-908, das an ein Fluoresceinisothiocyanat konjugiert ist, in Hundeblut
  • Eine Lösung des der Luft ausgesetzten Tetronic-908, das an ein Fluoresceinisothiocyanat konjugiert ist, welches im obigen Beispiel 9 hergestellt wurde, wurde Beagle-Hunden injiziert und Blutproben wurden in regelmäßigen Abständen entnommen. Sowohl die In-vivo-Bildgebung mit einem konfokalen Abtastmikroskop als auch die In-vitro-Analyse mittels Durchflußzytometrie deuteten darauf hin, daß das fluoreszierende T-908 an eine spezifische Zellklasse innerhalb des Blutes bindet. Obwohl diese Zellpopulation nicht identifiziert wurde, wird angenommen, daß die fragliche Population durch sonodynamische Therapie zerstört werden kann, wenn es gelingt, das T-908-Fluoresceinisothiocyanat kovalent an die Zelle zu binden oder auf der Zelle zu adsorbieren und dadurch die Zellen unter der Einwirkung von Ultraschall zu zerstören. Somit könnte eine Ultraschall-Behandlung einer Hauptarterie für eine relativ kurze Zeit die fragliche Zellklasse im Körper wesentlich dezimieren, wodurch eine therapeutische Wirkung erzielt wird.
  • Die Ergebnisse deuten darauf hin, daß das der Luft ausgesetzte an ein Fluoresceinisothiocyanat konjugierte Tetronic-908 an Leukozyten (weiße Blutzellen) bindet, ohne ihre Funktion zu beeinträchtigen. Das wurde sowohl mittels Durchflußzytometrie als auch mittels Mikroskopie mit einem Fluoreszenz-Detektor beobachtet.
  • Beispiel 11
  • Herstellung einer der Luft ausgesetzten stabilen Sudan-III-Emulsion
  • Sudan III (Aldrich Chemical Co.), das auch als D&C Rot Nr. 17, Solvent Red 23 und Cerasin-Rot bekannt ist, ist in Wasser sehr schlecht löslich, jedoch in Sesamöl, einem bekannten Öl für parenteral zu verabreichende Öl-in-Wasser-Emulsionen (z. B. Intralipid, Lyposin etc.), löslich. Daher wurde eine Sudan-III-Emulsion wie folgt hergestellt: Eine gesättigte Lösung von Sudan III in Sesamöl wurde hergestellt, indem der Behälter über das Wochenende (etwa 72 Stunden) langsam rotiert wurde. Anschließend wurde die Öllösung durch einen 5 μm Spritzenfilter und nachfolgend durch einen 0,8 μm Filter filtriert, um ungelöstes festes Sudan III zu entfernen. Die resultierende gesättigte Lösung wurde dann unter Einsatz von Ultraschallenergie in der Luft ausgesetztem Wasser in einem Verhältnis von 10% "Öl" zu 90% wäßriger der Luft ausgesetzter Tensid-Lösung (umfassend der Luft ausgesetztes F68 oder der Luft ausgesetztes P79) emulgiert, gefolgt von einer Mikroverflüssigung bei etwa 14.000 PSI bis eine konstante Tropfengröße erreicht wurde. Die Tropfengröße wurde durch Lichtstreuung unter Einsatz eines Horiba 910 und aus einem volumengewichteten Durchschnitt bestimmt. Die resultierenden Emulsionen wurden mittels herkömmlicher Dampfsterilisation sterilisiert und die Tropfengröße wurde erneut mit den folgenden Ergebnissen gemessen:
  • Figure 01310001
  • P79 (siehe Beispiel 2k in PCT/GB95/02109 – ein PEG-Doppelester mit einem Molekulargewicht von etwa 10 kD) trägt anscheinend stark dazu bei, daß kleine Emulsionstropfen des mit Sudan III gesättigten Sesamöls gebildet werden können. Die resultierende rosa gefärbte Emulsion war lagerstabil. F68 bezeichnet der Luft ausgesetztes Pluronic F68 (BASF).
  • Beispiel 12
  • Herstellung von der Luft ausgesetzten Fluorescein-Nanopartikeln
  • Eine Zusammensetzung, die eine Nanopartikel-Suspension aus Fluorescein (Aldrich Chemical Co.) umfaßt, wurde hergestellt, indem 7,5 ml Mahlkugeln (0,7 mm Zirconiumsilicat) und 0,9 gm Fluorescein in eine 15 ml Flasche gegeben wurden. Unter Einsatz einer vorrätigen Lösung eines der Luft ausgesetzten Poly(alkylenoxid)-haltigen Tensids wurde eine Suspension, die 3,3 ml wäßrige Phase enthält, gebildet. Das wurde für jeweils 3 Tenside durchgeführt: der Luft ausgesetztes Brij 58 [Poly(ethylenoxid)-20-cetylether], der Luft ausgesetztes Tyloxapol und der Luft ausgesetztes Pluronic F-108 (BASF). Die folgenden Teilchengrößen wurden erhalten:
  • Figure 01320001
  • Zusammensetzungen, die Nanopartikel-Dispersionen anderer Feststoffe, wie zum Beispiel iodierter aromatischer Materialien, wie zum Beispiel Ethyl-3-(N-acetyl-N-ethylamino)-5-[(5-dimethylamino-1-naphthylsulfonyl)amino]-2,4,6-triiodbenzoat, umfassen, und die als Röntgen-Kontrastmittel und CT-Kontrastmittel einsetzbar sind, können in gleicher Weise unter Einsatz mindestens eines der Luft ausgesetzten Poly(alkylenoxid)-haltigen Tensids hergestellt werden.
  • Beispiel 13
  • Lokalisierung und Nutzen von Zusammensetzungen aus Ethyl-3-(N-acetyl-N-ethylamino)-5-[(5-dimethylamino-1-naphthylsulfonyl)amino]-2,4,6-triiodbenzoat und der Luft ausgesetztem Tensid zur Markierung von Lymphknoten mittels CT und sichtbarer Fluoreszenz
  • Eine Zusammensetzung, die eine Nanopartikel-Suspension von Ethyl-3-(N-acetyl-N-ethylamino)-5-[(5-dimethylamino-1-naphthylsulfonyl)amino]-2,4,6-triiodbenzoat (siehe WO96/23524) umfaßt, wurde wie in den vorstehenden Beispielen unter Einsatz von 3% (Gewicht/Volumen%) und 15% (Gewicht/Volumen% Ethyl-3-(N-acetyl-N-ethylamino)-5-[(5-dimethylamino-1-naphthylsulfonyl)amino]-2,4,6-triiodbenzoat) der Luft ausgesetztem Pluronic F108 hergestellt, wobei 15% PEG1450 zur Tonizität und Sterilisierung zugefügt wurden. Die durchschnittliche Teilchengröße dieser Suspensionszusammensetzung betrug nach dem Autoklavieren etwa 220 nm. Kaninchen wurden 2 × 0,5 ml in die dorsale Seite der Vorder- und Hinterpfoten verabreicht und zu verschiedenen Zeiten nach der Injektion wurden in der CT-Bildgebung die folgenden Trübungswerte der Lymphknoten gemessen:
  • Figure 01330001
  • Außerdem wurde ein Tier 24 Stunden nach der Injektion geopfert, so daß der popliteale Lymphknoten zur visuellen Begutachtung herausgetrennt werden konnte. Unter Bestrahlung mit UV-Licht zeigte dieser Knoten eine grüne Fluoreszenz, wie man sie für diese Dansyl-haltige der Luft ausgesetzten Zusammensetzung erwarten konnte.
  • Beispiel 14
  • 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[elindolium, inneres Salz, Natriumsalz, Reaktionsprodukt mit PEG3400-α,ω-diamin
  • Das folgende Reaktionsschema wurde angewendet, um die Titel-Verbindung herzustellen:
    Figure 01340001
    worin X NH-CS-NH(CH2CH2O)nCH2CH2NH-CS-NH) ist.
  • Beispiel 15
  • 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 PEG10000-α,ω-diamin
  • Das Titel-Produkt wurde unter Einsatz von PEG10000-α,ω-diamin analog zu dem des Beispiels 14 hergestellt.
  • Beispiel 15
  • Liposomale Herstellung
  • 6-Carboxyfluorescein und Cyclophosphamid werden zu einer Liposomen-Suspension gegeben, die aus 8,2% Lecithin (Phosphatidylcholin) und 0,8% Dimyristylphosphatidylethanolamin-PEG (5K) gebildet wurde und die entwickelt wurde, um den Liposomen eine verlängerte Verweilzeit im Blut zu verleihen. Die Phospholipide und das Tensid werden unter Anwendung von Ultraschallenergie aus einem Schallerzeuger (Bransonic Sonifier 450, 90% Leistungszyklus, Ausgangsleistung 10) in Wasser gemischt. Die Liposome werden unter Einsatz eines Microfluidics M110S Mikroverflüssigers bei 14.000 PSI mit 4 Durchläufen der Phospholipid-Mischung durch die Wechselwirkungskammer hergestellt. Die resultierenden Liposome weisen einen durch Lichtstreuung bestimmten durchschnittlichen Durchmesser von etwa 100 nm auf, und diese Größe bleibt auch nach der Sterilisation mittels Autoklavieren erhalten. Außerdem sind diese Liposome in der Lage, einen sterilen Filter (d. h. 0,2 μm Porengröße) zu passieren. Die Zugabe des Farbstoffes und des toxischen Mittels in einer Menge, die ausreichend ist, damit die Suspension etwa 7 mg/ml beider Substanzen enthält, verändert die physischen Eigenschaften der liposomalen Suspensionen nicht.
  • Beispiel 17
  • Blutspeichermittel: Ein Copolymer aus PEG3.400-α,ω-diamin, 4,4'-Azobis(4-cyanovaleriansäure) und Gadolinium-Diethylentriaminpentaessigsäure
    • (a) Zu einer Lösung von 10 Teilen PEG3.400-α,ω-diamin (Shearwater Polymers, Inc.) als 5%ige Lösung in Dimethylsulfoxid (DMSO) werden 1 Teil 4,4'-Azobis(4-cyanovaleriansäure) (Aldrich Chemical Co.) und 2 Teile Dicyclohexylcarbodiimid gegeben. Die Reaktionsmischung wird für 24 Stunden im Dunkeln bei weniger als 20°C gerührt. Anschließend wird die Reaktionsmischung zuerst mit 20 Teilen Triethylamin und dann mit 9 Teilen Diethylentriaminpentaessigsäuredianhydrid (Aldrich Chemical Co.) in DMSO in einer Konzentration von 1 g pro 25 ml behandelt. Anschließend wird die Reaktionsmischung für weitere 24 Stunden im Dunkeln bei Raumtemperatur gerührt. Zu der Produktmischung wird langsam steriles Wasser im 10fachen Überschuß, bezogen auf das Volumen, gegeben und die Reaktionsmischung wird für 6 Stunden stehen gelassen. Der wäßrige Teil wird dekantiert und durch einen 0,45 μm Nylon-Filter filtriert. Anschließend wird das Filtrat an der Luft in einer Diafiltrationszelle, die mit einer Trennmembran für das Molekulargewicht 3.000 ausgestattet ist, gegen steriles Wasser diafiltriert. Das wäßrige Retentat kann mittels Lyophilisierung isoliert werden.
    • (b) Eine wäßrige Lösung der Polymer-Retentat-Lösung, die in Beispiel 17(a) hergestellt wurde, wird vor der Diafiltration mit einem Überschuß Gadoliniumacetat behandelt. Die Reaktionsmischung wird an der Luft in einer Diafiltrationszelle, die mit einer Trennmembran für das Molekulargewicht 3.000 ausgestattet ist, gegen steriles Wasser diafiltriert. Das wäßrige Retentat, das das Gadolinium enthält, welches mit dem Polymer einen Chelat-Komplex gebildet hat, wird durch Lyophilisierung isoliert.
  • Beispiel 18
  • Blutspeichermittel: Ein Copolymer aus PEG3.400-α,ω-diamin, 4,4'-Azobis(4-cyanovaleriansäure) und Gadolinium-Diethylentriaminpentaessigsäure, das kovalent gebundenes 4-Amino-2,2,6,5-tetramethylpiperidin enthält
    • (a) Das in Beispiel 17 hergestellte lyophilisierte Polymer wird in Dichlormethan gelöst und mit 1 Teil 4-Amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidin (Aldrich) und 1 Teil Dicyclohexylcarbodiimid behandelt. Nach 24 Stunden im Dunkeln werden die flüchtigen Bestandteile in einem gekühlten Stickstoffstrom abgedampft, der Rückstand wird in Wasser aufgenommen, durch einen 0,45 μm Nylon-Filter filtriert und dann an der Luft in einer Diafiltrationszelle, die mit einer Trennmembran für das Molekulargewicht 3.000 ausgestattet ist, gegen steriles Wasser diafiltriert. Das wäßrige Retentat wird mittels Lyophilisierung isoliert.
    • (b) Eine wäßrige Lösung der Polymer-Retentat-Lösung, die in Beispiel 18(a) hergestellt wurde, wird vor der Diafiltration mit einem Überschuß Gadoliniumacetat behandelt. Die Reaktionsmischung wird an der Luft in einer Diafiltrationszelle, die mit einer Trennmembran für das Molekulargewicht 3.000 ausgestattet ist, gegen steriles Wasser diafiltriert. Das wäßrige Retentat, das das Gadolinium enthält, welches mit dem Polymer einen Chelat-Komplex gebildet ist, wird durch Lyophilisierung isoliert.
  • Beispiel 19
  • Blutspeichermittel: Ein Copolymer aus PEG3.400-α,ω-diamin, 4,4'-Azobis(4-cyanovaleriansäure) und Dysprosium-Diethylentriaminpentaessigsäure
  • Eine wäßrige Lösung der Polymer-Retentat-Lösung, die in Beispiel 17(a) hergestellt wurde, wird vor der Diafiltration mit einem Überschuß Dysprosiumacetat behandelt. Die Reaktionsmischung wird an der Luft in einer Diafiltrationszelle, die mit einer Trennmembran für das Molekulargewicht 3.000 ausgestattet ist, gegen steriles Wasser diafiltriert. Das wäßrige Retentat, das das Dysprosium enthält, welches mit dem Polymer einen Chelat-Komplex gebildet hat, wird durch Lyophilisierung isoliert.
  • Beispiel 20
  • Blutspeichermittel: Ein Copolymer aus PEG3.400-α,ω-diamin, 4,4'-Azobis(4-cyanovaleriansäure) und Dysprosium-Diethylentriaminpentaessigsäure, das kovalent gebundenes 4-Amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidin enthält
  • Eine wäßrige Lösung der Polymer-Retentat-Lösung, die in Beispiel 18(a) hergestellt wurde, wird vor der Diafiltration mit einem Überschuß Dysprosiumacetat behandelt. Die Reaktionsmischung wird an der Luft in einer Diafiltrationszelle, die mit einer Trennmembran für das Molekulargewicht 3.000 ausgestattet ist, gegen steriles Wasser diafiltriert. Das wäßrige Retentat, das das Dysprosium enthält, welches mit dem Polymer einen Chelat-Komplex gebildet hat, wird durch Lyophilisierung isoliert.
  • Beispiel 21
  • Di-t-butyl-N-[4,5-dihydro-2-(6-hydroxy-2-benzothiazolyl)-4-thiazolcarboxamido]-N,N-diacetat
  • Teil (a)
  • Zu einer Lösung von 1 Teil 4,5-Dihydro-2-(6-hydroxy-2-benzothiazolyl)-4-thiazolcarbonsäure (Sigma Chemical Co.) und 1 Teil Di-t-butyliminoacetat in DMF wird unter Argon bei Raumtemperatur im Dunkeln 1 Teil Dicyclohexylcarbodiimid gegeben. Nach 48 Stunden wird das flüchtige Lösungsmittel mit einem Argonstrom entfernt und das Produkt wird mittels Chromatographie über Siliciumdioxid unter Einsatz von Ethylacetat und Methanol gereinigt.
  • Teil (b)
  • N-[4,5-Dihydro-2-(6-hydroxy-2-benzothiazolyl)-4-thiazolcarboxamido]-N,N-diessigsäure
  • Eine Lösung von Di-t-butyl-N-[4,5-dihydro-2-(6-hydroxy-2-benzothiazolyl)-4-thiazolcarboxamido]-N,N-diacetat (Beispiel 25) in Chloroform wird unter Argon im Dunkeln bei Raumtemperatur mit einer 1%igen Trifluoressigsäure-Lösung behandelt. Flüchtige Bestandteile werden mit einem Argonstrom entfernt, wodurch eine Rohprobe von N-[4,5-Dihydro-2-(6-hydroxy-2-benzothiazolyl)-4-thiazolcarboxamido)-N,N-diessigsäure zurückbleibt, die aus Ethylactat und Methanol kristallisiert wird.
  • Teil (c)
  • Ein Copolymer aus PEG3.400-α,ω-diamin, 4,4'-Azobis(4-cyanovaleriansäure) und N-[4,5-Dihydro-2-(6-hydroxy-2-benzothiazolyl)-4-thiazolcarboxamido]-N,N-diessigsäure
  • Zu einer Lösung von 4 Teilen PEG3.400-α,ω-diamin (Shearwater Polymers, Inc.) als 5%ige Lösung in Dimethylformamid (DMF) werden 1 Teil 4,4'-Azobis(4-cyanovaleriansäure) (Aldrich Chemical Co.), ein Teil N-[4,5-Dihydro-2-(6-hydroxy-2-benzothiazolyl)-4-thiazolcarboxamido]-N,N-diessigsäure (Beispiel 26) und 4 Teile Dicyclohexylcarbodiimid gegeben. Die Reaktionsmischung wird im Dunkeln bei weniger als 20°C für 48 Stunden gerührt. Zu der Produktmischung wird langsam ein 10facher Überschuß, bezogen auf das Volumen, steriles Wasser gegeben und die Reaktionsmischung wird für 1 Stunde stehen gelassen. Der wäßrige Teil wird dekantiert und durch einen 0,45 μm Nylon-Filter filtriert. Anschließend wird das Filtrat an der Luft in einer Diafiltrationszelle, die mit einer Trennmembran für das Molekulargewicht 3.000 ausgestattet ist, gegen steriles Wasser diafiltriert. Das wäßrige Retentat wird durch Lyophilisierung isoliert.
  • Beispiel 22
  • Ein Copolymer aus PEG3.400-α,ω-diamin, 4,4'-Azobis(4-cyanovaleriansäure), N-[4,5-Dihydro-2-(6-hydroxy-2-benzothiazolyl)-4-thiazolcarboxamido]-N,N-diessigsäure und Diethylentriaminpentaessigsäure
  • Zu einer Lösung von 10 Teilen PEG3.400-α,ω-diamin (Shearwater Polymers, Inc.) als 5%ige Lösung in Dimethylformamid (DMF) werden 1 Teil 4,4'-Azobis(4-cyanovaleriansäure) Aldrich Chemical Co.), ein Teil N-[4,5-Dihydro-2-(6-hydroxy-2- benzothiazolyl)-4-thiazolcarboxamido]-N,N-diessigsäure (Beispiel 21, Teil (b)) und 4 Teile Dicyclohexylcarbodiimid gegeben. Die Reaktionsmischung wird im Dunkeln bei weniger als 20°C für 48 Stunden gerührt. Anschließend wird die Reaktionsmischung zuerst mit 20 Teilen Triethylamin und dann mit 8 Teilen Diethylentriaminpentaessigsäuredianhydrid (Aldrich Chemical Co.) in DMF in einer Konzentration von 1 g pro 25 ml behandelt. Anschließend wird die Reaktionsmischung bei Raumtemperatur im Dunkeln für weitere 24 Stunden gerührt. Zu der Produktmischung wird langsam ein 10facher Überschuß, bezogen auf das Volumen, steriles Wasser gegeben und die Reaktionsmischung wird für 6 Stunden stehen gelassen. Der wäßrige Teil wird dekantiert und durch einen 0,45 μm Nylon-Filter filtriert. Anschließend wird das Filtrat an der Luft in einer Diafiltrationszelle, die mit einer Trennmembran für das Molekulargewicht 3.000 ausgestattet ist, gegen steriles Wasser diafiltriert. Das wäßrige Retentat wird durch Lyophilisierung isoliert.
  • Beispiel 23
  • Blutspeichermittel: Ein Copolymer aus PEG3.400-α,ω-diamin, 4,4'-Azobis(4-cyanovaleriansäure), N-(4,5-Dihydro-2-(6-hydroxy-2-benzothiazolyl)-4-thiazolcarboxamido]-N,N-diessigsäure und Diethylentriaminpentaessigsäure enthaltend ein Gadolinium-Ion
  • Eine wäßrige Lösung einer Polymer-Retentat-Lösung, die in Beispiel 22 hergestellt wurde, wird vor der Diafiltration mit einem Überschuß Gadoliniumacetat behandelt. Die Reaktionsmischung wird an der Luft in einer Diafiltrationszelle, die mit einer Trennmembran für das Molekulargewicht 3.000 ausgestattet ist, gegen steriles Wasser diafiltriert.
  • Das wäßrige Retentat, das das Gadolinium enthält, welches mit dem Polymer einen Chelat-Komplex gebildet hat, wird durch Lyophilisierung isoliert.
  • Beispiel 24
  • Blutspeichermittel: Ein Copolymer aus PEG3.400-α,ω-diamin, 4,4'-Azobis(4-cyanovaleriansäure), N-[4,5-Dihydro-2-(6-hydroxy-2-benzothiazolyl)-4-thiazolcarboxamido]-N,N-diessigsäure und Diethylentriaminpentaessigsäure enthaltend ein Dysprosium-Ion
  • Eine wäßrige Lösung einer Polymer-Retentat-Lösung, die in Beispiel 22 hergestellt wurde, wird vor der Diafiltration mit einem Überschuß Dysprosiumacetat behandelt. Die Reaktionsmischung wird an der Luft in einer Diafiltrationszelle, die mit einer Trennmembran für das Molekulargewicht 3.000 ausgestattet ist, gegen steriles Wasser diafiltriert. Das wäßrige Retentat, das das Dysprosium enthält, welches mit dem Polymer einen Chelat-Komplex gebildet hat, wird durch Lyophilisierung isoliert.
  • Beispiel 25
  • Blutspeichermittel: Ein Copolymer aus PEG3.400-α,ω-diamin 4,4'-Azobis(4-cyanovaleriansäure) und Diethylentriaminpentaessigsäure enthaltend ein Yttrium-90-Ion
  • Eine wäßrige Lösung des Polymer-Retentates, das in Beispiel 7(a) hergestellt wurde, wird zusätzlich in 12 Durchgängen gegen einen 50 mM Natriumacetat-Puffer, der 150 mM Natriumchlorid enthält und einen pH von 5,6 aufweist, diafiltriert. Ein Volumenteil radioaktives Yttriumchlorid (90Y+3Cl3 in 0,04 M Salzsäure mit einer spezifischen Aktivität von > 500 Ci/g: Amersham-Mediphysics) wird unter Einsatz von zwei Volumenteilen 0,5 M Natriumacetat auf einen pH von 6,0 neutralisiert. Das neutralisierte 90Y+3-Acetat (1,0 mCi) wird zu einem Volumen von 1 ml des obigen Polymer-Retentates in einer Natriumacetat/Natriumchlorid-Lösung mit einem pH von 5,6 gegeben. Die Markierung des Polymers erfolgt über einen Zeitraum von einer Stunde und anschließend wird die Reaktionsmischung auf eine PD-10-Chromatographie-Säule aufgebracht, die vorgewaschen und in einem Puffer, der 50 mM Natriumphosphat und 150 mM Natriumchlorid enthält und einen pH von 7,4 aufweist, (PBS) equilibriert wurde. Die Probe wird aus der Säule mit PBS eluiert. Die Fraktionen des radioaktiv markierten Polymers werden aufgefangen, ihre Radioaktivität wird gemessen und sie werden vereinigt. Der Markierungsgrad wird bestimmt, indem 1,0 Mikroliter der Probe entnommen und auf einen Gelman-ITLC-Streifen aufgebracht werden. Der Streifen wird in einem Glasbecher, der 0,1 M Natriumcitrat mit einem pH von 6,0 enthält, für einige Minuten entwickelt bis die Lösungsmittelfront drei Viertel des Weges bis zum oberen Ende des Papiers zurückgelegt hat. Der Streifen wird in einen System-200-Imaging-Scanner (Bioscan) eingeführt, der für 90Y optimiert wurde. In diesem System wandert freies 90Y im Gegensatz zu chelatisiertem 90Y mit der Lösungsmittelfront.
  • Beispiel 26
  • Blutspeichermittel: Ein Copolymer aus PEG3.400-α,ω-diamin, 4,4'-Azobis(4-cyanovaleriansäure), N-[4,5-Dihydro-2-(6-hydroxy-2-benzothiazolyl)-4-thiazolcarboxamido]-N,N-diessigsäure und Diethylentriaminpentaessigsäure enthaltend in Yttrium-90-Ion
  • Eine wäßrige Lösung der Polymer-Retentat-Lösung, die in Beispiel 22 hergestellt wurde, wird wie in Beispiel 25 behandelt, um ein Polymer, das ein Yttrium-90-Ion enthält, zur Verfügung zu stellen.
  • Beispiel 27
  • Blutspeichermittel: Ein Copolymer aus PEG3.400-α,ω-diamin, 4,4'-Azobis(4-cyanovaleriansäure) und Diethylentriaminpentaessigsäure enthaltend ein Samarium-153-Ion
  • Dieses Material wird auf dem Weg, der im obigen Beispiel 25 beschrieben ist, hergestellt, mit der Ausnahme, daß 153Sm+3Cl3 in 0,04 M Salzsäure mit einer spezifischen Aktivität von > 500 Ci/g (Amersham-Mediphysics) eingesetzt wird.
  • Beispiel 28
  • Ein Copolymer aus PEG3.400-α,ω-diamin, 4,4'-Azobis(4-cyanovaleriansäure) und Diethylentriaminpentaessigsäure, das unter Sauerstoffausschluß hergestellt wird
  • In einer mit Argon gefüllten Glove-Box werden 10 Teile frisch hergestelltes PEG3.400-α,ω-diamin (Shearwater Polymers, Inc., unter Sauerstoff-freien Bedingungen hergestellt) in Dimethylsulfoxid (DMSO), das durch einstündiges Spülen mit Argon von Sauerstoff befreit wurde, gelöst, so daß eine 5%ige Lösung gebildet wird. Zu dieser Lösung werden unter Argon 1 Teil 4,4'-Azobis(4-cyanovaleriansäure) (Aldrich Chemical Co.) und 2 Teile Dicyclohexylcarbodiimid gegeben. Die Reaktionsmischung wird im Dunkeln bei weniger als 20°C für 24 Stunden gerührt. Anschließend wird die Reaktionsmischung zuerst mit 20 Teilen Triethylamin und dann mit 9 Teilen Diethylentriaminpentaessigsäuredianhydrid (Aldrich Chemical Co.) in Argon-gespültem DMSO mit einer Konzentration von 1 g pro 25 ml behandelt. Anschließend wird die Reaktionsmischung bei Raumtemperatur im Dunklen für weitere 24 Stunden gerührt. Zu der Produktmischung wird langsam ein 10facher Überschuß, bezogen auf das Volumen, steriles Wasser gegeben und die Reaktionsmischung wird für 6 Stunden stehen gelassen. Der wäßrige Teil wird dekantiert und unter Argon durch einen 0,45 μm Nylon-Filter filtriert. Anschließend wird das Filtrat in einer Diafiltrationszelle (gerührte Zelle der Amicon-Serie 8000), die mit einer YM-5-Trennmembran für das Molekulargewicht 5.000 ausgestattet ist, unter Argondruck gegen Argon-gespültes steriles Wasser diafiltriert. Das wäßrige Retentat wird unter Argon in einem Lyophilisierer der Virtus Corporation eingefroren und das Polymer wird durch Lyophilisierung wasserfrei isoliert. Ein langsamer Strom Argongas wird verwendet, um bei Beendigung des Verfahrens das Vakuum aufzuheben, und das Polymer wird im Dunkeln unter Argon gelagert.
  • Die Zusammensetzungen der Beispiele 17 bis 27 können in gleicher anaerober Weise unter Sauerstoffausschluß hergestellt werden, wenn Argon in allen Verfahrensschritten als Schutzatmosphäre verwendet wird und wenn der Zutritt von Luft oder Sauerstoff in allen Schritten unterbunden wird.
  • Beispiel 29
  • Eine Lösung von 100,0 g (0,0690 mol) Polyethylenglycol mit einem mittleren Molekulargewicht (MW) von 1450 in Toluol (1500 ml) wurde für 2 Stunden unter Rückfluß zur azeotropen Wasserentfernung erwärmt. Die Lösung wurde auf 25°C gekühlt, anschließend mit Triethylamin (46,1 ml, 0,331 mol), 4-Dimethylaminopyridin (1,69 g, 0,0138 mol) und p-Toluolsulfonylchlorid (57,9 g, 0,303 mol) behandelt und dann für 4 Tage unter einer Stickstoff-Atmosphäre auf 60°C erwärmt. Nach der Abkühlung auf Raumtemperatur wurde die Reaktionsmischung filtriert und das Filtrat wurde zweimal mit Wasser extrahiert. Die vereinigten wäßrigen Extrakte wurden mit Ether gewaschen und anschließend zweimal mit CHCl3 extrahiert. Die vereinigten CHCl3-Extrakte wurden über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und dann konzentriert, wodurch 121,3 g des Produktes erhalten wurden.
  • Eine Lösung von 42,2 g (0,0240 mol) des Ditosylates in 420 ml Dioxan wurden in einem Eisbad gekühlt und ein Methylamin-Strom wurde über eine Zeitspanne von 35 Minuten eingeleitet. Anschließend wurde die Reaktionsmischung in einem versiegelten Reaktor aus rostfreiem Stahl bei 160°C für 16 Stunden erwärmt, auf Raumtemperatur gekühlt und anschließend filtriert. Das Filtrat wurde konzentriert, um das Lösungsmittel zu entfernen, anschließend mit Wasser (844 ml) und 1,0 N NaOH (95,2 ml) behandelt und zweimal mit CHCl3 extrahiert. Die vereinigten CHCl3-Extrakte wurden über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und konzentriert, wodurch 31,0 g des Produktes zurückblieben.
  • Eine Lösung von 9,00 g (6,10 mmol) des PEG-bis-(N-methylamin) in 45 ml Dimethylsulfoxid (DMSO) wurde mit Triethylamin (1,70 ml, 12,2 mmol) und einer Lösung von 2,18 g (6,10 mmol) des inneren Dianhydrids der Diethylentriaminpentaessigsäure in DMSO (45 ml) behandelt. Die Reaktionsmischung wurde bei Raumtemperatur für 16 Stunden gerührt und anschließend mit 360 ml Wasser behandelt. Die resultierende Lösung wurde durch einen 0,45 μm Nylon-Filter filtriert und das Filtrat wurde in einer Diafiltrationszelle, die mit einer Trennmembran für das Molekulargewicht 3.000 ausgestattet war, gegen Wasser, das mit der Luft im Gleichgewicht stand, diafiltriert, wodurch 170 ml einer Lösung des Polymerproduktes zurückblieben.
  • 160 ml der wäßrigen Lösung wurden mit einem zweifachen molaren Überschuß Gadolinium(III)chlorid-hexahydrat behandelt und anschließend, wie oben beschrieben, an der Luft gegen Wasser diafiltriert. Eine Lyophilisierung des Retentates ergab 8,66 g des Produktes mit einem durchschnittlichen MW von 16300 (bestimmt mittels SEC-HPLC unter Verwendung von PEO-Molekulargewichtsstandards).
  • Die Relaxation (T1)–1 dieses Materials bei 20 MHz und 40°C betrug 6,2 mM–1s–1.
  • Intravenöse Gaben von 100, 200 und 400 mg/kg an Mäuse führten nicht zum Tod, beeinflußten das Körpergewicht nicht und bei einer Obduktion nach 14 Tagen wurden keine Anomalien festgestellt.
  • Das gleiche Produkt, das jedoch unter Einsatz von radioaktivem 153Gd hergestellt wurde, wurde für Studien zur biologischen Verteilung in Ratten eingesetzt, wodurch eine Halbwertszeit im Blut (Ausscheidungsphase) von 75 Minuten bestimmt wurde.
  • Beispiel 30
  • In der gleichen Weise wie in Beispiel 29 wurde ein polymeres Gadolinium-Chelat mit einem durchschnittlichen MW von 8.010 aus PEG-α,ω-bis-N-methylamin mit einem MW von 1000 hergestellt. Die Halbwertszeit im Blut (Ausscheidungsphase) wurde mit 48 Minuten bestimmt.
  • Beispiel 31
  • In der gleichen Weise wie in Beispiel 29 wurde ein polymeres Gadolinium-Chelat mit einem durchschnittlichen MW von 16.800 aus PEG-α,ω-bis-N-methylamin mit einem durchschnittlichen MW von 2000 hergestellt.
  • Beispiel 32
  • In der gleichen Weise wie in Beispiel 29 wurde ein polymeres Gadolinium-Chelat mit einem durchschnittlichen MW von 22.400 aus PEG-α,ω-bis-N-methylamin mit einem durchschnittlichen MW von 3350 hergestellt.
  • Die Halbwertszeit dieses Materials im Blut (Ausscheidungsphase) wurde in Ratten mit 141 Minuten bestimmt.
  • Beispiel 33
  • Eine Lösung von 15,30 g (11,70 mmol) PEG-Ditosylat, das aus PEG mit einem durchschnittlichen MW von 1000 hergestellt wurde, in 153 ml absolutem Ethanol wurde in einem Eisbad gekühlt und ein Ammoniak-Strom wurde über eine Zeitspanne von 30 Minuten eingeleitet. Die Reaktionsmischung wurde in einem Reaktor aus rostfreiem Stahl bei 100°C für 16 Stunden erwärmt, auf Raumtemperatur gekühlt und anschließend filtriert. Das Filtrat wurde konzentriert, um das Lösungsmittel zu entfernen, mit Wasser (153 ml) und 1,0 N NaOH (46,8 ml) behandelt und zweimal mit CHCl3 extrahiert.
  • Die CHCl3-Extrakte wurden über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und anschließend konzentriert, wodurch 12,20 g des PEG-α,ω-diamin-Produktes zurückblieben.
  • Eine Lösung von 11,22 g (11,24 mmol) dieses Diamins in 56 ml DMSO wurde mit Triethylamin (3,13 ml, 22,5 mmol) und einer Lösung von 4,017 g (11,24 mmol) Diethylentriaminpentaessigsäuredianhydrid in DMSO (56 ml) behandelt. Die Reaktionsmischung wurde bei Raumtemperatur für 16 Stunden gerührt und anschließend mit 448 ml Wasser behandelt. Die resultierende Lösung wurde durch einen 0,45 μm Filter filtriert und das Filtrat wurde in einer Diafiltrationszelle, die mit einer Trennmembran für das Molekulargewicht 3.000 ausgestattet war, gegen Wasser diafiltriert, wodurch 225 ml Lösung zurückblieben.
  • 208 ml der wäßrigen Lösung wurden mit einem zweifachen Überschuß Gadolinium(III)chlorid-hexahydrat behandelt und anschließend gegen Wasser diafiltriert. Die Lyophilisierung des Retentates ergab 11,58 g Produkt mit einem durchschnittlichen MW von 12.500.
  • Beispiel 34
  • Beispiel 33 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß das PEG-Ausgangsmaterial ein durchschnittliches MW von 1450 aufwies. Für das lyophilisierte Produkt wurde ein durchschnittliches MW von 21.900 bestimmt.
  • Beispiel 35
  • Beispiel 29 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß 2,2'-Bipyridyl-6,6'-bis-methyleniminodiessigsäureanhydrid (B4A- Dianhydrid) anstelle des DTPA-Dianhydrids eingesetzt wurde. Für das Produkt wurde ein durchschnittliches MW von 17.600 bestimmt.
  • Beispiel 36
  • Beispiel 29 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß Pyridin-2,6-bis-methyleniminodiessigsäureanhydrid (P4A-Dianhydrid) anstelle des DTPA-Dianhydrids eingesetzt wurde. Für das Produkt wurde ein durchschnittliches MW von 20.000 bestimmt.
  • Beispiel 37
  • Beispiel 29 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß DyCl3 anstelle von GdCl3 eingesetzt wurde. Für das lyophilisierte Produkt wurde ein durchschnittliches MW von 14.800 bestimmt. Die Relaxation (T2)–1 dieses Materials bei 20 MHz und 40°C betrug 0,109 mM–1s–1.
  • Beispiel 38
  • Beispiel 37 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß das PEG-Ausgangsmaterial ein durchschnittliches MW von 2000 aufwies. Für das lyophilisierte Produkt wurde ein durchschnittliches Molekulargewicht von 15.300 bestimmt.
  • Beispiel 39
  • Beispiel 37 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß das PEG-Ausgangsmaterial ein durchschnittliches MW von 3350 aufwies. Für das lyophilisierte Produkt wurde ein durchschnittliches Molekulargewicht von 20.100 bestimmt.
  • Beispiel 40
  • Beispiel 33 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß DyCl3 anstelle von GdCl3 eingesetzt wurde. Für das lyophilisierte Produkt wurde ein durchschnittliches MW von 45.500 bestimmt. Die Relaxation (T2)–1 dieses Materials bei 20 MHz und 40°C betrug 0,122 mM–1s–1.
  • Beispiel 41
  • Herstellung von Tetra-(erythrosin-5-aminothiocarbonylamino)-T908
  • a) T908-Tetraamin
  • Einhundert Gramm Tetronic T908 (BASF) in 525 ml Toluol wurden für eine Stunde durch azeotrope Destillation mit einem 25 ml Dean-Stark-Separator getrocknet. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur wurde die Lösung mit 2,92 ml Thionylchlorid und 0,12 ml DMF behandelt. Die Reaktionsmischung wurde unter Argon und unter Rühren bei starkem Rückfluß für 3 Stunden erwärmt, auf Raumtemperatur gekühlt und flüchtige Bestandteile wurden unter verringertem Druck in einem Rotationsverdampfer entfernt, wodurch ein schwach gelblichbraunes Pulver, das hierin als das "Chlor-T908"-Intermediat bezeichnet wird, zurückblieb.
  • Einhundert Gramm des "Chlor-T908"-Intermediates wurden in 700 ml DMF gelöst und mit 2,08 g Natriumazid und 5,98 g Kaliumiodid behandelt. Diese Reaktionsmischung wurde für 6 Stunden auf 100°C erwärmt und anschließend auf Raumtemperatur gekühlt. Flüchtige Bestandteile wurden unter verringertem Druck bei 69°C in einem Rotationsverdampfer entfernt.
  • Das Rohprodukt wurde in 900 ml destilliertem Wasser gelöst und 1× mit 1000 ml und 2× mit 500 ml Chloroform extrahiert. Die Chloroform-Schichten wurden vereinigt, über Magnesiumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel wurde abgedampft, wodurch 65,69 g eines schwach gelblichbraunen zersetzlichen Feststoffes erhalten wurden, der hierin als das "Azo-T908"-Intermediat bezeichnet wird.
  • 62,5 g des "Azo-T908"-Intermediates wurden in 300 ml wasserfreiem Pyridin gelöst und mit 6,56 g Triphenylphosphin behandelt. Nachdem es bei Raumtemperatur für 18 h gerührt wurde, wurde die resultierende klare Lösung mit 300 ml 30%igem Ammoniak (wäßrig) behandelt und anschließend unter Argon bei 50°C für 5 Std. gerührt. Die flüchtigen Bestandteile wurden unter verringertem Druck in einem Rotationsverdampfer entfernt und der Rückstand wurde mit 562,5 ml DMSO und 2250 ml destilliertem Wasser behandelt. Die resultierende Lösung wurde in 12 Durchgängen unter Einsatz eines spiralförmig gewundenen Millipore-Permeators mit einer nominalen 10K-Trennung (10K cutoff) diafiltriert. Das endgültige Retentat wurde gefriergetrocknet, wodurch 43,22 g eines gebrochen weißen Pulvers, das hierin als das "T908-Tetraamin"-Intermediat bezeichnet wird, erhalten wurden. Ein Hochfeld-13C-NMR-Spektrum des Produktes zeigte ein Signal bei 41,78 ppm, das mit dem für einen Methylenkohlenstoff, der einem endständigen Amin benachbart ist, erwarteten Signal für das Gewünschte Produkt in Einklang steht. Weder im 13C- noch im 1H-NMR-Spektrum wurden aromatische Signale beobachtet.
  • b) Reaktion von Erythrosin-5-isothiocyanat mit dem "T908-Tetraamin"-Intermediat
  • Ein Teil des "T908-Tetraamin"-Intermediates, das in zehn Teilen destilliertem Wasser und drei Teilen 0,5 M wäßrigen Natriumcarbonat gelöst vorlag, wird bei Raumtemperatur unter Rühren mit einem Überschuß Erythrosin-5-isothiocyanat (Molecular Probes) behandelt. Der Reaktionsverlauf wird mittels SE-HPLC bis zum vollständigen Umsatz verfolgt. Anschließend wird die Reaktionsmischung mit sechzig Teilen destilliertem Wasser verdünnt, in einer gerührten Diafiltrationszelle auf ein Retentatvolumen von etwa einem Zehntel des Anfangsvolumens ultrafiltriert und anschließend in 24 Durchgängen gegen Wasser diafiltriert. Dann wird das Retentat lyophilisiert, in einem möglichst geringen Volumen Methylenchlorid aufgenommen, in 100 Teilen trockenem Ether ausgefällt, mittels Filtration abgetrennt und mit Ether gewaschen und getrocknet, wodurch das gewünschte Produkt zur Verfügung gestellt wird.
  • Beispiel 42
  • Herstellung von Di-(erythrosin-5-aminothiocarbonylamino)-F108
  • Das Diol Pluronic F108 (BASF) wird unter Einsatz des Verfahrens, das in Teil (a) des Beispiels 41 beschrieben ist, in das entsprechende Diamin überführt. Anschließend wird das Diamin, wie in Teil (b) des Beispiels 41 beschrieben, mit Erythrosinisothiocyanat umgesetzt, um das gewünschte Produkt zur Verfügung zu stellen.
  • Beispiel 43
  • Herstellung von [NH(PEG3400)NHSO2PcAlCl(SO3H)2SO2]n (NC 100479)
  • PEG3400-Diamin (Shearwater Polymers, Huntsville, AL; 0,391 g, 0,115 mmol) wurden unter Rühren mit einem Magnetrührer in Pyridin (75 ml) gelöst. Etwa 50 ml Pyridin wurden unter Stickstoff auf einem Ölbad bei 120–130° abdestilliert, um das PEG zu entwässern, und anschließend wurde die Lösung auf Umgebungstemperatur gekühlt und ClAlPc(SO2Cl)4 (hergestellt aus der entsprechenden Säure, Porphyrin Products, Logan, Utah) wurde zugegeben (0,111 g, 0,115 mmol). Die Lösung wurde für 18 Stunden bei 20° gerührt und anschließend für 30 Minuten unter Rückfluß erwärmt, danach wurde das Lösungsmittel in einem Rotationsverdampfer bei 40° entfernt und der Rückstand wurde in Wasser gelöst. Anschließend wurde diese Lösung nacheinander durch stark saure und stark basische (Na-Form) Ionenaustauscherharze geleitet, um das Produkt in das Na-Salz zu überführen. Bestandteile mit niedrigem Molekulargewicht wurden mittels Diafiltration durch eine Membran für das Molekulargewicht 10.000 (Amicon, Beverly, MA) entfernt und der dunkelblaue flüssige Rückstand wurde in einem Rotationsverdampfer bei 40° abgedampft, wodurch ein dunkelblauer Feststoff (0,09 g) erhalten wurde.
  • Eine Größenausschluß-HPLC-Analyse zeigte, daß das Produkt ein durchschnittliches Molekulargewicht von 150.000 aufweist, außerdem ist es durch einen Wert λmax von 676 nm (Wasser) gekennzeichnet.
  • Wenn eine Lösung dieser Verbindung in einer Phosphat-gepufferten Salzlösung weiblichen immundefizienten Mäusen mit HT-29-Tumoren injiziert wurde, wurden nach einer Stunde 4% der injizierten Dosis im Tumor lokalisiert.
  • Beispiel 44
  • Herstellung von [NHCH2CH2NHSO2PcAlCl(SO3H)2SO2]n (NC 100477)
  • Diese Verbindung wurde durch das in Beispiel 43 eingesetzte Verfahren hergestellt, jedoch wurde anstelle des PEG-Diamins Ethylendiamin (Aldrich, 0,0058 g, 0,10 mmol) verwendet. Die wäßrige Lösung des Produktes wurde durch eine Membran für das Molekulargewicht 500 diafiltriert und die erhaltene dunkelblaue Lösung wurde mittels Ionenaustauscher in das Natriumsalz überführt und abgedampft, wodurch ein dunkelblauer Feststoff (0,10 g) erhalten wurde.
  • Beispiel 45
  • Herstellung von ClAlPc(SO2NHPEG5000)4
  • Das eingesetzte Verfahren ist mit dem in Beispiel 43 beschriebenen vergleichbar, jedoch wurden PEG5000-α,ω-Bisamin (Shearwater Polymers, Huntsville, AL; 2,50 g, 0,50 mmol), Pyridin (50 ml, von denen etwa 30 ml abdestilliert wurden), und ClAlPc(SO2Cl)4 (0,10 g, 0,10 mmol) verwendet. Die Lösung wurde unter Rückfluß und unter Stickstoff für 30 Minuten erwärmt und anschließend wurde das Lösungsmittel entfernt. Eine Diafiltration unter Einsatz einer Membran für das Molekulargewicht 10.000 und das Auffangen des Produktes, das die Membran nicht passiert hatte, ergab einen dunkelblauen Feststoff (0,08 g). Er wies einen Wert λmax von 676 nm (Wasser) auf. Wenn eine Lösung dieser Verbindung in einer Phosphat-gepufferten Salzlösung weiblichen immundefizienten Mäusen mit HT-29-Tumoren injiziert wurde, wurden nach einer Stunde 2,5% der injizierten Dosis im Tumor lokalisiert.
  • Beispiel 46
  • Herstellung von [Melamin][SO2ClAlPc(SO3H)3]3 (NC 100478)
  • ClAlPc(SO2Cl)4 (0,10 g, 0,10 mol) wurde zu Dimethylformamid (1 ml), das Diisopropylethylamin (0,1 ml, 0,57 mmol) enthielt, gegeben und unter Stickstoff für 1 Stunde gerührt. Anschließend wurde Melamin (Aldrich, 0,0022 g, 0,017 mmol) zugegeben; es war in der Reaktionsmischung sehr schlecht löslich. Die Mischung wurde bei Umgebungstemperatur für 4 Tage gerührt, nach Ablauf dieser Zeit hatte sich das Melamin gelöst. Die Lösung wurde über Eis gegossen und die resultierende blaue Lösung wurde durch eine Membran für das Molekulargewicht 3000 diafiltriert. Die dunkelblaue Lösung, die die Membran nicht passierte, wurde abgedampft, wodurch ein dunkelblauer Feststoff mit einem Wert λmax von 680 nm (Wasser) erhalten wurde. Wenn eine Lösung dieser Verbindung in einer Phosphat-gepufferten Salzlösung weiblichen immundefizienten Mäusen mit HT-29-Tumoren injiziert wurde, wurden nach einer Stunde 0,1% der injizierten Dosis im Tumor lokalisiert.
  • Beispiel 47
  • Herstellung einer stabilen Sudan-III-Emulsion
  • Sudan III (das auch als D&C Rot Nr. 17, Solvent Red 23 und Cerasin-Rot bekannt ist) ist in Wasser sehr schlecht löslich, jedoch in Sesamöl, einem bekannten Öl für parenteral zu verabreichende Öl-in-Wasser-Emulsionen (z. B. Intralipid, Lyposin etc.), löslich und weist einen Wert λmax von 507 nm auf. Daher wurde eine Sudan-III-Emulsion wie folgt hergestellt: Eine gesättigte Lösung von Sudan III in Sesamöl wurde hergestellt, indem der Behälter über das Wochenende etwa 72 Stunden) langsam rotiert wurde. Anschließend wurde die Öllösung durch einen 5 μm Spritzenfilter und nachfolgend durch einen 0,8 μm Filter filtriert, um ungelöstes festes Sudan III zu entfernen. Die resultierende gesättigte Lösung wurde dann unter Einsatz von Ultraschallenergie in Wasser in einem Verhältnis von 10% "Öl" zu 90% wäßriger Tensid-Lösung emulgiert, gefolgt von einer Mikroverflüssigung bei etwa 14.000 PSI bis eine konstante Tropfengröße erreicht wurde. Die Tropfengröße wurde durch Lichtstreuung unter Einsatz einer Lichtstreuungsvorrichtung Horiba 910 und aus einem volumengewichteten Durchschnitt bestimmt. Die resultierenden Emulsionen wurden mittels herkömmlicher Dampfsterilisation sterilisiert und die Tropfengröße wurde erneut mit den folgenden Ergebnissen gemessen:
  • Figure 01570001
  • P79 ist ein polymeres Tensid, das anscheinend stark dazu beiträgt, daß kleine Emulsionstropfen des mit Sudan III gesättigten Sesamöls gebildet werden können. Die resultierende rosa gefärbte Emulsion ist lagerstabil.
  • Diese Emulsion (Sudan III) kann peritumoral injiziert werden, so daß sie zu den lokalen ableitenden Lymphknoten wandert, wodurch eine Resektion erleichtert wird. Das wird gegenwärtig im Fall von Melanomen und Brustkrebs durchgeführt. Diese Knoten sind zur Bestimmung des Krankheitsstadiums und zur Planung der Behandlung des Patienten wichtige das ist als Signal-Lymphknoten-Kartierung bekannt. Diese Emulsion kann außerdem die Histopathologie vereinfachen und deren Genauigkeit verbessern, indem das gesunde Gewebe angefärbt wird, wodurch das erkrankte Gewebe deutlicher sichtbar wird, da es für die Emulsion nicht zugänglich ist. Weiterhin kann die Emulsion i. v. verabreicht werden, um das gesunde Gewebe der Leber und Milz und anderer MPS-reicher Organe zu markieren. Dadurch wird zur Vereinfachung der chirurgischen Resektion ein sichtbarer Kontrast zwischen dem gesunden Gewebe und erkranktem Gewebe, Läsionen, Mißbildungen etc. erzeugt. Selbst Gebiete mit geringer oder blockierter Durchblutung werden durch den Gehalt an Sudan-III-Emulsion im Blut als normale Gefäße kontrastiert (für P79 wurde gezeigt, daß es Liposomen und Emulsionen in entsprechenden Röntgenkontrastzubereitungen eine verlängerte Zirkulation ermöglicht).
  • Beispiel 48
  • Herstellung von Fluorescein-Nanopartikeln
  • Eine Fluorescein-Nanopartikel-Suspension wurde hergestellt, indem 7,5 ml Mahlkugeln (0,7 mm Zirkoniumsilicat) und 0,9 gm Fluorescein in eine 15 ml Flasche gegeben wurden. Unter Einsatz einer vorrätigen Lösung eines Tensids, wurde eine Suspension, die 3,3 ml wäßrige Phase enthält, gebildet. Das wurde zur jeweils 3 Tenside durchgeführt: Brij 58, Tyloxapol und Pluronic F-108. Die folgenden Teilchengrößen wurden bestimmt:
  • Figure 01590001
  • Eine sterile filtrierte Fluorescein-Suspension, die auf diese Weise hergestellt wurde, wurde einem anästhesierten Hund subkutan über eine Thoraxkanülenzuführung verabreicht, um den Lymphfluß und den Gehalt an Lymphe zu verfolgen. Das Fluorescein kann in der Lymphflüssigkeit detektiert werden, wodurch angezeigt wird, daß die Farbstoff-Nanopartikel durch das Lymphsystem zirkulieren, wobei die Lymphknoten wie erforderlich markiert werden, um für die Resektion und zur Bestimmung des Krebsstadiums die visuelle Identifizierung der Lymphknoten zu unterstützen.
  • Diese Teilchen markieren auch nach einer i. v. Verabreichung Gewebe, die reich an MPS-Zellen sind, so daß während der chirurgischen Resektion gesundes Gewebe markiert wird und erkranktes Gewebe dunkel und leicht identifizierbar bleibt.
  • Beispiel 49
  • Zubereitung von Indocyanin-Grün in einem Liposom
  • Indocyanin-Grün (ICG) wurde zu einer Liposomen-Suspension gegeben, die aus 8,2% Lecithin (Phosphatidylcholin), 0,8% Dimyristylphosphatidylglycerol und 0,1% des nichtionischen polymeren Tensids P-79 gebildet wurde und die entwickelt wurde, um dem Liposom eine verlängerte Verweilzeit im Blut zu verleihen. Die Phospholipide und das Tensid wurden unter Anwendung von Ultraschallenergie aus einem Schallerzeuger (Bransonic Sonifier 450, 90% Leistungszyklus, Ausgangsleistung 10) in Wasser gemischt. Die Liposome wurden unter Einsatz eines Microfluidics M110S Mikroverflüssigers bei 14.000 PSI mit 4 Durchläufen der Phospholipid-Mischung durch die Wechselwirkungskammer hergestellt. Die resultierenden Liposome wiesen einen durch Lichtstreuung bestimmten durchschnittlichen Durchmesser von etwa 100 nm auf, und diese Größe blieb auch nach der Sterilisation mittels Autoklavieren erhalten. Außerdem waren diese Liposome in der Lage, einen sterilen Filter (d. h. 0,2 μm Porengröße) zu passieren. Die Zugabe von ICG in einer Menge, die ausreichend war, damit die Suspension etwa 7 mg/ml ICG enthielt, veränderte die physischen Eigenschaften der liposomalen Suspensionen nicht. Nach Sterilisierung in einer Stickstoff-Atmosphäre waren diese ICG-Liposome bei Raumtemperatur für mindestens 6 Wochen stabil.
  • Eine Bestimmung der spektralen Eigenschaften des liposomalen ICG im Vergleich zu ICG, das in Wasser oder einer Salzlösung gelöst ist, zeigte den Einfluß der liposomalen Umgebung. Sowohl die maximale Anregungswellenlänge als auch die maximale Emissionswellenlänge waren im Vergleich zu homogenen Lösungen in Wasser in Richtung geringerer Energie (d. h. höherer Wellenlängen) verschoben. Außerdem zeigten sorgfältige Messungen der Quantenausbeute für das liposomale ICG einen Anstieg um mindestens das 4fache, bezogen auf die Quantenausbeute der wäßrigen ICG-Lösungen. Daher sollte die für den Einsatz als Lichtbildgebungskontrastmittel erforderliche Dosis an liposomaler ICG-Zubereitung deutlich geringer sein, als diejenige, die für eine homogene wäßrige ICG-Lösung erforderlich ist.
  • Beispiel 50
  • 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 PEG3.400-α,ω-diamin
  • Das folgende Reaktionsschema wurde angewendet, um die Titel-Verbindung herzustellen:
    Figure 01620001
    worin X NH-CS-NH(CH2CH2O)nCH2CH2NH-CS-NH) ist.
  • Beispiel 51
  • Herstellung von 2-[2-[2-(4-Isothiccyano)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]indolinium, inneres Salz, Natriumsalz, Reaktionsprodukt mit PEG10.000-α,ω-diamin
  • Das Titel-Produkt wurde analog zu dem des Beispiels 50 hergestellt.
  • Beispiel 52
  • Herstellung von Ethyl-3-(N-acetyl-N-ethylamino)-5-[(5-dimethylamino-1-naphthylsulfonyl)amino]-2,4,6-triiodbenzoat
  • Zu einer gerührten Lösung von Ethyl-3-(N-acetyl-N-ethylamino)-5-amino-2,4,6-triiodbenzoat (11,6 g, 18,5 mmol) in trockenem Pyridin (75 ml), die in einem Eisbad gekühlt wird, wurde eine 60%ige NaH-Öl-Dispersion (1,8 g, 46,3 mmol) gegeben. Nachdem die Reaktion mit dem Natriumhydrid beendet war, wurde Dansylchlorid (5 g, 18,8 mmol) zugefügt. Die Reaktionsmischung wurde bei der Temperatur des Eisbades für 4 Stunden und anschließend bei Raumtemperatur für 20 Stunden gerührt. Nach dem Beenden der Reaktion mit Essigsäure (10 ml) wurde die braune Lösung in einem Rotationsverdampfer konzentriert. Der resultierende braune Rückstand wurde mit Hexanen gewaschen und anschließend in Wasser (200 ml) aufgeschlämmt. Der gelbe, klebrige Feststoff wurde abgetrennt, mit Wasser gewaschen, getrocknet und anschließend aus Ethanol kristallisiert, wodurch 5,3 g (33%) leuchtend gelbe Kristalle mit einem Schmelzpunkt von 238–240°C; MS (FAB) 862 [(M + H), 90%] erhalten wurden. Die 1H-NMR- und 13C-NMR-Spektren entsprachen dem gewünschten Produkt.
    Analyse: Berechnet für C25H26I3N3O5S: C 34,86; H 3,05; I 44,20; N 4,88. Gefunden: C 34,91; H 3,02; I 44,53; N 4,74.
  • Beispiel 53
  • Herstellung von 1-[[2-Diethylamino)ethyl]amino]-4-[(methylamino)methyl]thioxanthen-9-on
  • Diese Verbindung wurde wie in Beispiel 5 der U.S. 5,346,917 (Miller et al.) beschrieben hergestellt; Schmelzpunkt: 241–243°C.
  • Beispiel 54 (siehe folgendes Syntheseschema; A → F)
  • Herstellung eines α,ω-Bis-(rhodamin-B-sulfonamid)-Analogons des Poly(oxyethylen-Co-oxypropylen-Co-oxyethylen)-Blockcopolymers mit einem Block-Verhältnis von 40 : 20 : 40 und einem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 14.600
  • Synthese des α,ω-Bis-(amino)-Analogons des Poly(oxyethylen-Co-oxypropylen-Co-oxyethylen)-Blockcopolymers mit einem Block-Verhältnis von 40 : 20 : 40 und einem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 14.600 (Verbindung E)
  • Eine Gesamtmenge von 50,0 g Poly(oxyethylen-Co-oxypropylen-Co-oxyethylen)-Blockcopolymer mit einem Block-Verhältnis von 40 : 20 : 40 und einem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 14.600 (Pluronic Tensid F-108, BASF Corp.) (Ausgangsmaterial A, oben) wurde mit 275 ml Toluol behandelt und für zwei Stunden über einen Dean-Stark-Separator unter Rückfluß erwärmt. Anschließend wurde das System gekühlt und der Separator und dessen Inhalt (etwa 25 ml) wurden entfernt. Dann wurde die Reaktionsmischung mit 1,25 ml Thionylchlorid und 0,053 ml wasserfreiem Dimethylformamid behandelt und für 2 Stunden bei 105° gerührt. Anschließend wurde das System bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Am nächsten Tag wurde die Reaktionsmischung in einem Rotationsverdampfer abgezogen, wodurch 49,35 g eines gebrochen weißen Feststoffes, der leicht pulverisiert werden konnte, erhalten wurden (Intermediat B). Zusätzlich zu den vorherrschenden Polyalkylenoxid-Signalen zwischen 70 und 80 ppm (die auch für das Ausgangstensid F-108 beobachtet werden) enthält das 13C-NMR-Spektrum des Produktes ein Singulett bei 42,69 ppm, das mit dem Vorliegen von endständigen Kohlenstoff-Atomen, die an Chlor gebunden sind, in Einklang steht, und in der Nähe von 61 ppm, wo die endständigen Hydroxyl-substituierten Kohlenstoff-Atome des Tensids F-108 erscheinen, wurde kein Signal beobachtet.
  • Eine Gesamtmenge von 49,08 g des Intermediates B, 0,89 g Natriumazid und 2,83 g Kaliumiodid wurden mit 350 ml wasserfreiem Dimethylformamid behandelt und bei 100°C für 5 Stunden unter trockenem Argon gerührt. Die Reaktionsmischung wurde anschließend unter Argon bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Anschließend wurde sie in einem Rotationsverdampfer bei 50° abgezogen, wodurch eine Schmelze erhalten wurde, die zu einem gelblichbraunen Feststoff erstarrte. Der Feststoff wurde in 500 ml destilliertem Wasser gelöst und mit 500 ml Chloroform ausgeschüttelt. Nach der Phasentrennung (sehr langsam) wurde die wäßrige Schicht zweimal mit je 500 ml Chloroform extrahiert. Die drei Chloroform-Extrakte wurden vereinigt und über Magnesiumsulfat getrocknet. Nach der Entfernung der flüchtigen Bestandteile wurden 45,58 g eines weißen Feststoffes erhalten (Intermediat C). Das 13C-NMR-Spektrum des Produktes enthält ein Singulett bei 50,6 ppm, das mit dem Vorliegen endständiger Kohlenstoff-Atome, die mit Aziden substituiert sind, in Einklang steht, und ein Signal in der Nähe von 42 ppm, das der Bis-chlorid-Ausgangsverbindung zuzuschreiben wäre, wurde nicht beobachtet.
  • Eine Gesamtmenge von 44,05 g des Intermediates C wurde mit 3,15 g Triphenylphosphin und 200 ml wasserfreiem Pyridin behandelt. Die Reaktionsmischung wurde bei Raumtemperatur unter Argon gerührt. Das Bis-triphenylphosphin-Analogon, das in dieser Reaktion hergestellt wurde, (Intermediat D) wurde direkt, ohne Isolierung, im nächsten Syntheseschritt eingesetzt.
  • Die Reaktionsmischung des vorangegangenen Schrittes wurde mit 200 ml 30%igem Ammoniumhydroxid (wäßrig) behandelt und bei Raumtemperatur für 7 Stunden gerührt. Aufgrund einer starken Schaumbildung war ein sehr großer Behälter erforderlich, um ein Überschäumen zu vermeiden. Anschließend wurde sie in einem Rotationsverdampfer über Nacht abgezogen und der feste Rückstand wurde in 500 ml Chloroform aufgenommen. Nach dem Trocknen über Magnesiumsulfat wurden die flüchtigen Bestandteile abgezogen, wodurch 39,31 g eines gebrochen weißen Feststoffes erhalten wurden. Wenn im Phosphor-NMR-Spektrum des Produktes noch ein deutliches Phosphor-Signal zu sehen war, wurde eine Probe von 2,0 g des Produktes mit 38 ml 30%igem Ammoniumhydroxid (wäßrig) behandelt und bei 60° für 4 Std. gerührt. Anschließend wurde die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur gekühlt, viermal mit je 40 ml Ether gewaschen und in einem Rotationsverdampfer abgezogen. Als Produkt wurden 1,46 g eines gebrochen weißen wachsartigen Feststoffes (Intermediat E) erhalten. Für dieses Produkt wurde im Phosphor-NMR-Spektrum kein Phosphor-Signal beobachtet. Darüber hinaus enthielt das 13C-NMR-Spektrum des Produktes ein Signal bei 41,78 ppm, das mit endständigen Kohlenstoff-Atomen, die an Amine gebunden sind, in Einklang steht, und es enthielt kein Signal in der Nähe von 50 ppm, das dem als Ausgangsstoff eingesetzten Bis-azid entsprechen würde.
  • Synthese des α,ω-Bis-(rhodamin-B-sulfonamid)-Analogons des Poly(oxyethylen-Co-oxypropylen-Co-oxyethylen)-Blockcopolymers mit einem Block-Verhältnis von 40 : 20 : 40 und einem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 14.600
  • Eine Gesamtmenge von 1,25 g des obigen α,ω-Bis-(amino)-Analogons des Pluronic Tensids F-108 (Intermediat E) wurde mit 0,026 g Dimethylaminopyridin und 10 ml wasserfreiem Pyridin behandelt. Die resultierende Lösung wurde mit 0,12 g Rhodamin-B-sulfonylchlorid (Molecular Probes) behandelt und bei Raumtemperatur unter Stickstoff über Nacht gerührt. Die resultierende intensiv purpurfarbene Lösung wurde in einem Rotationsverdampfer abgezogen, wodurch 1,42 g eines intensiv purpurfarbenen Feststoffes erhalten wurden. Eine Gesamtmenge von 1,0 g des Rohproduktes wurde in 40 ml destilliertem Wasser gelöst, durch einen 0,45 μm Nylon-Filter filtriert und das Filtrat wurde unter Einsatz einer gerührten Diafiltrationszelle mit einem Volumen von 50 ml (Amicon), die eine Amicon YM-3-Membran (Diafiltrationsmembran für ein abzutrennendes nominales Molekulargewicht von 3000) enthielt, gegen destilliertes Wasser diafiltriert. Die Diafiltration wurde für 35 Durchläufe fortgesetzt (1.750 ml Diafiltrat wurden entfernt). Anfänglich war das Diafiltrat intensiv purpurfarben, mit dem Fortschreiten der Reinigung verringerte sich jedoch die Farbintensität bis es nach 35 Durchläufen praktisch farblos war. Das intensiv purpurfarbene Retentat wurde in einem Rotationsverdampfer abgezogen, wodurch 0,92 g eines intensiv purpurfarbenen Feststoffes (Endprodukt F) erhalten wurden. Das 13C-NMR-Spektrum des Produktes enthält die vorherrschenden Polyalkylenoxid-Signale zwischen 70 und 80 ppm, die auch im Spektrum des Tensids F-108 und aller folgenden Intermediate zu finden sind, sowie ein neues Singulett bei 45,69 ppm. Ein Signal in der Nähe von 41 ppm, das dem vorhergehenden Bis-amin-Intermediat entsprechen würde, wurde nicht beobachtet. Größenausschluß-HPLC-Studien zeigen ein einzelnes breites Signal für ein Molekulargewicht von etwa 15.000, bezogen auf PEG-Standards. Die Verbindung zeigt ein breites spektrales Absorptionssignal bei 584 nm.
  • Figure 01680001
  • Beispiel 55
  • Synthese des Fluoresceinthiocarbamat-Derivates des Tensids T-908
  • Eine Gesamtmenge von 5,0 g des Tensids Tetronic-908 (T-908, BASF Corp., durchschnittliches Molekulargewicht 25.000) (Ausgangsmaterial A unten) wurde mit 0,10 g Dimethylaminopyridin und 50 ml wasserfreiem Pyridin behandelt. Die resultierende Mischung wurde mit 0,15 g Fluoresceinisothiocyanat (Molecular Probes, Inc.) behandelt und bei Raumtemperatur unter Stickstoff über Nacht gerührt. Die resultierende Lösung wurde in einem Rotationsverdampfer abgezogen, wodurch 5,4 g eines gelb-grünen Feststoffes erhalten wurden. Eine Gesamtmenge von 5,1 g des Produktes wurde in 200 ml destilliertem Wasser gelöst, durch einen 0,45 μm Nylon-Filter filtriert und das Filtrat wurde in einer gerührten Diafiltrationszelle (Amicon), die eine Amicon YM-3-Diafiltrationsmembran (abzutrennendes nominales Molekulargewicht von 3000) enthielt, gegen destilliertes Wasser diafiltriert. Die Diafiltration wurde für 25 Durchläufe fortgesetzt bis das Diafiltrat im wesentlichen farblos war. Das Retentat wurde zu 3,4 g eines gelb-grünen Feststoffes gefriergetrocknet. Das 13C-NMR-Spektrum des Produktes enthält die vorherrschenden Polyalkylenoxid-Signale zwischen 70 und 80 ppm sowie aromatische Signale, die mit der Fluorescein-Einheit in Einklang stehen. Größenausschluß-HPLC-Studien zeigen ein einzelnes breites Signal für ein Molekulargewicht von etwa 25.000, bezogen auf PEG-Standards.
  • Beispiel 56
  • Herstellung eines linearen Copolymers aus Diethylentriaminpentaessigsäure und 1,6-Diaminohexan mit endständigem Fluorescein
  • Polymerer Ligand mit endständigem Amin
  • Eine Lösung von 4,42 g 1,6-Diaminohexan in 68,8 ml wasserfreiem Dimethylsulfoxid wurde mit 13,24 ml Triethylamin und 11,32 g Diethylentriaminpentaessigsäuredihydrid behandelt. Die resultierende Aufschlämmung wurde unter Argon über Nacht gerührt. Am nächsten Morgen wurde die mäßig viskose polymere Flüssigkeit, die sich gebildet hatte, mit 600 ml 0,5 M Natriumcarbonat in Wasser behandelt und in einer gerührten Diafiltrationszellen-Einheit, die mit einer Amicon-YM-10-Diafiltrationsmembran ausgestattet war (Abtrennung nominaler 10K), auf etwa 300 ml ultrafiltriert. Dann wurde das Verfahren in eine Diafiltration geändert, in der 0,5 M wäßriges Natriumcarbonat zugeführt wurde, und solange fortgesetzt bis etwa 1.800 ml Diafiltrat gebildet worden waren (etwa 6 Durchläufe). Die zugeführte Lösung wurde dann in destilliertes Wasser geändert und die Diafiltration wurde fortgesetzt bis weitere 1.800 ml Diafiltrat gebildet worden waren (6 Durchläufe). Anschließend wurde das Retentat entfernt und gefriergetrocknet, wodurch 7,35 g eines weißen flockigen polymeren Feststoffes erhalten wurden, Dieser polymere Ligand wies ein zahlendurchschnittliches Molekulargewicht von 10000, ein gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht von 25000 und eine Dispersität von 2,50 auf.
  • Polymerer Ligand mit endständigem Fluorescein
  • Eine Lösung von 3,50 g des obigen polymeren Liganden mit endständigem Amin wurde in 29,6 ml 0,5 M wäßrigen Natriumcarbonat gelöst, mit 0,72 g Fluoresceinisothiocyanat, Isomer 1, behandelt und bei Raumtemperatur unter Argon für 2 Stunden gerührt. Die resultierende leuchtend orange Lösung wurde mit 40 ml destilliertem Wasser verdünnt und in eine gerührte Diafiltrationszellen-Einheit, die mit einer Amicon-YM-10-Diafiltrationsmembran ausgestattet war (Abtrennung nominaler 10K), eingebracht. Anschließend wurde sie diafiltriert bis sich etwa 1.450 ml Diafiltrat gebildet hatten (etwa 18 Durchläufe). Dann wurde das Retentat entfernt und gefriergetrocknet. 3,00 g eines intensiv goldgelben, flockigen polymeren Feststoffes wurden erhalten. Er wies einen Wert λmax von 492 nm auf.
  • Beispiel 57
  • Herstellung des Gadolinium-Komplexes eines linearen Copolymers aus Diethylentriaminpentaessigsäure und 1,6-Diaminohexan mit endständigem Fluorescein
  • 2,00 g des linearen Copolymers aus Diethylentriaminpentaessigsäure und 1,6-Diaminohexan mit endständigen Fluoresceinen, das im obigen Beispiel 56 beschrieben ist, wurde mit 50 ml destilliertem Wasser behandelt und bei Raumtemperatur gerührt. In einem separaten Gefäß wurden 3,13 g Gadoliniumchlorid-hexahydrat in 31,3 ml destilliertem Wasser gelöst. Die Gadoliniumchlorid-Lösung wurde dann langsam in die gerührte Polymerlösung gegeben, die anschließend bei Raumtemperatur für weitere 2 Stunden gerührt wurde. Die resultierende intensiv gelbe Lösung wurde dann in eine gerührte Diafiltrationszellen-Einheit, die mit einer Amicon-YM-10-Diafiltrationsmembran ausgestattet War (Abtrennung nominaler 10K), gespült. Sie wurde auf ein Retentat-Volumen von etwa 60 ml ultrafiltriert, dann wurde das Verfahren in eine Diafiltration geändert, in der destilliertes Wasser zugeführt wurde. Nachdem sich 1.400 ml Diafiltrat gebildet hatten (etwa 18 Durchgänge) wurde das intensiv gelbe Retentat entfernt und gefriergetrocknet. 1,09 g eines intensiv gelben, flockigen polymeren Feststoffes wurden erhalten. Eine Spektralanalyse zeigte, daß das Polymer einen λmax (Absorption) von 499 nm aufwies.
  • Beispiel 58
  • Herstellung eines linearen Copolymers aus Diethylentriaminpentaessigsäure und 1,6-Diaminohexan mit endständigem sulfonierten Phthalocyanin
  • 0,43 g eines polymeren Liganden mit endständigem Amin, der in der im obigen Beispiel 56 beschriebenen Weise hergestellt wurde, wurde in 4,25 ml 0,5 M wäßrigen Natriumcarbonat gelöst und für 15 min in einem Eiswasserbad gerührt. Dann wurde eine Gesamtmenge von 0,242 g gepulvertem Aluminiumchlorphthalocyanintetrasulfonylchlorid langsam zu der kalten gerührten Polymer-Lösung gegeben, wodurch eine grüne Aufschlämmung gebildet wurde. Die Reaktionsmischung wurde über Nacht gerührt, wobei das Eis schmolz und sich die Reaktionsmischung auf Umgebungsraumtemperatur erwärmte. Am nächsten Morgen war aus der Reaktionsmischung eine intensiv grüne Lösung geworden. Sie wurde mit 20 ml destilliertem Wasser in eine gerührte Diafiltrationszellen-Einheit, die mit einer Amicon-YM-10-Diafiltrationsmembran (Abtrennung nominaler 10K) ausgestattet war, gespült und für etwa 13 Durchläufe diafiltriert. Anschließend wurde das Renentat gefriergetrocknet, wodurch 0,48 g eines intensiv grünen, flockigen polymeren Feststoffes erhalten wurden. Eine Spektralanalyse zeigte, daß das Polymer einen Wert λmax (Absorption) von 650 nm aufwies.
  • Beispiel 59
  • Herstellung eines linearen Copolymers aus Diethylentriaminpentaessigsäure und 1,6-Diaminohexan mit endständigem Sulfocyanin
  • Eine Probe von 0,568 g eines polymeren Liganden mit einem endständigen Amin, der in der im obigen Beispiel 56 beschriebenen Weise hergestellt wurde, wird mit 4,8 ml 0,5 M Natriumcarbonat in Wasser behandelt und gerührt, um eine klare Lösung zu bilden. Diese Lösung wird mit 0,238 g des monofunktionellen Sulfocyanin-Farbstoffes, der von Nycomed Amersham als monofunktioneller Cy-5-Farbstoff verkauft wird, behandelt. Die Reaktionsmischung wird bei Raumtemperatur für 2 Stunden gerührt, daraufhin wird die klare rote Lösung mit 20 ml destilliertem Wasser verdünnt und in eine gerührte Diafiltrationszellen-Einheit, die mit einer Amicon-YM-10-Diafiltrationsmembran (Abtrennung nominaler 10K) ausgestattet ist, gegeben. Anschließend wird sie für 18 Stunden unter Zuführung von destilliertem Wasser diafiltriert. Etwa 650 ml Diafiltrat wird entfernt (etwa 26 Diafiltrationsdurchläufe) und dann wird das Retentat gefriergetrocknet.
  • Beispiel 60
  • Herstellung des Fluorescein-Thioharnstoff-Derivates des Tensids T908 (BASF)
  • Derivat des Tensids T908 mit endständiger Amino-Gruppe
  • Eine Gesamtmenge von 100,0 g des Tensids T908 (BASF) wurde mit 525 ml Toluol behandelt und für eine Stunde unter Rückfluß über einen Dean-Stark-Separator erwärmt. Anschließend wurde der Dean-Stark-Separator zusammen mit etwa 25 ml enthaltenem Toluol/Wasser entfernt. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur wurde die Reaktionsmischung mit 2,92 ml Thionylchlorid und 0,12 ml DMF behandelt. Sie wurde erneut auf 105°C erwärmt und unter Argon für 3 Stunden gerührt, auf Raumtemperatur abgekühlt und in einem Rotationsverdampfer abgezogen, wodurch 101,99 g eines leicht gelblichbraunen Pulvers erhalten wurden.
  • Eine Gesamtmenge von 100,0 g dieses "Chlor-T908"-Intermediates wurde mit 2,08 g Natriumazid, 5,98 g Kaliumiodid und 700 ml DMF behandelt. Diese Reaktionsmischung wurde für 6 Stunden auf 100°C erwärmt, auf Raumtemperatur gekühlt und dann in einem Rotationsverdampfer bei 69°C abgezogen. Das Rohprodukt wurde in 900 ml destilliertem Wasser gelöst und mit 1 Liter Chloroform ausgeschüttelt. Die Chloroform-Schicht wurde abgetrennt und mit zwei zusätzlichen 500 ml Chloroform-Extrakten der wäßrigen Schicht vereinigt. Nachdem die vereinigten Chloroform-Extrakte über Magnesiumsulfat getrocknet worden waren, wurde das Chloroform in einem Rotationsverdampfer abgezogen, wodurch 65,69 g eines schwach gelblichbraunen zersetzlichen Feststoffes erhalten wurden.
  • Eine Gesamtmenge von 62,5 g dieses "Azido-T908"-Intermediates wurde in 300 ml wasserfreiem Pyridin gelöst und mit 6,56 g Triphenylphosphin behandelt. Nachdem es bei Raumtemperatur für 18 Stunden gerührt wurde, wurde die resultierende klare Lösung mit 300 ml 30%igem Ammoniak (wäßrig) behandelt und unter Argon bei 50°C für 5 Stunden gerührt. Anschließend wurde sie in einem Rotationsverdampfer abgezogen und nachfolgend mit 562,5 ml DMSO und 2.250 ml destilliertem Wasser behandelt. Die resultierende Lösung wurde in 12 Durchgängen unter Einsatz eines spiralförmig gewundenen Millipore-Permeators mit einer nominalen 10K-Trennung diafiltriert. Das endgültige Retentat wurde gefriergetrocknet, wodurch 43,22 g eines gebrochen weißen Pulvers erhalten wurden. Ein Hochfeld-13C-NMR-Spektrum des Produktes zeigte ein Signal bei 41,78 ppm, das mit dem für einen Methylenkohlenstoff, der einem endständigen Amin benachbart ist, erwarteten Signal für das gewünschte Produkt in Einklang steht, und weder im 13C- noch im 1H-NMR-Spektrum wurde ein aromatisches Signal beobachtet und auch im 31P-Spektrum wurde kein Signal erhalten, wodurch bestätigt wurde, daß das Triphenylphosphin-Addukt vollständig in das gewünschte Amin-Addukt überführt wurde.
  • Derivat des Tensids T908 mit endständigem Fluorescein
  • Eine Gesamtmenge von 1,00 g des obigen Derivates des Tensids T908 mit endständiger Amino-Gruppe wurde in 10 ml destilliertem Wasser gelöst und anschließend mit 3,2 ml 0,5 M wäßrigen Natriumcarbonat behandelt. Die resultierende klare Lösung wurde mit 0,156 g Fluoresceinisothiocyanat, Isomer I, (Aldrich) behandelt und bei Raumtemperatur für 18 Stunden gerührt. Die resultierende klare intensiv orangefarbene Lösung wurde mit 60 ml destilliertem Wasser verdünnt und in eine gerührte Diafiltrationszellen-Einheit, die mit einer Amicon-YM-10-Diafiltrationsmembran (Abtrennung nominaler 10K) ausgestattet war, eingebracht. Sie wurde anfangs auf ein Retentat-Volumen von 25 ml ultrafiltriert und nachfolgend diafiltriert bis 600 ml Diafiltrat entfernt worden waren (24 Durchläufe). Anschließend wurde das Retentat gefriergetrocknet, wodurch 0,43 g eines leuchtend orangefarbenen flockigen polymeren Feststoffes erhalten wurden. Eine Spektralanalyse zeigte, daß das Polymer einen Wert λmax (Absorption) von 307 nm aufwies.
  • Beispiel 61
  • Herstellung eines Derivates des polymeren BASF-Tensids T908 mit endständigen Sulfocyaninen
  • Eine Gesamtmenge von 0,30 g des in Beispiel 60 beschriebenen Derivates des Tensids T908 mit endständiger Amino-Gruppe wird in 3,0 ml destilliertem Wasser gelöst und mit 2,9 ml 0,5 M wäßrigen Natriumcarbonat behandelt. Die resultierende klare Lösung wird mit 0,19 g des Sulfoindocyanin-Farbstoffes, der von Amersham als Cy-7-Farbstoff verkauft wird, behandelt und bei Raumtemperatur für 18 Stunden gerührt. Die resultierende klare Lösung wird mit 6 ml destilliertem Wasser verdünnt und in eine gerührte Diafiltrationszellen-Einheit, die mit einer Amicon-YM-10-Diafiltrationsmembran (Abtrennung nominaler 10K) ausgestattet ist, eingebracht. Sie wird diafiltriert bis etwa 250 ml Diafiltrat entfernt wurden (etwa 20 Durchläufe). Das Retentat wird gefriergetrocknet.
  • Beispiel 62
  • Herstellung von mit Carbonsäure substituierten Benzofluoresceinen
  • 2,7-Dihydroxynaphthalen und ein mit X substituiertes Phthalsäureanhydrid (z. B. X = NO2, SO3H, MeO, Halogen, CN, COOH, COOR als Ester wie zum Beispiel COOMe, Ether, Thioether, Sulfonamid, Amid und dergleichen) werden miteinander gemischt und in Gegenwart einer Lewis-Säure, wie zum Beispiel Zinkchlorid, in der Schmelze erwärmt, wobei ein Überschuß Anhydrid als geschmolzenes Lösungsmittel verwendet wird, um die gewünschte Verbindung herzustellen. Dieses Chromophor kann mit den üblichen Verfahren halogeniert oder sulfoniert oder carboxyliert werden, um neue Chromophore mit zusätzlichen funktionellen Gruppen zur Modifizierung der Löslichkeit; zur weiteren synthetischen Modifizierung durch Reduktions- und Substitutionsreaktionen; zur Anbindung an Verankerungsvektoren, wie zum Beispiel Antikörper, Peptide, wie zum Beispiel das Sta-Peptid; und zur Anbindung an Polymere, wie zum Beispiel PE.g, herzustellen. Das Material kann mit einem Iod-Isotop radiomarkiert werden, indem es mit einer Quelle eines solchen Isotops, wie zum Beispiel einem Isotop eines Iodinium-Ions (z. B. Iodchlorid oder Diiod und dergleichen) behandelt wird.
  • Beispiel 63
  • Herstellung von mit Sulfonsäure substituierten Benzofluoresceinen
  • 2,7-Dihydroxynaphthalen und ein mit X substituiertes cyclisches Anhydrid der 2-Sulfobenzoesäure (z. B. X = NO2, SO3H, MeO, Halogen, CN, COOH, COOR als Ester wie zum Beispiel COOMe, Ether, Thioether, Sulfonamid, Amid und dergleichen) werden miteinander gemischt und in Gegenwart einer Lewis-Säure, wie zum Beispiel Zinkchlorid, in der Schmelze erwärmt, wobei ein Überschuß Anhydrid als geschmolzenes Lösungsmittel verwendet wird, um die gewünschte Verbindung herzustellen. Dieses Chromophor kann mit den üblichen Verfahren halogeniert oder sulfoniert oder carboxyliert werden, um neue Chromophore mit zusätzlichen funktionellen Gruppen zur Modifizierung der Löslichkeit; zur weiteren synthetischen Modifizierung durch Reduktions- und Substitutionsreaktionen; zur Anbindung an Verankerungsvektoren, wie zum Beispiel Antikörper, Peptide; und zur Anbindung an Polymere, wie zum Beispiel PE.g, herzustellen. Das Material kann mit einem Iod-Isotop radiomarkiert werden, indem es mit einer Quelle eines solchen Isotops, wie zum Beispiel einem Isotop eines Iodinium-Ions (z. B. Iodchlorid oder Diiod und dergleichen) behandelt wird.
  • Beispiel 64
  • Herstellung eines PEG-Derivates eines pH-abhängigen Naphthindolcyanin-Farbstoffes (Amid-Bindung über eine 4-Carbonsäure des zentralen Cyclohexen-Ringes)
  • 134 mg Phenyl-N-phenylphosphoramidochloridat (Aldrich) wird zu einer Lösung von 430 mg verfestigtem 4-Carbonsäure-1-hydroxycyclohexen-bis(-3-sulfopropyl-1H-1,1-dimethylbenzindol)-C7-Cyanin-Farbstoff und 0,2 ml Triethylamin in Methylenchlorid gegeben. Die Mischung wird bei Raumtemperatur in einer Stickstoffatmosphäre für etwa 30 Minuten gerührt. Zu der obigen Lösung wird tropfenweise über 30 Minuten eine Lösung von 2,5 g Methoxypoly(ethylenglycol)amin mit einem Molekulargewicht von 5.000 und 0,07 ml Triethylamin in Methylenchlorid gegeben. Sie wird bei Raumtemperatur in einer Stickstoffatmosphäre für etwa einen Tag oder bis eine Beendigung der Reaktion festgestellt wird gerührt. Die flüchtigen Bestandteile werden aus der Reaktionsmischung entfernt, indem sie verringertem Druck ausgesetzt wird. Der resultierende Rückstand wird mittels Chromatographie (SiO2, 15–20% Methanol in Chloroform) gereinigt, wodurch der gewünschte Amid-gebundene Cyanin-Farbstoff erhalten wird.
  • Beispiel 65
  • Herstellung von N-[5-Anilin-3-chlor-2,4-(2-ethoxycarbonylpropan-1,3-diyl)-2,4-pentadien-1-yliden]aniliniumchlorid
  • Zu 34 ml wasserfreiem N,N-Dimethylformamid, das unter Stickstoff gerührt und in einem Trockeneis/Isopropanol-Bad auf 0 bis 5°C gekühlt wurde, wurde tropfenweise über 20 Minuten 28 ml Phosphoroxychlorid gegeben. Die Reaktionsmischung wurde für 1 h stehen gelassen, wodurch sie sich auf 15°C erwärmte. Anschließend wurde dazu tropfenweise über 5 Minuten eine Lösung von 10 g Ethyl-4-oxocyclohexancarboxylat (Aldrich Chemical Co.) in 20 ml Methylenchlorid gegeben. Nachdem eine kurze Wärmeentwicklung abgeklungen war, wurde die Reaktionsmischung für 2 Stunden unter Rückfluß erwärmt. Anschließend wurde das Lösungsmittel mittels Rotationsverdampfer entfernt und der dunkel orangefarbene viskose Rückstand wurde in Eis gekühlt. Hierzu wurde über 35 Minuten eine Lösung von 22 ml Anilin, das in 22 ml Ethanol gelöst vorlag, gegeben. Die Zugabe wurde von einer Rauchentwicklung und einem Temperaturanstieg, der durch Verwendung eines Eis-Salz-Bades abgefangen wurde, begleitet. Nachdem die Zugabe beendet war, wurde das viskose Reaktionsprodukt über 250 g Eis, das 25 ml konzentrierte Salzsäure enthielt, gegossen. Anschließend wurde diese Mischung für 2 Tage in einem Gefrierschrank stehen gelassen. Das Rohprodukt wurde mittels Filtration isoliert, mit Wasser und anschließend mit Ether gewaschen und über P2O5 im Vakuum Getrocknet, wodurch 14 g Feststoff erhalten wurden. Dieses Material wurde ohne weitere Aufbereitung eingesetzt.
  • Beispiel 66
  • Herstellung von 3-(2,3,3-Trimethyl-1H-benz[e]indolio)propansulfonat
  • Zu einer mit einem Magnetrührer gerührten Lösung von 8,72 g 1,1,2-Trimethyl-1H-benz[e]indol (Fisher Chemical Co.) in 100 ml wasserfreiem Acetonitril wurde unter Stickstoff bei Raumtemperatur 5,09 g 1,3-Propansulton (Aldrich Chemical Co.) in 3 ml Acetonitril gegeben. Die Reaktionsmischung wurde unter Rückfluß für 24 Stunden erwärmt und anschließend auf Umgebungstemperatur abgekühlt. Das gebrochen weiße Präzipitat wurde mittels Filtration aus der dunkelgrünen Lösung isoliert, mit 100 ml Acetonitril und anschließend mit 100 ml Ether gewaschen und dann an der Luft getrocknet, wodurch 10,24 g der gewünschten Verbindung erhalten wurden.
  • Beispiel 67
  • 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-Anilin-3-chlor-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, das 75 ml Toluol enthielt, wurde unter Rückfluß für eine Stunde erwärmt, wobei das Wasser entfernt wurde. Anschließend wurde zu der Mischung 0,65 g wasserfreies Natriumacetat gegeben und die Erwärmung unter Rückfluß wurde für weitere zweieinhalb Stunden fortgesetzt. Dann wurde das Lösungsmittel durch Destillation entfernt bis sich Kristalle zu bilden begannen.
  • Nach dem Abkühlen wurden die Kristalle mittels Filtration entfernt, mit Ethylether zerrieben und anschließend aus methanolischem Ethylether umkristallisiert, wodurch 1,7 g der gewünschten Verbindung erhalten wurden.
  • Beispiel 68 Herstellung des Bisthioether-Reaktionsproduktes mit einem Verhältnis Farbstoff : Polymer von 2 : 1 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-PEG3.400-α,ω-dithiolat, Polymer 3
    Figure 01810001
  • Eine Lösung von 1,9 g Poly(ethylenglycol)-α,ω-dithiol mit einem Molekulargewicht von 3.400 von Shearwater Polymers, Inc. in 8,5 ml trockenem mit Stickstoff gespülten Dimethylformamid wurde mit 0,1 g 50%igem Natriumhydrid behandelt und dann unter Stickstoff bei Raumtemperatur über 15 Minuten tropfenweise 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 gespültem wasserfreien Dimethylformamid gegeben. Nach zweieinhalb Stunden wurde die Reaktionsmischung mit einem Überschuß Kohlendioxid behandelt, das Lösungsmittel wurde abgedampft und das gewünschte Addukt mit einem Verhältnis von Farbstoff : Polymer von 2 : 1 wurde mittels Säulenchromatographie (SiO2: 15% Methanol in Chloroform) isoliert.
  • Die Ergebnisse der biologischen Verteilung sind in 2A (eine Stunde nach Dosierung) und 2B (drei Stunden nach Dosierung) dargestellt.
  • Beispiel 69 Herstellung des Bisthioether-Reaktionsproduktes mit einem Verhältnis Farbstoff : Polymer von 2 : 1 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-PEG10.000-α,ω-dithiolat
    Figure 01830001
  • Eine Lösung von 2,45 g Poly(ethylenglycol)-α,ω-dithiol mit einem Molekulargewicht von 10.000 von Shearwater Polymers, Inc. in 14 ml trockenem mit Stickstoff gespülten Dimethylformamid wurde mit 43 mg 50%igem Natriumhydrid und 1,5 ml trockenem Dimethylformamid behandelt. Nach etwa einer halben Stunde wurde diese Lösung tropfenweise über 20 Minuten unter Rühren zu einer mit Stickstoff gespülten Lösung von 0,4 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 5 ml trockenem mit Stickstoff gespülten Dimethylformamid gegeben. Nach vier Stunden Rühren in einer Stickstoff-Atmosphäre wurde die Reaktionsmischung mit einem Überschuß Kohlendioxid behandelt, nachfolgend wurde das Lösungsmittel abgedampft. Das gewünschte dunkelgrüne Addukt mit einem Verhältnis von Farbstoff : Polymer von 2 : 1 wurde mittels Säulenchromatographie (SiO2: 20% Methanol in Chloroform) isoliert. Absorptionsmaxima in Phosphat-gepufferter Salzlösung: 814 nm, 744 nm. Das Massenspektrum wies erwartungsgemäß eine Verteilung auf, deren Zentrum bei etwa 12.000 Masse-Einheiten lag.
  • Beispiel 70
  • Herstellung eines Derivates des polymeren BASF-Tensids T908 mit endständigen Zinktrisulfophthalocyanin-Gruppen (NC 100526)
  • Dieser Farbstoff wurde mit einem Verfahren, das zu dem des Beispiels 61 analog ist, aus dem Amin-Derivat des Tensids T908 (2,50 g, 0,1 mM) hergestellt, jedoch wurde ein zehnfacher Überschuß Zinkphthalocyanintetrasulfonylchlorid (4,0 g, 4,1 mM) eingesetzt. Das Retentat der Diafiltration (Membran für das Molekulargewicht 10.000) wurde abgedampft und gefriergetrocknet, wodurch 3,2 g eines dunkelblauen Feststoffes mit einem Wert λmax in Wasser von 635 nm (Schulter bei 671 nm) erhalten wurden.
  • Beispiel 71
  • Herstellung von [PcAlCl(SO3H)3SO2NH]2-[PEG10.000] (NC 100481)
  • Diese Verbindung wurde mit einem Verfahren, das zu dem in Beispiel 43 eingesetzten analog ist, hergestellt, jedoch wurde PEG10.000-Diamin (Shearwater Polymers, 1,0 g, 0,1 mM) und ein Überschuß Chloraluminiumphthalocyanintetrasulfonylchlorid (0,217 g, 0,22 mM) eingesetzt. Das Retentat der Diafiltration (Membran für das Molekulargewicht 3.000) wurde abgedampft, wodurch 0,82 g eines dunkelblauen Feststoffes mit einem Wert λmax in Wasser von 675 nm erhalten wurden.
  • Beispiel 72
  • Herstellung von ClAlPc[SO2NH(CH2)2N+(CH3)3]44Cl–
  • Dieser Farbstoff wurde mit einem Verfahren, das zu dem des Beispiels 56 analog ist, hergestellt, jedoch wurden Chloraluminiumphthalocyanintetrasulfonylchlorid (1,25 g, 1,29 mM) und (2-Aminoethyl)-trimethylammoniumchlorid-hydrochlorid (Aldrich, 1,0 g, 5,7 mM, 10%iger Überschuß) eingesetzt. Das Retentat der Diafiltration (Membran für das Molekulargewicht 500) wurde abgedampft, wodurch 0,44 g eines dunkelblauen Feststoffes mit einem Wert λmax in Wasser von 677 nm erhalten wurden.
  • Beispiel 73
  • Herstellung von ZnPc(SO3H)8
  • 1. Disulfonierung von o-Toluolsäure
  • Rauchende Schwefelsäure (30% Oleum, 150 ml) wurde unter Rühren zu o-Toluolsäure (50,0 g, 0,37 mol) gegeben, wodurch ein Temperaturanstieg auf 85°C bewirkt wurde. Die Lösung wurde für 6 Stunden auf 170°C erwärmt. Zusätzliche 50 ml rauchende Schwefelsäure wurden zugefügt und die Lösung wurde für weitere 6 Stunden erwärmt. Anschließend wurde die abgekühlte Lösung über Eis gegossen und das Produkt wurde mit festem Calciumcarbonat auf einen pH von 7 neutralisiert. Das ausgefallene Calciumsulfat wurde abfiltriert und die Lösung wurde für den nächsten Schritt eingesetzt.
  • 2. Oxidation der Disulfo-o-toluolsäure-Lösung
  • Die Lösung aus Schritt 1 (100 ml) wurde gerührt und fast bis zum Sieden erwärmt und festes Kaliumpermanganat wurde in 1-g-Portionen zugegeben bis die Lösung dauerhaft eine purpurne Farbe annahm. Der Überschuß an Permanganat wurde durch Zugabe von Ethanol zerstört, das Präzipitat wurde abfiltriert und die resultierende blaßgelbe Lösung wurde von Metallionen befreit, indem sie durch die saure Form eines stark sauren Ionenaustauscherharzes (AG 50W – X8, Bio-Rad) geleitet wurde. Das Eluat wurde in einem Rotationsverdampfer zur Trockne eingedampft, woraufhin es kristallisierte. Das Produkt 3,5-Disulfophthalsäure wurde durch Elektrospray-MS (M – H)–-Signal bei 325 (theor. = 325) identifiziert.
  • 3. Herstellung von Zinkphthalocyaninoctasulfonat
  • Eine wäßrige Lösung von 3,5-Disulfophthalsäure (6,4 g) wird mit Ammoniumhydroxid auf pH 4 neutralisiert und die Lösung wird zur Trockne eingedampft. Dieser Feststoff wird mit Harnstoff (10,0 g), Zinkacetat (1,8 g), Ammoniumchlorid (0,8 g), Ammoniummolybdat (0,12 g), Borsäure (0,12 g) und Sulfolan (12,5 ml) gemischt und die Mischung wird unter Rühren und unter Stickstoff für 3 Stunden auf 220°C erwärmt. Die Mischung wird gekühlt, das Lösungsmittel dekantiert und eine wäßrige Lösung des Rückstandes wird auf Cellulose chromatographiert, wodurch das Zinkphthalocyaninoctasulfonat als ein dunkelblaues Pulver erhalten wird.
  • Beispiel 74
  • Herstellung von 99mTc-Derivaten der Phthalocyanine des Beispiels 73
  • Diese Derivate werden mit dem in Beispiel 73 beschriebenen Verfahren hergestellt, jedoch wird anstelle des Zinkacetats Natriumpertechnetat (Na99mTcO4 aus einem Generator) zusammen mit einer reduzierenden Menge Hydroxylamin (8 M/M Pertechnetat) eingesetzt.
  • Eine chromatographische Trennung ergibt blaue Komplexe mit einem Verhältnis Pc/Tc von 1 : 1 und grüne Komplexe mit einem Verhältnis Pc/Tc von 2 : 1.
  • Beispiel 75 Herstellung eines Cyanin-Farbstoffes, der 5 Sulfo-Gruppen enthält
    Figure 01870001
  • 1. Herstellung von 1-(γ-Sulfonatopropyl)-2,3,3-trimethylindoleninium-5-sulfonat
  • Das Kaliumsalz des 2,3,3-Trimethylindolinium-5-sulfonates wurde nach dem Verfahren von Mujumdar et al. (Mujumdar, Ernst, Mujumdar, Lewis und Waggoner, Bioconj. Chem. 1993 4(2) 105) hergestellt. Dieses Salz (42,0 g, 0,15 M), 1,3-Propansulton (25,0 g, 0,20 M) und Acetonitril (500 ml) wurden unter Stickstoff und unter Rückfluss für 4 Stunden erwärmt. Die blaßgelbe Supernatant-Flüssigkeit wurde von dem ausgefallenen rot-blauen Feststoff dekantiert und der Feststoff wurde zweimal mit Acetonitril gewaschen.
  • Anschließend wurde er mit Isopropanol (800 ml) für 2 Tage gerührt und der resultierende fein verteilte Feststoff wurde filtriert, mit Isopropanol gewaschen und im Vakuum getrocknet, wodurch das Produkt (43,5 g, 72%) erhalten wurde.
  • 2. Herstellung des Cyanin-Farbstoffes
  • Das obige Kaliumsalz (8,0 g, 0,02 M) und 2-Chlor-1-formyl-3-(hydroxymethylen)cyclohex-1-en (1,7 g, 0,01 M) wurden unter Stickstoff in einer Mischung aus Acetanhydrid (60 ml) und Essigsäure (40 ml) gelöst. Dann wurde Diisopropylethylamin (6 ml) zugefügt und die Lösung wurde für 2 Tage gerührt. Anschließend wurde die Mischung filtriert, die Lösungsmittel wurden abgedampft und der Rückstand wurde mit 95%igem Ethanol (500 ml) behandelt, gerührt und filtriert. Der ausgefallene Feststoff wurde mit 95%igem Ethanol (500 ml) gewaschen und im Vakuum bei 40°C getrocknet. Das Produkt war ein dunkelgrüner Feststoff, 5,3 g (55%), λmax 780 nm. FAB-MS wurde mit der Säureform des Farbstoffes, die durch Ionenaustauschchromatographie erhalten wurde, durchgeführt und ergab MH+ = 859 (theor. = 859). Mittels TLC (SiO2, 40% Methanol in Methylenchlorid) wurde ein hoher Reinheitsgrad festgestellt und eine weitere Reinigung wurde nicht durchgeführt.
  • 3. Herstellung des Sulfophenyl-Derivates des Cyanin-Farbstoffes
  • Phenol-4-sulfonsäure-dihydrat (Acros, 0,23 g, 1,0 mM) in DMF (20 ml) wurde unter Stickstoff in einem Eisbad gerührt und Natriumhydrid (Aldrich, 60%ige Dispersion in Mineralöl, 0,12 g, 3,0 mM) in DMF (10 ml) wurde zugefügt. Nachdem für 10 Minuten gerührt wurde, wurde diese Lösung zu dem Produkt aus Schritt 2 (0,83 g, 0,9 mM) in DMF (35 ml) gegeben und die Mischung wurde für 3 Tage gerührt. Die Lösung wurde mit Essigsäure angesäuert, Ether (500 ml) wurde zugefügt und das resultierende Präzipitat wurde filtriert und mit Ether gewaschen. Das Produkt wurde mittels Chromatographie über Siliciumdioxid unter Verwendung von 40% Methanol in Methylenchlorid als Elutionsmittel gereinigt. Das dunkelgrüne Eluat wurde aufgefangen und abgedampft, wodurch ein dunkelblau-grüner Feststoff (0,39 g), λmax = 773 nm erhalten wurde. Dieser Feststoff wurde durch Auflösen in der geringstmöglichen Menge Methanol und Ausfällung mit einem Überschuß Isopropanol gereinigt. FAB-MS wurde mit der Säureform des Farbstoffes (durch Ionenaustausch erhalten) durchgeführt und ergab MH+ = 997 (theor. = 997).
  • Beispiel 76 Herstellung eines Cyanin-Farbstoffes, der 7 Sulfo-Gruppen enthält
    Figure 01890001
  • Das Kaliumsalz des 2,3,3-Trimethylbenzindoleninium-5,7-disulfonates wird nach dem Verfahren von Mujumdar et al. (Mujumdar, Mujumdar, Grant und Waggoner, Bioconj. Chem., 1996 7(3) 356) hergestellt. Die nachfolgenden Schritte werden gemäß dem Verfahren des Beispiels 75 durchgeführt.
  • Beispiel 77
  • Herstellung eines cofacialen alternierenden SiPc-PEG3400-Polymers
  • Siliciumphthalocyanindihydroxid (Aldrich, 1,0 mM), Imidazol (Aldrich, 3,0 mM) und DMF (2 ml) werden für 5 Minuten unter Stickstoff gerührt. 3-Isocyanatopropyl-dimethyl-chlorsilan (Gelest, 2,0 mM) werden zugegeben und die Mischung wird für 48 Stunden gerührt. Methanol (5 ml) wird zugegeben, die Lösung wird filtriert und die Lösungsmittel werden im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird über Siliciumdioxid chromatographiert, wobei mit Toluol, das steigende Konzentrationen Methanol enthält, eluiert wird. Das blaue Eluat, das das gewünschte Produkt enthält, wird aufgefangen und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Dieses Produkt (1,0 mM) in Isopropanol (10 ml) wird mit einer Lösung von PEG3400-Diamin (Shearwater Polymers, 1,0 mM) in Isopropanol (10 ml) gemischt und unter Rühren sowie unter Stickstoff für 5 Stunden auf 40°C erwärmt. Das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt und das gewünschte Produkt wird durch Chromatographie über Siliciumdioxid isoliert.
  • Beispiel 78
  • Herstellung einer cofacialen AlPc-PEG10.000-Verbindung
  • Aluminiumphthalocyaninhydroxid (Aldrich, 1,0 mM), Imidazol (Aldrich, 3,0 mM) und DMF (2 ml) werden unter Stickstoff für 5 Minuten gerührt. 3-Isocyanatopropyl-dimethyl-chlorsilan (Gelest, 2,0 mM) werden zugegeben und die Mischung wird für 48 Stunden gerührt. Methanol (5 ml) wird zugegeben, die Lösung wird filtriert und die Lösungsmittel werden im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird über Siliciumdioxid chromatographiert, wobei mit Toluol, das steigende Konzentrationen Methanol enthält, eluiert wird. Das blaue Eluat, das das gewünschte Produkt enthält, wird aufgefangen und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Dieses Produkt (2,0 mM) in Isopropanol (10 ml) wird mit einer Lösung von PEG10.000-Diamin (Shearwater Polymers, 1,0 mM) in Isopropanol (10 ml) gemischt und unter Rühren sowie unter Stickstoff für 5 Stunden auf 40°C erwärmt. Das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt und das gewünschte Produkt wird mittels Chromatographie über Siliciumdioxid isoliert.
  • Beispiel 79
  • Über Thioharnstoff an STa (syn. 2) gebundenes 5-Fluorescein: NC100506
  • Eine Lösung von 0,12 mg 5-Fluoresceinisothiocyanat (Molecular Probes) und 0,24 mg in der Wärme stabilem E-coli-Enterotoxin STa (syn 2, Bachem) (Scott Waldman, US-Patent 5,518,888) in 0,32 ml 0,1 M Boratpuffer (pH 8,3) wurde für eine Stunde mit Ultraschall behandelt, wobei die Temperatur (extern) von Raumtemperatur bis auf etwa 40 Grad Celsius anstieg. Diese Lösung wurde verschlossen bei Raumtemperatur eine zusätzliche halbe Stunde stehen gelassen, dann wurden 0,03 ml Eisessig zugegeben und mit der Reaktionsmischung vermischt.
  • Das Produkt wies eine Retentionszeit (RP C18 HPLC) auf, die länger als die des Ausgangspeptides und kürzer als die des 5-Fluoresceinisothiocyanates ist. Isolierung und Reinigung wurden unter Einsatz der gleichen HPLC-Bedingungen durchgeführt, wodurch etwa 0,1 mg eines gelben Produktes erhalten wurden. Ultraviolett-Maxima in einer 10 mM Ammoniumacetat-Lösung in Wasser/Methanol im Verhältnis 1/1 betrugen: 202 nm (a 0,822), 277 nm (a 0,096), 457 nm (a 0,096), 482 nm (a 0,107). Massenspektrum (Elektrospray, negativ): M – H 2359; M + Na 2381; Theorie: M 2360. Das Konjugat wurde positiv als kompetitiver Hemmstoff des STa-Rezeptors getestet.
  • Figure 01920001
  • Beispiel 80
  • Zubereitung von Indocyanin-Grün in einem Liposom zur CT-Röntgen-Diagnose
  • Indocyanin-Grün (ICG) wurde zu einer Liposomen-Suspension für die CT-Röntgen-Diagnose (d. h. CTP-10) gegeben, die aus 8,2% Lecithin (Phosphatidylcholin), 0,8% Dimyristalphosphatidylglycerol und 0,1% des nichtionischen, polymeren Tensids P-79 gebildet wurde und die entwickelt wurde, um dem Liposom eine verlängerte Verweilzeit im Blut zu verleihen. Die Phospholipide und das Tensid wurden bei 80°C unter Anwendung von Ultraschallenergie aus einem Schallerzeuger (Bransonic Sonifier 450, 90% Leistungszyklus, Ausgangsleistung 10) in einer Lösung von 40% Iohexol (d. h. Omnipaque) gemischt. Die Liposome wurden unter Einsatz eines Extruders (Avestin, Kanada) mit Filtern der Porengröße 6 × 1 μm hergestellt. Die resultierenden Liposome wiesen einen durch Lichtstreuung bestimmten durchschnittlichen Durchmesser von etwa 500 nm auf und diese Größe blieb auch nach der Sterilisation mittels Autoklavieren erhalten. Die Zugabe von ICG in einer Menge, die ausreichend war, damit die Suspension etwa 7 mg/ml ICG enthielt, veränderte die physischen Eigenschaften der liposomalen Suspensionen nicht. Nach Sterilisierung in einer Stickstoff-Atmosphäre waren diese ICG-Liposome für mindestens 6 Wochen bei Raumtemperatur stabil.
  • Eine Bestimmung der spektralen Eigenschaften des liposomalen ICG im Vergleich zu ICG, das in Wasser oder einer Salzlösung gelöst ist, zeigte den Einfluß der liposomalen Umgebung. Sowohl die maximale Anregungswellenlänge als auch die maximale Emissionswellenlänge waren im Vergleich zu homogenen Lösungen in Wasser in Richtung geringerer Energie (d. h. höherer Wellenlängen) verschoben. Außerdem zeigten Schätzungen der Quantenausbeute für das liposomale ICG, bezogen auf die wäßrigen ICG-Lösungen, einen Anstieg der Quantenausbeute um mindestens das 4fache. Daher sollte die für den Einsatz als Lichtbildgebungskontrastmittel erforderliche Dosis an liposomalen ICG-Zubereitung deutlich geringer sein als diejenige, die für eine homogene wäßrige ICG-Lösung erforderlich ist. Weiterhin wurde für diese Liposome gezeigt, daß sie in Röntgen-CT-Untersuchungen von Kaninchen nach einer Bolus-Injektion von bis zu 3 ml/kg eine ausreichende Darstellung des Gefäßsystems und der Leber liefern. Daher könnten beide Verfahren eingesetzt werden, um nach der Verabreichung die Verteilung des Mittels im Körper zu bestätigen und um eine Analyse durch die andere zu bestätigen.
  • Beispiel 81
  • Herstellung einer teilchenförmigen Suspension, die 1,1',3,3,3',3'-Hexamethylindotricarbocyaniniodid enthält
  • 7,6 mg Hexamethylindotricarbocyaniniodid und 0,2 g eines Copolymers aus Milch- und Glycolsäure mit einer Molmasse von etwa 15000 g/mol werden in 2,5 ml Methylenchlorid gelöst. Die Lösung wird unter starkem Rühren zu 20 ml einer 2%igen Gelatine-Lösung, die vorher bei 121°C für 15 Minuten autoklaviert worden war, gegeben. Das Rühren wird für 45 Minuten fortgesetzt. Die resultierende Suspension wird in 5-ml-Portionen in 20 ml Glasgefäße gefüllt und direkt mit flüssigem Stickstoff eingefroren. Anschließend wird die gefrorene Suspension gefriergetrocknet. Nachdem eine Portion in 5 ml einer 0,9%igen Salzlösung erneut suspendiert wurde, enthält die Suspension etwa 1010 Hexamethylindotricarbocyaniniodid-haltige Teilchen pro ml, die eine Teilchengröße von etwa 1–10 μm aufweisen.
  • Beispiel 82
  • Teil A: MR-Bildgebungsstudien
  • Die Zusammensetzungen der Beispiele 23, 24, 26, 27 und 28 wurden in einem Kaninchen-Modell für V-2-(Karzinom)-Tumore wie folgt zur Bildgebung eingesetzt. Die Dosis jeder Zusammensetzung wurde auf 0,1 mmol Gd pro kg eingestellt, d. h. die Konzentrationen wurden so eingestellt, daß 102 mM, 124 mM, 49 mM, 131 mM bzw. 53,5 mM Lösungen vorlagen. Für jedes Beispiel wurden 3 Kaninchen eingesetzt. Die Kaninchen wurden anästhesiert, ihnen wurde eine Injektion verabreicht und sie wurden der Bildgebung in einem Standard-Magnetresonanz-Bildgebungsgerät unterzogen. Axiale Prä-Kontrast und Post-Kontrast-Aufzeichnungen in 3 mm Schnitten (5 mm Abstand) wurden in Bereichen von der Leber bis zu den Beinen nach den Zeitintervallen t = 0 (sofort nach der Injektion), 15 min, 30 min, 60 min und 24 h durchgeführt.
  • Graphische Darstellungen der relativen Verstärkung vs. Zeit wurden aus drei interessierenden Regionen (ROI) eines verstärkten Tumors im rechten Bein, drei ROI eines verstärkten Tumors im linken Bein und einer ROI aus dem Muskel abgeleitet.
  • Die Zusammensetzungen zeigten im Vergleich zu Magnevist® als Kontrolle im Tumormodell eine hervorragende Bildverstärkung und eine sehr stark verbesserte Aufnahme.
  • Teil B: Sonodynamische Therapie
  • Die Tiere gemäß Teil A können mit einer sonodynamisch wirksamen Ultraschalldosis behandelt werden, um in dem (den) in Teil A durch Bildgebung dargestellten Tumor(en) zytopathogene Veränderungen hervorzurufen.
  • Beispiel 83
  • Verstärkung der Zellabtötung in vitro in Gegenwart von Chloraluminiumphthalocyanintetrasulfonat
  • Ultraschallverfahren in vitro
  • Menschliche periphere promyelozytische HL-60-Leukämie-Blutzellen (American Type Culture Collection, Rockville, MD) wurden in einer 5% CO2/Luft-Atmosphäre bei 37°C in einer 1 : 1 Mischung aus DMEM und IMEM, die mit 10% fötalem Rinderserum angereichert worden war, gezüchtet. Vor der Verwendung wurden die Zellen zentrifugiert (5 min bei 1500 Upm), mit Phosphat-gepufferter Salzlösung (PBS) gewaschen und dann erneut in PBS suspendiert, wobei das Volumen so eingestellt wurde, daß Zellsuspensionen, die 5–10 × 105 Zellen/ml enthalten, zur Verfügung gestellt wurden. Bis zur Verwendung wurden sie in gestoßenem Eis gelagert.
  • Die Viabilität wurde durch Anfärben mit dem Farbstoff Trypan-Blau beurteilt. 50 μl der Suspension wurden mit 50 μl einer Trypan-Blau-Lösung (0,4%, Sigma) gemischt und die Zellkonzentration wurde unter Einsatz eines Hämozytometers vom Neubauer-Typ bestimmt. Vier oder fünf große Quadrate wurden ausgezahlt, wobei die blauen (toten) Zellen separat von ungefärbten (lebenden) Zellen gezählt und die Ergebnisse gemittelt wurden. Die durchschnittliche Anzahl lebender Zellen multipliziert mit 2 × 104 ergab die Zellzahl pro ml. Die Viabilität der Zellen wurde aus dem Verhältnis der lebenden Zellen zur Gesamtzahl Zellen abgeleitet. Nur Kulturen mit einer Viabilität von > 90% wurden verwendet.
  • 1,5 ml Teilproben der Zellsuspension wurden in 10 × 75 mm Einwegkulturröhrchen aus Glas (vorher mit Luft gespült, um jegliche Staubteilchen zu entfernen) überführt und mit 150 μl PBS verdünnt, es sei denn, eine chemische Verbindung wurde auf ihr sonodynamisches Potential getestet, in diesem Fall wurde anstelle des PBS 150 μl einer PBS-Lösung dieses Materials zugegeben. Im allgemeinen enthielten die mit Ultraschall behandelten Lösungen, die eine chemische Verbindung enthielten, 0–300 μg der chemischen Verbindung pro ml. Die Röhrchen wurden um ihre lange Achse rotiert (35 ± 5 Umdrehungen/min), indem sie in ein Aufsatz-Rührgerät, das zentral über einem Ultraschallbad (Branson, Model 1210, Frequenz 47 kHz) sicher befestigt war, eingebracht wurden. Die Suspensionen wurden außerdem mit einem kleinen PTFE-beschichteten Magnetrührer gerührt. Die dem Ultraschallbad zugeführte Spannung konnte mit einem variablen Transformator gesteuert werden. Das Bad wurde bis zur Markierung mit destilliertem Wasser gefüllt und vor dem Einsatz mittels Ultraschall entgast. Die Glasröhrchen wurden in das Bad getaucht, so daß sich der Flüssigkeitsstand im Röhrchen 1/4 Inch unterhalb des Standes im Bad befand. Die Ultraschallbehandlungen wurden bei Umgebungstemperaturen durchgeführt und es trat während des Verfahrens kein signifikanter Temperaturanstieg in der Zellsuspension auf.
  • Zur Ultraschallbehandlung wurde die Spannung auf den gewünschten Wert eingestellt, der Strom wurde eingeschaltet und die Probe wurde für die gewünschte Zeit (Sekunden) behandelt. Die Viabilität wurde erneut mit Trypan-Blau bestimmt, anschließend wurden die Proben für 5 Minuten bei 2000 Upm zentrifugiert und eine Probe der zellfreien Supernatant-Flüssigkeit wurde zur Messung der Lactatdehydrogenase (LDH) entnommen. Zellen, deren Membranen durch die Ultraschallbehandlung zerstört worden waren (tote Zellen) setzten im Gegensatz zu lebenden Zellen LDH in die PBS-Lösung frei. Die LDH wurde mit einem Standard-Verfahren unter Einsatz eines Beckman Synchron-CX5CE-Instrumentes gemessen, die Ergebnisse wurden in IU/l angegeben und erlaubten eine quantitative Bestimmung der abgetöteten Zellen in den Proben.
  • Eine HL-60-Zellsuspension, die 531000 Zellen/ml PBS mit einer Viabilität von 92% enthielt, wurde eingesetzt. Die Proben wurden wie oben beschrieben für 120 Sekunden mit Ultraschall behandelt, wobei die Spannung des Ultraschallerzeugers auf 65 Volt eingestellt war. Chloraluminiumphthalocyanintetrasulfonat (148 Nanomol/ml) wurde zugegeben und die Proben wurden für 60 und 120 Sekunden mit Ultraschall behandelt. Die Ergebnisse sind in 1 gezeigt, die die mittlere Wirkung von Ultraschall auf die Suspensionen der HL-60-Zellen in Abwesenheit (Rhomben und gestrichelte Mittellinie) und in Gegenwart (Quadrate und durchgezogene Mittellinie) von Chloraluminiumphthalocyanintetrasulfonat vergleicht.
  • Der Anteil abgetöteter Zellen wurde unter Einsatz des oben beschriebenen LDH-Testverfahrens bestimmt. Pearson- (0,80) und Spearman- (0,68) Korrelationskoeffizienten zwischen der Gesamtzahl der abgetöteten Zellen und den LDH-Werten wurden abgeschätzt und auf ihre Null-Gleichheit für eine Signifikanz von p < 0,05 getestet. Gruppenmittel wurden unter Einsatz eines einfachen Anova-Modells gefolgt von einem Test auf ehrliche signifikante Differenz (HSD) nach Tukey mit einem Wert von 0,05 für die gesamte falsch positive Fehlerrate verglichen.
  • Beispiel 84
  • Abtötung von Tumorzellen in vivo durch die synergistische Wechselwirkung zwischen einem sonodynamischen Mittel und fokussiertem Ultraschall mit zweiter harmonischer Überlagerung
  • Eine sonodynamisch wirksame Dosis eines sonodynamischen Therapeutikums wird in die Schwanzvene einer Tumore aufweisenden Maus injiziert. Nachdem ausreichend Zeit verstrichen war, um das Mittel im Tumor lokalisieren zu können, wird die Maus anästhesiert und in ein Bad, das entgastes Wasser einer Temperatur von 37°C enthält, gesetzt. Dann wird der Tumor mit einer sonodynamisch wirksamen Dosis von fokussiertem Ultraschall mit zweiter harmonischer Überlagerung für eine ausreichende Zeit in geeigneter Intensität behandelt, um die Tumorzellen abzutöten.
  • Beispiel 85
  • Abtötung von Tumorzellen in vivo durch die synergistische Wechselwirkung zwischen einem sonodynamischen Therapeutikum und fokussiertem Ultraschall mit zweiter harmonischer Überlagerung
  • Das Verfahren des Beispiels 84 wird mit den sonodynamischen therapeutischen Verbindungen der Beispiele 1–7, 9, 11, 12, 14–65 und 67–81 durchgeführt.

Claims (12)

  1. Verwendung einer physiologisch tolerierbaren Radikalvorstufensubstanz, welche eine wasserlösliche Polymerverbindung oder ein Konjugat davon darstellt, zur Herstellung eines Sensibilisators für die Verwendung in einem Verfahren zur sonodynamischen Therapie eines Körpers, welchem der Sensibilisator verabreicht wird, worin der Sensibilisator zur Verstärkung der cytopathogenen Wirksamkeit der sonodynamischen Therapie durch Umwandlung des Sensibilisators in freie Radikale unter Wirkung von Ultraschallwellen in der Lage ist.
  2. Verwendung nach Anspruch 1, worin der Sensibilisator ein wasserlösliches Polymerkonjugat darstellt, umfassend eine Polymereinheit, welche an ein oder mehrere Chromophore, Zielvektoren oder Reportereinheiten gebunden ist.
  3. Verwendung nach Anspruch 2, worin das wasserlösliche Polymerkonjugat eine Polymereinheit und eine Cyanin- oder Cyaninoid-Verbindung umfasst.
  4. Verwendung nach Anspruch 2, worin das wasserlösliche Polymerkonjugat eine polymere Einheit und eine Phthalocyanin- oder Phthalocyaninoid-Verbindung umfasst.
  5. Verwendung nach Anspruch 1, worin die wasserlösliche Polymerverbindung oder deren Konjugat eine Tensidverbindung darstellt, enthaltend mindestens eine chemische funktionelle Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Alkohol (OH), einer Nitrilogruppe, einschließlich eines primären Amins (NH2) und eines sekundären Amins (NH), einer Carbonsäure (COOH), einem Sulfhydryl (SH), einer Phosphorsäuregruppe, Phosphonsäuregruppe, einer Phenolgruppe, einer Sulfonsäuregruppe, einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung und einem Keton.
  6. Verwendung nach Anspruch 5, worin die Tensidverbindung eine Polyalkylenoxid-Einheit umfasst.
  7. Verwendung nach Anspruch 6, worin die Tensidverbindung eine Polyalkylenoxid-Block-Copolymer-Einheit umfasst.
  8. Verwendung nach Anspruch 1, worin der Sensibilisator ein Konjugat darstellt, umfassend eine hydrophile Polymereinheit und eine Reportereinheit, detektierbar in einer in vivo-Diagnosebildgebungsmodalität, und wobei ein Bild mindestens eines Teils des Körpers, in welchem sich das Konjugat verteilt, unter Verwendung dieser Modalität ausbildbar ist.
  9. Verwendung nach Anspruch 8, worin die Modalität Röntgenstrahlen, MRI, Ultraschall, Lichtbildgebung oder Szintigraphie darstellt.
  10. Verwendung nach Anspruch 8, worin die Bildgebungsmodalität eine Lichtbildgebung darstellt und der Reporter ein Chromophor ist.
  11. Verwendung nach Anspruch 8, worin die Reportereinheit eine jodierte organische Verbindung ist.
  12. Verwendung nach Anspruch 2, worin der Zielvektor ausgewählt ist aus Antikörpern, Antikörperfragmenten, Rezeptor-bindenden Peptiden und Peptoiden, Tumorzielarzneimittelverbindungen, die Blutverweilzeit verlängernden Verbindungen, Folsäure und Derivaten davon.
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