DE69834109T2 - 3-epi-vitamin d2 verbindungen und ihre anwendungen - Google Patents

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    • A61P5/18—Drugs for disorders of the endocrine system of the parathyroid hormones

Description

  • Die Bedeutung von Vitamin D in biologischen Systemen höherer Tiere wurde seit seiner Entdeckung durch Mellanby im Jahre 1920 erkannt (Mellanby, E. (1921) Spec. Rep. Ser. Med. Res. Council (GB) SRS 61:4). Im Zeitraum von 1920 bis 1930 wurde Vitamin D offiziell als „Vitamin" klassifiziert, das für die normale Entwicklung des Skelettes und die Aufrechterhaltung der Calcium- und Phosphor-Homöostase essentiell war.
  • Vitamin D2 (Ergocalciferol) und Vitamin D3 (Cholecalciferol) sind die beiden bedeutenden Nahrungsformen von Vitamin D aus all den bekannten Formen von Vitamin D (Napoli et al. 1979). Provitamin D3 (7-Dehydrocholesterin) existiert in der Haut, wohingegen Provitamin D2 (Ergosterol) in Pflanzen und in vielen niederen Organismen wie beispielsweise Pilzen und Hefen existiert. Die Provitamine D2 und D3 werden in ihre entsprechenden Vitamine D2 und D3 umgewandelt, wenn sie gegenüber UV-Strahlung exponiert werden. Die beiden Vitamine unterscheiden sich nur in der Struktur ihrer Seitenketten (die Kette von Vitamin D2 weist eine zusätzliche Methylgruppe an C-24 und eine Doppelbindung zwischen C-22 und C-23 auf, wenn sie mit der Seitenkette von Vitamin D3 verglichen wird. Historisch wurde Vitamin D2 als Medikament bedeutend, als die erste synthetische Vitamin D-Zubereitung zur Behandlung der Rachitis verfügbar war, und es wird nach wie vor in breitem Umfang zur Erfüllung sowohl therapeutischer als auch Nahrungs-Bedürfnisse von Menschen oder anderen kommerziell bedeutenden Säugetieren verwendet.
  • Es wird allgemein angenommen, dass der weitere Stoffwechselweg von Vitamin D2 demjenigen von Vitamin D3 ähnlich ist (Norman, A. et al. (1982) Endocr. Rev. 3: 331-336). Vitamin D2 macht wie Vitamin D3 Hydroxylierungen an C-25 in der Leber und an C-1 in der Niere durch, so dass 1,25(OH)2D2, die hormonell aktive Form von Vitamin D2 (Jones, G. et al., (1975) Biochemistry 14: 1250-1256) gebildet wird. Während des letzten Jahrzehnts wurden die Wege des Seitenkettenmetabolismus von Vitamin-D3-Metaboliten [25-OH-D3 und 1,25(OH)2-D3] umfassend untersucht. Es ist nun offensichtlich, dass die Seitenketten sowohl von 25-OH-D3 als auch 1,25-(OH)2D3 analoge metabolische Veränderungen durchmachen, die die Bildung vieler relativ inaktiver Metaboliten zur Folge haben, und dieser Gegenstand wurde umfassend in mehreren Laboratorien untersucht und wurde kürzlich von Jones et al., 1987, zusammengefasst.
  • Unter Vorgabe der pluripotenten Aktivitäten von Vitamin D und seiner Metaboliten hat sich viel Aufmerksamkeit auf die Entwicklung synthetischer Analoga dieser Verbindungen fokussiert. Jedoch wurden klinische Anwendungen von Vitamin D und seiner Strukturanaloga durch unerwünschte Nebenwirkungen limitiert, die von diesen Verbindungen nach Verabreichung an einen Patienten ersichtlich werden, wie beispielsweise die Deregulation der Calcium- und Phosphor-Homöostase in vivo, die eine Hypercalciämie zur Folge hat.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung basiert zumindest teilweise auf der Entdeckung von 3-Epivitamin-D2-Verbindungen, bei denen die Orientierung der am Kohlenstoff an Position 3 des A-Rings von Vitamin D3 angebundenen Hydroxygruppe von einer Beta(β)- in eine Alpha(α)-Konfiguration invertiert wurde, und die durch die allgemeine Formel I, unten beschrieben, repräsentiert werden. Die 3-Epivitamin-D3-Verbindungen von Formel I sind bei der Behandlung von Störungen von Nutzen, die eine aberrante bzw. anormale Aktivität von Vitamin-D-responsiven Zellen, beispielsweise hyperproliferativen Hautzellen, Nebenschilddrüsenzellen und Knochenzellen von Nutzen sind. Diese 3-Epiformen von Vitamin D2 wurden zunächst als Metaboliten von Vitamin-D2-Verbindungen identifiziert, die über einen gewebsspezifischen Weg erzeugt werden, der die 3-β-Hydroxy-Epimerisierung von Vitamin D3 katalysiert. Die 3-Epivitamin-D2-Verbindungen der vorliegenden Erfindung können als Substitute bzw. Ersatzstoffe für natürliche und synthetische Formen von Vitamin D verwendet werden.
  • Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung isolierte 3-Epivitamin-D2-Verbindungen, die einen Substituenten, beispielsweise eine funktionelle Gruppe, beispielsweise eine Hydroxylgruppe, am Kohlenstoff an Position 3 des A-Rings in einer α-Konfiguration eher als in einer β-Konfiguration gebunden aufweisen.
  • In bestimmten Ausführungsformen weisen die 3-Epivitamin-D2-Verbindungen der vorliegenden Erfindung die Formel (I) wie folgt auf
    Figure 00030001
    wobei die Orientierung der X- und R1-Gruppen am A-Ring in einer α-Konfiguration vorliegt; A1, A2 und A3 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einfach- und einer Doppelbindung besteht; X und R1 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Halogen, einer Haloalkyl-, einer Hydroxy-, einer Hydroxy-Schutzgruppe, einem Alkyl, einem Alkenyl, einem Alkinyl, einem Alkoxy und einer Arylgruppe besteht; R2, R3 und R5 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxy, einer Hydroxy-Schutzgruppe, einem Alkyl, einem Alkenyl, einem Alkinyl, einem Alkoxy und einem Aryl-Gruppe besteht, und wobei R4 eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenstoffkette ist, repräsentiert durch die allgemeine Formel:
    Figure 00030002
    wobei I die oben beschriebene Formel repräsentiert; A4 und A5 eine Einfach- oder eine Doppelbindung sind; R5, R6, R7, R8, R9 und R10 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Deuterium, einem Hydroxy, einem Alkyl, einem Alkoxid, einem O-Acyl-, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Amin und einer Thiolgruppe besteht; R5 und R6 zusammengenommen mit dem Kohlenstoffatom, an das sie gebunden sind, eine Ketogruppe bilden; R10 ein Sauerstoffatom ist, wenn A5 eine Doppelbindung ist; R1 und R2 jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Alkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Halogen, einem Hydroxy, einem Haloalkyl und einem Deutero alkyl besteht; und Z aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Wasserstoff, einem Hydroxyl, und einer O-Acyl-Komponente besteht; und wobei n eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 5 ist.
  • In bevorzugten Ausführungsformen werden die Vitamin-D2-Verbindungen der vorliegenden Erfindung durch die allgemeine Formel (II) repräsentiert:
    Figure 00040001
  • Gemäß eines weiteren Aspektes betrifft die vorliegende Erfindung weiterhin eine pharmazeutische Zusammensetzung, die eine therapeutisch wirksame Menge einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung und einen pharmazeutisch verträglichen Träger umfasst.
  • Gemäß eines noch weiteren Aspektes stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Modulieren einer biologischen Aktivität einer Vitamin-D-responsiven Zelle bereit. Das Verfahren schließt das In-Berührung-Bringen der Zelle mit einer wirksamen Menge einer isolierten 3-Epivitamin-D2-Verbindung ein, derart, dass die Modulation der Aktivität der Zelle eintritt.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Behandlung in einem Patienten bereit, charakterisiert durch ein anormales Wachstum oder eine Aktivität einer Zelle. Das Verfahren schließt die Verabreichung einer wirksamen Menge einer pharmazeutischen Zusammensetzung einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung an ein Subjekt bzw. Patienten ein, derart, dass das Wachstum oder die Aktivität der Zelle reduziert wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die 3-Epivitamin-D2-Verbindung, die in der Behandlung verwendet wird, verbesserte biologische Eigenschaften im Vergleich zu seinen isomeren Gegenstücken auf, wie beispielsweise eine erhöhte Stabilität und/oder reduzierte Toxizität. Vorzugsweise ermöglicht die erhöhte Stabilität der 3-Epivitamin-D2-Verbindung in vivo die Behandlung einer speziellen Erkrankung oder eines Zustandes in einer niedrigeren Dosis, wodurch unerwünschte Nebenwirkungen reduziert werden. Zusätzlich kann die reduzierte Toxizität aus einer Reduktion in der Induktion einer Hypercalciämie in vivo im Vergleich zu einer Hypercalciämie sich ergeben, die durch Vitamin D unter denselben Bedingungen induziert wird. In bestimmten Ausführungsformen ergibt sich eine reduzierte Hypercalciämie aus der Modulation zumindest eines des intestinalen Calcium-Transportes, des Knochencalcium-Metabolismus und/oder Genexpression, beispielsweise der Osteocalcin- und/oder der Calbindin-Synthese.
  • In einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Hemmung der Proliferation und/oder Induktion der Differenzierung einer hyperproliferativen Hautzelle bereitgestellt, wobei die hyperproliferative Hautzelle aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einer epidermalen Zelle und einer Epithelzelle besteht. Demgemäß werden therapeutische Verfahren zur Behandlung hyperproliferativer Hautstörungen bereitgestellt.
  • In weiteren Ausführungsformen kann das vorliegende Verfahren zur Behandlung oder zur prophylaktiven Prävention einer Störung verwendet werden, die durch ein anormales Zellwachstum Vitamin-D-responsiver neoplastischer Zellen gekennzeichnet ist, beispielsweise durch Verabreichung einer pharmazeutischen Zubereitung einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung in einer Menge, die zur Hemmung des Wachstums der neoplastischen Zellen wirksam ist. In einer Ausführungsform ist die Zelle aus einer malignen Transformation einer Zelle der Lymphoid- oder Myeloid-Zelllinie abgeleitet.
  • In einem weiteren Aspekt kann das gegenständliche Verfahren dazu verwendet werden, eine Immunreaktion zu modulieren, umfassend die Verabreichung einer pharmazeutischen Zubereitung einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung an ein Subjekt, um die Immunfunktion in diesem Subjekt zu verändern. In bevorzugten Ausführungsformen kann das Verfahren in der Behandlung einer Transplantatabstoßung, Autoimmunität und Entzündung verwendet werden.
  • Gemäß eines noch weiteren Aspektes sind die drei Epivitamin-D2-Verbindungen der vorliegenden Erfindung in der Behandlung einer Störung von Nutzen, gekennzeichnet durch eine Deregulation des Calcium- und Phosphat-Metabolismus, umfassend die Verabreichung einer pharmazeutischen Zubereitung einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung an ein Subjekt, um die Deregulation des Calcium- und Phosphat-Metabolismus zu lindern.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Störung Osteoporose. In weiteren Ausführungsformen können die 3-Epivitamin-D2-Verbindungen zur Behandlung von Krankheiten verwendet werden, gekennzeichnet durch andere Deregulationen des Metabolismus von Calcium und Phosphat.
  • In einem weiteren Aspekt demonstriert die vorliegende Erfindung, dass die isolierten 3-Epivitamin-D2-Verbindungen der vorliegenden Erfindung die Sekretion eines Hormons in einer Vitamin-D-responsiven Zelle unterdrücken, beispielsweise einer endokrinen Zelle, die gegenüber Vitamin D ansprechbar ist. In bestimmten Ausführungsformen wird ein Verfahren zur Hemmung der PTH-Sekretion in Nebenschilddrüsenzellen unter Verwendung der 3-Epivitamin-D2-Verbindungen bereitgestellt. Weiterhin werden therapeutische Verfahren zur Behandlung eines sekundären Hyperparathyroidismus ebenfalls bereitgestellt.
  • Gemäß eines noch weiteren Aspektes stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Vorbeugung oder zum Schutz gegen einen Nervenzell- bzw. Neuron-Verlust durch In-Berührung-Bringen einer Vitamin-D-responsiven Zelle, beispielsweise einer Nervenzelle, mit einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung zur Vorbeugung oder Verlangsamung eines Nervenzellverlustes bereit.
  • Gemäß eines noch weiteren Aspektes stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Modulieren der Aktivität von glatten Gefäßmuskelzellen durch In-Berührung-Bringen einer Vitamin-D-responsiven glatten Muskelzelle mit einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung zum Aktivieren oder vorzugsweise Hemmen der Aktivität der Zelle bereit.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Zusammenfassung der chemischen Strukturen von 266 Vitamin-D-Verbindungen (Boullion, A. et al. (1995) Endocrinology Reviews 16(2): 200-257, deren Inhalt einschließlich der Figuren, die darin abgebildet sind, durch Bezugnahme hierin mit aufgenommen ist. Jedes Analog ist durch seinen che mischen Namen und einen Ein-, Zwei- und Drei-Buchstabenidentifizierungscode identifiziert.
  • 2 zeigt die Produktion von 1α,25(OH)2-3-Epi-D2 in der Ratten-Osteosarkomzelllinie UMR 106.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Der Begriff „ 3-Epivitamin-D2"- oder 3-Epi-D2"-Verbindungen soll Vitamin-D2-Verbindungen einschließen, die einen Substituenten, beispielsweise eine funktionelle Gruppe, beispielsweise eine Hydroxylgruppe, am Kohlenstoffatom an Position 3 des A-Ringes in einer α-Konfiguration eher als in einer β-Konfiguration gebunden aufweisen und die durch die allgemeine Formeln I und II repräsentiert sind. Die 3-Epivitamin-D2-Verbindungen der vorliegenden Erfindung werden in vivo durch einen Weg hergestellt, der die Epimerisierung der 3-β-Hydroxygruppe von Vitamin D2 in bestimmten Geweben katalysiert, beispielsweise in Keratinocyten.
  • Der Ausdruck „Vitamin-D2-Verbindungen" oder „Ergocalciferole" (hierin ebenfalls als „D2-Verbindungen" bezeichnet) soll Verbindungen einschließen, die strukturell zu Vitamin D2 ähnlich sind und die durch die allgemeinen Formeln I und II dargestellt sind. Viele dieser Verbindungen sind in der Technik bekannt. Dieser Ausdruck soll Vitamin D2 oder ein Analogon hiervon in vielen Stadien seines Metabolismus einschließen, ebenso wie Gemische unterschiedlicher metabolischer Formen von Vitamin D2 oder Analogen hiervon. Der Begriff „Vitamin-D2-Verbindung" kann ebenfalls bis jetzt nicht identifizierte Metaboliten oder Analoga dieser Verbindungen einschließen.
  • Wie hierin verwendet soll der Begriff „Vitamin-D-Verbindung" sowohl Vitamin-D2- als auch Vitamin-D3-Verbindungen einschließen, beispielsweise das hormonell aktive 1α,25(OH)2D3. Die Vitamin-D-Grundgerüststruktur gehört zur Familie der „Secosteroide" und schließt Verbindungen ein, bei einer der Cyclopentanoperhydro-phenanthren-Ringe der Steroid-Ringstruktur aufgebrochen ist. Im Falle von Vitamin-D-Verbindungen ist die 9-10-Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung des B-Ringes aufgebrochen und der zeugt ein Seco-B-Steroid. Zur Vereinfachung ist ein 6-s-Transconformer von 1α,25(OH)2D3 hierin dargestellt, bei der alle Kohlenstoffatome unter Verwendung von Steroid-Standardnomenklatur nummeriert sind.
  • Figure 00080001
  • In den hierin präsentierten Formeln sind die verschiedenen Substituenten als an den Steroidring durch eine dieser Bezeichnungen gebunden dargestellt: Eine gestrichelte Linie (–), die einen Substituenten anzeigt, der in der β-Orientierung vorliegt (d. h. oberhalb der Ebene des Rings), eine keilförmige feste Linie
    Figure 00080002
    die einen Substituenten anzeigt, der in der α-Orientierung vorliegt (d. h. unterhalb der Ebene des Moleküls) oder eine durchgezogene Linie (–), die einen Substituenten in der Ebene des Rings anzeigt. Es sollte klar sein, dass die stereochemische Konvention auf dem Gebiet von Vitamin D nicht mit dem allgemeinen chemischen Gebiet übereinstimmt, wobei eine gestrichelte Linie einen Substituenten anzeigt, der in einer α-Orientierung vorliegt (d. h. unterhalb der Ebene des Moleküls) und eine keilförmige feste Linie einen Substituenten anzeigt, der in der β-Orientierung vorliegt (d. h. oberhalb der Ebene des Rings). Wie dargestellt enthält der A-Ring des Hormons 1α,25(OH)2D3 zwei Asymmetriezentren an den chiralen Kohlenstoffen 1 und 3, von denen jedes eine Hydroxylgruppe in wohl charakterisierten Konfigurationen enthält, nämlich die 1α- und 3β-Hydroxylgruppen.
  • In weiteren Ausführungsformen weisen die 3-Epivitamin-D2-Verbindungen der vorliegenden Erfindung die Formel (I) wie folgt auf:
    Figure 00090001
    wobei die Orientierung der X- und R1-Gruppen am A-Ring in einer α-Konfiguration vorliegt; A1, A2 und A3 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einfach- und einer Doppelbindung besteht; X und R1 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Halogen, einer Haloalkyl-, einer Hydroxy-, einer Hydroxy-Schutzgruppe, einem Alkyl, einem Alkenyl, einem Alkinyl, einem Alkoxy und einer Aryl-Gruppe besteht; R2, R3 und R5 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxy, einer Hydroxy-Schutzgruppe, einem Alkyl, einem Alkenyl, einem Alkinyl, einem Alkoxy und einer Aryl-Gruppe besteht; und wobei R4 eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenstoffkette ist, repräsentiert durch die allgemeine Formel:
    Figure 00090002
    wobei I die oben beschriebene allgemeine Formel repräsentiert; A4 und A5 eine Einfach- oder eine Doppelbindung sind; R5, R6, R7, R8, R9 und R10 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Deuterium, einem Hydroxy, einem Alkyl, einem Alkoxid, einem O-Acyl, einem Halogen, einem Haloalkyl, einer Hydroxyalkyl-, einer Amin- und einer Thiolgruppe besteht; R5 und R6 zusammengenommen mit dem Kohlenstoff atom, an das sie gebunden sind, eine Ketogruppe bilden; R10 ein Sauerstoffatom ist, wenn A5 eine Doppelbindung ist; R11 und R12 jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Alkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Halogen, einem Hydroxy, einem Haloalkyl und einem Deuteroalkyl besteht; und Z aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Wasserstoff, einem Hydroxyl, und einer O-Acyl-Komponente besteht; und wobei n eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 5 ist.
  • In einer noch weiteren Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung eine isolierte 3-Epivitamin-D2-Verbindung bereit, die zumindest eine biologische Aktivität von Vitamin D2 aufweist, und die verbesserte biologische Eigenschaften im Vergleich zu seinem isomeren Gegenstück aufweist, wie beispielsweise eine verstärkte Stabilität in vivo und/oder eine reduzierte Toxizität.
  • In bevorzugten Ausführungsformen werden die Vitamin-D2-Verbindungen der vorliegenden Erfindung durch die allgemeine Formel (II) repräsentiert:
    Figure 00100001
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann die 3-Epivitamin-D2-Verbindung beispielsweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt werden:
    1α(OH)-3-epi D2, 1α,24(OH)2-3-epi-D2, 1α,25(R), 26(OH)3-3-epi D2, 1α,25-(OH)2-3-epi-D2, 1α,24,25-(OH)3-3-epi-D2, 1α, 25-(OH)2-3-epi-20-epi-D2, 1α,25-(OH)2-3-epi-24-epi-D2, 1α,25-S,26-(OH)3-3-epi-D2, 1α,25,28-(OH)3-3-epi D2, 1α, 25-(OH)2-3-epi D2-26,26,26,27,27,27-d6, 1α,25-(OH)2-3-epi-24-epi-D2 26,26,26,27,27,27-d6,1α,25-(OH)2-24(S)-5,6-t-3-epi D2, 1α,25-(OH)2-24(R)-5,6-t-3-epi D2, 22,23-dihydro-24-epi-1α,25-(OH)2-3-epi D2, 25-(OH)-26,27-F6-3-epi D2, 1α,25(OH)2-19-nor-3-epi-D2 und 1α,(OH)-19-nor-3-epi-D2.
  • Die chemischen Strukturen von einigen dieser Verbindungen vor der 3-Epi-Umwandlung sind in 1 dargestellt.
  • Am meisten bevorzugt kann die 3-Epivitamin-D2-Verbindung beispielsweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt werden:
    α(OH)-3-epi D2, 1α, 24-(OH)2-3-epi-D2, 1α,25(R), 26(OH)3-3-epi D2, 1α,25-(OH)2-3-epi-D2, 1α,25(OH)2-19-nor-3-epi-D2 und 1α,(OH)-19-nor-3-epi-D2.
  • Chemische Strukturen für
    1α(OH)-3-epi D2, 1α,25-(OH)2-3-epi-D2, 1α,25(OH)2-19-nor-3-epi-D2, 1α, (OH)-19-nor-3-epi-D2, 1α,24,25-(OH)3-3-epi-D2, und 1α,24-(OH)2-3-epi-D2 sind unten dargestelle.
    Figure 00110001
  • Der Begriff „Epimer"- oder „Epi"-Verbindungen soll Verbindungen einschließen, die einen chiralen Kohlenstoffatom aufweisen, der sich n der Orientierung einer Einfachbindung an einem Substituenten an demjenigen Kohlenstoff in einer natürlich vorkommenden (oder Referenz-)Verbindung variiert, beispielsweise ein Kohlenstoff, bei dem die Orientierung der Bindung am Substituenten in einer α-Konfiguration anstelle einer β-Konfiguration vorliegt. Die 3-Epimerform von Vitamin D3 mit der allgemeinen Formel I weist eine Hydroxylgruppe gebunden an den Kohlenstoff in Position 3 des A-Rings in einer α-Konfiguration eher als in einer β-Konfiguration auf, wohingegen alle anderen Substituenten entweder in einer α- oder einer β-Konfiguration vorliegen können.
  • Wie hierin verwendet betrifft der Begriff „Substituent" eine Komponente, beispielsweise eine funktionelle Gruppe, gebunden an die Kohlenstoffposition 3 des A-Rings der Vitamin-D2-Verbindung, die ermöglicht, dass die Verbindung ihre beabsichtigte Funktion durchführt. Demgemäß soll der Begriff Substituent jede Wasserstoff-, Halogen-, Haloalkyl-, Hydroxy-, Hydroxy-Schutzgruppe, Alkyl, beispielsweise niederes Alkyl, Alkenyl, beispielsweise niederes Alkenyl, Alkinyl, beispielsweise niederes Alkinyl, Alkoxy, Aryl-Gruppe und heterocyclische Gruppe einschließen.
  • Der Begriff „chiral" betrifft Moleküle, die die Eigenschaft einer Nicht-Übereinbringbarkeit mit dem Spiegelbild-Partners aufweisen, wohingegen der Begriff „achiral" Moleküle betrifft, die mit ihrem spiegelbildlichen Partner übereinbringbar sind. Der Begriff „Stereosiomere" oder „Isomere" betrifft Verbindungen, die eine identische chemische Konstitution aufweisen, die sich jedoch bezüglich der Anordnung der Atome oder Gruppen im Raum unterscheiden. Insbesondere betreffen „Enantiomere" zwei Stereoisomere einer Verbindung, die nicht-übereinbringbare Spiegelbilder voneinander sind. Ein äquimolares Gemisch von zwei Enantiomeren wird als „racemisches Gemisch" oder ein „Racemat" bezeichnet. Der Begriff „Diastereomere" betrifft Stereoisomere mit zwei oder mehreren Dissymmetriezentren, deren Molekül nicht Spiegelbilder voneinander sind. Bezüglich der Nomenklatur eines Chiralitätszentrums sind die Begriffe „d"- und „1"-Konfiguration durch die IUPAC-Empfehlungen definiert. Bezüglich der Verwendung der Begriffe Diastereomer, Racemat, Epimer und Enantiomer werden diese im normalen Kontext verwendet werden, um die Stereochemie von Zubereitungen zu beschreiben.
  • Wie hierin verwendet betrifft der Ausdruck „isomere Gegenstücke von Vitamin D2" oder „nicht-epimere Formen" Stereoisomere der 3-Epivitamin-D2-Verbindungen. Beispielsweise Vitamin-D2-Verbindungen, die die Orientierung der 3-Hydroxy-Gruppe in einer β-Konfiguration aufweisen.
  • Die Begriffe „isoliert" oder „im Wesentlichen aufgereinigt", wie sie hierin in austauschbarer Weise verwendet werden, betreffen Vitamin-D3-Verbindungen in einem nicht-natürlich vorkommenden Zustand. Die Verbindungen können im Wesentlichen frei von zellulärem Material oder Kulturmedium sein, wenn natürlich hergestellt oder chemische Vorläufer oder andere Chemikalien, wenn chemisch synthetisiert. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen betreffen die Betriffe „isoliert" oder „im Wesentlichen aufgereinigt" Zubereitungen einer chiralen Verbindung, der im Wesentlichen die Enantiomere fehlen, d. h. die enantiomer angereichert sind oder nicht-racemische Zubereitungen eines Moleküls sind. In ähnlicher Weise betreffen isolierte Epimere oder Diastereomere Zubereitungen von chiralen Verbindungen, die im Wesentlichen frei von anderen stereochemischen Formen sind. Beispielsweise schließen isolierte oder im Wesentlichen aufgereinigte Vitamin-D3-Verbindungen synthetische oder natürliche Zubereitungen von Vitamin D3 ein, bezüglich der Stereoisomere angereichert, die einen Substituenten am chiralen Kohlenstoff in Position 3 des A-Rings in einer α-Konfiguration gebunden aufweisen und denen somit andere Isomere mit einer β-Konfiguration im Wesentlichen fehlen. Soweit nichts anderes angegeben ist, betreffen solche Begriffe Vitamin-D3-Zusammensetzungen, bei denen das Verhältnis von α- zu β-Formen mehr als 1:1 nach Gewicht ist. Beispielsweise bedeutet eine isolierte Zubereitung eines α-Epimers eine Zubereitung mit mehr als 50 Gew.-% des α-Epimers bezüglich des β-Stereoisomers, besonders bevorzugt zumindest 75 Gew.-% und noch mehr bevorzugt zumindest 85 Gew.-%. Natürlich kann die Anreicherung viel mehr als 85 % betragen, wodurch sie „im Wesentlichen epimer angereichert" wird, was Zubereitungen einer Verbindung mit mehr als 90 % des α-Epimers bezüglich des β-Stereoisomers betrifft und noch mehr bevorzugt mehr als 95 %. Der Begriff „im Wesentlichen frei von β-Stereoisomer" soll ähnliche Reinheits-Bereiche umfassen.
  • Wie hierin verwendet ist der Begriff „Alkyl" im Fachbereich anerkannt und schließt das Radikal gesättigter aliphatischer Gruppen ein, einschließlich geradkettiger Alkylgruppen, verzweigtkettiger Alkylgruppen, Cycloalkyl-(alicyclischer)-Gruppen, Alkyl-substituierter Cycloalkylgruppen und Cycloalkyl-substituierter Alkylgruppen. In bevorzugten Ausführungs formen weist ein geradkettiges oder verzweigtkettiges Alkyl 30 oder weniger Kohlenstoff atome in seinem Grundgerüst auf (beispielsweise C1-C30 für eine gerade Kette, C3-C30 für eine verzweigte Kette) und besonders bevorzugt 20 oder weniger. Desgleichen weisen bevorzugte Cycloalkyle von 4 bis 10 Kohlenstoffatome in ihrer Ringstruktur und besonders bevorzugt 5, 6 oder 7 Kohlenstoffatome in der Ringstruktur auf.
  • Insofern die Anzahl der Kohlenstoffatome nicht anderweitig spezifiziert ist, bedeutet der Begriff „Niederalkyl" wie hierin verwendet eine Alkylgruppe wie oben definiert, die jedoch von 1 bis 10 Kohlenstoffatome, besonders bevorzugt von 1 bis 6 Kohlenstoffatome aufweist und am meisten bevorzugt von 1 bis 4 Kohlenstoffatome in seiner Grundgerüststruktur aufweist, die geradkettig oder verzweigtkettig sein kann. Beispiele für niedere Alkylgruppen schließen Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, Tert-Butyl, Hexyl, Heptyl, Octyl usw. ein. In einer bevorzugten Ausführungsform schließt der Begriff „Niederalkyl" ein geradkettiges Alkyl mit 4 oder weniger Kohlenstoffatomen in seinem Grundgerüst ein, beispielsweise C1-C4-Alkyl.
  • Überdies soll der Begriff Alkyl wie hierin verwendet sowohl „unsubstituierte Alkyle" als auch „substituierte Alkyle" einschließen, wobei das Letztere Alkyl-Komponenten betrifft, die Substituenten aufweisen, die ein Wasserstoff an einem oder mehreren Kohlenstoffatomen des Kohlenwasserstoff-Grundgerüstes ersetzten. Derartige Substituenten können beispielsweise Halogen, Hydroxyl, Carbonyl (einschließlich von Aldehyden, Ketonen, Carboxylaten und Estern), Alkoxyl, Ether, Phosphoryl, Cyano, Amino, Acylamino, Amido, Amidino, Imino, Sulfhydryl, Alkylthio, Arylthio, Thiolcarbonyl (einschließlich von Thiolformiaten, Thiolcarbonsäuren und Thiolestern), Sulfonyl, Nitro, Heterocyclyl, Aralkyl oder eine aromatische oder heteroaromatische Komponente ein. Es sollte für den Fachmann auf dem Gebiet klar sein, dass die an der Kohlenwasserstoffkette substituierten Substituenten selbst substituiert sein können, falls dies erforderlich ist. Beispielsweise können die Substituenten eines substituierten Alkyls substituierte und unsubstituierte Formen von Amino, Acylamino, Imino, Amido, Phosphoryl (einschließlich Phosphonaten und Phosphinaten), Sulfonyl (einschließlich Sulfaten, Sulfonaten Sulfamoylen und Sulfonamiden), und Silylgruppen einschließen, ebenso wie Ether, Alkylthio, Arylthio, Carbonyle (einschließlich von Ketonen, Aldehyden, Carboxylaten und Estern), -CF3 und -CN. Beispielhaft substituierte Alkyle sind unten beschrieben. Cycloalkyle können weiter mit Alkylen, Alkenylen, Alkoxys, Alkylthios, Arylthios, Aminoalkylen, Carbonyl-substituierten Alkylen, -CF3 und Cyano(-CN) substituiert sein.
  • Der Begriff „Aralkyl" wie hierin verwendet betrifft eine Alkylgruppe, die mit einer Arylgruppe substituiert ist (beispielsweise eine aromatische oder heteroaromatische Gruppe).
  • Die Begriffe „Alkenyl" und „Alkinyl" sind in der Technik anerkannt und schließen ungesättigte aliphatische Gruppen ein, die in ihrer Länge und möglichen Substitution den oben beschriebenen Alkylen analog sind, die jedoch zumindest eine Doppel- oder eine Dreifachbindung jeweils enthalten.
  • Der Begriff „Alkoxyl" ist in der Technik anerkannt und schließt eine Gruppe ein, die durch die Formel -O-Alkyl repräsentiert wird. Repräsentative Alkoxylgruppen schließen Methoxy, Ethoxy, Propoxy und Tert-Butoxy ein. Soweit nicht anderes angegeben ist, kann eine „Alkoxy"-Gruppe durch eine Gruppe ersetzt werden, die durch -O-Alkenyl, -O-Alkenyl, -O-Aryl (d. h. eine Aryloxygruppe) oder -O-Heterocyclyl repräsentiert wird.
  • Ein „Ether" besteht aus zwei substituierten oder unsubstituierten Kohlenwasserstoffen, die durch einen Sauerstoff kovalent gebunden sind. Demgemäß ist der Substituent beispielsweise eines Alkyls, der dieses Alkyl zu einem Ether macht, ein Alkoxyl oder ähnelt diesem, wie es beispielsweise durch eines von -O-Alkyl, -O-Alkenyl, -O-Alkinyl, -O-Aryl oder -O-Heterocyclyl repräsentiert wird. Der Begriff „niederes Alkoxy" schließt eine niedere Alkylgruppe ein, die an den Rest des Moleküls durch Sauerstoffgebunden ist.
  • Beispiele für Alkoxygruppen schließen Methoxy, Ethoxy, Isopropoxy, Tert-Butoxy usw. ein. Der Begriff „Phenylalkoxy" betrifft eine Alkoxygruppe, die durch einen Phenyl-Ring substituiert ist. Beispiele für Alkoxygruppen sind Benzyloxy, 2-Phenylethoxy, 4-Phenylbutoxy usw. Der Begriff „Alkanolyloxygruppe" betrifft den Rest einer Alkylcarbonsäure, gebildet durch Entfernung des Wasserstoffes aus dem Hydroxyl-Anteil der Carboxylgruppe. Beispiele von Alkanoyloxygruppen schließen Formyloxy, Acetoxy, Butyryloxy, Hexanolyoxy usw. ein. Der Begriff „substituiert", wie auf „Phenyl" angewandt, betrifft Phenyl, das durch ein oder mehrere der folgenden Gruppen substituiert ist: Alkyl, Halogen (d. h. Fluor, Chlor, Brom oder Iod), Nitro, Cyano, Trifluormethyl usw. Der Begriff „Alkanol" oder „Hydroxyalkyl" betrifft eine Verbindung, die durch Protonierung des Sauerstoffatoms einer Alkoxygruppe gewonnen wurde. Beispiele von Alkanolen schließen Methanol, Ethanol, 2-Propanol und 2-Methyl-2-propanol ein.
  • Wie hierin verwendet schließt der Begriff „Hydroxy-Schutzgruppe" irgendeine Gruppe ein, die üblicherweise zum Schutz von Hydroxy-Funktionen während anschließender Reaktionen verwendet wird, einschließlich beispielsweise von Acyl- oder Alkylsilylgruppen wie beispielsweise Trimethylsilyl, Triethylsilyl, t-Butyldimethylsilyl und analogen alkylierten Silyl-Radikalen oder Alkoxyalkylgruppen wie beispielsweise Methoxymethyl, Ethoxymethyl, Methoxyethoxymethyl, Tetrahydrofuranyl, oder Tetrahydropyranyl. Ein „geschütztes Hydroxy" ist eine Hydroxy-Funktion derivatisiert durch eine der obigen Hydroxy-Schutzgruppen.
  • Wie hierin verwendet bezeichnet der Begriff „Halogen" -F, -Cl, -Br oder -I; bedeutet der Begriff „Sulfhydryl" oder „Thiol" -SH; bedeutet der Begriff „Hydroxyl" -OH.
  • Der Begriff „Aryl" ist in der Technik anerkannt und schließt 5- und 6-gliedrige einringige aromatische Gruppen ein, die von 0 bis 4 Heteroatome einschließen können, beispielsweise Benzol, Pyrrol, Furan, Thiophen, Imidazol, Oxazol, Thiazol, Triazol, Pyrazol, Pyridin, Pyrazin, Pyridazin und Pyrimidin. Arylgruppen schließen ebenfalls polycyclische fusionierte aromatische Gruppen wie beispielsweise Naphthyl, Chinolyl und Indolyl ein. Solche Arylgruppen mit Heteroatomen in der Ringstruktur werden ebenfalls als „Arylheterocyclen", „Heteroaryle" oder „Heteroaromatika" bezeichnet. Der aromatische Ring kann an einem oder mehreren Ringpositionen solcher Substituenten wie oben beschrieben substituiert sein wie beispielsweise Halogen, Alkyl, Aralkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Hydroxyl, Amino, Acylamino, Azido, Nitro, Sulfhydryl, Imino, Amido, Amidino, Phosphonat, Phosphinat, Carbonyl, Carboxyl, Silyl, Ether, Alkylthio, Arylthio, Sulfonyl, Sulfonamido, Sulfomoyl, Keton, Aldehyd, Ester, ein Heterocyclyl, eine aromatische oder heteroaromatische Komponente, -CF3 oder -CN. Arylgruppen können ebenfalls mit alicyclischen oder heterocyclischen Ringen fusioniert oder überbrückt sein, die nicht-aromatisch sind, um einen Polycylcus (beispielsweise Tetralin) zu bilden.
  • Die Begriffe „Heterocyclyl" oder „heterocyclische Gruppe" sind in der Technik anerkannt und schließen 3- bis 10-gliedrige Ringstrukturen ein, vorzugsweise 4- bis 7-gliedrige Ringe, wobei die Ringstrukturen 1 bis 4 Heteroatome einschließen. Heterocyclylgruppen schließen Pyrrolidin, Oxolan, Thiolan, Imidazol, Oxazol, Piperidin, Piperazin, Morpholin, Lactone, Lactame wie beispielsweise Azetidinone und Pyrrolidinone, Lactone, Sultame, Sultone und dergleichen ein. Der heterocyclische Ring kann ein einen oder mehreren Positionen mit derartigen Substituenten wie oben beschrieben substituiert sein, wie beispielsweise Halogen, Alkyl, Aralkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Hydroxyl, Amino, Acylamino, Nitro, Sulfhydryl, Imino, Amido, Phosphonat, Phosphinat, Carbonyl, Carboxyl, Silyl, Ether, Alkylthio, Arylthio, Sufonyl, Keton, Aldehyd, Ester, ein Heterocyclyl, eine aromatische oder heteroaromatische Komponente, -CF3 oder -CN.
  • Die Begriffe „Polycyclyl" oder „polycyclische Gruppe" sind in der Technik anerkannt und schließen zwei oder mehrere cyclische Ringe ein (beispielsweise Cycloalkyle, Cycloalkenyle, Cycloalkinyle, Aryle und/oder Heterocyclyle), bei denen 2 oder mehrere Kohlenstoffatome zwei benachbarten Ringen gemeinsam sind, beispielsweise sind die Ringe „fusionierte Ringe" bzw. „kondensierte Ringe". Ringe, die nicht durch benachbarte Atome verbunden sind, werden als „überbrückte" Ringe bezeichnet. Jeder der Ringe des Polycyclus kann durch solche wie oben beschriebene Substituenten substituiert sein, wie beispielsweise Halogen, Alkyl, Aralkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Hydroxyl, Amino, Acylamino, Nitro, Sulfhydryl, Imino, Amido, Phosphonat, Phosphinat, Carbonyl, Carboxyl, Silyl, Ether; Alkylthio, Arylthio, Sulfonyl, Keton, Aldehyd, Ester, ein Heterocyclyl, eine aromatische oder heteroaromatische Komponente, -CF3 oder -CN.
  • Vitamin-D-Synthese
  • Die 3-Epivitamin-D2-Verbindungen der vorliegenden Erfindung können unter Verwendung einer Vielzahl von Syntheseverfahren hergestellt werden, wie sie in der Technik bekannt sind. Beispielsweise können viele der oben beschriebenen Verbindungen durch eine chemische Synthese oder alternativ durch enzymatische Umwandlung eines 3β-Vitamin-D2-Vorläufers hergestellt werden, beispielsweise durch Perfundieren eines 3β-Vitamin-D2-Vorläufers, einer Vitamin-D2-Verbindung mit der Orientierung der Hydroxygruppe in Position 3 des A-Rings in einer β-Konfiguration, in einem Gewebe, das ein Enzym enthält, das die Epimerisierung der 3β-Hydroxylgruppe zur 3α-Form-Vitamin-D2-Verbindungen katalysiert, beispielsweise Keratinocyten, wie sie in Beispiel 1 beschrieben sind.
  • Beispielsweise sind Verfahren zum Synthetisieren von Vitamin-D-Verbindungen und verschiedener Analoga hiervon in der Technik wohlbekannt (siehe beispielsweise Bouillon, R. et al., Endocrine Reviews 16(2): 201-204; Ikekawa N. (1987) Med. Res. Rev. 7: 333-366; DeLuca H.F. und Ostrem V.K. (1988) Prog. Clin., Biol. Res. 259:41-55; Ikekawa N. und Ishizuka S. (1992) CRC Press 8: 293-316; Calverley M.J. und Jones G. (1992) Academic Press 193- 270; Pardo R. und Santelli M. (1985) Bull. Soc. Chim. Fr: 98-114; Bythgoe B. (1980) Chem. Soc. Rev. 449-475; Quinkert G. (1985) Synform 3: 41-122; Quinkert G. (1986) Synform 4: 131-256; Quinkert G. (1987) Synform 5: 1-85; Mathieu C. et al. (1994) Diabetologia 37: 552-558; Dai H. und Posner G.H. (1994) Synthesis 1383-1398). Beispielhafte Syntheseverfahren schließen die photochemische Ringöffnung eines 1-hydroxylierten Seitenketten-modifizierten Derivates von 7-Dehydrocholesterin ein, das anfänglich ein Prävitamin produziert, das einfach zu Vitamin D in einer wohlbekannten Weise thermolysiert wird (Barton D.H.R. et al. (1983) J. Am. Chem. Soc. 95: 2748-2749; Barton D.H.R. (1974) JCS Chem. Comm. 203-204); das Phosphinoxid-Kopplungsverfahren, entwickelt von (Lythgoe et al. (1978) JCS Perkin Trans. 1: 590-595), das ein Koppeln eines Phosphinoxids an ein Grundmann'sches Keton-Derivat umfasst, um direkt ein Vitamin-D-Skelett bzw. -Grundgerüst wie in Baggiolini E.G. et al. (1986) J. Org. Chem. 51: 3098-3108; DeSchrijver J. und DeClercy P.J. (1993) Tetrahed Lett 34: 4369-4372; Posner G.H. und Kinter C.M. (1990) J. Org. Chem. 55: 3967-3969 beschrieben zu erzeugen; eine Semihydrierung von Dienynen zu einer Prävitaminstruktur, die eine Umordnung zum entsprechenden Vitamin-D-Analog durchmacht, wie von Harrison R.G. et al, (1974) JCS Perkin Trans. 1: 2654-2657; Castedo L. et al. (1988) Tetrahed Lett 29: 1203-1206; Mascarenas J.S. (1991) Tetrahedron 47: 3485-3498; Barrack S.A. et al. (1988) J. Org. Chem. 53: 1790-1796) und Okamura W.H. et al. (1989) J. Org. Chem. 54: 4072-4083 beschrieben; der Vinylallen-Ansatz, der Intermediate bzw. Zwischenprodukte einschließt, die anschließend unter Verwendung von Wärme bzw. Hitze oder einer Kombination von Metallkatalysierter Isomerisierung gefolgt von sensibilisierter Photoimerisierung angeordnet wird (Okamura, W.H. et al. (1989) J. Org. Chem. 54: 4072-4083; Van Alstyne E.M. et al. (1994) J. Am. Chem. Soc. 116: 6207-6210); das von Trost et al. B.M. et al. J. Am. Chem. Soc. 114: 9836-9845; Nagasawa K. et al. (1991) Tetrahed Lett 32: 4937-4940 beschriebene Verfahren einen acyclischen A-Ring-Vorläufer ein, der intramolekular in Bromenyn kreuzgekoppelt wird, und direkt zur Bildung eines Vitamin-D-Grundgerüstes führt; ein tosyliertes Derivat, das zum i-Steroid isomerisiert wird, das an Kohlenstoff-1 modifiziert und dann anschließend unter sovolytischen Bedingungen zur Bildung von 1α,25(OH)2D2 oder Analogen hiervon rück-isomerisiert werden kann (Sheves M. und Mazur Y. (1974) J. Am. Chem. Soc. 97: 6249-6250; Paaren H.E. et al. (1980) J. Org. Chem. 45: 3253-3258; Kabat M. et al. (1991) Tetrahed Lett 32: 2343-2346; Wilson S.R. et al. (1991) Tetrahed Lett 32: 2339-2342); die direkte Modifikation von Vitamin-D-Derivaten zu 1-oxygenierten 5,6-trans-Vitamin-D wie in (Andrews D.R. et al. (1986) J. Org. Chem. 51: 1635-1637) beschrieben; das Diels-Alders Cycloadduktverfahren von Prävitamin D kann zur Cyclorefertierung zu Vitamin D durch das Zwischen produkt einer Prävitamin-Form über thermische Isomerisierung verwendet werden (Vanmaele L. et al. (1985) Tetrahedron 41: 141-144); und ein letztes Verfahren schließt die direkte Modifizierung von 1α,25(OH)2D2 oder eines Analogs durch Verwendung geeigneter Schutzgruppen wie beispielsweise Übergangsmetallderivaten oder durch andere chemische Transformationen ein (Okamura W.H. et al. (1992) J. Cell Biochem. 49: 10-18). Zusätzliche Verfahren zum Synthetisieren von Vitamin-D2-Verbindungen sind beispielsweise in den japanischen Patentoffenlegungen Nr. 62750/73, 26858/76, 26859/76 und 71456/77 beschrieben; sowie US-Patenten Nr. 3639596; 3715374; 3847955 und 3739001.
  • Beispiele für die Verbindungen dieser Erfindung mit einer gesättigten Seitenkette können gemäß des allgemeinen Verfahrens hergestellt werden, das in US-Patent Nr. 4927815 dargestellt und beschrieben ist, deren Beschreibung durch diese Bezugnahme hierin mit aufgenommen ist. Beispiele für die Verbindungen dieser Erfindung mit einer ungesättigten Seitenkette können gemäß des allgemeinen Verfahrens hergestellt werden, das in US-Patent Nr. 4847012 dargestellt und beschrieben ist, deren Beschreibung durch diese Bezugnahme hierin mit aufgenommen ist. Beispiele für die Verbindungen dieser Erfindung, bei denen R1 und R2 zusammen eine Cyclopentano-Gruppe repräsentieren, können gemäß des allgemeinen Verfahrens hergestellt werden, das in US-Patent Nr. 4851401 dargestellt und beschrieben ist, dessen Beschreibung durch diese Bezugnahme hierin mit aufgenommen ist.
  • Eine weitere Synthesestrategie zur Herstellung von Seitenketten-modifizierten Analoga von 1α,25-Dihydroxyergocalciferol ist in Kutner et al., The Journal of Organic Chemistry, 1988, 53: 3450-3457 offenbart. Zusätzlich sind die Herstellung von 24-homo- und 26-homo Vitamin-D-Analogen in US-Patent Nr. 4717721 offenbart, deren Beschreibung durch diese Bezugnahme hierin mit aufgenommen ist.
  • Die enantioselektive Synthese von chiralen Molekülen ist nunmehr Stand der Technik. Durch Kombinationen einer enantioselektiven Synthese und Reinigungstechniken können viele chirale Moleküle als Enantiomer-angereicherte Zubereitung synthetisiert werden. Es wurden beispielsweise Verfahren zur enantioselektiven Synthese von A-Ring-Diastereomeren von Vitamin D2 berichtet, wie in Muralidharan et al. (1993) J. Organic Chem. 58(7): 1895-1899 und Norman et al. (1993) J. Biol. Chem. 268(27): 20022-30 beschrieben. Weitere Verfahren zur Enantiomeren-Synthese verschiedener Verbindungen, die in der Technik bekannt sind, schließen u. a.; Epoxide (siehe beispielsweise Johnson, R.A.; Sharpless, K.B. In Catalytic Asymmetric Synthesis; Ojima, I., Hsg.: VCH: New York, 1993; Kap. 4.1 Jacobsen, E.N. ibid. Kap. 4.2), Diole (beispielsweise durch das Verfahren von Sharpless, J. Org. Chem. (1992) 57: 2768) und Alkohole (beispielsweise durch Reduktion von Ketonen, E.J. Corey et al., J. Am. Chem. Soc. (1987) 109: 5551) ein. Weitere Reaktionen, die zur Erzeugung optisch angereicherter Produkte von Nutzen sind, schließen die Hydrierung von Olefinen (beispielsweise M. Kitamura et al., J. Org. Chem. (1988) 53: 708); Diels-Alder-Reaktionen (beispielsweise K. Narasaka et al., J. Am. Chem. Soc. (1989) 111: 5340); Aldol-Reaktionen und die Alkylierung von Enolaten (siehe beispielsweise D.A. Evans et al., J. Am. Chem. Soc. (1981) 103: 2127; D.A. Evans et al., J. Am. Chem. Soc. (1982) 104: 1737); Carbonyl-Additionen (beispielsweise R. Noyori, Angew. Chem. Int. Ed. Eng. (1991) 30: 49); und die Ringöffnung von Meso-Epoxiden (beispielsweise Martinez, L.E.; Leighton J.L.; Carsten, D.H.; Jacobsen, E.N.J. am. Chem. Soc. (1995) 117: 5897-5898) ein. Die Verwendung von Enzymen zur Erzeugung optisch angereicherter Produkte ist ebenfalls in der Technik wohlbekannt (beispielsweise M.P. Scheider, Hsg. „Enzymes as Catalysts in Organic Synthesis", D. Reidel, Dordrecht (1986).
  • Die chirale Synthese kann Produkte mit hoher stereoisomerer Reinheit zur Folge haben. Jedoch ist in einigen Fällen die stereoisomere Reinheit des Produkts nicht ausreichend hoch. Der Fachmann auf dem Gebiet wird wissen, dass Trennverfahren, die hierin beschrieben sind, zur weiteren Steigerung der Stereoisomer-Reinheit des Vitamin-D2-Epimers verwendet werden können, die durch chirale Synthese gewonnen werden.
  • Die Trennung von Isomeren kann auf mehreren in der Technik bekannten Wegen erreicht werden. Das Geradphasen- und Umkehrphasen-HPLC-System, das zur Auftrennung natürlicher oder synthetischer Diastereomere von Vitamin D2 verwendet wird, ist im beigefügten Beispiel ausführlich dargestellt und in den 1 und 2 veranschaulicht. Weitere Verfahren zur Auftrennung eines racemischen Gemisches von zwei Enantiomeren schließen eine Chromatographie unter Verwendung einer chiralen stationären Phase (siehe beispielsweise „Chiral Liquid Chromatography", W.J. Lough, Hsg., Chapman und Hall, New York (1989)) ein. Die Enantiomere können ebenfalls durch klassische Trenn- bzw. Aufreinigungstechniken getrennt werden. Beispielsweise kann die Bildung von diastereomeren Salzen und eine fraktionierte Kristallisation dazu verwendet werden, Enantiomere aufzutrennen. Zur Auftrennung von Enantiomeren von Carbonsäuren können die diastereomeren Salze durch Zusatz von Enantiomer-reinen chiralen Basen wie beispielsweise Brucin, Chinin, Ephedrin, Strychnin und dergleichen, gebildet werden. Alternativ können diastereomere Ester mit Enantiomer-reinen chi ralen Alkoholen wie beispielsweise Menthol, gefolgt von der Auftrennung der diastereomeren Ester, und einer Hydrolyse zur Gewinnung der freien, Enantiomer-angereicherten Carbonsäure gebildet werden. Zur Auftrennung der optischen Isomere von Amino-Verbindungen kann der Zusatz von chiralen Carbon- und Sulfonsäuren wie beispielsweise Kampfersulfonsäure, Weinsäure und Mandelsäure oder Milchsäure die Bildung der diastereomeren Salze zur Folge haben.
  • Pharmazeutische Zusammensetzungen
  • In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung pharmazeutisch verträgliche Zusammensetzungen bereit, die eine therapeutisch wirksame Menge einer oder mehrerer der isolierten 3-Epivitamin-D2-Verbindungen der Formel I und II zusammenformuliert mit einem oder mehreren pharmazeutisch verträglichen Trägern umfassen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind diese pharmazeutischen Zusammensetzungen zur topischen oder oralen Verabreichung an ein Subjekt geeignet. In anderen Ausführungsformen, wie unten ausführlich beschrieben ist, können die pharmazeutischen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung speziell zur Verabreichung in fester oder flüssiger Form formuliert werden, einschließlich solcher, die für Folgendes angepasst sind: (1) orale Verabreichung, beispielsweise Flüssigkeiten (wässrige oder nicht-wässrige Lösungen oder Suspensionen), Tabletten, Bolus, Pulver, Granulate, Pasten; (2) parenterale Verabreichung, beispielsweise durch subkutane, intramuskuläre oder intravenöse Injektion wie beispielsweise eine sterile Lösung oder Suspension; (3) topische Verabreichung, beispielsweise als Salbe, Creme oder Spray, verabreicht auf die Haut; (4) intravaginal oder intrarektal, beispielsweise als Pessar, Creme oder Schaum; oder (5) Aerosol, beispielsweise als wässriges Aerosol, liposomale Zubereitung oder feste Teilchen, die die Verbindung enthalten.
  • In bestimmten Ausführungsformen ist das Subjekt ein Säugetier, beispielsweise ein Primat, beispielsweise ein Mensch. Wie hierin verwendet, soll der Begriff „Subjekt" menschliche und nicht-menschliche Tiere einschließen. Bevorzugte menschliche Tiere schließen einen menschlichen Patienten ein, der eine durch eine anormale Aktivität einer Vitamin-D-responsiven Zelle charakterisierte Störung aufweist. Der Begriff „nicht-menschliche Tiere" der Erfindung schließt alle Vertebraten ein, beispielsweise Säugetiere und Nicht-Säugetiere, wie beispielsweise nicht-menschliche Primaten, Schafe, Hunde, Kühe, Hühner, Amphibien, Reptilien etc.
  • Der Satz „therapeutisch wirksame Menge" wie hierin verwendet bedeutet diejenige Menge von 3-Epivitamin-D2-Verbindungen der Formel I und II oder eine Zusammensetzung, die eine solche Verbindung umfasst, die wirksam ist, damit die 3-Epi-Verbindung ihre beabsichtigte Funktion erzeugt, beispielsweise die Modulierung einer Aktivität einer Vitamin-D-responsiven Zelle. Die wirksame Menge kann abhängig von solchen Faktoren wie dem Typ des Zellwachstums, das behandelt oder gehemmt werden soll, dem speziellen Typ einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung, der Größe des Subjekts oder dem Schweregrad des unerwünschten Zellwachstums oder der Aktivität variieren. Der Fachmann auf dem Gebiet ist dazu in der Lage, die vorher erwähnten Faktoren zu untersuchen und eine Bestimmung der effektiven Menge der 3-Epivitamin-D2-Verbindungen von Formeln I und II ohne unzumutbaren experimentellen Aufwand durchzuführen.
  • In speziellen Ausführungsformen können eine oder mehrere 3-Epivitamin-D2-Verbindungen wie durch Formeln I und II repräsentiert alleine oder als Teil einer Kombinationstherapie verabreicht werden. Beispielsweise können die 3-Epivitamin-D2-Verbindungen zusammen mit ein oder mehreren Mitteln, wie beispielsweise Mitosehemmern, Alkylierungsmitteln, Antimetaboliten, Nucleinsäuren, intercalierenden Mitteln, Toposiomerasehemmern, Mitteln, die die Apoptose fördern, und/oder Mitteln, die Immunreaktionen modulieren können, verabreicht werden. Die wirksame Menge an 3-Epivitamin-D2-Verbindungen von Formeln I und II, die verwendet wird, kann gemäß der Konzentrationen der anderen verwendeten Mitteln modifiziert werden.
  • Ein in vitro Assay wie in Beispiel XIV unten beschrieben unter Verwendung von Keratinocyten oder Nebenschilddrüsenzellen oder ein Assay, der diesem ähnlich ist (beispielsweise der sich in der Auswahl der Zellen unterscheidet, beispielsweise Knochenzellen, Darmzellen, neoplastische Zellen), kann dazu verwendet werden, eine „effektive Menge" der 3-Epivitamin-D2-Verbindungen von Formeln I und II oder Kombinationen hiervon zu bestimmen. Der Durchschnittsfachmann würde eine geeignete Menge jeder individuellen Verbindung in der Kombination zur Verwendung im vorher erwähnten in vitro Assay oder in ähnlichen Assays auswählen. Veränderungen der Zellaktivität oder der Zellproliferation können dazu verwendet werden, um zu bestimmen, ob die ausgewählte Mengen „effektive Mengen" für die spezielle Kombination der Verbindungen sind. Das Verabreichungsschema kann ebenfalls das beeinflussen, was eine effektive Menge darstellt. Wie ausführlich unten beschrieben können 3-Epivitamin-D2-Verbindungen der Formeln I und II dem Subjekt vor, gleichzeitig mit oder nach der Verabreichung des (der) anderen Mittels) verabreicht werden. Weiterhin können mehrere geteilte Dosen, wie beispielsweise abgestufte Dosen, täglich oder sequentiell verabreicht werden, oder die Dosis kann proportional erhöht oder gesenkt werden, wie es durch die Zwangslage der therapeutischen Situation angezeigt sein kann.
  • Der Satz „pharmazeutisch verträglich" wird hierin dazu verwendet, um solche 3-Epivitamin-D2-Verbindungen von Formeln I und II zu bezeichnen, Zusammensetzungen, die solche Verbindungen enthalten, und/oder Dosierungsformen, die innerhalb des Umfangs einer tadellosen medizinischen Beurteilung liegen, zur Verwendung in Berührung mit den Geweben von Menschen und Tiere ohne unmäßige Toxizität, Reizung, allergische Reaktion oder anderen Problemen und Komplikationen geeignet sind, und mit einem vernünftigen Nutzen-Risiko-Verhältnis übereinstimmen.
  • Der Begriff „pharmazeutisch verträglicher Träger" wie hierin verwendet, bedeutet ein pharmazeutisch verträgliches Material, eine Zusammensetzung oder einen Trägerstoff wie beispielsweise eine Flüssigkeit oder einen festen Füllstoff, Verdünnungsmittel, Träger oder Lösungsmittel oder Verkapselungsmaterial, das in das Tragen oder Transportieren der gegenständlichen Chemikalie von einem Organ oder Anteil des Körpers zu einem anderen Organ oder Anteil des Körpers involviert ist. Der Träger muss im Sinne der Kompatibilität mit den anderen Inhaltsstoffen der Formulierung „verträglich" und für den Patienten ungefährlich sein. Einige Beispiele von Materialien, die als pharmazeutisch verträgliche Träger dienen können, schließen Folgendes ein: (1) Zucker wie beispielsweise Lactose, Glucose und Sacharose; (2) Stärken wie beispielsweise Maisstärke und Kartoffelstärke; (3) Cellulose und ihre Derivate wie beispielsweise Natriumcarboxymethylcellulose, Ethylcellulose und Celluloseacetat; (4) pulverförmiger Traganth, (5) Malz, (6) Gelatine, (7) Talcum, (8) Excipientien wie beispielsweise Kakaobutter und Suppositorienwachse; (9) Öle wie beispielsweise Erdnussöl, Baumwollsamenöl, Färberdistelöl, Sesamöl, Olivenöl, Maisöl und Sojaöl; (10) Glycole wie beispielsweise Propylenglycol; (11) Polyole wie beispielsweise Glycerin, Sorbitol, Mannitol und Polyethylenglycol; (12) Ester wie beispielsweise Ethyloleat und Ethyllaurat; (13) Agar; (14) Puffermittel wie beispielsweise Magnesiumhydroxid und Aluminiumhydroxid; (15) Alginsäure; (16) Pyrogen-freies Wasser; (17) isotonische Salzlösung; (18) Ringer'sche Lösung; (19) Ethylalkohol; (20) Phosphatpufferlösungen; und (21) weitere nicht-toxische kompatible Substanzen, die in pharmazeutischen Zubereitungen verwendet werden.
  • Benetzungsmittel, Emulgatoren und Gleitmittel wie beispielsweise Natriumlaurylsulfat und Magnesiumstearat ebenso wie Färbemittel, Freisetzungsmittel, Beschichtungsmittel, Süßungsmittel, Aroma und parfümierende Mittel, Konservierungsmittel und Antioxidantien können in den Zusammensetzungen ebenfalls verwendet werden.
  • Beispiele für pharmazeutisch verirägliche Antioxidantien schließen Folgendes ein: (1) wasserlösliche Antioxidantien wie beispielsweise Ascorbinsäure, Cysteinhydrochlorid, Natriumbisulfat, Natriummetabisulfit, Natriumsulfit und dergleichen; (2) Öl-lösliche Antioxidantien wie beispielsweise Ascorbylpalmitat, butyliertes Hydroxyanisol (BHA), butyliertes Hydroxytoluol (BHT), Lecithin, Propylgallat, Alpha-Tocopherol und dergleichen; und (3) Metallkomplexbildner wie beispielsweise Zitronensäure, Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), Sorbitol, Weinsäure, Phosphorsäure und dergleichen.
  • Zusammensetzungen, die 3-Epivitamin-D2-Verbindungen der vorliegenden Erfindung enthalten, schließen solche ein, die zur oralen, nasalen, topischen (einschließlich bukkalen und sublingualen), rektalen, vaginalen, Aerosol- und/oder parenteralen Verabreichung geeignet sind. Die Zusammensetzungen können bequem in Einzeldosisform präsentiert werden und können durch irgendwelche Verfahren hergestellt werden, die in der pharmazeutischen Wissenschaft bekannt sind. Die Menge eines aktiven Inhaltsstoffs, die mit einer Trägermaterial zur Erzeugung einer einzelnen Dosierungsform kombiniert werden können, variieren abhängig von dem zu behandelnden Wirt, und dem speziellen Verabreichungsweg. Die Menge an aktivem Inhaltsstoff, die mit einem Trägermaterial zur Erzeugung einer Eindosisform kombiniert werden kann, wird im Allgemeinen diese Menge der Verbindung sein, die eine therapeutische Wirkung erzeugt. Im Allgemeinen wird die Menge bezogen auf 100 % sich von ungefähr 1 % bis ungefähr 99 % aktiven Inhaltsstoff, vorzugsweise von ungefähr 5 % bis ungefähr 70 %, am meisten bevorzugt von ungefähr 10 % bis ungefähr 30 % bewegen.
  • Verfahren zur Herstellung dieser Zusammensetzungen schließen den Schritt ein, 3-Epivitamin-D2-Verbindung(en) von Formeln I und II mit dem Träger in Verbindung zu bringen und wahlweise mit ein oder mehreren zusätzlichen Inhaltsstoffen. Im Allgemeinen werden die Zubereitungen durch gleichförmiges und inniges In-Berührung-Bringen bzw. In- Verbindung-Bringen einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung mit flüssigen Trägern oder fein verteilten festen Trägern oder beidem hergestellt und danach, falls notwendig, durch Formen des Produktes.
  • Zusammensetzungen der Erfindung, die zur oralen Verabreichung geeignet sind, können in Form von Kapseln, Stärkekapseln, Pillen, Tabletten, Lutschtabletten bzw. Pastillen (unter Verwendung einer aromatisierten Grundlage, üblicherweise Saccharose und Akazie oder Traganth), Pulvern, Granulaten oder als eine Lösung oder Suspension in einer wässrigen oder nicht-wässrigen Flüssigkeit oder als Öl-in-Wasser- oder Wasser-in-Öl-Flüssigemulsion oder als Elixier oder Sirup oder als Pastillen (unter Verwendung einer inerten Basis wie beispielsweise Gelatine und Glycerine oder Saccharose und Akazie) und/oder als Mundwaschungen und dergleichen vorliegen, wobei jede eine vorherbestimmte Menge einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung(en) von Formeln I und II als aktiven Inhaltsstoff enthält. Eine Verbindung kann ebenfalls als Bolus, Lattwerge oder Paste verabreicht werden.
  • In den festen Dosierungsformen der Erfindung zur oralen Verabreichung (Kapseln, Tabletten, Pillen, Dragees, Pulver, Granulate und dergleichen) wird der aktive Inhaltsstoff mit einem oder mehreren pharmazeutisch verträglichen Trägern wie beispielsweise Natriumcitrat oder Dicalciumphosphat und/oder irgendeinem des Folgenden vermischt: (1) Füllmittel oder Verlängerungsmittel wie beispielsweise Stärken, Lactose, Saccharose, Glucose, Mannitol und/oder Silicilsäure; (2) Bindemittel wie beispielsweise Carboxymethylcellulose, Alginate, Gelatine, Polyvinylpyrrolidon, Saccharose und/oder Akazie; (3) Befeuchtungsmittel wie beispielsweise Glycerol; (4) Sprengmittel bzw. Desintegriermittel wie beispielsweise Agar-Agar, Calciumcarbonat, Kartoffel- und Tapiokastärke, Alginsäure, bestimmte Silicate und Natriumcarbonat; (5) lösungsretardierende Mittel wie beispielsweise Paraffin; (6) Absorptionsbeschleuniger wie beispielsweise quartäre Ammoniumverbindungen; (7) Befeuchtungsmittel wie beispielsweise Acetylalkohol und Glycerolmottostearat; (8) Absorbentien wie beispielsweise Kaolin und Bentonitton; (19) Befeuchtungsmittel wie beispielsweise Talg, Calciumstearat, Magnesiumstearat, feste Polyethylenglycole, Natriumlaurylsulfat und Gemische hiervon; und (10) Färbemittel. Im Falle von Kapseln, Tabletten und Pillen können die pharmazeutischen Zusammensetzungen ebenfalls Puffermittel enthalten. Feste Zusammensetzungen eines ähnlichen Typs können ebenfalls als Füllmittel in weichen und Hartgelatinekapseln verwendet werden, unter Verwendung solcher Trägerstoffe wie Lactose oder Milchzucker, ebenso wie Hochmolekulargewichtspolyethylenglycole und dergleichen.
  • Eine Tablette kann durch Kompression oder durch Gießen hergestellt werden, wahlweise mit einem oder mehreren zusätzlichen Inhaltsstoffen. Komprimierte Tabletten können unter Verwendung von Bindemitteln (beispielsweise Gelatine oder Hydroxypropylmethylcellulose), Gleitmittel, inertem Verdünnungsmittels, Konservierungsmittel, Sprengmittel (beispielsweise Natriumstärkeglycolat oder vernetzte Natriumcarboxylmethylcellulose), Tensiden oder Dispergiermitteln hergestellt werden. Gegossene Tabletten können durch Gießen eines Gemisches von pulverförmigen Peptids oder Peptidomimeticums, das mit einem inerten flüssigen Verdünnungsmittel befeuchtet wurde, in einer geeigneten Maschine hergestellt werden.
  • Die Tabletten und andere feste Dosierungsformen der pharmazeutischen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung wie beispielsweise Dragees, Kapseln, Pillen und Granulate können wahlweise mit Beschichtungen und Schalen umgeben oder hergestellt werden, wie beispielsweise magensaftresistenten Beschichtungen und anderen Beschichtungen, die in der Technik der pharmazeutischen Technologie wohlbekannt sind. Sie können ebenfalls so formuliert werden, dass sie eine langsame oder kontrollierte Freisetzung des aktiven Inhaltsstoffes darin unter Verwendung beispielsweise von Hydroxypropylmethylcellulose in variierenden Anteilen bereitstellen, um das erwünschte Freisetzungsprofil bereitzustellen, oder Polymermatrices, Liposomen und/oder Mikrosphären. Sie können beispielsweise durch Filtration durch einen Bakterien zurückhaltenden Filter oder durch Einbau von sterilisierenden Mitteln in die Form steriler fester Zusammensetzungen sterilisiert werden, die in sterilem Wasser gelöst werden können, oder einige andere sterile injizierbare Medien unmittelbar vor Verwendung. Diese Zusammensetzungen können wahlweise Trübungsmittel enthalten und können eine Zusammensetzung sein, dass sie den aktiven Inhaltsstoff (die aktiven Inhaltsstoffe) nur oder vorzugsweise in einem bestimmten Anteil des Gastrointestinaltraktes freisetzen, wahlweise in einer verzögerten Art und Weise. Beispiele von Einbettungszusammensetzungen, die verwendet werden können, schließen Polymersubstanzen und Wachse ein. Der aktive Inhaltsstoff kann ebenfalls in mikroverkapselter Form, falls geeignet, mit ein oder mehreren der oben beschriebenen Trägerstoffe vorliegen.
  • Flüssige Dosierungsformen zur oralen Verabreichung der 3-Epivitamin-D2-Verbindung(en) der Erfindung schließen pharmazeutisch verträgliche Emulsionen, Mikroemulsionen, Lösungen, Suspensionen, Sirupe und Elixiere ein. Zum aktiven Inhaltsstoff können flüssige Dosierungsformen inerte Verdünnungsmittel enthalten, die üblicherweise in der Technik verwendet werden, wie beispielsweise Wasser oder andere Lösungsmittel, solubilisierende Mittel und Emulgatoren wie beispielsweise Ethylalkohol, Isopropylalkohol, Ethylcarbonat, Ethylacetat, Benzylalkohol, Benzylbenzoat, Propylenglycol, 1,3-Butylenglycol, Öle (insbesondere Färberdistelöl, Erdnussöl, Maisöl, Keimöl, Olivenöl, Rhizinus- und Sesamöle), Glycerol, Tetrahydrofurylalkohol, Polyethylenglycole und Fettsäureester von Sorbitan und Gemische hiervon.
  • Außer inerten Verdünnungsmitteln können die oralen Zusammensetzungen ebenfalls Adjuvantien wie beispielsweise Befeuchungsmittel, Emulgier- und Suspendiermittel, Süßmittel, Aromastoffe, Farbstoffe, Parfüme und Konservierungsmittel einschließen.
  • Suspensionen können zusätzlich zu den aktiven 3-Epivitamin-D2-Verbindungen von Formeln I und II suspendierende Mittel wie beispielsweise ethoxylierte Isostearylalkohole, Polyoxyethylensorbitol und Sorbitanester, mikrokristalline Cellulose, Aluminiummetahydroxid, Bentonit, Agar-Agar und Tragacanth und Gemische hiervon einschließen.
  • Pharmazeutische Zusammensetzungen der Erfindung zur rektalen oder vaginalen Verabreichung können als Suppositorien präsentiert werden, die durch Mischen einer oder mehrerer 3-Epivitamin-D2-Verbindung(en) von Formeln I und II mit ein oder mehreren nicht-reizenden Trägerstoffen oder Trägern hergestellt werden können, umfassend beispielsweise Kakaobutter, Polyethylenglycol, Suppositorienwachs oder ein Salicylat, und die bei Raumtemperatur fest sind, jedoch bei Körpertemperatur flüssig sind und deswegen im Rektum oder der Vaginalhöhle schmelzen und den Inhaltsstoff freisetzen werden.
  • Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung, die zur vaginalen Verabreichung geeignet sind, schließen ebenfalls Pessare, Tampons, Creme, Gele, Pasten, Schäume oder Sprühformulierungen ein, die Träger enthalten, wie sie in der Technik als geeignet bekannt sind.
  • Dosierungsformen für die topische oder transdermale Verabreichung einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung von Formeln I und II schließen Pulver, Sprays, Salben, Pasten, Cremes, Lotionen, Gels, Lösungen, Pflaster und Inhalate ein. Die aktive 3-Epivitamin-D2-Verbindung(en) von Formeln I und II kann unter sterilen Bedingungen mit einem pharmazeutisch verträglichen Träger vermischt und mit einem Konservierungsmittel, Puffer oder Treibmittel, die erforderlich sein können, ebenfalls vermischt werden.
  • Die Salben, Pasten, Cremes und Gele können zusätzlich zu 3-Epivitamin-D2-Verbindung(en) von Formeln I und II Trägerstoffe wie beispielsweise tierische oder pflanzliche Fette, Öle, Wachse, Paraffine, Stärken, Tragacanth, Cellulosederivate, Polyethylenglycole, Silicone, Bentonite, Silicilsäure, Talcum und Zinkoxid oder Gemische hiervon enthalten.
  • Pulver und Sprays können zusätzlich zu einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung(en) von Formeln I und II Trägerstoffe wie beispielsweise Lactose, Talg, Silicinsäure, Aluminiumhydroxid, Calciumsilicate und Polyamidpulver oder Gemische dieser Substanzen enthalten. Sprays können zusätzlich übliche Treibmittel wie beispielsweise Chlorfluorkohlenwasserstoffe und flüchtige unsubstituierte Kohlenwasserstoffe wie beispielsweise Butan und Propan enthalten.
  • Die 3-Epivitamin-D2-Verbindung(en) von Formel 1 und 2 können alternativ durch Aerosol verabreicht werden. Dies wird durch Herstellen eines flüssigen Aerosols, einer liposomalen Zubereitung oder von festen Teilen erreicht, die die Verbindung enthalten. Eine nicht-wässrige (beispielsweise Fluorkohlenstofftreibmittel) Suspension kann verwendet werden. Schallvernebler werden bevorzugt, weil diese die Exposition des Mittels gegenüber einer Schärung minimieren, was einen Abbau der Verbindung zur Folge haben kann.
  • Üblicherweise wird ein wässriges Aerosol durch Formulieren einer wässrigen Lösung oder Suspension des Mittels zusammen mit konventionellen pharmazeutisch verträglichen Trägern und Stabilisatoren formuliert. Die Träger und Stabilisatoren variieren mit den Erfordernissen der speziellen Verbindung, schließen jedoch typischerweise nicht-ionische Tenside (Tween, Pluronic oder Polyethylenglycol), harmlose Proteine wie Serumalbumin, Sorbitanester, Ölsäure, Lecithin, Aminosäuren wie beispielsweise Glycin, Puffer, Salze, Zucker oder Zuckeralkohole ein. Aerosole werden im Allgemeinen aus isotonischen Lösungen hergestellt.
  • Transdermale Pflaster weisen den zusätzlichen Vorteil der Bereitstellung einer kontrollierten Abgabe von 3-Epivitamin-D2-Verbindungen der Formeln I und II an den Körper bereit. Solche Dosierungsformen können durch Lösen oder Dispergieren des Mittels im geeigneten Medium hergestellt werden. Absorptionsverstärker können ebenfalls dazu verwendet werden, den Strom des Peptidomimeticums durch die Haut hindurch zu erhöhen. Die Geschwindigkeit eines solchen Stroms kann entweder durch Bereitstellen einer geschwindigkeitskontrollieren den Membrane oder durch Dispergieren des Peptidomimeticums in einer Polymermatrix oder Gel kontrolliert werden.
  • Ophthalmische Zubereitungen, Augensalben, Pulver, Lösungen und dergleichen werden ebenfalls als innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung betrachtet.
  • Pharmazeutische Zusammensetzungen dieser Erfindung, die zur parenteralen Verabreichung geeignet sind, umfassen ein oder mehrere 3-Epivitamin-D2-Verbindung(en) von Formeln I und II in Kombination mit einem oder mehreren pharmazeutisch verträglichen sterilen isotonischen wässrigen oder nicht-wässrigen Lösungen, Dispersionen, Suspensionen oder Emulsionen oder sterilen Pulvern, die zu sterilen injizierbaren Lösungen oder Dispersionen kurz vor Anwendung rekonstruiert werden können, die Antioxidantien, Puffer, Bakteriostatica, gelöste Stoffe, die die Formulierung mit dem Blut des beabsichtigten Empfängers isotonisch machen, oder Suspendierungs- oder Verdickungsmittel enthalten.
  • Beispiele für geeignete wässrige und nicht-wässrige Träger, die in den pharmazeutischen Zubereitungen der Erfindung verwendet werden können, schließen Wasser, Ethanol, Polyole (wie beispielsweise Glycerol, Propylenglycol, Polyethylenglycol und dergleichen) und geeignete Mischungen hiervon, Pflanzenöle wie beispielsweise Olivenöl und injizierbare organische Ester wie beispielsweise Ethyloleat ein. Eine geeignete Fluidität kann beispielsweise durch Verwendung eines Hüllmaterials wie beispielsweise Lecithin durch Aufrechterhaltung der erforderlichen Teilchengröße im Falle von Dispersionen und durch Verwendung von Tensiden aufrechterhalten werden.
  • Diese Zusammensetzungen können ebenfalls Hilfsmittel wie beispielsweise Konservierungsmittel, Befeuchtungsmittel, Emulgiermittel und Dispergiermittel enthalten. Die Vorbeugung der Wirkung von Mikroorganismen kann durch Einschluss verschiedener antibakterieller oder antimykotischer Mittel sichergestellt werden, beispielsweise Parabene, Chlorbutanol, Phenylsorbinsäure und dergleichen. Es kann ebenfalls wünschenswert sein, isotonische Mittel wie beispielsweise Zucker, Natriumchlorid und dergleichen in die Zusammensetzungen mit einzuschließen. Zusätzlich kann die verlängerte Absorption der injizierbaren pharmazeutischen Form durch Einschluss von Mittel mit sich gebracht werden, die die Absorption verzögern, wie beispielsweise Aluminiummonostearat und Gelatine.
  • In einigen Fällen ist es zur Verlängerung der Wirkung eines Arzneistoffes wünschenswert, die Absorption des Arzneistoffes von einer subkutanen oder intramuskulären Injektion zu verlangsamen. Dies kann durch Verwendung einer Flüssigkeitssuspension von Kristallen oder eines amorphen Materials mit einer schlechten Wasserlöslichkeit erreicht werden. Die Geschwindigkeit der Absorption des Arzneistoffs hängt dann von ihrer Lösungsgeschwindigkeit ab, die wiederum von der Kristallgröße und kristallinen Form abhängen kann. Alternativ wird eine verzögerte Absorption eines parenteral verabreichten Arzneistoffes durch Lösen oder Suspendieren des Arzneistoffes in einem Ölträger erreicht.
  • Injizierbare Depotformen werden durch Bilden einer Mikroeinkapselungsmatrix von 3-Epivitamin-D2-Verbindung(en) der Formeln I und II in biodegradierbaren Polymeren wie beispielsweise Polylactid-polyglycolid hergestellt. Abhängig vom Verhältnis von Arzneistoff zum Polymer und der Art des verwendeten speziellen Polymers kann die Geschwindigkeit der Arzneistofffreisetzung kontrolliert werden. Beispiele anderer biodegradierbarer Polymere schließen Poly(orthoester) und Poly(anhydride) ein. Injizierbare Depotformulierungen können ebenfalls durch Einfangen des Arzneistoffs in Liposomen oder Mikroemulsionen hergestellt werden, die mit dem Körpergewebe kompatibel sind.
  • Wenn die 3-Epivitamin-D2-Verbindung(en) der vorliegenden Verbindung als pharmazeutische Mittel verabreicht werden, an Menschen oder Tiere, können diese an sich oder als pharmazeutische Zusammensetzung verabreicht werden, die beispielsweise 0,1 bis 99,5 % (besonders bevorzugt 0,5 bis 90 %) aktiven Inhaltsstoff in Kombination mit einem pharmazeutisch verträglichen Träger einschließt.
  • Der Begriff „Verabreichung" soll Wege der Einbringung der 3-Epivitamin-D2-Verbindung(en) von Formeln I und II in ein Subjekt zur Durchführung seiner beabsichtigten Funktion einschließen. Beispiele der Verabreichungswege, die verwendet werden können, schließen Injektion (subkutan, intravenös, parenteral, intraperitoneal, intrathekal etc.), oral, Inhalation, rektal und transdermal ein. Die pharmazeutischen Zubereitungen werden selbstverständlich durch Formen dargereicht, die für jeden Verabreichungsweg geeignet sind. Beispielsweise werden diese Zubereitungen in Tabletten- oder Kapselform, durch Injektion, Inhalation, Augenlotion, Salbe, Suppositorien etc., durch Injektion, Infusion oder Inhalation verabreicht; topisch durch Lotion oder Salbe; und rektal durch Suppositorien. Die orale Verabreichung wird bevorzugt. Die Injektion kann ein Bolus sein oder kann eine kontinuierliche Infusion darstellen. Abhängig vom Verabreichungsweg kann die 3-Epivitamin-D2-Verbindung(en) von Formeln I und II mit einem ausgewählten Material beschichtet oder in diesem verteilt werden, um dieses vor natürlichen Bedingungen zu schützen, die seine Fähigkeit, die beabsichtigte Funktion durchzuführen, ... beeinträchtigen kann. Die 3-Epivitamin-D2-Verbindungen) von Formeln I und II können alleine oder in Verbindung mit irgendeinem weiteren Mittel wie oben beschrieben verabreicht werden oder mit einem pharmazeutisch verträglichen Träger, oder beidem. Die 3-Epivitamin-D2-Verbindung kann vor der Verabreichung des anderen Mittels, gleichzeitig mit dem Mittel oder nach der Verabreichung des Mittels verabreicht werden. Weiterhin kann die 3-Epivitamin-D2-Verbndung in einer Proform verabreicht werden, die in seinen aktiven Metaboliten umgewandelt wird oder in einen aktiveren Metaboliten in vivo.
  • Die Sätze „parenterale Verabreichung" und „parenteral verabreicht" wie hierin verwendet, bedeuten Verabreichungsarten, die von der enteralen oder topischen Verabreichung verschieden sind; üblicherweise durch Injektion, und schließen ohne Einschränkung intravenöse, intramuskuläre, intraarterielle, intrathekale, intrakapsuläre, intraorbitale, intrakardiale, intradermale, intraperitoneale, transtracheale, subkutane, subkutikuläre, intraartikuläre, subkapsuläre, subarachnoidale, intraspinale und intrastemale Injektion und Infusion ein.
  • Die Sätze „systemische Verabreichung", „systemisch verabreicht", „periphere Verabreichung" und „peripher verabreicht" wie hierin verwendet, bedeuten die Verabreichung von 3-Epivitamin-D2-Verbindung(en) von Formeln I und II derart, dass sie das System des Patienten betreten und somit gegenüber einem Metabolismus oder anderen dergleichen Verfahren unterworfen werden, beispielsweise bei einer subkutanen Verabreichung.
  • Diese 3-Epivitamin-D2-Verbindung(en) von Formeln I und II können einem „Subjekt", beispielsweise Säugetieren, beispielsweise Menschen oder anderen Tieren verabreicht werden. Die Verabreichung kann durch irgendeinen geeigneten Verabreichungsweg durchgeführt werden, einschließlich oral, nasal, beispielsweise als Spray, rektal, intravaginal, parenteral, intracisternal und topisch, wie durch Pulver, Salben oder Tropfen, einschließlich bukkal und sublingual.
  • Unabhängig vom Verabreichungsweg, der ausgewählt wurde, werden die 3-Epivitamin-D2-Verbindung(en) von Formeln I und II, die in eine geeigneten hydratisierten Form verwendet werden können und/oder die pharmazeutischen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung in pharmazeutisch verträglichen Dosierungsformen durch herkömmliche Verfahren formuliert, die dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt sind.
  • Die tatsächlichen Dosiskonzentrationen und der Zeitverlauf der Verabreichung des aktiven Inhaltsstoffes in den pharmazeutischen Zusammensetzungen dieser Erfindung können so variiert werden, dass eine Menge des aktiven Inhaltsstoffs gewonnen wird, die wirksam ist, die erwünschte therapeutische Reaktion eines speziellen Patienten zu erreichen, die Zusammensetzung und die Art der Verabreichung zu erreichen, ohne für den Patienten toxisch zu sein. Ein beispielhafter Dosierungsbereich ist von 0,1 bis 10 μg pro Tag.
  • Verwendungen der Vitamin-D-Verbindungen der Erfindung
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft isolierte 3-Epivitamin-D2-Verbindungen nach Formeln 1 und 2 mit zumindest einer biologischen Aktivität von Vitamin D und mit verbesserten biologischen Eigenschaften als Vitamin D3 unter denselben Bedingungen, wenn sie einem Subjekt verabreicht werden, ebenso wie Verfahren zum Testen und zur Verwendung dieser Verbindungen zur Behandlung von Störungen, die eine anormale Aktivität einer Vitamin-D-responsiven Zelle einschließt, beispielsweise hyperproliferative Hautzellen, Nebenschilddrüsenzellen und Knochenzellen.
  • Der Ausdruck „biologische Aktivitäten" von Vitamin D soll alle Aktivitäten einschließen, die von Vitamin D2 und Vitamin D3 gezeigt werden, beispielsweise 1α,25(OH)2D3 in einer responsiven Zelle. Dieser Begriff schließt genomische und nicht-genomische Aktivitäten ein, die von diesen Verbindungen gezeigt werden (Bouillon, R. et al. (1995) Endocrinology Reviews 16(2): 206-207; Norman A.W. et al. (1992) J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 41: 231-240; Baran D.T. et al. (1991) J. Bone Miner Res. 6: 1269-1275; Caffrey J.M. und Farach-Carson M.C. (1989) J. Biol. Chem. 264: 20265-20274; Nemere I. et al. (1984) Endocrinology 115: 1476-1483).
  • Wie hierin verwendet schließt der Begriff „Vitamin-D2-responsive Zelle" jede Zelle ein, die dazu in der Lage ist auf ein Vitamin D2 oder eine Vitamin-D3-Verbindung zu reagieren. Diese Zellen können auf eine Vitamin-D-Aktivierung durch Auslösen genomischen und/oder nicht-genomischer Reaktionen reagieren, die letztendlich die Modulation der Zellproliferati on, die Differenzierung, Überleben und/oder andere celluläre Aktivitäten wie beispielsweise die Hormonsekretion zur Folge haben. In einer bevorzugten Ausführungsform ... Reaktionen einer Zelle die Zellproliferation und/oder Induktion von Differentiations-spezifischen Genen. Beispielhafte Vitamin-D-responsive Zellen schließen Immunzellen, Knochenzellen, neuronale Zellen, Endokrinzellen, neoplastische Zellen, epidermale Zellen, endodermale Zellen, glatte Muskelzellen u. a. ein.
  • Wie hierin verwendet, betrifft der Ausdruck „Vitamin-D2-Agonist" eine Verbindung, die eine biologische Aktivität von Vitamin D2 in einer responsiven Zelle verstärkt bzw. potenziert, induziert oder in einer anderen Weise erhöht. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Agonist eine genomische Aktivität induzieren, beispielsweise die Aktivierung der Transkription durch einen Vitamin-D-Kernrezeptor oder einer nicht-genomischen Vitamin-D-Aktivität, beispielsweise die Potenzierung einer Calcium-Kanalaktivität. In weiteren Ausführungsformen verstärkt der Agonist die Empfindlichkeit des Rezeptors gegenüber einer anderen Vitamin-D2-Verbindung bzw. senkt die Behandlung mit dem Agonisten die Konzentration von Vitamin-D2-Verbindungen, die zum Induzieren einer speziellen biologischen Reaktion erforderlich sind. Der Ausdruck „Vitamin-D2-Antagonist" soll solche Verbindungen einschließen, die irgendeiner biologischen Aktivität einer Vitamin-D2-Verbindung entgegenstehen.
  • Der Begriff „nicht-genomische" Vitamin-D-Aktivitäten schließt celluläre (beispielsweise Calcium-Transport über das Gewebe hinweg) und subcelluläre Aktivitäten (beispielsweise Membrancalcium-Transport, Öffnung von Spannungs-versperrten Calcium-Kanälen, Veränderungen der intracellulären Second Messenger), die von einer Vitamin-D2- oder einer Vitamin-D3-Verbindung in einer responsiven Zelle gezeigt werden. Elektrophysiologische und biochemische Techniken zum Nachweis dieser Aktivitäten sind in der Technik bekannt. Ein Beispiel für eine spezielle gut untersuchte nicht-genomische Aktivität ist die rasche hormonelle Stimulation der intestinalen Calcium-Mobilisierung, genannt „Transcaltachie" (Nemere I. et al. (1984) Endocrinology 115: 1476-1483; Lieberherr M. et al. (1989) J. Biol. Chem. 264: 20403-20406; Wali R.K. et al. (1992) Endocrinology 11: 1125-1133; Wali R.K. et al. (1992) Am. J. Physiol. 262: G945-G953; Wali R.K. et al. (1990) J. Clin. Invest. 85: 1296-1303; Bolt M.J.G. et al., (1993) Biochem. J. 292: 271-276). (...) Norman, A.W. (1993) Endocrinology 268 (27): 20022-20030; Yoshimoto, Y. und Norman A.W. (1986) Endocrinology 118: 2300-2304. Veränderungen in der Calcium-Aktivität und den Second-Messenger-Systemen sind in der Technik wohlbekannt und wurden umfassend in Bouillon, R. et al. (1995) Endocrinology Review 16 (2): 200-257 untersucht, dessen Beschreibung durch Bezugnahme hierin mit aufgenommen ist.
  • Beispielhafte Systeme und Assays zum Testen einer nicht-genomischen Aktivität werden umfassend in den folgenden Referenzen beschrieben, Leber (Baran D.T. et al. (1989) FEBS Lett. 259: 205-208; Baran D.T. et al. (1990) J. Bone Miner Res. 5: 517-524; Ratten-Osteoblasten, beispielsweise ROS 17/2,8 Zellen (Baran D.T. et al. (1991) J. Bone Miner Res. 6: 1269-1275; Caffrey J.M. (1989) J. Biol. Chem. 264: 20265-20274; Civitelli R. et al. (1990) Endocrinology 127: 2253-2262), Muskeln (DeBoland A.R. und Boland R.L. (1993) Biochem. Biophys. Acta Mol. Cell Res. 1179: 93-104; Morelli S. et al. (1993) Biochem. J. 289: 675-679; Selles J. und Boland R.L. (1991) Mol. Cell Endocrinol. 82: 229-235) und in Nebenschilddrüsenzellen (Bourdeau A. et al. (1990) Endocrinology 127: 2738-2743).
  • Der Begriff „genomische" Aktivitäten oder Effekte von Vitamin D2 soll solche Aktivitäten einschließen, die vom Kern/Cytosol-Rezeptor für 3-Epivitamin-D2-Verbindungen von Formeln I und II (VDR) vermittelt werden, beispielsweise eine Transkriptionsaktivierung von Targetgenen. Der Begriff „VDRs" soll Mitglieder der Typ-II-Klasse der Steroid/Thyroid-Superfamilie von Rezeptoren einschließen (Stunnenberg, H.G. (1993), Bio Essays 15 (5): 309-15), die dazu in der Lage sind, durch das Vitamin-D-Respons-Element (VDRE) in Abwesenheit eines Liganden zu binden und zu transaktivieren (Damm et al. (1989) Nature 339: 593-97; Sap et al. Nature 343: 117-180). Wie hierin verwendet betrifft „VDREs" DNA-Sequenzen, die aus Halbseiten zusammengesetzt ist, die aus direkten Wiederholungen angeordnet sind. Es ist in der Technik bekannt, dass Typ-II-Rezeptoren nicht an ihre jeweilige Bindungsstelle als Homodimere binden, sondern einen Hilfsfaktor erfordern, nämlich RXR (beispielsweise RXRα, RXRβ, RXRγ) für eine Hochaffinitätsbindung (Yu et al. (1991) Cell 67: 1251-1266; Bugge et al. (1992) EMBO J. 11: 1409-1418; Kliewer et al. (1992) Nature 355: 446-449; Leid et al. (1992) EMBO J. 11: 1419-1435; Zhang et al. (1992) Nature 355: 441-446).
  • Im Anschluss an die Bindung wird die transkriptionelle Aktivität eines Target-Gens (d. h. ein Gen, das mit der spezifischen DNA-Sequenz assoziiert ist) als eine Funktion des Liganden erhöht, der an das Rezeptor-Heterodimer gebunden ist. Beispielhafte Vitamin-D-responsive Gene schließen Osteocalcin, Osteopontin, Calbindine, Parathyroidhormon (RTH), 24-Hydroxylase und ανβ3-Integrin ein. Genomische Aktivitäten, die von 3-Epivitamin-D2- Verbindungen gezeigt werden, können durch Nachweis der transkriptionellen Nach-oben-Regulation eines Vitamin-D-responsiven Gens in einer Zelle getestet werden, die VDRs enthält. Beispielsweise können die State-Konzentrationen einer responsiven Gen mRNA oder eines Proteins, beispielsweise Calbindin-Gens, Osteocalcin-Gens, in vivo oder in vitro nachgewiesen werden. Geeignete Zellen, die verwendet werden können, schließen irgendeine Vitamin-D-responsive Zelle ein, beispielsweise Keratinocyten, Nebenschilddrüsenzellen, MG-63-Zelllinien, um nur einige zu nennen.
  • Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können geeignete Screeningverfahren in Zelllinien etabliert werden, die VDRs enthalten, umfassend: (i) das Etablieren einer Kultur dieser Zeilen, die ein Reportergenkonstrukt mit einem Reportergen einschließen, das in einer VDR-abhängigen Weise exprimiert wird; (ii) In-Berührung-Bringen dieser Zelle mit 3-Epivitamin-D2-Verbindungen von Formeln I und II; und (iii) überwachen der Menge der Expression des Reportergens. Die Expression des Reportergens spiegelt die transkriptionelle Aktivität des VDR-Proteins wider. Typischerweise wird das Reportergenkonstrukt ein Reportergen in operativer Bindung mit einem oder mehreren transkriptionellen regulatorischen Elementen einschließen, die gegenüber VDRs responsiv sind, beispielsweise das in der Technik bekannte VDRs-Responselement (VDRE). Die Menge einer Transkription aus dem Reportergen kann unter Verwendung irgendeines Verfahrens gemessen werden, das dem Fachmann auf dem Gebiet als geeignet bekannt ist. Beispielsweise kann eine spezifische mRNA-Expression unter Verwendung von Northern Blots nachgewiesen werden, oder ein spezifisches Proteinprodukt kann durch eine charakteristische Färbung, Immunassay oder eine intrinsische Aktivität identifiziert werden. In bevorzugten Ausführungsformen wird das Genprodukt des Reporters durch eine mit diesem Produkt assoziierte intrinsische Aktivität nachgewiesen. Beispielsweise kann das Reportergen ein Genprodukt codieren, das durch enzymatische Aktivität ein Nachweissignal auf Grundlage von Farbe, Fluoreszenz oder Lumineszenz entstehen lässt. Die Menge der Expression vom Reportergen wird dann mit der Menge der Expression in entweder derselben Zelle in Abwesenheit der Testverbindung verglichen oder kann mit der Menge an Transkription verglichen werden, in einer im Wesentlichen identischen Zelle, der spezifische Rezeptoren fehlen. Agonistische Vitamin-D2-Verbindungen können dann in einfacher Weise durch die erhöhte Aktivität oder Konzentration dieser Reportergene bezüglich untransfizierter Kontrollen nachgewiesen werden.
  • Nach dem Identifizieren bestimmter Testverbindungen als potentielle Agonisten oder Antagonisten von Vitamin-D-Verbindungen wird der Fachmann auf dem Gebiet des gegenständlichen Assays fortfahren, die Wirksamkeit und Spezifität der ausgewählten Verbindungen sowohl in vitro als auch in vivo zu testen. Gleichgültig, ob für ein anschließendes in vivo Testen oder zur Verabreichung an ein Tier als zugelassener Arzneistoff können die im gegenständlichen Assay identifizierten Mittel in pharmazeutischen Zubereitungen formuliert werden, wie dies oben beschrieben wurde, zur in vivo Verabreichung an ein Tier, vorzugsweise einen Menschen.
  • Wie hierin beschrieben können die 3-Epivitamin-D2-Verbindungen der vorliegenden Erfindung verbesserte biologische Eigenschaften als ihre isomeren Gegenstücke zeigen. Wie hierin verwendet soll der Begriff „verbesserte biologische Eigenschaften" irgendeine Aktivität bedeuten, die einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung inhärent ist, die ihre Effektivität in vivo steigert. In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft dieser Begriff jegliche qualitative oder quantitative verbesserte therapeutische Eigenschaft einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung, wie beispielsweise eine verstärkte Stabilität in vivo und/oder reduzierte Toxizität, beispielsweise reduzierte hypercalciämische Aktivität. Die verbesserte biologische Eigenschaft kann sowohl in gewebsspezifischen als auch nicht spezifischen Weisen auftreten. Beispielsweise können bestimmte Gewebe dazu in der Lage sein, 3-Epiformen von Vitamin D2 zu einzigartigen Metaboliten zu metabolisieren, beispielsweise cyclische Ethermetaboliten, die die biologischen Aktivitäten dieser Verbindung in einer gewebsspezifischen Weise erhöhen.
  • Die erhöhte Stabilität von 3-Epivitamin-D2-Verbindungen nach Formeln I und II in vivo können unten in Gewebsinkubationsstudien demonstriert werden, die anzeigen, dass in verlängerten Inkubationen die Konzentration von 3-Epivitamin-D2-Verbindungen signifikant höher ist, wenn dies mit dem nicht-metabolisierten Substrat verglichen wird. Jede 3-Epivitamin-D2-Verbindung von Formeln I und II, die signifikant höhere Konzentrationen nach verlängerten Inkubationen in vivo oder in vitro zeigt, oder die eine Zunahme in der Bindung am Plasmavitamin-D-Bindungsprotein (DBP) zeigt, verglichen mit seinem isomeren Gegenstück, wird als eine Verbindung klassifiziert, die eine gesteigerte Stabilität aufweist (siehe A.W. Norman et al., J. Biol. Chem. 268 (27): 20022-20030).
  • Hypercalciämische Konditionen oder eine Deregulation der Calcium-Homöostase führten zu begrenzten klinischen Anwendbarkeiten von Vitamin-D-Analoga in der Vergangenheit. Die vorliegende Erfindung stellt 3-Epivitamin-D2-Verbindungen bereit, die, während sie die biologischen Vitamin-D-Aktivitäten aufrechterhalten, eine reduzierte hypercalciämische Aktivität aufweisen. 3-Epivitamin-D2-Verbindungen von Formeln I und II, die eine reduzierte Calcium-Mobilisierungsaktivität in vivo zeigen, können durch eine deutliche Abnahme des intestinalen Calcium-Transportes (ICA) und Knochencalcium-Mobilisierung (BCM) getestet werden, im Vergleich zu ihren nicht-epimeren Gegenstücken. Somit stellt die Dissoziierung der biologischen Aktivitäten (Zelldifferenzierung, Immuneffekte) von dem reduzierten deregulatorischen Effekt auf die Calcium-Homöostase Vitamin-D-Verbindungen bereit, die signifikante therapeutische Vorteile aufweisen.
  • Der Begriff „reduzierte Toxizität" soll eine Reduktion einer unerwünschten Nebenwirkung einschließen, die von einer Vitamin-D-Verbindung gezeigt wird, wenn sie in vivo verabreicht wird, beispielsweise eine Reduktion der hypercalciämischen Aktivität. Der Begriff „Hypercalciämie" oder „hypercalciämische Aktivität" hat seine akzeptierte klinische Bedeutung, nämlich Zunahmen der Calcium-Serumkonzentrationen, die in einem Subjekt durch die folgenden Nebenwirkungen manifestiert werden, Depression des zentralen und peripheren Nervensystems, Muskelschwäche, Obstipation, Abdominalschmerz, Appetitmangel und unterdrückte Relaxation des Herzens während der Diastole. Symptomatische Manifestationen der Hypercalciämie werden durch Stimulierung zumindest einer der folgenden Aktivitäten ausgelöst, der intestinale Calcium-Transport, der Knochencalcium-Metabolismus und die Osteocalcinsynthese (Überblick siehe Boullion, R. et al. (1995) Endocrinology reviews 16 (2): 200-257).
  • Verbindungen, die eine reduzierte hypercalciämische Aktivität zeigen, können in vivo oder in vitro unter Verwendung von Verfahren getestet werden, die in der Technik bekannt sind, siehe den Überblick von Boullion, R. et al. (1995) Endocrinology Reviews 16 (2): 200-257. Beispielsweise können die Serumcalcium-Konzentrationen im Anschluss an die Verabreichung einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung durch Routineexperimente getestet werden (Lemire, J.M. (1994) Endocrinology 135 (6): 2818-2821). Kurz gesagt, können 3-Epivitamin-D2-Verbindungen, wie durch Formeln I und II repräsentiert, intramuskulär zu Vitamin-D-defizienten Subjekten verabreicht werden, beispielsweise Nagetieren, beispielsweise einer Maus oder einer Vogelspezies, beispielsweise einem Hühnchen. Zu geeigneten Zeitintervallen können Serumcalcium-Konzentrationen und das Ausmaß der Calcium-Aufnahme verwendet werden, um die Konzentration einer Knochencalcium-Mobilisierung (BCM) zu bestimmen und der intestinalen Calcium-Absorption (ICA), induziert durch die getestete 3-Epivitamin-D2-Verbindung wie beschrieben in Norman, A.W. et al. (1993) J. Biol. Chem. 268 (27): 20022-20029. Verbindungen, die nach Zusatz dabei versagen, die Konzentration von Calcium im Blutserum zu erhöhen und damit gesenkte BCM- und ICA-Reaktionen im Vergleich zu ihren isomeren Gegenstücken zeigen, werden als eine reduzierte hypercalciämische Aktivität aufweisend betrachtet. Zusätzliche Calcium-Homöostase bezogene Assays sind unten im Abschnitt Calcium- und Phosphat-Homöostase beschrieben.
  • Hyperproliferative Bedingungen
  • Gemäß eines weiteren Aspektes stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Behandlung eines Subjektes bereit, nämlich einer Störung, charakterisiert durch die anormale Aktivität einer Vitamin-D-responsiven Zelle. Das Verfahren schließt die Verabreichung einer wirksamen Menge einer pharmazeutischen Zusammensetzung einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung von Formel I und II an ein Subjekt ein, so dass die Aktivität der Zelle moduliert wird. Wie hierin verwendet betrifft der Begriff „modulieren" Zunahmen oder Abnahmen der Aktivität einer Zelle in Reaktion auf die Exposition einer Verbindung der Erfindung, beispielsweise Hemmung der Proliferation und/oder die Induktion der Differenzierung von zumindest einer Subpopulation von Zellen in einem Tier, so dass ein erwünschtes Endresultat erreicht wird, beispielsweise ein therapeutisches Resultat. In bevorzugten Ausführungsformen soll dieser Ersatz hyperaktive Zustände einschließen, die pathologische Störungen zur Folge haben.
  • In bestimmten Ausführungsformen sind die zu behandelnden Zellen hyperproliferative Zellen. Wie ausführlich unten beschrieben ist, können die 3-Epivitamin-D2-Verbindung von Formeln I und II dazu verwendet werden, die Proliferation einer Vielzahl hyperplastischer und neoplastischer Gewebe zu hemmen. Gemäß der vorliegenden Erfindung können 3-Epivitamin-D2-Verbindungen in der Behandlung sowohl pathologischer als auch nicht-pathologischer proliferativer Zustände verwendet werden, die durch ein unerwünschtes Wachstum von Vitamin-D-responsiven Zeilen gekennzeichnet sind, beispielsweise von hyperproliferativen Hautzellen, Immunzellen und Gewebe, das transformierte Zellen aufweist, wie beispielsweise Karzinome, Sarkome und Leukämien. In anderen Ausführungsformen sind die zu behandelnden Zellen anormale sekretorische Zellen, beispielsweise Nebenschilddrüsenzellen, Immunzellen.
  • Wie hierin verwendet werden die Begriffe „hyperproliferativ" und „neoplastisch" austauschbar verwendet und schließen solche Zellen ein, die die Fähigkeit zu einem autonomen Wachstum aufweisen, d. h. ein anormaler Zustand oder Bedingung, charakterisiert durch rasches Proliferieren des Zellwachstums. Hyperproliferative und neoplastische Krankheitszustände können als pathologisch kategorisiert werden, d. h. charakterisierend oder konstituierend einen Krankheitszustand, oder können als nicht-pathologisch kategorisiert werden, d. h. eine Abweichung von normal, jedoch nicht mit einem Krankheitszustand assoziiert. Der Begriff soll alle Arten von kanzerösem Wachstum oder onkogenen Prozessen, metastatischen Geweben oder maglignen transformierten Zellen, Geweben oder Organen einschließen, unabhängig vom histopathologischen Typ oder Stadium. „Pathologische hyperproliferative" Zellen treten in Krankheitsstadien auf, die durch malignes Tumorwachstum charakterisiert sind. Beispiele für nicht-pathologische hyperproliferative Zellen schließen die Proliferation von Zellen ein, die mit der Wundheilung bzw. Reparatur assoziiert sind.
  • Die Verwendung von 3-Epivitamin-D2-Verbindungen in der Behandlung hyperproliferativer Zustände wurde wegen ihre hypercalciämischen Effekte beschränkt. Somit können die 3-Epivitamin-D2-Verbindungen von Formeln I und II eine weniger toxische Alternative gegenüber gegenwärtigen Verfahren bereitstellen. Beispielhafte 3-Epivitamin-D2-Verbindungen, die von dieser Erfindung umfasst werden, schließen drei epimere Formen von Verbindungen ein, die in der Technik als antiproliferativ bekannt sind, und zeigen ebenfalls eine geringe calciämische Aktivität. Dieses Formen dieser Verbindungen können sogar eine weitere Reduktion in ihrer calciämischen Aktivität als ihre isomeren Gegenstücke zeigen.
  • In einer Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Hemmung der Proliferation und/oder Induktion der Differenzierung einer hyperproliferativen Hautzelle, beispielsweise einer epidermalen oder einer Epithelzelle, beispielsweise von Keratinocyten, durch In-Berührung-Bringen der Zelle mit einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung von Formeln I und II. Im Allgemeinen schließt das Verfahren den Schritt ein, eine pathologische oder nicht-pathologische hyperproliferative Zelle mit einer wirksamen Menge einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung in Berührung zu bringen, um die Differenzierung der hyperproliferativen Zellen zu fördern. Das vorliegende Verfahren kann mit Zellen im Kultur durchgeführt werden, beispielsweise in vitro oder ex vivo oder kann mit Zellen durchgeführt werden, die in einem Tier-Subjekt vorliegen, beispielsweise als Teil einer therapeutischen in vivo Vorschrift. Die therapeutische Vorschrift kann an einem Menschen oder einem anderen Tier-Subjekt durchgeführt werden.
  • Die 3-Epivitamin-D2-Verbindungen der vorliegenden Erfindung können dazu verwendet werden, eine hyperproliferative Hautstörung zu behandeln. Beispiele dieser Störungen schließen Exzeme; Lupus, assoziiert mit Hautläsionen; psoriatische Arthrithis; rheumatoide Arthrithis, die eine Hyperproliferation und Entzündung von Epithel-verwandten Zellen einschließt, die die Gelenkkapseln auskleiden; Dermatitiden, wie beispielsweise seborrhöeische Dernatitis und Sonnendermatitis; Keratosen, wie beispielsweise seborrhöeische Keratose, senile Keratose, actinische Keratose, Licht-induzierte Keratose und Keratosis follicularis; Akne vulgaris; Keloide und eine Prophylaxe gegen Keloid-Bildung, Nävi; Warzen einschließlich Verruca, Condyloma oder Condyloma acuminatum, und humane Papilloma Virus (HPV) Infektionen, wie beispielsweise venerische Warzen; Leukoplakin, Lichen planus und Keratitis, ein.
  • In einem illustrativen Beispiel können die 3-Epivitamin-D2-Verbindungen von Formeln I und II dazu verwendet werden, die Hyperproliferation von Keratinocyten in der Behandlung von Erkrankungen zu hemmen, wie beispielsweise einer Psoriasis, durch Verabreichen einer wirksamen Menge dieser Verbindungen an ein Subjekt, das dieser Behandlung bedarf. Der Begriff „Psoriasis" soll seine medizinische Bedeutung, nämlich eine Erkrankung, die in erster Linie die Haut befällt und erhöhte, verdickte, abschuppende, nicht-Narben-bildende Läsionen erzeugt. Die Läsionen sind üblicherweise scharf demarkierte erythematöse Pusteln, die mit überlappenden, glänzenden Schuppen bedeckt sind. Die Schuppen sind typischerweise silbrig oder leicht opaleszent. Der Einschluss der Nägel führt häufig zu einer Ablösung und Abtrennung der Nägel, einer Verdickung und Verfärbung. Psoriasis ist manchmal mit einer Arthritis verbunden und kann zu einer Behinderung führen. Eine Hyperproliferation von Keratinocyten ist ein Schlüsselmerkmal der psoriatischen epidennalen Hyperplasie zusammen mit einer epidermalen Entzündung und reduzierten Differenzierung von Keratinocyten. Multiple Mechanismen wurden angeführt, um die Keratinocyten-Hyperproliferation zu erklären, die die Psoriasis charakterisiert. Eine gestörte Zellimmunität wurde ebenfalls in die Pathogenese der Psoriasis eingeschlossen.
  • Pharmazeutische Zusammensetzungen von 3-Epivitamin-D2-Verbindungen der Formeln I und II können topisch oder durch transdermale Pflaster zur Behandlung der Hautpsoriasis abgegeben oder verabreicht werden. Alternativ wird eine orale Verabreichung angewendet. Zusätzlich können die Zusammensetzungen parenteral verabreicht werden, insbesondere zur Behandlung der Arthritis wie beispielsweise einer psoriatischen Arthritis, und zur direkten Injektion von Hautläsionen. Eine parenterale Therapie ist typischerweise intradermal, intraartikulär, intramuskulär oder intravenös. Ein bevorzugter Weg zur Ausübung der Erfindung ist die Anwendung der 3-Epivitamin-D2-Verbindung in einem Creme- oder Öl-basierten Träger, direkt an die psoriatischen Läsionen. Typischerweise kann die Konzentration einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung in einer Creme oder Öl 1 bis 2 % betragen. Alternativ kann ein Aerosol topisch verwendet werden. Diese Verbindungen können ebenfalls oral verabreicht werden.
  • Im Allgemeinen ist der Verabreichungsweg topisch (einschließlich einer Verabreichung an das Auge, der Kopfhaut und Schleimhautmembranen), oral oder parenteral. Eine topische Verabreichung ist bei der Behandlung von Hautläsionen bevorzugt, einschließlich von Läsionen der Kopfhaut, Läsionen der Cornea (Keratitis) und Läsionen von Schleimhautmembranen, wo eine solche direkte Aufbringung praktikabel ist. Shampoozubereitungen sind manchmal vorteilhaft zur Behandlung von Kopihautläsionen wie beispielsweise einer seborrhöeischen Dermatitis und einer Psoriasis der Kopfhaut. Mundwaschungs- und Oralpastenformulierungen können in vorteilhafter Weise für Schleimhautmembranläsionen sein, wie beispielsweise orale Läsionen und Leukoplakie. Eine orale Verabreichung ist eine bevorzugte Alterative zur Behandlung von Hautläsionen und anderen Läsionen, die oben diskutiert werden, worin eine direkte topische Anwendung nicht als praktikabel angesehen wird, und ist ein bevorzugter Weg für andere Anwendungen.
  • Eine intraartikuläre Injektion ist eine bevorzugte Alternative im Fall der Behandlung einer oder nur weniger (beispielsweise von 2-6) Gelenken. Zusätzlich werden die therapeutischen Verbindungen direkt in Läsionen (Intraläsions-Verabreichung) injiziert, in geeigneten Fällen. Die intradermale Verabreichung ist eine Alternative für dermale Läsionen wie beispielsweise solchen der Psoriasis.
  • Die Menge der pharmazeutischen Zusammensetzung, die verabreicht wird, variiert abhängig vom Typ der Erkrankung eines Patienten, dem Schweregrad der Erkrankung, dem Typ der aktiven 3-epimeren Form von Vitamin D2, um nur einige zu nennen. Beispielsweise kann die 3-Epivitamin-D2-Verbindung der Formeln I oder II topisch zur Behandlung einer hyperproli ferativen Hautstörung in einer Dosis im Bereich von 1 bis 1000 μg pro Gramm topischer Formulierung verabreicht werden.
  • Neoplasie
  • Eine weitere Ausführungsform umfasst Verfahren zur Hemmung der Proliferation und/oder zum Umkehren des transformierten Phänotyps von Vitamin-D-responsiven hyperproliferativen Zellen durch In-Berührung-Bringen der Zellen mit einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung von Formeln I oder II. Im Allgemeinen schließt das Verfahren den Schritt ein, pathologische oder nicht-pathologische hyperproliferative Zellen mit einer wirksamen Menge einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung zur Förderung der Differenzierung der hyperproliferativen Zellen in Berührung zu bringen. Das vorliegende Verfahren kann an Zellen in Kultur durchgeführt werden, beispielsweise in vitro oder ex vivo, oder kann an Zellen durchgeführt werden, die in einem Tier-Subjekt vorliegen, beispielsweise als Teil eines therapeutischen in vivo Protokolls. Die Therapievorschrift kann an Menschen oder anderen Tier-Subjekten durchgeführt werden.
  • Die Begriffe „antineoplastische Mittel" und „antiproliferative Mittel" werden hierin austauschbar verwendet und schließen Mittel ein, die die funktionelle Eigenschaft der Hemmung der Proliferation von Vitamin-D-responsiven Zellen aufweisen, beispielsweise die Entwicklung oder das Fortschreiten eines Neoplasma eine solche Charakteristik aufweist, hemmen, insbesondere ein hämatopoietisches Neoplasma.
  • Wie hierin verwendet betrifft eine „therapeutisch wirksame antineoplastische Menge" einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung eine Menge eines Mittels, die nach einfacher oder multipler Dosisverabreichung an einen Patienten zur Hemmung des Wachstums der neoplastischen Vitamin-D-responsiven Zelle wirksam ist oder bei der Verlängerung der Überlebensfähigkeit des Patienten mit solchen neoplastischen Zellen über das hinaus, was in Abwesenheit einer solchen Behandlung zu erwarten wäre. Wie hierin verwendet schließt „das Hemmen des Wachstums" des Neoplasma das Verlangsamen, Unterbrechen, Anhalten oder Stoppen seines Wachstums und von Metastasen ein und zeigt nicht notwendigerweise eine totale Elimination des neoplastischen Wachstums an.
  • Wie hierin verwendet betrifft „eine prophylaktisch wirksame antineoplastische Menge" eine Verbindung eine Menge einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung, die nach einfacher oder multip ler Dosisverabreichung an den Patienten bei der Vorbeugung oder Verzögerung des Auftretens des Ausbruches eines neoplastischen Erkrankungszustandes wirksam ist.
  • Die übliche medizinische Bedeutung des Begriffs „Neoplasie" betrifft „neues Zellwachstum", das einen Verlust einer Responsivität gegenüber normalen Wachstumskontrollen zur Folge hat, beispielsweise ein neoplastisches Zellwachstum. Eine „Hyperplasie" betrifft Zellen, die eine abnormale hohe Wachstumsrate durchmachen. Jedoch wie hier verwendet können die Begriffe Neoplasie und Hyperplasie in austauschbarer Weise verwendet werden, wie es ihr Kontext zeigen wird, bezüglich allgemein von Zellen, die eine abnormale Zellwachstumsgeschwindigkeit erfahren. Neoplasien und Hyperplasien schließen „Tumore" ein, die entweder benign, prämalign oder malign sein können.
  • Die 3-Epivitamin-D2-Verbindungen von Formeln I und II können anfänglich in vitro für ihre Hemmwirkungen in der Proliferation neoplastischer Zellen getestet werden. Beispiele von Zelllinien, die verwendet werden können, sind transformierte Zellen, beispielsweise humane Promyeloid-Leukämiezelllinie HL-60 und die humane Myeloid-Leukämie-U-937-Zelllinie (Abe E. et al. (1981) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78: 4990-4994; Song L.N. und Cheng T. (992) Biochem. Pharmacol. 43: 2292-2295; Zhou J.Y. et al. (1989) Blood 74: 82-93; US-Patent Nr. 5,401,733, US 5,087,619 ). Alternativ können die Antitumorwirkungen der 3-Epivitamin-D2-Verbindungen von Formeln I und II in vivo unter Verwendung verschiedener Tiermodelle getestet werden, die in der Technik bekannt sind, und die in Bouillon, R. et al. (1995) Endocrine Reviews 16 (2): 233 (Tabelle E) zusammengefasst sind, was durch diese Bezugnahme hierin mit aufgenommen ist. Beispielsweise werden SL-Mäuse routinemäßig in der Technik zum Testen von 3-Epivitamin-D2-Verbindungen als Modelle für MI-Myeloid-Leukämie verwendet (Honma et al. (1983) Cell Biol. 80: 201-204; Kasukabe T. et al. (1987) Cancer Res. 47: 567-57 2); Brustkrebsstudien können beispielsweise in Nacktmausmodellen bezüglich humanem MX1 (ER) durchgeführt werden (Abe J. et al. (1991) Endocrinology 129: 832-837; andere Krebsarten, beispielsweise Darmkrebs, Melanoma, Osteosarkom können beispielsweise durch Nacktmausmodelle charakterisiert werden, wie sie in (Eisman J.A. et al. (1987), Cancer Res. 47: 21-25; Kawaura A. et al. (1990) Cancer Lett. 55: 149-152; Belleli A. (1992) Carcinogenesis 13: 2293-2298; Tsuchiya H. et al. (1993) J. Orthopaed. Res. 11: 122-130) beschrieben sind.
  • Das gegenständliche Verfahren kann ebenfalls dazu verwendet werden, die Proliferation hyperplastischer, neoplastischer Zellen hämatopoietischen Ursprungs zu hemmen, beispielsweise die sich aus Myeloid-, Lymphoid- oder Erythroid-Zelllinien oder Vorläuferzellen hiervon ergeben. Beispielsweise zieht die vorliegende Erfindung die Behandlung verschiedener Myeolidstörungen in Betracht, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, akute Promyeloid-Leukämie (APML), akute myelogene Leukämie (AML) und chronische myelogene Leukämie (CML) (Übersicht in Vaickus, L. (1991) Crit. Rev. in Oncol./Hematol. 11: 267-97). Lymphoide Malignitäten, die durch das gegenständliche Verfahren behandelt werden können, schließen ein, sind jedoch nicht beschränkt auf, akute lymphoplastische Leukämie (ALL), die die B-Zelllinie ALL und T-Zelllinie ALL einschließt, chronische lymphocytische Leukämie (CLL), prolymphocytische Leukämie (PLL), Haarzell-Leukämie (HLL) und Waldenstrom's Makroglobulinämie (WM). Zusätzliche Formen maligner Lymphome, die von dem Behandlungsverfahren der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen werden können, schließen ein, sind jedoch nicht beschränkt auf, Non-Hodgkin-Lymphome und Varianten hiervon, periphere T-Zell-Lymphomen, adulte T-Zell-Leukämien/Lymphomen (ATL), kutane T-Zell-Lymphomen (CTCL), großkernigen Lymphocyten-Leukämien (LGF) und Hodgkin's Krankheit.
  • Der Begriff „Leukämie" soll seine klinische Bedeutung aufweisen, nämlich eine neoplastische Erkrankung, bei der die Weißkörperreifung in einem primitiven Stadium der Zellentwicklung angehalten wird. Die Erkrankung ist durch eine erhöhte Anzahl von ... blasten-Zellen im Knochenmark gekennzeichnet und durch einen variierenden Grad des Versagens, normale hämatopoietische Zellen zu erzeugen. Der Zustand kann entweder akut oder chronisch sein. Leukämien sind weiterhin typischerweise als entweder lymphocytisch, d. h. durch Zellen charakterisiert, die Eigenschaften aufweisen, die sie mit normalen Lymphocyten gemein haben, oder myelocytisch (oder myelogen) gekennzeichnet, d. h. charakterisiert durch Zellen, die einige Eigenschaften normaler granulocytischer Zellen aufweisen. Akute lymphocytische Leukämie („ALL") lässt lymphoides Gewebe entstehen und manifestiert sich üblicherweise zunächst durch eine Anwesenheit in Knochenmark. Akute myelocytische Leukämie („AML") ergibt sich aus knochenmarkshämatopoietischen Stammzellen und ihren Vorläufern. Der Begriff akute myelocytische Leukämie subsummiert mehrere Subtypen von Leukämien: myeloblastische Leukämie, promyelocytische Leukämie und myelomonocytische Leukämie. Zusätzlich werden Leukämien mit Erythroid- oder megakaryocytischen Eigenschaften ebenso als myelogene Leukämien betrachtet.
  • Wie hierin verwendet betrifft der Begriff „leukämischer Krebs" alle Krebsarten oder Neoplasien des hämatopoietischen und Immunsystems (Blut und lymphatisches System). Die akuten und chronischen Leukämien zusammen mit den anderen Typen von Tumoren des Blutes, Knochenmarkszellen (Myelome) und Lymphgewebe (Lymphome) verursachen ungefähr 10 % aller Krebstodesfälle und ungefähr 50 % aller Krebstodesfälle bei Kindern und Erwachsenen von weniger als 30 Jahren Alter. Chronische myelogene Leukämie (CML), ebenfalls bekannt als chronische granulocytische Leukämie (CGL) ist eine neoplastische Störung der hämatopoietischen Stammzellen. Der Begriff „Leukämie" ist in der Technik anerkannt und betrifft eine fortschreitende, maligne Erkrankung der blutbildenden Organe, gekennzeichnet durch ein gestörte Proliferation und Entwicklung von Leukocyten und ihren Vorläufern im Blut und Knochenmark.
  • In bestimmten Ausführungsformen können die 3-Epivitamin-D2-Verbindungen von Formeln I und II in einer Kombinationstherapie mit herkömmlichen Krebschemotherapeutica verwendet werden. Konventionelle Behandlungsvorschriften für Leukämie und für andere Tumore schließen Bestrahlung, Arzneistoffe oder eine Kombination von beidem ein. Zusätzlich zur Bestrahlung werden die folgenden Arzneistoffe, üblicherweise in Kombination miteinander, zur Behandlung akuter Leukämien verwendet: Vincristin, Prednison, Methotrexat, Mercaptopurin, Cyclophosphamid und Cytarabin. In chronischen Leukämien können beispielsweise Busulfan, Melphalan und Chlorambucil in Kombination verwendet werden. Alle herkömmlichen Antikrebs-Arzneistoffe sind in hohem Maße toxisch und neigen dazu, die Patienten sehr krank zu machen, während sie eine Behandlung durchmachen. Eine starke Therapie basiert auf dem Versprechen, dass, solange nicht alle leukämischen Zellen zerstört sind, die übrigen Zellen sich vermehren und einen Rückfall verursachen werden.
  • Das gegenständliche Verfahren kann ebenfalls bei der Behandlung von Malignitäten verschiedener Organsysteme von Nutzen sein, wie sie beispielsweise Lunge, Brust, Lymphoid, gastrointestinal und Genitourinartrakt ebenso wie Adenokarzinome, die Malignitäten wie beispielsweise die meisten Darmkrebsarten, Nierenzellkarzinom, Prostatakrebs und/oder Hodentumore, kleinzellige Karzinome der Lunge, Krebs des Dünndarms und Krebs des Ösophagus einschließen.
  • Der Begriff „Karzinom" ist in der Technik anerkannt und betrifft Malignitäten von Epithel- oder Endokringeweben, einschließlich Karzinome des Respirationssystems, des Gastrointestinalsystems, Karzinome des Genitourinarsystems, Hodenkarzinom, Brustkarzinom, Prostatakarzinom, Karzinome des Endokrinsystems und Melanome. Beispielhafte Karzinome schließen solche ein, die sich aus Gewebe der Cervix, Lunge, Prostata, Brust, Kopf und Nacken, Darm und Eierstöcke bilden. Der Begriff schließt ebenfalls Karzionosarkome ein, beispielsweise die maligne Tumore einschließen, zusammengesetzt aus karzinomatösen und sarkomatösen Geweben. Ein „Adenokarzinom" betrifft ein Karzinom, das aus einem Drüsengewebe abgeleitet ist oder bei dem die Tumorzelle eine erkennbare Drüsenstruktur bildet.
  • Der Begriff „Sarkom" ist in der Technik anerkannt und betrifft maligne Tumore mesenchymaler Abstammung.
  • Gemäß des allgemeinen Paradigmas der Vitamin-D-Einbeziehung in die Differenzierung transformierter Zellen können beispielhafte feste Tumore, die gemäß des Verfahrens der vorliegenden Erfindung behandelt werden können, Vitamin-D-responsive Phänotypen von Sarkomen und Karzinomen einschließen, wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf: Fibrosarkom, Myxosarkom, Liposarkom, Chondrosarkom, osteogenes Sarkom, Chordoma, Angiosarkom, Endotheliosarkom, Lymphangiosarkom, Lymphangioendotheliosarkom, Synoviom, Mesotheliom, Ewing's Tumor, Leiomyosarkom, Rhabdomyosarom, Kolonkarzinom, pankreatischer Krebs, Brustkrebs, Eierstockkrebs, Prostatakrebs, Plattenepithelkarzinom, Basalzellkarzinom, Adenokarzinom, Schweißdrüsenkarzinom, Talgdrüsenkarzinom, papilläres Karzinom, papilläres Adenokarzinom, Cysteadenokarzinom, medulläres Karzinom, bronchogenes Karzinom, Nierenzellkarzinom, Hepatom, Gallenwegskarzinom, Choriokarzinom, Seminom, embryonales Karzinom, Wilm's Tumor, Cervikalkrebs, testikulärer bzw. Hodentumor, Lungenkarzinom, kleinzelliges Lungenkarzinom, Blasenkarzinom, Epithelkarzinom, Gliom, Astrocytom, Medulloblastom, Craniopharyngiom, Ependymom, Pinealom, Hämangioblastom, akustisches Neurom, Oligodendrogliom, Meningiom, Melanom, Neuroblastom und Retinoblastom.
  • Die Bestimmung einer therapeutisch wirksamen antineoplastischen Menge prophylaktisch wirksamen antineoplastischen Menge der 3-Epivitamin-D2-Verbindung von Formeln I und II kann in einfacher Weise durch den Arzt oder Tierarzt festgestellt werden (der „betreuende Arzt") als Fachmann auf dem Gebiet durch Verwendung bekannter Techniken und durch Be obachtung der Ergebnisse, die unter analogen Umständen gewonnen wurden. Die Dosierungen können abhängig von den Erfordernissen des Patienten in der Beurteilung des zuständigen Arztes ... Schweregrad des zu behandelnden Zustandes und der speziellen Verbindung, die verwendet wird, variiert werden. Bei der Bestimmung der therapeutisch wirksamen antineoplastischen Menge oder Dosis und der prophylaktisch wirksamen antineoplastischen Menge oder Dosis werden mehrere Faktoren durch den betreuenden Arzt in Erwägung gezogen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf die spezifische hyperplastische/neoplastische Zelle, die involviert ist; pharmacodynamische Eigenschaften des spezielles Mittels und sein Verabreichungsweg und die Verabreichungsart; die erwünschte Zeitspanne der Behandlung; die Spezies des Säugetiers, seine Größe, Alter und allgemeiner Gesundheitszustand, die spezifische involvierte Erkrankung; der Grad oder die Einbeziehung oder der Schweregrad der Erkrankung; die Reaktion des individuellen Patienten; die spezielle verabreichte Verbindung; der Verabreichungsweg; die Bioverfügbarkeitseigenschaften der verabreichten Zubereitung; die ausgewählte Dosierungsvorschrift; die Art der gleichzeitigen Behandlung (d. h. Interaktion der Vitamin-D2-Verbindungen mit anderen gleichzeitig verabreichten Therapeutika); und andere relevante Umstände. US-Patent Nr. 5427916 beschreibt beispielsweise ein Verfahren zur Vorhersage der Wirksamkeit einer antineoplastischen Therapie in individuellen Patienten und veranschaulicht bestimmte Verfahren, die in Verbindung mit den Behandlungsvorschriften der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
  • Eine Behandlung kann mit kleineren Dosen begonnen werden, die weniger als die optimalen Dosierungen der Verbindung sind. Danach sollte die Dosierung durch kleine Zunahmen erhöht werden, bis die optimale Wirkung unter den Umständen erreicht wird. Zur Bequemlichkeit kann die tägliche Gesamtdosis aufgeteilt und in Portionen während des Tages verabreicht werden, falls dies erwünscht ist. Eine therapeutisch wirksame antineoplastische Menge und eine prophylaktisch wirksame antineoplastische Menge von 3-Epivitamin-D2-Verbindungen variiert erwarteterweise von ungefähr 0,1 mg pro Kilogramm Körpergewicht pro Tag (mg/kg/Tag) bis ungefähr 100 mg/kg/Tag.
  • Verbindungen, von denen bestimmt wurde, dass sie zur Vorbeugung oder Behandlung von Tumoren in Tieren wirksam sind, beispielsweise von Hunden, Nagetieren, können ebenfalls in der Behandlung von Tumoren beim Menschen von Nutzen sein. Der Fachmann auf dem Gebiet der Behandlung von Tumoren in Menschen wird auf Grundlage der in Tierstudien gewonnenen Daten die Dosierung und den Verabreichungsweg der Verbindung an Menschen kennen. Im Allgemeinen sollte Dosierung und Verabreichungsweg bei Menschen demjenigen in Tieren ähnlich sein.
  • Die Identifizierung solcher Patienten, die einer prophylaktischen Behandlung für einen hyperplastischenlneoplastischen Erkrankungszustand bedürfen, liegen wohl innerhalb der Fähigkeit und des Wissens eines Durchschnittsfachmanns. Bestimmte der Verfahren zur Identifizierung von Patienten, die dem Risiko der Entwicklung einer neoplastischen Erkrankung unterliegen, die durch das gegenständliche Verfahren behandelt werden können, werden in der Technik erkannt, wie beispielsweise die Familiengeschichte der Entwicklung eines speziellen Krankheitszustandes und das Vorhandensein von Risikofaktoren, die mit der Entwicklung dieses Erkrankungszustandes in einem speziellen Patienten assoziiert sind. Die vorliegende Anmeldung beschreibt ebenfalls weitere prognostische Tests, die dazu verwendet werden können, eine klinische Vorhersage bezüglich der Verwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zu machen oder dies zu verbessern. Ein auf dem Gebiet geübter klinischer Fachmann kann in einfacher Weise solche Kandidatenpatienten durch Verwendung beispielsweise von klinischen Tests, physikalischer Überprüfung und medizinischer/Familiengeschichte identifizieren.
  • Immunmodulatorische Wirkungen
  • Gemäß eines weiteren Aspektes stellt die Erfindung ein Verfahren zum Modulieren der Aktivität einer Immunzelle durch In-Berührung-Bringen der Zelle mit einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung nach Formeln I und II bereit. Vitamin-D-Verbindungen sind in der Technik für ihre inhibitorischen Wirkungen auf das Antigen-spezifische Immunsystem bekannt. Wie hierin verwendet soll der Satz „Hemmung einer Immunreaktion" Abnahme der T-Zell-Proliferation und -Aktivität einschließen, beispielsweise eine Abnahme in der IL2,Interferon-γ,GM-CSF-Synthese und Sekretion (Lemire, J.M.(1992) J. Cell Biochemistry 49: 26-31, Lemire, J.M. et al. (1994) Endocrinology 135 (6): 2813-2821; Bouillon, R. et al. (1995) Endocrine Review 16 (2): 231-32).
  • In einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Unterdrückung der Immunaktivität in einer Immunzelle durch In-Berührung-Bringen einer pathologischen oder nicht-pathologischen Immunzelle mit einer wirksamen Menge einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung bereit, um dadurch eine Immunreaktion bezüglich der Zelle in Abwesenheit der Behandlung zu hemmen. Das vorliegende Verfahren kann an Zellen in Kultur durchgeführt werden, beispielsweise in vitro oder ex vivo, oder kann an Zellen durchgeführt werden, die in einem Tier-Subjekt vorliegen, beispielsweise als Teil eines therapeutischen in vivo Protokolls. Eine in vivo Behandlung kann am Menschen oder anderen Tier-Subjekten durchgeführt werden.
  • Die 3-Epivitamin-D2-Verbindung von Formel I und Formel II kann anfänglich in vitro auf ihre Hemmwirkungen auf T-Zell-Proliferation und sekretorische Aktivität getestet werden, wie es in Reichel, H. et al. (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84: 3385-3389; Lemire, J.M. et al. (1985) J. Immunol. 34: 2032-2035 beschrieben wurde. Alternativ können die immunsuppressiven Wirkungen in vivo unter Verwendung verschiedener Tiermodelle getestet werden, die in der Technik bekannt sind, und die von Bouillon, R. et al. (1995) Endocine Reviews 16 (2) 232 (Tabellen 6 und 7) zusammengefasst wurden. Beispielsweise sind Tiermodelle für Autoimmunerkrankungen, beispielsweise Lupus, Thyroiditis, Encephalitis, Diabetes und Nephritis in (Lemire J.M.: (1992) J. Cell Biochem. 49: 26-31; Koizumi T. et al. (1985) Int. Arch. Allergy Appl. Immunol. 77: 396-404; Abe J. et al. (1990) Calcium Regulation and Bone Metabolism 146-151; Fournier C. et al. (1990) Klin. Immunol. Immunopathol. 54: 53-63; Lemire J.M. und Archer D.C. (1991) J. Clin. Invest, 87: 1103-1107); Lemire, J.M. et al. (1994) Endocrinology 135 (6): 2818-2821; Inaba M. et al. (1992) Metabolism 41: 631-635; Mathieu C. et al. (1992) Diabetes 41: 1491-1495; Mathieu C. et al. (1994) Diabetologia 37: 552-558; Lillevang S.T. et al. (1992) Clin. Exp. Immunol. 88: 301-306; unter anderen) beschrieben; Modelle zur Charakterisierung der immunsuppressiven Wirksamkeit während einer Organtransplantation, beispielsweise Hauttransplantation, Herztransplantation, Inselzelltransplantation, sind in Jordan S.C. et al. (1988), v. Herrath D (Hgs.) Molecular, Cellular and Clinical Endocrinology 346-347; Veyron P. et al. (1993) Transplant Immunol. 1: 72-76; Jordan S.C. (1988)v. Herrath D. (Hgs.) Molecular, Cellular and Clinical Endocrinology 334-335; Lemire J.M. et al. (1992) Transplantation 54: 762-763; Mathieu C. et al. (1994) Transplant Proc. 26: 3128-3129) beschrieben.
  • Nach dem Identifizieren bestimmter Testverbindungen als effektive Suppressoren einer Immunreaktion in vitro können diese Verbindungen in vivo als Teil einer Therapievorschrift angewendet werden. Demgemäß stellt eine weitere Ausführungsform ein Verfahren zum Unterdrücken einer Immunreaktion bereit, das die Verabreichung einer pharmazeutischen Zubereitung einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung an ein Subjekt umfasst, um Immunreaktionen wie beispielsweise eine Transplantatabstoßung, Autoimmunerkrankungen und Entzündung zu hemmen.
  • Beispielsweise können die gegenständlichen 3-Epivitamin-D2-Verbindungen dazu verwendet werden, Reaktionen in klinischen Situationen zu hemmen, wo es wünschenswert ist, T-Zell-Reaktionen nach unten zu modulieren. Beispielsweise in Graft-versus-Host-Krankheit, Fällen von Transplantation, Autoimmunerkrankungen (einschließlich von beispielsweise Diabetes mellitus, Arthritis (einschließlich rheumatoider Arthritis, juveniler rheumatoider Arthritis, Osteoarthritis, psoriatischer Arthritis), Multipler Sklerose, Encephalomyelitis, Diabetes, Myasthenia gravis, systemischem Lupus erythematosis, Autoimmunthyroiditis, Dermatitis (einschließlich einer atopischen Dermatitis und exzematöser Dermatitis), Psoriasis, Sjögren's Syndrom, einschließlich Keratokonjunktivitis sicca, die auf das Sjögren's Symptom folgt, Alopecia areata, allergische Reaktionen aufgrund Artopoden-Bissreaktionen, Morbus Crohn, aphthöser Ulcus, Iritis, Konjunktivitis, Keratokonjuktivitis, ulcerativer Coalitis, Asthma, allergischem Asthma, kutanem Lupus erythematosus, Scleroderma, Vaginitis, Proctitis, Arnzeistofferuptionen, leprösen Umkehrreaktionen, Erythema nodosum leprosum, Autoimmun-Uveitis, allergischer Encephalomyelitis, akuter nekrotisierender hämorrhagischer Encephalopathie, idiopathischem bilateralem fortschreitendendem sensorineuralem Gehörverlust, aplastische Anämie, reiner roter Blutkörperchen-Anämie, ideopathischer Thrombocytopenie, Polychondritis, Wegener's Granulomatosis, chronischer aktiver Hepatitis, Steven Johnson Syndrom, idiopathischer Sprue, Lichen planus, Morbus Crohn, Graves Ophthalmopathie, Sarcoidosis, primäre Gallenzirrhose, Uveitis posterior und interstitielle Lungenfibrose). Eine Nach-unten-Modulation der Immunaktivität wird in Fällen einer Allergie ebenfalls erwünscht sein, wie beispielsweise einer atopischen Allergie.
  • Wie vorher beschrieben kann die Bestimmung einer therapeutisch bestimmbaren immunsuppressiven Menge in einfacher Weise durch den begleitenden Kliniker vorgenommen werden, wie er als Fachmann auf dem Gebiet gilt, durch Verwendung bekannter Techniken und durch Beobachten der Ergebnisse, die unter analogen Umständen gewonnen wurden. Verbindungen, die als in Tieren wirksam bestimmt werden, beispielsweise in Hunden, Nagetieren etc., können demgemäß auf Menschen vom Fachmann auf dem Gebiet extrapoliert werden. Die Startdosis/Vorschrift, die bei Tieren verwendet wird, kann auf Grundlage früherer Studien geschätzt werden. Beispielsweise können die 3-Epivitamin-D2-Verbindungsdosen zur Behandlung von Autoimmunerkrankungen von Nagetieren zunächst im Bereich von 0,1 g/kg/Tag bis 1 g/kg/Tag, verabreicht oral oder durch Injektion, geschätzt werden.
  • Der Fachmann auf dem Gebiet wird auf Grundlage der in Tierstudien gewonnenen Daten die Dosierung und den Verabreichungsweg in Menschen als denjenigen in Tieren ähnlich erwarten können, Beispielhafte Dosierungsbereiche, die beim Menschen verwendet werden, sind von 0,25 bis 10 μg/Tag, vorzugsweise 0,5 bis 5 μg/Tag pro Erwachsener (US-Patent Nr. 4341774).
  • Calcium- und Phosphat-Homöostase
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Behandlung einer Krankheit in einem Subjekt, gekennzeichnet durch Deregulierung des Calcium-Metabolismus. Dieses Verfahren umfasst ein In-Berührung-Bringen einer pathologischen oder nicht-pathologischen Vitamin-D-responsiven Zelle mit einer wirksamen Menge einer 3-Epivitamin-D3-Verbindung, um hierdurch direkt und indirekt die Calcium- und Phosphat-Homöostase zu modulieren. Der Begriff „Homöostase" ist in der Technik bekannt und bedeutet die Aufrechterhaltung von statischen oder konstanten Bedingungen in einer inneren Umgebung. Wie hierin verwendet betrifft der Begriff „Calcium- und Phosphat-Homöostase" die sorgfältige Balance bzw. das Gleichgewicht der Calcium- und Phosphat-Konzentrationen, intracellulär als auch extracellulär, ausgelöst durch Fluktuationen der Calcium- und Phosphat-Konzentrationen in einer Zelle, einem Gewebe, einem Organ oder einem System. Die Fluktuationen der Calcium-Konzentrationen, die sich aus einer direkten oder indirekten Reaktion auf 3-Epivitamin-D2-Verbindungen ergeben, sollen durch diese Begriffe abgedeckt sein. Techniken zum Nachweis der Calcium-Fluktuation in vivo oder in vitro sind in der Technik bekannt.
  • Beispielhafte Ca++-Homöostase-verwandte Assays schließen Assays ein, die sich auf den Dünndarm konzentrieren, wobei intestinale 45Ca2+-Absorption entweder 1) in vivo (Hibberd K.A. und Norman A.W. (1969) Biochem. Pharmacol. 18: 2347-2355; Hurwitz S. et al. (1967) J. Nutr. 91: 319-323); Bickle D.D. et al. (1984) Endocrinology 114: 260-267) oder 2) in vitro mit umgestülpten Duodenaltaschen (Schachter D. et al. (1961) Am. J. Physiol. 200: 1263-1271) oder 3) nach genomischer Induktion von Calbindin-D28k in Hühnern oder von Calbinidin-D9k in der Ratte (Thomasset M. et al. (1981) FEBS Lett. 127: 13-16; Brehier A. und Thomasset M. (1990) Endocrinology 127: 580-587) bestimmt wird. Die Knochen-orientierten Assays schließen Folgendes ein: 1) die Bestimmung der Knochenresorption wie über die Freisetzung von Ca2+ aus Knochen in vivo bestimmt (in Tieren, die eine Null Ca2+-Diät verfüttert bekommen) (Hibberd K.A. und Norman A.W. (1969) Biochem. Pharmacol. 18: 2347-2355; Hurwith S. et al. (1967) J. Nutr. 91: 319-323) oder von Knochenexplantaten in vitro (Bouillon R. et al. (1992) J. Biol. Chem. 267: 3044-3051), 2) Messung der Serumosteocalcin-Konzentrationen (Osteocalcin ist ein Osteoblasten-spezifisches Protein, das nach seiner Synthese in großer Menge in die Knochenmatrix eingebaut wird, jedoch teilweise in den Blutkreislauf (oder Gewebskulturmedium) freigesetzt wird und somit einen guten Marker der Knochenbildung oder des Umsatzes repräsentiert) (Bouillon R. et al (1992) Clin. Chem. 38: 2055-2060) oder 3) den Knochenaschegehalt (Norman A.W. und Wong R.G. (1972) J. Nutr. 102: 1709-1718). Nur ein Nieren-orientierter Assay wurde verwendet. In diesem Assay wird die urinale Ca2+-Exkretion bestimmt (Hartenbower, D.L. et al. (1977) Walter de Gruyter, Berlin Seiten 587-589); dieser Assay hängt von den Erhöhungen der Ca2+-Konzentration ab, und kann die Knochen-Ca2+-Mobilisierungsaktivität mehr als Nieren-Effekte widerspiegeln. Zuletzt besteht ein „Weichgewebscalcifizierungs"-Assay, der zum Nachweis der Folgen von 1α,25(OH)2D3 oder durch ein Analog-induzierten schweren Hypercalciämie verwendet wurde. In diesem Assay wird einer Ratte eine intraperitoneale Dosis von 45CA2+ injiziert, gefolgt von sieben täglichen relativ hohen Dosen von 1α,25(OH)2D3 oder des Analogs von Interesse; im Falle des Ausbrechens einer schweren Hypercalciämie kann die Weichgewebscalcifizierung durch Bestimmung der 45Ca2+-Konzentration bestimmt werden. In all diesen Assays werden entweder 3-Epivitamin-D2-Verbindungen oder verwandte Analoge Vitamin-D-suffizienten oder -defizienten Tieren verabreicht, als Einzeldosis oder chronisch (abhängig von dem Assayprotokoll), bei einem geeigneten Zeitintervall, bevor der Endpunkt des Assays quantifiziert wird.
  • In bestimmten Ausführungsformen können 3-Epivitamin-D2-Verbindungen der Formeln I und II zum Modulieren des Knochenmetabolismus verwendet werden. Der Begriff „Knochenmetabolismus" soll direkte oder indirekte Wirkungen in der Bildung der Degeneration von Knochenstrukturen einschließen, beispielsweise Knochenbildung, Knochenresorption etc., die letztendlich die Konzentrationen im Serum von Calcium und Phosphat beeinflussen können. Dieser Begriff soll ebenfalls Wirkungen von 3-Epivitamin-D2-Verbindungen in Knochenzellen, beispielsweise Osteoklasten und Osteoblasten, einschließen, die wiederum in die Knochenbildung und Degeneration involviert sein können. Beispielsweise ist es in der Technik bekannt, dass 3-Epivitamin-D2-Verbindungen Wirkungen auf knochenbildende Zel len aufweisen, die Osteoblasten, durch genomische und nicht-genomische Wege (Walters M.R. et al. (1982) J. Biol. Chem. 257: 7481-7474; Jurutka P.W. et al. (1993) Biochemistry 32: 8184-8192; Mellon W.S. und DeLuca H.F. (1980) J. Biol. Chem. 255: 4081-4086). In ähnlicher Weise ist bekannt, dass 3-Epivitamin-D2-Verbindungen unterschiedliche Aktivitäten von knochenresorbierenden Osteoklasten unterstützen, wie beispielsweise die Stimulierung der Differenzierung von Monocyten und mononucleären Phagocyten zu Osteoklasten (Abe E. et al. (1988) J. Bone Miner Res. 3: 635-645; Takahashi N. et al. (1988) Endocrinology 123: 1504-1510; Udagawa N. et al. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 7260-7264). Demgemäß können 3-Epivitamin-D2-Verbindungen, die die Produktion von Knochenzellen modulieren, die Knochenbildung und die Generation beeinflussen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Modulieren eines Knochenzellmetabolismus durch In-Berührung-Bringen einer pathologischen oder nicht-pathologischen Knochenzelle mit einer wirksamen Menge einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung von Formeln I und II bereit, um dadurch die Knochenbildung und -degeneration zu modulieren. Das vorliegende Verfahren kann an Zellen in Kultur durchgeführt werden, beispielsweise in vitro oder ex vitro, oder kann in Zellen durchgeführt werden, die in einem Tier-Subjekt vorliegen, beispielsweise Zellen in vivo. Beispielhafte Kultursysteme, die verwendet werden können, schließen Osteoblasten-Zelllinien ein, beispielsweise die ROS 17/2,8 Zelllinie, Monocyten, Knochenmarkskultursystem (Suda T. et al. (1990) Med. Res. Rev. 7: 333-366; Suda T. et al. 81992) J. Cell Biochem. 49: 53-58), um nur einige zu nennen. Ausgewählte Verbindungen können weiterhin in vivo getestet werden, beispielsweise Tiermodelle der Osteoporose oder bei menschlicher Erkrankung (Shapira F. (1993) Clin. Orthop. 294: 34-44).
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Verfahren zur Behandlung der Osteoporose bereitgestellt, das die Verabreichung einer therapeutischen Zubereitung einer3-Epivitamin-D2-Verbindung von Formeln I oder II an ein Subjekt einschließt, um dadurch den Zustand bezüglich eines unbehandelten Subjektes zu verbessern. Der Grund zur Verwendung von 3-Epivitamin-D2-Verbindungen in der Behandlung der Osteoporose wird durch Studien gestützt, die eine Abnahme der Serumkonzentration von 1α,25(OH)2D3 in älteren Subjekten anzeigen (Lidor C. et al. (1993) Calcif. Tissue Int. 52: 146-148). In vivo Studien unter Verwendung von Vitamin-D3-Verbindungen in Tiermodellen und Menschen werden in Bouillon et al. (1995) Endocrine Reviews 16(2): 229-231 beschrieben.
  • 3-Epivitamin-D2-Verbindungen von Formeln I und II können in ovariektomisierten Tieren getestet werden, beispielsweise in Hunden, Nagetieren, um die Veränderungen der Knochenmasse und Knochenbildungsgeschwindigkeiten in sowohl normalen als auch Östrogendefizienten Tieren festzustellen. Klinische Versuche können beim Menschen durch-den anwesenden Arzt durchgeführt werden, um therapeutisch wirksame Mengen der 3-Epivitamin-D2-Verbindungen bei der Vorbeugung und Behandlung der Osteoporose zu bestimmen.
  • In anderen Ausführungsformen schließen therapeutische Ausführungsformen der 3-Epivitamin-D2-Verbindungen eine Behandlung anderer Erkrankungen ein, die durch metabolische Calcium- und Phosphat-Defizienzen gekennzeichnet sind. Beispielhaft für solche Erkrankungen sind die Folgenden: Osteoporose, Osteodystrophie, Osteomalakie, Rachitis, Osteitis fibrosa cystica, renale Osteodystrophie, Osteosklerose, anti-konvulsive Behandlung, Osteopenie, Fibrogenesis-imperfecta ossium, sekundärer Hyperparathyroidismus, Hypoparathyroidismus, Hyperparathyroidismus, Zirrhose, obstruktive Gelbsucht, Arzneistoffinduzierter Metabolismus, medulläres Karzinom, chronische Nierenkrankheit, hypophosphatämische VDRR, Vitamin-D-abhängige Rachitis, Sarcoidosis, Glucocorticoid-Antagonismus, Malabsorptions-Syndrom, Steatorrhöe, tropische Sprue, idiopathische Hypercalciämie und Milchfieber.
  • Hormonsekretion
  • In einem noch weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Modulieren der Hormonsekretion einer Vitamin-D-responsiven Zelle, beispielsweise einer Endokrinzelle, bereit. Der Ausdruck „Hormonsekretion" ist in der Technik bekannt und schließt sowohl genomische als auch nicht-genomische Aktivitäten von 3-Epivitamin-D2-Verbindungen ein, die die Transkription und Prozessierung kontrollieren, die für die Sekretion eines gegebenen Hormons verantwortlich ist, beispielsweise von Nebenschilddrüsenhormon (PTH), Calcifonin, Insulin, Prolactin (PRL) und TRH in einer Vitamin-D-responsiven Zelle (Bouillon, R. et al. (1995) Endocrine Reviews 16 (2): 235-237). Der Ausdruck „Vitamin-D-responsive Zellen", wie hierin verwendet, soll endokrine Zellen einschließen, die auf 3-Epivitamin-D2-Verbindungen durch Veränderung der Genexpression und/oder posttranskriptionelle Prozessierungssekretion eines Hormons reagieren. Beispielhafte endokrine Zellen schließen Nebenschilddrüsenzellen, Pankreaszellen, Hirnanhangsdrüsen- bzw. Hypophysenzellen ein, um nur einige zu nennen.
  • Das vorliegende Verfahren kann an Zellen in Kultur durchgeführt werden, beispielsweise in vitro oder ex vivo, oder an Zellen, die in einem Tier-Subjekt vorliegen, beispielsweise in vivo. E-Epivitamin-D2-Verbindungen können anfänglich in vitro unter Verwendung von Primärkulturen von Nebenschilddrüsenzellen getestet werden. Andere Systeme, die verwendet werden können, schließen das Testen durch Prolactin-Sekretion in Ratten-Hypophysentumorzellen ein, beispielsweise GH4Cl-Zeltlinie (Wark J.D. und Tashjian Jr. A.H. (1982) Endocrinology 111: 1755-1757; Wark J.D. und Tashjian Jr. A.H. (1983) J. Biol. Chem. 258: 2118-2121; Wark J.D. und Gurtler V. (1986) Biochem. J. 233: 513-518) und der THR-Sekretion in GH4Cl-Zellen. Alternativ können die Wirkungen von 3-Epivitamin-D2-Verbindungen in vivo in Tiermodellen charakterisiert werden, wie sie in Nko M. et al. (1982) Miner Electrolyte Metab. 5: 67-75; Oberg F. et al. (1993) J. Immunol, 150: 3487-3495; Bar-Shavit Z. et al. (1986) Endocrinology 118: 679-686; Testa U. et al. (1993) J. Immunol. 150: 2418-2430; Nakamaki T. et al. (1992) Anticancer Res. 12: 1331-1337; Weinberg J.B. und Larrick J.W. (1987) Blood 70: 994-1002; Chambaut-Guerin A.M. und Thomopoulos P. (1991) Eur. Cytokine New. 2: 355: Yoshida M. et al. (1992) Anticancer Res. 12: 1947-1952; Momparler R.L. et al. (1993) Leukemia 7: 17-20; Eisman J.A. (1994) Kanis JA (Hgs.) Bone and Mineral Research 2: 45-76; Veyron P. et al. (1993) Transplant Immunol. 1: 82-76; Gross M. et al. (1986) J. Bone Miner Res. 1: 457-467; Costa E.M. et al. (1985) Endocrinology 117: 2203-2210; Koga M. et al. (1988) Cancer Res. 48: 2734-2739; Franceschi R.T. et al. (1994) J. Cell Physiol. 123: 401-409; Cross H.S. et al. (1993) Naunyn Schmiedebergs Arch. Pharmacol. 347: 105-110; Zhao X. und Feldman D. (1993) Endocrinology 132: 1808-1814; Skowronski R.J. et al. (1993) Endocrinology 132: 1952-1960; Henry H.L. und Norman A.W. (1975) Biochem. Biophys. Res. Commun. 62: 781-788; Wecksler W.R. et al. (1980) Arch. Biochem. Biophys. 201: 95-103; Brumbaugh P.F. et al. (1975) Am. J. Physiol 238; 384-388; Oldham S.B. et al. (1979) Endocrinology 104: 248-254; Chertow B.S. et al. (1975) J. Clin. Invest. 56: 668-678; Canterbury J.M. et al. (1978) J. Clin. Invest. 61: 1375-1383; Quesad J.M. et al. (1992) J. Clin Endocrinol. Metab. 75: 494-501.
  • In bestimmten Ausführungsformen können die 3-Epivitamin-D2-Verbindungen der vorliegenden Erfindung zu Hemmung der Nebenschilddrüsenhormon-(PTH)-Prozessierung verwendet werden, beispielsweise der transkriptionellen, translationellen Prozessierung und/oder zur Sekretion einer Nebenschilddrüsenzelle als Teil einer Therapievorschrift. Therapeutische Verfahren unter Verwendung dieser Verbindungen können einfach auf alle Erkrankungen angewandt werden die direkte oder indirekte Wirkungen der PTH-Aktivität einschließen, beispielsweise primäre oder sekundäre Reaktionen. Es ist beispielsweise in der Technik bekannt, dass PTH die Bildung von 1,25-Dihydroxy-Vitamin-D3 in den Nieren induziert, was wiederum die Calcium- und Phosphatabsorption aus dem Intestinum bzw. Dünndarm erhöht, die eine Hypercalciämie verursacht. Somit würde die Hemmung einer PTH-Prozessierung und/oder -Sekretion indirekt all die Reaktionen hemmen, die durch PTH in vivo vermittelt werden. Demgemäß schließen therapeutische Anwendungen für diese 3-Epivitamin-D2-Verbindungen die Behandlung von Erkrankungen wie beispielsweise eines sekundären Hyperparathyroidismus des chronischen Nierenversagens ein (Slatopolsky E. et al. (1990) Kidney Int. 38: S41-S47; Brown A.J. et al. (1989) J. Clin. Invest. 84: 728-732). Die Bestimmung der therapeutisch wirksamen Mengen und der Dosierungsvorschriften können vom Fachmann auf dem Gebiet unter Verwendung der in der Technik beschriebenen Daten vorgenommen werden.
  • Schutz gegen Neuron-Verlust
  • Gemäß einem noch weiteren Aspektes stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Schützen gegen einen Neuron- bzw. Nervenzellverlust durch In-Berührung-Bringen einer Vitamin-D-responsiven Zelle, beispielsweise einer Nervenzelle mit einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung nach Formel I und II zur Vorbeugung oder Verlangsamung eines Neuron-Verlustes bereit. Der Begriff „schützen gegen" soll eine Vorbeugung, Verlangsamung und/oder Beendigung oder Verschlechterung, Verschlimmerung oder Tod von Neuronen einschließen. Der Begriff „Vitamin-D-responsive Zellen", wie hierin verwendet, soll Neuron-Zellen einschließen, die auf 3-Epivitamin-D2-Verbindungen reagieren, durch Verändern der Genexpression und/oder des intracellulären Metabolismus. Beispielhafte Neuronzellen schließen Hippocampuszellen, dopaminerge Zellen, cholinerge Zellen ein, um nur einige zu nennen.
  • Ein Neuron-Verlust kann die Folge irgendeines Zustands eines Neurons sein, bei dem seine normale Funktion verschlechtert wird. Eine Neuron-Verschlechterung kann das Ergebnis irgendeines Zustands sein, der die Neuron-Funktion beeinträchtigt, was wahrscheinlich zu einem Neuron-Verlust führt. die Neuron-Funktion kann beispielsweise durch eine veränderte Biochemie, Physiologie oder Anatomie eines Neurons beeinträchtigt werden. Die Verschlechterung eines Neurons kann Membran-, dendritische oder synaptische Veränderungen einschließen, die für eine normale Neuron-Funktion nachteilig sind. Die Ursache der Neuron-Verschlechterung, -Beeinträchtigung und/oder -Tod können unbekannt sein. Es kann alternativ das Ergebnis von Alters- und/oder Krankheits-bedingten Veränderungen sein, die im Nervensystem eines Subjekts auftreten.
  • Wenn ein Neuron-Verlust hierin als „altersbezogen" beschrieben wird, soll dies einen Neuron-Verlust einschließen, der sich aus bekannten oder unbekannten körperlichen Veränderungen eines Subjekts ergibt, die mit dem Altern in Verbindung stehen. Wenn ein Neuron-Verlust hierin als „krankheitsbezogen" beschrieben wird, soll dieser einen Neuron-Verlust einschließen, der sich aus bekannten und unbekannten körperlichen Veränderungen eines Subjektes ergeben, die mit einer Krankheit in Verbindung stehen. Es sollte jedoch klar sein, dass diese Begriffe nicht wechselseitig ausschließlich sind und dass tatsächlich viele Bedingungen das Ergebnis des Verlusts von Neuronen sowohl alters- als auch krankheitsabhängig sind.
  • Beispielhafte altersbedingte Erkrankungen, die mit einem Neuron-Verlust und Veränderungen der neuronalen Morphologie in Verbindung stehen, schließen beispielsweise Alzheimer Krankheit, Pick'sche Krankheit, Parkinson Krankheit, Gefäßkrankheit, Huntington Krankheit und Alters-assoziierte Gedächtnisverschlechterung ein. Bei Alzheimer-Patienten ist der Neuron-Verlust im Hippocampus, in der frontalen Hirnrinde, der parietalen Hirnrinde und der vorderen temporalen Hirnrinde, Amygdala und dem olfaktorischen System am bemerkenswertesten. Die in erster Linie befallenen Zonen des Hippocampus schließen die CA1-Region, das Subiculum und den entorhinalen Cortex bzw. Rinde ein. Der Gedächtnisverlust ist die früheste und repräsentativste kognitive Veränderung, weil der Hippocampus bekannterweise eine entscheidende Rolle im Gedächtnis spielt. Die Pick Krankheit ist durch ernsthafte neuronale Degeneration im Neocortex der frontalen und vorderen temporalen Hirnlappen charakterisiert, die manchmal vom Tod von Nerven im Striatum begleitet wird. Eine Parkinsonsche Krankheit kann durch den Verlust von Neuronen in der Substantia nigra und im Locus ceruleus identifiziert werden. Eine Huntington Krankheit ist durch die Degeneration der intrastriatalen und corticalen cholinergen Neuronen und GABA-erger Neuronen gekennzeichnet. Parkinsonsche und Huntington'sche Erkrankungen werden üblicherweise mit Bewegungsstörungen in Verbindung gebracht, zeigen jedoch auch häufig eine kognitive Verschlechterung (Gedächtnisverlust) in eben gleicher Weise.
  • Die Alters-assoziierte Gedächtnisverschlechterung (Age-Associated Memory Impairment = AAMI) ist eine weitere altersbezogene Störung, die durch einen Gedächtnisverlust in gesunden, alten Individuen in den letzten Lebensjahrzehnten gekennzeichnet ist. Crook, T. et al. (1986) Dev. Neuropsych. 2 (4): 261-276. Gegenwärtig ist die nervliche Basis für AAMI nicht präzise definiert worden. Jedoch wurde berichtet, dass der Neuron-Tod mit dem Altern bei vielen Spezies in Gehirnregionen auftritt, die mit dem Gedächtnis in Zusammenhang stehen, einschließlich Gehirnrinde, Hippocampus, Amygdala, Basalganglien, cholinergen basalem Vordergehirn, Locus ceruleus, Raphe-Kernen und Kleinhirn. Crook, T. et al. (1986) Devel. Neuropsych. 2 (4): 261-276.
  • Die 3-Epivitamin-D2-Verbindungen der vorliegenden Erfindung können gegen einen Neuron-Verlust durch genomische oder nicht-genomische Mechanismen geschützt werden. Nucleäre Vitamin-D-Rezeptoren existieren bekannterweise in der Peripherie, werden jedoch ebenfalls im Gehirn, insbesondere im Hippocampus und Neocortex gefunden. Nicht-genomische Mechanismen können ebenfalls einen Neuron-Verlust durch Regulierung intraneuraler und/oder peripherer Calcium- und Phosphat-Konzentrationen vorbeugen oder verlangsamen. Weiterhin können die 3-Epi-Verbindungen der vorliegenden Erfindung gegen einen Neuron-Verlust durch indirektes Wirken, beispielsweise durch Modulieren von Serum-PTH-Konzentrationen schützen. Beispielsweise wurde eine positive Korrelation zwischen Serum-PTH-Konzentrationen und der kognitiven Abnahme bei der Alzheimer'schen Krankheit demonstriert.
  • Die vorliegenden Verfahren können an Zellen in Kultur durchgeführt werden, beispielsweise in vitro oder ex vivo, oder an Zellen, die in einem Tier-Subjekt vorliegen, beispielsweise in vivo. Die 3-Epivitamin-D2-Verbindungen von Formeln I und II können anfänglich in vitro unter Verwendung von Neuronen aus Nagetier-Embryonen getestet werden (siehe beispielsweise US-Patent Nr. 579109 – fötale Rattengewebskultur) oder anderen Säugetier- (siehe beispielsweise US-Patent Nr. 5089517 – fötale Mausgewebskultur) oder Nicht-Säugetier-Tiermodellen. Diese Kultursysteme wurden dazu verwendet, den Schutz des peripheren ebenso wie des zentralen Nervensystems in Hinblick auf Neuronen in Tier- oder Gewebskulturmodellen der Ischämie, des Schlaganfalls, Traumas und Nervenquetschung, Alzheimer Krankheit, Pick'scher Krankheit und Parkinson'scher Krankheit, u. a., zu charakterisieren. Beispiele für in vitro Systeme zur Untersuchung der Prävention oder Zerstörung von neocortikalen Neuronen schließen die Verwendung von in vitro Kulturen von fötalen Mausneuronen und von Glia-Zellen ein, die vorher verschiedenen Glutamat-Agonisten gegenüber ausgesetzt wurden, wie beispielsweise Kainat, NMDA und α-Amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolpronat (AMPA). US-Patent Nr. 5089517. Siehe ebenso US-Patent Nr. 5170109 (Behandlung von cortikalen/hippocampalen Neuron-Kulturen der Ratte mit Glutamat-Vorbehandlung mit neuroprotektiven Verbindungen); US-Patent Nr. 5163196 und 5196421 (neuroprotektive excitatorische Aminosäurerezeptor-Antagonisten hemmen Glycin, Kainat, AMPA-Rezeptorbindung in Ratten).
  • Alternativ können die Wirkungen der 3-Epivitamin-D2-Verbindungen von Formeln I und II in vivo unter Verwendung von Tiermodellen charakterisiert werden. Die Neuron-Verschlechterung in diesen Modellsystemen wird oftmals durch ein experimentelles Trauma oder Intervention (beispielsweise die Anwendung von Toxinen, Nervenzerquetschen, Unterbrechen der Sauerstoffzufuhr) induziert. Beispielsweise verwendeten, um zu demonstrieren, dass bestimmte N-Methyl-D-aspartat (NMDA), eine excitatorische Aminosäure-Neurotransmitterrezeptor-Antagonisten als Antikonvulsiva und Neuroprotektanzien von Nutzen sind, die Erfinder in US-Patent Nr. 4957909 ein Modell, bei dem Swiss-Albinomäuse und Ratten-Hippocampusneuronen einer Überstimmulation excitatorischer Aminosäurerezeptoren unterworfen wurden, anschließend an eine Behandlung mit den NMDA-Antagonisten. Eine ähnliche Studie wurde durchgeführt, bei der die Nützlichkeit bestimmter NMDA-Antagonisten als Mittel zur Vorbeugung einer Neurodegeneration durch Behandlung von Mäusen mit NMDA im Anschluss an eine Behandlung mit den NMDA-Antagonisten demonstriert wurde. US-Patent Nr. 5168103.
  • Glatte Muskelzellen
  • In einem noch weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Modulieren der Aktivität einer glatten Gefäßmuskelzelle durch In-Berührung-Bringen einer Vitamin-D-responsiven glatten Muskelzelle mit einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung zum Aktivieren oder vorzugsweise Hemmen der Aktivität der Zelle bereit. Der Begriff „Aktivität einer glatten Muskelzelle" soll irgendeine Aktivität einer glatten Muskelzelle einschließen, beispielsweise eine Proliferation, Migration, Adhäsion und/oder Metabolismus.
  • In bestimmten Ausführungsformen können die 3-Epivitamin-D2-Verbindungen von Formeln I und II zur Behandlung von Erkrankungen und Zuständen verwendet werden, die mit einer anormalen Aktivität einer Vitamin-D3-responsiven glatten Muskelzelle in Verbindung stehen. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung bei der Behandlung von hyperproliferativen Gefäßerkrankungen verwendet werden, wie beispielsweise einer durch Hypertension induzierten Gefäßumformung, vaskulären Restenosis und Arteriosklerose. In anderen Ausführungsformen kann die vorliegende Erfindung bei der Behandlung von Störungen verwendet werden, die durch einen anormalen Metabolismus einer Vitamin-D-responsiven glatten Muskelzelle charakterisiert sind, beispielsweise arterielle Hypertension.
  • Das vorliegende Verfahren kann an Zellen in Kultur durchgeführt werden, beispielsweise in vitro oder ex vivo, oder an Zellen, die in einem Tier-Subjekt vorliegen, beispielsweise in vivo. 3-Epivitamin-D2-Verbindungen können anfänglich in vitro wie in Catellot et al. (1982) Biol. Chem. 257 (19): 11256 getestet werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird weiter durch die nachfolgenden Beispiele illustriert, die keinesfalls als einschränkend aufgefasst werden sollen. Es sollte für den Durchschnittsfachmann klar sein, dass die Epimerisierung eines Vitamin-D2-Substrats zu einer 3-Epivitamin-D2-Verbindung in einer Zelle darauf hinweist, dass eine solche Verbindung in einer derartigen Zelle biologisch aktiv ist, und somit, dass diese bei der Behandlung von Zuständen verwendet werden kann, die sich aus einer anormalen Aktivität solcher Zellen ergeben. Beispielsweise weist die Produktion von 3-Epivitamin-D2-Verbindungen in Keratinocyten darauf hin, dass 3-Epivitamin-D2-Verbindungen biologisch in solchen Zellen aktiv sind und bei der Behandlung von Zuständen wie beispielsweise Psoriasis verwendet werden können. Der Inhalt aller erwähnten Referenzen (einschließlich Literaturreferenzen, erteilter Patente, veröffentlichter Patentanmeldungen und gleichzeitig anhängiger Patentanmeldungen), der in dieser Anmeldung erwähnt wurde, ist ausdrücklich durch diese Bezugnahme hierin mit aufgenommen.
  • Beispiele
  • Beispiel I: Metabolismus von 1α.25(OH)2D2 in Knochenzellen
  • Der Metabolismus von 1α,25(OH)2D2 in primären Kulturen von humanen Knochenzellen kann unter Verwendung der experimentellen Bedingungen untersucht werden, die in Siu-Caldera M.L. et al. (1995) Endocrinology 136: 4195-4203 beschrieben wurden.
  • 1 zeigt das Vorhandensein eines weniger polaren Metaboliten von 1α,25(OH)2D2 in der Ratten-Osteosarkomzellinie UMR 106. Die Tafel zeigt das HPLC-Profil der Metaboliten nach 24 Stunden Zusatz des Substrats. Die obere Tafel auf der linken Seite zeigt die Peaks, die als 1α,25(OH)2-3-epi-D2 (Peak A); Pre-1α,25(OH)2D2 (Peak *); 1α,25(OH)3D2 (Peak C) identifiziert wurden.
  • Diese Studien zeigen, dass humane Knochenzellen die Fähigkeit aufweisen, 1α,25(OH)2-3-epi-D2 zu produzieren. Diese Studien können auf primäre Kulturen von humanen Knochenzellen ausgeweitet werden, die aus unterschiedlichen Altersgruppen von Patienten isoliert wurden.
  • Äquivalente
  • Der Fachmann auf dem Gebiet wird erkennen oder in der Lage sein, unter Anwendung von nicht mehr als Routineexperimenten sicherzustellen, dass viele Äquivalente der speziellen Ausführungsformen der hierin beschriebenen Erfindung vorliegen. Solche Äquivalente sollen durch die nachfolgenden Ansprüche erfasst sein.

Claims (33)

  1. Isolierte 3-Epi-Vitamin D2 Verbindung mit der Formel (1)
    Figure 00620001
    wobei: die Orientierung der X- und R1-Gruppen am A-Ring in α-Konfiguration vorliegt; A1, A2 und A3 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einfach- und einer Doppelbindung besteht; X und R1 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxyl, einer Hydroxy-Schutzgruppe, einem Alkyl, einem Alkenyl, einem Alkinyl, einem Alkoxy, und einer Aryl-Gruppe besteht; R2, R3 und R5 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxy, einer Hydroxy-Schutzgruppe, einem Alkyl, einem Alkenyl, einem Alkinyl, einem Alkoxy und einer Aryl-Gruppe besteht; und wobei R4 eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenstoffkette ist, repräsentiert durch die allgemeine Formel:
    Figure 00630001
    wobei I die oben beschriebene allgemeine Formel repräsentiert; A4 und A5 eine Einfach- oder eine Doppelbindung sind; R5, R6, R7, R8, R9 und R10 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Deuterium, einem Hydroxy, einem Alkyl, einem Alkoxid, einem O-Acyl, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Amin und einer Thiol-Gruppe besteht; R5 und R6 zusammengenommen mit dem Kohlenstoffatom, an dem sie gebunden sind, eine Keto-Gruppe bilden; R10 ein Sauerstoffatom ist, wenn A5 eine Doppelbindung ist; R11 und R12 jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Alkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Halogen, einem Hydroxy, einem Haloalkyl und einem Deuteroalkyl besteht; und Z aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Wasserstoff, einem Hydroxyl und einer O-Acyl-Komponente besteht; und wobei n eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 5 ist.
  2. 3-Epi-Vitamin D2 Verbindung nach Anspruch 1, die 1α(OH)-3-epi-D2, 1α,24-(OH)2-3-epi-D2, 1α,25-(R)26(OH)3-3-epi-D2, 1α,25-(OH)2-3-epi-D2, 1α,25(OH)2-19-nor-3-epi-D2 oder 1α(OH)-19-nor-3-epi-D2, ist.
  3. Isolierte 3-Epi-Vitamin D2 Verbindung mit der Formel (II)
    Figure 00640001
    wobei: A eine Einfach- oder eine Doppelbindung ist; R1 und R2 jeweils unabhängig Wasserstoff und ein niederes Alkyl ist; R3 und R4 jeweils unabhängig ein niederes Alkyl, Hydroxyalkyl und Haloalkyl ist; Y ein Wasserstoff, Hydroxyl, Sauerstoff oder Alkyl ist; und Z Wasserstoff oder Hydroxyl ist; und wobei die OH-Gruppen am A-Ring von Formel I in einer α-Konfiguration ausgerichtet sind.
  4. Verwendung einer 3-Epi-Vitamin D2 Verbindung mit der Formel (I)
    Figure 00650001
    wobei: die Orientierung der X und R1-Gruppen am A-Ring in einer α-Konfiguration vorliegt; A1, A2 und A3 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einfach- und einer Doppelbindung besteht; X, R1, R2, R3 und R5 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxy, einer Hydroxy-Schutzgruppe, einem Alkyl, einem Alkenyl, einem Alkinyl, einem Alkoxy und einer Aryl-Gruppe besteht; und wobei R4 eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenstoff-Kette ist, repräsentiert durch die allgemeine Formel:
    Figure 00650002
    wobei I die oben beschriebene allgemeine Formel repräsentiert; A4 und A5 eine Einfach- oder eine Doppelbindung sind; R5, R6, R7, R8, R9 und R10 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Deuterium, einem Hydroxy, einem Alkyl, einem Alkoxid, einem O-Acyl, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Amin und einer Thiol-Gruppe besteht; R5 und R6 zusammen mit dem Kohlenstoffatom genommen, an das sie gebunden sind, eine Keto-Gruppe bilden; R10 ein Sauerstoffatom ist, wenn A5 eine Doppelbindung ist; R11 und R12 jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Alkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Halogen, einem Hydroxy, einem Haloalkyl und einem Deuteroalkyl besteht; und Z aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Wasserstoff-, einer Hydroxyl- und einer O-Acyl-Komponente besteht; und wobei n eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 5 ist, bei der Herstellung eines Medikamentes zur Behandlung einer Störung, die durch eine aberrante Aktivität einer Vitamin-D-responsiven Zelle charakterisiert ist.
  5. Verwendung einer Vitamin-D2-Verbindung mit der Formel (I)
    Figure 00660001
    wobei: die Orientierung der X und R1-Gruppen am A-Ring in einer α-Konfiguration vorliegt; A1, A2 und A3 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einfach- und einer Doppelbindung besteht; X, R1, R2, R3 und R5 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxy, einer Hydroxy-Schutzgruppe, einem Alkyl, einem Alkenyl, einem Alkinyl, einem Alkoxy und einer Aryl-Gruppe besteht; und wobei R4 eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenstoff-Kette ist, repräsentiert durch die allgemeine Formel:
    Figure 00670001
    wobei I die oben beschriebene allgemeine Formel repräsentiert; A4 und A5 eine Einfach- oder eine Doppelbindung sind; R5, R6, R7, R8, R9 und R10 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Deuterium, einem Hydroxy, einem Alkyl, einem Alkoxid, einem O-Acyl, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Amin und einer Thiol-Gruppe besteht; R5 und R6 zusammen mit dem Kohlenstoffatom genommen, an das sie gebunden sind, eine Keto-Gruppe bilden; R10 ein Sauerstoffatom ist, wenn A5 eine Doppelbindung ist; R11 und R12 jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Alkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Halogen, einem Hydroxy, einem Haloalkyl und einem Deuteroalkyl besteht; und Z aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Wasserstoff, einem Hydroxyl und einer O-Acyl-Komponente besteht; und wobei n eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 5 ist, zur Behandlung einer Störung, die durch eine aberrante Aktivität einer hyperproliferativen Hautzelle gekennzeichnet ist.
  6. Verwendung nach Anspruch 4, wobei die Störung eine aberrante Aktivität einer endokrinen Zelle umfaßt.
  7. Verwendung nach Anspruch 6, wobei die endokrine Zelle eine Nebenschilddrüsenzelle ist und die aberrante Aktivität die Prozessierung und/oder Sezernierung von Nebenschilddrüsenhormon ist.
  8. Verwendung einer Vitamin-D2-Verbindung mit der Formel (I)
    Figure 00680001
    wobei: die Orientierung der X und R1-Gruppen am A-Ring in einer α-Konfiguration vorliegt; A1, A2 und A3 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einfach- und einer Doppelbindung besteht; X, R1, R2, R3 und R5 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxy, einer Hydroxy-Schutzgruppe, einem Alkyl, einem Alkenyl, einem Alkinyl, einem Alkoxy und einer Aryl-Gruppe besteht; und wobei R4 eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenstoff-Kette ist, repräsentier durch die allgemeine Formel:
    Figure 00680002
    wobei I die oben beschriebene allgemeine Formel repräsentiert; A4 und A5 eine Einfach- oder eine Doppelbindung sind; R5, R6, R7, R8, R9 und R10 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Deuterium, einem Hydroxy, einem Alkyl, einem Alkoxid, einem O-Acyl, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Amin und einer Thiol-Gruppe besteht; R5 und R6 zusammen mit dem Kohlenstoffatom genommen, an das sie gebunden sind, eine Keto-Gruppe bilden; R10 ein Sauerstoffatom ist, wenn A5 eine Doppelbindung ist; R11 und R12 jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Alkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Halogen, einem Hydroxy, einem Haloalkyl und einem Deuteroalkyl besteht; und Z aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Wasserstoff, einem Hydroxyl und einer O-Acyl-Komponente besteht; und wobei n eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 5 ist, zur Behandlung einer sekundären Nebenschilddrüsenüberfunktion.
  9. Verwendung einer Vitamin-D2-Verbindung mit der Formel (I)
    Figure 00690001
    wobei: die Orientierung der X und R1-Gruppen am A-Ring in einer α-Konfiguration vorliegt; A1, A2 und A3 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einfach- und einer Doppelbindung besteht; X, R1, R2, R3 und R5 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxy, einer Hydroxy-Schutzgruppe, einem Alkyl, einem Alkenyl, einem Alkinyl, einem Alkoxy und einer Aryl-Gruppe besteht; und wobei R4 eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenstoff-Kette ist, repräsentiert durch die allgemeine Formel:
    Figure 00690002
    wobei I die oben beschriebene allgemeine Formel repräsentiert; A4 und A5 eine Einfach- oder eine Doppelbindung sind; R5, R6, R7, R8, R9 und R10 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Deuterium, einem Hydroxy, einem Alkyl, einem Alkoxid, einem O-Acyl, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Amin und einer Thiol-Gruppe besteht; R5 und R6 zusammen mit dem Kohlenstoffatom genommen, an das sie gebunden sind, eine Keto-Gruppe bilden; R10 ein Sauerstoffatom ist, wenn A5 eine Doppelbindung ist; R11 und R12 jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Alkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Halogen, einem Hydroxy, einem Haloalkyl und einem Deuteroalkyl besteht; und Z aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Wasserstoff, einem Hydroxyl und einer O-Acyl-Komponente besteht; und wobei n eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 5 ist, zur Behandlung einer Störung, die durch eine aberrante Aktivität einer Knochenzelle gekennzeichnet ist.
  10. Verwendung nach Anspruch 4, wobei das Medikament zur Verabreichung an ein Säugetier vorgesehen ist.
  11. Verwendung einer nach Anspruch 10, wobei das Säugetier ein Mensch ist.
  12. Verwendung einer 3-Epi-Vitamin-D2-Verbindung nach einem der Ansprüche 2 oder 3 in der Herstellung eines Medikamentes zur Linderung einer Deregulierung des Kalzium- und Phosphatmetabolismus.
  13. Verwendung nach Anspruch 12, wobei die Deregulierung des Kalzium- und Phosphatmetabolismus zu Osteoporose führt.
  14. Pharmazeutische Zusammensetzung, die eine therapeutisch wirksame Menge einer Vitamin-D2-Verbindung mit der Formel (I):
    Figure 00710001
    wobei: die Orientierung der X und R1-Gruppen am A-Ring in einer α-Konfiguration vorliegt; A1, A2 und A3 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einfach- und einer Doppelbindung besteht; X, R1, R2, R3 und R5 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxy, einer Hydroxy-Schutzgruppe, einem Alkyl, einem Alkenyl, einem Alkinyl, einem Alkoxy und einer Aryl-Gruppe besteht; und wobei R4 eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenstoff-Kette ist, repräsentiert durch die allgemeine Formel:
    Figure 00710002
    wobei I die oben beschriebene allgemeine Formel repräsentiert; A4 und A5 eine Einfach- oder eine Doppelbindung sind; R5, R6, R7, R8, R9 und R10 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Deuterium, einem Hydroxy, einem Alkyl, einem Alkoxid, einem O-Acyl, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Amin und einer Thiol-Gruppe besteht; R5 und R6 zusammen mit dem Kohlenstoffatom genommen, an das sie gebunden sind, eine Keto-Gruppe bilden; R10 ein Sauerstoffatom ist, wenn A5 eine Doppelbindung ist; R11 und R12 jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Alkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Halogen, einem Hydroxyl, einem Haloalkyl und einem Deuteroalkyl besteht; und Z aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Wasserstoff, einem Hydroxy) und einer O-Acyl-Komponente besteht; und wobei n eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 5 ist, und einen pharmazeutisch akzeptablen Träger umfaßt.
  15. Zusammensetzung nach Anspruch 14, die zur topischen oder oralen Verabreichung geeignet ist.
  16. Verpackte Verbindung, die eine 3-Epi-Vitamin-D2-Verbindung mit der Formel (I) umfaßt
    Figure 00720001
    wobei: die Orientierung der X und R1-Gruppen am A-Ring in einer α-Konfiguration vorliegt; A1, A2 und A3 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einfach- und einer Doppelbindung besteht; X, R1, R2, R3 und R5 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxy, einer Hydroxy-Schutzgruppe, einem Alkyl, einem Alkenyl, einem Alkinyl, einem Alkoxy und einer Aryl-Gruppe besteht; und wobei R4 eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenstoff-Kette ist, repräsentiert durch die allgemeine Formel:
    Figure 00730001
    wobei I die oben beschriebene allgemeine Formel repräsentiert; A4 und A5 eine Einfach- oder eine Doppelbindung sind; R5, R6, R7, R8, R9 und R10 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Deuterium, einem Hydroxy, einem Alkyl, einem Alkoxid, einem O-Acyl, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Amin und einer Thiol-Gruppe besteht; R5 und R6 zusammen mit dem Kohlenstoffatom genommen, an das sie gebunden sind, eine Keto-Gruppe bilden; R10 ein Sauerstoffatom ist, wenn A5 eine Doppelbindung ist; R11 und R12 jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Alkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Halogen, einem Hydroxy, einem Haloalkyl und einem Deuteroalkyl besteht; und Z aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Wasserstoff, einem Hydroxyl und einer O-Acyl-Komponente besteht; und wobei n eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 5 ist, verpackt mit Instruktionen zur Anwendung der Verbindung zur Behandlung einer Störung, die durch eine aberrante Aktivität einer Vitamin-D-responsiven Zelle gekennzeichnet ist.
  17. 3-Epi-Vitamin-D2-Verbindung von Anspruch 3, wobei das niedere Alkyl C1-C4 Alkyl ist.
  18. 3-Epi-Vitamin-D2-Verbindung von Anspruch 3, wobei das Haloalkyl Fluoralkyl ist.
  19. 3-Epi-Vitamin-D2-Verbindung von Anspruch 3, die 1α,25-(OH)2-3-epi-D2 ist.
  20. 3-Epi-Vitamin-D2-Verbindung von Anspruch 1, die 1α,25(OH)2-19-nor-3-epi-D2 ist.
  21. 3-Epi-Vitamin-D2-Verbindung von Anspruch 3, die 1α,24,25-(OH)3-3-epi-D2 ist.
  22. 3-Epi-Vitamin-D2-Verbindung von Anspruch 3, die 1α,24-(OH)2-3-epi-D2 ist.
  23. 3-Epi-Vitamin-D2-Verbindung von Anspruch 1, die 1α(OH)-3-epi-D2, 1α,24-(OH)2-3-epi-D2, 1α,25-(R)26(OH)3-3-epi-D2, 1α,25-(OH)2-3-epi-D2, 1α,24,25-(OH)3-3-epi-D2, 1α,25-(OH)-3-epi-20-epi-D2, 1α,25-(OH)2-3-epi-24-epi-D2, 1α,25(S),26-(OH)3-3-epi-D2, 1α,25,28-(OH)3-3-epi-D2, 1α,25-(OH)2-3-epi-D2-26,26,26,27,27,27-d6, 1α,25-(OH)2-3-epi-24-epi-D2-26,26,26,27,27,27-d6, 1α,25-(OH)2-24(S)-5,6-t-3-epi-D2, 1α,25-(OH)2-24(R)-5,6-t-3-epi-D2, 22,23-Dihydro-24-epi-1α,25-(OH)2-3-epi-D2, 25-(OH)-26,27-F6-3-epi-D2, 1α,25(OH)2-19-nor-3-epi-D2 oder 1α,(OH)-19-nor-3-epi-D2 ist.
  24. Verwendung einer Vitamin-D2-Verbindung mit der Formel (I)
    Figure 00740001
    wobei: die Orientierung der X und R1-Gruppen am A-Ring in einer α-Konfiguration vorliegt; A1, A2 und A3 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einfach- und einer Doppelbindung besteht; X, R1, R2, R3 und R5 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxy, einer Hydroxy-Schutzgruppe, einem Alkyl, einem Alkenyl, einem Alkinyl, einem Alkoxy und einer Aryl-Gruppe besteht; und wobei R4 eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenstoff-Kette ist, repräsentiert durch die allgemeine Formel:
    Figure 00750001
    wobei I die oben beschriebene allgemeine Formel repräsentiert; A4 und A5 eine Einfach- oder eine Doppelbindung sind; R5, R6, R7, R8, R9 und R10 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Deuterium, einem Hydroxy, einem Alkyl, einem Alkoxid, einem O-Acyl, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Amin und einer Thiol-Gruppe besteht; R5 und R6 zusammen mit dem Kohlenstoffatom genommen, an das sie gebunden sind, eine Keto-Gruppe bilden; R10 ein Sauerstoffatom ist, wenn A5 eine Doppelbindung ist; R11 und R12 jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Alkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Halogen, einem Hydroxy, einem Haloalkyl und einem Deuteroalkyl besteht; und Z aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Wasserstoff, einem Hydroxyl und einer O-Acyl-Komponente besteht; und wobei n eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 5 ist, in der Herstellung eines Medikamentes zur Behandlung der Osteoporose.
  25. Verwendung einer Vitamin-D2-Verbindung mit der Formel (I)
    Figure 00760001
    wobei: die Orientierung der X und R1-Gruppen am A-Ring in einer α-Konfiguration vorliegt; A1, A2 und A3 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einfach- und einer Doppelbindung besteht; X, R1, R2, R3 und R5 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxy, einer Hydroxy-Schutzgruppe, einem Alkyl, einem Alkenyl, einem Alkinyl, einem Alkoxy und einer Aryl-Gruppe besteht; und wobei R4 eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenstoff-Kette ist, repräsentiert durch die allgemeine Formel:
    Figure 00760002
    wobei I die oben beschriebene allgemeine Formel repräsentiert; A4 und A5 eine Einfach- oder eine Doppelbindung sind; R5, R6, R7, R8, R9 und R10 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Deuterium, einem Hydroxy, einem Alkyl, einem Alkoxid, einem O-Acyl, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Amin und einer Thiol-Gruppe besteht; R5 und R6 zusammen mit dem Kohlenstoffatom genommen, an das sie gebunden sind, eine Keto-Gruppe bilden; R10 ein Sauerstoffatom ist, wenn A5 eine Doppelbindung ist; R11 und R12 jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Alkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Halogen, einem Hydroxy, einem Haloalkyl und einem Deuteroalkyl besteht; und Z aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Wasserstoff, einem Hydroxyl und einer O-Acyl-Komponente besteht; und wobei n eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 5 ist, in der Herstellung eines Medikamentes zur Behandlung der Osteodystrophie.
  26. Verwendung einer Vitamin-D2-Verbindung mit der Formel (I)
    Figure 00770001
    wobei: die Orientierung der X und R1-Gruppen am A-Ring in einer α-Konfiguration vorliegt; A1, A2 und A3 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einfach- und einer Doppelbindung besteht; X, R1, R2, R3 und R5 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxy, einer Hydroxy-Schutzgruppe, einem Alkyl, einem Alkenyl, einem Alkinyl, einem Alkoxy und einer Aryl-Gruppe besteht; und wobei R4 eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenstoff-Kette ist, repräsentiert durch die allgemeine Formel:
    Figure 00780001
    wobei I die oben beschriebene allgemeine Formel repräsentiert; A4 und A5 eine Einfach- oder eine Doppelbindung sind; R5, R6, R7, R8, R9 und R10 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Deuterium, einem Hydroxy, einem Alkyl, einem Alkoxid, einem O-Acyl, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Amin und einer Thiol-Gruppe besteht; R5 und R6 zusammen mit dem Kohlenstoffatom genommen, an das sie gebunden sind, eine Keto-Gruppe bilden; R10 ein Sauerstoffatom ist, wenn A5 eine Doppelbindung ist; R11 und R12 jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Alkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Halogen, einem Hydroxy, einem Haloalkyl und einem Deuteroalkyl besteht; und Z aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Wasserstoff, einem Hydroxyl und einer O-Acyl-Komponente besteht; und wobei n eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 5 ist, in der Herstellung eines Medikamentes zur Behandlung der senilen Osteoporose.
  27. Verwendung einer Vitamin-D2-Verbindung mit der Formel (I)
    Figure 00780002
    wobei: die Orientierung der X und R1-Gruppen am A-Ring in einer α-Konfiguration vorliegt; A1, A2 und A3 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einfach- und einer Doppelbindung besteht; X, R1, R2, R3 und R5 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxy, einer Hydroxy-Schutzgruppe, einem Alkyl, einem Alkenyl, einem Alkinyl, einem Alkoxy und einer Aryl-Gruppe besteht; und wobei R4 eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenstoff-Kette ist, repräsentiert durch die allgemeine Formel:
    Figure 00790001
    wobei I die oben beschriebene allgemeine Formel repräsentiert; A4 und A5 eine Einfach- oder eine Doppelbindung sind; R5, R6, R7, R8, R9 und R10 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Deuterium, einem Hydroxy, einem Alkyl, einem Alkoxid, einem O-Acyl, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Amin und einer Thiol-Gruppe besteht; R5 und R6 zusammen mit dem Kohlenstoffatom genommen, an das sie gebunden sind, eine Keto-Gruppe bilden; R10 ein Sauerstoffatom ist, wenn A5 eine Doppelbindung ist; R11 und R12 jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Alkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Halogen, einem Hydroxy, einem Haloalkyl und einem Deuteroalkyl besteht; und Z aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Wasserstoff, einem Hydroxyl und einer O-Acyl-Komponente besteht; und wobei n eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 5 ist, in der Herstellung eines Medikamentes zur Behandlung der Osteomalazie.
  28. Verwendung einer Vitamin-D2-Verbindung mit der Formel (I)
    Figure 00800001
    wobei: die Orientierung der X und R1-Gruppen am A-Ring in einer α-Konfiguration vorliegt; A1, A2 und A3 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einfach- und einer Doppelbindung besteht; X, R1, R2, R3 und R5 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxy, einer Hydroxy-Schutzgruppe, einem Alkyl, einem Alkenyl, einem Alkinyl, einem Alkoxy und einer Aryl-Gruppe besteht; und wobei R4 eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenstoff-Kette ist, repräsentiert durch die allgemeine Formel:
    Figure 00800002
    wobei I die oben beschriebene allgemeine Formel repräsentiert; A4 und A5 eine Einfach- oder eine Doppelbindung sind; R5, R6, R7, R8, R9 und R10 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Deuterium, einem Hydroxy, einem Alkyl, einem Alkoxid, einem O-Acyl, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Amin und einer Thiol-Gruppe besteht; R5 und R6 zusammen mit dem Kohlenstoffatom genommen, an das sie gebunden sind, eine Keto-Gruppe bilden; R10 ein Sauerstoffatom ist, wenn A5 eine Doppelbindung ist; R11 und R12 jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Alkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Halogen, einem Hydroxy, einem Haloalkyl und einem Deuteroalkyl besteht; und Z aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Wasserstoff, einem Hydroxyl und einer O-Acyl-Komponente besteht; und wobei n eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 5 ist, in der Herstellung eines Medikamentes zur Behandlung der Rachitis.
  29. Verwendung einer Vitamin-D2-Verbindung mit der Formel (I)
    Figure 00810001
    wobei: die Orientierung der X und R1-Gruppen am A-Ring in einer α-Konfiguration vorliegt; A1, A2 und A3 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einfach- und einer Doppelbindung besteht; X, R1, R2, R3 und R5 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxy, einer Hydroxy-Schutzgruppe, einem Alkyl, einem Alkenyl, einem Alkinyl, einem Alkoxy und einer Aryl-Gruppe besteht; und wobei R4 eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenstoff-Kette ist, repräsentiert durch die allgemeine Formel:
    Figure 00820001
    wobei I die oben beschriebene allgemeine Formel repräsentiert; A4 und A5 eine Einfach- oder eine Doppelbindung sind; R5, R6, R7, R8, R9 und R10 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Deuterium, einem Hydroxy, einem Alkyl, einem Alkoxid, einem O-Acyl, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Amin und einer Thiol-Gruppe besteht; R5 und R6 zusammen mit dem Kohlenstoffatom genommen, an das sie gebunden sind, eine Keto-Gruppe bilden; R10 ein Sauerstoffatom ist, wenn A5 eine Doppelbindung ist; R11 und R12 jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Alkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Halogen, einem Hydroxy, einem Haloalkyl und einem Deuteroalkyl besteht; und Z aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Wasserstoff, einem Hydroxyl und einer O-Acyl-Komponente besteht; und wobei n eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 5 ist, in der Herstellung eines Medikamentes zur Behandlung der Osteitis Fibrosa Cystica.
  30. Verwendung einer Vitamin-D2-Verbindung mit der Formel (I)
    Figure 00820002
    wobei: die Orientierung der X und R1-Gruppen am A-Ring in einer α-Konfiguration vorliegt; A1, A2 und A3 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einfach- und einer Doppelbindung besteht; X, R1, R2, R3 und R5 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxy, einer Hydroxy-Schutzgruppe, einem Alkyl, einem Alkenyl, einem Alkinyl, einem Alkoxy und einer Aryl-Gruppe besteht; und wobei R4 eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenstoff-Kette ist, repräsentiert durch die allgemeine Formel:
    Figure 00830001
    wobei I die oben beschriebene allgemeine Formel repräsentiert; A4 und A5 eine Einfach- oder eine Doppelbindung sind; R5, R6, R7, R8, R9 und R10 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Deuterium, einem Hydroxy, einem Alkyl, einem Alkoxid, einem O-Acyl, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Amin und einer Thiol-Gruppe besteht; R5 und R6 zusammen mit dem Kohlenstoffatom genommen, an das sie gebunden sind, eine Keto-Gruppe bilden; R10 ein Sauerstoffatom ist, wenn A5 eine Doppelbindung ist; R11 und R12 jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Alkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Halogen, einem Hydroxy, einem Haloalkyl und einem Deuteroalkyl besteht; und Z aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Wasserstoff, einem Hydroxyl und einer O-Acyl-Komponente besteht; und wobei n eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 5 ist, in der Herstellung eines Medikamentes zur Behandlung der renalen Osteodystrophie.
  31. Verwendung einer Vitamin-D2-Verbindung mit der Formel (I)
    Figure 00840001
    wobei: die Orientierung der X und R1-Gruppen am A-Ring in einer α-Konfiguration vorliegt; A1, A2 und A3 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einfach- und einer Doppelbindung besteht; X, R1, R2, R3 und R5 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxy, einer Hydroxy-Schutzgruppe, einem Alkyl, einem Alkenyl, einem Alkinyl, einem Alkoxy und einer Aryl-Gruppe besteht; und wobei R4 eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenstoff-Kette ist, repräsentiert durch die allgemeine Formel:
    Figure 00840002
    wobei I die oben beschriebene allgemeine Formel repräsentiert; A4 und A5 eine Einfach- oder eine Doppelbindung sind; R5, R6, R7, R8, R9 und R10 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Deuterium, einem Hydroxy, einem Alkyl, einem Alkoxid, einem O-Acyl, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Amin und einer Thiol-Gruppe besteht; R5 und R6 zusammen mit dem Kohlenstoffatom genommen, an das sie gebunden sind, eine Keto-Gruppe bilden; R10 ein Sauerstoffatom ist, wenn A5 eine Doppelbindung ist; R11 und R12 jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Alkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Halogen, einem Hydroxy, einem Haloalkyl und einem Deuteroalkyl besteht; und Z aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Wasserstoff, einem Hydroxyl und einer O-Acyl-Komponente besteht; und wobei n eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 5 ist, in der Herstellung eines Medikamentes zur Behandlung der Zirrhose.
  32. Verwendung einer Vitamin-D2-Verbindung mit der Formel (I)
    Figure 00850001
    wobei: die Orientierung der X und R1-Gruppen am A-Ring in einer α-Konfiguration vorliegt; A1, A2 und A3 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einfach- und einer Doppelbindung besteht; X, R1, R2, R3 und R5 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxy, einer Hydroxy-Schutzgruppe, einem Alkyl, einem Alkenyl, einem Alkinyl, einem Alkoxy und einer Aryl-Gruppe besteht; und wobei R4 eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenstoff-Kette ist, repräsentiert durch die allgemeine Formel:
    Figure 00860001
    wobei I die oben beschriebene allgemeine Formel repräsentiert; A4 und A5 eine Einfach- oder eine Doppelbindung sind; R5, R6, R7, R8, R9 und R10 jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoff, einem Deuterium, einem Hydroxy, einem Alkyl, einem Alkoxid, einem O-Acyl, einem Halogen, einem Haloalkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Amin und einer Thiol-Gruppe besteht; R5 und R6 zusammen mit dem Kohlenstoffatom genommen, an das sie gebunden sind, eine Keto-Gruppe bilden; R10 ein Sauerstoffatom ist, wenn A5 eine Doppelbindung ist; R11 und R12 jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Alkyl, einem Hydroxyalkyl, einem Halogen, einem Hydroxy, einem Haloalkyl und einem Deuteroalkyl besteht; und Z aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Wasserstoff, einem Hydroxyl und einer O-Acyl-Komponente besteht; und wobei n eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 5 ist, in der Herstellung eines Medikamentes zur Behandlung einer chronischen Nierenkrankheit.
  33. Verwendung nach einem der Ansprüche 4, 5, 8, 9 oder 24-32, wobei die Verbindung 1α(OH)-3-epi-D2, 1α,24-(OH)2-3-epi-D2, 1α,25-(R),26(OH)3-3-epi-D2, 1α,25-(OH)2-3-epi-D2, 1α,25(OH)2-19-nor-3-epi-D2 oder 1α(OH)-19-nor-3-epi-D2, ist.
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