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TECHNISCHES
GEBIET
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Diese Erfindung betrifft allgemein
Estrogen-Antagonisten und -Agonisten und Verbindungen zum Hemmen
von Cytokinen sowie pharmazeutische Zusammensetzungen und Verfahren,
die damit zusammenhängen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Das Estrogen-Hormon besitzt ein breites
Spektrum von Wirkungen auf Gewebe sowohl bei Frauen als auch bei
Männern.
Viele dieser biologischen Wirkungen sind positiv, einschließlich der
Erhaltung der Knochendichte, des kardiovaskulären Schutzes, der Funktion
des zentralen Nervensystems (ZNS) und des Schutzes von Organsystemen
vor den Wirkungen des Alterns. Zusätzlich zu seinen positiven
Wirkungen ist Estrogen jedoch auch eine potenter Wachstumsfaktor
in der Brust und im Endometrium, der das Krebsrisiko erhöht.
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Bis vor kurzem wurde angenommen,
daß Estrogen
sich an einen einzigen Estrogenrezeptor (ER) in Zellen bindet. Wie
unten diskutiert, veränderte
sich diese einfache Auffassung signifikant, als ein zweiter ER (ER-β) kloniert
wurde (wobei der ursprüngliche
ER in ER-α umbenannt
wurde) und als Cofaktoren entdeckt wurden, die die ER-Reaktion modulieren.
Liganden können
sich an zwei unterschiedliche ERs binden, die sich, bei Vorhandensein
von gewebespezifischen Coaktivatoren und/oder Corepressoren, an
ein Estrogen-Reaktionselement
in der regulatorischen Region von Genen oder an andere Transkriptionsfaktoren
binden. Angesichts der Komplexität
der ER-Signalübertragung,
zusammen mit der gewebespezifischen Expression von ER-α und ER-β und seinen
Cofaktoren, ist nunmehr anerkannt, daß ER-Liganden als Estrogen-Agonisten
und -Antagonisten wirken können,
die die positiven Wirkungen von Estrogen in einer gewebespezifischen
An und Weise nachahmen oder die negativen Wirkungen blockieren.
Dies hat zur Entdeckung einer vollständig neuen Klasse von Arzneimitteln
geführt,
die als Selektive Estrogenrezeptor-Modulatoren oder SERMs bezeichnet werden.
In diesen Arzneimitteln haben signifikantes Potential für die Verhinderung
und/oder Behandlung von Krebs und Osteoporose sowie kardiovaskulären Erkrankungen
und neurodegenerativen Erkrankungen wie etwa Alzheimer-Krankheit.
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Knochenresorbierende Erkrankungen,
wie etwa Osteoporose, sind schwächende
Zustände,
die eine breite Bevölkerung
befallen und für
die es nur begrenzte Behandlung gibt. Osteoporose befällt zum
Beispiel etwa 50% der Frauen oder etwa 10% der Männer im Alter von über 50 in
den Vereinigten Staaten. Bei Patienten mit Osteoporose führt erhöhter Verlust
an Knochenmasse zu brüchigen
Knochen und, als ein Ergebnis, zu erhöhtem Risiko von Knochenbrüchen. Weitere
Knochenresorptionserkrankungen, wie etwa Paget-Krankheit und metastatischer
Knochenkrebs, zeigen ähnliche
Symptome.
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Knochen ist ein lebendes Gewebe,
das mehrere unterschiedliche Typen von Zellen enthält. Bei
gesunde Individuen steht die Knochenmasse, die von den Osteoblasten
produziert wird, im Gleichgewicht mit der Knochenmasse, die von
den Osteoblasten entfernt oder resorbiert wird. Bei Patienten, die
an einer knochenresorbierenden Erkrankung leiden, besteht ein Ungleichgewicht
in der Funktion dieser zwei Typen von Zellen. Vielleicht das am
besten bekannte Beispiel für
ein solches Ungleichgewicht ist der schnelle Anstieg der Knochenresorption,
der bei postmenopausalen Frauen auftritt. Ein solcher beschleunigter
Knochenverlust wird Estrogen-Mangel in Zusammenhang mit der Menopause
zugeschrieben. Der Mechanismus, wie der Verlust von Estrogen zu
erhöhter
Knochenresorption führt,
ist jedoch lange debattiert worden.
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Vor kurzem haben Forscher vorgeschlagen,
daß ein
Anstieg der knochenresorbierenden Cytokine, wie etwa Interleukin-1
(IL-1) und Tumornekrosefaktor (TNF), verantwortlich sein könnte für postmenopausalen Knochenverlust
(Kimble et al., J. Biol. Chem. 271: 28890-28897, 1996) und daß Inhibitoren dieser Cytokine Knochenverlust
im Anschluß an
Ovariektomie bei Nagern teilweise verringern können (Pacifici, J. Bone Miner Res.
11: 1043-1051, 1996).
Weiter ist berichtet worden, daß das
Absetzen von Estrogen zu einem Anstieg der IL-6-Sekretion durch
murines Knochenmark und Knochenzellen führt (Girasole et al., J. Clin.
Invest. 89: 883–891,
1992; Jilka et al., Science 257: 88–91, 1992; Kimble et al., Endocrinology
136: 3054–3061,
1995; Passeri et al., Endocrinology 133: 822–828, 1993), Antikörper gegen
IL-6 den Anstieg der Osteoblasten-Vorläufer hemmen können, der
in Mäusen
mit Estrogen-Mangel auftritt (Girasole et al., aaO) und Knochenverlust im
Anschluß an
Ovariektomie bei transgenen Mäusen,
denen IL-6 fehlt, nicht auftritt (Poli et al.; EMBO J. 13: 1189–1196, 1994).
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Existierende Behandlungen zur Verlangsamung
von Knochenverlust umfassen im allgemeinen die Verabreichung von
solchen Verbindungen wie Estrogen, Bisphosphonaten, Calcitonin und
Raloxifen. Diese Verbindungen werden jedoch im allgemeinen für Langzeitbehandlungen
eingesetzt und haben unerwünschte Nebenwirkungen.
Weiter sind solche Behandlungen typischerweise auf die Aktivität von reifen
Osteoclasten statt auf die Verringerung ihrer Bildung gerichtet.
Estrogen induziert zum Beispiel die Apoptose von Osteoclasten, während Calcitonin
bewirkt, daß die
Osteoclasten schrumpfen und sich von der Oberfläche des Knochens lösen (Hughes
et al., Nat. Med. 2: 1132–1136,
1996; Jilka et al., Exp. Hematol. 23 :500–506, 1995). In ähnlicher Weise
verringern Bisphosphonate die Osteoclasten-Aktivität, verändern deren Morphologie und
erhöhen
die Apoptose von Osteoclasten (Parfitt et al., J. Bone Miner 11:
150–159,
1996; Suzuki et al., Endocrinology 137: 4685–4690, 1996).
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Man glaubt auch, daß Cytokine
eine wichtige Rolle in einer Reihe von Krebserkrankungen spielen.
Im Zusammanhang mit Prostatakrebs haben Forscher zum Beispiel gezeigt,
daß IL-6
ein Autokrin/Parakrin-Wachstumsfaktor ist (Seigall et al., Cancer
Res. 50: 7786, 1999), das Überleben
von Tumoren unterstützt (Okamoto
et al., Cancer Res. 57: 141–146,
1997), und daß Neutralisieren
von IL-6-Antikörpern
Zellproliferation verringert (Okamoto et al., Endocrinology 138:
5071–5073,
1997; Borsellino et al., Proc. Annu. Meet. Am. Assoc. Cancer Res.
37: A2801, 1996). Ähnliche
Ergebnisse sind für
IL-6 im Hinblick auf multiples Myelom (Martinez-Maza et al., Res.
Immunol. 143: 764–769,
1992; Kawano et al., Blood 73: 517–526, 1989; Zhang et al., Blood
74: 11–13,
1989; Garrett et al., Bone 20: 515–520, 1997; und Klein et al.,
Blood 78: 1198–12–4, 1991), Nierenzellcarcinom
(Koo et al., Cancer Immunol. 35: 97–105, 1992; Tsukamoto et al.,
J. Urol. 148: 1778–1782, 1992;
und Weissglas et al., Endocrinology 138: 1879–1885, 1997) und Cervixcarcinom
(Estuce et al., Gynecol. Oniol. 50: 15–19, 1993; Tartour et al.,
Cancer Res. 54: 6243–6248,
1994; und Iglesias et al., Am. J. Pathology 146: 944– 952, 1995)
berichtet wurden.
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Überdies
glaubt man auch, daß IL-6
involviert ist bei Arthritis, insbesondere bei Adjuvans-, Collagen- und
Antigen-induzierter Arthritis (Alonzi et al., J. Exp. Med. 187:
146–148,
1998; Ohshima et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95: 8222–8226, 1998;
und Leisten et al., Clin. Immunol. Immunopathol 56: 108–115, 1990), und
es ist über
Anti-IL-6-Antikörper
für die
Behandlung von Arthritis berichtet worden (Wendung et al., J. Rheumatol.
20: 259–262,
1993). Überdies
ist gezeigt worden, daß Estrogen
die Suppresion von experimenteller Autoimmun-Enzephalomyelitis und
Collagen-induzierter Arthritis in Mäusen induziert (Jansson et
al., Neuroimmunol 53: 203–207,
1994).
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Wie oben angemerkt, ist bisher angenommen
worden, daß Estrogen
sich an einen einzigen Estrogenrezeptor (ER) in Zellen bindet, wodurch
Konformationsveränderungen
bewirkt werden, die zur Freisetzung von Wärmeschockproteinen und Bindung
des Rezeptors als einem Dimer an das sogenannte Estrogen-Reaktionselement
in der Promoterregion einer Vielzahl von Genen führt. Weiter haben Pharmakologen
im allgemeinen geglaubt, daß nichtsteroide
kleinmolekulare Liganden um die Bindung von Estrogen an ER konkurrieren,
wobei sie als entweder Antagonisten oder Agonisten in jedem Gewebe
wirken, in dem der Estrogenrezeptor exprimiert wird. Somit sind
solche Liganden traditionellerweise als entweder reine Antagonisten
oder Agonisten klassifiziert worden. Man glaubt nicht länger, daß dies richtig
ist.
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Vielmehr ist nunmehr bekannt, daß Estrogen
die Zellpharmakologie durch Genexpression moduliert und daß die Estrogenwirkung
durch die Estrogenrezeptoren vermittelt wird. Wie oben angegeben,
gibt es gegenwärtig
zwei Estrogenrezeptoren, ER-α und
ER-β. Die
Wirkung des Estrogenrezeptors auf die Genregulation kann durch eine
direkte Bindung von ER an das Estrogen-Reaktionselement (ERE) – "klassischer Weg" (Jeltsch et al.,
Nucleic Acids Res. 1: 1401–1414,
1987; Bodine et al., Endocrinology 139: 2048–2057, 1998), Bindung von ER
an andere Transkriptionsfaktoren wie etwa NF-κB, C/EBP-β oder AP-1 – "nicht-klassischer Weg" (Stein et al., Mol.
Cell Biol. 15: 4971–4979,
1995; Paech et al., Science 277: 1508–1510, 1997; Duan et al., Endocrinology
139: 1981–1990,
1998) und durch nicht-genomische Wirkungen, die Ionenkanalrezeptoren miteinbeziehen
(Walters et al., Endocrinology 138: 4030–4033, 1997; Improta-Brears
et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96: 4686–4691, 1999; Gu et al., Endocrinology
140: 660–666,
1999; Beyer et al., Eur. J. Neurosci. 10: 255–262, 1998), vermittelt werden.
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Der Fortschritt über die letzten paar Jahre
hat gezeigt, daß ER
sich mit Coaktivatoren (z. B. SRC-1, CBP und SRA) und Corepressoren
(z. B. SMRT und N-CoR) assoziiert, die ebenfalls die Transkriptionsaktivität von ER
in einer gewebespezifischen und ligandenspezifischen An und Weise
modulieren. Zusätzlich
legen Belege nunmehr nahe, daß die
Mehrzahl von Estrogen-regulierten Genen ein klassisches Estrogen-Reaktionselement
nicht besitzen. In solchen Fällen
tritt ER mit den Transkriptionsfaktoren in Wechselwirkung, die kritisch für die Regulierung
dieser Gene sind. Transkriptionsfaktoren, von denen bekannt ist,
daß sie
in ihrer Aktivität durch
ER moduliert werden, schließen
zum Beispiel AP-1, NK-κB,
CEBP und Sp-1 ein.
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Angesichts der Komplexität der ER-Signalübertragung
sowie der verschiedenen Typen von Gewebe, die ER und seine Cofaktoren
exprimieren, glaubt man nunmehr, daß ER-Liganden nicht länger einfach
als entweder reine Antagonisten oder Agonisten klassifiziert werden
können.
Daher ist der Begriff "Selektiver
Estrogenrezeptor-Modulator" (SERM)
geprägt
worden. SERMs binden sich an ER, können aber als ein Agonist oder Antagonist
von Estrogen in verschiedenen Geweben und auf verschiedene Gene
wirken. Zwei der am besten bekannten Arzneimittel, die sich als
SERMs verhalten, sind Tamoxifen und Raloxifen. Studien mit diesen
zwei Verbindungen sowie anderen SERMs, die gegenwärtig in
der Entwicklung sind, haben gezeigt, daß die Affinität eines
SERM für
seinen Rezeptor in vielen Fällen
nicht mit seiner biologischen Aktivität korreliert. Daher haben Ligandenbindungstests,
die traditionellerweise beim Screening auf neue ER-Modulatoren verwendet
werden, nicht zwischen Gewebeselektivität und Agonisten/Antagonisten-Verhalten
unterschieden.
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Vor kurzem ist ein zweiter Estrogenrezeptor,
ER-β, identifiziert
und kloniert worden (Katzenellenbogen und Korach Endocrinology 138:
861–2
(1997); Kuiper et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93, 5925–5930, 1996; Mosselmann
et al., FEBS Lett., 392, 49–53,
1996). ER-β und
der klassische ER, umbenannt als ER-α, haben signifikant unterschiedliche
Aminosäuresequenzen
in der Ligandenbindungsdomäne
und den Carboxy-terminalen Transaktivierungsdomänen (~56% Aminosäureidentität) und nur
20% Homologie in ihrer Amino-terminalen Transaktivierungsdomäne. Dies
legt nahe, daß einige
Liganden höhere
Affinität
zu einem Rezeptor gegenüber
dem anderen haben können.
Weiter werden ligandenabhängige
Konformationsveränderungen
der zwei Rezeptoren, und Wechselwirkung mit Cofaktoren, zu sehr
unterschiedlichen biologischen Wirkungen eines einzelnen Liganden
führen.
Mit anderen Worten könnte
ein Ligand, der als ein Agonist auf ER-α wirkt, sehr wohl als ein Antagonist
auf ER-β dienen.
Ein Beispiel für
ein solches Verhalten ist beschrieben worden von Paech et al. (Science
277, 1508–1510,
1997). In diesem Artikel wird berichtet, daß Estrogen eine AP-1-Stelle in
Gegenwart von ER-α aktiviert,
aber dieselbe Stelle in Gegenwart von ER-β hemmt. Im Gegensatz dazu stimulieren
Raloxifen (Eli Lilly & Co.)
und Tamoxifen und ICI-182,780 (Zeneca Pharamceuticals) die AP-1-Stelle durch
ER-β, aber
hemmen diese Stelle in Gegenwart von ER-α. Ein weiteres Beispiel ist
von Sun et al. (Endocrinology 140, 800–4, 1999) beschrieben worden.
In diesem Artikel wird berichtet, daß das R,R-Eanantiomer eines
Tetrahydrochrysens ein Agonist auf ER-α ist, aber ein kompletter Antagonist
auf ER-β,
während
das S,S-Enantioer ein Agonist auf beiden Rezeptoren ist.
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Überdies
haben ER-α und
ER-β sowohl überlappende
als auch unterschiedliche Gewebeverteilungen, wie überwiegend
mit RT-PCR oder in-situ-Hybridisierung analysiert, aufgrund des
Fehlens von guten ER-β-Antikörpern. Einige
dieser Ergebnisse sind jedoch widersprüchlich, was dem zur Messung
von ER verwendeten Verfahren, der analysierten Spezies (Ratte, Maus,
Mensch) und/oder dem Differenzierungsstadium der isolierten Primärzellen
zugeschrieben werden könnte.
Sehr oft exprimieren Gewebe sowohl ER-α als auch ER-β, aber die
Rezeptoren sind in unterschiedlichen Zelltypen lokalisiert. Zusätzlich enthalten
einige Gewebe (wie etwa Niere) ausschließlich ER-α, während andere Gewebe (wie etwa
Gebärmutter,
Hirnanhangdrüse
und Nebenhoden) ein großes
Vorherrschen von ER-α zeigen
(Couse et al., Endocrinology 138, 4613–4321, 1997; Kuiper et al.,
Endocrinology 138, 863–870,
1997). Im Gegensatz dazu schließen
Gewebe, die hohe Gehalte an ER-β exprimieren,
Prostata, Hoden, Eierstöcke
und bestimmte Bereiche des Gehirns ein (Brandenberger et al., J.
Clin. Endocrinol. Metab. 83, 1025–8, 1998; Enmark et al., J.
Clinic. Endocrinol. Metabol. 82, 4258–4265, 1997; Laflamme et al.,
J. Neurobiol. 36, 357–78,
1998; Sar und Welsch, Endocrinology 140, 963–71, 1999; Shughrue et al.,
Endocrinology 138, 5649–52,
1997a; Shughrue et al., J. Comp. Neurol. 388, 507–25, 1997b).
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Die Entwicklung von ER-α(Korach,
Science 266, 1524–1527,
1994)- und ER-β(Krege
et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95, 15677–82, 1998)-Knockout-Mäusen zeigt
weiter, daß ER-β unterschiedliche
Funktionen in unterschiedlichen Geweben hat. ER-α-Knockout-Mäuse (männlich und weiblich) sind zum
Beispiel unfruchtbar, Weibchen zeigen keine sexuelle Empfänglichkeit
und Männchen
haben kein typisch männlich-aggressives Verhalten
(Cooke et al., Biol. Reprod. 59, 470–5, 1998; Das et al., Proc.
Natl. Acad. Sci. USA 94, 12786–12791, 1997;
Korach, 1994; Ogawa et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94, 1476–81, 1997;
Rissman et al., Endocrinology 138, 507–10, 1997a; Rissman et al.,
Horm. Behav. 31, 232–243,
1997b). Weiter reagieren die Gehirne dieser Tiere auf Estrogen noch
in einem Muster, das ähnlich
ist zu demjenigen von Wildtieren (Shughrue et al., Proc. Natl. Acad.
Sci. USA 94, 11008–12,
1997c), und Estrogen hemmt noch Gefäßverletzung, die durch mechanische
Schädigung
verursacht wird (Iafrati et al., Nature Med. 3, 545–8, 1997).
Im Gegensatz dazu entwickeln sich Mäuse, denen ER-β fehlt, normal,
sind fruchtbar und zeigen normales sexuelles Verhalten, haben aber
weniger und kleinere Würfe
als Wildmäuse
(Krege et al., 1998), haben normale Brustentwicklung und normale
Laktation. Man glaubt, daß die
Verringerung der Fertilität
das Ergebnis verringerter Eierstockleistungsfähigkeit ist und ER-β ist die
vorherrschende Form von ER im Eierstock, lokalisiert in den Granulosa-Zellen
von reifenden Follikeln.
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Zusammenfassend sind Verbindungen,
die als Estrogen-Antagonisten oder -Agonisten dienen, lange anerkannt
gewesen für
ihre signifikante pharmazeutische Nützlichkeit bei der Behandlung
einer breiten Vielfalt von mit Estrogen zusammenhängenden
Zuständen,
einschließlich
Zuständen,
die im Zusammenhang stehen mit dem Gehirn, dem Knochen, dem kardiovaskulären System,
der Haut, den Haarfollikeln, dem Immunsystem, der Blase und der
Prostata (Barkhem et al., Mol. Pharmacol. 54, 105–12, 1998;
Farhat et al., FASEB J. 10, 615-624,
1996; Gustafsson, Chem. Biol. 2, 508–11, 1998; Sun et al., 1999;
Tremblay et al., Endocrinology 139, 111–118, 1998; Turner et al.,
Endocrinology 139, 3712–20,
1998). Zusätzlich
ist beschrieben worden, daß eine
Vielzahl von Brust- und Nicht-Brust-Krebszellen ER exprimieren und
als das Zielgewebe für
spezifische Estrogen-Antagonisten dienen (Brandenberger et al.,
1998; Clinton und Hua, Crit. Rev. Oncol. Hematol. 25, 1–9, 1997;
Hata et al., Oncology 55 Suppl 1, 35–44, 1998; Rohlff et al., Prostate
37, 51–9,
1998; Simpson et al., J Steroid Biochem Mol Biol 64, 137–45, 1998;
Yamashita et al., Oncology 55 Suppl 1, 17-22, 1998).
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In den letzten Jahren sind eine Reihe
von sowohl steroiden als auch nicht-steroiden Verbindungen entwickelt
worden, die in Wechselwirkung mit ER treten. Tamoxifen war zum Beispiel
ursprünglich
entwickelt worden als ein Anti-Estrogen und wurde verwendet für die Behandlung
von Brustkrebs, aber vor kurzem ist festgestellt worden, daß es als
ein teilweiser Estrogen-Agonist in der Gebärmutter, in den Knochen und
dem kardiovaskulären
System wirkt. Raloxifen ist eine weitere Verbindung, die als ein
SERM vorgeschlagen worden ist, und ist zur Behandlung von Osteoporose
zugelassen worden.
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Analoge von Raloxifen sind ebenfalls
berichtet worden (Grese et al., J. Med. Chem. 40: 146-167, 1997).
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Für
Verbindungen auf Cumarin-Basis sind eine Reihe von Strukturen vorgeschlagen
worden, einschließlich
der folgenden: Roa et al., Synthesis 887–888, 1981; Buu-Hoi et al.,
J. Org. Chem. 19: 1548–1552, 1954;
Gupta et al., Indian J. Exp. Biol. 23: 638–640, 1985; Veröffentlichte
PCT-Anmeldung Nr. WO 96/31206; Verma et al., Indian J. Chem. 32B:
239-243, 1993; Lednicer
et al., J. Med. Chem. 8: 725–726,
1965; Micheli et al., Coumestrol, Plant Phenolics and Synthetic
Estrogens 5: 321–335,
1962; Brandt et al., Int. J. Quantum Chemistry: Quantum Biol. Symposia
13: 155–165,
1986; Wani et al., J. Med. Chem. 18: 982–985, 1975; Pollard et al.,
Steroids 11: 897–907,
1968.
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Demgemäß besteht ein Bedürfnis in
der Technik nach Estrogen-Antagonisten und -Agonisten im allgemeinen
und nach Verbindungen, die Cytokine hemmen, insbesondere IL-6, im
Besonderen, einschließlich pharmazeutischer
Zusammensetzungen, die solche Verbindungen enthalten, sowie Verfahren,
die mit der Verwendung derselben zusammenhängen. Die vorliegende Erfindung
erfüllt
diese Bedürfnisse
und liefert weitere damit zusammenhängende Vorteile.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Kurz gesagt betrifft die vorliegende
Erfindung allgemein Estrogen-Antagonisten und/oder -Agonisten, einschließlich pharmazeutischer
Zusammensetzungen, die dieselben enthalten, sowie Zusammensetzungen zur
Verwendung in Verfahren zur Behandlung von mit Estrogen zusammenhängenden
Zuständen.
Solche Zustände
werden unten spezifischer diskutiert und schließen im allgemeinen Fettleibigkeit,
Brustkrebs, Osteoporose, Endometriose, kardiovaskuläre Erkrankung,
Prostatakrebs, menopausales Syndrom, Haarausfall (Alopezie), Typ-II-Diabetes,
Alzheimer-Krankheit, Harninkontinenz, GI-Trakt-Zustände, Spermatogenese,
Gefäßschutz
nach Verletzung, Endometriose, Lernen und Gedächtnis, ZNS-Effekte, Plasmalipidspiegel, Akne, Katarakte,
Hirsutismus, andere feste Krebserkrankungen (wie etwa Dickdarm,
Lunge, Eierstock, Melanom, ZNS und Niere), multiples Myenom und
Lymphom ein (sind aber nicht hierauf beschränkt).
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In einer spezifischeren Ausführungsform
betrifft diese Erfindung Verbindungen zum Hemmen von Cytokinen,
wie etwa Interleukin-6 (IL-6), und deren Verwendung in Verfahren,
die mit der Behandlung von Zuständen
zusammenhängen,
die damit assoziiert sind, sowie pharmazeutische Zusammensetzungen,
die eine oder mehrere der Verbindungen dieser Erfindung enthalten.
In diesem Zusammenhang schließt
das Behandeln von Zuständen,
die mit erhöhten
Gehalten von Cytokinen assoziiert sind, Verfahren zur Behandlung
von Krebs, Arthritis und knochenresorbierenden Erkrankungen ein
(ist aber nicht darauf beschränkt),
insbesondere zur Verringerung der Bildung von Osteoclasten und/oder
zum Blockieren der Cytokinproduktion im Zusammenhang mit Osteoporose.
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Die Verbindungen dieser Erfindung
haben die folgende allgemeine Struktur
in der R
1,
R
2, R
3, n und p
sind wie in der folgenden detaillierten Beschreibung definiert,
einschließlich
Stereoisomeren, Prodrugs und pharmazeutische annehmbaren Salzen
derselben.
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Wie oben angemerkt, sind die Verbindungen
dieser Erfindung über
einen breiten Bereich von therapeutischen und prophylaktischen Anwendungen
nützlich
und können
verwendet werden, um eine Vielzahl von Erkrankungen zu behandeln,
die mit Knochenresorption zusammenhängen, sowie zur Behandlung
von Krebs und Athritis. Solche Verfahren umfassen die Verabreichung
einer wirksamen Menge einer Verbindung dieser Erfindung, vorzugsweise
in der Form einer pharmazeutischen Zusammensetzung, an ein Tier
(einschließlich eines
Menschen), das dieser bedarf.
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In einer weiteren Ausführungsform
werden Verfahren zur Modulation von Zellen und/oder Geweben offenbart,
die ER exprimieren, indem die Zelle und/oder das Gewebe mit einer
wirksamen Menge einer Verbindung von Struktur (I) in Kontakt gebracht
wird. In einer Ausführungsform
ist die Zelle und/oder das Gewebe diejenige (dasjenige) von Knochen,
Blase, Gebärmutter,
Eierstock, Prostata, Hoden, Nebenhoden, Gastrointestinal(GI)-Trakt,
Niere, Brust, Herz, Gefäßwand, Immunsystem,
Lunge, Auge, Hirnanhangdrüse,
Hippocampus oder Hypothalamus.
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In noch einer weiteren Ausführungsform
offenbart die vorliegende Beschreibung Verfahren zur Behandlung
eines mit Estrogen zusammenhängenden
Zustandes durch Verabreichung einer wirksamen Menge einer Verbindung
von Struktur (I) an ein warmblütiges
Tier, das dieser bedarf, formuliert als eine pharmazeutische Zusammensetzung,
die zur Verabreichung an das Tier geeignet ist. In repräsentativen
Ausführungsformen
ist der mit Estrogen zusammenhängende
Zustand Brustkrebs, Osteoporose, Endometriose, Atherosklerose, kardiovaskuläre Erkrankung,
Hypercholesterolämie,
Prostatahypertrophie, Fettleibigkeit, Prostatakrebs, menopausale
Syndrome, Typ-II-Diabetes, Alzheimer-Krankheit, Harninkontinenz,
GI-Trakt-Zustände,
Spermatogenese, Gefäßschutz
nach Verletzung, Endometriose, Lernen und Gedächtnis, ZNS-Effekte, Plasmalipidspiegel,
Akne, Hirsutismus, andere feste Krebserkrankungen (wie etwa Dickdarm,
Lunge, Eierstock, Melanom, ZNS und Niere), multiples Myelom, Lymphom,
Prostatakarzinome, Fettleibigkeit, Hitzewallungen, Katarakte, Hauteffekte,
Gemütsschwankungen,
Gedächtnisverlust
und/oder nachteilige Reproduktionswirkungen, die mit der Einwirkung
von Umweltchemikalien oder natürlichen
hormonellen Ungleichgewichten assoziiert sind.
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Diese und weitere Aspekte dieser
Erfindung werden bei Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung
und die beigefügten
Zeichnungen deutlich werden. Zu diesem Zweck sind hierin verschiedene
Literaturstellen angegeben, die bestimmte Aspekte dieser Erfindung
detaillierter beschreiben und die hierdurch durch Bezugnahme in
ihrer Gesamtheit mit einbezogen sind.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1A und 1B veranschaulichen die Aktivität einer
repräsentativen
Verbindung dieser Erfindung, um die Produktion von IL-6 bzw. GM-CSF
zu hemmen.
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2 veranschaulicht
die Aktivität
einer repräsentativen
Verbindung dieser Erfindung, um die IL-6-Produktion in Synoviocyten
bei rheumatoider Arthritis zu hemmen.
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3 veranschaulicht
die Aktivität
einer repräsentativen
Verbindung dieser Erfindung, um Brustkrebs-Proliferation zu hemmen.
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4 veranschaulicht
die Aktivität
einer repräsentativen
Verbindung dieser Erfindung, um eine Prostatakrebszelllinie zu hemmen.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Wie oben erwähnt, betrifft diese Erfindung
allgemein Estrogen-Antagonisten und -Agonisten und Verbindungen
zum Hemmen von Cytokinen – d.
h. von Zellen produzierten Proteinen, die die Funktion dieser Zelle oder
anderer Zellen verändern – insbesondere
Interleukin-6 (IL-6). Die Verbindungen an dieser Erfindung haben
die folgende allgemeine Struktur (I):
einschließlich Stereoisomeren und pharmazeutisch
annehmbaren Salzen derselben,
wobei:
n 0, 1, 2, 3 oder
4 ist;
p 0, 1 oder 2 ist;
R
1 ein
unsubstituiertes oder substituierets C
6-12-Ary1,
C
7-12-Arylalkyl, C
3-12-Heterocyclus
oder
C
4-16-Heterocycloalkyl ist;
R
2 NR
aR
b ist,
wobei R
a und R
b unabhängig Wasserstoff,
C
6-12-Ary1 oder Heterocyclus sind und wobei
R
a und R
b fakultativ
substituiert sind mit bis zu drei Substituenten, die unabhängig ausgewählt sind
aus C
1-6-Alkyl, Halogen, C
1-6-Alkoxy,
Hydroxy und Carboxyl;
oder R
2 ein heterocyclischer
Ring der folgenden Struktur ist:
wobei
m
1 und
m
2 unabhängig
0, 1 oder 2 sind und sowohl m
1 als auch
m
2 nicht 0 sind,
A CH
2,
O, S oder NH ist,
Z 0, 1, 2 oder 3 Substituenten des heterocyclischen
Rings darstellt, die ausgewählt
sind aus Halogen, C
1-8-Alkyl, C
1-12-Aryl,
C
7-12-Arylalkyl, C
3-12-Heterocyclus oder
C
4-16-Heterocycloalkyl,
und wobei jedes
Wasserstoffatom auf dem heterocyclischen Ring, zusammengenommen
mit einem Wasserstoffatom an einem benachbarten Atom des heterocyclischen
Rings, eine Doppelbindung bilden kann;
R
4 und
R
5 unabhängig
C
1-8-Alkyl, C
6-12-Aryl,
C
7-12-Aralkyl oder ein fünf- oder sechsgliedriger Heterocyclus,
der bis zu zwei Heteroatome enthält,
die ausgewählt
sind aus O, NR
6 oder S(O)
q,
sind, wobei jede der obigen Gruppen fakultativ substituiert ist
mit einem bis drei Substituenten, die unabhängig ausgewählt sind aus R
7,
und q 0, 1 oder 2 ist;
R
6 Wasserstoff
oder C
1-4-Alkyl ist; und
R
7 Wasserstoff,
Halogen, Hydroxy, C
1-6-Alkyl, C
1-4-Alkoxy,
C
1-4-Acyloxy, C
1-4-Thio,
C
1-4-Alkylsulfinyl,
C
1-4-Alkylsulfonyl, (Hydroxy)-C
1-4-alkyl,
C
6-12-Aryl, C
7-12-Aralkyl,
COOH, CN, CONHOR
8, SO
2NHR
8, NH
2, C
1-4-Alkylamino, C
1-4-Dialkylamino,
NHSO
2R
8, NO
2 oder ein fünf- oder sechsgliedriger Heteroyclus
ist, wobei jedes Auftreten von R
8 unabhängig C
1-6-Alkyl
ist.
-
Wie hierin verwendet, ist ein "C6-12-Aryl" eine aromatische
Einheit, die von 6 bis 12 Kohlenstoffatome enthält. In einer Ausführungsform
ist das C6-12-Aryl ausgewählt aus
(aber nicht hierauf beschränkt)
Phenyl, Tetralinyl und Naphthalinyl.
-
Ein "C7-12-Aralkyl" ist ein Aren, das
von 7 bis 12 Kohlenstoffatome enthält, und hat sowohl aliphatische als
auch aromatische Einheiten. In einer Ausführungsform ist das C7-12-Aralkyl ausgewählt aus (aber nicht hierauf
beschränkt)
Benzyl, Ethylbenzyl (d. h. -(CH2)2Phenyl), Propylbenzyl und Isobutylbenzyl.
-
Ein "C3-12-Heterocyclus" ist eine Verbindung,
die einen Ring enthält,
der aus mehr als einer An von Atom besteht und der 3 bis 12 Kohlenstoffatome
enthält,
einschließlich
(aber nicht hierauf beschränkt)
Pyrrolyl, Furanyl, Thienyl, Imidazolyl, Oxazolyl, Thiazolyl, Pyrazolyl,
Pyrrolidinyl, Pyridinyl, Pyrimidinyl und Purinyl.
-
Ein "C4-16-Heterocycloalkyl" ist eine Verbindung,
die einen C3-12-Heterocyclus, verknüpft mit
einem C1-8-Alkyl, enthält.
-
Ein "C1-8-Alkyl" ist eine geradkettige
oder verzweigte Kohlenstoffkette, die von 1 bis 8 Kohlenstoffatome enthält, einschließlich (aber
nicht hierauf beschränkt)
Methyl, Ethyl und n-Propyl.
In ähnlicher
Weise hat "C1-x-Alkyl" dieselbe
Bedeutung, wobei aber "x" die Anzahl von Kohlenstoffatomen
unterhalb von 8 darstellt, wie etwa C1-6-Alkyl.
-
Eine "substituierte" C1-x-Alkyl-,
C6-12-Aryl-, C7-12-Aralkyl-,
C3-12-Heterocyclus- oder C4-16-Heterocycloalkyl-Einheit
ist eine C1-x Alkyl-, C6-12-Aryl-,
C7-12-Aralkyl-, C3-12-Heterocyclusoder
C4-16-Heterocycloalkyl-Einheit, bei der
wenigstens ein Wasserstoffatom durch einen Substituenten ersetzt
ist.
-
Ein "Substituent" ist eine Einheit, die ausgewählt ist
aus Halogen, -OH, -R',
-OR', -COOH, -COOR, -COR', -CONH2,
-NH2, -NHR', -NR'R',
-SH, -SR', -SOOR', -SOOH und -SOR', wobei jedes Auftreten
von R' unabhängig ausgewählt ist
aus einem unsubstituierten oder substituierten C1-8-Alkyl,
C6-12-Aryl, C7-12-Aralkyl, C3-12-Heterocyclus oder C4-16-Heterocycloalkyl.
-
Ein "Halogen" ist Fluor, Chlor, Brom oder Iod.
-
In einer Ausführungsform ist A des heterocyclischen
Rings R2 CH2, ist
m1 1 und ist m2 0
oder 1, wie dargestellt durch die folgenden Strukturen (i) und (ii):
-
-
In den Strukturen (i) und (ii) oben
sollte angemerkt werden, daß die
Wasserstoffatome nicht dargestellt sind, um klarzustellen, daß der (die)
fakultative(n) Z-Substituent(en) an irgendeinem Atom des heterocyclischen
Rings sitzen kann (können)
und daß der
Punkt der Bindung an Struktur (I) durch ein Kohlenstoff- oder Stickstoffatom
sein kann.
-
So schließt R
2,
in spezifischeren Ausführungsformen
der Strukturen (i) und (ii), in denen Z vorhanden ist, die folgenden
Strukturen (iii) bis (vi) ein:
worin Z zum Beispiel Methyl
ist.
-
In einer weiteren Ausführungsform
ist A des heterocyclischen Rings R2 O oder
NH, ist m1 1 und m2 0 oder
1, wie dargestellt durch zum Beispiel die folgenden Strukturen (vii)
und (viii):
-
-
Wie bei den Strukturen (i) und (ii)
oben sind in den Strukturen (vii) und (viii) die Wasserstoffatome
nicht dargestellt, um klarzustellen, daß der (die) fakultative(n)
Z-Substituent(en)
in irgendeinem Atom des heterocyclischen Rings sitzen kann (können) und
daß der
Punkt der Bindung an Struktur (I) durch ein Kohlenstoff- oder Stickstoffatom
sein kann.
-
Zusätzlich zu den oben dargestellten
Strukturen kann jedes Wasserstoffatom des heterocyclischen Rings
zusammengenommen mit einem Wasserstoffatom, das an ein benachbartes
Atom des heterocyclischen Rings gebunden ist, eine Doppelbindung
bilden. Im Hinblick auf die Struktur (vii) oben schließen entsprechende
ungesättigte
Analoge zum Beispiel die folgenden Strukturen (ix), (x) und (xi)
ein:
-
-
In einer Ausführungsform dieser Erfindung
ist R
1 ein unsubstituiertes oder substituiertes
Phenyl und die Verbindungen dieser Erfindung haben die folgende
Struktur (II):
wobei X einen oder mehrere
fakultative Substituenten, wie oben definiert, darstellt und R
2, R
3, n und p sind, wie
oben definiert.
-
In spezifischeren Ausführungsformen
der Strukturen (II) und (III) haben repräsentative Verbindungen dieser
Erfindung die folgende Struktur (IV):
wobei A, X, Z, m
1,
m
2, n und p sind, wie oben definiert. (IV)
-
In einer weiteren Ausführungsform
von Struktur (IV) sind m
1, m
2 und
p 1, ist A CH
2, ist der fakultative Z-Substituent
nicht vorhanden und ist n 2, und Verbindungen dieser Erfindung haben
die folgende Struktur (V):
wobei X einen oder mehrere
fakultative Substituenten darstellt, wie oben definiert.
-
In einer spezifischeren Ausführungsform
ist X entweder (a) nicht vorhanden oder (b) stellt einen einzelnen
Substituenten dar, wie etwa einen einzelnen Substituenten in der
para- Position. Demgemäß schließen repräsentative
Verbindungen dieser Erfindung (aber nicht hierauf beschränkt) Verbindungen
mit den folgenden Strukturen (VIa) und (VIb) ein:
wobei X in Struktur (VIb)
ein Halogen darstellt, wie etwa Fluor oder Chlor.
-
Die Verbindungen dieser Erfindung
können
von einem Fachmann auf dem Gebiet der organischen Synthese mit bekannten
Techniken hergestellt werden sowie mit Synthesewegen, die hierin
offenbart sind. Repräsentative
Verbindungen dieser Erfindung können
zum Beispiel mit dem folgenden allgemeinen Reaktionsschema 1 synthetisiert
werden:
-
-
-
Reaktionsschema 1 liefert Verbindungen,
in denen R3 Methyl oder Wasserstoff ist
und R2 ein heterocyclischer Ring ist, wie
definiert in Struktur (I). Weitere Substitution an der R3-Position kann erreicht werden unter Verwendung
eines in geeigneter Weise substituierten Phenols oder durch anschließende Umwandlung der
Hydroxylgruppe (wenn R3 = H) unter Verwendung
von Techniken, die auf dem Gebiet der organischen Synthese bekannt
sind. In ähnlicher
Weise können
Verbindungen von Struktur (I), in denen R2 NRaRb ist, hergestellt
werden durch Einsatz des entsprechenden Aminochlorids, RaRbN(CH2)nCl, statt des heterocyclischen Ringes, im
zweitletzten Schritt von Reaktionsschema 1.
-
Insbesondere können repräsentative Verbindungen dieser
Erfindung (wenn R3 Wasserstoff ist und R2 Piperid-1-yl ist) mit dem folgenden Reaktionsschema
2 hergestellt werden:
-
-
-
Im Hinblick auf Stereoisomere können die
Verbindungen von Struktur (I) chirale Zentren besitzen und können als
Racemate, racemische Mischungen und als einzelne Emantiomerer oder
Diastereomere auftreten. Alle solche isomeren Formen sind in der
vorliegenden Erfindung eingeschlossen, einschließlich Mischungen derselben. Überdies
können
einige der kristallinen Formen der Verbindungen von Struktur (I)
als Polymorphe existieren, die in der vorliegenden Erfindung eingeschlossen
sind. Zusätzlich
können
einige der Verbindungen von Struktur (I) auch Solvate mit Wasser
oder anderen organischen Lösungsmitteln
bilden. Solche Solvate sind in ähnlicher
Weise im Schutzumfang dieser Erfindung eingeschlossen.
-
Obgleich nicht beabsichtigt ist,
durch die folgende Theorie gebunden zu sein, glauben wir im Zusammenhang
mit knochenresorbierenden Erkrankungen, daß die Verbindungen dieser Erfindung
so funktionieren, daß sie
die Cytokin-Produktion blockieren und/oder die Bildung von Osteoclasten
hemmen. Das Cytokin IL-6 hat sich bereits als ein wichtiger Faktor
bei der Induktion der Bildung von Osteoclasten erwiesen (Girasole
et al., aaO; Jilka et al. (1992), aaO; Jilka et al. (1995), aaO;
Kimble et al. (1995), aaO; Pacifici et al., aaO; und Passeri et al.,
aaO). Andere Forscher haben gezeigt, daß die Verabreichung des neutralisierenden
Antikörpers,
von Antisense-Oligos oder des Sant-5-Antagonisten gegen IL-6 die
Anzahl von Osteoclasten im Trabekelknochen von ovariektomisierten
Mäusen
(Devlin et al., J. Bone Miner 13: 393–399, 1998; Girasole et al., aaO;
Jilka et al., (1992), aaO; und Schiller et al., Endocrinology 138:
4567–4571,
1997), die Fähigkeit
von menschlichen Riesenzellen, Dentin zu resorbieren (Ohsaki et
al., Endocrinology 131: 2229–2234,
1993; und Reddy et al., J. Bone Min. Res. 9: 753–757, 1994), und die Bildung
von Osteoclasten in normaler menschlicher Knochenmarkkultur verringert.
Es ist auch festgestellt worden, daß Estrogen die IL-6-Promotoraktivität durch Wechselwirkung
zwischen dem Estrogenrezeptor und den Transkriptionsfaktoren NF-κB und C/EBPβ herunter reguliert
(Stein et al., Mol. Cell Biol. 15: 4971–4979, 1995).
-
Für
den Granulocyten-Makrophagen-Koloniestimulationsfaktor (GM-CSF)
ist vorgeschlagen worden, daß er
eine Rolle bei der Proliferation von osteoclasten-Vorläuferzellen
spielt. In Langzeitkulturen von menschlichen oder Mäuse-Knochenmarkzellen
oder Peripherieblutzellen fördert
GM-CSF die Bildung von Osteoclasten (Kurihara et al., Blood 74:
1295–1302,
1989; Lorenzo et al., J. Clin. Invest. 80: 160–164, 1987; MacDonald et al.,
J. Bone Miner 1: 227–233,
1986; und Shinar et al., Endocrinology 126: 1728–1735, 1990). Knochenmarkzellen,
die aus postmenopausalen Frauen oder Frauen, die eine Estrogen-Therapie abgebrochen
hatten, isoliert wurden, exprimierten höhere Gehalte an GM-CSF als
Zellen von prämenopausalen
Frauen (Bismar et al., J. Clin. Endocrinol. Metab. 80: 3351-3355, 1995). Es ist
auch gezeigt worden, daß die
Expression von GM-CSF assoziiert ist mit der Gewebeverteilung von
knochenresorbierenden Osteoclasten in Patienten mit Erosion von orthopädischen
Implantaten (Al-Saffar et al., Anatomic Pathology 105: 628–693, 1996).
-
Zusätzlich ist festgestellt worden,
daß das
Blockieren der Wirkung von IL-6 mit einem Anti-IL-6-Antikörper die Bildung von osteoclastenähnlichen
Zellen im Cokultursystem mit menschlichen Knochenzellen von Beispiel
8 reduziert. Das System schließt
immortalisierte menschliche Osteoblasten und die prämonocytische Zelllinie
U937 ein, die in derselben. Gewebekulturvertiefung cokultiviert
werden. Unter geeigneten Kulturbedingungen sekretieren die Osteoblasten
IL-6, das auf die prämonocytischen
Zellen wirkt, was ihre Differenzierung zu osteoclastenähnlichen
Zellen bewirkt. So spiegelt das Cokultursystem die physiologische
Umgebung von Knochen enger wider und liefert ein funktionelles Abbild
für die
Wirksamkeit der Verbindungen, von denen bekannt ist, daß sie die
Produktion von IL-6 blockieren und zu Osteoclasten-Aktivierung und
-Bildung führen.
Es wurde zum Beispiel festgestellt, daß Estrogen die Produktion von
IL-6 im Cokultursystem von Beispiel 8 unterdrückt.
-
Überdies
wurde festgestellt, daß ein
Anti-GM-CSF-Antikörper
die Bildung von osteoclastenähnlichen Zellen
verringert, und Estrogen verringerte die Produktion von GM-CSF im Cokultursystem
von Beispiel B. Dies zeigt, daß Estrogen
seine hemmende Wirkung auf die Osteoclasten-Bildung und -Funktion
durch Blockieren der Funktion von IL-6 und GM-CSF ausüben kann.
Daher sind Verbindungen dieser Erfindung, die die IL-6- und/oder
GM-CSF-Produktion blockieren oder die Bildung und Funktion von Osteoclasten
hemmen oder beides, nützlich
bei der Behandlung von knochenresorbierenden Erkrankungen.
-
Wie oben erwähnt, glaubt man, daß Cytokine
eine wichtige Rolle bei einer Vielzahl von Krebserkrankungen spielen.
Im Zusammenhang mit Prostatakrebs haben Forscher gezeigt, daß IL-6 ein
Autokrin/Parakrin-Wachstumsfaktor ist (Seigall et al., aaO), das Überleben
von Tumoren unterstützt
(Okamoto et al. (Cancer Res. 1997, aaO), und daß neutralisierende IL-6-Antikörper die
Zellproliferation verringern (Okamoto et al. Endocrinology 1997,
aaO; Borsellino et al., aaO). Es ist auch berichtet worden, daß IL-6 eine
Rolle im Hinblick auf multiples Myelom (Martinez-Maza et al., aaO;
Kawano et al., aaO; Zhang et al., aaO; Garrett et al., aaO; und
Klein et al., aaO), Nierenzellkarzinom (Koo et al., aaO; Tsukamoto
et al., aaO; und Weissglas et al., aaO) und Cervixkarzinom (Estuce
et al., aaO; Tartour et al., aaO; und Iglesias et al., aaO) spielt.
-
Man glaubt auch, daß IL-6 bei
Arthritis involviert ist, insbesondere bei Adjuvans-, Collagenund
Antigen-induzierter Arthritis (Alonzi et al., aaO; Ohshima et al.,
aaO; und Leisten et al., aaO), und über Anti-IL-6-Antikörper ist
für die
Behandlung von Arthritis berichtet worden (Wendling et al., aaO).
Zusätzlich
ist gezeigt worden, daß Estrogen
die Suppression von experimenteller Autoimmunenzephalomyelitis und
Collagen-induzierter Arthritis in Mäusen induziert (Jansson et
al., aaO).
-
Demgemäß schließen weitere Ausführungsformen
der vorliegenden Offenbarung Verfahren zur Behandlung von knochenresorbierenden
Erkrankungen im allgemeinen ein, einschließlich (aber nicht darauf beschränkt) Osteoporose,
metastatischer Knochenkrebs und Hypercalcämie, osteolytische Läsionen mit
orthopädischen
Implantaten, Paget-Krankheit und Knochenverlust, assoziiert mit
Hyperparathyroidismus. Weitere Zustände, die mit IL-6 assoziiert
sind, schließen
verschiedene Krebserkrankungen und Arthritis ein. Repräsentative
Krebserkrankungen sind Brustkrebs, Prostatakrebs, Dickdarmkrebs,
Endometrialkrebs, multiples Myelom, Nierenzellkarzinom und Cervixkarzinom.
Arthritische Zustände
schließen
Adjuvans-, Collagen-, Bakterien- und Antigen-induzierte Arthritis
ein, insbesondere rheumatoide Arhritis.
-
Zusätzlich wirken die Verbindungen
der vorliegenden Erfindung auch als Estrogen-Antagonisten und/oder -Agonisten und
sind nützlich
bei der Behandlung eines breiten Bereiches von mit Estrogen zusammenhängenden
Zuständen.
In diesem Zusammenhang schließt
Behandlung und/oder Prävention
eines mit Estrogen zusammenhängenden
Zustands ein. So können
die Verbindungen dieser Erfindung als ein therapeutisches und/oder
prophylaktisches Mittel verabreicht werden. Ein Estrogen-"Agonist" ist eine Verbindung,
die sich an ER bindet und die Wirkung von Estrogen in einem oder
mehreren Geweben nachahmt, während
ein "Antagonist" sich an ER bindet
und die Wirkung von Estrogen in einem oder mehreren Geweben blockiert.
Weiter umfaßt
der Begriff "mit
Estrogen zusammenhängender
Zustand" jeden Zustand,
der assoziiert ist mit erhöhten
oder erniedrigten Spiegeln von Estrogen, einem Selektiven Estrogenrezeptor-Modulator
(SERM) oder ER. In diesem Zusammenhang schließt ER ER-α und/oder ER-β sowie alle
Isoformen, Mutationen und Proteine mit signifikanter Homologie zu
ER ein.
-
Demgemäß können die Verbindungen der vorliegenden
Erfindung auch in einem Verfahren zur Behandlung von mit Estrogen
zusammenhängenden
Zuständen
verwendet werden, einschließlich
(aber nicht hierauf beschränkt)
Brustkrebs, Osteoporose, Endometriose, kardiovaskulärer Erkrankung,
Hypercholesterolämie,
Prostatahypertrophie, Prostatakarzinomen, Fettleibigkeit, Hitzewallungen,
Hauteffekten, Gemütsschwankungen,
Gedächtnisverlust,
Prostatakrebs, menopausalen Syndromen, Haarausfall (Alopezie), Typ-II-Diabetes, Alzheimer-Krankheit,
Harninkontinenz, GI-Trakt-Zuständen,
Spermatogenese, Gefäßschutz nach
Verletzung, Endometriose, Lernen und Gedächtnis, ZNS-Effekten, Plasmalipidspiegeln,
Akne, Katarakten, Hirsutismus, anderen festen Krebserkrankungen
(wie etwa Dickdarm, Lunge, Eierstock, Melanom, ZNS und Niere), multiplem
Myelom, Lymphom und nachteiligen Reproduktionswirkungen, die mit
der Einwirkung von Umweltchemikalien oder natürlichen hormonellen Ungleichgewichten
assoziiert sind.
-
Verbindungen der vorliegenden Erfindung,
die Estrogen-Agonisten sind, sind nützlich für orale Kontrazeption; Linderung
für die
Symptome der Menopause; Prävention
drohender oder habitueller Fehlgeburt; Linderung von Menstruationsbeschwerden;
Linderung von dysfunktioneller Gebärmutterblutung; Linderung von Endemetriose;
eine Hilfe bei der Eierstockentwicklung; Behandlung von Akne; Veringerung
von übermäßigem Wachstum
von Körperhaar
bei Frauen (Hirsutismus); der Prävention
und Behandlung von kardiovaskulärer
Erkrankung; Prävention
und Behandlung von Atherosklerose; Prävention und Behandlung von
Osteoporose; Behandlung benigner Prostatahyperplasie und Prostatakarzinom;
Fettleibigkeit; und Unterdrückung
postpartaler Laktation. Diese Mittel haben auf eine günstige Wirkung
auf Plasmalipidspiegel und sind als solche nützlich bei der Behandlung und
Prävention
von Hypercholesterolämie.
Diejenigen, die Estrogen-Antagonisten sind, sind nützlich als
Antiestrogene in zum Beispiel Brust- und Eierstockgewebe und sind
so nützlich
bei der Behandlung und Prävention
von Brust- und Eierstockkrebs.
-
Verfahren dieser Offenbarung umfassen
das Verabreichen einer Verbindung von Struktur (I) oder einer pharmazeutischen
Zusammensetzung, die eine oder mehrere derselben enthält, an ein
Tier, das derselben bedarf, in einer Menge, die ausreichend ist,
die interessierende Erkrankung oder den interessierenden Zustand zu
behandeln. Zu diesem Zweck bedeutet der Begriff "behandeln" (oder die verwandten Begriffe "Behandeln" und "Behandlung") die Verabreichung
einer Verbindung, typischerweise in Kombination mit einem geeigneten Verabreichungsträger oder
-mittel, an ein Tier, das keine Anzeichen einer Erkrankung oder
eines Zustandes zeigt (z. B. prophylaktische oder präventive
Verabreichung) oder das Anzeichen einer Erkrankung oder eines Zustandes
zeigt (z. B. kurative oder Behandlungsverabreichung). Weiter bedeutet
die Phrase "wirksame
Menge" eine Dosis
der Verbindung, die, nach einer gegebenen Zeit, zum gewünschten
Effekt führt.
Im Zusammenhang mit knochenresorbierender Erkrankung führt eine
wirksame Menge zum Beispiel zu Knochenmassen, die statistisch verschieden
sind von derjenigen von Tieren, die mit Placebo behandelt werden.
In ähnlicher
Weise ist eine wirksame Menge für
Krebs und Arthritis eine Menge, die ausreichend ist, um den gewünschten
Effekt am krebsbefallenen oder arthritischen Gewebe zu erzeugen.
-
Die Verfahren dieser Offenbarung
schließen
die Verabreichung einer wirksamen Menge einer Verbindung von Struktur
(I), oder eines Salzes derselben, als dem aktiven Inhaltsstoff ein.
Pharmazeutisch annehmbare Salze der Verbindungen von Struktur (I)
sind typischerweise in vom üblicherweise
verwendeten ungiftigen Typ, wie etwa Salze mit organischen Säuren (z.
B. Ameisensäure,
Essigsäure,
Trifluoressigsäure,
Zitronensäure,
Maleinsäure,
Weinsäure,
Methansulfonsäure,
Benzolsulfonsöure
oder Toluolsulfonsäure),
anorganischen Säuren
(z. B. Salzsäure,
Bromwasserstoffsäure,
Schwefelsäure
oder Phosphorsäure)
und Aminosäuren (z.
B. Asparaginsäure
oder Glutaminsäure).
Diese Salze können
mit den Verfahren hergestellt werden, die Durchschnittschemikern
bekannt sind.
-
Die Verbindungen dieser Erfindung
können
Tieren (einschließlich
Menschen) oral oder parenteral in der herkömmlichen Form von Zubereitungen
verabreicht werden, wie etwa über
Kapseln, Mikrokapseln, Tabletten, Granülen, Pulver, Pastillen, Pillen,
Suppositorien, Injektionen, Suspensionen und Sirupen. Geeignete Formulierungen
können
hergestellt werden mit Verfahren, die üblicherweise eingesetzt werden,
unter Verwendung herkömmlicher,
organischer oder anorganischer Zusatzstoffe, wie etwa eines Hilfsstoffes
(z. B. Saccharose, Stärke,
Mannitol, Sorbitol, Lactose, Glucose, Cellulose, Talk, Calciumphosphat
oder Calciumcarbonat), eines Bindemittels (z. B. Cellulose, Methylcellulose,
Hydroxymethylcellulose, Polypropylpyrrolidon, Polyvinylpyrrolidon,
Gelatine, Gummi arabicum, Polyethylenglykol, Saccharose oder Stärke), eines
Desintegrators (z. B. Stärke,
Carboxymethylcellulose, Hydroxypropylstärke, niedrigsubstituierte Hydroxypropylcellulose,
Natriumbicarbonat, Calciumphosphat oder Calciumcitrat), eines Gleitmittels
(z. B. Magnesiumstearat, leichte wasserfreie Kieselsäure, Talk
oder Natriumlaurylsulfat), eines Geschmacksstoffs (z. B. Zitronensäure, Menthol, Glycin
oder Orangenpulver), eines Konservierungsstoffs (z. B. Natriumbenzoat,
Natriumbisulfit, Methylparaben oder Propylparaben), eines Stabilisators
(z. B. Zitronensäure,
Natriumcitrat oder Essigsäure),
eines Suspensionsmittels (z. B. Methylcellulose, Polyvinylpyrrolidon
oder Aluminiumstearat), eines Dispersionsmittels (z. B. Hydroxypropylmethylcellulose),
eines Verdünnungsmittels
(z. B. Wasser) und Basiswachs (z. B. Kakaobutter, Vaseline oder
Polyethylenglykol). Die Menge des aktiven Inhaltsstoffes in der
medizinische Zusammensetzung kann auf einem Niveau liegen, das die
gewünschte
therapeutische Wirkung ausüben
wird; zum Beispiel etwa 0,1 mg bis 100 mg in einer Einheitsdosis
für sowohl
orale als auch parenterale Verabreichung.
-
Der aktive Inhaltsstoff kann üblicherweise
ein- bis viermal täglich
mit einer Dosiseinheit von 0,1 mg bis 100 mg bei menschlichen Patienten
verabreicht werden, aber die obige Dosierung kann in geeigneter
Weise in Abhängigkeit
vom Alter, Körpergewicht
und medizinischen Zustand des Patienten und der Art der Verabreichung
variiert werden. Eine bevorzugte Dosis ist 0,25 mg bis 25 mg bei
menschlichen Patienten. Eine Dosis pro Tag ist bevorzugt.
-
Pharmazeutische Chemiker werden anerkennen,
daß physiologisch
aktive Verbindungen mit einer oder mehreren zugänglichen Hydroxygruppen häufig in
der Form pharmazeutisch annehmbarer Ester verabreicht werden. Die
Literatur, betreffend solche Verbindungen, wie etwa Estradiol, liefert
eine Reihe von Fällen für solche
Ester. Man glaubt, daß solche
Ester im Körper
metabolisch gespalten werden und daß der tatsächliche Wirkstoff die Hydroxyverbindung
selbst ist. Es ist in der pharmazeutischen Technik bekannt, die Geschwindigkeit
oder Dauer der Wirkung einer Verbindung durch geeignete Auswahl
von Estergruppen einzustellen.
-
Zu diesem Zweck sind auch Prodrugs
im Zusammenhang dieser Erfindung eingeschlossen. Prodrugs sind alle
kovalent gebundenen Träger,
die eine Verbindung von Struktur (I) in vivo freisetzen, wenn ein
solches Prodrug einem Patienten verabreicht wird. Prodrugs werden
im allgemeinen hergestellt durch Modifizieren funktioneller Gruppen
in einer solchen Weise, daß die
Modifikation gespalten wird, entweder durch Routinemanipulation
oder in vivo, was die Stammverbindung liefert. Prodrugs schließen zum
Beispiel Verbindungen dieser Erfindung ein, bei denn die Hydroxygruppe
(wenn R3 = H) an irgendeine Gruppe gebunden
ist, die sind, wenn einem Patienten verabreicht, abspaltet, um die
Hydroxygruppe zu bilden.
-
Die pharmazeutisch annehmbaren Säureadditionssalze
der Verbindungen dieser Erfindung können von der Verbindung selbst
oder von irgendeinem ihrer Ester gebildet werden und schließen die
pharmazeutisch annehmbaren Salze ein, die oft in der pharmazeutischen
Chemie verwendet werden. Zum Beispiel können Salze gebildet werden
mit anorganischen oder organischen Säuren, wie etwa Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Iodwasserstoffsäure, Sulfonsäuren, einschließlich solchen
Agentien, wie Naphthalinsulfonsäure, Methansulfonsäure oder
Toluolsulfonsäure,
Schwefelsäure,
Salpetersäure,
Phosphorsäure,
Weinsäure,
Pyroschwefelsäure,
Metaphosphorsäure,
Bernsteinsäure,
Ameisensäure,
Phthalsäure,
Milchsäure
und dergleichen, am bevorzugtesten Salzsäure, Zitronensäure, Benzoesäure, Maleinsäure, Essigsäure und
Propionsäure.
Es ist üblicherweise
bevorzugt, eine Verbindung dieser Erfindung in der Form eines Säureadditionssalzes zu
verabreichen, wie es üblich
ist bei der Verabreichung von Pharmazeutika, die eine basische Gruppe
tragen.
-
Die Verbindungen dieser Erfindung
werden, wie oben diskutiert, sehr oft in der Form von Säureadditionssalzen
verabreicht. Die Salze werden geeigneterweise hergestellt, wie dies üblich ist
in der organischen Chemie, durch Reaktion der Verbindung dieser
Erfindung mit einer geeigneten Säure,
wie sie oben beschrieben worden sind. Die Salze werden schnell in hohen
Ausbeuten bei mäßigen Temperaturen
gebildet und werden oft hergestellt, indem die Verbindung einfach
aus einer geeigneten sauren Waschlösung im letzten Schritt der
Synthese isoliert wird. Die salzbildende Säure wird in einem geeigneten
organischen Lösungsmittel
oder wäßrig-organischen
Lösungsmittel
gelöst,
wie etwa einem Alkanol, Keton oder Ester. Andererseits, wenn die Verbindung
dieser Erfindung in der freien Basenform gewünscht ist, wird sie aus einem
basischen abschließenden
Waschschritt isoliert, gemäß der üblichen
Praxis. Eine typische Technik zur Herstellung von Hydrochloriden
ist, die freie Base in einem geeigneten Lösungsmittel zu lösen und
die Lösung
gründlich
zu trocknen, wie etwa über
Molekülsieben,
bevor Chlorwasserstoffgas hindurchgeleitet wird.
-
Die Dosis einer Verbindung dieser
Erfindung, die einem Menschen verabreicht werden soll, ist in ziemlich
breitem Umfang variabel und unterliegt der Beurteilung des betreuenden
Arztes. Es sollte angemerkt werden, daß es notwendig sein kann, die
Dosis einer Verbindung anzupassen, wenn sie in der Form eines Salzes verabreicht
wird, wie etwa eines Laurats, dessen salzbildende Einheit ein merkbares
Molekulargewicht besitzt. Der allgemeine Bereich von wirksamen Verabreichungsraten
der Verbindungen liegt von etwa 0,05 mg/Tag bis etwa 100 mg/Tag.
Eine bevorzugte Rate reicht von etwa 0,25 mg/Tag bis 25 mg/Tag.
Natürlich
ist es oft praktisch, die tägliche
Dosis der Verbindung in Portionen zu verabreichen, zu verschiedenen
Stunden des Tages. In jedem gegebenen Fall wird jedoch die verabreichte
Menge der Verbindung von solchen Faktoren abhängen wie der Löslichkeit
der aktiven Komponente, der verwendeten Formulierung und des Verabreichungsweges.
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Der Verabreichungsweg der Verbindungen
dieser Erfindung ist nicht kritisch. Die Verbindungen sind dafür bekannt,
aus dem Ernährungstrakt
absorbiert zu werden, und so ist es üblicherweise bevorzugt, eine
Verbindung aus Bequemlichkeitsgründen
oral zu verabreichen. Die Verbindungen könne jedoch in gleicher Weise wirksam
perkutan verabreicht werden oder als Suppositorien zur Absorption
durch das Rektum, wenn in einem gegebenen Falle gewünscht.
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Die Verbindungen dieser Erfindung
werden üblicherweise
als pharmazeutische Zusammensetzungen verabreicht, die wichtige
und neuartige Ausführungsformen
der Erfindung sind, wegen des Vorliegens der Verbindungen. Alle üblichen
Typen von Zusammensetzungen können
verwendet werden, einschließlich
Tabletten, Kautabletten, Kapseln, Lösungen, parenteralen Lösungen,
Pastillen, Suppositorien und Suspensionen. Zusammensetzungen werden
so formuliert, daß sie
eine tägliche
Dosis oder einen angemessenen Bruchteil einer täglichen Dosis, in einer Einheitsdosis
enthalten, die eine einzelne Tablette oder Kapsel oder ein geeignetes Volumen
einer Flüssigkeit
sein kann.
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Jede der Verbindungen kann ohne weiteres
als Tabletten, Kapseln und dergleichen formuliert werden; es ist
bevorzugt, Lösungen
aus wasserlöslichen
Salzen, wie etwa dem Hydrochloridsalz, herzustellen. Im allgemeinen
werden alle Zusammensetzungen gemäß in der pharmazeutischen Chemie
bekannten Verfahren hergestellt. Kapseln werden hergestellt durch
Vermischen der Verbindung mit einem geeigneten Verdünnungsmittel
und Füllen
der richtigen Menge der Mischung in Kapseln. Die üblichen
Verdünnungsmittel
schließen
inerte pulverisierte Substanzen ein, wie etwa Stärke vieler verschiedener Arten,
pulverisierte Cellulose, insbesondere kristalline und mikrokristalline
Cellulose, Zucker wie etwa,Fructose, Mannitol und Saccharose, Kornmehle
und ähnliche
eßbare
Pulver.
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Tabletten werden durch direkte Verpressung,
durch Naßgranulation
oder durch Trockengranulation hergestellt. Ihre Formulierungen beziehen üblicherweise
Verdünnungsmittel,
Bindemittel, Gleitmittel und Desintegratoren ebenso wie die Verbindung
ein. Typische Verdünnungsmittel
schließen
zum Beispiel verschiedene Arten von Stärke, Lactose, Mannitol, Kaolin,
Calciumphosphat oder -sulfat, anorganische Salze wie etwa Natriumchlorid
und pulverisierten Zucker ein. Pulverisierte Cellulosederivate sind
ebenfalls brauchbar. Typische Tablettenbindemittel sind solche Substanzen
wie Stärke,
Gelatine und Zucker wie etwa Lactose, Fructose, Glucose und dergleichen.
Natürliche
und synthetische Gummis sind ebenfalls geeignet, einschließlich Akaziengummi,
Alginate, Methylcellulose, Polyvinylpyrrolidin und dergleichen.
Polythylenglykol, Ethylcellulose und Wachse können ebenfalls als Bindemittel
dienen.
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Ein Gleitmittel ist typischerweise
in einer Tablettenformulierung notwendig, um zu verhindern, daß die Tablette
und die Stempel in der Form festkleben. Das Gleitmittel wird aus
solchen gleitfähigen
Feststoffen ausgewählt
wie Talk, Magnesium- und Calciumstearat, Stearinsäure und
hydrierte Pflanzenölen.
Tablettendesintegratoren sind Substanzen, die aufquellen, wenn sie
angefeuchtet werden, um die Tablette aufzubrechen und die Verbindung
freizusetzen. Sie schließen
Stärken,
Tone, Cellulosen, Algine und Gummis ein. Insbesondere können zum
Beispiel Mais- und Kartoffelstärken,
Methylcellulose, Agar, Bentonit, Holzcellulose, pulverisierter Naturschwamm,
Kationenaustauschharze, Alginsäure,
Guargummi, Zitruspulpe und Carboxymethylcellulose verwendet werden
ebenso wie Natriumlaurylsulfat. Tabletten werden oft mit Zucker
als einem Geschmacksstoff und Dichtmittel überzogen oder mit filmbildenden
Schutzmitteln, um die Auflösungseigenschaften
der Tablette zu modifizieren. Die Verbindungen können auch als Kautabletten
formuliert werden, indem große
Mengen von angenehm schmeckenden Substanzen wie etwa Mannitol in
der Formulierung verwendet werden, wie es heutzutage in der Technik
gut etabliert ist.
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Wenn es gewünscht ist, eine Verbindung
als ein Suppositorium zu verabreichen, müssen die typischen Basisstoffe
verwendet werden. Kakaobutter ist ein traditioneller Suppositorienbasisstoff,
der modifiziert werden kann durch Zugabe von Wachsen, um ihren Schmelzpunkt
leicht anzuheben. Wassermischbare Suppositorienbasisstoffe, die
insbesondere Polyethylenglykole verschiedener Molekulargewichte
umfassen, sind in breitem Einsatz.
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Die Wirkung der Verbindungen kann
durch richtige Formulierung verzögert
oder verlängert
werden. Ein langsamlöslicher
Pellet der Verbindung kann zum Beispiel hergestellt und in eine
Tablette oder Kapsel einbezogen werden oder als eine implantierbare
Vorrichtung mit langsamer Freisetzung. Die Technik kann verbessert
werden, indem Pellets mit mehreren unterschiedlichen Auflösungsgeschwindigkeiten
hergestellt und Kapseln mit einer Mischung der Pellets gefüllt werden.
Tabletten oder Kapseln können
mit einem Film überzogen
werden, der für
einen vorhersehbaren Zeitraum einer Auflösung widersteht. Selbst die
parenteralen Zubereitungen können
langwirkend gemacht wird, indem die Verbindung in öligen oder emulgierten
Trägern
gelöst oder
suspendiert wird, die ermöglichen,
daß sie
nur langsam im Serum dispergiert.
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Die folgenden Beispiele werden zur
Veranschaulichung, nicht zur Beschränkung vorgelegt.
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BEISPIELE
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Zusammenfassend sind die Beispiele
1 bis 7 auf die Synthese repräsentativer
Verbindungen dieser Erfindung gerichtet. Beispiel 8 offenbart ein
Cokultursystem aus menschlichen Knochenzellen zum Testen von Verbindungen
auf ihre Fähigkeit,
die Produktion von IL-6 zu blockieren. Beispiel 9 offenbart die
Aktivität
einer repräsentativen
Verbindung dieser Erfindung, getestet im Cokultursystem aus menschlichen
Knochen von Beispiel B. Beispiel 9 bis 16 präsentiert weitere experimentelle
Daten, die die Aktivität
einer repräsentativen
Verbindung dieser Erfindung belegen.
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BEISPIEL
1
2-(4-HYDROXYBENZYLACETON)-5-METHOXYPHENOL
-
Zu einer Mischung von 3-Methoxyphenol
(50 g, 0,40 mol), 4-Hydroxyphenylessigsäure (71 g, 0,46 mol) und ZnCl2 (174 g, 1,28 mol) wurde POCl3 (100
ml, 1,6 mol) zugegeben. Die Mischung wurde bei 65°C für zwei Stunden
gerührt,
in Eiswasser (2 l) gegossen und gerührt, bis das Eis schmolz. Der
klare Überstand
wurde dekantiert und der Rückstand
wurde mit Wasser (1 l) gespült
und aufgeteilt zwischen EtOAc und Wasser. Die organische Phase wurde
mit Salzlösung
gewaschen, getrocknet (MgSO4), filtrier
und konzentriert. Das resultierende Öl wurde durch Chromatographie
(SiO2, 20% EtOAc/n-Hexan) gereinigt, um
2-(4-Hydroxybenzylaceton)-5-methoxyphenol
(34,1 g, 33% Ausbeute) als einen weißen Feststoff zu liefern; mp
137–140°C.
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BEISPIEL
2
2-(4-TRIISOPROPYLSILYLOXYBENZYLACETON)-5-METHOXYPHENOL
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Zu einer Mischung von 2-(4-Hydroxybenzylaceton)-5-methoxyphenol
(10 g, 0,038 mol), NEt3 (6 ml, 0,042 mol)
in CH2Cl2 (50 ml)
wurde Triisopropylsilylchlorid (9 ml, 0,042 mol) zugegeben. Die
Mischung wurde für
22 Stunden gerührt,
konzentriert und der Rückstand
zwischen EtOAc und H2O aufgeteilt. Die organische Phase
wurde mit NaOH (1N), HCl (1N) und Salzlösung gewaschen. Die organische
Phase wurde getrocknet (MgSO4), filtriert
und konzentriert. Der Rückstand
wurde mit n-Hexan behandelt, um 2-(4-Triisopropylsilyloxybenzylaceton)-5-methoxyphenol
(6,2 g, 38% Ausbeute) als einen weißen Feststoff zu liefern; mp
66–68°C.
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BEISPIEL
3
3-PHENYL-4-(4-HYDROXYBENZYL)-7-METHOXYCUMARIN
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Zu einer Mischung von 2-(4-Triisopropylsilyloxybenzylaceton)-5-methoxyphenol
(4 g, 9,6 mmol), K2CO3 (4
g, 29 mmol) in CH3CN (50 ml) wurde Phenylacetylchlorid
(2,3 ml, 14 mmol) zugegeben. Die Mischung wurde unter Rückfluß für 22 Stunden
gerührt,
in H2O (0°C)
(500 ml) gegossen und mit EtOAc extrahiert (2x). Die organische
Phase wurde getrocknet (MgSO4), filtriert
und konzentriert. Der Rückstand
wurde mit Et2O gerührt und der resultierende Feststoff
wurde filtriert und umkristallisiert (EtOH), um 3-Phenyl-4-(4-hydroxybenzyl)-7-methoxycumarin
(0,88 g, 15% Ausbeute) als einen weißen Feststoff zu ergeben; mp
235–236°C.
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BEISPIEL
4
3-PHENYL-4-[4-(2-{PIPERIN-1-YL})ETHOXY]-BENZYL-7-METHOXYCUMARIN
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Eine Mischung von 3-Phenyl-4-(4-hydroxybenzyl)-7-methoxycumarin
(0,50 g, 1,39 mmol), K2CO3 (0,58
g, 4,18 mmol), 2-Chlorethylpiperidin-Hydrochlorid (0,41 g, 2,22
mmol) und Aceton (50 ml) wurde unter Rückfluß für 6 Stunden erhitzt. Das Lösungsmittel
wurde zu einem Feststoff konzentriert, der zwischen EtOAc und H2O aufgeteilt wurde. Die organische Phase
wurde mit NaOH (1N), Salzlösung
gewaschen, getrocknet (MgSO4), filtriert
und konzentriert. Der Rückstand
wurde mit HCl (20% in EtOAc) gerührt
und der Feststoff abfiltriert, um 3-Phenyl-4-[4-(2-{piperin-1-yl})ethoxy]-benzyl-7-methoxycumarin
(0,57 g, 87% Ausbeute) zu liefern; mp 171–172°C.
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BEISPIEL
5
3-PHENYL-4-[4-(2-{PIPERIDIN-1-YL})ETHOXY]-BENZYL-7-HYDROXYCUMARIN
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Eine Mischung von 3-Phenyl-4-[4-(2-{piperidin-1-yl})ethoxy]-benzyl-7-methoxycumarin
(0,10 g, 0,20 mmol), HOAc (Eisessig) (15 ml) und HBr (48%, 15 ml)
wurde für
48 Stunden unter Rückfluß gekocht.
Die Mischung wurde aufgeteilt zwischen EtOAc (120 ml) und NaOH (1N,
120 ml) und die wäßrige Phase
wurde mit EtOAc gewaschen. Die wäßrige Phase
wurde anschließend
angesäuert
(konz. HCl, pH 1–2)
und filtriert, um 3-Phenyl-4-[4-(2-{piperidin-1-yl})ethoxy]-benzyl-7-hydroxycumarin
(0,88 g, 99% Ausbeute) zu liefern; mp 160–161°C.
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BEISPIEL
6
3-(4-FLUORPHENYL)-4-[4-(1-METHYLPIPERIDYL-3-OXY)]-BENZYL-7- HYDROXYCUMARIN
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Eine Lösung von 3-(4-Fluorphenyl)-4-[(4-hydroxyphenyl)methyl]-7-methoxy-2H-chromen-2-on (0,27 g, 0,72
mmol) in 3 ml CH2Cl2 wurde
mit 3-Hydroxy-1-methylpiperidin (0,42 g, 3,6 mmol), Triphenylphosphin
(0,94 g, 3,6 mmol) und Diethylazodicarboxylat (0,65 g, 3,6 mmol)
behandelt. Die Reaktionsmischung wurde für 8 Stunden bei 25°C gerührt, anschließend unter
verringertem Druck konzentriert. Das Rohprodukt wurde in 4 ml einer
1 : 1-Lösung
von HBr (48%, wäßrig) und
Eisessig gelöst.
Die resultierende Lösung
wurde bei 90°C
für 12
Stunden erwärmt.
Die Reaktionsmischung wurde konzentriert und der resultierende Rückstand
wurde mit 10 ml gesättigter
wäßriger NaHCO3 neutralisiert. Die wäßrige Mischung wurde mit CH2Cl2 (3 × 15 ml)
extrahiert und die vereinigte organische Phase wurde getrocknet
(MgSO4), anschließend unter verringertem Druck
konzentriert. Das Produkt (106 mg, 32%) wurde im Anschluß an eine
Reinigung durch Flashchromatographie (SiO2,
CH2Cl2/MeOH, 10
: 1) isoliert.
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Alternativ wird 3-(4-Fluorphenyl)-4-[(4-hydroxyphenyl)methyl]-7-methoxy-2H-chromen-2-on mit einem der
folgenden Enantiomere (a) oder (b) im Gegenwart von PPh3 und
Diethylazodicarboxylat (DEAD), gefolgt von HBr/HOAc, umgesetzt,
um das entsprechende enantiomere Produkt zu liefern.
-
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BEISPIEL 7
-
ZUSÄTZLICHE
REPRÄSENTATIVE
VERBINDUNGEN
-
Mit den hierin angegebenen Verfahren
wurden die Verbindungen von Tabelle 1 hergestellt.
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Tabelle
1
Repräsentative
Verbindungen
-
-
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BEISPIEL 8
-
COKULTURSYSTEM
AUS MENSCHLICHEN KNOCHENZELLEN
-
Die Erzeugung von Osteoblasten aus
normalen adulten Femoraltravekularknochen von Patienten ohne Anzeichen
metabolischer Knochenerkrankung wurde durchgeführt, wie bereits beschrieben
(Kung Sutherland et al., Osteoporosis International 5: 335–343, 1995;
Wong et al., J. Bone Miner 5: 803–813, 1990). Knochenfragmente
wurden von anhängendem
Gewebe und Blut gereinigt und für
4 Wochen in Medium kultiviert, das Ham's F12 enthält, supplementiert mit 28 mM
HEPES, pH 7,4, 10% FCS, 1,1 mM CaCl2, 2
mM Glutamin und 1% Antibiotikum-Antimykotikum. Nach Konfluenz wurden
die Zellen geerntet und immortalisiert unter Verwendung eines retroviralen
Vectors (pLXSN), der das Neomycinresistenz-Gen und die menschlichen papillomaviralen
(HPV 18) E6- und E7-Onkogene
enthält
(International Journal of Oncology 6: 167–174, 1995). Die immortalisierten
Osteoblasten wurden in Medium selektiert, das G418 enthielt (600 μg/ml).
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Die menschliche U937-Monocytenzelllinie
(kloniert aus den kommerziell erhältlichen Zellen durch Reihenverdünnung) wurde
in RPMI-1640-Medium gehalten, das 10% FCS und 1% Antibiotikum-Antimykotikum enthielt.
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Das Cokultursystem wurde wie folgt
aufgebaut. Menschliche Osteoblasten wurden in Schalen mit 96 Vertiefungen
mit einer Dichte von 5 × 103 Zellen/Vertiefung plattiert. U937-Zellen
in RPMI-Medium (5 × 104 Zellen/Vertiefungen) wurden über die
Osteoblasten geschichtet. Die Bildung von osteoclastenähnlichen
Zellen wurde induziert mit 100 nM PMA. Um die Wirkungen von Verbindungen
oder der neutralisierenden Antikörper zu
IL-6 (Sigma) und GM-CSF (Pharmingen) auf die Bildung von osteoclastenähnlichen
Zellen zu bestimmen, wurden die Verbindungen oder die Antikörper 30
Minuten vor der Zugabe von PMA zugegeben. Die Kulturen wurden nach
96 Std. gestoppt und für
histochemische oder immunohistochemische Analysen weiterbearbeitet.
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BEISPIEL 9
-
AKTIVITÄT EINER
REPRÄSENTATIVEN
VERBINDUNG IN DER MENSCHLICHEN KNOCHEN-COKULTUR
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Die Verbindung von Beispiel 5 (d.
h. Verbindung Nr. 1 von Tabelle 1) wurde in dem menschlichen Knochen-Cokultursystem
von Beispiel 8 getestet und es wurde festgestellt, daß sie einen
IC50 in Bezug auf IL-6 und GM-CSF von 10
nM bzw. 38 nM hatte.
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BEISPIEL 10
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AKTIVITÄT EINER
REPRÄSENTATIVEN
VERBINDUNG AUF IL-6- UND GM-CSF-PRODUKTION
IN HOB-ZELLEN
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Menschliche Osteoblasten (HOB) wurden
in Schalen mit 96 Vertiefungen mit einer Dichte von 7 × 103 Zellen/Vertiefung in regulärem HOB-Medium
(Ham's F12, supplementiert
mit 28 mM HEPES, pH 7,4, 10% FCS, 1,1 mM CaCl2,
2 mM Glutamin und 1% Antibiotikum-Antimykotikum) plattiert. Am folgenden
Tag wurden die Zellen vor der Zugabe der Kombination von IL-1β (1 ng/ml)
und TNF-α (10
ng/ml) für
30 Minuten mit Verbindung 1 oder Träger (0,2% DMSO) behandelt.
Die Kulturen wurden für
18 bis 24 Std. fortgesetzt. IL-6-
und GM-CSF-Gehalte in Kulturmedium wurden unter Verwendung kommerziell
erhältlicher
ELISA-Kits (Endogen, Cambridge, MA) gemessen. Die Ergebnisse dieses
Experiments sind angegeben in 1A für die IL-6-Hemmung
und in 1B für die GM-CSF-Hemmung. Diese
Figuren präsentieren
auch die Vergleichsdaten für
Diethylstilbestrol (DES) und Raloxifen.
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BEISPIEL 11
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AKTIVITÄT EINER
REPRÄSENTATIVEN
VERBINDUNG AUF IL-6-PRODUKTION IN RA-ZELLEN
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Primäre Synoviocyten aus rheumatoider
Arthritits wurden in Schalen mit 96 Vertiefungen mit einer Dichte
von 8 × 103 Zellen/Vertiefung in Phenolrot-freiem DMEM,
supplementiert mit 2 mM Glutamin, 1% Antibiotikum-Antimykotikum
und 10% Aktivekohle-gestripptem FCS, plattiert. Am folgenden Tag
wurden die Zellen vor der Zugabe der Kombination von IL-1β (2 ng/ml)
und TNF-α (2
ng/ml) für
30 Minuten mit Verbindung Nr. 1 oder Träger (0,2% DMSO) behandelt.
Die Kulturen wurden für
18 bis 24 Std. fortgesetzt. IL-6-Gehalte im Kulturmedium wurden
unter Verwendung von kommerziell verfügbaren Endogen-ELISAs, wie
oben offenbart, gemessen. Die Ergebnisse dieses Experiments sind
in 2 dargestellt ebenso
wie die Vergleichsaktivität
bei DES und Raloxifen.
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BEISPIEL 12
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AKTIVITÄT EINER
REPRÄSENTATIVEN
VERBINDUNG AUF DIE PROLIFERATION VON BRUSTKREBSZELLEN
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MCF-7-Brustkarzinomzellen wurden
in Schalen mit 24 Vertiefungen mit einer Dichte von 5 × 103 Zellen/Vertiefung in Phenolrot-freiem DMEM
: F-12(1 : 1)-Medium, das 1% Antibiotika, 0,05% β-Mercaptoethanol, 0,01% Ethanolamin,
0,42 ng/ml Natriumselenit und 5% Aktivkohle-gestripptes FCS enthielt,
plattiert. Verbindung Nr. 1 und Träger (0,2% DMSO) wurden am folgenden
Tag zugegeben und mit Mediumaustausch alle 48 Stunden erneuert.
Die Kulturen wurden 9 Tage später
gestoppt und die Proliferation unter Verwendung des Cyquant-Kits
(Molecular Probes, Eugene, OR) getestet. Die Ergebnisse dieses Experiments sind
in 3 angegeben, einschließlich Vergleichsdaten
für Tamoxifen
und Raloxifen, ebenso für
die Kombination derselben mit Estradiol.
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BEISPIEL 13
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AKTIVITÄT EINER
REPRÄSENTATIVEN
VERBINDUNG AUF DIE PROLIFERATION VON PROSTATAKARZINOMZELLEN
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DU-145-Prostatakarzinomzellen wurden
in Schalen mit 96 Vertiefungen mit einer Dichte von 2 × 103 Zellen/Vertiefung in Phenolrot-freiem MEM-Eagles-Medium,
das Earle's Balanced
Salts, 1% Antibiotikum-Antimykotikum, 2 mM Glutamin, 0,1 mM nicht-essentielle
Aminosäuren,
1 mM Natriumpyruvat und 10% Aktivekohle-gestripptes FCS enthielt,
plattiert. Verbindung Nr. 1 und Träger (0,2% DMSO) wurden am folgenden
Tag zugegeben und mit Mediumaustausch alle 48 Stunden erneuert.
Die Kulturen wurden 5 Tage später
gestoppt und die Proliferation unter Verwendung des Cyquant-Kits,
wie oben offenbart, getestet. Die Ergebnisse diese Experiments sind
in 4 dargestellt, mit
Vergleichsdaten für
DES.
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BEISPIEL 14
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FESTPHASEN-ER-BINDUNGSTEST
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Bindung an menschlichen Estrogenrezeptor
(ER-α und
ER-β) wurde
in einem Festphasen-3H-Estradiol-Konkurrenztest, adaptiert
von McGuire, Cancer Res. 38: 4289–4291, 1978, evaluiert. Kurz
gesagt wurde menschlicher rekombianter ER-α (15 nM) oder ER-β (50 nM)
in Vertiefungen von Mikrotiterplatten mit 96 Vertiefungen immobilisiert.
Die Bindung von Testverbindung an ER wurde in Konkurrenz mit 30
nM 3H-Estradiol bei Raumtemperatur für 1 Stunde
evaluiert. Die Ergebnisse dieses Experiments. wie dargestellt in
Tabelle 2, stellen den Mittelwert aus wenigstens 3 unterschiedlichen
Experimenten dar. Referenzverbindungen wurden gleichzeitig als ein
integraler Teil jedes Tests getestet, um die Validität der erhaltenen
Ergebnisse sicherzustellen.
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Tabelle
2
Festphasen-ER-Bindung
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Es wurde festgestellt, daß die Bindungsdaten
für Tamoxifen,
Raloxifen und Estradiol den veröffentlichten
Literaturwerten für
diese Verbindungen entsprachen. Die Bindung von Verbindung Nr. 1
(in der Form des HCl-Salzes) an ER-α und ER-β wurde verglichen mit der Bindung
von 17β-Estradiol,
Tamoxifen-Citrat und Raloxifen·HCl.
Verbindung Nr. 1 bindet sich mit hoher Affinität (ähnlich wie Estradiol) an ER-α und ER-β. Es wurde
festgestellt, daß die
Affinität
für ER-β geringfügig niedriger
war als für
ER-α, wie
es für
die meisten ER-Liganden
typisch ist.
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BEISPIEL 15
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GEBÄRMUTTERVERLÄßLICHKEIT
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Wie hierin diskutiert, sind Verbindungen,
die als selektive Estrogenrezeptor-Modulatoren oder SERMs wirken,
wünschenswert.
In einer bevorzugten Ausführungsform
zeigen SERMs keine Gebärmutterverläßlichkeit,
wie getestet in anerkannten Tests, wie etwa dem Ciebärmutterbioassay
in unreifen Ratten (Robertson et al., Biol. Reprod. 54: 183–196, 1996;
Medlock et al., Biol. Reprod. 56: 1239–1244, 1997; Martel et al.,
Endocrinology 139: 2486-2.492,
1998; Hyder et al., Cancer Cells 120: 165–171, 1997) und dem Gebärmuttertest
an ovariektomisierten Ratten (Sato et al., FASEB J. 10905–912, 1996;
Ruenitz et al., Bone 23: 537–542,
1998; Luo et al., Endocrinology 139: 2645–2656, 1998; Ke et al., Bone
20: 31–39,
1997). Diese beiden Tests messen die Wirkung einer bestimmten Verbindung
auf das Gebärmutter-Naß- und -Trockengewicht
und liefern histologische Daten.
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Verbindung Nr. 1 wurde nebeneinander
mit Estrogen und Raloxifen·HCl
in einem dreitägigen
Gebärmutterbioassay
in unreifen Ratten unter Verwendung subkutaner (s. c.) Verabreichung
getestet (Medlock et al., aaO). Estrogen bewirkte einen 4,5-fachen
Anstieg des Gebärmuttergewichtes,
welches der berichtete Literaturwert ist (Ashby et al., Regul. Toxicol.
Pharmacol. 25: 226–231,
1997; Medlock et al., aaO). Raloxifen·HCl bewirkte bis zu 50% Anstieg
des Gebärmuttergewichtes
bei der 1 mg/kg Dosis, was ebenfalls in Übereinstimmung mit veröffentlichten
Daten ist (Ashby et al., aaO.). Verbindung Nr. 1 bewirkte einen
etwa 30%-igen Anstieg des Gebärmuttergewichtes,
was statistisch nicht verschieden war von den mit Träger behandelten
Tieren (d. h. PEG-400). Sowohl Raloxifen·HCl als auch Verbindung Nr.
1 zeigten eine glockenförmige
Dosisreaktion, die typischerweise bei SERMs gefunden wird.
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Verbindung Nr. 1 wurde ebenfalls
nebeneinander mit 17β-Estradiol
und Raloxifen·HCl
in einem 28-tägigen
Gebärmutterbioassay
in ovariektomisierten Ratten getestet (Ke et al., aaO). Alle drei
Verbindungen wurden täglich
durch s. c.-Injektion verabreicht. Estrogen verhinderte den durch
Ovariektomie verursachten Gebärmuttergewichtsverlust
durch Erhöhen
des Gebärmuttergewichtes
um 550%. Diese Ergebnisse stehen in Übereinstimmung mit veröffentlichten
Daten (Grese et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94: 14105–14110,
1997; Ashby et al., aaO; Ke et al., aaO). Raloxifen·HCl bewirkte
etwa einen 70%-igen Anstieg des Gebärmuttergewichtes, der bereits
berichtet worden ist (Grese et al., aaO; Ashby et al., aaO). Verbindung
Nr. bewirkte etwa einen 40%-igen Anstieg des Gebärmuttergewichtes, der statistisch
geringer war als der von Raloxifen·HCl vermittelte Gewichtsanstieg.
Diese Ergebnisse unterstützen
die Daten aus dem Gebärmutterbioassay
in unreifen Ratten, daß Verbindung
Nr. 1 keine signifikante Gebärmutterverläßlichkeit
zeigt. Somit hat diese Verbindung signifikantes Potential für die Prävention
und/oder Behandlung von Krebs und Osteoporose ebenso wie für kardiovaskuläre Erkrankungen
und neurodegenerative Erkrankungen, wie etwa Alzheimer-Krankheit.
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BEISPIEL 16
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VERGLEICHSTESTS
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Verbindung Nr. 1 wurde gegen eine
Verbindung von Lednicer et al., J. Med. Chem. 8: 725-726, 1965, getestet.
Genauer betrifft diese Literaturstelle Verbindungen auf Cumarin-Basis
als vermutliche Estrogen-Antagonisten. Eine dieser Verbindungen
(d. h. Verbindung 20 von Tabelle IV, im weiteren "L-20") hat die folgende Struktur:
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Die obige Verbindung wurde gegen
Verbindung Nr. 38 der vorliegenden Erfindung im ER-Bindungstest von
Beispiel 14 und im menschlichen Knochen-Cokultursystem von Beispiel
8 auf IL-6-Aktivität
getestet. Die Ergebnisse dieser Experimente sind in Tabelle 3 dargestellt.
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