ES2258854T3 - Uso de derivados de tetraciclina para potenciar la produccion de interleucina 10. - Google Patents

Uso de derivados de tetraciclina para potenciar la produccion de interleucina 10.

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ES2258854T3
ES2258854T3 ES99948198T ES99948198T ES2258854T3 ES 2258854 T3 ES2258854 T3 ES 2258854T3 ES 99948198 T ES99948198 T ES 99948198T ES 99948198 T ES99948198 T ES 99948198T ES 2258854 T3 ES2258854 T3 ES 2258854T3
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Abstract

Uso de una cantidad eficaz de un derivado de tetraciclina seleccionado del grupo que consiste en oxitetraciclina, clorotetraciclina, doxiciclina, minociclina, metaciclina, demeclociclina, 4- desdimetilaminotetraciclina (CMT-1), tetraciclinonitrilo (CMT-2), 6-desmetil-6-desoxi-4- desdimetilaminotetraciclina (CMT-3), 7-cloro-4- desdimetilaminotetraciclina (CMT-4), tetraciclinopirazol (CMT-5), 4-hidroxi-4-desdimetilaminotetraciclina (CMT- 6), 12a-desoxi-4-desdimetilaminotetraciclina (CMT-7), 6- hidroxi-6-a-desoxi-4-desdimetilaminotetraciclina (CMT- 8), 4-desdimetilamino-12-a-desoxianhidrotetraciclina (CMT-9), y 7-dimetilamino-6-desmetil-6-desoxi-4- desdimetilaminotetraciclina (CMT-10) para la fabricación de un medicamento para tratar a un mamífero que padece una enfermedad o estado seleccionado del grupo que consiste en inflamación, enfermedad de injerto contra huésped, infección viral, infección fúngica, choque por endotoxina lipopolisacárida, enfermedad por función de médula óseadeprimida, trombocitopenia, aflojamiento de la junta protésica, osteoporosis, espondiloartropatías, enfermedad de Paget, enfermedad inflamatoria del intestino, osteoartritis, enfermedad autoinmunitaria, artritis reumatoide, lupus eritematoso sistémico y enfermedad del tejido conjuntivo, en el que la enfermedad o estado se asocia con, o está mediado por, una producción de IL-1 y TNFa aumentada o excesiva, en el que sería beneficioso potenciar la producción de interleucina-10 endógena.

Description

Uso de derivados de tetraciclina para potenciar la producción de interleucina 10.
Campo de la invención
La presente invención se refiere al uso de derivados de tetraciclina para potenciar la producción de interleucina-10 endógena (IL-10 en lo sucesivo en el presente documento) en células o tejidos de mamíferos.
Antecedentes de la invención
Interleucinas, interferones, factores estimulantes de colonias y el TNF\alpha son ejemplos de un grupo de varias proteínas de múltiples funciones denominadas citocinas. Las citocinas son una clase de proteínas solubles segregadas que están presentes normalmente en una concentración muy baja en una diversidad de células. Las células linfoides, hemopoyéticas inflamatorias y otras células tales como células del tejido conjuntivo (por ejemplo, fibroblastos, osteoblastos) segregan una diversidad de citocinas que regulan las respuestas de fase inmunitaria, inflamatoria, de reparación y aguda mediante el control de la proliferación, diferenciación y funciones de efector celulares. Los efectos de las citocinas están mediados mediante el enlace a receptores de alta afinidad sobre tipos de células específicos. Collier et al., Trends in Pharmacol. Sci. 10: 427-431 (1989).
Por ejemplo, la citocina interleucina-1 (IL-1) se produce en tipos de células tales como macrófagos, sinoviocitos, queratinocitos, condrocitos y leucocitos polimorfonucleares. Se sabe que desempeñan un papel en numerosos estados, en particular en estados acompañados por inflamación.
Diversos efectos dañinos se asocian con un aumento de la IL-1. Por ejemplo, en la artritis la IL-1 estimula los sinoviocitos asociados con la hipertrofia sinovial. Además, la IL-1 potencia la ruptura de la matriz de cartílago e inhibe la reparación de cartílago mediante condrocitos. Esta citocina también induce la resorción ósea y por tanto puede estar implicada en la pérdida de la densidad ósea observada en la artritis reumatoide. Weinblatt et al., Journal of Rheumatology 19: (Sup. 32): 85-91 (1992).
Una producción de IL-1 excesiva puede provocar fiebre, emaciación muscular y somnolencia. Para una revisión de las actividades biológicas de la IL-1, véase Larrick et al., Immunology Today 10: 61-66 (1989). Por tanto, desde un punto de vista terapéutico se desea inhibir la actividad biológica específica de la IL-1.
Un método para inhibir la actividad de la IL-1 es mediante el uso de la terapia génica sistémica. La patente de los EE.UU. número 5.766.585 describe un método para tratar la inflamación por artritis reumatoide y otras enfermedades autoinmunitarias en un mamífero mediante la administración de un vector recombinante que codifica para un antagonista de la IL-1.
El TNF\alpha es una citocina que induce la producción de IL-1. El TNF\alpha es un péptido de diecisiete kDa producido por macrófagos activados así como por una amplia variedad de otras células durante las respuestas inmunológicas del huésped frente a infecciones microbianas y enfermedades neoplásicas. También se reconoce que esta citocina es un mediador importante en la respuesta inflamatoria. Beutler et al., Ann. Rev. Immunol. 7: 625 (1989). Por tanto, desde un punto de vista terapéutico se desea inhibir la actividad biológica específica del TNF\alpha así como de la IL-1.
Otra citocina importante es la IL-10, un péptido de 35-40 kDa producido por linfocitos T cooperadores, linfocitos B, monocitos, macrófagos y otros tipos de células. In vitro, la IL-10 ha demostrado propiedades inmunosupresoras tal como se pone en evidencia por su capacidad para suprimir la producción de citocina, incluyendo la IL-1 y el TNF\alpha (para una revisión, véase Fiorentino et al., Journal of Immunology 147: 3815 (1991)).
La IL-10 también inhibe la activación de otras citocinas inflamatorias, y por tanto tiene una potente actividad antiinflamatoria. También se conoce que la IL-10 estimula la proliferación de mastocitos y timocitos. Moore et al., "Interleukin-10", Annual Review in Immunology 11: 165-190 (1993).
Ha resultado de reciente interés administrar la IL-10 en el tratamiento de ciertos estados caracterizados por una producción excesiva de IL-1 y TNF\alpha. Tales enfermedades o estados incluyen aflojamiento de implantes de junta protésica, inflamación, diabetes, cáncer, enfermedades de injerto contra huésped, infecciones virales, fúngicas y bacterianas, choque por endotoxina lipopolisacárida, enfermedades por función de médula ósea deprimida, trombocitopenia, osteoporosis, espondiloartropatías, enfermedad de Paget, enfermedad inflamatoria del intestino, artritis, osteoartritis, enfermedades autoinmunitarias tales como artritis reumatoide, lupus eritematoso sistémico y enfermedades del tejido conjuntivo.
Por ejemplo, se ha mostrado in vitro que la IL-10 purificada suprime ciertos tipos de infecciones virales. La patente de los EE.UU. número 5.665.345 describe un método para inhibir la replicación del virus de inmunodeficiencia humano, el retrovirus, y el sarcoma de Kaposi en células humanas mediante la administración de IL-10.
También se ha sugerido la IL-10 para su uso en el tratamiento de ciertos cánceres. La patente de los EE.UU. número 5.570.190 describe la administración de IL-10 exógena para tratar mamíferos que padecen leucemia mielógena aguda y leucemia linfocítica aguda. Se dice que la IL-10 debe administrarse en la forma o bien purificada o bien recombinante y se cree que inhibe la proliferación de blastocitos en la leucemia aguda. Sin embargo, hay un enorme gasto asociado con la preparación de una forma parenteral purificada o recombinante de IL-10.
De manera similar, se ha mostrado que la IL-10 inhibe la metástasis de médula ósea en ratones inmunodeficientes combinados graves. Steams et al., Invasion Metastasis 17(2): 62-74 (1997).
Los enfoques convencionales anteriores para tratar estados caracterizados por una producción excesiva de IL-1 y TNF\alpha se han limitado a la administración de IL-10 exógena purificada o recombinante por vía intravenosa. Dado que la IL-10 es una proteína, es difícil realizar una infusión intravenosa en un mamífero porque las proteínas a menudo se lixivian fuera de la disolución y se unen al plástico o vidrio usado en los juegos de administración por vía intravenosa. También, a menudo las proteínas son incompatibles y precipitan cuando se mezclan con disoluciones fisiológicas tales como de dextrosa o salina. Además, las vías oral y tópica no están disponibles para la administración de la IL-10. La vía oral no esta disponible porque la proteína se degrada en el tracto gastrointestinal.
Ninguno de los enfoques anteriores sugiere potenciar la producción de IL-10 endógena en mamíferos para la profilaxis y el tratamiento de enfermedades o estados usando compuestos que estén aprobados para su uso en seres humanos y estén disponibles para las vías oral, inyectable y tópica.
El compuesto, tetraciclina, muestra la siguiente estructura general:
1
El sistema de numeración del núcleo cíclico es tal como sigue:
2
La tetraciclina así como los derivados 5-OH (terramicina) y 7-Cl (aureomicina) existen en la naturaleza, y son antibióticos bien conocidos. Las tetraciclinas naturales pueden modificarse sin perder sus propiedades antibióticas, aunque deben conservarse ciertos elementos de la estructura. Las modificaciones que pueden o no realizarse a la estructura básica de la tetraciclina se han revisado por Mitscher en The Chemistry of Tetracyclines, capítulo 6, Marcel Dekker, Publishers, Nueva York (1978). Según Mitscher, los sustituyentes en las posiciones 5-9 del sistema cíclico de la tetraciclina pueden modificarse sin la pérdida completa de las propiedades antibióticas. Sin embargo, los cambios en el sistema cíclico de base o la sustitución de los sustituyentes en las posiciones 1-4 y 10-12 conducen generalmente a tetraciclinas sintéticas con una actividad antimicrobiana sustancialmente menor o eficazmente nula. Un ejemplo de tetraciclinas modificadas químicamente (CMT en lo sucesivo en el presente documento) es 4-desdimetilaminotetraciclina, que se considera comúnmente que es una tetraciclina no antimicrobiana.
El uso de antibióticos de tetraciclina, aunque eficaz, puede conducir a efectos secundarios indeseados. Por ejemplo, la administración prolongada de tetraciclinas antibióticas puede reducir o eliminar la flora sana, tal como la flora intestinal, y puede conducir a la producción de organismos resistentes al antibiótico o a la proliferación de hongos y levaduras oportunistas. Estos efectos secundarios del tratamiento prolongado con tetraciclina pueden ser particularmente desventajosos para pacientes con diabetes porque estos pacientes son particularmente susceptibles a las infecciones y una curación alterada de las heridas que podría, en algún momento futuro, requerir tratamiento antibiótico para combatir la infección.
Además de sus propiedades antibióticas, las tetraciclinas se han descrito como que tienen una variedad de otros usos. Por ejemplo, también se sabe que las tetraciclinas inhiben la actividad de las enzimas destructoras de colágeno tales como colagenasa, gelatinasa, macrófago elastasa y colagenasa bacteriana de mamíferos. Golub et al., J. Periodont. Res. 20:12-23 (1985); Golub et al., Crit. Revs. Oral Biol. Med. 2: 297-322 (1991); las patentes de los EE.UU. números 4.666.897; 4.704.383; 4.935.411; 4.935.412. Además, se sabe que las tetraciclinas inhiben la emaciación y degradación de proteínas en el músculo esquelético de mamíferos, patente de los EE.UU. número 5.045.538.
\newpage
Además, se ha demostrado que las tetraciclinas potencian la síntesis de proteínas óseas en la patente de los EE.UU. con número de referencia 34.656 y que reducen la resorción ósea en el cultivo de órganos en la patente de los EE.UU. número 4.704.383.
De manera similar, la patente de los EE.UU. número 5.532.227 concedida a Golub et al., describe que las tetraciclinas pueden mejorar la glucosilación excesiva de proteínas. En particular, las tetraciclinas inhiben la reticulación excesiva de colágeno lo que resulta de una glucosilación excesiva del colágeno en la diabetes.
Estas propiedades provocan que las tetraciclinas sean útiles en el tratamiento de una variedad de enfermedades. Por ejemplo, ha habido una variedad de sugerencias de que las tetraciclinas, incluyendo las tetraciclinas no antimicrobianas, son eficaces en el tratamiento de la artritis. Véase, por ejemplo, Greenwald et al., "Tetracyclines Suppress Metalloproteinase Activity in Adjuvant Arthritis and, in Combination with Flurbiprofen, Ameliorate Bone Damage", Journal of Rheumatology 19: 927-938 (1992); Greenwald et al., "Treatment of Destructive Arthritic Disorders with MMP Inhibitors: Potential Role of Tetracyclines in, Inhibition of Matrix Metalloproteinases: Therapeutic Potential", Annals of the New York Academy of Sciences 732: 181-198 (1994); Kloppenburg et al., "Minocycline in Active Rheumatoid Arthritis," Arthritis Rheum 37: 629-636(1994); Ryan et al., "Potential of Tetracycline to Modify Cartilage Breakdown in Osteoarthritis," Current Opinion in Rheumatology 8: 238-247(1996); O'Dell et al., "Treatment of Early Rheumatoid Arthritis with Minocycline or Placebo," Arthritis Rheum 40:842-848(1997).
También se han sugerido las tetraciclinas para su uso en el tratamiento de enfermedades de la piel. Por ejemplo, White et al., Lancet, 29 de abril, pág. 966 (1989) notifica que la tetraciclina minociclina es eficaz en el tratamiento de la epidermolisis bulosa distrófica, que es un estado de la piel potencialmente mortal que se cree que está relacionado con un exceso de colagenasa.
La eficacia de la tetraciclina en los trastornos de la piel también se ha estudiado por Elewski et al., Journal of the American Academy of Dermatology 8: 807-812 (1983). Elewsky et al. describe que los antibióticos de tetraciclina pueden tener actividad antiinflamatoria en las enfermedades de la piel.
De manera similar, Plewig et al., Journal of Investigative Dermatology 65:532 (1975), describe experimentos diseñados para probar la hipótesis de que los antimicrobianos son eficaces en el tratamiento de dermatosis inflamatorias. Los experimentos de Plewig et al. establecen que las tetraciclinas tienen propiedades antiinflamatorias en el tratamiento de pústulas inducidas por parches de yoduro de potasio.
El uso de tetraciclinas en combinación con agentes antiinflamatorios no esteroideos se ha estudiado en el tratamiento de trastornos inflamatorios de la piel provocados por acné vulgar. Wong et al., Journal of American Academy of Dermatology 1: 1076-1081 (1984), estudiaron la combinación de tetraciclina e ibuprofeno y encontraron que la tetraciclina era un agente eficaz contra al acné vulgar mientras que el ibuprofeno era útil para reducir la inflamación resultante por la inhibición de ciclooxigenasa. Funt et al., Journal of the American Academy of Dermatology 13: 524-525 (1985), describieron resultados similares mediante la combinación de dosis antimicrobianas de minociclina con ibuprofeno.
Un derivado de tetraciclina antimicrobiano, la doxiciclina, se ha usado para inhibir la producción de nitrato. D'Agostino et al., Journal of Infectious Diseases: 177: 489-92 (1998), describe experimentos en los que la doxiciclina, administrada a ratones inyectados con lipopolisacárido (LPS en lo sucesivo en el presente documento) bacteriano, ejercía un efecto protector mediante la inhibición de la producción de nitrato mediante un mecanismo independiente de la IL-10. Los experimentos llevados a cabo in vitro también mostraron que la doxiciclina inhibía la síntesis de óxido nítrico por macrófagos activados por LPS sin potenciar la liberación de IL-10 endógena. Estos datos son contrarios a los resultados de la presente invención.
Basado en lo anterior, se ha encontrado que las tetraciclinas son eficaces en diferentes tratamientos. Sin embargo, no ha habido sugerencias de ningún tipo de que las tetraciclinas puedan usarse para potenciar la producción endógena de IL-10.
Por consiguiente, una de las ventajas de la presente invención es que supera las limitaciones anteriores de administrar IL-10 exógena y proporciona un método para potenciar la producción de IL-10 endógena en células de mamíferos. Otras ventajas se presentarán en sí mismas fácilmente para el experto.
Sumario de la invención
Ahora se ha descubierto que éstos y otros objetos pueden lograrse mediante la presente invención, que proporciona el uso de derivados de tetraciclina para potenciar la protección de interleucina-10 endógena en células o tejidos de mamífero.
Breve descripción de los dibujos
Las realizaciones preferidas de la invención se han elegido con fines de ilustración y descripción. Las realizaciones preferidas de ciertos aspectos se muestran en los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es una gráfica de comportamiento que ilustra la producción de IL-10 por macrófagos de sangre periférica humanos estimulados por LPS en una respuesta que depende de la dosis a CMT-3 (6-desmetil-6-desoxi-4-desdimetilaminotetraciclina) y CMT-5 (tetraciclinapirazol).
La figura 2 es una ilustración de gráfica de barras de la producción de IL-10 por monocitos de sangre periférica humanos estimulados con IL-1, IL-1 + CMT-5 (tetraciclinapirazol), IL-1 + CMT-3 (6-desmetil-6-desoxi-4-desdimetilaminotetraciclina) e IL-1 + CMT-8 (6-\alpha-desoxi-5-hidroxi-4-desdimetilaminotetraciclina).
La figura 3 es una ilustración de gráfica de barras de la expresión de ARNm de la IL-10 en fibroblastos sinoviales humanos de tercer paso en cultivo determinada por análisis de northern blot cuando se estimula con IL-1, IL-1 + CMT-3 (6-desmetil-6-desoxi-4-desdimetilaminotetraciclina) e IL-1 + CMT-5 (tetraciclinapirazol).
La figura 4 es una gráfica tridimensional de respuesta que depende de la dosis que ilustra la producción de IL-10 en fibroblastos dérmicos humanos, fibroblastos sinoviales humanos, y monocitos de sangre periférica humanos estimulados con IL-1, IL-1 + CMT-5 (tetraciclinapirazol) e IL-1 + CMT-3 (6-desmetil-6-desoxi-4-desdimetilaminotetraciclina).
La figura 5 es una ilustración gráfica de la actividad biológica de la IL-10 tal como se mide mediante la inhibición de las citocinas TNF\alpha e IL-1 en cultivos de células U937 y HL-60. Específicamente, se estimularon las células HL-60 con LPS solo, entonces se estimularon las células HL-60 con sobrenadante a partir de monocitos de sangre periférica humanos que tenían IL-1 + CMT-8 añadidos. Se estimularon las células U937 con LPS, entonces con sobrenadante a partir de monocitos de sangre periférica humanos que tenían LPS + CMT-8 añadidos. Las cantidades de TNF\alpha e IL-1 producidas se midieron usando ELISA. La producción de TNF\alpha e IL-1 endógenas se aumentó cuando se añadió el anticuerpo anti-IL-10 a las células U937 y HL60.
Descripción detallada de la invención
La presente invención es útil para potenciar la producción de IL-10 endógena, que se sabe que inhibe o regula por disminución la producción de IL-1 y TNF\alpha. Tal como se usa en el presente documento, potenciar la producción de IL-10 endógena se define como aumentar o regular por aumento los niveles de citocina IL-10 sustancialmente por encima de los niveles normales in vivo, dentro de un mamífero o in vitro, dentro de células o tejido de mamífero. Preferiblemente, la producción de IL-10 endógena se potencia al menos en desde aproximadamente un 10% hasta aproximadamente un 1.600% por encima de los niveles normales. Regular por aumento la IL-10 endógena da como resultado la regulación por disminución de las citocinas IL-1 y TNF\alpha.
La presente invención puede usarse in vivo, in vitro, y ex vivo, por ejemplo, en mamíferos vivos así como en sistemas celulares, de órganos o de tejidos en cultivo. Los mamíferos incluyen, por ejemplo, seres humanos, así como animales domésticos tales como perros y gatos, animales de laboratorio, tales como ratas y ratones, y animales de granja, tales como caballos y vacas. Los tejidos, tal como se usa en el presente documento, son una agregación de células especializadas de forma similar que juntas realizan ciertas funciones especiales. Los sistemas celulares en cultivo incluyen cualquier célula que produzca IL-10, tal como monocitos de sangre periférica humanos o fibroblastos sinoviales.
La práctica in vivo de la invención permite la aplicación para el alivio o la paliación de enfermedades, estados, y síndromes médicos y veterinarios. En particular, el método proporciona un medio para proteger mamíferos que padecen enfermedades u otros estados asociados con o mediados por una producción de IL-1 y TNF\alpha aumentada o excesiva en la que sería beneficioso potenciar la producción de IL-10 endógena. Tales estados o enfermedades incluyen inflamación, enfermedades de injerto contra huésped, infecciones virales, fúngicas, choque por endotoxina lipopolisacárida, enfermedades por función de médula ósea deprimida, trombocitopenia, aflojamiento de la junta protésica, osteoporosis, espondiloartropatías, enfermedad de Paget, enfermedad inflamatoria del intestino, artritis, osteoartritis, enfermedades autoinmunitarias tales como artritis reumatoide, lupus eritematoso sistémico y enfermedades del tejido conjuntivo.
Un derivado de tetraciclina, tal como se usa en el presente documento, muestra la siguiente estructura general:
3
El sistema de numeración del núcleo de múltiples anillos es tal como sigue:
4
La tetraciclina, así como los derivados 5-OH (oxitetraciclina, por ejemplo, terramicina) y 7-Cl (clorotetraciclina, por ejemplo, aureomicina), existen en la naturaleza, y son antibióticos bien conocidos. Las tetraciclinas semisintéticas incluyen, por ejemplo, doxiciclina, minociclina y metaciclina.
El uso de antibióticos de tetraciclina, aunque resulta generalmente eficaz para el tratamiento de infecciones, puede conducir a efectos secundarios indeseados. Por ejemplo, la administración prolongada de tetraciclinas antibióticas puede reducir o eliminar la flora sana, tal como la flora intestinal, y puede conducir a la producción de organismos resistentes al antibiótico o a la proliferación de hongos y levaduras. Normalmente, estas desventajas significativas excluyen los regimenes de tratamiento que requieren la administración crónica de estos compuestos.
Se ha definido una clase de compuestos que están estructuralmente relacionados con las tetraciclinas antibióticas, pero de los que se ha eliminado sustancial o completamente su actividad antibiótica mediante modificación química. La eliminación sustancial de la actividad antibiótica se produce cuando la actividad antibiótica es sustancialmente inferior a la de la tetraciclina. Preferiblemente, la actividad antibiótica es al menos aproximadamente diez veces inferior a la de la tetraciclina, y más preferiblemente al menos aproximadamente cinco veces inferior a la de la tetraciclina.
Las modificaciones que pueden o no realizarse a la estructura básica de la tetraciclina se revisaron por Mitscher, L.A., The Chemistry of the Tetracycline Antibiotics, Marcel Dekker, Nueva York (1978), capítulo 6. Según Mitscher, la modificación en las posiciones 5-9 del sistema cíclico de la tetraciclina puede realizarse sin provocar la pérdida total de las propiedades antibióticas. Sin embargo, los cambios en la estructura básica del sistema cíclico, o la sustitución de sustituyentes en las posiciones 1-4 ó 10-12, generalmente conducen a tetraciclinas sintéticas que tienen una actividad antibacteriana sustancialmente inferior, o esencialmente nula.
Los derivados de tetraciclinas modificadas químicamente (CMT) incluyen, por ejemplo, 4-desdimetilaminotetraciclina (CMT-1), tetraciclinonitrilo (CMT-2), 6-desmetil-6-desoxi-4-desdimetilaminotetraciclina (CMT-3), 7-cloro-4-desdimetilaminotetraciclina (CMT-4), tetraciclinopirazol (CMT-5), 4-hidroxi-4-desdimetilaminotetraciclina (CMT-6), 12\alpha-desoxi-4-desdimetilaminotetraciclina (CMT-7), 5-hidroxi-6-\alpha-desoxi-4-desdimetilaminotetraciclina (CMT-8), 4-desdimetilamino-12-\alpha-desoxianhidrotetraciclina (CMT-9), y 7-dimetilamino-6-desmetil-6-desoxi-4-desdimetilaminotetraciclina (CMT-10). Todas son útiles como tetraciclinas no antibacterianas que potencian la producción endógena de IL-10.
Los derivados de tetraciclina particularmente preferidos adecuados para su uso según la presente invención incluyen 6-desmetil-6-desoxi-4-desdimetilaminotetraciclina (CMT-3), 6-\alpha-desoxi-5-hidroxi-4-desdimetilaminotetraciclina (CMT-8), y tetraciclinopirazol (CMT-5).
En la presente invención también se consideran los derivados de tetraciclina que poseen actividad antibacteriana. Sin embargo, tales compuestos se emplean preferiblemente en una cantidad que no tiene sustancialmente ninguna actividad antibacteriana pero que es eficaz para potenciar la producción endógena de IL-10 en células o tejidos de mamíferos. Los compuestos preferidos de este tipo incluyen doxiciclina, demeclociclina, y minociclina.
Los derivados de tetraciclinas modificadas químicamente y antimicrobianos pueden realizarse mediante métodos conocidos en la técnica. Véase, por ejemplo, Mitscher, L.A., The Chemistry of the Tetracycline Antibiotics, Marcel Dekker, Nueva York (1978), capítulo 6, y las patentes de los EE.UU. 4.704.383 y 5.532.227.
En la presente invención, se administra una cantidad eficaz de derivado de tetraciclina. Una cantidad eficaz tal como se usa en el presente documento es aquella cantidad eficaz para lograr el resultado especificado de potenciación de la producción de IL-10 endógena. Preferiblemente, el derivado de tetraciclina se proporciona en una cantidad que tiene poca o ninguna actividad antimicrobiana. Un derivado de tetraciclina no es eficazmente antimicrobiano si no impide de forma significativa el crecimiento de microbios. Por consiguiente, el método puede emplear de manera beneficiosa un derivado de tetraciclina que se ha modificado químicamente para reducir o eliminar sus propiedades antimicrobianas. En la presente invención se prefiere el uso de tales tetraciclinas modificadas químicamente ya que pueden usarse en niveles más superiores que las tetraciclinas antimicrobianas, mientras que evitan ciertas desventajas, tales como la destrucción indiscriminada de microbios beneficiosos, y la aparición de microbios resistentes, que a menudo acompañan al uso de cantidades antimicrobianas o antibacterianas de tales compuestos.
Los derivados de tetraciclina útiles según el método de la invención parecen mostrar su efecto beneficioso de una manera que depende de la dosis. Por tanto, se ha observado que la administración de cantidades mayores de un derivado de tetraciclina potencia la producción de IL-10 endógena en un grado mayor que la administración de cantidades menores. Además, se ha observado una eficacia con dosis inferiores al nivel al que se observa toxicidad.
La dosis máxima para un sujeto es la dosis máxima que no provoca efectos secundarios indeseables o intolerables. Por ejemplo, el compuesto de tetraciclina puede administrarse en una cantidad de desde 0,1 mg/kg/día hasta 30 mg/kg/día, y preferiblemente desde 1 mg/kg/día hasta 18 mg/kg/día. Para el propósito de esta invención, los efectos secundarios pueden incluir la actividad antimicrobiana o antibacteriana clínicamente significativa, así como efectos tóxicos. Por ejemplo, una dosis en exceso de 50 mg/kg/día probablemente produciría efectos secundarios en la mayoría de los mamíferos, incluyendo los seres humanos. En todo caso, el médico se guía por la experiencia y el conocimiento en el campo, y la presente invención incluye sin limitación dosis que son eficaces para lograr el efecto descrito.
La invención implica administrar o proporcionar un derivado de tetraciclina en una cantidad que es eficaz para potenciar la producción de IL-10 en células o tejido de mamífero o en un mamífero.
La administración de derivados de tetraciclina puede lograrse de diversas maneras. En sistemas de tejidos o células en cultivo, los derivados de tetraciclina pueden administrarse mediante la puesta en contacto de las células o el tejido directamente con una cantidad eficaz del derivado de tetraciclina.
En mamíferos vivos, los derivados de tetraciclina de la presente invención pueden administrarse de manera sistémica por las vías parenteral o enteral que también incluyen los sistemas de administración por liberación controlada. Por ejemplo, los derivados de tetraciclina de la presente invención pueden administrarse fácilmente por vía intravenosa (por ejemplo, inyección intravenosa), que es una vía de administración preferida. La administración intravenosa puede lograrse mezclando los derivados de tetraciclina en un vehículo o excipiente farmacéutico adecuado o según se entiende por los médicos en la técnica.
También se considera el uso por vía oral o enteral, y pueden usarse formulaciones tales como comprimidos, cápsulas, píldoras, trociscos, elixires, suspensiones, jarabes, obleas chicles para administrar el derivado de tetraciclina.
Alternativamente, la administración del derivado de tetraciclina puede incluir la aplicación tópica. Por consiguiente, el vehículo se adapta preferiblemente para el uso tópico. Las composiciones que se consideran que pueden adaptarse para tal uso tópico incluyen geles, ungüentos, lociones, cremas, pomadas y similares. El derivado de tetraciclina también puede incorporarse con una base o matriz de soporte o similar para proporcionar un vendaje o gasa esterilizada o para quemaduras preenvasado que puede aplicarse directamente sobre la piel. Por tanto la aplicación tópica de derivados de tetraciclina en cantidades de hasta el 25% (p/p) en un vehículo son apropiadas dependiendo de la indicación. Más preferiblemente, se cree que la aplicación de derivados de tetraciclina en cantidades de desde el 0,1% hasta el 10% potencia eficazmente la producción de IL-10 endógena según la invención. Se cree que estas cantidades no inducen una toxicidad significativa en el sujeto que está tratándose.
Por ejemplo, en ciertos casos pueden preferirse compuestos de tetraciclina que sólo tienen una biodistribución limitada para CMT-2, CMT-6 de actividad localizada, y se prefieren otros CMT que muestran tal distribución sustancialmente local por su eficacia localizada para potenciar la actividad de IL-10 en el sitio de la herida, sin mostrar una inhibición sistémica más amplia. Sería deseable la aplicación tópica de estos CMT no absorbibles en lesiones orales, dado que no se absorberían los CMT en ningún grado significativo incluso si se tragasen.
También se considera la administración tópica y sistémica combinada o coordinada de derivados de tetraciclina en la invención. Por ejemplo, un compuesto de tetraciclina no absorbible, tal como CMT-2 o CMT-6, puede administrarse por vía tópica, mientras que un compuesto de tetraciclina que puede absorberse sustancialmente y distribuirse sistémicamente de manera eficaz en un sujeto, tal como CMT-1, CMT-3, CMT-7, o CMT-8, puede administrarse de manera sistémica.
La invención se ha desarrollado basada en la inesperada observación por los solicitantes de que los derivados de tetraciclina potencian la producción endógena de la citocina IL-10, que regula por disminución la producción y actividad biológica de la IL-1 y la TNF\alpha. Los solicitantes también son conscientes de toda base fisiológica o bioquímica para esperar que las tetraciclinas potencien la producción endógena de IL-10 en sistemas que pueden expresar la IL-10. Por tanto, es sorprendente que se encuentre que los derivados de tetraciclina potencian la producción de IL-10 endógena.
El experto en la técnica apreciará la capacidad de los ejemplos siguientes para demostrar un método para potenciar la producción de interleucina-10 endógena en mamíferos. Por consiguiente, los resultados presentados a continuación muestran claramente que ciertos derivados de tetraciclinas modificadas químicamente pueden potenciar la producción de IL-10 endógena en células o tejidos de mamíferos. Sin embargo, de manera más general estos derivados pueden usarse en otros sistemas biológicos, y para otras enfermedades o estados en los que se desea potenciar la producción de IL-10 endógena.
Ejemplos
Los siguientes ejemplos se proporcionan para ayudar a un entendimiento adicional de la invención. Se pretende que los materiales y condiciones particulares empleados sean ilustraciones adicionales de la invención.
Ejemplo 1 Efectos de tetraciclinas sobre macrófagos de sangre periférica humanos estimulados por LPS
Se aislaron monocitos de sangre periférica (PBMNC) obtenidos a partir de donantes de sangre humanos sanos a partir de concentrados de leucocitos mediante centrifugación por gradiente de densidad sobre Lymphoprep (Nycomed, Oslo, Noruega). Usando el procedimiento de Levy y Edgington, Journal of Experimental Medicine, 151:1232 (1980), se extendieron entonces las células sobre placas y se les dejó adherirse a placas de plástico recubiertas con suero humano. Entonces se desprendieron las células con solución salina de Puck que contenía albúmina de suero humano y EDTA y se confirmó que había más del 90% de fagocitos mononucleares mediante examen microscópico de preparaciones de citocentrífuga tintadas con tinte de Wright-Giemsa modificado.
Medio de cultivo
Entonces se cultivaron las células durante un mínimo de 7 días en medio que contenía medio RPMI 1640
(GIBCO; RU) complementado con suero AB humano al 10% (NABI), 2 mMoles/l de glutamina, 1 mMol/l de piruvato, 25 mMoles/l de HEPES, 100 \mug/ml de estreptomicina, y 20 \mug/l de cefotaxima en condiciones no adherentes en vasos de precipitados de teflón. Se recogieron los PBMNC que se diferenciaron en macrófagos (macrófagos derivados de monocitos) del cultivo usando el procedimiento de Liao et al., Blood, 83 (8): 2294-2304 (1994). Se volvieron a suspender los macrófagos derivados de monocitos en medio libre de suero con 1 x 10^{6} células por ml y se extendieron sobre placas de pocillos para diversos experimentos. Se recogieron los medios condicionados y se congelaron a aproximadamente -80ºC para su análisis posterior.
Se evaluó la viabilidad de los macrófagos derivados de monocitos en presencia de diversas concentraciones de CMT (desde aproximadamente 5 \muM hasta aproximadamente 200 \muM) mediante la medición de la capacidad de las células para reducir biológicamente el compuesto de tetrazolio de MTS [3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-5-(3-carboximetoxifenil)-2-(4-sulfofenil)-2H-tetrazolio] para dar un producto de formazano coloreado (Promega, Madison, WI). Se observó que no hubo efectos citotóxicos significativos en las células con concentraciones de CMT de 5 \muM y 10 \muM.
Medios condicionados
Los medios condicionados contenían cultivos de macrófagos con los siguientes aditivos: (a) sin LPS bacteriano; (b) LPS bacteriano (que se sabe que potencia la producción de IL-1, TNF\alpha, e IL-10) a 0,2 \mug/ml; (c) LPS bacteriano a 0,2 \mug/ml + CMT-3 (un derivado de tetraciclina que tiene un alto nivel de actividad anticolagenasa) a 5 \muM; (d) LPS bacteriano a 0,2 \mug/ml + CMT-5 (un derivado de tetraciclina que no tiene actividad anticolagenasa apreciable) a 10 \muM; (e) LPS bacteriano a 0,2 \mug/ml + CMT-3 a 10 \muM; (f) LPS bacteriano a 0,2 \mug/ml + CMT-3 a 20 \muM.
Se analizaron los medios condicionados para detectar la producción de IL-10 endógena a las 2, 4, 8 y 24 horas tras la incubación de macrófagos en cultivos celulares, usando un kit ELISA (Endogen, Inc., Woburn, MA) que incorpora un anticuerpo monoclonal que se une a la IL-10 humana.
Los resultados se muestran gráficamente en la figura 1. El cultivo de los macrófagos sin LPS no dio como resultado la producción de ninguna IL-10 endógena detectable. Sin embargo, la administración de 0,2 \mug/ml de LPS a los macrófagos en el cultivo estimuló drásticamente la producción de IL-10 endógena hasta aproximadamente 180 pg/ml (picogramos/ml) tras seis horas y hasta aproximadamente 230 pg/ml al final de las 24 horas.
La administración de CMT-3 a los macrófagos estimulados por LPS (pero no a los macrófagos en ausencia de LPS) aumentó la producción de IL-10, de una manera dependiente de la dosis más allá de los niveles elevados producidos por el LPS solo. El aumento de la cantidad de dosis hasta aproximadamente 5 \muM de CMT-3 no aumentó el nivel de producción de IL-10 endógena. Tras 8 horas, las dosis de 10 \muM y 20 \muM de CMT-3 aumentaron la producción de IL-10 endógena en desde aproximadamente un 50% hasta aproximadamente un 100%, respectivamente, más allá del nivel de IL-10 producida por el LPS solo.
De manera similar, 10 \muM de CMT-3 y 20 \muM de CMT-3 siguieron aumentando la producción de IL-10 endógena hasta aproximadamente 380 pg/ml y aproximadamente 400 pg/ml respectivamente, al final de las 24 horas. Las dosis de CMT-5 a 10 \muM produjeron el mismo aumento en la producción de IL-10 endógena que 10 \muM de CMT-3, en el periodo de tiempo de 8 horas. Esto representa un aumento de desde aproximadamente el 50% hasta aproximadamente el 100% en la producción de IL-10 endógena más allá del nivel de IL-10 producida por el LPS solo. Sin embargo, el CMT-5 a 10 \muM no siguió aumentando la producción de IL-10 endógena, como el CMT-3, con periodos de incubación superiores de 24 horas.
Ejemplo 2 Efectos de tetraciclinas sobre monocitos de sangre periférica humanos estimulados por IL-1
Se aislaron recientemente PBMNC humanos obtenidos a partir de donantes de sangre humanos sanos a partir de concentrados de leucocitos mediante centrifugación por gradiente de densidad sobre Ficoll-Paque (Pharmacia, EE.UU.)
Medio de cultivo
Entonces se cultivaron las células en medio que contenía medio RPMI 1640 (GIBCO, RU) complementado con SBF (suero bovino fetal) al 1%, 2 mMoles/l de glutamina, 100 \mug/ml de estreptomicina, y 100 unidades de penicilina en placas de cultivo tisular de 24 pocillos. Se volvieron a suspender los PBMNC en medio libre de suero con 1 x 10^{6} células por ml y se extendieron sobre placas de pocillos para diversos experimentos. Se recogieron los medios condicionados y se congelaron a aproximadamente -20ºC para su análisis posterior.
Medios condicionados
Los medios condicionados contenían cultivos de PBMNC con los siguientes aditivos: (a) sin IL-1; (b) IL-1 a 1 ng/ml; (c) IL-1 a 1 ng/ml + CMT-5 (tetraciclinapirazol) a 5 \mug/ml; (d) IL-1 a 1 ng/ml + CMT-3 a 5 \mug/ml; y (e) IL-1 a 1 ng/ml + CMT-8 a 5 \mug/ml.
Se analizaron los medios condicionados para detectar la producción de IL-10 endógena tras un periodo de incubación de 48 horas usando ELISA (Endogen, Inc., Woburn, MA) que incorporaba un anticuerpo monoclonal que se une a la IL-10 humana.
La figura 2 es una ilustración en gráfico de barras de la producción de IL-10 por PBMNC humanos. El cultivo de células mononucleares sin IL-1, con IL-1, o con IL-1 + CMT-5 no dio como resultado la producción de ninguna IL-10 endógena detectable. Sin embargo, el cultivo con 1 ng/ml de IL-1 + 5 \mug/ml de CMT-3 produjo IL-10 endógena en una cantidad de hasta aproximadamente 160 pg/ml al final de las 48 horas. De manera similar, el cultivo con IL-1 + 5 \mug/ml de CMT-8 añadido a las células mononucleares aumentó la producción endógena de IL-10 hasta aproximadamente 180 pg/ml. Esto representa un aumento de hasta aproximadamente dieciséis veces de la producción de IL-10 endógena.
Ejemplo 3 Efectos de tetraciclinas sobre fibroblastos sinoviales humanos estimulados por IL-1
Se cultivaron fibroblastos sinoviales (FS) humanos en medio que contenía SBF al 1% en medio DMEM complementado con 2 mMoles/l de glutamina, 100 \mug/ml de estreptomicina, y 100 unidades de penicilina en frascos de cultivo tisular de 150 cm^{2}. El cultivo contenía además: (a) IL-1 a 1 ng/ml; (b) IL-1 a 1 ng/ml + CMT-5 a 5 \mug/ml; (c) IL-1 a 1 ng/ml + CMT-3 a 5 \mug/ml; y (d) el control que era CMT-5 a 5 \mug/ml. Se incubaron las células durante un periodo de 48 horas. Se aisló el ARN mensajero y se analizó la producción de IL-10 mediante análisis de northern blot.
Haciendo referencia a la figura 3, la expresión o producción de ARNm de IL-10 endógena se muestra gráficamente basada en las unidades de absorbencia usando un análisis de northern blot. El CMT-3 potenció drásticamente la producción de IL-10 endógena en células de FS representada mediante el aumento en unidades de absorbencia. Haciendo referencia a la figura 4, la producción de IL-10 endógena en células de FS fue de hasta aproximadamente 25 pg/ml. No se observó ningún aumento en la producción de IL-10 endógena para células estimuladas con IL-1 + CMT-5. Estos resultados muestran claramente que ciertos derivados de tetraciclinas modificadas químicamente pueden potenciar la producción de IL-10 endógena en células de FS.
Ejemplo 4 Efecto de tetraciclinas sobre la producción de IL-10 en fibroblastos dérmicos estimulados por IL-1
Se cultivaron fibroblastos dérmicos (FD) humanos en medio que contenía SBF al 1% en medio DMEM complementado con 2 mMoles/l de glutamina, 100/\mul de estreptomicina, y 100 unidades de penicilina en frascos de cultivo tisular de 150 cm^{2}. El cultivo contenía además: (a) sin aditivos; (b) IL-1 a 1 ng/ml; (c) IL-1 a 1 ng/ml + CMT-5 a 5/\mul; y (d) IL-1 a 1 ng/ml + CMT-3 a 5/\mul. Se midió la producción de IL-10 endógena usando ELISA (Endogen, Inc., Woburn, MA) que incorporaba un anticuerpo monoclonar que se une a la IL-10 humana. Se incubaron los cultivos durante 48 horas.
Las células de FD no mostraron ninguna producción endógena de IL-10 cuando se añadieron IL-1 y CMT-3. Se mostraron resultados similares por las células de FD cuando se añadieron IL-1 y CMT-5. Estos datos demuestran que las células de FD no producen IL-10 endógena. Estos resultados se muestran gráficamente en la figura 4 que es un gráfico tridimensional que resume la producción de IL-10 endógena en células de FD humanas, células de FS humanas, y PBMNC humanos estimulados con IL-1, IL-1 + CMT-5 e IL-1 + CMT-3.
Ejemplo 5
Se diseñó el siguiente experimento para determinar si la IL-10 endógena producida era biológicamente activa. Se midió la actividad biológica de la IL-10 endógena mediante su capacidad para inhibir la producción de las citocinas TNF-\alpha e IL-1 en dos líneas celulares indicadoras U937 (ATCC, número de acceso CRL 1593, Rockville, Md.) y HL-60 (ATCC, número de acceso CCL 240, Rockville, Md.). Se cultivaron estas líneas celulares (1 x 10^{6} células/ml) en pocillos de 1 ml de fondo plano. Para generar el sobrenadante usado en el experimento, se estimularon los PBMNC con 1 ng/ml de IL-1 + 5 \mug/ml de CMT-8 y se incubaron durante 48 horas. Este sobrenadante contenía 1,23 pg/ml de IL-10. Se cultivó la línea celular HL-60 con: (a) 5 \mug/ml de LPS; (b) 5 \mug/ml de LPS + sobrenadante al 20% a partir de PBMNC tratados con 5 \mug/ml de CMT-8; (c) 5 \mug/ml de LPS + sobrenadante al 20% a partir de PBMNC tratados con 5 \mug/ml de CMT-8 + anticuerpos anti-IL-10 (Endogen, Inc., Woburn, MA). Se cultivaron las células U937 con: (a) 5 \mug/ml de LPS; (b) 5 \mug/ml de LPS + sobrenadante al 20% a partir de PBMNC tratados con 5 \mug/ml de CMT-8; (c) 5 \mug/ml de LPS + sobrenadante al 20% a partir de PBMNC tratados con 5 \mug/ml de CMT-8 + anticuerpos anti-IL-10.
La figura 5 es una ilustración gráfica de la actividad biológica de la IL-10 tal como se midió mediante la inhibición de las citocinas TNF\alpha e IL-1 en cultivos de células U937 y HL-60. Se midió la producción de TNF-\alpha e IL-1 endógena mediante ELISA ensayando la cantidad de citocina producida en pg/ml. El sobrenadante (sobre) a partir de PBMNC estimulados por CMT-8 reguló por disminución la producción de TNF-\alpha e IL-1 endógena en células U937 y HL-60. Se bloqueó este efecto por los anticuerpos anti-IL-10 (anti-IL-10). Estos datos muestran claramente que ciertos derivados de tetraciclinas modificadas químicamente potencian la producción de IL-10 endógena que inhibe o regula por disminución la producción de IL-1 y TNF\alpha.

Claims (15)

1. Uso de una cantidad eficaz de un derivado de tetraciclina seleccionado del grupo que consiste en oxitetraciclina, clorotetraciclina, doxiciclina, minociclina, metaciclina, demeclociclina, 4-desdimetilaminotetraciclina (CMT-1), tetraciclinonitrilo (CMT-2), 6-desmetil-6-desoxi-4-desdimetilaminotetraciclina (CMT-3), 7-cloro-4-desdimetilaminotetraciclina (CMT-4), tetraciclinopirazol (CMT-5), 4-hidroxi-4-desdimetilaminotetraciclina (CMT-6), 12\alpha-desoxi-4-desdimetilaminotetraciclina (CMT-7), 6-hidroxi-6-\alpha-desoxi-4-desdimetilaminotetraciclina (CMT-8), 4-desdimetilamino-12-\alpha-desoxianhidrotetraciclina (CMT-9), y 7-dimetilamino-6-desmetil-6-desoxi-4-desdimetilaminotetraciclina (CMT-10) para la fabricación de un medicamento para tratar a un mamífero que padece una enfermedad o estado seleccionado del grupo que consiste en inflamación, enfermedad de injerto contra huésped, infección viral, infección fúngica, choque por endotoxina lipopolisacárida, enfermedad por función de médula ósea deprimida, trombocitopenia, aflojamiento de la junta protésica, osteoporosis, espondiloartropatías, enfermedad de Paget, enfermedad inflamatoria del intestino, osteoartritis, enfermedad autoinmunitaria, artritis reumatoide, lupus eritematoso sistémico y enfermedad del tejido conjuntivo, en el que la enfermedad o estado se asocia con, o está mediado por, una producción de IL-1 y TNF\alpha aumentada o excesiva, en el que sería beneficioso potenciar la producción de interleucina-10 endógena.
2. Uso según la reivindicación 1, en el que dicho derivado de tetraciclina no tiene sustancialmente ninguna actividad antimicrobiana eficaz.
3. Uso según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho derivado de tetraciclina es tetraciclinonitrilo, o una 4-desdimetilaminotetraciclina.
4. Uso según la reivindicación 3, en el que dicha 4-desdimetilaminotetraciclina se selecciona del grupo de 6-desmetil-6-desoxi-4-desdimetilaminotetraciclina, tetraciclinopirazol, 7-cloro-4-desdimetilaminotetraciclina, 4-hidroxi-4-desdimetilaminotetraciclina, 12\alpha-desoxi-4-desdimetilaminotetraciclina, 5-hidroxi-6-\alpha-desoxi-4-desdimetilaminotetraciclina, 4-desdimetilamino-12\alpha-desoxianhidrotetraciclina, y 7-dimetilamino-6-desmetil-6-desoxi-4-desdimetilaminotetraciclina.
5. Uso según la reivindicación 1, en el que dicho derivado de tetraciclina es una tetraciclina antimicrobiana.
6. Uso según la reivindicación 5, en el que dicho derivado de tetraciclina se selecciona del grupo de minociclina, y doxiciclina.
7. Uso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho medicamento está en una forma para su administración por vía oral, sistémica o tópica.
8. Uso según la reivindicación 7, en el que dicho medicamento está en una forma para su administración sistémica mediante un sistema de administración de liberación controlada.
9. Uso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha enfermedad o estado es una inflamación.
10. Uso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha enfermedad o estado es un choque por endotoxina lipopolisacárida.
11. Uso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha enfermedad o estado es una enfermedad del tejido conjuntivo.
12. Uso según la reivindicación 1, en el que dicho derivado de tetraciclina es 6-desmetil-6-desoxi-4-desdimetilaminotetraciclina.
13. Uso según la reivindicación 1, en el que dicho derivado de tetraciclina es 5-hidroxi-6-\alpha-desoxi-4-desdimetilaminotetraciclina.
14. Uso según la reivindicación 1, en el que dicho derivado de tetraciclina es doxiciclina.
15. Uso según la reivindicación 1, en el que dicho derivado de tetraciclina es minociclina.
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