WO2001080871A2

WO2001080871A2 - Anwendung von guanylat-zyklase-c (gc-c) agonisten als insulinotrope faktoren zur behandlung von diabetes mellitus typ 2

Info

Publication number: WO2001080871A2
Application number: PCT/EP2001/004538
Authority: WO
Inventors: Urs Egner; Markus Meyer; Wolf-Georg Forssmann
Original assignee: Ipf Pharmaceuticals Gmbh
Priority date: 2000-04-22
Filing date: 2001-04-21
Publication date: 2001-11-01
Also published as: AU2001256315A1; WO2001080871A3

Abstract

Arzneimittel enthaltend mindestens einen Guanylat-Zyklase-C Agonisten zur Behandlung von Diabetes Mellitus Typ 2.

Description

Anwendung von Guanylat-Zyklase-C (GC-C^Aαonisten als insulinotrope Faktoren zur Behandlung von Diabetes mellitus Typ 2

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Guanylatzyklase-C (GC-C) Agonisten zur Behandlung von Diabetes mellitus Typ 2. Nach neuesten Erkenntnissen führt die Aktivierung der GC-C der pankreatischen ß-Zelle zu einer Insulinfreisetzung.

Die GC-C gehört zur Familie der membrangebundenen Guanylat-Zyklasen von denen bisher sechs verschiedene Proteine (GC-A bis GC-E) mit unterschiedlichen biologischen Funktionen bekannt sind.

Funktionen charakterisiert sind bisher nur GC-A, B und C (1).

Die Primärstruktur der GC-C konnte 1991 von de Sauvage et al. (2) aufgeklärt werden.

Zu den biologischen Funktionen der GC-C gehört vor allem die Darmhomöostase (2). Aktiviert durch ihre endogenen Liganden Guanylin und Uroguanylin oder exogene Liganden wie STa synthetisiert die GC-C zytosolisches cGMP. Über die cGMP- abhängige Proteinkinase G und den CFTR Chlorid-Ionen Auswärtsgleichrichter werden Chlorid-Ionen ins Darmlumen sezerniert. Dadurch kommt es zu einer osmotisch motivierten Verwässerung des Darminhaltes. Die Aktivierung der intestinalen GC-C in pathologischem Ausmaß führt zu sekretorischer Diarrhöe.

Das der Erfindung zu Grunde liegende Problem besteht in der Bereitstellung eines insulinotropen Arzneimittels. Gelöst wird das Problem durch ein Arzneimittel enthaltend mindestens einen Agonisten der membrangebundenen Guanylat-Zyklasen GC-C.

Diese Agonisten können erfindungsgemäß verwendet werden zur Herstellung eines insulinotopen Arzneimittels. Als GC-C Agonisten kommen insbesondere in Frage: Polypeptide mit der Sequenz des Guanylins PGTCEICAYAACTGC und/oder des Uroguanylins mit der Sequenz FKTLRTIANDDCELCVNVACTGCL sowie dessen biologisch aktive Fragmente und/oder Derivate, insbesondere amidierte, acytelierte, sulfatierte, phosphoryierte, glykosylierte und/oder polyethylenglykol- modifizierte Derivate in Frage.

Es ist ebenfalls möglich, Polypeptide einzusetzen, welche mindestens 90%-ige Sequenzidentität zu den genannten Guanyliden und Uroguanyliden Sequenzen aufweisen.

Gegebenenfalls können die erfindungsgemäßen Arzneimittel auch in Kombination mit anderen Arzneimitteln gegeben werden.

Die GC-C Agonisten können insbesondere in Zubereitungen, die für die Injektion geeignet sind formuliert werden. Ebenso kommen Salben, "slow release"- Kapseln und ähnliche galenische Zubereitungen in Frage.

Neben den genannten Polypeptiden Guanylin und Uroguanylin können auch niedermolekulare Substanzen, die als Agonisten der GC-C in Frage kommen, Verwendung finden.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Agonisten der GC-C werden insbesondere in Mengen eingesetzt, die eine biologische Wirksamkeit zeigen. Ein entsprechender Dosisbereich kann leicht in biochemischen Assays ermittelt werden. Die entsprechende Dosis kann dann im Tierexperiment weiter präzisiert werden.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden GC-C Agonisten können auch zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von Diabetis mellitus, insbesondere Typ 2 eingesetzt werden. Figur 1: An INS-1-Zellen zeigt Guanylin 22-115 eine ähnlich hohe Aktivität wie

Guanylin 101-115. Kontrolle = 100%. Figur 2: Die insulinotrophen Effekte von Glukose und Guanylin sind bei den angegebenen Konzentrationen additiv. Die kombinierte Stimulation durch Glukose und Guanylin erreicht die doppelte Intensität der

Einzelstimulationen. Kontrolle = 100%.

Figur 3: Die inhibitorische Wirkung von Rp-8-Br-PET-cGMPS zeigt sich bei Konzentrationen von 1 μM nur bei der guanylinabhängigen Insulinfreisetzung. Aus diesen Inkubationsexperimenten mit INS-1- Zellen geht hervor, daß die PKG in die Insulinsekretion nach Guanylingabe involviert ist. Kontrolle = 100%.

Figur 4: Die guanylininduzierte Erhöhung zytosolischer Kalziumspiegel läßt sich durch 1 μM Rp-8-Br-PET-cGMPS vollständig inhibieren. Auf glukoseinduzierte Kalziumeffekte hat Rp-8-Br-PET-cGMPS keinen signifikanten Einfluß. Der sichtbare, unsignifikante Effekt ist vermutlich auf Kreuzreaktionen des Inhibitors mit der PKA zurückzuführen. 20% FCS = 100%.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.

In Inkubationsexperimenten mit verschiedenen Agonisten der GC-C wie Guanylin (lμM) konnte eine Insulinsekretion an ß-Zellen festgestellt werden. Die Intensität der Antwort entspricht der des natürlichen Stimulus Glucose (18mM).

Die guanylinabhängige Insulinsekretion wurde am GC-C knock out Modell gezeigt. An isolierten Langerhans ^'sehen Inseln konnte im Gegensatz zu Inseln aus Wildtypmäusen keine Antwort auf die Applikation von Guanylin detektiert werden. Agonisten der GC-C bewirken also eine Insulinfreisetzung an ß-Zellen. Guanylin 22-115 und 101-115 sind in der Lage Insulinfreisetzung aus einer pankreatischen b-Zellinie (INS-1) und aus isolierten Langerhans^* sehen Inseln der Maus zu erzeugen (Fig. 1). Diese Effekte sind ähnlich wie die durch Glukosegabe induzierte Insulinerhöhung. Des weiteren sind sie additiv zu denen, die durch 18 mM Glukose, dem natürlichen Stimulus der Insulinfreisetzung, induziert werden (Fig. 2). Diese Effekte auf den Insulinspiegel werden durch einen Hemmer der cGMP-aktivierten Proteinkinase herabgesetzt (Fig. 3). Des weiteren wird der Effekt von Guanylin auf die Insulinfreisetzung von 8-Br-cGMP, einer Substanz, welche die Wirkung von Guanylin auf GC-C nachahmen kann, ebenfalls ausgelöst. Die durch Guanylingabe, nicht aber die durch Glukosegabe erzeugte Erhöhung des intrazellulären Calciumspiegels kann durch einen Hemmer der cGMP- aktivierten Proteinkinase herabgesetzt werden (Fig. 4). Die Ergebnisse zeigen:

1) Guanylin induziert die Insulinfreisetzung aus pankreatischen b-Zelllinien und pankreatischen Inselpräparationen,

2) dieser Effekt wird über eine Erhöhung des intrazellulären cGMP- Spiegelsvermittelt und

3) eine Erhöhung des intrazellulären Kalzium-Spiegels wird vermittelt wird. Darüber hinaus ist dieser Effekt additiv zu dem physiologischen Stimulus Glukose.

Claims

Patentansprüche

1. Arzneimittel enthalten mindest einen GC-C Agonisten.

2. Verwendung von GC-C Agonisten zur Herstellung eines insulinotropen Arzneimittels.

3. Verwendung nach Anspruch 2, wobei als GC-C Agonisten Polypeptide ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Guanylin mit der Sequenz PGTCEICAYAACTGC und/order Uroguanylin mit der Sequenz FKTLRTIANDDCELCVNVACTGCL, dessen biologisch aktiven Fragmenten und/oder Derivaten, insbesondere amidierten, acylierten,sulfatierten, phosphorylierten, glykosylierten und/oder polyethylenglykol-modifizierten Derivaten eingesetzt werden.

4. Verwendung von Polypeptiden, welche mindestens 90% Sequenzidentität zu Guanylin und Uroguanylin gemäss Anspruch 2 besitzen.

5. Verwendung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4 in Kombination mit anderen Arzneimitteln.

6. Verwendung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5 in Zubereitungen für Injektionen, Salben, "slow release"-Kapseln und ähnlichen galenischen Zubereitungen.

7. Verwendung gemäss Anspruch 2, wobei die GC-C Agonisten niedermolekulare Substanzen sind.

8. Verwendung von GC-C Agonisten gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von Diabetes mellitus, insbesondere Typ 2.