WO2002081028A2 - Zytoprotektion durch phosphotyrosin - Google Patents

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WO2002081028A2
WO2002081028A2 PCT/EP2002/003403 EP0203403W WO02081028A2 WO 2002081028 A2 WO2002081028 A2 WO 2002081028A2 EP 0203403 W EP0203403 W EP 0203403W WO 02081028 A2 WO02081028 A2 WO 02081028A2
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cell
radiation
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Klaus Dittmann
Claus Mayer
Peter Rodemann
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Eberhard-Karls-Universität Tübingen Universitätsklinikum
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P39/00—General protective or antinoxious agents

Definitions

  • the present invention is concerned with protecting biological material against cell damaging factors.
  • biological material such as animal or human cells, tissues or organisms can be damaged in its integrity by a variety of different factors.
  • factors can include, for example, high-energy or ionizing radiation, such as, for example, radioactive radiation, X-rays, vertical radiation, etc. or ultraviolet light (UV light).
  • Ionizing radiation is one of the environmental pollutants, but it can also be used in medicine.
  • X-ray diagnostics, nuclear medicine or radiation therapy may be mentioned.
  • This high-energy radiation is characterized by the fact that it has the ability to ionize molecules.
  • Cytostatics are chemically heterogeneous group of cytotoxic pharmacological substances that prevent or significantly delay the cell division of functionally active cells by differently influencing their metabolism. Cytostatics are mainly used in tumor therapy, whereby the starting point for effectiveness is the increased cell division rate of the tumor cells compared to normal cells. Different groups of cytostatics are known: alkylating agents (e.g. cisplatin); Antimetabolites (e.g. folic acid antagonists); mitosis; Antibiotics (e.g. bleomycin); Enzymes (e.g. L-asparaginase); and other.
  • alkylating agents e.g. cisplatin
  • Antimetabolites e.g. folic acid antagonists
  • mitosis e.g. folic acid antagonists
  • mitosis e.g. folic acid antagonists
  • Antibiotics e.g. bleomycin
  • Enzymes e.g. L-asparaginase
  • Damage caused by high-energy or ultraviolet radiation is, for example, the change in DNA, i.e. mutagenesis, which can lead to tumor formation, and the degeneration regeneration, atrophy, fibrosis or necrosis of tissues that are exposed to high levels of radiation.
  • malignant melanoma is promoted by high sun exposure of the skin.
  • the human organism is not only confronted with particularly high radiation intensities during X-ray diagnosis or in the case of radiotherapy in connection with tumor diseases in the event of strong exposure to sunlight, but also with appropriate medical indication. Radiologists, dentists, trauma surgeons, radiological technical assistants and workers in X-ray tube factories are particularly at risk in this context.
  • cytostatics which are particularly important with regard to cell damage, cause damage when used in the human organism, because the differences between normal and tumor cells with regard to the cell division rate are not sufficient for a selective tumor-specific target. Therefore, the undesirable side effects of cytostatics result primarily from the general inhibition of regeneration of rapidly proliferating tissue.
  • Phosphotyrosine (hereinafter also P-Tyr) is a modified amino acid derived from the aromatic amino acid tyrosine, in which the hydroxyl group of the phenyl of the side chain has been phosphorylated. Phosphotyrosine is described in a variety of textbooks on biochemistry, molecular biology and protein chemistry.
  • the inventors have surprisingly recognized that this phosphorylated amino acid protects biological material against cell-damaging factors.
  • both phosphotyrosine and O-phospho-L-tyrosine (L-3- [4-hydroxyphenyl] alanine-4 'phosphate) as well as O-phospho-D-tyrosine (D-3- [4- Hydroxyphenyl] alanine-4 '- phosphate) and O-phospho-DL-tyrosine (DL-3- [4-hydroxyphenyl] alanine-4' phosphate) understood.
  • any biological structured unit e.g. to understand a cell (in culture or tissue association), tissues, organs, organisms etc.
  • Line-damaging factors in the sense of the invention are to be understood to mean all influences which have a negative effect on the integrity and / or viability of biological material, such as, for example, ionizing radiation (radioactive radiation, X-rays, cosmic radiation, etc.), ultraviolet light, chemicals, All kinds of chemicals, especially cytostatics (e.g. alkylating compounds such as cisplatin).
  • ionizing radiation radioactive radiation, X-rays, cosmic radiation, etc.
  • ultraviolet light chemicals
  • chemicals All kinds of chemicals, especially cytostatics (e.g. alkylating compounds such as cisplatin).
  • this modified amino acid is either in a suitable, e.g. galenical processing is brought into contact with biological material, e.g. applied to or introduced into an organism, or in vitro in any form with biological material, e.g. isolated cells, tissues or organs in contact.
  • biological material e.g. isolated cells, tissues or organs in contact.
  • the contacting with the phosphotyrosine can take place before, during or after the exposure to cell-damaging factors.
  • Protection of biological material in the sense of the invention means that the damage caused by the cell-damaging factors mentioned is reduced or prevented by phosphotyrosine.
  • phosphotyrosine can be inexpensively produced or obtained in large quantities. No peptide synthesis or complex protein purification is necessary for this.
  • phosphotyrosine is significantly more resistant to degradation than peptides or proteins. This also makes galenical preparation much easier and more stable.
  • phosphotyrosine has so far been attributed to completely different activities.
  • phosphotyrosine inhibits the growth of human breast and kidney carcinoma cells
  • O-phospho-L-tyrosine inhibits cellular growth by activating protein tyrosine phosphatases
  • P-Tyr Exogenous phosphotyrosine modulates epidermal growth factor receptor tyrosine phosphorylation
  • the inventors of the present application could not confirm this inhibitory effect of phosphotyrosine alone on the growth of tumor cells. However, they surprisingly found an increased death of tumor cells pretreated with phosphotyrosine after irradiation with ionizing radiation compared to tumor cells not pretreated. It was also found that, unlike normal cells pretreated with phosphotyrosine, both after irradiation with ionizing radiation and after treatment with cisplatin showed a significantly higher survival rate than normal cells not pretreated with phosphotyrosine.
  • the phosphotyrosine is used to protect biological material against radiation, preferably ionizing radiation and / or ultraviolet light.
  • phosphotyrosine to protect biological material against chemicals, preferably cytostatics.
  • phosphotyrosine is used to protect the skin.
  • phosphotyrosine is stable under oxidizing conditions, e.g. in air, and that it has a long-lasting protective effect e.g. against the sun's UV rays. It is therefore suitable to be used as skin protection against high sun exposure.
  • the use of phosphotyrosine for this purpose also has the advantage that because of its small size it can penetrate the skin and is long-lasting there.
  • phosphotyrosine in the context of radiation therapy for tumor patients.
  • Such radiation therapy uses ionizing radiation to treat malignant neoplasms.
  • the aim is to damage the tumor tissue as much as possible while protecting the surrounding healthy tissue.
  • the use of phosphotyrosine in this connection has the particular advantage that it protects healthy tissue, i.e. normal tissue, from cell damage and shows no cytoprotective properties for tumor tissue, on the contrary, even promotes their death.
  • phosphotyrosine in the context of chemotherapy for tumor patients.
  • chemotherapeutics or cytostatics are used specifically to inhibit the growth of tumor cells in the organism, the aim being to protect healthy cells from the cytotoxic activities of the chemotherapeutics.
  • the use of phosphotyrosine according to the invention thus has the particular advantage due to the properties recognized and described above that a cytoprotector which is selective for healthy cells is provided.
  • the present invention also relates to the use of phosphotyrosine for the production of a pharmaceutical composition for the prophylactic and / or therapy-accompanying treatment of radiation therapy and / or chemotherapy patients.
  • the phosphotyrosine can be prepared in the appropriate and customary galenics, ie it may be present in addition to the usual carriers, auxiliaries and / or additives.
  • a pharmaceutical composition can be administered intravenously, percutaneously, by local injection, for example into the body areas or body cavities directly affected by the cell-damaging factor, or else by local application.
  • Such a use for the production of a pharmaceutical composition also has the advantage that the modified amino acid in question as the active substance of this composition can develop its cytoprotective effect without at the same time causing threatening immune reactions.
  • the phosphotyrosine Because of its small size, the phosphotyrosine has only a low immunogenicity, so that no allergic reaction is to be expected when the pharmaceutical composition is used on or in the human or animal body, and that in this connection the phosphotyrosine is not mediated by antibodies from the respective organism is eliminated.
  • the cytoprotective activity which is selective for healthy normal cells, and the property of the phosphotyrosine which requires toxicity, selectively for tumor cells, makes its use particularly suitable for producing a pharmaceutical composition.
  • the invention also relates to a cosmetic composition which contains phosphotyrosine, optionally further conventional carriers, auxiliaries and / or additives.
  • Such a cosmetic composition can be presented, for example, as sun milk, skin cream or the like. It then contains the usual constituents of such compositions such as oils, emulsions, pigments, etc. It goes without saying that the cosmetic composition can additionally also contain UV filters such as derivatives of p-amino-benzoic acid, salicylic acid, cinnamic acid, dibenzoylmethane or the like. Due to the cytoprotective effectiveness of phosphotyrosine, such a cosmetic composition offers ideal protection, above all against the UV radiation of sunlight. Since the phosphotyrosine, due to its small size, can even penetrate the skin and is also long-lasting, long-term protection against radiation can be achieved. In this context, one should also think of creams that offer effective skin protection, for example by applying cream to the hands, for people who have to deal with toxic chemicals.
  • the present invention also relates to a cultivation medium which contains phosphotyrosine, optionally further customary buffer substances, carriers, auxiliaries and / or additives.
  • the cultivation medium according to the invention offers the biological material in culture, in addition to suitable storage or cultivation conditions, also effective protection against factors damaging the cells, e.g. Radiation. This ensures that cell samples or organs also have longer transport routes, e.g. survive by plane, with little or no decline in viability.
  • phosphotyrosine in a concentration range from 1 to 100 ⁇ M. Investigations by the inventors have shown that that the cytoprotective effect of phosphotyrosine is particularly high in this area. This finding is particularly surprising because the above-mentioned experiments by Mishra and Hamburger were carried out at P-Tyr concentrations of 1.67 mM, in some cases even 16.7 mM, although a different effect of phosphotyrosine was shown there ,
  • Fig. 2 shows the survival of normal skin fibroblasts compared to transformed fibroblasts after pretreatment with different P-Tyr concentrations and after radioactive radiation;
  • Figure 3 shows comparative the radioprotective effect of phosphotyrosine, phosphoserine and phosphothreonine on normal fibroblasts
  • Figure 4 shows the radioprotective effect of preincubation with P-Tyr on healthy non-tumor cells compared to tumor cells;
  • Example 1 Cell cultures used to study the cytoprotective effect of phosphotyrosine
  • Human fibroblasts (cell strains HSF1, HSF6, which come from human skin, passage 9 to 15; CCD32, which comes from embryonic lung tissue, passage 9 to 11) are particularly suitable for the investigation of the cytoprotective properties of phosphotyrosine.
  • human squamous carcinoma cell lines HTB-35 (ATCC derived from a cervical carcinoma, passage unknown, used in passage 10 upon receipt) (Srivastava et al., "The Status of the p53 gene in human papilloma virus positive or negative cervical carcinoma cell lines ", Carcinogenesis 13, pages 1273-1275, 1992) and HTB-43 (ATCC, originates from a hypopharyngeal tumor, passage 124). Both carcinoma cell lines are characterized by a point mutation in the p53 gene (Kim et al., "State of p53, Rb and DCC tumor sup- pressor genes in human oral cancer cell lines ", Anticancer Research 13, pages 1405-1413, 1993).
  • Transformed human fibroblasts are also suitable for the investigation, for example the cell line HH4dd (comes from human skin, passage 65 to 70).
  • This cell line is derived from the normal cell strain HH4 and is also characterized by a p53 mutation (Dittmann et al., "The radioprotective effect of BBI is associated with the activation of DNA-repair relevant genes", Int. J. Radiat. Biol. J ⁇ r pages 225-230, 1998).
  • HH4dd grows in soft agar, is characterized by its aneuploidy and induces tumors in nude mice.
  • DMEM Dulbecco's Modified Eagles Medium
  • FCS fetal calf serum
  • the confluently grown cells are incubated either in simple normal medium or in medium which contains phosphotyrosine, phosphoserine or phosphothreonine (Sigma, Kunststoff, Germany) for 16 hours.
  • the cells are treated with 4MV photons using a "Linac” (Mevatron 60 / Siemens, Erlangen, Germany) at a dose rate of 2 Gy / min at room temperature as described (Dittmann et al. "Bowman-Birk Proteinase Inhibitor modulates radiosensitivity and radiation-induced differentia- tion of human fibroblasts in culture ", Radiother. Oncol. 34, pages 137-143, 1995).
  • the cells are irradiated with UV light (312 nm) using a UVB lamp (Bioblock Scientific, Illkirch Cedex, France) at a dose rate of 450J / m 2 per minute.
  • Example 1 The cells cultured as described in Example 1, which were incubated with the cell-damaging factors in accordance with Example 2 or remain untreated as a control, are freed from medium, the cells are washed and detached from the background with 0.05% trypsin and 0.1% EDTA , To analyze the colony formation, the detached cells are plated at a constant cell density of 1,500 cells per 78 cm 2 dish. The plated cells are then incubated in normal medium with 20% FCS addition for 14 days. Colony formation is made possible within this time.
  • a colony is a cluster of cells that within a fortnightly cultivation from a single cell through successive the following cell division occurs. This colony is also called a clone.
  • clonogenic survival the number of colonies or clones corresponds to the extent of the damaging effect of a chemical or physical agent. If many cells die during treatment with the cell-damaging factors, only a few colonies form after 14 days, many cells survive, and after 14 days of cultivation, many colonies can be counted. The clonogenic survival of the cells after a cell-damaging treatment is therefore a direct measure of the cytoprotective effect of the phosphotyrosine.
  • the cells After the 14-day cultivation, the cells are fixed, stained and counted as described (Dittmann et al., 1995, op. Cit.). When determining clonogenic survival, the colonies with more than 50 cells are determined per plate. The counting takes place after coding the culture dishes and independently of each other by two people.
  • HSF6 Normal skin fibroblasts
  • P-Tyr the chemical structural formula of which is shown in FIG. 1, in a concentration range from 0 to 2000 ⁇ M for 16 hours.
  • the clonogenic survival is determined without line-damaging treatment. The result of such an experiment is shown in Fig. 2A.
  • the light gray bars in this figure indicate the survival fraction of the HSF6 cells, the dark gray bars that of the HH4dd cells.
  • a sole P-Tyr pretreatment at concentrations up to 2000 ⁇ M shows no effect on the clonogenic survival of the HSF6 cells. Comparable results are achieved for the transformed fibroblast cell line HH4dd. Here too, due to the results of Mishra and Hamburger (loc. Cit.), There was no unexpected effect on clonogenic survival (Fig. 2A).
  • Phosphotyrosine with phosphoserine and phosphothronine To test whether other phosphorylated amino acids, such as phosphoserine (P-Ser) or phosphothreonine (P-Thr) with P-Tyr show comparable radioprotective effects, non-transformed fibroblasts (HSF1) for 16 hours with equimolar concentrations of these pretreated both amino acids (10 ⁇ M each), subjected to ionizing radiation with 4 Gy as indicated in example 2 and comparing the results of a clonogenic assay with that of the P-Tyr.
  • P-Ser phosphoserine
  • P-Thr phosphothreonine
  • the cell strains HSF6 and CCD32 as well as the cell lines HTB-35 and HTB-43 are preincubated with 10 ⁇ M P-Tyr for 16 hours.
  • the cells are then irradiated with doses of 0 to 6 Gy and the clonogenic survival is determined after a period of 6 hours.
  • Each data point of such an experiment shown in Fig. 4A, represents the mean of several measurements and the standard deviation.
  • the curve fitting was calculated here according to the linear quadratic model, and the ⁇ values were determined and tested for significance using the Student t-test.
  • the stars show a difference in significance (p ⁇ 0.05) for ⁇ , ⁇ or both.
  • 4B are the mean of the relative cytoprotection from the four measured values (SF4) of each approach and the standard deviation including the p-value are tabulated.
  • Pretreatment of normal skin fibroblasts (HSF6) and normal lung fibroblasts (CCD32) with 10 ⁇ M P-Tyr leads to a significant increase in clonogenic survival up to a dose of 6 Gy (FIG. 4A, upper row, fib. 4B rows 1 and 2 ).
  • the P-Tyr pretreatment of the transformed cell lines (HTB-35, HTB-43) results in a significant reduction in clonogenic survival (FIG. 4A, lower row, FIG. 4B rows 3 and 4).
  • non-irradiated cells serve as controls (Ko), the number of clones formed representing 100% here.
  • phosphotyrosine also offers a cytoprotection that is selective for healthy, i.e. normal cells, against a chemical-damaging factor.

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Abstract

Zum Schutz von biologischem Material gegenüber zellschädigenden Faktoren wird die Verwendung von Phosphotyrosin (P-Tyr) vorgeschlagen. Eine kosmetische Zusammensetzung sowie ein Kultivierungsmedium mit P-Tyr werden ebenfalls beschrieben.

Description

Zytoprotektion durch Phosphotyrosin
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Schutz von biologischem Material gegenüber zeilschädigenden Faktoren.
Es ist bekannt, daß biologisches Material, wie z.B. tierische oder menschliche Zellen, Gewebe oder Organismen durch eine Vielzahl verschiedenster Faktoren in seiner Integrität geschädigt werden kann. Solche Faktoren können z.B. energiereiche bzw. ionisierende Strahlung, wie z.B. radioaktive Strahlung, Röntgenstrahlung, Höhenstrahlung etc. oder ultraviolettes Licht (UV-Licht), sein. Ionisierende Strahlung wird einerseits zu den Umweltnoxen gezählt, sie kann andererseits aber auch nutzbar in der Medizin eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang sei die Röntgendiagnostik, Nuklearmedizin oder Strahlentherapie genannt. Diese energiereiche Strahlung zeichnet sich dadurch aus, daß sie die Fähigkeit hat, Moleküle zu ionisieren.
Weitere wichtige zeilschädigende Faktoren sind chemische Agenzien, z.B. in Form von Umweltgiften, aber auch solche, die im Rahmen von medizinischen Behandlungen als Therapeutika, z.B. Zytostatika, verwendet werden. Bei letzteren handelt es sich um eine chemisch heterogene Gruppe zytotoxischer pharmakologischer Substanzen, die die Zellteilung funktioneil aktiver Zellen durch unterschiedliche Beeinflussung ihres Stoffwechsels verhindern oder erheblich verzögern. Zytostatika werden hauptsächlich in der Tumortherapie eingesetzt, wobei der Ansatzpunkt für die Wirksamkeit die gegenüber normalen Zellen gesteigerte Zellteilungsrate der Tumorzellen ist. Man kennt verschiedene Gruppen von Zytostatika: Alkylanzien (z.B. Cisplatin) ; Antimetabo- lite (z.B. Folsäureantagonisten) ; Mitosehemmstoffe; Antibiotika (z.B. Bleomycin); Enzyme (z.B. L-Asparaginase) ; und andere.
Diese Faktoren können auf allen Ebenen biologischer Strukturierung Schäden hervorrufen: so zeigen sich auf ein Einwirken dieser Faktoren Reaktionen auf Molekül- bzw. Makromolekül- (z.B. Nukleinsäure-) ebene, auf zellulärer Ebene, Gewebsreaktionen oder Reaktionen des Gesamtorganismus .
Durch energiereiσhe oder ultraviolette Strahlung hervorgerufene Schäden sind beispielsweise die Veränderung von DNA, also die Mutagenese, die zu Tumorentstehung führen kann, sowie die Dege- neration, Atrophie, Fibrosierung oder Nekrose von solchen Geweben, die hoher Strahlung ausgesetzt sind.
So wird beispielsweise die Entstehung des malignen Melanoms durch hohe Sonnenbelastung der Haut gefördert.
Wie eingangs erwähnt, ist der menschliche Organismus nicht nur bei starker Sonnenlichtexposition, sondern bei entsprechender medizinischer Indikation auch während der Röntgendiagnostik oder im Falle einer Strahlentherapie im Zusammenhang mit Tumorerkrankungen mit besonders hohen Strahlungsintensitäten konfrontiert. Besonders gefährdet sind in, diesem Zusammenhang auch Radiologen, Zahnärzte, Unfallchirurgen, Radiologisch-Technische Assistenten und Arbeiter in Röntgenröhrenfabriken.
Die hinsichtlich Zellschädigung als besonders bedeutsam einzustufenden, oben genannten Zytostatika führen vor allem deshalb bei ihrer Verwendung im menschlichen Organismus zu Schäden, weil die Unterschiede zwischen normalen und Tumorzellen bezüglich der Zellteilungsrate für einen selektiven tumorspezifischen Angriffspunkt nicht ausreichen. Daher resultieren die unerwünschten Nebenwirkungen von Zytostatika vor allem aus der generellen Regenerationshemmung rasch proliferierender Gewebe. Besonders betroffen sind die Bildung der Blutzellen, die Epit- helien der Schleimhäute, deren Regenerationshemmung zu gastro- intestinalen Störungen führt, sowie Haut und Hautanhangsgebilde, deren Regenerationshemmung zu Haarausfall führt.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schutz von biologischem Material gegenüber zellschadigenden Faktoren bereitzustellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Verwendung von Phosphotyrosin zu den genannten Zwecken gelöst.
Phosphotyrosin (im folgenden auch P-Tyr) ist eine modifizierte, von der aromatischen Aminosäure Tyrosin abgeleitete Aminosäure, bei der die Hydroxylgruppe des Phenyls der Seitenkette phospho- ryliert wurde. Phosphotyrosin ist in einer Vielzahl von Lehrbüchern der Biochemie, Molekularbiologie und Proteinchemie beschrieben.
Die Erfinder haben überraschenderweise erkannt, daß diese phos- phorylierte Aminosäure biologisches Material vor zeilschädigenden Faktoren schützt.
Dabei wird im Sinne der Erfindung unter Phosphotyrosin sowohl O-Phospho-L-Tyrosin (L-3- [ 4-Hydroxyphenyl ]alanin-4 ' -Phosphat ) als auch O-Phospho-D-Tyrosin (D-3-[4-Hydroxyphenyl]alanin-4 ' - Phosphat) und O-Phospho-DL-Tyrosin (DL-3-[4-Hydroxyphenyl]ala- nin-4 '-Phosphat) verstanden.
In diesem Zusammenhang ist unter biologischem Material jegliche biologische strukturierte Einheit wie z.B. eine Zelle (in Kultur oder im Gewebeverband), Gewebe, Organe, Organismen etc. zu verstehen.
Unter zeilschädigenden Faktoren im Sinne der Erfindung sind sämtliche, sich negativ auf die Integrität und/oder Viabilität von biologischem Material auswirkenden Einflüsse zu verstehen, wie z.B. ionisierende Strahlung (radioaktive Strahlung, Röntgenstrahlung, Höhenstrahlung etc.), ultraviolettes Licht, Che- mikalien jeder Art, insbesondere Zytostatika (beispielsweise alkylierende Verbindungen wie Cisplatin) .
Unter der Verwendung von Phosphotyrosin ist zu verstehen, daß diese modifizierte Aminosäure entweder in einer geeigneten, z.B. galenischen Aufarbeitung mit biologischem Material in Kontakt gebracht wird, z.B. auf einen Organismus aufgebracht oder in diesen eingebracht wird, oder in vitro in irgendeiner Form mit biologischem Material, z.B. isolierten Zellen, Geweben oder Organen in Kontakt gebracht wird. Dabei kann das In-Kontakt- Bringen mit dem Phosphotyrosin vor, während oder nach der Exposition an zeilschädigenden Faktoren erfolgen.
Schutz von biologischem Material bedeutet im Sinne der Erfindung, daß die durch die genannten zeilschädigenden Faktoren hervorgerufenen Schädigungen durch Phosphotyrosin reduziert oder verhindert werden.
Ein Vorteil bei der erfindungsgemäßen Verwendung von Phosphotyrosin ist darin zu sehen, daß Phosphotyrosin in großen Mengen kostengünstig herstellbar bzw. erhältlich ist. Hierfür ist keine Peptidsynthese oder aufwendige Proteinreinigung notwendig.
Außerdem ist Phosphotyrosin im Vergleich zu Peptiden oder Proteinen deutlich resistenter gegenüber Degradation. Damit ist auch eine galenische Aufbereitung wesentlich einfacher und stabiler .
Aufgrund der geringen molekularen Größe des Phosphotyrosins ist dessen mögliche Aufnahme in die zu behandelnden Zellen erleichtert, was zu einer guten zytoprotektiven Wirksamkeit führt. Auch die Gefahr von immunologischen Reaktionen im Falle des Einbringens oder Aufbringens von Phosphotyrosin in bzw. auf einen Organismus ist aufgrund der geringen Größe nicht zu erwarten.
Die zytoprotektiven Eigenschaften von Phosphotyrosin sind auch deshalb überraschend, weil Phosphotyrosin bisher ganz andere Aktivitäten zugeschrieben wurden. So haben beispielsweise Shri- kant Mishra und Anne W. Hamburger gezeigt, daß Phosphotyrosin das Wachstum von menschlichen Brust- und Nierenkarzinomzellen hemmt ( "O-phospo-L-tyrosine inhibits cellular growth by acti- vating protein tyrosine phosphatases" , Cancer Research 53_, S. 557-563, 1993), und daß diese Wachstumshemmung P-Tyr- dosisabhängig erfolgt ( "Exogenous phosphotyrosine modulates epidermal growth factor receptor tyrosine phosphorylation" , Carcinogenesis JL4., S. 269-273, 1993). Die Hemmung des Zellwachstums durch Phosphotyrosin wurde von dieser Arbeitsgruppe für zwei weitere Tumorzellinien gezeigt, für eine Leberkarzi- nomzellinie und für src-transformierte NIH 3T3-Zellen ( "Association of inhibition of all growth by O-phospho-L- tyrosine with decreased phosphorylation", Cancer Letters 102, S. 65-71, 1996).
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung konnten diese inhibierende Wirkung einer alleinigen Phosphotyrosingabe auf das Wachstum von Tumorzellen nicht bestätigen. Sie konnten hingegen überraschenderweise ein verstärktes Absterben von mit Phosphotyrosin vorbehandelten Tumorzellen nach Bestrahlung mit ionisierenden Strahlen im Vergleich zu nicht vorbehandelten Tumorzellen feststellen. Weiter stellte sich heraus, daß anders als bei Tumorzellen mit Phosphotyrosin vorbehandelte Normalzellen sowohl nach Bestrahlung mit ionisierenden Strahlen als auch nach Behandlung mit Cisplatin eine signifikant höhere Überlebensrate gegenüber nicht mit Phosphotyrosin vorbehandelten Normalzellen zeigen.
Diese Selektivität der zytoprotektiven Eigenschaft von Phosphotyrosin für Normalzellen, also für gesunde Nicht-Tumorzellen war angesichts der im Stand der Technik bekannten, in einem völlig verschiedenen Zusammenhang beschriebenen Eigenschaften von Phosphotyrosin nicht zu erwarten.
Somit wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe vollkommen gelöst.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Phosphotyrosin zum Schutz von biologischem Material gegenüber Strahlung, vorzugsweise ionisierender Strahlung und/oder ultraviolettem Licht verwendet .
Dies hat den besonderen Vorteil, daß damit eine Verwendung bereitgestellt wird, die Schutz vor besonders bedeutsamen zellschadigenden Faktoren bietet, denen auch nahezu jeder menschliche Organismus, zumindest partiell, ausgesetzt ist.
Weiterhin ist es bevorzugt, Phosphotyrosin zum Schutz von biologischem Material gegenüber Chemikalien, vorzugsweise Zytostatika zu verwenden.
Wie eingangs erwähnt, spielen Chemikalien, insbesondere Zytostatika als zeilschädigende Faktoren eine bedeutende Rolle. Diese bevorzugte erfindungsgemäße Verwendung von Phosphotyrosin bietet somit einen wirksamen Schutz gegenüber besonders wichtigen zeilschädigenden Faktoren.
In einer bevorzugten Weiterbildung wird Phosphotyrosin zum Schutz der Haut verwendet.
Dies hat den besonderen Vorteil, daß dadurch ein Organ geschützt wird, das ständig zeilschädigenden Faktoren physikalischer oder chemischer Natur, z.B. in Form der Sonnenstrahlung oder in Form von Umweltgiften, ausgesetzt ist.
In diesem Zusammenhang ist auch vorteilhaft, daß Phosphotyrosin unter oxidierenden Bedingungen, also beispielsweise an der Luft beständig ist und eine lang anhaltende Sσhutzwirkung z.B. gegen UV-Strahlen der Sonne ausüben kann. Es ist deshalb geeignet, als Hautschutz gegen hohe Sonneneinstrahlung eingesetzt zu werden. Der Einsatz von Phosphotyrosin zu diesem Zwecke hat ferner den Vorteil, daß es wegen seiner geringen Größe in die Haut eindringen kann und dort lange beständig ist.
Weiterhin ist es bevorzugt, Phosphotyrosin im Rahmen einer Strahlentherapie für Tumorpatienten zu verwenden.
Bei solch einer Strahlentherapie kommt es bspw. zur Anwendung ionisierender Strahlung, um maligne Neoplasien zu behandeln. Dabei ist es das Ziel, das Tumorgewebe maximal zu schädigen und gleichzeitig das umgebende gesunde Gewebe zu schonen. Aufgrund der vorstehend genannten, von den Erfindern erkannten Eigenschaften des Phosphotyrosins hat die Verwendung von Phosphotyrosin in diesem Zusammenhang den besonderen Vorteil, daß es se- lektiv gesundes, also Normalgewebe vor Zellschädigung schützt und für Tumorgewebe hingegen keine zytoprotektiven Eigenschaften zeigt, im Gegenteil sogar deren Absterben fördert.
Weiter ist es bevorzugt, Phosphotyrosin im Rahmen einer Chemotherapie für Tumorpatienten zu verwenden .
In der Chemotherapie werden Chemotherapeutika bzw. Zytostatika spezifisch zur Hemmung des Wachstums von Tumorzellen im Organismus eingesetzt, wobei es das Ziel ist, gesunde Zellen vor den zytotoxischen Aktivitäten der Chemotherapeutika zu schützen. Die erfindungsgemäße Verwendung des Phosphotyrosins hat somit aufgrund der erkannten und oben beschriebenen Eigenschaften den besonderen Vorteil, daß ein für gesunde Zellen selektiver Zytoprotektor bereitgestellt wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung von Phosphotyrosin zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur prophylaktischen und/oder therapiebegleitenden Behandlung von Strahlentherapie- und/oder Chemotherapiepatienten.
Dazu kann das Phosphotyrosin in den jeweils angemessenen und üblichen Galeniken zubereitet sein, d.h. gegebenenfalls neben üblichen Trägerstoffen, Hilfsmitteln und/oder Zusatzstoffen vorliegen. Solch eine pharmazeutische Zusammensetzung kann intravenös verabreicht werden, percutan, durch eine lokale Injektion bspw. in die durch den zeilschädigenden Faktor direkt betroffenen Körpergebiete oder Körperhöhlen, oder auch durch lokales Auftragen. Eine derartige Verwendung zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung hat außerdem den Vorteil, daß die in Rede stehende modifizierte Aminosäure als Wirksubstanz dieser Zusammensetzung seine zytoprotektive Wirkung entfalten kann, ohne gleichzeitig bedrohliche Immunreaktionen hervorzurufen. Aufgrund seiner geringen Größe hat das Phosphotyrosin nämlich nur eine niedrige Immunogenität, so daß bei Anwendung der pharmazeutischen Zusammensetzung am oder im menschlichen oder tierischen Körper keine allergische Reaktion zu erwarten ist, und daß in diesem Zusammenhang das Phosphotyrosin nicht unter Vermittlung von Antikörpern aus dem jeweiligen Organismus eliminiert wird.
Die für gesunde Normalzellen selektive zytoprotektive Aktivität und die bei Bestrahlung selektiv für Tumorzellen toxizitätsfordernde Eigenschaft des Phosphotyrosins macht dessen Verwendung zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung besonders geeignet.
Die Erfindung betrifft auch eine kosmetische Zusammensetzung, die Phosphotyrosin, gegebenenfalls weitere übliche TrägerStoffe, Hilfsmittel und/oder Zusatzstoffe enthält.
Eine derartige kosmetische Zusammensetzung kann bspw. als Sonnenmilch, Hautcreme oder ähnliches dargereicht werden. Sie enthält dann die üblichen Bestandteile derartiger Zusammensetzungen wie Öle, Emulsionen, Pigmente usw. Es versteht sich, daß die kosmetische Zusammensetzung zusätzlich auch UV-Filter wie Derivate von p-amino-Benzoesäure, Salizylsäure, Zimtsäure, Di- benzoylmethan oder ähnliches enthalten kann. Durch die zytoprotektive Wirksamkeit des Phosphotyrosins bietet eine solche kosmetische Zusammensetzung einen idealen Schutz vor allem gegen die UV-Strahlung des Sonnenlichts . Da das Phosphotyrosin aufgrund seiner geringen Größe sogar in die Haut eindringen kann und zudem lange beständig ist, kann so ein Langzeitschutz gegen Strahlung erreicht werden. Auch ist in diesem Zusammenhang an Cremes zu denken, die Personen, die verstärkten Umgang mit toxischen Chemikalien haben, einen wirksamen Hautschutz, z.B. durch Eincremen der Hände bieten.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls ein Kultivierungsmedium, das Phosphotyrosin, gegebenenfalls weitere übliche PufferSubstanzen, Trägerstoffe, Hilfsmittel und/oder Zusatzstoffe, enthält.
Es hat sich herausgestellt, daß in Kultur befindliche Zellen oder auch Organe bei ihrem Transport, der häufig mittels Flugzeug in großer Höhe erfolgt, z.B. durch die Belastung aufgrund der Höhenstrahlung, 50 % und mehr ihrer Viabilität verlieren. Das erfindungsgemäße Kultivierungsmedium bietet durch die zytoprotektiven Eigenschaften des Phosphotyrosins dem in Kultur befindlichen biologischen Material neben geeigneten Aufbewah- rungs- bzw. Kultivierungsbedingungen auch einen effektiven Schutz gegenüber zeilschädigenden Faktoren, z.B. Strahlung. Damit wird gewährleistet, daß Zellproben oder Organe auch längere Transportwege, z.B. mittels Flugzeug, ohne oder mit geringem Viabilitätsrückgang überstehen.
In dem erfindungsgemäßen Kultivierungsmedium ist es bevorzugt, Phosphotyrosin in einem Konzentrationsbereich von 1 bis 100 μM einzusetzen. Untersuchungen der Erfinder haben nämlich ergeben, daß in diesem Bereich die zytoprotektive Wirkung des Phosphotyrosins besonders hoch ist. Diese Erkenntnis ist vor allem deshalb überraschend, weil die oben erwähnten Experimente von Mishra und Hamburger, bei P-Tyr-Konzentrationen von 1,67 mM, zum Teil sogar von 16,7 mM durchgeführt wurden, wenngleich dort eine andere Wirkung des Phosphotyrosins gezeigt wurde.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den jeweils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen und im Zusammenhang mit den Zeichnungen, in denen:
Fig. 1 die chemische Strukturformel von Phosphotyrosin (P- Tyr) bzw. O-Phospho-L-Tyrosin ( -3-[4- Hydroxyphenyl]alanin-4 ' -Phosphat) in nichtionisier- ter Form zeigt;
Fig. 2 das Überleben normaler Hautfibroblasten im Vergleich zu transformierten Fibroblasten nach Vorbehandlung mit verschiedenen P-Tyr-Konzentrationen und nach radioaktiver Bestrahlung zeigt;
Fig. 3 vergleichend den radioprotektiven Effekt von Phosphotyrosin, Phosphoserin und Phosphothreonin auf normale Fibroblasten zeigt; Fig. 4 den radioprotektiven Effekt einer Präinkubation mit P-Tyr auf gesunde Nicht-Tumorzellen im Vergleich zu Tumorzellen zeigt;
Fig. 5 das klonogene Überleben normaler Fibroblasten im Vergleich zu Tumorzellen nach UVB-Bestrahlung in Abhängigkeit einer Vorbehandlung mit P-Tyr zeigt; und
Fig. 6 das klonogene Überleben normaler Fibroblasten im Vergleich zu Tumorzellen nach Cisplatin-Behandlung in Abhängigkeit einer Vorbehandlung mit P-Tyr zeigt.
Beispiel 1 Für die Untersuchung der zytoprotektiven Wirkung des Phosphotyrosins verwendete Zellkulturen
Für die Untersuchung der zytoprotektiven Eigenschaften des Phosphotyrosins eignen sich besonders gut menschliche Fibroblasten (Zellstämme HSF1, HSF6, die aus menschlicher Haut stammen, Passage 9 bis 15; CCD32, der aus embryonalem Lungengewebe stammt, Passage 9 bis 11).
Zusätzlich können die menschlichen squamösen Karzinomzellinien HTB-35 (ATCC, die aus einem Cervix-Karzinom stammt, Passage unbekannt, verwendet in Passage 10 nach Erhalt) (Srivastava et al., "The Status of the p53 gene in human papilloma virus positive or negative cervical carcinoma cell lines", Carcinogenesis 13, Seiten 1273-1275, 1992) und HTB-43 (ATCC, stammt aus einem hypopharyngealen Tumor, Passage 124) verwendet werden. Beide Karzinomzellinien sind durch eine Punktmutation im p53-Gen charakterisiert (Kim et al., "State of p53, Rb and DCC tumor sup- pressor genes in human oral cancer cell lines", Anticancer Research 13, Seiten 1405-1413, 1993).
Für die Untersuchung geeignet sind auch transformierte menschliche Fibroblasten, z.B. die Zellinie HH4dd (stammt aus menschlicher Haut, Passage 65 bis 70). Diese Zellinie leitet sich von dem normalen Zellstamm HH4 ab und ist ebenfalls durch eine p53- Mutation charakterisiert (Dittmann et al., "The radioprotective effect of BBI is associated with the activation of DNA-repair relevant genes", Int. J. Radiat. Biol. JÄr Seiten 225-230, 1998). HH4dd wächst in Softagar, ist gekennzeichnet durch seine Aneuploidie und induziert Tumoren in Nacktmäusen.
Die Zellen werden in Dulbecco's Modified Eagles Medium (DMEM) , versetzt mit 10%igem fötalem Kälberserum (FCS) (GIBCO/BRL, Eggenstein, Deutschland, Artikel Nr. 40G7285K) (= Normalmedium) unter Standardbedingungen kultiviert.
Beispiel 2 Bestrahlung der Zellen, Inkubation mit Cispla- tin
Die konfluent gewachsenen Zellen werden entweder in einfachem Normalmedium oder in Medium, das Phosphotyrosin, Phosphoserin oder Phosphothreonin (Sigma, München, Deutschland) in den angegebenen Konzentrationen enthält, für 16 Stunden inkubiert.
Zur radioaktiven Bestrahlung werden die Zellen mit 4MV-Photonen mittels eines "Linac" (Mevatron60/Siemens, Erlangen, Deutschland) mit einer Dosisrate von 2 Gy/min bei Raumtemperatur wie beschrieben (Dittmann et al. "Bowman-Birk Proteinase Inhibitor modulates radiosensitivity and radiation-induced differentia- tion of human fibroblasts in culture", Radiother. Oncol. 34 , Seiten 137-143, 1995) bestrahlt.
Die Bestrahlung der Zellen mit UV-Licht (312 nm) erfolgt mit einer UVB-Lampe (Bioblock Scientific, Illkirch Cedex, Frankreich) mit einer Dosisrate von 450J/m2 pro Minute.
Die Inkubation mit Cisplatin erfolgt bei einer Konzentration von lug/ml Cisplatin (cis-Diamminplatin(II-Dichlorid) ; Sigma, München, Deutschland) .
Beispiel 3 Klonogener Assay (= Koloniebildungsassay)
Die Untersuchungen zur zytoprotektiven Eigenschaft von Phosphotyrosin erfolgen im sogenannten klonogenen Assay, der bspw. von Dittmann et al., 1995, a.a.O., beschrieben ist und der im folgenden kurz erläutert wird.
Die wie in Beispiel 1 beschrieben kultivierten Zellen, die entsprechend Beispiel 2 mit den zellschadigenden Faktoren inkubiert wurden oder als Kontrolle unbehandelt bleiben, werden von Medium befreit, die Zellen werden gewaschen und mit 0,05 % Trypsin und 0,1 % EDTA vom Untergrund abgelöst. Zur Analyse der Koloniebildung werden die abgelösten Zellen in einer konstanten Zelldichte von 1.500 Zellen pro 78 cm2-Schale ausplattiert. Anschließend werden die ausplattierten Zellen in Normalmedium mit 20%igem FCS-Zusatz für 14 Tage inkubiert. Innerhalb dieser Zeit wird eine Koloniebildung ermöglicht.
Eine Kolonie ist dabei ein Zellhaufen, der innerhalb der 14- tägigen Kultivierung aus einer Einzelzelle durch aufeinander- folgende Zellteilungen entsteht. Diese Kolonie wird auch als Klon bezeichnet. Die Anzahl an Kolonien bzw. Klone entspricht im Sinne des klonogenen Überlebens dem Ausmaß der schädigenden Wirkung eines chemischen oder physikalischen Agenz. Wenn bei der Behandlung mit den zeilschädigenden Faktoren viele Zellen absterben, so bilden sich nach 14 Tagen nur wenige Kolonien aus, überleben viele Zellen, so lassen sich nach 14-tägiger Kultivierung viele Kolonien auszählen. Somit ist das klonogene Überleben der Zellen nach einer zellschadigenden Behandlung ein direktes Maß für die zytoprotektive Wirkung des Phosphotyrosins .
Nach der 14-tägigen Kultivierung werden die Zellen fixiert, gefärbt und ausgezählt, wie beschrieben (Dittmann et al., 1995, a.a.O.). Bei der Bestimmung des klonogenen Überlebens werden pro Platte die Kolonien mit mehr als 50 Zellen bestimmt. Die Auszählung erfolgt nach Kodierung der Kulturschalen und unabhängig voneinander von zwei Personen.
Das Ergebnis eines solchen klonogenen Assays wird als "relative Zytoprotektion" oder in "% Anzahl der Klone" ausgedrückt, wobei die Anzahlen der gebildeten Kolonien der verschiedenen Ansätze zueinander in Beziehung gesetzt werden.
Beispiel 4 Reaktion der Fibroblasten auf radioaktive Bestrahlung nach Vorbehandlung mit verschiedenen Dosen an Phosphotyrosin
Normale Hautfibroblasten (HSF6) werden mit P-Tyr, dessen chemische Strukturformel in Fig. 1 gezeigt ist, in einem Konzentrationsbereich von 0 bis 2000 μM für 16 Stunden inkubiert. An- schließend wird ohne zeilschädigende Behandlung das klonogene Überleben, wie unter Beispiel 3 angegeben, bestimmt. Das Ergebnis eines solchen Experimentes ist in Fig. 2A dargestellt.
Die hellgrauen Balken geben in dieser Abbildung die Überlebensfraktion der HSF6-Zellen an, die dunkelgrauen Balken die der HH4dd-Zellen. Dabei zeigt eine alleinige P-Tyr-Vorbehandlung bei Konzentrationen bis zu 2000 μM keinerlei Effekt auf das klonogene Überleben der HSF6-Zellen. Vergleichbare Ergebnisse werden für die transformierte Fibroblastenzellinie HH4dd erzielt. Auch hier zeigt sich, aufgrund der Ergebnisse von Mishra und Hamburger (a.a.O.) unerwarteterweise, keinerlei Auswirkung auf das klonogene Überleben (Fig. 2A) .
Die kombinierte Behandlung mit Phosphotyrosin und ionisierender Bestrahlung bei einer Energiedosis von 4 Gy zeigt hingegen bei normalen Fibroblasten einen klaren Anstieg des klonogenen Überlebens . Maximales Überleben wird bei einer P-Tyr-Konzentration von 10 μM erreicht (Fig. 2B, hellgraue Balken). Bei gleicher Behandlung und gleichen Expositionsbedingungen wird bei den transformierten Fibroblasten HH4dd jedoch kein Anstieg des klonogenen Überlebens beobachtet. Ganz im Gegenteil zeigt die Behandlung der transformierten Fibroblasten mit 2000 μM P-Tyr eine signifikante Erhöhung der Strahlungstoxizität; siehe Fig. 2B.
Beispiel 5 Vergleich des radioprotektiven Effekts von
Phosphotyrosin mit Phosphoserin und Phos- phothreonin Um zu testen, ob auch andere phosphorylierte Aminosäuren, wie zum Beispiel Phosphoserin (P-Ser) oder Phosphothreonin (P-Thr) mit P-Tyr vergleichbare radioprotektive Effekte zeigen, werden nicht-transformierte Fibroblasten (HSF1) für 16 Stunden mit äquimolaren Konzentrationen dieser beiden Aminosäuren (je 10 μM) vorbehandelt, wie unter Beispiel 2 angegeben einer ionisierenden Bestrahlung mit 4 Gy unterzogen und die Ergebnisse eines klonogenen Assays mit dem des P-Tyr verglichen.
Das Ergebnis eines solchen Experimentes ist in Fig. 3 dargestellt. Es zeigt sich, daß die Präinkubation von normalen Fibroblasten mit P-Tyr zu einer signifikanten Radioprotektion führt (2. Balken von links), während die Inkubation mit P-Ser oder P-Thr unter identischen experimentellen Bedingungen zu keinerlei Radioprotektion führt (3. und 4. Balken von links).
Beispiel 6 Reaktion von Fibroblasten auf verschiedene Dosen ionisierender Bestrahlung nach Vorbehandlung mit Phosphotyrosin
Die Zellstämme HSF6 und CCD32 sowie die Zellinien HTB-35 und HTB-43 werden mit 10 μM P-Tyr für 16 Stunden vorinkubiert . Anschließend werden die Zellen mit Dosen von 0 bis 6 Gy bestrahlt und nach einer Periode von 6 Stunden wird das klonogene Überleben bestimmt. Jeder Datenpunkt eines solchen Experimentes, dargestellt in Fig. 4A, repräsentiert den Mittelwert aus mehreren Messungen und die Standardabweichung. Die Kurvenanpassung wurde hier gemäß dem linearen quadratischen Modell berechnet, - und ß-Werte wurden bestimmt und auf Signifikanz mit Hilfe des Student t-Tests getestet. Die Sterne zeigen einen Signifikanzunterschied (p < 0,05) für α, ß oder beide. In der Fig. 4B sind der Mittelwert der relativen Zytoprotektion aus den vier Meßwerten (SF4) jedes Ansatzes und die Standardabweichung einschließlich p-Wert tabellarisch dargestellt.
Die Vorbehandlung von normalen Hautfibroblasten (HSF6) und normalen Lungenfibroblasten (CCD32) mit 10 μM P-Tyr führt zu einem signifikanten Anstieg des klonogenen Überlebens bis zu einer Dosis von 6 Gy (Fig. 4A, obere Reihe, Fib. 4B Reihen 1 und 2). Hingegen resultiert die P-Tyr-Vorbehandlung der transformierten Zellinien (HTB-35, HTB-43) in einer signifikanten Reduktion des klonogenen Überlebens (Fig. 4A, untere Reihe, Fig. 4B Reihen 3 und 4 ) .
Diese Ergebnisse zeigen, daß eine Vorbehandlung von gesunden, also Normalzellen mit Phosphotyrosin diese effektiv gegenüber zeilschädigenden Faktoren schützt, hingegen eine Vorbehandlung von Tumorzellen mit Phosphotyrosin bei Inkubation mit zeilschädigenden Faktoren zu einem verstärkten Absterben dieser transformierten Zellen führt.
Beispiel 7 Reaktion von mit Phosphotyrosin vorbehandelten Fibroblasten auf UVB-Bestrahlung
Um den zytoprotektiven Schutz von Phosphotyrosin gegenüber nichtionisierender Strahlung zu testen, werden normale, nicht- transformierte Fibroblasten (HSFl) und transformierte Fibroblasten (HH4dd) für 16 Stunden mit 10 μM P-Tyr vorbehandelt, anschließend mit 200 J UVB bestrahlt und 7 Stunden später in einem klonogenen Assay, wie in Beispiel 3 beschrieben, untersucht. Dabei zeigt sich, daß das klonogene Überleben UVB-bestrahlter normaler nicht-transformierter Fibroblasten (HSFl) bei einer Vorbehandlung mit Phosphotyrosin um 37 % gesteigert wird (siehe Fig. 5A, Balken 2 und 3 von links) .
Auf das klonogene Überleben von transformierten Fibroblasten (HH4dd) jedoch hat eine Vorbehandlung mit P-Tyr bei UVB- Bestrahlung keinerlei Auswirkungen (siehe Fig. 5B, Balken 2 und 3 von links) .
Als Kontrollen (Ko) dienen in beiden Fällen unbestrahlte Zellen, wobei hier die Anzahl der gebildeten Klone 100 % darstellt.
Dieses Experiment zeigt, daß Phosphotyrosin für Nicht- Tumorzellen auch zytoprotektive Eigenschaften gegenüber nichtionisierender Strahlung hat. Auch hier ist die Zytoprotektivi- tät selektiv für normale, nicht-transformierte Zellen. Das Überleben von transformierten Zellen nach UVB-Bestrahlung wird nämlich durch eine Vorbehandlung mit P-Tyr nicht beeinflußt.
Beispiel 8 Reaktion von Fibroblasten auf Cisplatin-
Behandlung nach Vorbehandlung mit Phosphotyrosin
Um die zytoprotektive Wirkung von Phosphotyrosin gegenüber chemischen, zeilschädigenden Faktoren, zum Beispiel Zytostatika, zu untersuchen, werden normale Fibroblasten (HSFl) und transformierte Fibroblasten (HH4dd) für 16 Stunden mit 10 μM P-Tyr vorbehandelt, danach eine Stunde mit 1 μg/ml Cisplatin inkubiert. Anschließend werden die Zellen zweimal mit Normalmedium gewaschen und 6 Stunden später ausplattiert. Danach wird ein klonogener Assay, wie unter Beispiel 3 beschrieben, durchgeführt.
In Fig. 6 ist das Ergebnis eines solchen Experimentes dargestellt. Die Vorbehandlung von normalen, nicht-transformierten Fibroblasten (HSFl) mit P-Tyr führt im Vergleich zu nicht- vorbehandelten normalen nicht-transformierten Fibroblasten (HH4dd) bei einer Cisplatininkubation zu einer Steigerung des klonogenen Überlebens von 38,7 % (siehe Fig. 6A, 2. und 3. Balken von links) .
Eine P-Tyr-Vorbehandlung von transformierten Fibroblasten (HH4dd) führt bei Cisplatinbehandlung jedoch zu keiner Erhöhung des klonogenen Überlebens (Fig. 6B, 2. und 3. Balken von links) .
Als Kontrollen (Ko) dienen in beiden Fällen wieder unbestrahlte Zellen, wobei hier die Anzahl der gebildeten Klone 100 % darstellt.
Folglich bietet Phosphotyrosin auch gegenüber einem zeilschädigenden Faktor chemischer Art eine für gesunde, also Normalzellen selektive Zytoprotektion.

Claims

Patentansprüche
1. Verwendung von Phosphotyrosin zum Schutz von biologischem Material gegenüber zeilschädigenden Faktoren.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zeilschädigenden Faktoren Strahlung, vorzugsweise ionisierende Strahlung und/oder ultaviolettes Licht umfassen.
3. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zellschadigenden Faktoren Chemikalien, vorzugsweise Zytostatika umfassen.
4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zum Schutz der Haut.
5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 im Rahmen einer Strahlentherapie für Tumorpatienten.
6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 , 3 oder 4 im Rahmen einer Chemotherapie für Tumorpatienten.
7. Verwendung von Phosphotyrosin zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur prophylaktischen und/oder therapiebegleitenden Behandlung von Strahlentherapie- und/oder Chemotherapiepatienten.
8. Kosmetische Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß sie Phosphotyrosin, gegebenenfalls weitere übliche Trägerstoffe, Hilfsmittel und/oder Zusatzstoffe, enthält.
9. Kultivierungsmedium, dadurch gekennzeichnet, daß es Phosphotyrosin, gegebenenfalls weitere übliche Puffersubstanzen Trägerstoffe, Hilfsmittel und/oder Zusatzstoffe, enthält.
10. Kultivierungsmedium nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es Phosphotyrosin in einem Konzentrationsbereich von 1 bis 100 μM enthält.
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