Verwendung von Hyperforin und Derivaten davon zur Hemmung der Angiogenese
Die Erfindung betrifft Arzneimittel zur Behandlung von Erkrankungen, bei denen eine überschießende Gefäßneubildung auftritt. Es werden Stoffe und Arzneimittel bereitgestellt, die zur Behandlung derartiger Erkrankungen verwendet werden können. Durch die Verbindungen kann eine pathologische Angiogenese gehemmt werden.
Die Versorgung lebender Gewebe und Organe mit intakten Blutgefäßen ist eine wichtige Voraussetzung für deren Funktion. Sie gewährleistet eine ausgewogene Zufuhr von Nährstoffen und Sauerstoff. Insbesondere rasch wachsende Gewebe und Gewebe der Embryonalentwicklung sind auf eine gute Gefäßversorgung angewiesen. Die Angiogenese läuft in verschiedenen Stadien ab und unterliegt einer komplexen Regulation durch pro- und antiangiogenetische Signale (Übersicht bei Jancopoulos GD et al., Nature 2000, 407:242-248). Es gibt jedoch eine Reihe von Krankheiten, die mit einer überschießenden Gefäßneubildung (Angiogenese) einhergehen (Übersicht bei Carmeliet P et al., Nature 2000, 407:249-257). Im folgenden soll auf zwei Beispiele näher eingegangen werden. Bei der Rheumatoiden Arthritis (RA) ist die Schädigung peripherer Gelenke, wobei Knochen und Knorpel durch eine proliferative Synovitis zerstört werden, ein charakteristisches Merkmal. Die Bildung von neuen Gefäßen (Angiogenese) ist einer der ersten
histologischen Befunde der RA in der Synovialis und scheint für die Bildung des entzündlichen Pannusgewebes erforderlich zu sein (Colville-Nash et al., Rheum Dis 1992, 51 :919-925). Hierbei scheint die Gefäßneubildung nicht nur die chronischmorphologischen Veränderungen des Pannusgewebes aufrecht zu erhalten, sondern sie scheint als Quelle für Zytokine und Proteasen eine aktive Rolle bei der Entzündung selber zu spielen (Colville-Nash et al., Rheum Dis 1992, 51 :919-925). Die durch die Angiogenese erhöhte funktionelle Gefäßdichte fördert die Infiltration der Synovialis mit Entzündungszellen (Paleolog E, Mol Pathol 1997, 50:225-233). So wurden in der Synovialis und der Synovia bei Patienten mit rheumatoider Arthritis erhöhte Spiegel von Angiogenese-fördemden Molekülen wie basic fibroblast growth factor (bFGF), lnterleukin-8 und vascular endothelial growth factor (VEGF-A) gefunden (Qu Z, Lab Invest 1995 73:339- 346).
Auch das Wachstum maligner Tumoren hängt ab einer bestimmten Größe des Primärtumors von der Neubildung von Blutgefäßen ab. Durch Hemmung der Angiogenese kann es zu einer Hemmung des Tumorwachstums oder zu dessen Zerstörung kommen (Gullino PM, J Nat Cancer Inst, 1978, 61 :639-643). Die Tumorangiogenese wird durch verschiedene endogene lösliche Faktoren beeinflusst (Dettmar, J Invest Dermatol [Symp Proc] 2000, 5:20-23). Es ist eine wichtige Aufgabe der Onkologie, neue natürliche und künstliche Inhibitoren der Angiogenese zu finden. Durch deren Einsatz gelingt es, das Wachstum von Tumoren zu hemmen und Krebskrankheiten erfolgreich zu bekämpfen (Carmeliet P et al., 2000, Nature: 407:249-257. Fiedler W et al., 2001 , Deutsches Ärzteblatt, 98:1183-1185). Da bisher die Zahl der wirksamen Angiogenese-Inhibitoren begrenzt ist und die Entwicklung neuer Angiogenese-Inhibitoren aufwendig und teuer ist, besteht ein großes Interesse an der Entdeckung neuer Inhibitoren der Angiogenese.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es somit, Verbindungen bereitzustellen, die inhibierend auf die Angiogenese wirken. Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung gelöst.
Es wurde überraschend gefunden, daß Hyperforin das Wachstum von Endothelzellen in vitro und in einem Tiermodell bereits in sehr niedriger Konzentration hemmen kann. In der vorliegenden Anmeldung wird weiterhin offenbart, daß neben Hyperforin auch Adhyperforin und Salze von Hyperforin und Adhyperforin eine antiangiogenetische Wirkung aufweisen.
Darüber hinaus wurde gefunden, daß Adhyperforin in wässriger Lösung über einen längeren Zeitraum stabil ist, wogegen Hyperforin innerhalb weniger Stunden fast vollständig abgebaut wird. Deshalb löst die Verwendung von Adhyperforin das bekannte Problem der Instabilität des Hyperforins insbesondere in wässriger Lösung.
Hyperforin ist ein lipophiler Wirkstoff des Johanniskrauts (Hypericum perforatum L.) (Roth L, 1990, Hypericum - Hypericin. Botanik, Inhaltsstoffe, Wirkungen. Ecomed Arzneipflanzen-Monographie. Ecomed, Landsberg/Lech. Maisenbacher P, Kovar KA, 1992, Planta Medica 58:351-354). Die Formel von Hyperforin und Adhyperforin ist im folgenden wiedergegeben:
R=H: Hyperforin R=CH3: Adhyperforin
Seit langem bekannt ist eine antibiotische Wirkung von Hyperforin (Gurevich AI et al., 1971 , Antibiotiki 16:510-513). In neuerer Zeit wurde die antidepressive Wirkung des Johanniskrauts bei leichten bis mittelschweren Depressionen durch zahlreiche Studien nachgewiesen (Schulz V, Hansel R, 1996: Johanniskraut als Antidepressivum. In: Schulz V, Hansel R [Hrsg.] Rationale Phytotherapie, Ratgeber für die ärztliche Praxis. Springer Berlin, 3. Auflage: 56-71). Die antidepressive Wirkung von Hypericum perforatum wird zumindest teilweise durch Hyperforin vermittelt (Müller WE et al., 1998, Pharmacopsychiatry 31 , Suppl 1 :16-21). Femer sind entzündungshemmende und
zytostatische Eigenschaften von Hyperforin bekannt, die auf der Induktion von Apoptose beruhen (Schempp CM et al. 2000, Br J Dermatol 142:979-984. Schempp CM et al., 2002, Oncogene 21 :1242-1250).
WO 98/44936 beschreibt die Herstellung eines stabilen Extraktes von Hypericum perforatum, in dem das Hyperforin über einen längeren Zeitraum stabil bleibt, und die mögliche Anwendung bei depressiven Erkrankungen. WO 99/41220 beschreibt die Herstellung stabiler Salze des Hyperforins und die mögliche Anwendung bei Morbus Alzheimer. WO 99/64388 beschreibt die Herstellung chemisch modifizierter Hyperforin- Derivate, deren galenische Verarbeitung und Anwendung bei depressiven Erkrankungen. WO 00/30660 beschreibt die mögliche Verwendung von Hyperforin in Creme- und Salbenform und die zytostatische Wirkung von Hyperforin.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher die Verwendung von Hyperforin und/oder pharmazeutisch verträglichen Derivaten davon zur Behandlung von Erkrankungen, bei denen eine pathologische Angiogenese auftritt.
Bevorzugte Derivate von Hyperforin sind Adhyperforin sowie Salze von Hyperforin und Adhyperforin. Besonders bevorzugt sind die DCHA- (N-,N-Dicyclohexylamiι ) Salze von Hyperforin und Adhyperforin. Auch die in WO 99/41220 offenbarten Salze von Hyperforin und Adhyperforin können verwendet werden.
Weiterhin sind als Derivate von Hyperforin Verbindungen anzusehen, bei denen Hyperforin chemisch modifiziert wurde, z. B. durch Derivatisierung der Hydroxylgruppe am zentralen 6-Ring, durch Modifikation der Kohlenwasserstoff-Seitenketten oder durch Oxidation. US 2001/0020040 A1 offenbart verschiedene Derivate des Hyperforins, bei denen die Hydroxylgruppe am zentralen 6-Ring acyliert oder mit einem Zucker gekoppelt wurde. Die Verwendung derartiger Derivate zur Behandlung von Erkrankungen, bei denen eine pathologische Angiogenese auftritt, ist auch Gegenstand dieser Anmeldung.
Besonders bevorzugt ist aber die Verwendung von Hyperforin, Adhyperforin und/oder deren Salzen, da Hyperforin und Adhyperforin natürliche Substanzen sind, die in großer Menge aus nachwachsendem Pflanzenmaterial isoliert werden können und andererseits bei Anwendung in wirksamen Konzentrationen weder in vitro noch in vivo toxische Reaktionen beobachtet werden.
Bei verschiedenen Erkrankungen tritt eine pathologische Angiogenese auf: Hierzu gehören Krankheiten der Blutgefäße (z.B. Atherosklerose, Hämangiome, Hämangioendotheliome), Hautkrankheiten (z.B. Warzen, Granuloma teleangiektatikum, Kaposi-Sarkom, Psoriasis), Endometriose des Uterus, angioproliferative Retinopathie (z.B. Retinopathie der Frühgeborenen, diabetische Retinopathie) und Krankheiten der Knochen und Gelenke (z.B. rheumatoide Arthritis, Synovitis, Osteomyelitis, Pannuswachstum). Die Verwendung von Hyperforin und pharmazeutisch verträglichen Derivaten davon zur Behandlung dieser Erkrankungen ist besonders bevorzugt. Weitere Krankheiten, die erfindungsgemäß behandelt werden können, sind in Carmeliet P et al., Nature 2000, 407:249-257 offenbart.
Hyperforin und seine Derivate können auch zur Behandlung von Krebserkrankungen mit überschießender Angiogenese verwendet werden, z. B. von Tumoren, insbesondere von malignen Tumoren. Tumoren, die von einer verstärkten Angiogenese abhängig sind, sind z.B. das Nierenzellkarzinom, das Retinoblastom oder alle Tumoren, deren Größe eine zusätzliche Sauerstoffversorgung erfordert.
Hyperforin, Adhyperforin und seine Derivate werden bevorzugt in Form von Salzen, Suspensionen, wässrigen Emulsionen oder in liposomaler Form verarbeitet. Galenische Darreichungsformen umfassen Infusionslösungen, Magensaft-resistente Kapseln, Cremes, Salben, Lotionen, Gele und Sprays. Bevorzugte Konzentrationen des Hyperforins, Adhyperforins und verwandter Verbindungen sind zwischen 1-100 μM Endkonzentration, vorzugsweise 5-20 μM. Bei systemischer Applikation beträgt die bevorzugte Dosis 5 mg/kg Körpergewicht oder solche Konzentrationen, mit denen wirksame Plasma- und Gewebespiegel, z.B. 10-50 μg/ml, erreicht werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist die Verwendung von Hyperforin und pharmazeutisch verträglichen Derivaten davon zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von Erkrankungen, bei denen eine pathologische Angiogenese auftritt. Die bevorzugten Ausführungsformen entsprechen den oben bereits genannten.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung von Hyperforin und pharmazeutisch verträglichen Derivaten davon zur Hemmung einer pathologischen Angiogenese.
Darüber hinaus wurde überraschenderweise gefunden, daß Adhyperforin das Wachstum von Tumorzellen 5-10 mal effektiver hemmt als Hyperforin und in Tumorzellen Apoptose auslöst. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist daher die Verwendung von Adhyperforin und/oder pharmazeutisch verträglichen Salzen davon zur Behandlung von Krebserkrankungen und/oder Präkanzerosen.
Außerdem wurde überraschend gefunden, daß Adhyperforin in einer wässrigen Lösung um ein Vielfaches stabiler ist als Hyperforin, welches bereits innerhalb weniger Stunden vollständig abgebaut ist (Beispiel 9).
Unter Krebserkrankungen werden in diesem Zusammenhang insbesondere maligne Tumoren sowie Lymphome und Leukämien verstanden.
Adhyperforin ist jedoch auch gegen Metastasen, wie Metastasen des malignen Melanoms (schwarzer Hautkrebs) besonders wirksam.
Adhyperforin ist auch gegenüber epithelialen Tumoren wie epithelialem Hautkrebs wirksam. Hierbei handelt es sich um einen langsam wachsenden Hautkrebs, der einer topischen Behandlung gut zugänglich ist. Der epitheliale Hautkrebs wird auch Spinaliom, Plattenepithelkarzinom oder Stachelzellkrebs genannt. Darüber hinaus eignet sich Adhyperforin zur Behandlung von Krebsvorstufen (Präkanzerosen), wie beispielsweise solaren Präkanzerosen.
Darüber hinaus eignet sich Adhyperforin zur Behandlung von Mamma-Karzinomen (Brustkrebs).
In der Praxis ist die Verwendung von Adhyperforin insbesondere bei Lymphomen/Leukämien, schlecht operablen Tumoren und für die adjuvante Behandlung von Metastasen interessant. Insbesondere bei dem malignen Melanom zeigen alle bislang hierfür in der Praxis verwendeten Therapien nur sehr mäßige Erfolge.
Für die Behandlung systemischer Tumoren und von Metastasen kann Adhyperforin intravenös verabreicht werden. Für die intravenöse Applikation kann der lyophilisierte oder getrocknete Wirkstoff beispielsweise frisch in physiologischer Kochsalzlösung aufgelöst und sofort injiziert bzw. infundiert werden. Der Wirkstoff kann jedoch auch oral, beispielsweise in Tablettenform verabreicht werden.
Adhyperforin eignet sich aber auch für die lokale Anwendung beispielsweise durch intra- oder peritumorale Injektion oder Instillation (z.B. auch endoskopisch). Hierfür kann der Wirkstoff beispielsweise wie vorstehend für die intravenöse Applikation beschrieben bereitgestellt werden. Vorteilhaft kann der Wirkstoff jedoch auch durch epikutane Applikation beispielsweise in Cremeform angewandt werden, wobei sich diese Anwendungsform beispielsweise zur Behandlung von solaren Präkanzerosen besonders eignet.
Für die lokale, epikutane Applikation kann der Wirkstoff beispielsweise in Ethanol gelöst und in eine fette Salbengrundlage eingearbeitet werden. Diese kann okklusiv (unter Folie) beispielsweise für 24 Stunden auf den Tumor einwirken. Besonders bevorzugte Salben und Cremen werden im folgenden genauer beschrieben. Alternativ hierzu kann der Wirkstoff auch in ein transdermal wirkendes Pflaster eingearbeitet werden, bei dem der Wirkstoff über eine längere Zeitdauer (Monate) kontinuierlich abgegeben wird.
Bei der Aufbereitung des Wirkstoffs muß beachtet werden, daß es sich um eine lichtempfindliche Substanz handelt, die sich leicht zersetzt. Daher muß bei der Gewinnung, Lagerung und Verabreichung auf einen entsprechenden Lichtschutz geachtet werden.
Bei der erfindungsgemäßen Behandlung von Krebserkrankungen und/oder Präkanzerosen mit Adhyperforin sollte die Adhyperforinkonzentration am Wirkort so hoch sein, daß eine antiproliferative bzw. Apoptose-induzierende Wirkung eintritt. Die hierfür notwendige Konzentration kann je nach Art des behandelten Tumors variieren und vom Fachmann leicht bestimmt werden. Vorteilhaft ist beispielsweise bei intratumoraler Injektion eine Adhyperforinkonzentration in der verabreichten Lösung von 10-50 μg/ml und bei epikutaner Applikation eine Wirkstoffkonzentration von 20-100 μg/ml. Bei systemischer Anwendung sollte der Wirkstoff in solchen Mengen injiziert werden, daß Plasmaspiegel von mindestens 10-50 μg/ml erreicht werden.
Als ein weiterer Aspekt dieser Erfindung wurde gefunden, daß sich Adhyperforin vorteilhaft in einer pharmazeutischen Formulierung in Form einer topischen Salbe, Creme oder Lotion, die mindestens 2, bevorzugt mindestens 5 μg/ml Adhyperforin enthält, verabreichen läßt. Auch ein Gel oder Spray mit den angegebenen Konzentrationen ist Gegenstand der Erfindung.
Die Salbe, Creme, Lotion, das Gel oder Spray sollte eine Wirkstoffkonzentration enthalten, die bevorzugt im Bereich von 2 - 100 μg/ml Adhyperforin, bevorzugter im Bereich von 5 - 20 μg/ml liegt.
Der Wirkstoff kann entweder als Reinsubstanz in die Salbe, Creme, Lotion, in das Gel oder Spray eingebracht werden oder in Form eines Johanniskrautextrakts definierter Konzentration. Die erfindungsgemäße Salbe, Creme, Lotion, Gel oder Spray umfaßt dabei bevorzugt außer Johanniskrautextrakt keine weiteren Pflanzenextrakte.
Der auf Adhyperforin standardisierte (eingestellte) Gesamtextrakt sollte ein ethanolischer oder ein mit Ethanol versetzter Extrakt sein. Hierbei kann es sich beispielsweise um im Handel erhältliche Gesamtextrakte (Tinkturen) handeln. Der Ethanolgehalt liegt bevorzugt zwischen 20 und 60 % v/v, bevorzugt bei 40-50% v/v.
Prinzipiell sind auch wäßrige Extrakte, CO2-Extrakte oder Frischpflanzenauszüge geeignet, insofern sie die Anforderungen an den Wirkstoffgehalt erfüllen.
Die qualitative und quantitative Analyse des für die erfindungsgemäße Salbe oder Creme verwendeten Johanniskrautextrakts erfolgt mittels Hochdruck-Flüssigkeits- Chromatographie (HPLC) (P. Maisenbacher et al., Planta Med. 58:351-354 (1992)). Zur Messung der Gesamthypericine wird das photometrische Verfahren nach dem "Deutschen-Arzneimittel-Codex" (DAC) verwendet.
Die erfindungsgemäße Salbe oder Creme kann neben dem Wirkstoff oder den Wirkstoffen verschiedene pharmazeutisch verträgliche Creme- bzw. Salbengrundlagen umfassen. Hierzu gehören beispielsweise weiße Vaseline, dickflüssiges Paraffin, Wollwachs, Ascorbylpalmitat, Glycerolmonostearat 60, Tocopherol (Vitamin E), Cetylalkohol,
mittelkettige Triglyceride, gelbes Wachs, Propylenglycol, Macrogol-1000- glycerolmonostearat, Zitronensäure, Ascorbinsäure und andere Konservierungsstoffe und destilliertes Wasser.
Eine bevorzugte erfindungsgemäße Salbe umfaßt etwa 15 Gew.-% Johanniskrautextrakt sowie weiße Vaseline, dickflüssiges Paraffin, Wollwachs und Ascorbylpalmitat jeweils in geeigner Menge.
Eine bevorzugte erfindungsgemäße Creme umfaßt etwa 10 Gew.-% Johanniskrautextrakt sowie weiße Vaseline, Glycerolmonostearat 60, Cetylalkohol, mittelkettige Triglyceride, gelbes Wachs, Propylenglykol, Macrogol-1000-glycerolmonostearat, Zitronensäure und Wasser jeweils in geeigneter Menge.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer topischen Salbe, Creme, Lotion, eines Gels oder Sprays, in dem Adhyperforin oder ein auf Adhyperforin eingestellter Johanniskrautextrakt so mit Hilfsstoffen vermischt wird, daß man eine Salbe, Creme, Lotion, ein Gel oder Spray mit einem Mindestgehalt von 2 μg/ml, bevorzugt 5-20 μg/ml Adhyperforin erhält.
Bei Verwendung eines Johanniskrautextrakts zur Herstellung der erfindungsgemäßen Salbe oder Creme muß dieser zum Schutz des Adhyperforins vor Oxidation bis zu seiner Verarbeitung unter Schutzgas (z.B. Argon) fest verschlossen und lichtgeschützt aufbewahrt werden.
Die erfindungsgemäße Salbe oder Creme eignet sich beispielsweise zur Behandlung von Krebserkrankungen oder Präkanzerosen.
Die erfindungsgemäße Salbe oder Creme hat den Vorteil, daß sie von der Grundlage her an verschiedene Hautzustände angepaßt werden kann. Darüber hinaus können sowohl fettlösliche (Adhyperforin) als auch wasserlösliche Wirkstoffe des Johanniskrauts in eine Salben- bzw. Cremegrundlage eingearbeitet werden. Hierdurch kann eine überlegene Wirkung gegenüber dem bekannten Johanniskrautöl erreicht werden. Außerdem ist die Penetration der Wirkstoffe aus Creme- und Salbengrundlagen im Vergleich zu Ölen besser.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung von Adhyperforin und pharmazeutisch verträglichen Salzen davon als Zytostatikum.
Zusammenfassend wurde überraschend gefunden, daß Hyperforin, Adhyperforin und deren Salze hochwirksame Inhibitoren der Angiogenese sind. Hyperforin und Adhyperforin lassen sich in großer Menge aus Johanniskraut isolieren. Johanniskraut-Spezialextrakte enthalten bis zu 30 % eines Hyperforin-Adhyperforin-Gemisches (Erdelmeier CAJ, 1998, Pharmacopsychiatry 31 Suppl:2-6). Johanniskraut läßt sich leicht und umweltschonend kultivieren, so daß die Bereitstellung größerer Mengen von Hyperforin und Adhyperforin unproblematisch ist. Die nachstehend beschriebenen Beispiele belegen die antiangiogenetische von Hyperforin, Adhyperforin und verwandten Verbindungen in vitro, in einem Angiogenese-Modell, und in vivo in einem Tumormodell. Diese Beispiele dienen der Veranschaulichung des Wirkprinzipes der Erfindung, schränken aber die Anwendbarkeit von Hyperforin und verwandten Verbindungen zur Hemmung der Angiogenese nicht ein.
Außerdem wurde gefunden, daß Adhyperforin das Wachstum von Tumorzellen 5-10 mal wirksamer hemmt als Hyperforin. Ein besonderer Vorteil des Adhyperforins ist seine im Vergleich zu Hyperforin ausgezeichnete Stabilität in wässriger Lösung, was seine vorzugsweise Verwendung in biologischen Systemen ermöglicht.
Figur 1 zeigt die Hemmung der Proliferation von primären humanen, dermalen mikrovaskulären Endothelzellen (HDMEC) durch Hyperforin, Adhyperforin, Hyperforin- DCHA und Adhyperforin-DCHA.
Figur 2 stellt den Einfluss von Hyperforin, Adhyperforin, Hyperforin-DCHA und Adhyperforin-DCHA auf die Apoptose von HDMEC dar (Konzentration aller Testsubstanzen 5 μM).
Figur 3 zeigt einen Vergleich der proliferationshemmenden Wirkung von Hyperforin, Adhyperforin, Hyperforin-DCHA und Adhyperforin-DCHA auf zwei verschiedene Tumorzellinien (Jurkat und MT450).
Figur 4 zeigt den Einfluss von Hyperforin, Adhyperforin, Hyperforin-DCHA und Adhyperforin-DCHA auf die Apoptose von MT450 Tumorzellen.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung näher.
Beispiel 1
Primäre humane, dermale mikrovaskuläre Endothelzellen (HDMEC) wurden auf kollagenbeschichteten Mikrotiterplatten in Endothelzellmedium mit oder ohne Zugabe von Hyperforin, Adhyperforin und deren DCHA-Salzen für 24 Stunden inkubiert. Die Proliferation der Endothelzellen wurde mittels Tritium-Thymidin-Einbau in die DNA gemessen. Die Ergebnisse sind in Figur 1 zusammengefasst. Das Wachstum der Endothelzellen wird von allen Substanzen bereits in niedrigen Konzentrationen gehemmt: Hyperforin 2 μM, Hyperforin-DCHA 1 ,5 μM, Adhyperforin 1 μM, Adhyperforin-DCHA 1 μM.
Beispiel 2
Es wurden Endothelzellen mit Hyperforin, Adhyperforin und den DCHA-Salzen von Hyperforin und Adhyperforin inkubiert und nach 24 Stunden die LDH-Konzentration im Überstand im Vergleich zu unbehandelten Kontrollen untersucht. Hierbei zeigte sich bis zu einer Konzentration von 10 μM keine Zunahme der LDH-Konzentration (Tabelle 1).
Tabelle 1 : Beeinflussung der Membranintegrität von HDMEC (LDH-Release) durch Hyperforin, Adhyperforin, Hyperforin-DCHA und Adhyperforin-DCHA.
HF HF-DCHA AdHF AdH F-DCHA
O μM 8 10 9 8
1 μM 8 8 10 9
2 μM 5 10 9 9
4 μM 6 7 9 10
8 μM 7 11 10 9
16 μM 6 10 8 10
HF = Hyperforin, AdHF = Adhyperforin
Dies bedeutet, daß es durch Hyperforin und verwandte Verbindungen zu keiner Schädigung der Zellmembran kommt.
Beispiel 3
In Beispiel 3 wurden Endothelzellen wie oben genannt mit Hyperforin, Adhyperforin und deren DCHA-Salzen inkubiert und die Apoptose-Rate mittels eines spezifischen Oligonukleosomen-ELISA gemessen. Hierbei zeigte sich, im Gegensatz zur Positivkontrolle Camptothecin, bis zu einer Konzentration von 10 μM Hyperforin keine Induktion von Apoptose in den Endothelzellen (Figur 2).
Beispiel 4
In Beispiel 4 wurde mit einer Zellzyklusanalyse untersucht, ob Hyperforin in Endothelzellen den Zelizyklus beeinflußt. Hierzu wurden Endothelzellen für 24 und 36 Stunden mit Hyperforin inkubiert. Anschließend wurden die Zellen permeabilisiert und der DNA-Gehalt der Zellen nach Färbung mit Propidium-Jodid mittels FACS-Analyse bestimmt. Hierbei zeigte sich, daß es durch Hyperforin im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle zu keiner Änderung des DNA-Profils kommt (Tabelle 2). Diese Daten belegen, daß es durch Hyperforin nicht zu einem Zellzyklusarrest oder zur Apoptoseinduktion in Endothelzellen kommt.
Tabelle 2: Beeinflussung des Zelizyklus von HDMEC durch Hyperforin (24h).
Hyperforin Medium Taxol
sub-g1 6% 5% 8%
g1/g0 79% 76% 56%
g2/m 15% 19% 36%
Hyperforin: 5 μM; Taxol: 1 μM.
Die Beispiele 2, 3 und 4 belegen, daß die Proliferationshemmung durch Hyperforin nicht auf toxischen Effekten beruht.
Beispiel 5
In Beispiel 5 wurde in einem Angiogenese-Modell untersucht, ob Hyperforin die Gefässneubildung inhibieren kann. Hierzu wurden HDMEC auf einer komplexen extrazellulären Matrix mit Hyperforin (2 μM) inkubiert und über mehrere Stunden mit einem Videomikroskop gefilmt. Anschließend wurden die Bilder mittels Computer-gestützter Analyse ausgewertet. Hierbei zeigte sich, daß die unbehandelten Endothelzellen auf der extrazellulären Matrix innerhalb weniger Stunden schlauchartige Gefäße ausbilden. Im Gegensatz hierzu war bei den mit Hyperforin behandelten Endothelzellen keinerlei Gefäßbildung zu erkennen (Tabelle 3).
Tabelle 3: Beeinflussung der Gefässbildung und der Motilität von HDMEC durch Hyperforin (5 μM).
Gefässe Motilität
ledium HF Medium HF
Oh
3h
6h ++
12h ++
Beispiel 6
Beispiel 6 zeigt die antiangiogenetische Wirkung von Hyperforin in vivo in einem orthotopen Tumormodell der Ratte. MT-450 Mammakarzinomzellen wurden subkutan im Bereich der Brustdrüse injiziert. Je 8 Tiere wurden über einen Zeitraum von 3 Wochen mit gelöstem Hyperforin (2mM) oder der entsprechenden Menge des Lösungsmittels behandelt (peritumorale Injektion). Anschließend wurden Gefrierschnitte des
Tumormaterials mit einem monoklonalen Antikörper gegen Endothelzellen (anti-CD31) gefärbt. Die Auszählung der mittleren Gefäßdichte ergab eine signifikant verminderte Anzahl kleiner Gefäße pro Gesichtsfeld in den mit Hyperforin behandelten Tumoren (Mittelwert 7 +/- 7) im Vergleich zu mit dem Lösungsmittel behandelten Tumoren (18 +/- 6). Die Behandlung der Ratten mit Hyperforin ergab keinen toxischen Einfluß wie Gewichtsabnahme oder verringerte Motilität.
Beispiel 7
Beispiel 7 zeigt die Hemmung der Tumorzellproliferation durch Adhyperforin im Vergleich zu Hyperforin und deren DCHA-Salze (Figur 3). Jurkat (humane Lymphomzellen) und MT450 (Mammakarzinom der Ratte) wurden mit Hyperforin, Adyperforin und den DCHA- Salzen von Hyperforin und Adhyperforin inkubiert. Die Proliferation der Endothelzellen wurde mittels Tritium-Thymidin-Einbau in die DNA gemessen. Es zeigt sich, daß bei beiden Zellinien das Adhyperforin dem Hyperforin überlegen ist: eine 50%ige Hemmung der Proliferation wird durch Adhyperforin in 3-1 Ox niedrigeren Konzentrationen als mit Hyperforin erreicht. Adhyperforin zeigt sich in beiden Zellinien als ebenso wirksam wie die stabilisierten Salze aus Hyperforin und Adhyperforin der WO 99/41220.
Beispiel 8
Beispiel 8 zeigt die Apoptoseinduktion in MT450 Tumorzellen durch Adhyperforin im Vergleich zu Hyperforin und deren DCHA-Salze (Figur 4). Die Tumorzellen wurden mit Hyperforin, Adhyperforin und deren DCHA-Salzen inkubiert und die Apoptoserate nach 24 h mittels eines spezifischen Oligonukleosomen-ELISA (Boehringer) gemessen. Durch Adhyperforin wird ebenso wie durch Hyperforin und deren DCHA-Salze eine dosisabhängige Apoptose in den Tumorzellen induziert. Das Beispiel zeigt, daß Adhyperforin im Vergleich zu Hyperforin auch eine deutlich stärkere Apoptoseinduktion in Tumorzellen induziert.
Beispiel 9
Beispiel 9 zeigt die im Vergleich zu Hyperforin bessere Stabilität des Adhyperforins in wässriger Lösung. Hoch aufgereinigtes Adhyperforin bzw. Hyperforin (über 98 %, HPLC), wurde in einer Endkonzentration von 1 mg/mL in reinem DMSO oder in einem Gemisch von DMSO (200 μL) und Phosphatpuffer (800 μL) frisch aufgelöst und der Gehalt von
Hyperforin, Adhyperforin und deren Abbauprodukten mittels validierter HPLC nach 1 Stunde, nach 1 Tag und nach 1 Woche gemessen. Tabelle 4 zeigt das Ergebnis dieser Untersuchung. Hieraus geht hervor, daß in dem organischen Lösungsmittel auch nach einer Woche noch kein wesentlicher Abbau der Substanzen stattgefunden hat. Am stärksten ist der Abbau des Hyperforins (nach 1 Woche noch 87,6 %). Dagegen setzt in wässriger Emulsion der Abbau des Hyperforins bereits nach einer Stunde ein (88,8 %), nach einem Tag sind noch 27,5 % Hyperforin und nach 1 Woche 0 % Hyperforin nachweisbar. Im Gegensatz hierzu ist das Adhyperforin in wässriger Lösung bedeutend stabiler (nach 1 Tag noch 96,1 %, nach 1 Woche noch 77,2 %) (Tabelle 4).
Tabelle 4: Untersuchungen zur Stabilität von Hyperforin und Adhyperforin. Chromatographische Reinheit in %, ausgehend von 100 % zum Zeitpunkt 0.
n.n. nicht nachweisbar