Borhaltige PeptidverbindungBoron-containing peptide compound
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von Peptidverbindungen mit mindestens einer borhaltigen Komponente, damit erhältliche Verbindungen, sowie geeignete Verwendungen derartiger Peptidverbindungen und eine pharmazeutische Zusammensetzung.The invention relates to processes for the preparation of peptide compounds with at least one boron-containing component, compounds obtainable therewith, and suitable uses of such peptide compounds and a pharmaceutical composition.
Die effektive Behandlung von Krebs bzw. von Tumorerkrankungen stellt trotz intensiver Forschung auf diesem Gebiet ein vielfach ungelöstes Problem dar. Ein wichtiger Therapieansatz zur Behandlung derartiger Erkrankungen nutzt phänotypische und/oder physiologische Eigenheiten von Krebszellen bzw. Tumorzellen aus, um diese in Gegenwart gesunder Zellen selektiv zu zerstören. Die Bor-Neutroneneinfang-Therapie (boron neutron capture therapy ,BNCT) stellt einen vielversprechenden Ansatz dar, bei dem die Tumorzellen gezielt zerstört werden sollen. Es handelt sich hierbei um ein binäres System, bei welchem zunächst nichtradioaktive Borisotope 10B in die Tumor- bzw. Krebszellen eingebaut oder allgemein eingelagert werden. Durch Behandlung mit thermischen Neutronen wird eine sogenannte Einfangreaktion ausgelöst, bei welcher durch hochenergetische Zerfallsprodukte - einem α-Teilchen und einem 7Li3+-lon - eine Zerstörung des Tumorgewebes verursacht wird. Die Trajektorien dieser Zerfallsprodukte liegen dabei im Bereich eines durchschnittlichen Zelldurchmessers, so dass nur diejenigen Zellen zerstört werden, die Bor eingelagert bzw. gebunden haben (R. F. Barth, A. H. Soloway, R. G. Fairchild, Cancer 1992, 70, 2995-3007; M. F. Hawthorne, Angew. Chem. 1993, 105, 997-1033; Angew. Chem. Int. Ed. Eng/. 1993, 32, 950-984; C. Morin, Tetrahedron 1994, 50, 12521 -12569; D. Gabel, Chem. Unserer Zeit 1997 , 31, 235-240; A. H. Soloway, W. Tjarks, B. A. Barnum, F.-G. Rong, R. F. Barth, I. M. Codogni, J. G. Wilson, Chem Rev, 1998, 98, 1515-1562). Die Bor- Neutroneneinfang-Therapie hat gegenüber herkömmlichen Chemo- Tumortherapien mit den bekannten gravierenden Nebenwirkungen den entscheidenden Vorteil, dass die cytotoxische Wirkung erst durch die für
unbehandeltes Gewebe, also für alle Zellen und Gewebe außer den Tumor- bzw. Krebszellen mit akkumuliertem Bor, ungefährliche Neutronenstrahlung entsteht.Despite intensive research in this field, the effective treatment of cancer or tumor diseases represents a frequently unsolved problem. An important therapeutic approach for the treatment of such diseases takes advantage of phenotypic and / or physiological peculiarities of cancer cells or tumor cells in order to selectively treat them in the presence of healthy cells to destroy. Boron neutron capture therapy (BNCT) is a promising approach in which the tumor cells are to be destroyed in a targeted manner. It is a binary system in which non-radioactive borosotopes 10 B are first built into the tumor or cancer cells or generally incorporated. Treatment with thermal neutrons triggers a so-called capture reaction, in which high-energy decay products - an α particle and a 7 Li 3+ ion - cause destruction of the tumor tissue. The trajectories of these decay products lie in the range of an average cell diameter, so that only those cells are destroyed that have incorporated or bound boron (RF Barth, AH Soloway, RG Fairchild, Cancer 1992, 70, 2995-3007; MF Hawthorne, Angew Chem. 1993, 105, 997-1033; Angew. Chem. Int. Ed. Eng /. 1993, 32, 950-984; C. Morin, Tetrahedron 1994, 50, 12521 -12569; D. Gabel, Chem Zeit 1997, 31, 235-240; AH Soloway, W. Tjarks, BA Barnum, F.-G. Rong, RF Barth, IM Codogni, JG Wilson, Chem Rev, 1998, 98, 1515-1562). The boron neutron capture therapy has the decisive advantage over conventional chemo-tumor therapies with the known serious side effects that the cytotoxic effect is only possible through the untreated tissue, i.e. for all cells and tissues except for the tumor or cancer cells with accumulated boron, harmless neutron radiation is generated.
Problematisch bei der Entwicklung einer effizienten Bor-Neutroneneinfang- Therapie ist die gezielte Akkumulation von Bor, beispielsweise durch Einlagerung oder durch Bindung, in den Tumor- bzw. Krebszellen. Hierbei ist entscheidend, dass das Bor dem Organismus in einer Form zugeführt wird, die die selektive Einlagerung in die Tumor- bzw. Krebszellen gewährleistet, um eine durch möglicherweise unspezifisch eingelagertes Bor ausgelöste Zerstörung in gesundem Gewebe zu vermeiden. Weiterhin dürfen die borhaltigen Substanzen, mit welchen das Bor in den Organismus eingebracht werden soll, nur eine geringe Toxizität aufweisen, um Nebenwirkungen der Behandlung weitestgehend zu vermeiden. Zusätzlich sollten entsprechende Verbindungen eine ausreichende Wasserlöslichkeit aufweisen.The problem with the development of an efficient boron neutron capture therapy is the targeted accumulation of boron, for example by storage or by binding, in the tumor or cancer cells. It is crucial here that the boron is supplied to the organism in a form which ensures selective storage in the tumor or cancer cells in order to avoid destruction in healthy tissue which may be caused by boron being stored non-specifically. Furthermore, the boron-containing substances with which the boron is to be introduced into the organism may have only a low toxicity in order to largely avoid side effects of the treatment. Corresponding compounds should also have sufficient water solubility.
Bisher wurden bereits verschiedene borhaltige Substanzen für den Einsatz in der Bor-Neutroneneinfang-Therapie getestet. Dabei wurden Konjugate borhaltiger Stoffe mit Porphyrinen, Aminosäuren und Peptiden, Nukleinsäuren, Nukleosiden sowie Nukleotiden eingesetzt. Weiterhin wurden auch borhaltige Glycoside und Konjugate aus Carboranen und DNA-bindenden Indoleinheiten für diesen Zweck synthetisiert (L. F. Tietze, U. Bothe, Chem. Eur. J. 1998, 4, 1 179-1 183; L. F. Tietze, U. Bothe, I. Schuberth, Chem. Eur. J. 2000, 6, 836-842; L. F. Tietze, U. Bothe, U. Griesbach, M. Nakaichi, T. Hasegawa, H. Nakamura, Y. Yamamoto, Bioorg. Med. Chem. 2001 , 9, M^l-M l; L F. Tietze, U. Bothe, U. Griesbach, M. Nakaichi, T. Hasegawa, H. Nakamura, Y. Yamamoto, ChemBioChem 2001 , 2, 326-334; L. F. Tietze, U. Griesbach, U. Bothe, H. Nakamura, Y. Yamamoto, ChemBioChem 2002, 3, 219-225).Various boron-containing substances for use in boron neutron capture therapy have already been tested. Conjugates of boron-containing substances with porphyrins, amino acids and peptides, nucleic acids, nucleosides and nucleotides were used. Furthermore, boron-containing glycosides and conjugates from carboranes and DNA-binding indole units were also synthesized for this purpose (LF Tietze, U. Bothe, Chem. Eur. J. 1998, 4, 1 179-1 183; LF Tietze, U. Bothe, I Schuberth, Chem. Eur. J. 2000, 6, 836-842; LF Tietze, U. Bothe, U. Griesbach, M. Nakaichi, T. Hasegawa, H. Nakamura, Y. Yamamoto, Bioorg. Med. Chem. 2001, 9, M ^ lM l; L F. Tietze, U. Bothe, U. Griesbach, M. Nakaichi, T. Hasegawa, H. Nakamura, Y. Yamamoto, ChemBioChem 2001, 2, 326-334; LF Tietze, U. Griesbach, U. Bothe, H. Nakamura, Y. Yamamoto, ChemBioChem 2002, 3, 219-225).
Gegenwärtig werden klinische Untersuchungen der Bor-Neutroneneinfang- Therapie in der Phase I in den USA, Japan und Europa durchgeführt. Hierbei werden die sogenannten Reagenzien der „ersten Generation" L-p-
Boronophenylalanin-hydrochlorid (BPA, erstmalig synthetisiert 1958) als wasserlöslicher Fruktosekomplex und Na2Bl 2H1 lSH (BSH, erstmalig synthetisiert 1965) eingesetzt. Diese Substanzen weisen jedoch eine unklare Spezifität gegenüber Tumor- bzw. Krebszellen auf. Sie genügen daher nicht in ausreichender Weise den Anforderungen an die Tumorselektivität, die für einen für den Patienten sicheren Einsatz der Therapie mit entsprechend guten Erfolgsaussichten erforderlich ist.Clinical trials of boron neutron capture therapy in phase I are currently underway in the United States, Japan and Europe. The so-called "first generation" reagents Lp- Boronophenylalanine hydrochloride (BPA, first synthesized in 1958) as a water-soluble fructose complex and Na 2 B l 2 H 1 l SH (BSH, first synthesized in 1965). However, these substances have an unclear specificity towards tumor or cancer cells. They therefore do not adequately meet the requirements for tumor selectivity, which is necessary for safe use of the therapy for the patient with correspondingly good chances of success.
Ein Nachteil vieler Bor-enthaltender Verbindungen ist die Verknüpfung der Bor- Komponente mit weiteren Komponenten über eine Disulfidbindung. Disulfidbindungen sind im Körper sehr instabil und werden dort sehr schnell aufgebrochen. Daher sind solche Verbindungen, wo die Borkomponente durch Disulfidbrücken and die weiteren Komponenten gebunden ist nur eingeschränkt in der Therapie nutzbar.A disadvantage of many boron-containing compounds is that the boron component is linked to other components via a disulfide bond. Disulfide bonds are very unstable in the body and are broken down very quickly there. Therefore, those compounds where the boron component is bound to the other components by disulfide bridges can only be used to a limited extent in therapy.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Verbindungen bereitzustellen, die für einen Einsatz in der Bor-Neutroneneinfang-Therapie in besonderer Weise geeignet sind. Diese Verbindungen sollen gewährleisten, dass Bor mit hoher Selektivität in Tumor- bzw. Krebszellen gebunden bzw. eingelagert wird. Die Verbindungen sollen eine möglichst geringe Cytotoxizität aufweisen, umThe invention is therefore based on the object of providing compounds which are particularly suitable for use in boron neutron capture therapy. These compounds are intended to ensure that boron is bound or embedded in tumor or cancer cells with high selectivity. The compounds should have the lowest possible cytotoxicity in order to
Nebenwirkungen der Therapie zu vermeiden.Avoid side effects of therapy.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäßen Peptidverbindungen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen dieser Peptidverbindungen Gastrinderivate, wie sie unten dargestellt sind. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein geeignetes Verfahren, um die erfindungsgemäßen Peptidverbindungen herzustellen. Schließlich umfasst die Erfindung auch die Verwendung von erfindungsgemäßen Peptidverbindungen in der Tumortherapie bzw. eine entsprechende pharmazeutische Zusammensetzung. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Erfindungsgemäß wird eine Peptidverbindung, insbesondere für die Verwendung in der Bor-Neutroneneinfang-Therapie, bereitgestellt, die mindestens ein Oligopeptid sowie mindestens eine borhaltige Komponente umfasst, herstellbar durch ein Verfahren, bei dem die beiden Komponenten der Verbindung über eine Peptidverbindung direkt oder über einen Linker miteinander verbunden sind. Das Oligopeptid kann in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Ligand eines körpereigenen Rezeptors sein, insbesondere eines membranständigen Rezeptors, sowie ein Fragment oder ein Derivat eines solchen Liganden. Als Derivat eines Peptidliganden eines körpereigenen Rezeptors ist insbesondere ein Gastrinderivat vorgesehen.This object is achieved by the peptide compounds according to the invention. Preferred embodiments of these peptide compounds gastrin derivatives, as shown below. The present invention further relates to a suitable method for producing the peptide compounds according to the invention. Finally, the invention also includes the use of peptide compounds according to the invention in tumor therapy or a corresponding pharmaceutical composition. The wording of all claims is hereby incorporated by reference into the content of the description. According to the invention, a peptide compound, in particular for use in boron neutron capture therapy, is provided, which comprises at least one oligopeptide and at least one component containing boron, which can be produced by a method in which the two components of the compound are directly linked via a peptide compound or via a linker are interconnected. In a preferred embodiment of the invention, the oligopeptide can be a ligand of an endogenous receptor, in particular a membrane-bound receptor, as well as a fragment or a derivative of such a ligand. In particular, a gastrin derivative is provided as a derivative of a peptide ligand of an endogenous receptor.
Neuere Entwicklungen in der Tumorforschung zeigen, dass verschiedene Rezeptoren, die im menschlichen oder tierischen Organismus unter normalen Bedingungen nach einem bestimmten Muster in verschiedenen Geweben oder Organen exprimiert werden, von bestimmten Krebs- bzw. Tumorzellen in großer Anzahl exprimiert werden und für diese Zellen als Wachstumsfaktoren dienen. Beispielsweise konnte durch Autoradiographie-Studien gezeigt werden, dass der sogenannte CCK-B-Rezeptor neben seinem natürlichen Vorkommen in Magen, Blut, Nieren, Gallenblase und Gehirn in verschiedenen Tumorzellen, insbesondere in Schilddrüsenkarzinomzellen (92 %), LungentumorenRecent developments in tumor research show that different receptors that are expressed in the human or animal organism under normal conditions according to a certain pattern in different tissues or organs are expressed in large numbers by certain cancer or tumor cells and for these cells as growth factors serve. For example, autoradiography studies have shown that the so-called CCK-B receptor, in addition to its natural presence in the stomach, blood, kidneys, gallbladder and brain, in various tumor cells, especially in thyroid carcinoma cells (92%), lung tumors
(Schmalzellen, 57 %), Astrocytomen (65 %) und stromalen Eierstocktumoren (100 %) in hoher Dichte auftritt (J. C. Reubi, J.-C. Schaer, Cancer Bes. 1997, 57, 1377-1386).(Narrow cells, 57%), astrocytomas (65%) and stromal ovarian tumors (100%) occur in high density (J.C. Reubi, J.-C. Schaer, Cancer Bes. 1997, 57, 1377-1386).
Bei diesen CCK-B-Rezeptoren handelt es sich um hochaffine Rezeptoren, die insbesondere die körpereigenen Regulatorpeptide bzw. -proteine Cholecystokinin (CCK) und Gastrin binden. Diese Regulatorpeptide spielen vor allem als Hormone des Gastrointestinaltraktes und als Neurotransmitter im Gehirn eine wichtige Rolle (J.-C. Schaer, J. C. Reubi, J. C/in. Endocrinol. Metah. 1999, 58, 1, 238-239). Beide Peptide bzw. Proteine besitzen an ihrem C-These CCK-B receptors are high-affinity receptors that bind in particular the body's own regulator peptides or proteins cholecystokinin (CCK) and gastrin. These regulator peptides play an important role especially as hormones of the gastrointestinal tract and as neurotransmitters in the brain (J.-C. Schaer, J.C. Reubi, J.C / in. Endocrinol. Metah. 1999, 58, 1, 238-239). Both peptides or proteins have at their C-
Terminus eine übereinstimmende Primärstruktur aus fünf Aminosäuren. Hierbei
handelt es sich um die Aminosäuresequenz Gly-Trp-Met-Asp-Phe-NH2. Der biologisch aktive Teil, der für die Bindung an die entsprechenden Rezeptoren verantwortlich ist, wird von der C-terminalen Tetrapeptid-Sequenz Trp-Met-Asp- Phe-NH2 (Tetragastrin) gebildet.Terminus is a matching primary structure of five amino acids. in this connection it is the amino acid sequence Gly-Trp-Met-Asp-Phe-NH 2 . The biologically active part, which is responsible for the binding to the corresponding receptors, is formed by the C-terminal tetrapeptide sequence Trp-Met-Asp-Phe-NH 2 (tetragastrin).
Die natürliche Funktion der Regulatorpeptide wird neben dem hochaffinen Rezeptor CCK-B auch noch von einem weiteren Rezeptor (CCK-A) gesteuert, der eine niedrige Affinität insbesondere zu Gastrin besitzt (J. C. Reubi, J.-C. Schaer, Cancer Res. 1997, 57, 1377-1386). Unter natürlichen Bedingungen schleusen die Gastrin/CCK-B-Rezeptoren die Regulatorpeptide endocytotisch in die Zelle ein. Im Verlauf eines Zyklus, der etwa eine Stunde dauert, kehren sie an die Oberfläche zurück, um neue Peptide zu binden (N. I. Tarasova, S. A. Wank, E. A. Hudson, V. I. Romanov, G. Czerwinsky, J. H. Resau, C. J. Michejda, Cell Tissue Res. 1997, 287, 325-333).In addition to the high-affinity receptor CCK-B, the natural function of the regulator peptides is also controlled by another receptor (CCK-A), which has a low affinity, in particular for gastrin (JC Reubi, J.-C. Schaer, Cancer Res. 1997, 57, 1377-1386). Under natural conditions, the gastrin / CCK-B receptors endocytotically introduce the regulatory peptides into the cell. During a cycle that lasts about an hour, they return to the surface to bind new peptides (NI Tarasova, SA Wank, EA Hudson, VI Romanov, G. Czerwinsky, JH Resau, CJ Michejda, Cell Tissue Res. 1997, 287, 325-333).
Die erfindungsgemäßen Peptidverbindungen und speziell Oligopeptid- Verbindungen umfassen daher neben Targetpeptiden in besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen Peptidliganden körpereigener, insbesondere membranständiger Rezeptoren, sowie Derivate und Bruchstücke derartiger Liganden. Ganz besonders bevorzugt ist die Verwendung einesThe peptide compounds and especially oligopeptide compounds according to the invention therefore include, in addition to target peptides in particularly preferred embodiments according to the invention, peptide ligands of the body's own receptors, in particular membrane-bound receptors, as well as derivatives and fragments of such ligands. The use of a is very particularly preferred
Gastrin/-CCK-B-Rezeptor-bindenden Oligopeptids. Die Peptidverbindungen können vorzugsweise spezifisch an die Rezeptoren, die von Krebs- bzw. Tumorzellen exprimiert werden, binden. Hierdurch wird die borhaltige Komponente, die in den erfinderischen Peptidverbindungen enthalten ist, an die abnormalen Zellen an- bzw. eingelagert, so dass diese im Rahmen einer Bor- Neutroneneinfang-Therapie gezielt und selektiv zerstört werden können.Gastrin / CCK-B receptor binding oligopeptide. The peptide compounds can preferably bind specifically to the receptors which are expressed by cancer or tumor cells. As a result, the boron-containing component which is contained in the inventive peptide compounds is attached to the abnormal cells, so that these can be selectively and selectively destroyed as part of a boron neutron capture therapy.
Die erfindungsgemäßen Derivate beinhalten dabei Oligopeptide, die einerseits modifizierte Aminosäuren/Peptide enthalten. Modifikationen schließen ein: glykosylierte, phosphorylierte, sulphatierte Aminosäuren/Peptide, sowie L-The derivatives according to the invention contain oligopeptides which contain modified amino acids / peptides. Modifications include: glycosylated, phosphorylated, sulphated amino acids / peptides, as well as L-
Isomere und D-Isomere. Aminosäure- und Peptidderivate können durch
posttranslationale Modifikationen, durch chemische Modifikationen, durch enzymatische Modifikationen oder aufgrund anderer Mechanismen entstehen, bzw. gezielt hergestellt werden. Die resultierenden Peptide können Modifikationen enthalten, die in allen Bereichen des Peptidmoleküls auftreten können. Zum Beispiel können Modifizierungen im Peptid-Rückgrat („peptide backbone"), in den Aminosäure-Seitenketten, an N-terminalen Enden des Peptids oder an C-terminalen Enden des Peptids auftreten. Die Modifizierungen können bei einzelnen Aminosäuren, bei mehreren Aminosäuren oder bei allen Aminosäuren vorhanden sein und es können keine, eine oder mehrere Arten von Modifizierungen in beliebigen Kombinationen in einem Peptid vorhanden sein.Isomers and D isomers. Amino acid and peptide derivatives can by post-translational modifications, through chemical modifications, through enzymatic modifications or due to other mechanisms, or are specifically produced. The resulting peptides can contain modifications that can occur in all areas of the peptide molecule. For example, modifications can occur in the peptide backbone, in the amino acid side chains, at N-terminal ends of the peptide or at C-terminal ends of the peptide. The modifications can be for single amino acids, for several amino acids or for all amino acids and there may be none, one or more types of modifications in any combination in a peptide.
Weiterhin schließen Derivate der Oligopeptide Peptide ein, die neben dem erfindungsgemäßen Oligopeptid weitere Aminosäuren N-terminal oder C- terminal aufweisen. Diese können ebenfalls modifiziert, wie oben beschrieben, vorliegen.Furthermore, derivatives of the oligopeptides include peptides which, in addition to the oligopeptide according to the invention, have further amino acids N-terminal or C-terminal. These can also be modified, as described above.
Schließlich umfassen die Derivate insbesondere solche, die durch Modifikation eine erhöhte Wasserlöslichkeit aufweisen. Solche Modifikationen schließt eine Glykosilierung einFinally, the derivatives include in particular those which have increased water solubility due to modification. Such modifications include glycosylation
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Peptidverbindung dadurch gekennzeichnet, dass das Derivat des Peptidliganden ein Gastrinderivat ist. Dieses Gastrinderivat umfasst vorteilhafterweise die Aminosäuresequenz Trp-Met-Asp-Phe-NH2 (SEQ ID NO 1 ). Vor allem diese Tetrapeptid-Sequenz ist für die spezifische Anlagerung der erfindungsgemäßen Peptidverbindungen an die Krebs- bzw. Tumorzellen geeignet. Von der Erfindung werden Peptidverbindungen umfasst, die als Peptidanteil lediglich diese vier Aminosäuren aufweisen, sowie aber auch Peptid- bzw. Proteinverbindungen, die neben der Tetrapeptid-Sequenz weitere Aminosäuren bzw. Aminosäuresequenzen aufweisen. Vorteilhafterweise ist die Tetrapeptid- Sequenz (Trp-Met-Asp-Phe-NH2) in der erfindungsgemäßen Verbindung C-
terminal angeordnet. Es ist jedoch gleichfalls von der Erfindung umfasst, dass diese Sequenz aminoterminal oder auch umrahmt von weiteren Sequenzen in einer Verbindung vorliegt. Weitere Beispiele für eine als Gastrinderivat geeignete Peptidsequenz sind Gly-Trp-Met-Asp-Phe-NH2 (SEQ ID NO 2) und Leu-(Glu)5-Ala- Tyr-Gly-Trp-Met-Asp-Phe-NH2 (Minigastrin) (SEQ ID NO 3).In a preferred embodiment, the peptide compound according to the invention is characterized in that the derivative of the peptide ligand is a gastrin derivative. This gastrin derivative advantageously comprises the amino acid sequence Trp-Met-Asp-Phe-NH 2 (SEQ ID NO 1). This tetrapeptide sequence in particular is suitable for the specific attachment of the peptide compounds according to the invention to the cancer or tumor cells. The invention encompasses peptide compounds which only have these four amino acids as a peptide component, but also peptide or protein compounds which, in addition to the tetrapeptide sequence, have further amino acids or amino acid sequences. The tetrapeptide sequence (Trp-Met-Asp-Phe-NH 2 ) in the compound C according to the invention is advantageously arranged terminally. However, it is also encompassed by the invention that this sequence is present in a connection at the amino terminal or also framed by further sequences. Further examples of a peptide sequence suitable as a gastrin derivative are Gly-Trp-Met-Asp-Phe-NH 2 (SEQ ID NO 2) and Leu- (Glu) 5 -Ala-Tyr-Gly-Trp-Met-Asp-Phe-NH 2 (minigastrin) (SEQ ID NO 3).
Derartige Gastrinderivate sind als Bestandteil der Peptidverbindungen für die Zwecke der Erfindung in besonderer Weise geeignet, da mit ihnen eine sehr hohe Tumor/Hintergrund-Selektivität erreicht werden kann. Das heißt also, das die erfindungsgemäßen Peptidverbindungen sehr selektiv an Tumor- bzw. Krebszellen binden. Weiterhin unterliegen diese Verbindungen einer sehr vorteilhaften schnellen „Hintergrundclearance", da sie im menschlichen oder tierischen Serum größtenteils nicht an Plasmaproteine binden.Such gastrin derivatives are particularly suitable as part of the peptide compounds for the purposes of the invention, since they can be used to achieve a very high tumor / background selectivity. This means that the peptide compounds according to the invention bind very selectively to tumor or cancer cells. Furthermore, these compounds are subject to a very advantageous rapid "background clearance", since they do not largely bind to plasma proteins in human or animal serum.
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform weist die Peptidverbindung zusätzlich eine Kemlokalisationssequenz auf. Diese erlaubt es die Borkomponente in direkter Nachbarschaft zu der DNA zu bringen und somit eine effektivere BNC-Therapie zu erzielen. Solche Sequenzen sind dem Fachmann wohlbekannt, beispielhaft kann hier die SV40-Sequenz genannt werden.In another advantageous embodiment, the peptide compound additionally has a core localization sequence. This allows the boron component to be placed in close proximity to the DNA and thus to achieve a more effective BNC therapy. Such sequences are well known to the person skilled in the art, for example the SV40 sequence can be mentioned here.
Die erfindungsgemäßen Peptidverbindungen sind weiterhin durch ihre Hydrophilie gekennzeichnet. Dies ist sehr vorteilhaft, da sie so die Blut-Hirn- Schranke nicht durchdringen, so dass die im Gehirn vorhandenen CCK-B- Rezeptoren von den Peptidverbindungen nicht erreicht werden. Aufgrund dieser Eigenschaften sind die erfindungsgemäßen Peptidverbindungen in ganz besonderer Weise für den Einsatz in der Tumortherapie, insbesondere für eine Bor-Neutroneneinfang-Therapie geeignet.The peptide compounds according to the invention are further characterized by their hydrophilicity. This is very advantageous because it does not penetrate the blood-brain barrier so that the CCK-B receptors in the brain are not reached by the peptide compounds. Because of these properties, the peptide compounds according to the invention are particularly suitable for use in tumor therapy, in particular for a boron neutron capture therapy.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Peptidverbindungen ist die borhaltige Komponente über einen Linker mit demIn a preferred embodiment of the peptide compounds according to the invention, the boron-containing component is linked to the
Derivat des Peptidliganden verbunden. Hierfür kommen verschieden geeignete
Linker, wie z.B. Alkylketten, insbesondere mit einer Kettenlänge von 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, in Frage.Derivative of the peptide ligand linked. Various suitable ones come for this Linkers, such as alkyl chains, in particular with a chain length of 2 to 10 carbon atoms, in question.
Vorteilhafterweise handelt es sich bei der borhaltigen Komponente um ein Boran, Carboran und/oder Thiocarboran, welches in einer vorteilhaften Ausführungsform aus einer Boronsäure, Carborancarbonsäure und/oder Thiocarborancarbonsäure erhalten wurde. Zudem kann es bevorzugt sein, dass die borhaltige Komponente eine Carboranylverbindung, insbesondere eine Carboranyl-Aminosäure und/oder ein Carboranyl-Glycosid ist. Durch den Einsatz von Carboranyl-Glycosiden als borhaltige Komponente kann vorteilhafterweise die Wasserlöslichkeit der erfindungsgemäßen Peptidverbindungen erhöht werden. Beispiele für geeignete Zuckerreste sind hierbei Glucose, Mannose, Maltose und/oder Lactose. Daneben umfasst die Erfindung auch andere borhaltige Komponenten als Bestandteil der erfindungsgemäßen Peptidverbindung, die einem Fachmann geläufig sind.The boron-containing component is advantageously a borane, carborane and / or thiocarborane, which in an advantageous embodiment was obtained from a boronic acid, carborane carboxylic acid and / or thiocarborane carboxylic acid. In addition, it may be preferred that the boron-containing component is a carboranyl compound, in particular a carboranyl amino acid and / or a carboranyl glycoside. The water solubility of the peptide compounds according to the invention can advantageously be increased by using carboranyl glycosides as the boron-containing component. Examples of suitable sugar residues are glucose, mannose, maltose and / or lactose. In addition, the invention also includes other boron-containing components as part of the peptide compound according to the invention, which are familiar to a person skilled in the art.
Beispielhafte Verbindungen sind dargestellt durch die folgende Strukturformel (I):Exemplary compounds are represented by the following structural formula (I):
wobei m und n unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 1 bis 20, bevorzugt von 1 bis 10 und besonders bevorzugt von 1 bis 6 ist.where m and n are independently an integer from 1 to 20, preferably from 1 to 10 and particularly preferably from 1 to 6.
Bei der obigen Verbindung (1 ) befindet sich auf der einen Seite die Oligopeptidkomponente, während sich auf der anderen Seite eine weitere Funktionallität, wie Saccharide zur Erhöhung der Löslichkeit in Wasser befinden. Eine erfindungsgemäß bevorzugte Verbindung ist dabei eine gemäß Formel (II):
wobei m und n wie oben definiert sind.In the above compound (1) there is the oligopeptide component on one side, while on the other side there is another functionality, such as saccharides, for increasing the solubility in water. A preferred compound according to the invention is one of the formula (II): where m and n are as defined above.
Andere Möglichkeiten die Wasserlöslichkeit zu erhöhen ist ein Einfügen von Alkoholen oder von Amino- oder Carbonsäureresten, die dann Salze ausbilden können.Other ways of increasing water solubility are to add alcohols or amino or carboxylic acid residues, which can then form salts.
Diese o.g. Verbindungen, insbesondere die glykosylierten Verbindungen erlauben es die Wasserlöslichkeit der zu verabreichenden Verbindungen zu erhöhen. Dieses ist insbesondere notwendig wenn höhere Konzentrationen an Peptidverbindungen bei der Therapie verabreicht werden sollen.The above Compounds, in particular the glycosylated compounds, make it possible to increase the water solubility of the compounds to be administered. This is particularly necessary if higher concentrations of peptide compounds are to be administered during therapy.
In Kombination mit den oben ausgeführten Überlegungen zur Wasserlöslichkeit oder auch alleine kann die Peptidverbindung Komponenten umfassen, die an DNA binden. Eine solche Möglichkeit der Bindung an DNA-Moleküle erlaubt eine höhere Toxizität der Borkomponente, da die DNA ein Hauptziel bei der BNCT ist. Diese Verbindungen können insbesondere auch in Kombination mit einer Kemlokalisationssequenz eingesetzt werden.
Ein Beispiel für eine Verbindung, die eine DNA-Bindung erlaubt ist die folgende VerbindungIn combination with the water solubility considerations discussed above, or alone, the peptide compound can include components that bind to DNA. Such a possibility of binding to DNA molecules allows a higher toxicity of the boron component, since the DNA is a main target in the BNCT. These compounds can in particular also be used in combination with a core localization sequence. An example of a compound that allows DNA binding is the following compound
wobei m und n wie oben definiert sind.where m and n are as defined above.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Peptidverbindung weist die, erfindungsgemäße Verbindung neben dem Peptid und der borhaltigen Komponente eine weitere Komponente auf. Insbesondere kann es sich bei dieser weiteren Komponente um eine cytotoxische Komponente handeln, wie beispielsweise eine alkylierende Komponente (z. B. ein Triazen-Derivat) oder eine DNA-bindende Komponente (z.B. Indol). Weitere Komponenten, insbesondere cytotoxische Komponenten, die für diesen Aspekt der Erfindung geeignet sind, erschließen sich dem Fachmann. Derartige Komponenten als Bestandteil der erfindungsgemäßen Peptidverbindung können einen weiteren cytotoxischen Effekt auf die Tumor- bzw. Krebszellen ausüben. Damit kann die therapeutische Wirkung der erfindungsgemäßen Peptidverbindungen gegebenenfalls weiter verstärkt und verbessert werden.
Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zur Herstellung der beschriebenen borhaltigen Peptidverbindungen (z.B. Fig 1 ). Dieses Verfahren ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass die borhaltige Komponente (3) über eine Carborancarbonsäure mit dem Oligopeptid (1 ) verknüpft wird. Dies kann vorteilhafterweise dadurch erreicht werden, dass eine Aminogruppe des Oligopeptids (1 ) durch beispielsweise saure Spaltung einer Schutzgruppe des Peptids bzw. Proteins freigelegt wird und diese freigelegte Aminogruppe mit der Carboxylgruppe einer Carborancarbonsäure (3) umgesetzt wird. Eine entsprechende Umsetzung kann vorzugsweise mit den Reagenzien 1 -(3- Dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimid-hydrochlorid (EDCΗCI) und 1 - Hydroxybenzotriazol-hydrat (HOBt-H2O) durchgeführt werden. Die peptidische Bindung zwischen der Borkomponente entweder direkt oder über einen Linker erlaubt, dass die Peptidverbindung im Körper kaum abgebaut wird, im Gegensatz zu Verbindungen, die eine Disulfidverknüpfung enthalten.In a further preferred embodiment of the peptide compound, the compound according to the invention has a further component in addition to the peptide and the boron-containing component. In particular, this further component can be a cytotoxic component, such as, for example, an alkylating component (for example a triazene derivative) or a DNA-binding component (for example indole). Other components, in particular cytotoxic components, which are suitable for this aspect of the invention will become apparent to the person skilled in the art. Such components as part of the peptide compound according to the invention can have a further cytotoxic effect on the tumor or cancer cells. The therapeutic effect of the peptide compounds according to the invention can thus be further enhanced and improved if necessary. The invention further comprises a method for producing the described boron-containing peptide compounds (eg FIG. 1). This method is characterized in particular in that the boron-containing component (3) is linked to the oligopeptide (1) via a carborane carboxylic acid. This can advantageously be achieved by exposing an amino group of the oligopeptide (1) by, for example, acidic cleavage of a protective group of the peptide or protein, and reacting this exposed amino group with the carboxyl group of a carborane carboxylic acid (3). A corresponding reaction can preferably be carried out with the reagents 1 - (3-dimethylaminopropyl) -3-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDCΗCI) and 1 - hydroxybenzotriazole hydrate (HOBt-H 2 O). The peptide bond between the boron component, either directly or via a linker, allows the peptide compound to be hardly degraded in the body, unlike compounds that contain a disulfide linkage.
In einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens wird die Carborancarbonsäure (3) aus einer Pentincarbonsäure, insbesondere einer 4- Pentincarbonsäure (2), gewonnen. Diese Umsetzung erfolgt beispielsweise in drei Schritten, die dem Fachmann bekannt sind (W. R. Roush, K. Koyama, M. L. Curtin, K. J. Moriarty, J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 7502-7512). Anstelle der Pentincarbonsäure kann grundsätzlich jede geeignete Alkincarbonsäure verwendet werden oder ein entsprechendes Alkincarbonsäure-Derivat. Der Fachmann kann geeignete Alkincarbonsäuren oder -derivate im Rahmen seines fachlichen Könnens durchtesten. Geeignet sind insbesondere Alkincarbonsäuren mit 3 bis 20 C-Atomen, wobei Alkincarbonsäuren eingeschlossen sind, die Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen tragen. Als Derivate können alle geeigneten Säure-Derivate verwendet werden, insbesondere werden Ester von Alkoholen mit 1 bis 6 C-Atomen und Amide als geeignet angesehen, was jedoch die Verwendung anderer Derivate nicht ausschließt.
Auch das Oligopeptid (1 ) kann nach üblichen Methoden hergestellt werden. Beispielsweise kann die Tetrapeptid-Sequenz (Trp-Met-Asp-Phe-NH2) aus den vier einzelnen Aminosäurebausteinen sukzessive nach bekannten Verfahren aufgebaut werden (P. J. Beishaw, S. Mzengeza, G. A. Lajoie, Synth. Commun. 1990, 20, 3157-3160; S. J. F. Macdonald, G. D. E. Clarke, M. D. Dowle, L. A. Harrison, S. T. Hodgson, G. G. A. Inglis, M. R. Johnson, P. Shah, R. J. Upton, S. B. Walls, J. Org. Chem. 1999, 64, 5166-5175; A. I. Meyers, F. X. Tavares, J. Org. Chem. 1996, 61, 8207-8251 ; A. G. Myers, J. L. Gleason, T. Yoon, D. W. Kung, J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 656-673; A. Sutherland, C. L. Willis, J. Org. Chem. 1998, 63, 7764-7769). Das Oligopeptid, beispielsweise das genannte Tetrapeptid, kann als Schutzgruppe fer.'-Butoxycarbonyl-(Boc) aufweisen, wie es ebenfalls bekannt ist (A. Mehta, R. Jaouhari, T. J. Benson, K. T. Douglas, Tetrahedron Lett. 1992, 33, 5441 -5444). Durch saure Spaltung dieser Schutzgruppe wird eine Aminogruppe freigelegt, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren umgesetzt werden kann. Anschließend kann durch eine Palladium-katalysierte Spaltung des Allyl-(AII-)-esters im Reaktionsprodukt (4), beispielsweise eines Asparaginsäure-/7allylesters, die erfindungsgemäße Peptidverbindung (5) gewonnen werden. Dieses erfindungsgemäße Verfahren stellt einen sehr kurzen und effizienten Syntheseweg für die erfindungsgemäße Peptidverbindung dar, die mit hoher Ausbeute (beispielsweise 72%) durchgeführt werden kann. Neben diesem Syntheseweg zur Herstellung erfindungsgemäßer Peptidverbindungen umfasst die Erfindung auch solche Herstellungsverfahren dieser Peptidverbindungen, die sich dem Fachmann aus dem Syntheseprinzip erschließen.In a preferred embodiment of this process, the carborane carboxylic acid (3) is obtained from a pentynecarboxylic acid, in particular a 4-pentynecarboxylic acid (2). This reaction takes place, for example, in three steps which are known to the person skilled in the art (WR Roush, K. Koyama, ML Curtin, KJ Moriarty, J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 7502-7512). In principle, any suitable alkynecarboxylic acid or a corresponding alkynecarboxylic acid derivative can be used instead of the pentynecarboxylic acid. The person skilled in the art can test suitable alkyne carboxylic acids or derivatives within the scope of his technical knowledge. Alkynecarboxylic acids with 3 to 20 carbon atoms are particularly suitable, alkynecarboxylic acids having alkyl groups with 1 to 10 carbon atoms being included. All suitable acid derivatives can be used as derivatives, in particular esters of alcohols having 1 to 6 carbon atoms and amides are considered suitable, but this does not preclude the use of other derivatives. The oligopeptide (1) can also be produced by customary methods. For example, the tetrapeptide sequence (Trp-Met-Asp-Phe-NH 2 ) can be built up successively from the four individual amino acid building blocks by known methods (PJ Beishaw, S. Mzengeza, GA Lajoie, Synth. Commun. 1990, 20, 3157- 3160; SJF Macdonald, GDE Clarke, MD Dowle, LA Harrison, ST Hodgson, GGA Inglis, MR Johnson, P. Shah, RJ Upton, SB Walls, J. Org. Chem. 1999, 64, 5166-5175; AI Meyers, FX Tavares, J. Org. Chem. 1996, 61, 8207-8251; AG Myers, JL Gleason, T. Yoon, DW Kung, J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 656-673; A. Sutherland, CL Willis, J. Org. Chem. 1998, 63, 7764-7769). The oligopeptide, for example the said tetrapeptide, can have fer .'-butoxycarbonyl- (Boc) as a protective group, as is also known (A. Mehta, R. Jaouhari, TJ Benson, KT Douglas, Tetrahedron Lett. 1992, 33, 5441 -5444). Acid cleavage of this protective group exposes an amino group which can be reacted in accordance with the process of the invention. The peptide compound (5) according to the invention can then be obtained by palladium-catalyzed cleavage of the allyl (AII -) ester in the reaction product (4), for example an aspartic acid / 7allyl ester. This method according to the invention represents a very short and efficient synthetic route for the peptide compound according to the invention, which can be carried out in high yield (for example 72%). In addition to this synthetic route for the production of peptide compounds according to the invention, the invention also encompasses those production processes of these peptide compounds which are obvious to the person skilled in the art from the principle of synthesis.
Ferner umfasst die Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Peptidverbindungen zur Tumor- bzw. Krebsbehandlung. Hierbei werden die Peptidverbindungen mit großem Vorteil im Rahmen der Bor-Neutroneneinfang- Therapie eingesetzt. Bezüglich der besonderen Vorteile dieser erfindungsgemäßen Verwendung der beschriebenen Peptidverbindungen wird auf die obige Beschreibung verwiesen. Weiterhin betrifft die Erfindung auch eine
Verwendung einer Peptidverbindung gemäß der obigen Beschreibung zur Herstellung eines Medikaments zur Tumorbehandlung, wobei dieses Medikament im Rahmen der Bor-Neutroneneinfang-Therapie mit besonderem Vorteil einsetzbar ist. Zudem umfasst die Erfindung auch die Behandlung von Tumor- bzw. Krebserkrankungen, wobei die beschriebenen Peptidverbindungen im Rahmen der Bor-Neutroneneinfang-Therapie verwendet werden.The invention further comprises the use of the peptide compounds according to the invention for the treatment of tumors or cancer. The peptide compounds are used to great advantage in the context of boron neutron capture therapy. With regard to the particular advantages of this use according to the invention of the peptide compounds described, reference is made to the above description. Furthermore, the invention also relates to a Use of a peptide compound according to the description above for the manufacture of a medicament for tumor treatment, this medicament being particularly advantageously used in the context of boron neutron capture therapy. In addition, the invention also includes the treatment of tumor or cancer diseases, the peptide compounds described being used in the context of boron neutron capture therapy.
Schließlich umfasst die Erfindung eine pharmazeutische Zusammensetzung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine pharmazeutisch wirksame Menge mindestens eines der beschriebenen Peptidverbindungen sowie mindestens einen pharmazeutisch akzeptablen Träger umfasst. Die erforderliche Dosis der erfindungsgemäßen Peptidverbindung, die mit einer solchen pharmazeutischen Zusammensetzung verabreicht werden kann, hängt neben der Bioverfügbarkeit der Peptidverbindung und ähnlichem auch von der Schwere der Erkrankung und den Gegebenheiten beim Patienten ab. Die Wahl des oder der pharmazeutisch akzeptablen Träger hängt u.a. von der Verabreichungsform ab und erschließt sich dem Fachmann ohne weiteres.Finally, the invention comprises a pharmaceutical composition which is characterized in that it comprises a pharmaceutically effective amount of at least one of the described peptide compounds and at least one pharmaceutically acceptable carrier. The required dose of the peptide compound according to the invention, which can be administered with such a pharmaceutical composition, depends not only on the bioavailability of the peptide compound and the like, but also on the severity of the disease and the circumstances in the patient. The choice of pharmaceutically acceptable carrier (s) depends, among other things. depends on the form of administration and is readily apparent to the person skilled in the art.
Wie in den Beispielen näher dargelegt, haben die erfindungsgemäßen Peptidverbindungen nur einen sehr geringen Einfluss auf die Zellvitalität. Dass heißt also, dass die cytotoxische Wirkung der Peptidverbindungen selbst auf Zellen und Gewebe nur sehr gering ist. Daher kann durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Peptidverbindungen in der Bor-Neutroneneinfang-Therapie der Vorteil dieser Therapieform gegenüber herkömmlichen Tumor- Strahlentherapien optimal ausgenutzt werden. In den Abbildungen zeigt:
Figur 1 Synthese des mit dem Tetrapeptid Trp-Met-Asp-Phe-NH2 verknüpften Carborans; Reagenzien: a) Trifluoressigsäure, Et3SiH,As explained in more detail in the examples, the peptide compounds according to the invention have only a very slight influence on cell vitality. This means that the cytotoxic effect of the peptide compounds is very low even on cells and tissues. Therefore, by using the peptide compounds according to the invention in boron neutron capture therapy, the advantage of this form of therapy over conventional tumor radiation therapies can be optimally exploited. The illustrations show: FIG. 1 synthesis of the carborane linked to the tetrapeptide Trp-Met-Asp-Phe-NH 2 ; Reagents: a) trifluoroacetic acid, Et 3 SiH,
CH2CI2; dann DMF, NEt/Pr2; b) 3, EDC HCI, HOBt-H2O, DMF, 72% ausgehend von 1 ; c) Pd(PPh3)4, PPh3, Pyrrolidin (10 Äq.), CH3CN,CH 2 CI 2 ; then DMF, NEt / Pr 2 ; b) 3, EDC HCl, HOBt-H 2 O, DMF, 72% starting from 1; c) Pd (PPh 3 ) 4 , PPh 3 , pyrrolidine (10 eq.), CH 3 CN,
72%;72%;
Figur 2 Λ-(3C,4C-Dicarba-c/os -dodecaboranyl(12)butylcarbonyl)-L- tryptophyl-L-methionyl-L-asparagyl-/7-allylester-L-phenylalaninamid 4;Figure 2 Λ- (3C, 4C-dicarba-c / os -dodecaboranyl (12) butylcarbonyl) -L-tryptophyl-L-methionyl-L-asparagyl- / 7-allyl ester-L-phenylalaninamide 4;
Figur 3 /V-(3C,4C-Dicarba-c/σsr>dodecaboranyl(12)butylcarbonyl)-L- tryptophyl-L-methionyl-L-asparagyl-L-phenylalaninamid 5;Figure 3 / V- (3C, 4C-dicarba-c / σsr> dodecaboranyl (12) butylcarbonyl) -L-tryptophyl-L-methionyl-L-asparagyl-L-phenylalaninamide 5;
Figur 4 tabellarische Darstellung der Messergebnisse eines MTT-FIG. 4 tabular representation of the measurement results of an MTT
Cytotoxizitätstests mit der Verbindung
dodecaboranyl(12)butylcarbonyl)-L-tryptophyl-L-methionyl-L- asparagyl-L-phenylalaninamid 5. Die ermittelten ED50-Werte geben die Konzentration der Verbindung an, die bei verschiedenen Zelllinien bei 50% der Zellen den Zelltod verursacht;Cytotoxicity tests with the compound dodecaboranyl (12) butylcarbonyl) -L-tryptophyl-L-methionyl-L-asparagyl-L-phenylalaninamide 5. The ED 50 values determined indicate the concentration of the compound which causes cell death in different cell lines in 50% of the cells;
Figur 5 graphische Darstellung des Einflusses von
dodecaboranyl(12)butylcarbonyl)-L-tryptophyl-L-methionyl-L- asparagyl-L-phenylalaninamid 5 auf die Zellvitalität verschiedener Zelllinien.
BeispieleFigure 5 graphical representation of the influence of dodecaboranyl (12) butylcarbonyl) -L-tryptophyl-L-methionyl-L-asparagyl-L-phenylalaninamide 5 on the cell vitality of different cell lines. Examples
1 ) allgemein1 General
1H NMR und 13C NMR: Varian XL-500 und XL-300, Bruker AM-300; Signalmultiplizitäten wurden mit der APT-Pulssequenz bestimmt. Massenspektrometrie: Finnigan MAT 95. IR: Bruker Vector 22. UV: Modelle Lambda 2 und Lambda 9 von Perkin-E/mer. Alle Lösungsmittel wurden nach laboratoriumsüblichen Verfahren getrocknet. Kommerziell erhältliche Reagenzien wurden ohne weitere Reinigung eingesetzt. Die Umsetzungen wurden, soweit sinnvoll, in ausgeheizten Glasapparaturen unter einem leichten Argonüberdruck ausgeführt und der Reaktionsfortschritt dünnschichtchromatografisch verfolgt (Macherey- Nagel & Co., DC-Fertigfolien Alugram SIL G/UV254). Die erhaltenen Produkte wurden säulenchromatografisch an Kieselgel gereinigt {Merck). 1 H NMR and 13 C NMR: Varian XL-500 and XL-300, Bruker AM-300; Signal multiplicities were determined using the APT pulse sequence. Mass spectrometry: Finnigan MAT 95. IR: Bruker Vector 22. UV: Models Lambda 2 and Lambda 9 from Perkin-E / mer. All solvents were dried using standard laboratory procedures. Commercially available reagents were used without further purification. As far as reasonable, the reactions were carried out in heated glass apparatus under a slight excess of argon and the progress of the reaction was monitored by thin layer chromatography (Macherey-Nagel & Co., DC ready-made films Alugram SIL G / UV 254 ). The products obtained were purified by column chromatography on silica gel (Merck).
2) Synthese von /\ (3C,4g-Dicarba-g/osododecaboranyl(12)butylcarbonyl)-L- tryptophyl-L-methionyl-L-asparagyl-/7allylester-L-phenylalaninamid 42) Synthesis of / \ (3C, 4g-dicarbag-g / osododecaboranyl (12) butylcarbonyl) -L-tryptophyl-L-methionyl-L-asparagyl- / 7allylester-L-phenylalaninamide 4
Der Syntheseweg ist in Fig. 1 dargestellt, Fig. 2 zeigt das Syntheseprodukt 4. Das /V-Boc-geschützte Tetrapeptid Trp-Met-Asp-Phe-NH2 1 (139 mg, 188 mol) wurde mit Trifluoressigsäure (TFA, 3 ml, 38,9 mmol) und Et3SiH (40 μ\, 248 μmol) in CH2CI2 (30 ml) 90 min bei Raumtemperatur gerührt. Zur Aufarbeitung wurde das Lösungsmittel i. Vak. entfernt und der Rückstand i. Vak. getrocknet. Das so erhaltene TFA-Salz wurde unter Zusatz von NEt/Pr2 (35 μ\, 204 μmol) in DMF (8 ml) gelöst und zur schon 30 min bei Raumtemperatur gerührten Lösung der Carbonsäure 3 (45,2 mg, 209 μmol), EDC-HCI (44,2 mg, 222 μmol) und HOBt-H2O (37,2 mg, 243 μmol) in DMF (3 ml) gegeben und weitere 16 h bei Raumtemperatur gerührt. Das Rohprodukt wurde an Kieselgel adsorbiert und IV- (SC^C-Dicarba-c/σs-T-dodecaboranyK^JbutylcarbonyO-L-tryptophyl-L- methionyl-L-asparagyl-/7-allylester-L-phenylalaninamid 4 (1 13 mg, 72 %) durch
Gradienten-Säulenchromatografie (P/EE = 1:3, 1% AcOH Q EE/MeOH = 10:1, 1% AcOH) als gelblicher Schaum erhalten.The synthesis route is shown in FIG. 1, FIG. 2 shows the synthesis product 4. The / V-Boc-protected tetrapeptide Trp-Met-Asp-Phe-NH 2 1 (139 mg, 188 mol) was treated with trifluoroacetic acid (TFA, 3 ml, 38.9 mmol) and Et 3 SiH (40 μ \, 248 μmol) in CH 2 CI 2 (30 ml) for 90 min at room temperature. The solvent was worked up i. Vak. removed and the residue i. Vak. dried. The TFA salt thus obtained was dissolved in DMF (8 ml) with the addition of NEt / Pr 2 (35 μ \, 204 μmol) and the solution of the carboxylic acid 3 (45.2 mg, 209 μmol) stirred at room temperature for 30 min. , EDC-HCl (44.2 mg, 222 μmol) and HOBt-H 2 O (37.2 mg, 243 μmol) in DMF (3 ml) and stirred for a further 16 h at room temperature. The crude product was adsorbed on silica gel and IV- (SC ^ C-Dicarba-c / σs-T-dodecaboranyK ^ JbutylcarbonyO-L-tryptophyl-L-methionyl-L-asparagyl- / 7-allylester-L-phenylalaninamide 4 (1 13 mg, 72%) Gradient column chromatography (P / EE = 1: 3, 1% AcOH Q EE / MeOH = 10: 1, 1% AcOH) was obtained as a yellowish foam.
Rf(P/EE = 1:3, 1% HOAc) = 0,42. [α]20 D= -19,3°(c=0,5, MeOH).R f (P / EE = 1: 3, 1% HOAc) = 0.42. [α] 20 D = -19.3 ° (c = 0.5, MeOH).
IR (KBr): v = 3286 cm"1 (N-H), 3059 (CAr/l-H), 2923 (C-H), 2588 (B-H), 1642 (Amid-C = O, C = C), 1536, 1437, 1227, 1098.IR (KBr): v = 3286 cm "1 (NH), 3059 (C Ar / l -H), 2923 (CH), 2588 (BH), 1642 (amide-C = O, C = C), 1536, 1437, 1227, 1098.
UV (CH3CN): λmax (Ig ε) = 191,0 nm (5,041), 280,5 (3,717), 289,0 (3,631). 1H-NMR (300 MHz, CD3OD): δ = 1,00-3,00 (sbr, 10 H, B-H), 1,73-1,92 (m, 1 H, 2c-Ha), 1,93-2,08 (m, 1 H, 2c-Hb), 1,97 (s, 4 H, 1e-H2, 2e-H2), 1,98 (s, 3 H, SMe), 2,08-3,28 (m, 8 H, 3c-H2, 2b-H2, 2a-H2, 2d-H2), 4,23 (dd, =8,7, 5,4 Hz, 1 H, 1c-H), 4,40 (sbr, 1 H, Carboran-CH), 4,46-4,66 (m, 5 H, 1a-H, Cr2CH = CH2, 1b-H, 1d-H), 5,19 (dd, .7=10,5, 1,3 Hz, 1 H, CH2CH = Cr ), 5,27 (ddd, J=17,2, 3,2, 1,5 Hz, 1 H, CH2CH = Crtrans), 5,88 (ddt, J=17,2, 10,5, 5,8 Hz, 1 H, CH2C /=CH2), 6,99 (ddd, J=6,9, 6,9, 1,0 Hz, 1 H, 5d'-H), 7,08 (ddd, J=7,1, 7,1, 1,2 Hz, 1 H, 6d'-H), 7,14 (s, 1 H, 2d'-H), 7,15-7,36 (m, 6 H, Ph-H, 7d'-H), 7,55 (d, J=7,6 Hz, 1-H, 4d'-H); alle NH durch H/D- Austausch nicht sichtbar. 13C-NMR (75 MHz, CD3OD): δ = 15,21 (S6Η3) 28,42 (C-2d), 30,92 (C-3c), 31,64, 33,93, 35,68, (C-2c, C-1e, C-2e), 36,43 (C-2b), 38,54 (C-2a), 51,46 (C-1c), 54,49, 56,09, 56,40 (C-1a, C-1b, C-1d), 63,85 (Carboran-CH), 66,70 (6Η2CH = CH2), 76,26 (Carboran-C), 110,6 (C-2d', 127,8 ( -Ph-C), 128,8 (C- 3ad'), 129,5 (o-Ph-C), 130,3 (m-P -C), 133,4 (CH = CH2), 138,0, 138,6 (/-Ph- C, C-7ad'), 171,8, 171,9, 172,2, 173,4, 173,6, 174,7 (6 C = O). MS (ESI): m/z (%): 1709 (20) [2M+K] + , 1693 (35) [2 +Na]+, 988 (50) [M+TFA + K] + , 875UV (CH 3 CN): λ max (Ig ε) = 191.0 nm (5.041), 280.5 (3.717), 289.0 (3.631). 1 H-NMR (300 MHz, CD 3 OD): δ = 1.00-3.00 (s br , 10 H, BH), 1.73-1.92 (m, 1 H, 2c-H a ) , 1.93-2.08 (m, 1 H, 2c-H b ), 1.97 (s, 4 H, 1e-H 2 , 2e-H 2 ), 1.98 (s, 3 H, SMe ), 2.08-3.28 (m, 8 H, 3c-H 2 , 2b-H 2 , 2a-H 2 , 2d-H 2 ), 4.23 (dd, = 8.7, 5.4 Hz, 1 H, 1c-H), 4.40 (s br , 1 H, carborane-CH), 4.46-4.66 (m, 5 H, 1a-H, Cr 2 CH = CH 2 , 1b -H, 1d-H), 5.19 (dd, .7 = 10.5, 1.3 Hz, 1 H, CH 2 CH = Cr), 5.27 (ddd, J = 17.2, 3, 2, 1.5 Hz, 1 H, CH 2 CH = Cr trans ), 5.88 (ddt, J = 17.2, 10.5, 5.8 Hz, 1 H, CH 2 C / = CH 2 ) , 6.99 (ddd, J = 6.9, 6.9, 1.0 Hz, 1H, 5d'-H), 7.08 (ddd, J = 7.1, 7.1, 1.2 Hz, 1 H, 6d'-H), 7.14 (s, 1 H, 2d'-H), 7.15-7.36 (m, 6 H, Ph-H, 7d'-H), 7 , 55 (d, J = 7.6 Hz, 1-H, 4d'-H); all NH not visible due to H / D exchange. 13 C-NMR (75 MHz, CD 3 OD): δ = 15.21 (S6Η 3 ) 28.42 (C-2d), 30.92 (C-3c), 31.64, 33.93, 35, 68, (C-2c, C-1e, C-2e), 36.43 (C-2b), 38.54 (C-2a), 51.46 (C-1c), 54.49, 56.09 , 56.40 (C-1a, C-1b, C-1d), 63.85 (CH-carborane), 66,70 (6Η 2 CH = CH 2), 76.26 (C-carborane), 110, 6 (C-2d ', 127.8 (-Ph-C), 128.8 (C-3ad'), 129.5 (o-Ph-C), 130.3 (mP -C), 133.4 (CH = CH 2 ), 138.0, 138.6 (/ -Ph-C, C-7ad '), 171.8, 171.9, 172.2, 173.4, 173.6, 174.7 (6 C = O). MS (ESI): m / z (%): 1709 (20) [2M + K] + , 1693 (35) [2 + Na] + , 988 (50) [M + TFA + K] + , 875
(100) [M+K] 858 (98) [M+ a] + , 836 (42) [M+H] + . C37H54B10N6O7S (835,0).
3) Synthese von /V-(3C",4C-Dicarba-g/θ5.>dodecaboranyl(12)butylcarbonyl)-L- tryptophyl-L-methionyl-L-asparagyl-L-phenvIalaninamid 5(100) [M + K] 858 (98) [M + a] + , 836 (42) [M + H] + . C 37 H 54 B 10 N 6 O 7 S (835.0). 3) Synthesis of /V-(3C".4C-Dicarba-g/θ5.>dodecaboranyl(12)butylcarbonyl)-L- tryptophyl-L-methionyl-L-asparagyl-L-phenvIalaninamide 5
Der Syntheseweg ist in Fig. 1 dargestellt, Fig. 3 zeigt das Syntheseprodukt 5. Zu einer bei 0°C gerührten Lösung des Allylesters (20,0 mg, 24,0 mol), Pd(PPh3)4 (2,4 mg, 2,1 μmol) und Triphenylphosphan (4,8 mg, 18,3 μmol) in trockenem und entgastem CH3CN (2 ml) wurde Pyrrolidin (30 μ\, 363 μmol) gegeben und noch 45 min bei dieser Temperatur gerührt. Dabei fiel ein weißer Niederschlag aus. Zur Aufarbeitung wurde die Reaktionsmischung in HCl (1 M) gegossen und mit EE extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte wurden mit ges. NaCI-Lsg. gewaschen, über Na2SO4 getrocknet, das Lösungsmittel i. Vak. entfernt und das Rohprodukt an Kieselgel adsorbiert. Gradienten- Säulenchromatografie (P/EE = 2:1 → EE/MeOH = 4:1 , 0,5% HOAc) ergab AV(3C,4C-Dicarba-c/θ5θdodecaboranyl(12)butylcarbonyl)-L-tryptophyl-L- methionyl-L-asparagyl-L-phenylalaninamid 5 (13,7 mg, 72%) als beigen Feststoff.The synthesis route is shown in FIG. 1, FIG. 3 shows the synthesis product 5. To a solution of the allyl ester (20.0 mg, 24.0 mol), Pd (PPh 3 ) 4 (2.4 mg) stirred at 0 ° C. , 2.1 μmol) and triphenylphosphine (4.8 mg, 18.3 μmol) in dry and degassed CH 3 CN (2 ml), pyrrolidine (30 μ \, 363 μmol) was added and the mixture was stirred for a further 45 min at this temperature. A white precipitate fell out. For working up, the reaction mixture was poured into HCl (1 M) and extracted with EA. The combined organic extracts were washed with sat. NaCl solution. washed, dried over Na 2 SO 4 , the solvent i. Vak. removed and the crude product adsorbed on silica gel. Gradient column chromatography (P / EE = 2: 1 → EE / MeOH = 4: 1, 0.5% HOAc) gave AV (3C, 4C-dicarba-c / θ5θdodecaboranyl (12) butylcarbonyl) -L-tryptophyl-L- methionyl-L-asparagyl-L-phenylalaninamide 5 (13.7 mg, 72%) as a beige solid.
Rf (EE/MeOH = 4: 1 , 1 % HOAc) = 0,27. nH-NMR (300 MHz, CD3OD): δ = 1 ,00-3,00 (sbr, 10 H, B-H), 1 ,62-3,28 (m, 10 H, 2c-H2,R f (EE / MeOH = 4: 1.1% HOAc) = 0.27. n H-NMR (300 MHz, CD 3 OD): δ = 1, 00-3.00 (s br , 10 H, BH), 1, 62-3.28 (m, 10 H, 2c-H 2 ,
3c-H2, 2b-H2, 2a-H2, 2d-H2), 1 ,96 (sbr, 7 H, 1 e-H2, 2e-H2, SMe), 4,20-4,33 (m, 1 H, 1 c-H), 4,44 (sbr, 1 H, Carboran-CH), 4,48-4,64 (m, 3 H, 1 a-H, 1 b-H, 1 d- H), 6,95-7,04 (m, 1 H, 5d'-H), 7,04-7,30 (m, 7 H, 6d'-H, 2d'-H, Ph-H), 7,33 (dbr, ,7= 7,5 Hz, 1 H, 7d'-H), 7,50-7,61 (m, 1 -H, 4d'-H).3c-H 2 , 2b-H 2 , 2a-H 2 , 2d-H 2 ), 1.96 (s br , 7 H, 1 eH 2 , 2e-H 2 , SMe), 4.20-4.33 (m, 1 H, 1 cH), 4.44 (s br , 1 H, carborane-CH), 4.48-4.64 (m, 3 H, 1 aH, 1 bH, 1 d- H), 6.95-7.04 (m, 1H, 5d'-H), 7.04-7.30 (m, 7H, 6d'-H, 2d'-H, Ph-H), 7.33 (d br , .7 = 7.5 Hz, 1H, 7d'-H), 7.50-7.61 (m, 1 -H, 4d'-H).
13C-NMR (125 MHz, CD3OD): δ = 14,32 (SOH3), 28,33 (C-2d), 30,71 (C-3c), 33,88, 35,80, 36,43, 38,03, 38,65 (C-2c, C-1 e, C-2e, C-2b, C-2a), 50,03 (C- 1 c), 56,05, 56,26, 56,49 (C-1 a, C-1 b, C-1 d), 63,95 (Carboran-CH), 76,30 (Carboran-C), 1 10,5 (C-3d'), 1 12,6 (C-7d'), 1 19,4, 120,0 (C-4d', C-6d'), 122,6 (C-5d'), 125,1 (C-2d'), 128,0 ( -Ph-C), 128,2 (C-3ad'), 129,6 (o-Ph-C), 130,4
(r/7-Ph-C), 135,7 (C-7ad'), 138,0 (/-Ph-C), 168,4, 170,1 , 172,8, 173,7, 174,4, 13 C NMR (125 MHz, CD 3 OD): δ = 14.32 (SOH 3 ), 28.33 (C-2d), 30.71 (C-3c), 33.88, 35.80, 36 , 43, 38.03, 38.65 (C-2c, C-1 e, C-2e, C-2b, C-2a), 50.03 (C-1 c), 56.05, 56.26 , 56.49 (C-1 a, C-1 b, C-1 d), 63.95 (carborane-CH), 76.30 (carborane-C), 1 10.5 (C-3d '), 1 12.6 (C-7d '), 1 19.4, 120.0 (C-4d', C-6d '), 122.6 (C-5d'), 125.1 (C-2d ') , 128.0 (-Ph-C), 128.2 (C-3ad '), 129.6 (o-Ph-C), 130.4 (r / 7-Ph-C), 135.7 (C-7ad '), 138.0 (/ -Ph-C), 168.4, 170.1, 172.8, 173.7, 174.4 .
174,5 (6 C = O).174.5 (6 C = O).
MS (ESI", in EtOH): m/z (%): 841 (85) [/W+ EtOH-H]", 825 (100) [M+ CH2O-H]\MS (ESI " , in EtOH): m / z (%): 841 (85) [/ W + EtOH-H] " , 825 (100) [M + CH 2 OH] \
C34H50B10N6O7S (795,0).C 34 H 50 B 10 N 6 O 7 S (795.0).
4) Cytotoxizitätstest4) Cytotoxicity test
Der Einfluss der erfindungsgemäßen Peptidverbindung ll-(3C,4-C-Oicarba-c/oso- dodecaboranyl(12)butylcarbonyl)-L-tryptophyl-L-methionyl-L-asparagyl-L- phenylalaninamid 5 auf die Zellvitalität wurde mit einem MTT-Test (L. M. Greene, J. L. Reade, C. F. Ware, J. Immunol. Meth. 1984, 70, 257-268; T, Mosmann, J. Immunol. Meth. 1983, 65, 55-63) an verschiedenen Zelllinien bestimmt. Dieser kolorimetrische Test basiert auf der irreversiblen Reduktion des gelben Tetrazoliumsalzes 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5- diphenyltetrazoliumbromid (MTT) zu einem dunkelblauen wasserunlöslichen Formazanderivat durch mitochondriale Dehydrogenasen.The influence of the peptide compound II- (3C, 4-C-Oicarba-c / osododecaboranyl (12) butylcarbonyl) -L-tryptophyl-L-methionyl-L-asparagyl-L-phenylalaninamide 5 on the cell vitality was determined with an MTT -Test (LM Greene, JL Reade, CF Ware, J. Immunol. Meth. 1984, 70, 257-268; T, Mosmann, J. Immunol. Meth. 1983, 65, 55-63) on various cell lines. This colorimetric test is based on the irreversible reduction of the yellow tetrazolium salt 3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) to a dark blue water-insoluble formazan derivative by mitochondrial dehydrogenases.
Zur Durchführung des MTT-Tests wurden die Zellen der Linien A549 (humanes Bronchialkarzinom, Institut für Zellbiologie, Essen, ATCC CCL 185), B-16 (murines Melanom), PancTu 1 (humanes Pankreaskarzinom, nicht käuflich,To carry out the MTT test, the cells of the lines A549 (human bronchial carcinoma, Institute for Cell Biology, Essen, ATCC CCL 185), B-16 (murine melanoma), PancTu 1 (human pancreatic carcinoma, not for sale,
Institut für Onkologie der Georg-August-Universität Göttingen) und LoVo (humanes kolonrektales Adenokarzinom, ATCC CGI 229) in 96-Well- Mikrotiterplatten (TC Microwell 96F von Nunc) ausgesät und 24 h bei 37 °C und 7,5% CO2-Begasung in Luft kultiviert. Anschließend wurde mit mehreren Konzentrationen des Toxins in serumfreiem Medium (Ultra Culture) über 24 h inkubiert. Als Lösungsvermittler diente DMSO, so dass letztlich eine Konzentration von 1 % DMSO in den Näpfen vorlag. Nach der folgenden 5- tägigen Kultivierungsdauer wurde für 4 h MTT-Reagens und über Nacht Solubilisierungslösung zugegeben. Die optische Dichte des nach der Zelllyse freigesetzten Farbstoffes ist dem Anteil der lebenden, stoffwechselaktivenInstitute of Oncology at the Georg-August-Universität Göttingen) and LoVo (human colon rectal adenocarcinoma, ATCC CGI 229) in 96-well microtiter plates (TC Microwell 96F from Nunc) and sown for 24 h at 37 ° C and 7.5% CO 2 -Fumigation cultivated in air. The mixture was then incubated with several concentrations of the toxin in serum-free medium (Ultra Culture) for 24 h. DMSO served as a solubilizer, so that ultimately there was a concentration of 1% DMSO in the wells. After the following 5 day cultivation period, MTT reagent was added for 4 h and overnight solubilization solution. The optical density of the dye released after cell lysis is the proportion of living, metabolically active
Zellen direkt proportional und kann im Photometer (Thermo max microplate
reader von Molecular devices) bei einer Wellenlänge von 580 nm gemessen werden. Die Absorption wurde über ein Photometer bei 580 vs 650 nm ermittelt. Fig. 4 zeigt in tabellarischer Form die Ergebnisse einer Messung. In Fig. 5 ist der Einfluss von /V-(3C,4C-Dicarba-c/oso-dodecaboranyl(12)bu- tylcarbonyl)-L-tryptophyl-L-methionyl-L-asparagyl-L-phenylalaninamid 5 auf die Zellvitalität der verschiedenen Zelllinien grafisch dargestellt. Hierbei ist die effektive Dosis ED50 diejenige Konzentration, die für einen Effekt auf 50% der Zellen erforderlich ist.Cells are directly proportional and can be measured in the photometer (Thermo max microplate reader from Molecular devices) at a wavelength of 580 nm. The absorption was determined using a photometer at 580 vs 650 nm. 4 shows the results of a measurement in tabular form. 5 shows the influence of / V- (3C, 4C-dicarba-c / oso-dodecaboranyl (12) butylcarbonyl) -L-tryptophyl-L-methionyl-L-asparagyl-L-phenylalaninamide 5 on cell vitality of the different cell lines is shown graphically. The effective dose of ED 50 is the concentration required for an effect on 50% of the cells.
Mit den gefundenen ED50-Werten (Fig. 4 und 5) ist / ^SC^C-Dicarba-c/σsσ- dodecaboranyl(12)butylcarbonyl)-L-tryptophyl-L-methionyl-L-asparagyl-L- phenylalaninamid deutlich weniger cytotoxisch als andere Carborane, die beispielsweise mit DNA-bindenden Indoleinheiten verknüpft sind. Beispiele aus der Literatur zeigen hier EDεo-Werte im Bereich von 7,5 - 42,5 μM (L. F. Tietze, U. Griesbach, U. Bothe, H. Nakamura, Y. Yamamoto, ChemBioChem 2002, 3, 219-225). Die ED50-Werte der erfindungsgemäßen Peptidverbindung bewegen sich dagegen im Bereich zwischen 161 - 641μM.
With the ED 50 values found (FIGS. 4 and 5), / ^ SC ^ C-dicarba-c / σsσ-dodecaboranyl (12) butylcarbonyl) -L-tryptophyl-L-methionyl-L-asparagyl-L-phenylalaninamide is clear less cytotoxic than other carboranes linked, for example, to DNA-binding indole units. Examples from the literature show ED εo values in the range from 7.5 to 42.5 μM (LF Tietze, U. Griesbach, U. Bothe, H. Nakamura, Y. Yamamoto, ChemBioChem 2002, 3, 219-225) , In contrast, the ED 50 values of the peptide compound according to the invention are in the range between 161-641 μm.