WO2008131746A2 - Mittel zur präventiven antiinfektiven behandlung eines patienten - Google Patents

Mittel zur präventiven antiinfektiven behandlung eines patienten Download PDF

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Christian Meisel
Andreas Meisel
David Quarcoo
Thomas Brzoska
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Schulte-Herbrueggen Olaf
Christian Meisel
Andreas Meisel
David Quarcoo
Thomas Brzoska
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Definitions

  • the invention relates to the use of an antagonist of the melanocortin-1 receptor (MCl-R) and / or an antagonist of the melanocortin-4 receptor (MC4-R) for the preparation of a pharmaceutical composition for the preventive antiinfective treatment of a patient, as well as pharmaceutical compositions for preventive antiinfective treatment of a patient having a melanocortin-1 receptor antagonist (MCl-R) and / or a melanocortin-1 receptor antagonist (MC4-R). Furthermore, the invention relates to a method for antiinfective prophylaxis in an immunosuppressed patient.
  • said preventive anti-infective therapy is possible only over a comparatively short period of a few days after stroke, reaches no normalization of the immune depression and thus the immunosuppression and susceptibility to infections is long-lasting, said preventive anti-infective therapy does not alter the impaired immune situation of the patients.
  • the broad selection of antibiotic therapy is counteracted by the possible selection of antibiotic resistance.
  • the present invention has the object to provide a means by which infections, especially bacterial genesis can be effectively controlled.
  • the present invention provides a specific immunomodulatory therapy with the physiologically occurring protein agouti.
  • the present invention provides a novel approach to infection prophylaxis not only in immunosuppressed patients (for example, after stroke or acute CNS lesion).
  • the model underlying the present invention results in a significant reduction in infection.
  • pneumonia is associated with a poorer clinical outcome and increased mortality.
  • Pneumonia after stroke is the complication with the highest attributable mortality in the entire stroke population (31.2%) [Heuschmann et al .: Arch Intern Med 2004, 164: 1761-1768].
  • SIDS stroke-induced immunodeficiency syndrome
  • the stress response is passed through a stress system that has both central and peripheral components [Chrousos and Gold: JAMA 1992, 267: 124-1252; Habib KE et al .: Endocrinol Metab Clin North, 2001, 30: 695-728].
  • the central structures of the stress system are located in the hypothalamus and brainstem, and include the parvocellular neuone of corticotropin-releasing hormone (CRH), the arginine vasopressin (AVP). the paraventricular nuclei of the hypothalamus, the CRH neurons of the medulla oblongata and the coeruleus nucleus, and mainly noradrenergic cell groups in the medulla and pons.
  • CRH corticotropin-releasing hormone
  • AVP arginine vasopressin
  • the peripheral components of the stress system include the hind limbs of the hypothetical pituitary adrenal axis (HPA axis), the efferent sympathetic adrenomedullary system and the parasympathetic system [Chrousos and Gold: JAMA 1992, 267, 124-1252; Habib KE et al .: Endocrinol Metab Clin North, 2001, 30: 695-728].
  • HPA axis hypothetical pituitary adrenal axis
  • efferent sympathetic adrenomedullary system and the parasympathetic system
  • This complex neuroendocrine system includes a series of signaling pathways and mediators, each of which is typically switched for the external or internal stimulus perceived as stress.
  • chronic stress there is an urgent activation via the HPA axis.
  • Activation of this hormonal system via stress-sensitive central neurons or centrally acting proinflammatory cytokines occurs through the hypothetical production of corticotropin releasing hormone (CRH), which in turn stimulates pituitary CRH receptors [Aguilera: Trends Endocnnol 9, 329-336, 1998; Sedovscy and del Rey: Endocr Rev 1996, 17: 64-102; Feling et al .: Endocnology and Metabolism, ed 3.
  • CSH corticotropin releasing hormone
  • CRH increases u. a. the production and secretion of proopiomelanocortin (POMC) peptides such as MSH, ACTH in the adenohypophysis.
  • POMC proopiomelanocortin
  • MSH proopiomelanocortin
  • M2-R melanocortin-2 receptors
  • Alpha-MSH similar to beta, gamma-MSH and ACTH, is produced by post-translational processing of POMC [Hadley et al .: Ann N Y Acad Sei 1999; 885: 1-21]. In addition to its effect on skin pigmentation, recent studies also show significant effects of alpha-MSH on other tissues and organs in other areas.
  • POMC is expressed in many parts of the brain and peripheral tissues. These include neurons in the hypothalamus, solitary tract of the caudal brainstem, and in spinal ganglia. In particular, the hypothalamus has considerable influence on many routes of stress mediation with its Kleislaufzentren [Plantinga et al .: Brain Res Mol Brain Res 1992, 16: 135-142; Pritchard et al .: J Endocrinol 2002, 172: 411-421; van der Kram et al: Brain Res Mol Brain Res 1999, 63: 276-286].
  • alpha-MSH The effect of alpha-MSH is transmitted by the specific melanocortin receptors (MC-I - MC-5).
  • MC-I - MC-5 the specific melanocortin receptors
  • the MC-I of alpha MSH with the highest Affinity bound is also the best studied MSH receptor in terms of its role in the inflammatory process.
  • MC-I is expressed on macrophages, lymphocytes with antigen-presenting and cytotoxic functions, neutrophils, fibroblasts, endo- and epithelial cells, dendritic cells, and keratinocytes of the skin [Bhardwaj et al .: J Immunol 1997, 158: 3378-3384; Catania et al: Pharmacol Rev 2004, 56: 1-29; Curry et al: Dev Biol Anim 2001, 37: 234-236; Neumann et al .: Clin Exp Immunol 2001, 126: 441-446].
  • MC-I activation of MC-I in inflammatory cells leads to the reduction of activity and translocation to the nucleus of the transcription factor NF-kB [Manna and Aggarwai: J Immunol 1998, 161: 2873-2880]. Consequently, alpha-MSH leads to significant immunosuppression and the like. a. by inhibition of NF-kB.
  • MC-3 and MC-5 have also been involved in processes of peripheral immunomodulation [Abdel-Malek: Cell Mol Life Sei 2001; 58: 434-441; Getting: Trends Pharmacol Sei 2002; 23: 447-449].
  • alpha-MSH can induce CD25 + CD4 + regulatory T cells via MC-5 [Taylor and Namba: Immnunol Cell Biol 2001, 79: 358-367].
  • agouti and agouti-related peptide AgRP Both play a role in the control of the melanocortin signaling pathways.
  • Agouti was first described for its regulating feature of skin pigmentation [Seechurn et al .: J Endocnnol 1988, 119: 517-522]. Agouti has been described in adipose tissue, testis, Ovar, heart, skin, liver and kidney [Voisey and van Daal: Pigment Cell Res 2002, 15: 10-18; Wilson et al: Hum Mol Genet 1995, 4: 223-230]. Agouti is a competitive antagonist with high affinity for MC-I [Blanchard et al: Biochernistry 1995; 34: 10406-10411], which also described antagonistic effects on MC-4.
  • the inventors were able to show that in the mouse stroke model used here within a few hours an SIDS and subsequently to a spontaneous bacterial pneumonia occurs.
  • An alpha-MSH antagonization after stroke as an anti- infective therapy thus leads to a significant improvement in spontaneous pneumonia.
  • an antagonist of the melanocortin-1 (abbreviated MCl-R) and / or melanocortin-4 receptor (abbreviated MC4-R) for the preparation of an agent and / or a dissolved pharmaceutical composition for preventive anti-infective treatment.
  • the known protein sequence of the MCl-R is shown as SEQ. ID. NO. 1, which is also known protein sequence of the MC4-R is as SEQ. ID. NO. 4 reproduced.
  • the antagonist is a substance which inhibits the action of an MCl-R and / or MC4-R agonist without itself having a significant signal-triggering effect on the receptor.
  • the SEQ. ID. NO. The protein sequence of Agouti shown in Figure 2 comprises both the signal sequence (amino acids (aa) 1 to 22) and the post-translationally modified sequence (aa 23 to 132).
  • treatment is meant not the therapy of an existing infectious disease or a corresponding pathological condition, but rather the prevention of such an existing infectious disease or such a pathological condition, ie the anti-infective prophylaxis or preventive anti-infective therapy refers in particular to the administration of a By means of prior to the clinical manifestation of an infectious disease for the prevention of this disease or reduction of the symptoms associated with the disease.
  • this antagonist is the known protein or polypeptide Agouti, whose amino acid sequence as SEQ. ID. NO. 2, the endogenous MC-I receptor antagonist Agouti-related protein (AGRP) (SEQ ID NO: 5), the related agouti-signaling peptide (ASIP, synonym: ASP) (SEQ ID NO: 6) or a similar protein or peptide fragment from Agouti, AGRP or ASIP.
  • AGRP endogenous MC-I receptor antagonist Agouti-related protein
  • ASIP the related agouti-signaling peptide
  • ASIP agouti-signaling peptide
  • ASIP synonym: ASP
  • a “like effect” is understood to mean a fragment which qualitatively interacts with the MCl-R or MC4-R in the same way as Agouti, AGRP or ASIP, the effects of Agouti, AGRP or ASIP and the fragment on the MCl-R or MC4-R can be quantitatively different.
  • a protein or peptide fragment is understood as any sequence occurring in agouti, AGRP or ASIP of at least 5, preferably of at least 10, particularly preferably of at least 20 contiguous amino acids from the sequence of agouti, AGRP or ASIP.
  • the amino acid sequence of the sequence according to SEQ. ID. NO. 2, 5 or 6, wherein the similarity or homology of the respective polypeptides is at least 70%, preferably 80%, particularly preferably 90% or 95%.
  • Another antagonist is SHU9119 (SEQ ID NO: 7, Ac-Cys-c (Asp-His-D (Nal) Arg-Trp-Cys-Lys) -NH 2 ).
  • a preferred fragment of AGRP is AgRP (83-132), which comprises amino acids 83 to 132 of SEQ. ID. NO. 5 includes. AgRP (87-120) and ASIP [90-132 (L89Y)], as well as the peptides YC [CRFFNAFC] Y (SEQ ID NO 8) and QC [CRFFRSAC] S (SEQ ID NO 9) also be used according to the invention as antagonists.
  • Non-peptide antagonists based on phenylpiperazine, pyridinylpiperazine, pyrrolidine can also be used according to the invention.
  • antagonist here also includes a nucleic acid which codes for an oligopeptide or polypeptide, which in turn interacts with the MCl-R and / or MC4-R in an interactive manner.
  • the antagonist is a nucleic acid coding for Agouti, AGRP, ASIP or SHU91 19 or for an equivalent fragment of Agouti, AGRP, ASIP or SHU9119.
  • the nucleic acid is preferably a nucleic acid according to SEQ. ID. NO. 3, 10 (coding for YC [CRFFNAFC] Y) or 11 (coding for QC [CRFFRSAC] S) or coding for SHU9199 or to this sequence to at least 50%, preferably to 60%, 70% or 80%, particularly preferred to 85% or 90%, most preferably to 95% or 98% identical nucleic acid.
  • the nucleic acid coding for an equivalent fragment of Agouti, AGRP, ASIP or SHU9119 is SEQ ID NO: 1 in relation to the nucleic acid coding for this fragment.
  • ID. NO. 3, 10 or 11 is at least 50% identical, preferably 60%, 70% or 80%, more preferably 85% or 90%, most preferably 95% or 98% identical.
  • the nucleic acid according to SEQ. ID. NO. 3 encodes nucleotides 1-76 for the signal sequence, with nucleotides 77-406 for the post-translationally-modified protein.
  • the said nucleic acids can be administered to a patient by transfer of a construct having the said sequences, such as, for example, viruses or plasmids, into at least one cell.
  • the transfection of the constructs can be carried out by known methods such as lipofection, ballistic transfers ("gene gun”) etc.
  • MCl-R and / or MC4-R also substances for the preparation of a pharmaceutical composition for preventive anti-infective treatment can be used, which do not interact directly with at least one of said receptor molecules, but indirectly act by reacting with members of the by MCl -R and / or MC4-R activation activate activated signaling molecules to interrupt the signal cascade of MCl-R and / or MC4-R.
  • MCl-R and / or MC4-R activation activate activated signaling molecules to interrupt the signal cascade of MCl-R and / or MC4-R.
  • these are pyrrolidines, beeprazine or phenylpiperazines.
  • the anti-infective treatment according to the invention preferably comprises a therapy against bacterial pathogens, but also against viral microorganisms and parasites.
  • a therapy against bacterial pathogens but also against viral microorganisms and parasites.
  • the anti-infective prophylaxis or preventive antibacterial therapy comes into consideration, the latter especially after acute stroke.
  • Other infections caused by acute CNS traumas are also indicative.
  • the indication according to the invention comprises stress-related infections.
  • an antagonist for the prevention of infections for example bacterial respiratory tract infections, tracheobronchitides, pneumonias, urinary tract infections and / or sepsis, is advantageously used.
  • the use according to the invention serves for the prophylaxis in immunosuppressed patients, for example as a result of stroke, such as stroke-induced immune deficiency syndrome (SIDS), CNS-damage-induced immunodepression (CIDS), of drugs, HIV, and / or Sepsis.
  • SIDS stroke-induced immune deficiency syndrome
  • CIDS CNS-damage-induced immunodepression
  • an antagonist for the production of agents and / or pharmaceutical preparations for preventive anti-infective treatment can be carried out in mammals, in particular in domestic and farm animals, as well as in humans.
  • veterinary products or medicines can be produced equally.
  • an antagonist for the preparation of an agent and / or a pharmaceutical composition for anti-infective treatment can also be carried out together with an antibiotic selected from the group consisting of betalactam antibiotics, tetracyclines, aminoglycosides, linkosamines, glycopeptides, macrolides, carbapenems, oxazolidinones, streptograms and fluoroquinolones.
  • an antibiotic selected from the group consisting of betalactam antibiotics, tetracyclines, aminoglycosides, linkosamines, glycopeptides, macrolides, carbapenems, oxazolidinones, streptograms and fluoroquinolones.
  • the antibiotic and antagonist of the MCl-R may be present both together and separately in the agent and / or the pharmaceutical composition.
  • the antibiotic moxifloxacin (I-cyclopropyl-6-fluoro-1,4-dihydro-8-methoxy-7 - [(4aS, 7aS) -octahydro-6H-pyrrolo [3, 4-b] pyridin-6-yl] -4-oxoquinoline-3-carboxylic acid), since moxifloxacin must detect the infectious agents present in the stroke patient and must be administered only once a day.
  • the antibiotics mezlocillin and sulbactam can be used together.
  • the administration to the patient takes place within 120 hours, preferably within 72 hours after the stroke or the acute CNS trauma.
  • a pharmaceutical composition for anti-infective treatment which comprises as an essential component an antagonist of the melanocortin-1 receptor (MCl-R) according to SEQ. ID. NO. 1 and / or an antagonist of the melanocortin-4 receptor (MC4-R) according to SEQ. ID. NO. 4 has.
  • Ml-R melanocortin-1 receptor
  • MC4-R melanocortin-4 receptor
  • the antagonist of this pharmaceutical composition is preferably the protein Agouti (SEQ.ID.NO.:2) or a like-acting (protein or peptide) fragment of Agouti.
  • fragment and “equivalent” are defined as above.
  • the antagonist may also be AGRP (SEQ ID NO: 5), ASIP (SEQ ID NO: 6), SHU9199 (SEQ ID NO: 7), or an equivalent (protein or peptide) fragment of these antagonists and YC [CRFFNAFC] Y (SEQ ID NO: 8) or QC [CRFFRSAC] S (SEQ ID NO: 9).
  • the antagonist is a nucleic acid coding for Agouti, AGRP, ASIP, SHU9199 or for an equivalent fragment of Agouti, AGRP, ASIP or SHU9199, which in particular comprises a nucleic acid according to SEQ. ID. NO. 3, 10 or 11, or at least 50% identical to this sequence, preferably at least 60%, 70% or 80%, particularly preferably 85% or 90%, most preferably 95% or 98% identical nucleic acid can be.
  • the nucleic acid coding for an equivalent fragment of Agouti, AGRP, ASIP or SHU9119 is to the nucleic acid coding for this fragment from SEQ. ID. NO. 3, 10 or 11 is at least 50% identical, preferably 60%, 70% or 80%, more preferably 85% or 90%, most preferably 95% or 98% identical.
  • the pharmaceutical compositions of the invention may be in the form of tablets, dragees, pills, granules, aerosols, infusion solutions, emulsions, suspensions or solutions.
  • compositions or of the pharmaceutical composition can be effected by known formulations, that is to say formulations which hitherto have been used for the respective active ingredients.
  • the invention also provides, however, to create new formulations that are particularly suitable for infarction patients, z.
  • compositions can be converted into the customary formulations in a known manner, such as tablets, dragees, pills, granules, aerosols, emulsions, suspensions and solutions, using inert, non-toxic, pharmaceutically suitable excipients or solvents.
  • the therapeutically active agent concentration with respect to the antibiotics mentioned should each be present in a concentration, as has usually been used for these agents, or from about 0.1 to 95 wt .-%, preferably from about 0.5 to 90 Wt .-% of the total mixture, d. H. in amounts sufficient to achieve the stated dosage margin.
  • the formulations are prepared, for example, by stretching the agents with solvents and / or carriers, optionally with the use of emulsifiers and / or dispersants, wherein z.
  • organic solvents may optionally be used as adjuvants.
  • adjuvants may be mentioned, for.
  • non-toxic solvents such as paraffin, (eg petroleum fractions), vegetable oils (eg., Peanut / sesame oil), alcohols (eg., Ethyl alcohol, Glycerin), excipients, such as.
  • Ground natural minerals eg, kaolins, clay, talc, chalk
  • ground synthetic minerals eg, fumed silica, silicates
  • sugars eg, cane, milk, and grape sugar
  • emulsifying agents e.g.
  • Polyoxyethylene fatty acid esters polyoxyethylene fatty alcohol ethers
  • dispersants eg lignin, liquors liquors, methylcellulose, starch and polyvinyl pyrrolidone
  • lubricants eg magnesium stearate, talc, stearic acid and sodium sulfate.
  • the application is carried out in a customary manner, preferably orally or parenterally, in particular perlingually or intravenously.
  • additives such as sodium citrate, calcium carbonate and dicalcium phosphate together with various additives, such as starch, preferably potato starch, gelatin and the like.
  • lubricants such as magnesium stearate, sodium lauryl sulfate and talc may be used for tableting.
  • the active ingredients may be added to the abovementioned excipients with various flavor enhancers or dyes.
  • solutions of the active ingredients may be employed using suitable liquid carrier materials.
  • the described pharmaceutical composition can be used according to the invention for preventive anti-infective treatment (prophylaxis) to treat an immunosuppressed patient.
  • the invention further relates to a method for the antiinfective prophylaxis of an immunosuppressed patient.
  • Immunosuppression may be based in particular on a stroke, an acute CNS trauma, a medication intake, an HIV infection and / or a sepsis.
  • an antagonist of the melanocortin-1 receptor (MCl-R) (SEQ ID NO: 1) and / or an antagonist of the melanocortin-4 receptor (MC4-R) (SEQ ID NO 4) as described herein.
  • the antagonist is administered to the patient within 120 hours, preferably in particular within 72 hours, particularly preferably within 24 hours after the event triggering the immunosuppression, such as a stroke, an acute CNS damage, a medication intake, and / or the onset of sepsis.
  • the event triggering the immunosuppression such as a stroke, an acute CNS damage, a medication intake, and / or the onset of sepsis.
  • mice were MCAO operated on the mouse model of cerebral ischemia, a generally accepted model of ischemic stroke.
  • the cerebral artery is closed for about 60 minutes and a typical cerebral infarct develops for the model.
  • the A. cerebri media As a control serves the so-called sham operation, in which the animals are also operated on MCAO, the A. cerebri media, however, is closed only for about 1 min. Thus, the perioperative stress can be excluded as a systematic error.
  • Figure 1 shows that the mice 3 days after stroke, a bacteremia and a pneumonia with a bacterial infection burden (more than 95% Escherichia coli) of 2 * 10 4 and 4 * 10 6 colony-forming units / ml (CFU / ml) to have. In contrast, no infection is found in the control animals (sham-operated).
  • Figure 2 shows the typical time course for stroke-induced spontaneous bacterial infections. Significant bacterial infection burden is observed approximately 24 hours (h) after stroke.
  • Stroke animals develop fever within the first 12 h after the stroke and begin to have a hypothermic body temperature after 12 h. In the further course develops from the bacteremia / pneumonia the picture of a sepsis, at which the animals die after 4 to 6 days.
  • mouse agouti The sequences for mouse agouti are known in the art or to be determined by a person skilled in the art on the basis of the disclosure given here.
  • FIG 1 Bacteremia and pneumonia 3 days after experimental stroke
  • FIG. 3 Alpha-MSH concentrations in the bronchoalveolar lavage are shown 24 hours after experimental stroke (MCAO), a control operation (sham), in untreated animals (naive). Preventive treatment with Agouti occurred 0, 6 and 12 hours after MCAO surgery.

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Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Antagonisten des Melanocortin-1 -Rezeptors gemäß SEQ. ID. NO. 1 und/oder eines Antagonisten des Melanocortin-4-Rezeptors gemäß SEQ. ID. NO. 4 zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur präventiven antiinfektiven Therapie.

Description

Mittel zur präventiven antiinfektiven Behandlung eines Patienten
Beschreibung
Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Antagonisten des Melanocortin-1 -Rezeptors (MCl-R) und/oder eines Antagonisten des Melanocortin-4-Rezeptors (MC4-R) zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur präventiven antiinfektiven Behandlung eines Patienten, sowie pharmazeutische Zusammensetzungen zur präventiven antiinfektiven Behandlung eines Patienten aufweisend einen Antagonisten des Melanocortin-1 -Rezeptors (MCl-R) und/oder einen Antagonisten des Melanocortin-1 -Rezeptors (MC4-R). Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur antiinfektiven Prophylaxe bei einem immunsuppri- mierten Patienten.
Durch Mikroorganismen und Parasiten, vor allem aber durch Bakterien verursachte Infektionen führen immer noch häufig zum Tod von Patienten, besonders bei immunsupprimierten Patienten. Eine Ursache für das Auftreten einer Immunsuppression ist ein akuter Schlaganfall oder ein akutes ZNS-Trauma, in dessen Folge häufig Infektionen, beispielsweise Pneumonie oder Sepsis zu beobachten sind. Derartige Komplikationen, die regelmäßig in der frühen Phase nach einem akuten Schlaganfall auftreten, haben einen negativen prognostischen Einfiuss.
Die bakterielle Pneumonie nach Schlaganfall stellt heute eine häufige und die Prognose bestimmende Komplikation dar. Trotz existierender gut wirksamer antibiotischer Therapiestrategien versterben heute immer noch ca. 10 % aller Schlaganfallpatienten an Pneumonien. Eine aus der WO 03/074057 Al bekannte präventive antiinfektive Therapie mit Antibiotika stellt einen möglichen Ausweg dar.
Da die genannte präventive antiinfektive Therapie nur über einen vergleichsweise kurzen Zeitraum von wenigen Tagen nach Schlaganfall möglich ist, keine Normalisierung der Immundepression erreicht und somit die Immunsuppression sowie Suszeptibilität für Infektionen langanhaltend ist, verändert die genannte präventive antiinfektive Therapie nichts an der eingeschränkten Immunsituation der Patienten. Zudem wird der breiten präventiven antibiotischen Therapie die mögliche Selektion von Antibiotikaresistenzen entgegengehalten. Diese hätten dann Auswirkungen im Sinne sowohl eines generellen als auch eines speziellen Wirkungsverlustes bei Schlaganfall-assoziierten Infektionen. Alternative Therapiestrategien sind daher wünschenswert.
Demgemäß lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Mittel bereitzustellen, mit dem Infektionen, insbesondere bakterieller Genese wirkungsvoll bekämpft werden können.
Im Besonderen stellt die vorliegende Erfindung eine spezifische immunmodulierende Therapie mit dem physiologisch vorkommenden Protein Agouti bereit. Damit stellt die vorliegende Erfindung einen neuen Ansatz der Infektionsprophylaxe nicht nur bei immunsupprimierten Patienten (zum Beispiel nach Schlaganfall oder akuter ZNS-Läsion) bereit. Durch Antagoni- sierung einer durch Streß hervorgerufene immunologische Dysregulation kommt nach der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Modell zu einer signifikanten Reduktion der Infektion.
Bevor die vorliegende Erfindung näher erläutert wird, soll kurz auf das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Modell eingegangen werden. Dabei wird von der immunologischen Suppression nach Schlaganfall ausgegangen. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch unabhängig vom Schlaganfall-Modell verstanden werden und generalisiert auf alle stressbedingten Infektionen bezogen werden.
Beim Schlaganfall kommt es zu einer transienten oder permanenten Reduktion des cerebralen Blutflusses, die sich auf das Versorgungsgebiet der okkludierten Hirnarterie beschränkt. Mit einer Inzidenz von ca. 250 bis 400 pro 100.000 Einwohner und einer Mortalität von etwa 30 % steht der Schlaganfall an dritter Stelle für Tod in industrialisierten Ländern [Murray and Lopez: Lancet 1997, 349: 1269-1276; Rothwell: Cerebrovasc Dis 2003, 16 Suppl 3: 2-10; Taylor: Drugs 1997, 54 Suppl 3: 51-57]. Sozio-ökonomische Schätzungen gehen dabei von 20 Milliarden Euro krankheitsbedingten Kosten pro Jahr aus. Insbesondere bei gleichzeitig auftretenden Hirnödemen innerhalb von Stunden bis Tagen, sind Infektionen die Prognose hauptsächlich bestimmenden Faktoren [Henon et al.: Stroke 1995, 26: 392-398]. Weiterhin sind Infektionen nach Schlaganfall der Hauptgrund für Unterbrechung der körperlichen Rehabilitation und sind damit entscheidend für die Genesung [Kong et al.: Proc Natl Acad Sei . U S A 1999, 96: 1536-1540]. Hauptsächlich handelt es dabei um Lungen- und Harnwegsinfektionen, die abhängig von Studien in 23 % bis 65 % der Schlaganfallpatienten innerhalb der ersten Tage nach dem Ereignis klinisch auffällig werden [Davenport et al.: Stro- ke 1996, 27: 415-420; Georgilis et al.: J Intern Med 1999, 246: 203-209; Grau et al.: J Neurol Sei 1999, 171 : 115-120; Johnston et al.: Stroke 1998, 29: 447-453; Langhorne et al.: Stroke 2000; 31 : 1223-1229]. Insbesondere Pneumonien sind dabei mit einem schlechteren klinischen Ausgang und einer erhöhten Mortalität assoziiert. Die Lungenentzündung nach Schlaganfall ist mit 31,2 % die Komplikation mit der höchsten zuordenbaren Sterblichkeit in der gesamten Schlaganfallpopulation [Heuschmann et al.: Arch Intern Med 2004, 164: 1761- 1768].
Experimentelle und klinische Studien geben Hinweise auf erhebliche Veränderungen des Immunsystems nach einem stattgefundenen Schlaganfall. Kürzlich wurde eine Studie veröffentlicht, in der ein Schlaganfall-induziertes Immundefizients-Syndrom (SIDS) in einem Mausmodell der cerebralen Ischämie beschrieben wird [Prass et al.: J Exp Med 2003, 198: 725- 736]. SIDS ist durch eine erhebliche Einschränkung der zellvermittelten Immunantwort und insbesondere verminderten Lymphozytenzahlen und defizienter Interferon-gamma Produktion in T- und NK- Zellen in Lymphorganen und dem peripheren Blut gekennzeichnet SIDS führt zu einer spontan auftretenden Pneumonie, die innerhalb von Stunden nach dem Schlaganfall auftritt.
Eine kausale Verbindung zwischen einer neuroendokrin getriggerten Suppression der zellulären Immunantwort nach Schlaganfall und dem erhöhten Risiko eine Pneumonie ist jedoch bisher nicht gezeigt worden.
Die Streß-Antwort wird durch ein Streßsystem weitergeleitet, das sowohl zentrale als auch periphere Komponenten hat [Chrousos and Gold: JAMA 1992, 267: 124-1252; Habib KE et al.: Endocrinol Metab Clin North Am 2001, 30: 695-728]. Die zentralen Strukturen des Streßsystems befinden sich im Hypothalamus und im Hirnstamm und beinhalten die parvozellulä- ren Neuone des Corticotropn-releasing Hormons (CRH), die Arginin Vasopressin (AVP) neu- rone der paraventrikulären Nuclei des Hypothalamus, die CRH Neurone der Medulla oblon- gata und des Nucleus coeruleus und hauptsächlich noradrenerge Zellgruppen in Medulla und Pons.
Die peripheren Komponenten des Streßsystems beinhalten die hinteren Glieder der hypotha- lamisch-hypophysären-adrenalen Achse (HPA Achse), das efferente sympathisch- adrenomedulläre System und das parasympathische System [Chrousos and Gold: JAMA 1992, 267, 124-1252; Habib KE et al.: Endocrinol Metab Clin North Am 2001, 30: 695-728].
Dieses komplexe neuroendokrine System beinhaltet eine Reihe von Signalwegen und Mediatoren, die jeweils charakteristisch für den als Streß empfundenen externen oder internen Reiz geschaltet werden. Beim chronisch bestehenden Streß besteht eine vordringliche Aktivierung über die HPA Achse. Die Aktivierung dieses hormonellen Systems über Streß-sensitive zentrale Neurone oder zentral wirksame proinflammatorische Zytokine erfolgt durch die hypotha- lamische Produktion von Corticotropin releasing Hormon (CRH), welches wiederum die hypophysären CRH-Rezeptoren stimuliert [Aguilera: Trends Endocnnol 9, 329-336, 1998; Be- sedovslcy and del Rey: Endocr Rev 1996, 17: 64-102; Feling et al.: Endocnnology and Meta- bolism, ed 3. New York, McGraw-Hill, 1995; Fukata et al.: J Endocnnol Invest 1994, 17: 141-155; Ray and Melmed: Endocr Rev 1997, 18: 206-228; Turnbull and Rivier. Physiol Rev 1999, 79: 1-71; Vamvakopoulos and Chrousos: Endocr Rev 1994, 15: 409-420].
CRH erhöht u. a. die Produktion und Sekretion von Proopiomelanocortin (POMC) Peptiden wie MSH, ACTH in der Adenohypophyse. Durch Weitergabe in den Blutkreislauf erreicht ACTH die Nebenniere und aktiviert Melanocortin-2-Rezeptoren (MC2-R), was wiederum zu einer Produktion von Kortisol führt. Zusammen mit alpha-MSH handelt es sich dabei um potente antiinflammatorische Substanzen, die den direkten Streßeffekten entgegenwirken und somit wahrscheinlich Gewebsschäden abpuffern. Darüber hinaus wirken Steroide über eine inhibitorische zentrale Rückkopplung limitierend auf die Intensität der Streßantwort.
Der zugrunde liegende Sinn scheint eine Stabilisierung und Rückführung zur Homöostase des Organismus zu sein [Besedovslcy and del Rey: Endocr Rev 1996, 17: 64-102; Feling et al.: Endocrinology and Metabolism, ed 3. New York, McGraw-Hill, 1995; Borrelli: Nat Genet 1998, 19: 108-109; Licinio et al.: Lancet 1995, 346:104-106; Orth et al.: Endocr Rev 1992, 13: 164-191; Timpl et al: Nat Genet 1998, 19: 162-166].
Zusätzlich hat sich in neueren Studien in inflammatorischen Lungenmodellen gezeigt, daß die lokale Organimmunität und Homöostase unter enger Kontrolle von Neuropeptiden steht [Braun et al.: Eur J Immunl 1998, 28: 3240-3251 ; Nassenstein et al.: Eur J Pharmacol 2006, 533: 195- 206]. Die Erfinder konnten zeigen, dass in Modellen der Pneumonie nach Schlaganfall die immunologischen Veränderungen ein ähnliches Profil wie die beschriebene Wirkung des alpha-MSH haben.
Alpha-MSH entsteht, ähnlich wie beta-, gamma-MSH und ACTH, durch posttranslationale Prozessierung von POMC [Hadley et al.: Ann N Y Acad Sei 1999; 885: 1-21]. Neben seiner Wirkung auf die Pigmentierung vor allem der Haut zeigen neuere Studien auch erhebliche Effekte von alpha-MSH auf andere Gewebe und Organe in anderen Gebieten.
Zusätzlich zur Hypophyse, in der es ursprünglich entdeckt wurde, wird POMC in vielen Teilen des Gehirns und peripheren Geweben exprimiert. Dazu gehören Neuronen im Hypothalamus, Tractus solitarius des kaudalen Hirnstamms und in spinalen Ganglien. Besonders der Hypothalamus hat mit seinen Kleislaufzentren erheblichen Einfluss auf viele Wege der Streßvermittlung [Plantinga et al.: Brain Res Mol Brain Res 1992, 16: 135-142; Pritchard et al.: J Endocrinol 2002, 172: 411-421; van der Kram et al: Brain Res Mol Brain Res 1999, 63: 276- 286]. Obwohl seit einigen Jahrzehnten Beschreibungen zu malignen Syndromen mit ektoper POMC Produktion bestehen, sind die Erkenntnisse über die POMC-Expression in peripheren Geweben unvollständig. Als Quellen sind u. a. Monozyten, Lymphozyten und epitheliale Zellen bekannt [Bhardwaj and Luger: Arch Dermatol Res 1994, 287: 85-90; Botchkarev et al: Ann N Y Acad Sei 1999; 885: 433-439; Luger et al: J Dermatol Sei 1996; 13: 5-10; Scholzen et al: J Invest Dermatol2000; 115: 1021-1028; Wintzen and Gilchrest: Invest Dermatol 1996;106:3-10].
Die Wirkung von alpha-MSH wird durch die spezifischen Melanocortin Rezeptoren (MC-I - MC-5) übermittelt. Unter diesen Rezeptoren wird der MC-I von alpha-MSH mit der höchsten Affinität gebunden und ist gleichzeitig der bestuntersuchte MSH Rezeptor hinsichtlich seiner Rolle im Entzündungsprozeß.
MC-I wird auf Makrophagen, Lymphozyten mit antigenpräsentierenden und zytotoxischen Funktionen, Neutrophilen, Fibroblasten, endo- und epithelialen Zellen, dendritischen Zellen, und Keratinozyten der Haut exprimiert [Bhardwaj et al: J Immunol 1997, 158: 3378-3384; Catania et al: Pharmacol Rev 2004, 56:1-29 ; Curry et al: Dev Biol Anim 2001, 37: 234-236 ; Neumann et al: Clin Exp Immunol 2001, 126: 441-446]. Die Aktivierung von MC-I in Entzündungszellen führt zur Reduktion von Aktivität und Translokation zum Nukleus des Transkriptionsfaktor NF-kB [Manna and Aggarwai: J Immunol 1998, 161 : 2873-2880]. Folglich führt alpha-MSH zu erheblicher Immunsuppression u. a. durch Inhibition von NF-kB.
Abgesehen von MC-I wurden bisher auch MC-3 und MC-5 in Prozesse der peripheren Immunmodulation einbezogen [Abdel-Malek: Cell Mol Life Sei 2001 ; 58: 434-441; Getting: Trends Pharmacol Sei 2002; 23: 447-449]. So kann alpha-MSH CD25+CD4+ regulatorische T-Zellen über MC-5 induzieren [Taylor and Namba: Immnunol Cell Biol 2001, 79: 358-367].
Es wurden bisher zwei physiologisch vorkommende Melanocortin Rezeptor Antagonisten beschrieben: Agouti und Agouti-related peptide (AgRP). Beide spielen eine Rolle bei der Steuerung der Melanocortin-Signalwege.
Agouti wurde erstmals für seine regulierende Eigenschaft der Hautpigmentierung beschrieben [Seechurn et al: J Endocnnol 1988, 119: 517-522]. Agouti wurde im Fettgewebe, Hoden, O- var, Herz, Haut, Leber und Niere beschrieben [Voisey and van Daal: Pigment Cell Res 2002, 15: 10-18; Wilson et al: Hum Mol Genet 1995, 4: 223-230]. Agouti ist ein kompetitiver Antagonist mit hoher Affinität zum MC-I [Blanchard et al: Biochernistry 1995; 34: 10406-10411], wobei auch antagonistische Effekte auf MC-4 beschrieben wurden. Mäuse mit einer genetisch bedingten Mangel an Agouti zeigen eine stärkere akute Entzündungsreaktion als Wildtypen [Lipton et al: Ann NY Acad Sei 1999; 885: 173-182]. AgRP ist ein kompetitiver Antagonist von MC-3 und MC-4 mit hauptsächlicher Expression im Gehirn [Wilson et al: Mol Med Today 1999, 5: 250-256]. Ihm wurde eine modulierende Wirkung in der Appetitregulation nachgewiesen [Wilson et al: Mol Med Today 1999, 5: 250- 256; Wirth and Giraudo: Peptides 2000, 21 : 1369-1375].
In einem allgemein anerkannten Tiermodell des Schlagfalls (Maus; Okklusion der A. cerebri media (MCAO) - Hata et al. 1998) ist eine früh (innerhalb der ersten 12 Stunden (h)) einsetzende und lange anhaltende schwere Immunsuppression erkannt worden. Die Immunsuppression zeigt sich auf zellulärer Ebene einerseits in Form einer Lymphopenie der T-, B- und NK- Zellen sowie andererseits in Funktionsdefiziten der Monozyten und Lymphozyten unter anderem durch eine verminderte Sekretion des proinflammatorischen Zytokins IFN-γ. Die Immunsuppression ist vor allem durch eine Überaktivierung des SNS vermittelt. Im Verlauf von 2 bis 4 Tagen nach dem Schlaganfall kommt es spontan zu einer schweren Infektion bei den Tieren. Es handelt sich hierbei um eine bakterielle Sepsis und Pneumonie, die bei ca. 60 % der Tiere letal endet.
Die Erfinder konnten zeigen, dass es in dem hier verwendeten Maus-Schlaganfallmodell innerhalb weniger Stunden zu einem SIDS und nachfolgend zu einer spontanen bakteriellen Lungenentzündung kommt.
Es wurde die Regulation von alpha-MSH in dem Modell der Lungenentzündung nach cerebraler Ischämie in der Maus untersucht. Dabei zeigte sich ein signifikanter Anstieg von alpha-MSH innerhalb von 24 h in der bronchoalveolären Lavage von Mäusen mit Schlaganfall im Vergleich zu Mäusen, die eine Kontrolloperation bzw. keine Behandlung erhalten hatten (Fig. 3).
Die intravenöse Applikation von alpha-MSH direkt nach dem experimentellen Schlaganfall bewirkt eine signifikant (P = 0,02) höhere Bakterienlast in der Lunge 72 h nach der cerebralen Ischämie (Fig. 4). Zusätzliche MSH-Gabe führt somit zu einer Verstärkung der spontan auftretenden Pneumonie nach Schlaganfall. Wie später noch ausgeführt werden wird, bewirkt die intravenöse Applikation des physiologisch vorkommenden MC-I Antagonisten Agouti direkt nach dem experimentellen Schlaganfall eine signifikante (P = 0,003) Reduktion der Bakterienlast der Lunge 72 h nach der cerebralen Ischämie (Fig. 4). Eine alpha-MSH Antagonisierung nach Schlaganfall als eine an- tiinfektive Therapie führt somit zu einer signifikanten Verbesserung der spontanen Pneumonie.
Ausgehend von diesen Ergebnissen wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß durch die Verwendung eines Antagonisten des Melanocortin-1- (abgekürzt MCl-R) und/oder MeIa- nocortin-4-Rezeptors (abgekürzt MC4-R) zur Herstellung eines Mittels und/oder einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur präventiven antiinfektiven Behandlung gelöst. Die bekannte Proteinsequenz des MCl-R ist als SEQ. ID. NO. 1, die ebenfalls bekannt Proteinsequenz des MC4-R ist als SEQ. ID. NO. 4 wiedergegeben. Als Antagonist wird dabei eine Substanz angesprochen, die die Wirkung eines MCl-R- und/oder MC4-R-Agonisten hemmt, ohne selbst einen nennenswerten signalauslösenden Effekt am Rezeptor zu zeitigen.
Die als SEQ. ID. NO. 2 gezeigte Proteinsequenz von Agouti umfasst sowohl die Signalsequenz (Aminosäuren (AS) 1 bis 22), als auch die durch post-translationale Modifikation gereifte Sequenz (AS 23 bis 132).
Unter „Behandlung" wird hier nicht die Therapie einer bestehenden infektiologischen Erkrankung oder eines entsprechenden pathologischen Zustandes, sondern vielmehr die Verhinderung einer solchen bestehenden infektiologischen Erkrankung oder eines solchen pathologischen Zustandes verstanden. Die antiinfektiven Prophylaxe oder präventive antiinfektive Therapie bezieht sich also insbesondere auf die Gabe eines Mittels vor der klinischen Manifestation einer infektiologischen Erkrankung zur Vermeidung dieser Erkrankung oder Verringerung der mit dieser Erkrankung einhergehenden Symptomatik.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist dieser Antagonist das bekannte Protein bzw. Polypeptid Agouti, dessen Aminosäuresequenz als SEQ. ID. NO. 2 wiedergegeben ist, der endogene MC-I Rezeptorantagonist Agouti-related protein (AGRP) (SEQ. ID. NO. 5), das verwandte Agouti-signalling peptide (ASIP, synonym: ASP) (SEQ. ID. NO. 6) oder ein gleichwirkendes Protein- oder Peptidfragment von Agouti, AGRP oder ASIP. AIs „gleichwirkend" wird ein Fragment verstanden, dass mit dem MCl-R oder MC4-R qualitativ in gleicher Weise in Wechselwirkung tritt wie Agouti, AGRP oder ASIP, wobei die Wirkungen von Agouti, AGRP oder ASIP und dem Fragment auf den MCl-R oder MC4-R quantitativ unterschiedlich sein können.
Als Protein- oder Peptidfragment wird eine beliebige in Agouti, AGRP oder ASIP vorkommende Abfolge von mindestens 5, bevorzugt von mindestens 10, besonders bevorzugt von mindestens 20 zusammenhängenden Aminosäuren aus der Sequenz von Agouti, AGRP oder ASIP verstanden. Dabei kann die Aminosäuresequenz von der Sequenz gemäß SEQ. ID. NO. 2, 5 oder 6 abweichen, wobei die Ähnlichkeit bzw. Homologie der jeweiligen Polypeptide mindestens 70 %, bevorzugt 80 %, besonders bevorzugt 90 % o der 95 % beträgt.
Ein weiterer Antagonisten ist SHU9119 (SEQ. ID. NO. 7, Ac-Cys-c(Asp-His-D(Nal)-Arg- Trp-Cys-Lys)-NH2). Ein bevorzugtes Fragment von AGRP ist AgRP(83-132), das die Aminosäuren 83 bis 132 der SEQ. ID. NO. 5 umfasst. AgRP(87-120) und ASIP[90-132 (L89Y)], sowie die Peptide YC[CRFFNAFC]Y (SEQ. ID. NO. 8) und QC[CRFFRSAC]S (SEQ. ID. NO. 9) können ebenfalls erfindungsgemäß als Antagonisten verwendet werden.
In den Peptiden YC[CRFFNAFC]Y (SEQ. ID. NO. 8) und QC[CRFFRSAC]S (SEQ. ID. NO. 9) steht das "c" für zirkulär, wobei das erste in der eckigen Klammer genannte Cystein mit dem letzten in der eckigen Klammer genannten Cystein über eine Disulfidbrücke verbunden ist. Es handelt sich also bei diesen beiden Antagonisten um zirkuläre Peptide.
Auch nicht-peptidische Antagonisten auf der Basis von Phenylpiperazin-, Pyridinylpiperazin-, Pyrrolidingerüsten können erfindungsgemäß verwendet werden.
Der Begriff Antagonist umfasst hier auch eine Nukleinsäure, die für ein Oligo- oder Polypeptid kodiert, welches seinerseits mit dem MCl-R und/oder MC4-R inhibierend in Wechselwirkung tritt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Antagonist eine für Agouti, AGRP, ASIP oder SHU91 19 oder für ein gleichwirkendes Fragment von Agouti, AGRP, ASIP oder SHU9119 kodierende Nukleinsäure. Bevorzugt ist die Nukleinsäure eine Nukleinsäure gemäß SEQ. ID. NO. 3, 10 (kodierend für YC[CRFFNAFC]Y) oder 11 (kodierend für QC[CRFFRSAC]S) oder kodierend für SHU9199 oder eine zu dieser Sequenz zu mindestens 50 %, bevorzugt zu 60 %, 70 % oder 80 %, insbesondere bevorzugt zu 85 % oder 90 %, am meisten bevorzugt zu 95 % oder 98% identische Nukleinsäure.
Die für ein gleichwirkendes Fragment von Agouti, AGRP, ASIP oder SHU9119 kodierende Nukleinsäure ist bezüglich der für dieses Fragment kodierenden Nukleinsäure aus SEQ. ID. NO. 3, 10 oder 11 zu mindestens 50 % identisch, bevorzugt zu 60 %, 70 % oder 80 %, insbesondere bevorzugt zu 85 % oder 90 %, am meisten bevorzugt zu 95 % oder 98 % identisch.
Die Nukleinsäure gemäß SEQ. ID. NO. 3 kodiert mit den Nukleotiden 1 bis 76 für die Signalsequenz, mit den Nukleotiden 77 bis 406 für das durch post-translationale Modifikation gereifte Protein.
Die genannten Nukleinsäuren können einem Patienten durch Transfer eines die genannten Sequenzen aufweisenden Konstruktes, wie beispielsweise Viren oder Plasmide in mindestens eine Zelle verabreicht werden. Die Transfektion der Konstrukte kann mittels bekannter Methoden wie Lipofektion, Ballistischen Transfers („gene gun") etc. erfolgen.
Als Antagonisten des MCl-R und/oder MC4-R können auch Stoffe zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur präventiven antiinfektiven Behandlung verwendet werden, die nicht direkt mit mindestens einem der genannten Rezeptormoleküle interagieren, sondern indirekt wirken, indem sie mit Mitgliedern der durch die MCl-R und/oder MC4-R Aktivierung aktivierten Signalmoleküle in Wechselwirkung treten und so die Signalkaskade des MCl-R und/oder MC4-R unterbrechen. Beispiele dafür sind Pyrrolidine, Pieprazine oder Phenylpiperazine.
Ebenso kann eine Inaktivierung oder Verminderung der Anzahl von MCl-R und/oder MC4-R durch geeignete antisense Oligonukleotide als Antagonisten erfolgen. Die Auswahl und die Applikation derartiger geeigneter antisense Oligonukleotide sind dem Fachmann bekannt.
Die erfindungsgemäße antiinfektive Behandlung umfasst bevorzugt eine Therapie gegen bakterielle Erreger, aber auch gegen virale Mikroorganismen und Parasiten. Als Indikation für die oben beschriebene Verwendung eines MCl-R Antagonisten kommt die antiinfektiven Prophylaxe oder präventive antibakterielle Therapie in Betracht, letztere insbesondere nach akutem Schlaganfall. Auch andere Infektionen, die durch akute Traumen des ZNS verursacht werden, sind indikativ. Insbesondere umfasst die erfindungsgemäße Indikation streßbedingte Infektionen.
Vorteilhafter Weise wird die erfindungsgemäße Verwendung eines Antagonisten zur Prophylaxe vor Infektionen, beispielsweise bakterielle Atemwegsinfektionen, Tracheobronchitiden, Pneumonien, Harnwegsinfektionen und/oder Sepsis genutzt.
Insbesondere dient die erfindungsgemäße Verwendung zur Prophylaxe bei immunsupprimier- ten Patienten, beispielsweise in Folge von Schlaganfall, wie dem Schlaganfall-induzierten Immun-Defizienz-Syndrom (SIDS), ZNS-Schaden induzierte Immundepression (CIDS), von Medikamenten, HIV, und/oder Sepsis.
Die erfindungsgemäße Verwendung eines Antagonisten zur Herstellung von Mitteln und/oder pharmazeutischen Zubereitungen zur präventiven antiinfektiven Behandlung kann bei Säugetieren, insbesondere bei Haus- und Nutztieren, sowie beim Menschen erfolgen. Nebst der Hauptanwendung im humanen Bereich können gleichermaßen veterinärmedizinische Produkte bzw. Medikamente hergestellt werden.
Die erfindungsgemäße Verwendung eines Antagonisten zur Herstellung eines Mittels und/oder einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur antiinfektiven Behandlung kann auch zusammen mit einem Antibiotikum erfolgen, das ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Betalaktamantibiotika, Tetrazykline, Aminoglykoside, Linkosamine, Glykopeptide, Makrolide, Carbapeneme, Oxazolidinone, Streptogramine und Fluorochinolone. Dabei können das Antibiotikum und der Antagonist des MCl-R sowohl zusammen als auch getrennt in dem Mittel und/oder der pharmazeutischen Zusammensetzung vorliegen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Antibiotikum Moxifloxacin (I - Cyclopropyl-6-fluor-l, 4-dihydro-8-methoxy- 7-[(4aS, 7aS)-octahydro-6H-pyrrolo [3, 4-bJ-pyri- din-6-yl]-4-oxochinolin-3-carbon-säure), da Moxifloxacin die beim Schlaganfall-Patienten auftretenden Infektionserreger erfasst und nur einmal pro Tag appliziert werden muss. Es können vorteilhafter Weise die Antibiotika Mezlocillin und Sulbactam zusammen verwendet werden.
Im Rahmen der Verwendung des erfindungs gemäßen Antagonisten gemäß der obigen Beschreibung erfolgt die Gabe an den Patienten innerhalb von 120 Stunden, bevorzugt innerhalb von 72 Stunden nach dem Schlaganfall bzw. dem akuten ZNS-Trauma.
Die oben genannte Aufgabe wird ebenfalls durch eine pharmazeutische Zusammensetzung zur antiinfektiven Behandlung gelöst, die als wesentlichen Bestandteil einen Antagonisten des Melanocortin-1 -Rezeptors (MCl-R) gemäß SEQ. ID. NO. 1 und/oder einen Antagonisten des Melanocortin-4-Rezeptors (MC4-R) gemäß SEQ. ID. NO. 4 aufweist.
Der Antagonist dieser pharmazeutischen Zusammensetzung ist bevorzugt das Protein Agouti (SEQ. ID. NO. 2) oder ein gleichwirkendes (Protein- oder Peptid-) Fragment von Agouti. Die Begriffe „Fragment" und „gleichwirkend" sind wie oben angegeben definiert. Für Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Antagonisten wird ebenfalls auf obige Beschreibung verwiesen. Der Antagonist kann aber auch AGRP (SEQ. ID. NO. 5), ASIP (SEQ. ID. NO. 6), SHU9199 (SEQ. ID. NO. 7) oder ein gleichwirkendes (Protein- oder Peptid-) Fragment dieser Antagonisten, sowie YC[CRFFNAFC]Y (SEQ. ID. NO. 8) oder QC[CRFFRSAC]S (SEQ. ID. NO. 9) sein.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Antagonist eine für Agouti, AGRP, ASIP, SHU9199 oder für ein gleichwirkendes Fragment von Agouti, AGRP, ASIP oder SHU9199 kodierende Nukleinsäure, die insbesondere eine Nukleinsäure gemäß SEQ. ID. NO. 3, 10 o- der 11 oder eine zu dieser Sequenz zu mindestens 50 % identische, bevorzugt zu mindestens 60 %, 70 % oder 80 %, besonders bevorzugt zu 85 % oder 90 %, am meisten bevorzugt zu 95 % oder 98% identische Nukleinsäure sein kann.
Die für ein gleichwirkendes Fragment von Agouti, AGRP, ASIP oder SHU9119 kodierende Nukleinsäure ist zu der für dieses Fragment kodierenden Nukleinsäure aus SEQ. ID. NO. 3, 10 oder 11 zu mindestens 50 % identisch, bevorzugt zu 60 %, 70 % oder 80 %, insbesondere bevorzugt zu 85 % oder 90 %, am meisten bevorzugt zu 95 % oder 98% identisch. Die erfindungsgemäßen pharmazeutische Zusammensetzung können in Form von Tabletten, Dragees, Pillen, Granulaten, Aerosolen, Infusionslösungen, Emulsionen, Suspensionen oder Lösungen vorliegen.
Die erfindungsgemäße Verwendung der Mittel bzw. der pharmazeutischen Zusammensetzung kann durch bekannte Formulierungen geschehen, also Formulierungen, die bis dato für die jeweiligen Wirkstoffe zur Anwendung kam. Die Erfindung sieht aber auch vor, neue Formulierungen zu erstellen, die speziell für die Infarktpatienten geeignet sind, z. B. für intrathekale, nasale, intramuskuläre, intratracheale, intrabronchiale, subcutane, intravenöse, intraarterielle, permucosale, enterale und orale.
Die erfindungsgemäße Verwendung der Mittel kann in bekannter Weise in die üblichen Formulierungen überfuhrt werden, wie Tabletten, Dragees, Pillen, Granulate, Aerosole, Emulsionen, Suspensionen und Lösungen, unter Verwendung inerter, nicht toxischer, pharmazeutisch geeigneter Trägerstoffe oder Lösungsmittel. Hierbei soll die therapeutisch wirksame Mittelkonzentration in Bezug auf die genannten Antibiotika jeweils in einer Konzentration vorliegen, wie sie für diese Mittel üblicherweise bisher angewendet wurde, bzw. von etwa 0,1 bis 95 Gew.-%, bevorzugt von etwa 0,5 bis 90 Gew.-% der Gesamtmischung vorhanden sein, d. h. in Mengen, die ausreichend sind, um den angegebenen Dosierungsspielraum zu erreichen. Die Formulierungen werden beispielsweise hergestellt durch Verstrecken der Mittel mit Lösungsmitteln und/oder Trägerstoffen, gegebenenfalls unter Verwendung von Emulgiermitteln und/oder Dispergiermitteln, wobei z. B. im Fall der Benutzung von Wasser als Verdünnungsmittel gegebenenfalls organische Lösungsmittel als Hilfsstoffe verwendet werden können.
Als Hilfsstoffe erwähnt seien z. B. Wasser, nicht-toxische Lösungsmittel wie Parafin, (z.B. Erdölfraktionen), Pflanzliche Öle (z. B. Erdnuß/-Sesamöl), Alkohole (z. B. Ethylalkohol, GIy- cerin), Trägerstoffe, wie z. B. natürliche Gesteinsmehle (z. B. Kaoline, Tonerde, Talkum, Kreide), synthetische Gesteinsmehle (z. B. hochdisperse Kieselsäure, Silikate), Zucker (z. B. Rohr-, Milch- und Traubenzucker), Emulgiermittel (z. B. Polyoxyethylen-Fettsäure-Ester, Polyoxyethylen-Fettalkohol-Ether), Dispergiermittel (z. B. Lignin, Sulfitablaugen. Methylcel- lulose, Stärke und Polyvinylpyrolidon) und Gleitmittel (z. B. Magnesiumstearat, Talkum, Stearinsäure und Natriumsulfat). Die Applikation erfolgt in üblicher Weise, bevorzugt oral oder parenteral, insbesondere perlingual oder intravenös. Im Falle der oralen Anwendung der erfindungsgemäßen Medikamente können Tabletten selbstverständlich außer den genannten Trägerstoffen auch Zusätze, wie Natriumeitrat, Calciumcarbonat und Dicalciumphosphat zusammen mit verschiedenen Zuschlagstoffen, wie Stärke, vorzugsweise Kartoffelstärke, Gelatine, und dergleichen enthalten. Weiterhin können Gleitmittel, wie Magnesiumstearat, Natriumlaurylsulfat und Talkum zum Tablettieren mitverwendet werden. Im Falle wässriger Suspensionen können die Wirkstoffe außer den oben genannten Hilfsstoffen mit verschiedenen Geschmacksaufbesserern oder Farbstoffen versetzt werden. Für den Fall der parenteralen Anwendung können Lösungen der Wirkstoffe unter Verwendung geeigneter flüssiger Trägermaterialien eingesetzt werden.
Die beschriebene pharmazeutische Zusammensetzung kann erfindungsgemäß zur präventiven antiinfektiven Behandlung (Prophylaxe) verwendet werden, um einen immunsupprimierten Patienten zu behandeln.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur antiinfektiven Prophylaxe eines immunsupprimierten Patienten. Die Immunsuppression kann dabei insbesondere auf einem Schlaganfall, einem akuten ZNS-Trauma, einer Medikamenteneinnahme, einer HIV-Infektion und/oder einer Sepsis beruhen. Erfindungsgemäß wird dem Patienten ein Antagonist des Me- lanocortin-1 -Rezeptors (MCl-R) (SEQ. ID. NO. 1) und/oder ein Antagonist des Melanocor- tin-4-Rezeptors (MC4-R) (SEQ. ID. NO. 4) wie hier beschrieben verabreicht.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der Antagonist dem Patienten innerhalb von 120 Stunden, bevorzugt insbesondere innerhalb von 72 Stunden, besonders bevorzugt insbesondere innerhalb von 24 Stunden nach dem die Immunsuppression auslösenden Ereignis, wie einem Schlaganfall, einem akuten ZNS-Schaden, einer Medikamenteneinnahme, und/oder dem Eintritt einer Sepsis, verabreicht. Für weitere Ausgestaltungen des Verfahrens wird auf die oben beschriebenen möglichen Ausführungsformen der Antagonisten und auch auf die oben beschriebenen möglichen Ausführungsformen der entsprechenden pharmazeutischen Zusammensetzung Bezug genommen.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden, ohne auf dieses Beispiel beschränkt zu sein. Beispiel: Mausmodell der zerebralen Ischämie
Nach dem Mausmodell der zerebralen Ischämie, einem generell akzeptiertem Modell des i- schämischen Schlaganfalls, wurden Mäuse MCAO-operiert. Dabei wird die Arteria cerebri media für ca. 60 min verschlossen und es entsteht ein für das Modell typischer zerebraler Infarkt. Als Kontrolle dient die sogenannte Sham-Operation, bei der die Tiere gleichfalls MCAO-operiert werden, die A. cerebri media jedoch nur für ca. 1 min verschlossen wird. Damit kann der perioperative Stress als systematischer Fehler ausgeschlossen werden.
Figur 1 zeigt, dass die Mäuse 3 Tage nach Schlaganfall eine Bakteriämie und eine Pneumonie mit einer bakteriellen Infektionslast (mehr als 95 % Escherichia coli) von 2*104 bzw. 4*106 Kolonie-formenden Einheiten/ml (CFU/ml) haben. Im Gegensatz dazu wird keine Infektion in den Kontrolltieren (Sham-operiert) gefunden. Figur 2 zeigt den typischen Zeitverlauf für die Schlaganfall-induzierten spontanen bakteriellen Infektionen. Eine signifikante bakterielle Infektionslast wird ca. 24 Stunden (h) nach dem Schlaganfall beobachtet.
Die Schlaganfalltiere entwickeln innerhalb der ersten 12 h nach dem Schlaganfall Fieber und beginnen nach weiteren 12 h eine hypotherme Körpertemperatur zu bekommen. Im weiteren Verlauf entwickelt sich aus der Bakteriämie/Pneumonie das Bild einer Sepsis, an der die Tiere nach 4 bis 6 Tagen versterben.
Die Sequenzen für Agouti aus Maus sind im Stand der Technik bekannt bzw. für einen Fachmann aufgrund der hier angegebenen Offenbarung zu ermitteln.
Weiterhin wird auf Schulte-Herbrüggen et al. (Alpha-MSH promotes spontaneous post- ischemic pneumonia in mice via melanocortin-receptor-1. Exp Neurol. 2008; 210(2): 731-9) verwiesen, dessen Offenbarung hiermit in die Anmeldung aufgenommen wird.
Zu den Figuren:
Figur 1 : Bakteriämie und Pneumonie 3 Tage nach experimentellem Schlaganfall
Figur 2: Früher Verlauf von Bakteriämie und Pneumonie nach experimentellem Schlaganfall Figur 3: Es sind alpha-MSH Konzentrationen in der bronchoalveolären Lavage gezeigt 24 Stunden nach experimentellem Schlaganfall (MCAO), einer Kontroll-Operation (Sham), in unbehandelten Tieren (naive). Die präventive Behandlung mit Agouti erfolgte 0, 6 und 12 Stunden nach MCAO Operation.
Figur 4: Es wird die Bakterienlast in der brochoalveolären Lavage 72 Stunden nach einem experimentellen Schlaganfall (MCAO) und zusätzlicher präventiver Behandlung mit alpha-MSH oder Agouti gezeigt. Pro Gruppe sind 6 bis 8 Tiere aufgeführt. Die Gruppen MCAO und MCAO + Agouti zeigen praktisch keine Überlappung der Datenintervalle und sind mit p = 0,01 signifikant unterschiedlich.

Claims

Patentansprüche
1. Verwendung eines Antagonisten des Melanocortin-1 -Rezeptors (MCl-R) (SEQ. ID. NO. 1) und/oder eines Antagonisten des Melanocortin-4-Rezeptors (MC4-R) (SEQ. ID. NO. 4) zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur antiinfektiven Prophylaxe.
2. Verwendung eines Antagonisten nach Anspruch 1, wobei der Antagonist ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Agouti (SEQ. ID. NO. 2), AGRP (SEQ. ID. NO. 5), ASIP (SEQ. ID. NO. 6), SHU9199 (SEQ. ID. NO. 7), YC[CRFFNAFC]Y (SEQ. ID. NO. 8), QC[CRFFRSAC]S (SEQ. ID. NO. 9) und deren gleichwirkenden Fragmenten.
3. Verwendung eines Antagonisten nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Antagonist eine für Agouti (SEQ. ID. NO. 2), AGRP (SEQ. ID. NO. 5), ASIP (SEQ. ID. NO. 6), SHU9199 (SEQ. ID. NO. 7), YC[CRFFNAFC]Y (SEQ. ID. NO. 8), QC[CRFFRSAC]S (SEQ. ID. NO. 9), oder eine für ein gleichwirkendes Fragment der vorgenannten Antagonisten kodierende Nukleinsäure ist.
4. Verwendung eines Antagonisten nach Anspruch 3, wobei die Nukleinsäure eine Nukleinsäure gemäß SEQ. ID. NO. 3, 10 oder 11, oder eine zu einer dieser Sequenzen zu mindestens 50 % identische Nukleinsäure ist.
5. Verwendung eines Antagonisten nach Anspruch 3, wobei die für ein gleichwirkendes Fragment kodierende Nukleinsäure zu der für dieses Fragment kodierenden Nukleinsäure aus SEQ. ID. NO. 3, 10 oder 11 zu mindestens 50 % identisch ist.
6. Verwendung eines Antagonisten nach einem der Anspruch 1 bis 5, wobei die antiinfektive Prophylaxe gegen bakterielle und/oder virale Mikroorganismen und/oder gegen Parasiten gerichtet ist.
7. Verwendung eines Antagonisten nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die antiinfektive Prophylaxe nach akutem Schlaganfall erfolgt.
8. Verwendung eines Antagonisten nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Prophylaxe vor Infektionen, beispielsweise Atemwegserkrankungen, Pneumonien, Harnwegsinfektionen und/oder Sepsis, insbesondere bakterieller Genese.
9. Verwendung eines Antagonisten nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Prophylaxe bei immunsupprimierten Patienten, beispielsweise in Folge von akutem Schlaganfall, akutem ZNS-Schaden, Medikamenten, HIV und/oder Sepsis.
10. Verwendung eines Antagonisten nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Herstellung von pharmazeutischen Zubereitungen zur präventiven antiinfektiven Behandlung bei Säugetieren, insbesondere bei Haus- und Nutztieren und beim Menschen.
11. Verwendung eines Antagonisten zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur antiinfektiven Behandlung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, zusammen mit einem Antibiotikum, das ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Betalaktamantibiotika, Tetrazykline, Aminoglykoside, Linkosamine, Glykopeptide, Makrolide, Carbapeneme, Oxazolidinone, Streptogramine und Fluorochinolone.
12. Verwendung eines Antagonisten nach Anspruch 11, wobei das Antibiotikum Moxifloxacin (I -Cyclopropyl-6-fluor-l , 4-dihydro-8-methoxy- 7-[(4aS, 7aS)-octahydro-6H-pyrrolo [3, 4-b]-pyridin-6-yl]-4-oxochinolin-3-carbon-säure) ist.
13. Verwendung eines Antagonisten nach Anspruch 11, wobei als Antibiotikum Mezlocillin und Sulbactam zusammen verwendet werden.
14. Pharmazeutische Zusammensetzung zur präventiven antiinfektiven Behandlung, aufweisend einen Antagonisten des Melanocortin-1 -Rezeptors (MCl-R) (SEQ. ID. NO. 1) und/oder einen Antagonisten des Melanocortin-4-Rezeptors (MC4-R) (SEQ. ID. NO. 4).
15. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 14, wobei der Antagonist ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Agouti (SEQ. ID. NO. 2), AGRP (SEQ. ID. NO. 5), ASIP (SEQ. ID. NO. 6), SHU9199 (SEQ. ID. NO. 7), YC[CRFFNAFC]Y (SEQ. ID. NO. 8), QC[CRFFRSAC]S (SEQ. ID. NO. 9) und deren gleichwirkenden Fragmenten.
16. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Antagonist eine für Agouti (SEQ. ID. NO. 2), AGRP (SEQ. ID. NO. 5), ASIP (SEQ. ID. NO. 6), SHU9199 (SEQ. ID. NO. 7), YC[CRFFNAFC]Y (SEQ. ID. NO. 8), QC[CRFFRSAC]S (SEQ. ID. NO. 9), oder eine für ein gleichwirkendes Fragment der vorgenannten Antagonisten kodierende Nukleinsäure ist.
17. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 16, wobei die Nukleinsäure eine Nukleinsäure gemäß SEQ. ID. NO. 3, 10 oder 11, oder eine zu einer dieser Sequenzen zu mindestens 50 % identische Nukleinsäure ist.
18. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 16, wobei die für ein gleich wirkendes Fragment kodierende Nukleinsäure zu der für dieses Fragment kodierenden Nukleinsäure aus SEQ. ID. NO. 3, 10 oder 11 zu mindestens 50 % identisch ist.
19. Pharmazeutische Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, in Form von Tabletten, Dragees, Pillen, Granulaten, Aerosolen, Infusionslösungen, Emulsionen, Suspensionen oder Lösungen.
20. Verwendung einer pharmazeutischen Zusammensetzung nach Anspruch 14 bis 19 zur präventiven antiinfektiven Behandlung eines immunsupprimierten Patienten.
21. Verfahren zur antiinfektiven Prophylaxe und/oder präventiven antiinfektiven Therapie bei einem immunsupprimierten Patienten, insbesondere in Folge von Schlaganfall, Medikamenten, HIV und/oder Sepsis, wobei dem Patienten ein Antagonist des Melanocortin-1- Rezeptors (MCl-R) (SEQ. ID. NO. 1) und/oder ein Antagonist des Melanocortin-4- Rezeptors (MC4-R) (SEQ. ID. NO. 4) verabreicht wird.
22. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Antagonist dem Patienten innerhalb von 120 Stunden, insbesondere innerhalb von 72 Stunden nach dem die Immunsuppression auslösenden Ereignisses, wie einem Schlaganfall, verabreicht wird.
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