WO2010037536A1 - N-geschützte guanidin-substituierte furane, thiophene und pyrrole als cystein-protease-inhibitoren - Google Patents

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aryls
alkyls
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Sebastian Langolf
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Sebastian G. Rohrer
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Technische Universitaet Braunschweig
Julius Maximilians Universitaet Wuerzburg
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    • Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Definitions

  • the present invention relates to N-protected guanidine-substituted furans, thiophenes and pyrroles, their use as cysteine protease inhibitors, pharmaceutical compositions containing these compounds and their use in the treatment of autoimmune diseases, parasitic diseases and cancer.
  • Cysteine proteases are widely used in plants, bacteria, viruses, fungi, protozoa, worms and in mammals, including humans. [Otto H.H. and Schirmeister T. Chem. Rev. 1997, 97, 133-171]. They are characterized by a so-called catalytic triad consisting of cysteine, histidine and aspartate, which forms the active site of the enzyme. In humans, cysteine proteases are involved in a variety of physiological and pathophysiological processes, and not only, as previously thought, are responsible for nonspecific protein degradation in the cell. The majority of human cysteine proteases belong to the clan CA (C for cysteine), which is still divided into the family Cl (lysosomal cathepsins) and the family C2 (cytoplasmic calpains).
  • CA C for cysteine
  • Cathepsin B and L are ubiquitous in the human body, but tissue and cell-specific cathepsins such as cathepsin K in osteoclasts, cathepsin S in peripheral antigen-presenting cells or cathepsin W in natural killer cells have been identified in recent years [Bromme D. and Kaleta J. Curr. Pharm. Design 2002, 8, 1639-1658].
  • cysteine proteases play an important role not only in host invasion and dissemination within it, bypassing its immune system.
  • the pathogens of malaria, the plasmodia for example, feed on the protein content of human hemoglobin and degrade it with the help of falcipaines.
  • Table 1 Selected cysteine proteases and their (patho) physiological significance.
  • cysteine proteases Most inhibitors of cysteine proteases have been synthesized according to the classical substrate-based principle for the development of proteases. They generally have a reactive (in cysteine proteases, this is an electrophilic) head group, a so-called "warhead", linked to a peptide chain
  • the peptide portion is the recognition sequence for the corresponding protease and corresponds to either a preferred substrate or one naturally occurring peptidic inhibitor of this protease, the electrophilic head group is said to react with the cysteinate in the active site and block the catalytic ability of the enzyme, with most inhibitors covalently attached to the enzyme.
  • peptides are difficult to administer as drugs and are also rapidly cleaved by hydrolytic enzymes, the development of peptidomimetic inhibitors has long been promoted.
  • the peptide chain becomes e.g. rigidified by heterocycles or unnatural amino acids are incorporated, which should lead to a better stability against the hydrolytic degradation.
  • Homophtalimides were identified by screening as inhibitors of human rhinovirus 3C protease (HRV). A covalent bond was detected by mass spectroscopy in the ratio 1: 1 (enzyme .'Inhibitor).
  • Organotelluric (IV) compounds have been identified as selective, irreversible inhibitors of papain and cathepsin B (as opposed to serine, aspartate and metalloproteases), which can be explained by oxidation of the active site of the two proteases. By thiol addition, the catalytic activity can be restored.
  • nitric oxide donors such as S-nitrosoglutathione (GSNO) or 5-nitroso-iV-acetylpenicillamin (SNAP).
  • GSNO S-nitrosoglutathione
  • SNAP 5-nitroso-iV-acetylpenicillamin
  • a mixed disulfide is formed between the thiol of the active site and glutathione or N-acetylpenicillamine.
  • thiols Compounds such as NOR-I oxidize the cysteine residue in the active site, however, to the sulfinic or sulfonic acid. Only partial regeneration with thiols is possible here.
  • a as a cysteine protease inhibitor where X is O or S,
  • R 1 and R 2 are independently selected from the group comprising H, substituted and unsubstituted alkyls, aryls, alkyl-aryls, and aryl-alkyls,
  • R 3 is selected from the group comprising substituted or unsubstituted alkyls
  • Z is selected from the group comprising t-butoxycarbonyl (Boc), benzyloxycarbonyl
  • X is O
  • Rj and R 2 are H
  • R 3 is a substituted aryl, alkyl-aryl or aryl-alkyl.
  • compound A is a compound having one of structural formulas 11-16 (see Table 2).
  • the cysteine protease is a cysteine protease derived from an organism selected from the group comprising Plasmodium falciparum, Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi and Leishmania.
  • the cysteine protease is a human cysteine protease.
  • the human cysteine protease is selected from the group comprising calpains and cathepsins B, L, K, S, F, X.
  • Another aspect of the present invention relates to the use of a compound A as defined above for the treatment of diseases.
  • the present invention relates to the use of a compound A as defined above for the treatment of diseases selected from the group comprising malaria, sleeping sickness, Chagas' disease, leishmaniasis, cancer, osteoporosis, osteoarthritis, rheumatoid arthritis and Alzheimer's disease.
  • diseases selected from the group comprising malaria, sleeping sickness, Chagas' disease, leishmaniasis, cancer, osteoporosis, osteoarthritis, rheumatoid arthritis and Alzheimer's disease.
  • Another aspect of the present invention relates to the use of a compound A as defined above for the manufacture of a medicament for the treatment of diseases.
  • said diseases are a disease selected from the group comprising malaria, sleeping sickness, Chagas' disease, leishmaniasis, cancer, osteoporosis, osteoarthritis, rheumatoid arthritis and Alzheimer's disease.
  • Another aspect of the present invention relates to a pharmaceutical composition
  • a pharmaceutical composition comprising a compound A as defined above together with suitable additives or excipients.
  • the above-defined compound A is present in the form of a depot substance or as a precursor together with a suitable, pharmaceutically acceptable dilution solution or carrier substance.
  • compositions in which the compound is present in a pharmaceutically effective amount.
  • the pharmaceutical composition may be in the form of tablets, dragees, capsules, dripping solutions, suppositories, injection or infusion preparations for peroral, rectal or parenteral use.
  • dosage forms and their preparation are known in the art.
  • the objects of the present invention are also achieved by a compound A as defined above for use as a cysteine protease inhibitor or for the treatment of diseases.
  • the present invention further relates to a compound of the formula
  • R 1 and R 2 are independently selected from the group comprising H, substituted and unsubstituted alkyls, aryls, alkyl-aryls, and aryl-alkyls,
  • R 3 is selected from the group comprising substituted or unsubstituted alkyls
  • Z is selected from the group comprising t-butoxycarbonyl (Boc), benzyloxycarbonyl
  • X is O
  • Ri and R 2 are H
  • R 3 is a substituted aryl, alkyl-aryl or aryl-alkyl.
  • compound A is a compound having one of structural formulas II-16 (see Table 2).
  • Another aspect of the invention also relates to the use of a compound of the formula
  • Ri and R 2 are independently selected from the group comprising H, substituted and unsubstituted alkyls, aryls, alkyl-aryls, and aryl-alkyls;
  • R 3 is selected from the group comprising substituted or unsubstituted alkyls , Aryls, alkyl-aryls, and aryl-alkyls, and Z is selected from the group comprising t-butoxycarbonyl (Boc), benzyloxycarbonyl
  • cysteine protease inhibitor 9-fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc) and other acyl residues, as a cysteine protease inhibitor, with the proviso that the cysteine protease is not falcipain-2.
  • R j and R 2 are H
  • R 3 is a substituted aryl, alkyl-aryl or aryl-alkyl.
  • compound B is a compound having one of structural formulas 1-10 and 17 (see Table 2).
  • the cysteine protease is a cysteine protease derived from an organism selected from the group comprising Plasmodium falciparum, Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi and Leishmania.
  • the cysteine protease is a human cysteine protease.
  • the human cysteine protease is selected from the group comprising calpains and cathepsins B, L, K, S, F, X.
  • Another aspect of the invention relates to the use of a compound of the formula B as defined above for the treatment of diseases selected from the group comprising malaria, sleeping sickness, Chagas' disease, leishmaniasis, cancer, osteoporosis, osteoarthritis, rheumatoid arthritis and Alzheimer's disease, with the proviso that malaria is not treated by inhibiting falcipain-2.
  • diseases selected from the group comprising malaria, sleeping sickness, Chagas' disease, leishmaniasis, cancer, osteoporosis, osteoarthritis, rheumatoid arthritis and Alzheimer's disease, with the proviso that malaria is not treated by inhibiting falcipain-2.
  • Another aspect of the present invention relates to the use of a compound B as defined above for the manufacture of a medicament for the treatment of diseases.
  • said diseases are a disease selected from the group comprising malaria, sleeping sickness, Chagas' disease, leishmaniasis, cancer, osteoporosis, osteoarthritis, rheumatoid arthritis, and Alzheimer's disease, with the proviso that malaria is not inhibited by falcipain-2 is treated.
  • a further solution of the objects according to the invention is a pharmaceutical composition comprising a compound of the formula B as defined above together with suitable additives or excipients.
  • the compound is preferably present here in the form of a depot substance or as a precursor together with a suitable, pharmaceutically acceptable dilution solution or vehicle.
  • compositions in which the compound is present in a pharmaceutically effective amount.
  • a pharmaceutical composition in the form of tablets, dragees, capsules, dripping solutions, suppositories, injection or infusion preparations for peroral, rectal or parenteral use.
  • dosage forms and their preparation are known in the art.
  • the term "precursor" of a substance should be understood as meaning, on the one hand, a substance which is changed in the course of its administration by the conditions in the body (eg pH in the stomach) or else metabolized by the body after absorption in that the compound according to the invention forms as active substance.
  • IC 5 o is the mean inhibitory concentration, ie the concentration of an inhibitor at which half maximal inhibition is observed.
  • K; denotes the binding affinity of the inhibitor.
  • the target proteases of the new inhibitors are cysteine proteases of the so-called papain family (clan CA).
  • Parasitic proteases of the pathogen Plasmodium falciparum [Rosenthal PJ. Int J Parasitol. 2004, 34, 1489-99], trypanosome ** brucei and Leishmania major, but also human proteases (cathepsins B, L, K, S, V, etc.) that are involved in diseases such as cancer, arthritis, Alzheimer's, osteoporosis (here if, for example, the cathepsin K inhibitor odanacatib is involved in phase III of the clinical trial) [Otto HH and Schirmeister T. Chem. Rev.
  • these inhibitors have a building block that covalently (reversibly or irreversibly) binds to the sulfur of the active site of the protease [Powers JC, Asgian JL, Ekici OD and James KE Chem Rev. 2002, 102, 4639-750; Schirffle T. and Klockow A. Mini Rev. Med. Chem. 2003, 3, 585-596; Vicik R., Busemann M., Baumann K. and Schirmeister T. Curr. Top. Med. Chem. 2006, 6, 331-353].
  • the substances according to the invention are non-peptidic, reversible inhibitors and thus have increased oral bioavailability and a lower side-effect potential since there is no covalent binding to the target proteases.
  • the most active of the compounds disclosed herein have a pyrrole or furan ring substituted on one side with a lipophilic aromatic moiety and on the other hand with a protected guanidino function.
  • Leishmania / w ⁇ / ⁇ r promastigotes (MHOM / IL81 / FE / BNI) were cultured in blood agar cultures at 26 ° C, 5% CO 2 and 95% humidity.
  • the promastigotes were washed twice with saline phosphate buffer (PBS) and then (10 8 cells / ml) in click RPMI 1640 medium without phenol red as culture medium supplemented with 10% FCS, 2 mM L-glutamine, 10 mM HEPES buffer, pH 7.2, 100 ⁇ g / ml penicillin, 160 mg / ml gentamicin, 7.5% NaHCO 3 and 50 ⁇ M 2-mercaptoethanol.
  • PBS saline phosphate buffer
  • Bloodstream forms of the TC-221 strain of Trypanosoma brucei brucei were cultured in enriched Baltz broth in an atmosphere of 5% CO 2 at 37 ° C.
  • a defined number of pathogens (10 4 trypanosomes per ml) in 96-well plates was incubated with the substances according to the invention in different concentrations for 48 to 72 hours.
  • the effect of the drugs was quantified by the IC 50 values by linear interpolation.
  • the trypanocidal activity of the test substances was determined by absorption measurements on the MR 700 Microplate Reader (test wavelength 550 nm, reference wavelength 630 nm) using Alamar Blue®, an indicator of metabolic cell functions.
  • the addition of the dye was carried out 24 hours after the start of the incubation.
  • the Alamar Blue® color change used in absorption measurement is based on reduction processes involving NADH or NADH-dependent enzymes. Incubation times and the required dye concentration correlate with the metabolic activity of the trypanosomes. As a positive control and reference Suramin Na served.
  • Plasmodium falciparum W2 or P. falciparum FCBR was digested in vitro in human erythrocytes under standard conditions (RPMI 1640 medium, Sigma Aldrich) supplemented with 25 mM HEPES, 20 mM NaHCO 3, and 0 , 5% AlbuMAX I (Invitrogen).
  • the substances / inhibitors according to the invention were added in various concentrations (dilution series).
  • the AlbuMAX medium was removed and cultures were incubated with 1% formaldehyde solution in PBS (pH 7.4) for 2 h.
  • the parasites thus fixed were transferred to a 0.1% Triton X-100 solution in PBS with 1 nM YOYO-I dye and analyzed by FACS analysis (fluorescence-activated cell sorting).
  • FACS analysis fluorescence-activated cell sorting
  • MTT microculture tetrazolium test
  • Macrophages of cell line J774.1 were washed and suspended in culture medium (2 ⁇
  • Cytotoxicity was determined by Alamar Blue® assay.
  • a geometric dilution series of the respective substance in the cell medium (293 renal epithelial cells, without phenol red) with 1% DMSO was prepared and placed in 96-well polystyrene flat-bottomed microtiter plates. The cells were trypsinized and washed once.
  • a cell suspension of 10 5 cells / ml was prepared and 20 ⁇ L of it pipetted into the wells. The final volume was 200 ⁇ l. After 24 h incubation at 37 ° C. and 5% CO 2 , 20 ⁇ L Alamar blue (Trinova Biochem, Giessen, Germany) was added to each well and the microtiter plate was further incubated.
  • the wells containing the medium and the respective substance as well as those containing only cell suspension (without substance) served as negative or positive control.
  • the optical density was measured after 24 h and 48 h with an ELISA reader at the wavelengths 550 nm and 630 nm.
  • the IC 50 value was calculated after linear interpolation [Huber JC Koella Acta Tropica 1993, 55, 257-261].
  • Table 5 Trypanosomazide effect of substances according to the invention.
  • Table 6 Leishmanicidal effect of substances according to the invention.
  • Table 7 Anti-plasmodial action of substances according to the invention.
  • the inhibitors are particularly active against the pathogens Trypanosoma brucei and Plasmodium falciparum with IC 50 values in the lower or even sub-micromolar range.
  • Compound 3 has the highest activity against both pathogens.
  • Table 8 Cytotoxic effect of substances according to the invention.
  • the IC 5O values for cytotoxicity are so far tested higher than the values for the pathogens Trypanosoma brucei and Plasmodium falciparum.
  • Compound 4 is non-toxic up to a concentration of 160 ⁇ M.
  • Table 9 Comparison data of reference inhibitors, a) IC 50 values in [ ⁇ M] b) K a i values in [ ⁇ M]
  • the inhibitors are somewhat weaker than the reference inhibitor E-64 with respect to the inhibition of parasitic cysteine proteases, but have a comparable or better anti-plasmodial activity.
  • the anti-plasmodial activity of compound 3 is better than that of the drug chloroquine.
  • the inhibitors are comparable to the previously used drugs suramin, nifurtimox and eflornithine.
  • Table 10 Inhibition of cysteine proteases by substances according to the invention.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft N-geschützte Guanidin-substituierte Furane, Thiophene und Pyrrole, ihre Verwendung als Cystein-Protease-Inhibitoren, pharmazeutische Zusammensetzungen, die diese Verbindungen enthalten, sowie ihren Einsatz zur Behandlung von Autoimmunkrankheiten, parasitären Krankheiten und Krebs.

Description

N-geschtitzte Guanidin-substituierte Furane, Thiophene und Pyrrole als Cystein-
Protease-Inhibitoren
Die vorliegende Erfindung betrifft N-geschützte Guanidin-substituierte Furane, Thiophene und Pyrrole, ihre Verwendung als Cystein-Protease-Inhibitoren, pharmazeutische Zusammensetzungen, die diese Verbindungen enthalten, sowie ihren Einsatz zur Behandlung von Autoimmunkrankheiten, parasitären Krankheiten und Krebs.
Cystein-Proteasen sind bei Pflanzen, Bakterien, Viren, Pilzen, Protozoen, Würmern und bei Säugetieren, also auch beim Menschen, weit verbreitet [Otto H.H. und Schirmeister T. Chem. Rev. 1997, 97, 133-171]. Sie sind charakterisiert durch eine so genannte katalytische Triade bestehend aus Cystein, Histidin und Aspartat, die das aktive Zentrum des Enzyms bildet. Beim Menschen sind Cystein-Proteasen bei einer Vielzahl von physiologischen und pathophysiologischen Prozessen beteiligt und nicht nur, wie zunächst angenommen wurde, für den unspezifischen Proteinabbau in der Zelle zuständig. Die Mehrzahl der humanen Cystein-Proteasen gehört zum Clan CA (C für Cystein), der noch in die Familie Cl (lysosomale Cathepsine) und die Familie C2 (cytoplasmatische Calpaine) unterteilt wird.
Durch Überexpression oder Fehlregulation der Proteasen (insbesondere der hochaktiven lysosomalen Cathepsine) kann es zu unerwünscht hohen Aktivitäten dieser Enzyme und damit zum Abbau körpereigener Strukturen und möglicherweise pathologischen Zuständen kommen. Die Ursachen der Überexpression sind weitestgehend ungeklärt und sind Gegenstand intensiver Forschung. Zum Beispiel wurden in Tumorgewebe erhöhte Cathepsin B- Expression und -Sekretion nachgewiesen, was auf eine Rolle dieses Enzyms bei der Tumorinvasion und der Metastasierung hindeutet [Frosch B.A., Berquin L, Emmert-Buck M.R., Moin K. und Sloane B.F. Apmis 1999, 107, 28-37].
Cathepsin B und L sind ubiquitär im menschlichen Körper vertreten, doch wurden in den letzten Jahren auch gewebe- und zellspezifische Cathepsine, wie Cathepsin K in den Osteoklasten, Cathepsin S in peripheren, antigen-präsentierenden Zellen oder Cathepsin W in natürlichen Killerzellen, identifiziert [Bromme D. und Kaleta J. Curr. Pharm. Design 2002, 8, 1639-1658]. Bei Parasiten spielen Cystein-Proteasen nicht nur für die Invasion des Wirts und die Verbreitung innerhalb desselben unter Umgehung seines Immunsystems eine wichtige Rolle. Die Erreger der Malaria, die Plasmodien, ernähren sich z.B. vom Proteinanteil des menschlichen Hämoglobins und bauen diesen mit Hilfe von Falcipainen ab.
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Tabelle 1: Ausgewählte Cystein-Proteasen und ihre (patho-)physiologische Bedeutung.
Die meisten Inhibitoren von Cystein-Proteasen wurden gemäß dem klassischen Substratbasierten Prinzip für die Entwicklung von Proteasen synthetisiert. Sie haben generell eine reaktive (bei Cystein-Proteasen ist dies eine elektrophile) Kopfgruppe, ein sog. „warhead", der mit einer Peptidkette verknüpft ist. Der Peptidteil ist die Erkennungssequenz für die entsprechende Protease und entspricht entweder der eines bevorzugten Substrats oder der eines natürlich vorkommenden peptidischen Inhibitors dieser Protease. Die elektrophile Kopfgruppe soll mit dem Cysteinat im aktiven Zentrum reagieren und die katalytische Fähigkeit des Enzyms blockieren. Bei den meisten Inhibitoren kommt es dabei zu einer kovalenten Bindung an das Enzym.
Da Peptide als Arzneistoffe schlecht applizierbar sind und auch schnell von hydrolytischen Enzymen gespalten werden, wurde lange Zeit die Entwicklung von peptidomimetischen Inhibitoren vorangetrieben. Hierbei wird die Peptidkette z.B. durch Heterozyklen rigidisiert oder es werden unnatürliche Aminosäuren eingebaut, die zu einer besseren Stabilität gegen den hydrolytischen Abbau führen sollen.
Bislang wurden zwar sehr viele peptidische und immer mehr peptidomimetische Wirkstoffe synthetisiert, es sind jedoch nur vergleichbar wenige nicht-peptidische Wirkstoffe bekannt [Schirmeister T. und Käppier U. Mini Rev. Med Chem. 2003, 3, 361-373]. Zu den irreversiblen Inhibitoren dieser Gruppe gehören die 3-Chlor-4-carboxamido-6- arylpyridazine, die gegen das „interleukin Converting enzyme" (ICE, Caspase-1) gerichtet sind. Man vermutet, dass sie durch nukleophile Substitution des Chloratoms in Position 3 des Pyridazinrings durch das Thiolat des aktiven Zentrums wirken. Auch das als Hemmstoff der Alkoholdehydrogenase bekannte und zum Alkoholentzug eingesetzte Disulfϊram wurde als Inhibitor der Cystein-Proteasen Caspase 1 und 3 identifiziert. Disulfiram bildet mit dem Cystein im aktiven Zentrum ein gemischtes Disulfid.
Durch ein Screening wurden Homophtalimide als Inhibitoren der 3C-Protease des humanen Rhinovirus (HRV) identifiziert. Eine kovalente Bindung wurde massenspektroskopisch im Verhältnis 1:1 (Enzym .'Inhibitor) nachgewiesen.
Organotellur-(IV)-Verbindungen wurden als selektive, irreversible Inhibitoren von Papain und Cathepsin B (im Gegensatz zu Serin-, Aspartat- und Metalloproteasen) identifiziert, was durch eine Oxidation des aktiven Zentrums der beiden Proteasen erklärt werden kann. Durch Thiolzusatz kann die katalytische Aktivität wieder hergestellt werden.
Ähnlich wirken auch die Stickstoffmonoxid-Donatoren wie S-Nitrosoglutathion (GSNO) oder 5-Nitroso-iV-acetylpenicillamin (SNAP). Neben der bekannten S-Nitrosylierung kommt es zur Ausbildung eines gemischten Disulfϊds zwischen dem Thiol des aktiven Zentrums und Glutathion bzw. N-Acetylpenicillamin. Auch hier kann die Wirkung durch Zusatz von Thiolen aufgehoben werden. Verbindungen wie NOR-I oxidieren den Cysteinrest im aktiven Zentrum dagegen zur Sulfin- bzw. Sulfonsäure. Hier ist nur eine teilweise Regeneration mit Thiolen möglich.
Zu nicht-peptidischen, reversiblen Inhibitoren gibt es nur sehr wenige Publikationen. Diese betreffen Cathepsin K-Inhibitoren vom Biaryl-Typ [Robichaud J., Oballa R., Prasit P., Falgueyret J.P., Percival M.D., Wesolowski G., Rodan S.B., Kimmel D., Johnson C, Bryant C, Venkatraman S., Serti E., Mendonca R. und Palmer J.T. J Med Chem. 2003, 46, 3709- 3727], die sich von peptidischen Nitrilen ableiten, sowie andere Cyanamid-basierte Inhibitoren von Cathepsin K und L [Falgueyret J.P., Oballa R.M., Okamoto 0., Wesolowski G., Aubin Y., Rydzewski R.M., Prasit P., Riendeau D., Rodan S.B. und Percival M.D. J Med Chem. 2001, 44, 94-104]. Auch diese Inhibitoren gehen zwar eine reversible, aber trotzdem kovalente Bindung zu den Ziel-Enzymen ein.
Es war folglich eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, neue nicht-peptidische, reversible Cystein-Protease-Inhibitoren bereit zu stellen. Diese Inhibitoren sollen insbesondere zum Einsatz als Pharmazeutika zur Behandlung von Krankheiten geeignet sein, bei denen spezifische Cystein-Proteasen eine Rolle spielen, wie z.B. parasitäre Krankheiten, Autoimmunkrankheiten und Krebs.
Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden gelöst durch die Verwendung einer Verbindung mit der Formel
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A als Cystein-Protease-Inhibitor, wobei X O oder S ist,
R1 und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, umfassend H, substituierte und nicht-substituierte Alkyle, Aryle, Alkyl-Aryle, und Aryl-Alkyle,
R3 ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend substituierte oder nicht-substituierte Alkyle,
Aryle, Alkyl-Aryle, und Aryl-Alkyle, und
Z ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend t-Butoxycarbonyl (Boc), Benzyloxycarbonyl
(Cbz), 9-Fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc) und andere Acyl-Reste.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist X O, Rj und R2 sind H, und R3 ist ein substituiertes Aryl, Alkyl-Aryl oder Aryl-Alkyl.
In einer Ausfuhrungsform ist die Verbindung A eine Verbindung mit einer der Strukturformeln 11-16 (siehe Tabelle 2).
In einer Ausführungsform ist die Cystein-Protease eine Cystein-Protease, die einem Organismus, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Plasmodium falciparum, Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi und Leishmanien, entstammt. In einer anderen Ausführungsform ist die Cystein-Protease eine humane Cystein-Protease. Vorzugsweise ist die humane Cystein-Protease ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Calpaine und Cathepsine B, L, K, S, F, X.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung einer oben definierten Verbindung A zur Behandlung von Krankheiten.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer oben definierten Verbindung A zur Behandlung von Krankheiten ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Malaria, Schlafkrankheit, Chagas-Krankheit, Leishmaniosen, Krebs, Osteoporose, Osteoarthritis, rheumatoide Arthritis und Alzheimer.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung einer oben definierten Verbindung A zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von Krankheiten. Vorzugsweise handelt es sich bei besagten Krankheiten um eine Krankheit ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Malaria, Schlafkrankheit, Chagas-Krankheit, Leishmaniosen, Krebs, Osteoporose, Osteoarthritis, rheumatoide Arthritis und Alzheimer.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine pharmazeutische Zusammensetzung, umfassend eine oben definierte Verbindung A zusammen mit geeigneten Zusatz- oder Hilfsstoffen.
Vorzugsweise liegt hierbei die oben definierte Verbindung A in Form einer Depotsubstanz oder als Vorläufer zusammen mit einer geeigneten, pharmazeutisch verträglichen Verdünnungslösung oder Trägersubstanz vor.
Besonders bevorzugt sind pharmazeutische Zusammensetzungen, in denen die Verbindung in einer pharmazeutisch wirksamen Menge vorliegt.
Erfindungsgemäß kann die pharmazeutische Zusammensetzung in Form von Tabletten, Dragees, Kapseln, Tropflösungen, Suppositorien, Injektions- oder Infusionszubereitungen zur peroralen, rektalen oder parenteralen Verwendung vorliegen. Solche Darreichungsformen und deren Herstellung sind dem Fachmann bekannt. Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden ebenfalls gelöst durch eine oben definierte Verbindung A zur Verwendung als Cystein-Protease-Inbibitor oder zur Behandlung von Krankheiten.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Verbindung mit der Formel
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wobei X O oder S ist,
Ri und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, umfassend H, substituierte und nicht-substituierte Alkyle, Aryle, Alkyl-Aryle, und Aryl-Alkyle,
R3 ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend substituierte oder nicht-substituierte Alkyle,
Aryle, Alkyl-Aryle, und Aryl-Alkyle, und
Z ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend t-Butoxycarbonyl (Boc), Benzyloxycarbonyl
(Cbz), 9-Fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc) und andere Acyl-Reste, mit der Maßgabe, dass die folgenden Verbindungen ausgenommen sind:
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist X O, Ri und R2 sind H, und R3 ist ein substituiertes Aryl, Alkyl-Aryl oder Aryl-Alkyl.
In einer Ausführungsform ist die Verbindung A eine Verbindung mit einer der Strukturformeln 11-16 (siehe Tabelle 2).
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft auch die Verwendung einer Verbindung mit der Formel
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B wobei Ri und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, umfassend H, substituierte und nicht-substituierte Alkyle, Aryle, Alkyl-Aryle, und Aryl-Alkyle, R3 ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend substituierte oder nicht-substituierte Alkyle, Aryle, Alkyl-Aryle, und Aryl-Alkyle, und Z ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend t-Butoxycarbonyl (Boc), Benzyloxycarbonyl
(Cbz), 9-Fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc) und andere Acyl-Reste, als Cystein-Protease-Inhibitor, mit der Maßgabe, dass es sich bei der Cystein-Protease nicht um Falcipain-2 handelt.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform sind Rj und R2 H, und R3 ist ein substituiertes Aryl, Alkyl-Aryl oder Aryl-Alkyl.
In einer Ausführungsform ist die Verbindung B eine Verbindung mit einer der Strukturformeln 1-10 und 17 (siehe Tabelle 2).
In einer Ausführungsform ist die Cystein-Protease eine Cystein-Protease, die einem Organismus, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Plasmodium falciparum, Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi und Leishmanien, entstammt.
In einer anderen Ausführungsform ist die Cystein-Protease eine humane Cystein-Protease. Vorzugsweise ist die humane Cystein-Protease ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Calpaine und Cathepsine B, L, K, S, F, X.
Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung einer oben definierten Verbindung mit der Formel B zur Behandlung von Krankheiten ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Malaria, Schlafkrankheit, Chagas-Krankheit, Leishmaniosen, Krebs, Osteoporose, Osteoarthritis, rheumatoide Arthritis und Alzheimer, mit der Maßgabe, dass Malaria nicht durch Inhibierung von Falcipain-2 behandelt wird.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung einer oben definierten Verbindung B zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von Krankheiten. Vorzugsweise handelt es sich bei besagten Krankheiten um eine Krankheit ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Malaria, Schlafkrankheit, Chagas-Krankheit, Leishmaniosen, Krebs, Osteoporose, Osteoarthritis, rheumatoide Arthritis und Alzheimer, mit der Maßgabe, dass Malaria nicht durch Inhibierung von Falcipain-2 behandelt wird. Eine weitere Lösung der erfindungsgemäßen Aufgaben stellt eine pharmazeutische Zusammensetzung, umfassend eine oben definierte Verbindung mit der Formel B zusammen mit geeigneten Zusatz- oder Hilfsstoffen, dar.
Vorzugsweise liegt die Verbindung hier in Form einer Depotsubstanz oder als Vorläufer zusammen mit einer geeigneten, pharmazeutisch verträglichen Verdünnungslösung oder Trägersubstanz vor.
Besonders bevorzugt sind pharmazeutische Zusammensetzungen, in denen die Verbindung in einer pharmazeutisch wirksamen Menge vorliegt.
Bevorzugt ist weiterhin eine pharmazeutische Zusammensetzung in Form von Tabletten, Dragees, Kapseln, Tropflösungen, Suppositorien, Injektions- oder Infusionszubereitungen zur peroralen, rektalen oder parenteralen Verwendung vor. Solche Darreichungsformen und deren Herstellung sind dem Fachmann bekannt.
Unter „Vorläufer" einer Substanz soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung zum einen eine Substanz verstanden werden, die im Laufe ihrer Verabreichung zur Behandlung durch die Bedingungen im Körper (z.B. pH im Magen) so verändert wird oder aber durch den Körper nach Aufnahme so metabolisiert wird, dass sich als wirksame Substanz die erfindungsgemäße Verbindung bilden.
„IC5o" ist die mittlere inhibitorische Konzentration, also die Konzentration eines Inhibitors, bei der eine halbmaximale Inhibition beobachtet wird. „K;" bezeichnet die Bindungsaffinität des Inhibitors.
Die Ziel-Proteasen der neuen Inhibitoren sind Cystein-Proteasen der sog. Papain-Familie (Clan CA). Zu dieser Familie gehören sowohl parasitäre Proteasen der Erreger Plasmodium falciparum [Rosenthal PJ. Int J Parasitol. 2004, 34, 1489-99], Trypanosom** brucei und Leishmania major, aber auch humane Proteasen (Cathepsine B, L, K, S, V, usw.), die an Krankheiten wie Krebs, Arthritis, Alzheimer, Osteoporose (hier befindet sich z.B. der Cathepsin K-Inhibitor Odanacatib in Phase III der Klinischen Prüfung) beteiligt sind [Otto H. H. und Schirmeister T. Chem. Rev. 1997, 97, 133-171; Lecaille F., Kaleta J. und Brömme D. Chem Rev. 2002, 102, 4459-88; Brömme D. und Kaleta J. Curr Pharm Design 2002, 8, 1639- 58; Deaton D.N. und Tavares F.X. Curr Top Med Chem. 2005, 5, 1639-75; Liu J., Sukhova G.K., Sun J.S., Xu W.H., Libby P. und Shi G.P. Arterioscler Thromb Vase Biol. 2004, 24, 1359-66.; Turk D., Turk B. und Turk V. Biochem Soc Symp. 2003, 70, 15-30; Leung-Toung R., Zhao Y., Li W., Tarn T.F., Karimian K. und Spino M. Curr Med Chem. 2006, 13, 547-81] Damit ergibt sich, je nach Selektivität des Inhibitors, ein breites Spektrum an Anwendungsmöglichkeiten, also anti-parasitäre Arzneistoffe oder Arzneistoffe zur Therapie der genannten Erkrankungen, bei denen die humanen Cathepsine eine Rolle spielen. Es gibt zahlreiche Inhibitoren von Cystein-Proteasen der Papain-Familie. Meist sind diese jedoch peptidischer Natur bzw. von Peptiden abgeleitet (Peptidomimetika). In vielen Fällen besitzen diese Inhibitoren einen Baustein, der kovalent (reversibel oder irreversibel) an den Schwefel des aktiven Zentrums der Protease bindet [Powers J.C., Asgian J.L., Ekici O.D. und James K.E. Chem Rev. 2002, 102, 4639-750; Schirmeister T. und Klockow A. Mini Rev. Med. Chem. 2003, 3, 585-596; Vicik R., Busemann M., Baumann K. und Schirmeister T. Curr. Top. Med. Chem. 2006, 6, 331-353]. Sowohl der peptidische Charakter der Inhibitoren als auch die kovalente Bindung an Ziel-Proteasen führen häufig dazu, dass solche Inhibitoren nicht in die weitere Entwicklung gelangen: der Peptidcharakter fuhrt oft zu mangelnder oraler Bioverfügbarkeit, die kovalente Hemmung bewirkt häufig Nebenwirkungen durch Reaktion mit anderen Proteinen des Organismus. Daher ist die Entwicklung nicht-peptidischer, reversibler Inhibitoren ein wichtiges Forschungsziel. Allerdings gibt es hier bisher nur wenige aktive Verbindungsklassen [Schirmeister T. und Käppier U. Mini Rev. Med. Chem. 2003, 3, 361-373].
Die erfindungsgemäßen Substanzen sind nicht-peptidische, reversible Inhibitoren und weisen somit erhöhte oralen Bioverfügbarkeit und ein geringeres Nebenwirkungspotential auf, da keine kovalente Bindung an die Ziel-Proteasen stattfindet. Die bisher aktivsten der hier offenbarten Verbindungen besitzen einen Pyrrol- oder Furan-Ring, der auf der einen Seite mit einem lipophilen aromatischen Rest substituiert ist, auf der anderen Seite eine geschützte Guanidino-Funktion trägt.
Die Erfindung soll im Folgenden anhand von Beispielen beschrieben werden, ohne sie jedoch auf diese Beispiele zu begrenzen.
Beispiele
1. Experimentelle Durchführung 1.1 Messung der Hemmkonstanten an isolierten Enzymen
Die Bestimmung der Hemmkonstanten wurde nach literaturbekannten Methoden durchgerührt [Hemmung von Falcipainen: Gelhaus C, Vicik R., Hilgenfeld R., Schmidt C. L., Leippe M. und Schirmeister T. Biol. Chem. 2004, 435-438; Schulz F., Gelhaus C, Degel B., Vicik R., Heppner S., Breuning A., Leippe M., Gut J., Rosenthal PJ. und Schirmeister T. ChemMedChem 2007, 2, 1214-1224 / Hemmung von Rhodesain: Vicik R., Hoerr V., Glaser M., Schultheis M., Hanseil E., McKerrow J.H., Holzgrabe U., Caffrey CR., Ponte-Sucre A., Moll H., Stich A. und Schirmeister T. Bioorg. Med. Chem. Leu. 2006, 16, 2753-2757 / Hemmung von Cathepsin B und L: Vicik R., Busemann M., Gelhaus C, Stiefl N., Scheiber J., Schmitz W., Schulz F., Mladenovic M., Engels B., Leippe M., Baumann K. und Schirmeister T. ChemMedChem 2006, 1, 1126-1141]. Eingesetzt wurden fluorimetrische Enzymassays mit Cbz-Phe-Arg-AMC oder im Falle von Falcipain 3 Cbz-Leu-Arg-AMC als Substrat. Die Zunahme der Fluoreszenz durch proteolytische Spaltung des Substrates wurde mit einem Cary Eclipse Fluoreszenzspektrometer der Fa. Varian in Anwesenheit des Inhibitors (Verdünnungsreihe) oder mit DMSO (max. 10%) als Negativkontrolle gemessen (Exzitations- Wellenlänge: 365 nm; Emissions- Wellenlänge: 460 nm). Es wurden 96-Loch-Platten der Fa. Nunc GmbH Wiesbaden verwendet.
1.2 Biologische Aktivitäten / Messung der In-vitro-Hemmung
1.2.1 Wirkung gegen Parasiten der Gattung Leishmania
Leishmania /wα/σr-Promastigoten (MHOM/IL81/FE/BNI) wurden in Blutagar-Kulturen bei 26°C, 5% CO2 und 95% Luftfeuchtigkeit kultiviert. Für das Experiment wurden die Promastigoten zweimal mit salinem Phosphatpuffer (PBS) gewaschen und anschließend (108 Zellen/ml) in Click-RPMI-1640-Medium ohne Phenolrot als Kulturmedium, versetzt mit 10% FCS, 2 mM L-Glutamin, 10 mM HEPES-Puffer, pH 7.2, 100 μg/ml Penicillin, 160 mg/ml Gentamicin, 7.5% NaHCO3 und 50 μM 2-Mercaptoethanol, suspendiert. Zur Aktivitätsbestimmung wurden jeweils 200 μl der Promastigoten-Suspension in Mikrotiterplatten mit den erfindungsgemäßen Substanzen in einer geometrischen Verdünnungsreihe 24 Stunden lang, bei 26°C, 5% CO2 und 95% Luftfeuchtigkeit inkubiert. Anschließend wurden jeder Mikrokultur 20 μL Alamar Blue (Trinova Biochem, Gießen, Deutschland) hinzugefügt und die Kulturen weiter inkubiert. Kulturen, die nur Medium und die jeweilige Substanz oder nur die Zellsuspension (ohne Substanz) enthielten, dienten als Kontrollen. Die optische Dichte wurde nach weiteren 24 Stunden mit einem ELISA-Reader bei den Wellenlängen 550 nm und 630 ran gemessen. Die IC50- Werte der Substanzen wurden durch lineare Interpolation [Mikus L. und Steverding D. Parasitol Int. 2000, 48, 265-269] berechnet.
1.2.2 Anti-trypanosomiale Wirkungen
Es wurden Blutstromformen des TC-221 -Stammes von Trypanosoma brucei brucei in angereichertem Baltz-Nährmedium in einer Atmosphäre von 5 % CO2 bei 37°C kultiviert. Zur Aktivitätsbestimmung wurde eine definierte Erregerzahl (104 Trypanosomen pro ml) in 96- Lochplatten mit den erfindungsgemäßen Substanzen in unterschiedlicher Konzentration über 48 bis 72 Stunden inkubiert. Der Effekt der Wirkstoffe war über die IC50- Werte durch lineare Interpolation quantifizierbar. Die trypanozide Aktivität der Testsubstanzen wurde über Absorptionsmessungen am MR 700 Microplate Reader (Testwellenlänge 550 nm, Referenzwellenlänge 630 nm) mittels Alamar Blue®, einem Indikator metabolischer Zellfunktionen, bestimmt. Die Zugabe des Farbstoffes erfolgte 24 Stunden nach Beginn der Inkubation. Der bei der Absorptionsmessung genutzte Farbumschlag von Alamar Blue® beruht auf Reduktionsprozessen, in welchen NADH oder NADH-abhängige Enzyme involviert sind. Inkubationszeiten und die benötigte Farbstoffkonzentration korrelieren mit der Stoffwechselaktivität der Trypanosomen. Als Positivkontrolle und Referenz diente Suramin Na.
1.2.3 Anti-plasmodiale Wirkungen
Für die Bestimmung der anti-plasmodialen Aktivitäten nach Literatur [Schulz F., Gelhaus C, Degel B., Vicik R., Heppner S., Breuning A., Leippe M., Gut J., Rosenthal PJ. und Schirmeister T. ChemMedChem 2007, 2, 1214-1224] wurde Plasmodium falciparum W2 oder P. falciparum FCBR in vitro in humanen Erythrocyten unter Standardbedingungen (RPMI 1640 Medium, Sigma Aldrich) bei Supplementierung mit 25 mM HEPES, 20 mM NaHCO3 und 0,5% AlbuMAX I (Invitrogen) kultiviert. Die erfindungsgemäßen Substanzen/Inhibitoren wurden in verschiedenen Konzentrationen zugegeben (Verdünnungsreihe). Nach 48 h wurde das AlbuMAX-Medium entfernt und die Kulturen mit 1%-iger Formaldehyd-Lösung in PBS (pH 7,4) für 2 h inkubiert. Die so fixierten Parasiten wurden in eine 0,1% Triton-X-100- Lösung in PBS mit 1 nM YOYO-I -Farbstoff überfuhrt und durch FACS-Analyse (fluorescence-activated cell sorting) analysiert. Außerdem wurde der MTT (microculture tetrazolium test) durchgeführt. Chloroquin und E-64 dienten als Referenzen.
1.2.4 Zytotoxizität (J.774.1 Makrophagen')
Makrophagen der Zelllinie J774.1 wurden gewaschen und in Kulturmedium suspendiert (2 x
10 Zellen/ml). Für den Test wurden 200 μL der Zellsuspension und der erfindungsgemäßen Substanzen in einer geometrischen Verdünnungsreihe in Kulturen von Mikrotiterplatten pipettiert. Nach 24 Stunden Inkubation bei 37°C, 5 % CO2 und 95% Luftfeuchtigkeit wurden jeder Mikrokultur 20 μL Alamar Blue zugefügt und die Mikrotiterplatte weiter inkubiert. Mikrokulturen mit Medium und erfindungsgemäßer Substanz sowie Mikrokulturen, die nur Zellsuspension (ohne Substanz) enthielten, dienten als Kontrollen. Die optische Dichte wurde nach 24, 48 und 72 Stunden mit einem ELISA-Reader bei den Wellenlängen 550 nm und 630 nm gemessen. Der IC50- Wert der Substanzen wurde durch lineare Interpolation berechnet. Amphotericin B diente als Referenzsubstanz und Positivkontrolle.
1.2.5 Zytotoxizität (293 Nierenepithelzellen)
Die Zytotoxizität wurde mittels eines Alamar-Blue®-Assays bestimmt. Zuerst wurde eine geometrische Verdünnungsreihe der jeweiligen Substanz im Zellmedium (293 Nierenepithelzellen; ohne Phenolrot) mit 1 % DMSO hergestellt und in 96-Loch-Polystyrol- Flachboden-Mikrotiterplatten vorgelegt. Die Zellen wurden trypsinisiert und einmal gewaschen. Für den Test wurde eine Zellsuspension von 105 Zellen/ml vorbereitet und 20 μL davon in die Vertiefungen pipettiert. Das Endvolumen betrug 200 μl. Nach 24h Inkubation bei 37°C und 5 % CO2 wurde in jede Vertiefung 20 μL Alamar Blue (Trinova Biochem, Gießen, Deutschland) hinzugefügt und die Mikrotiterplatte weiter inkubiert. Die Vertiefungen, die das Medium und die jeweilige Substanz, sowie solche, die nur Zellsuspension (ohne Substanz) enthielten, dienten als Negativ- bzw. Positivkontrolle. Die optische Dichte wurde nach 24h und 48h mit einem ELISA-Reader bei den Wellenlängen 550 nm und 630 nm gemessen. Der IC50 Wert wurde nach linearer Interpolation [Huber J. C. KoellaActa Tropica 1993, 55, 257-261] berechnet.
2. Ergebnisse Die Zahlen 1-17 beziehen sich auf beispielhafte, erfindungsgemäße Substanzen, die in Tabelle 2 aufgelistet sind.
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2.1 Inhibierung von Cystein-Proteasen (Teil I)
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Tabelle 3: Inhibierung von Cystein-Proteasen durch erfindungsgemäße Substanzen
(Pyrrolsysteme).
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Tabelle 4: Inhibierung von Cystein-Proteasen durch erfindungsgemäße Substanzen
(Für ansy steme).
Als Beispiele sind Hemmdaten gegen die Cathepsin L-ähnlichen Proteasen Rhodesain und Falcipain-2 angegeben. Die Inhibitoren weisen hier IC5Q- Werte im unteren mikromolaren Bereich auf. Gegenüber Cathepsin B ist, soweit bisher getestet, eine schwächere Hemmung festzustellen.
2.2 Anti-parasitäre Wirkung
2.2.1 Trypanosomazide Wirkung (Trypanosoma brucei brucei 221)
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Tabelle 5: Trypanosomazide Wirkung von erfindungsgemäßen Substanzen.
2.2.2 Leishmanizide Wirkung
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Tabelle 6: Leishmanizide Wirkung von erfindungsgemäßen Substanzen.
2.2.3 Anti-plasmodiale Wirkung
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Tabelle 7: Anti-plasmodiale Wirkung von erfindungsgemäßen Substanzen.
Die Inhibitoren wirken insbesondere gegen die Erreger Trypanosoma brucei und Plasmodium falciparum mit IC5O- Werten im unteren oder sogar sub-mikromolaren Bereich. Verbindung 3 weist dabei die höchste Wirksamkeit gegen beide Erreger auf.
2.3 Zytotoxizität
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Tabelle 8: Zytotoxische Wirkung von erfindungsgemäßen Substanzen.
Die IC5O- Werte für die Zytotoxizität liegen soweit bisher getestet höher als die Werte für die Erreger Trypanosoma brucei und Plasmodium falciparum. Insbesondere hervorzuheben sind die Selektivitätsindices SI (IC50(humane Zellen)/IC5o(Erreger)) für die Verbindungen 3 (SI > 187 für P. f. und SI = 85 für T.b.) und 4 (SI > 9 für P.f. und SI > 88 für T.b.). Verbindung 4 ist nicht-toxisch bis zu einer Konzentration von 160 μM.
2.4 Vergleichsdaten von Referenzinhibitoren
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Tabelle 9: Vergleichsdaten von Referenzinhibitoren, a) IC50- Werte in [μM] b) Kai- Werte in [μM]
Die Inhibitoren sind bzgl. der Hemmung parasitärer Cystein-Proteasen etwas schwächer als der Referenzinhibitor E-64, weisen aber eine vergleichbare oder bessere anti-plasmodiale Wirksamkeit auf. Die Anti-plasmodiale Wirksamkeit der Verbindung 3 ist besser als die des Arzneistoffes Chloroquin. Die Inhibitoren sind bzgl. ihrer anti-trypanosomalen Aktivität vergleichbar mit den bisher eingesetzten Arzneistoffen Suramin, Nifurtimox und Eflornithin.
2.5 Inhibierung von Cystein-Proteasen (Teil ID
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Tabelle 10: Inhibierung von Cystein-Proteasen durch erfindungsgemäße Substanzen.

Claims

Patentansprüche
1. Verwendung einer Verbindung mit der Formel
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A wobei X O oder S ist,
Ri und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, umfassend H, substituierte und nicht-substituierte Alkyle, Aryle, Alkyl-Aryle, und Aryl-Alkyle,
R3 ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend substituierte oder nicht-substituierte
Alkyle, Aryle, Alkyl-Aryle, und Aryl-Alkyle, und
Z ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend t-Butoxycarbonyl (Boc),
Benzyloxycarbonyl (Cbz), 9-Fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc) und andere Acyl-
Reste, als Cystein-Protease-Inhibitor.
2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Cystein-Protease eine Cystein-Protease ist, die einem Organismus, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Plasmodium falciparum, Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi und Leishmanien, entstammt.
3. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Cystein-Protease eine humane Cystein- Protease ist.
4. Verwendung nach Anspruch 3, wobei die humane Cystein-Protease ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend Calpaine und Cathepsine B, L, K, S, F, X.
5. Verwendung einer in Anspruch 1 definierten Verbindung zur Behandlung von Krankheiten.
6. Verwendung einer in Anspruch 1 definierten Verbindung zur Behandlung von Krankheiten ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Malaria, Schlafkrankheit, Chagas- Krankheit, Leishmaniosen, Krebs, Osteoporose, Osteoarthritis, rheumatoide Arthritis und Alzheimer.
7. Pharmazeutische Zusammensetzung, umfassend eine in Anspruch 1 definierte Verbindung zusammen mit geeigneten Zusatz- oder Hilfsstoffen.
8. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 8, wobei die Verbindung in Form einer Depotsubstanz oder als Vorläufer zusammen mit einer geeigneten, pharmazeutisch verträglichen Verdünnungslösung oder Trägersubstanz vorliegt.
9. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Verbindung in einer pharmazeutisch wirksamen Menge vorliegt.
10. Pharmazeutische Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 8 bis 10 in Form von Tabletten, Dragees, Kapseln, Tropflösungen, Suppositorien, Injektions- oder Infusionszubereitungen zur peroralen, rektalen oder parenteralen Verwendung.
11. Verbindung, wie in Anspruch 1 definiert, zur Verwendung als Cystein-Protease- Inhibitor oder zur Behandlung von Krankheiten.
12. Verbindung mit der Formel
Figure imgf000023_0001
wobei X O oder S ist,
Ri und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, umfassend H, substituierte und nicht-substituierte Alkyle, Aryle, Alkyl-Aryle, und Aryl-Alkyle,
R3 ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend substituierte oder nicht-substituierte
Alkyle, Aryle, Alkyl-Aryle, und Aryl-Alkyle, und
Z ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend t-Butoxycarbonyl (Boc),
Benzyloxycarbonyl (Cbz), 9-Fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc) und andere Acyl-
Reste, mit der Maßgabe, dass die folgenden Verbindungen ausgenommen sind:
Figure imgf000024_0001
Figure imgf000024_0002
Figure imgf000024_0003
Figure imgf000024_0004
Figure imgf000025_0001
13. Verwendung einer Verbindung mit der Formel
Figure imgf000025_0002
B wobei Ri und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, umfassend
H, substituierte und nicht-substituierte Alkyle, Aryle, Alkyl-Aryle, und Aryl-Alkyle,
R3 ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend substituierte oder nicht-substituierte
Alkyle, Aryle, Alkyl-Aryle, und Aryl-Alkyle, und
Z ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend t-Butoxycarbonyl (Boc),
Benzyloxycarbonyl (Cbz), 9-Fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc) und andere Acyl-
Reste, als Cystein-Protease-Inhibitor, mit der Maßgabe, dass es sich bei der Cystein-Protease nicht um Falcipain-2 handelt.
14. Verwendung nach Anspruch 13, wobei die Cystein-Protease eine Cystein-Protease ist, die einem Organismus, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Plasmodium falciparum, Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi und Leishmanien, entstammt.
15. Verwendung nach Anspruch 13, wobei die Cystein-Protease eine humane Cystein- Protease ist.
16. Verwendung nach Anspruch 15, wobei die humane Cystein-Protease ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend Calpaine und Cathepsine B, L, K, S, F, X.
17. Verwendung einer in Anspruch 13 definierten Verbindung zur Behandlung von Krankheiten ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Malaria, Schlafkrankheit, Chagas- Krankheit, Leishmaniosen, Krebs, Osteoporose, Osteoarthritis, rheumatoide Arthritis und Alzheimer, mit der Maßgabe, dass Malaria nicht durch Inhibierung von Falcipain-2 behandelt wird.
18. Pharmazeutische Zusammensetzung, umfassend eine in Anspruch 13 definierte Verbindung zusammen mit geeigneten Zusatz- oder Hilfsstoffen.
19. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 18, wobei die Verbindung in Form einer Depotsubstanz oder als Vorläufer zusammen mit einer geeigneten, pharmazeutisch verträglichen Verdünnungslösung oder Trägersubstanz vorliegt.
20. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 18 oder 19, wobei die Verbindung in einer pharmazeutisch wirksamen Menge vorliegt.
21. Pharmazeutische Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 18 bis 20 in Form von Tabletten, Dragees, Kapseln, Tropflösungen, Suppositorien, Injektions- oder Infusionszubereitungen zur peroralen, rektalen oder parenteralen Verwendung.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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SCHMUCK C ET AL: "2-(Guanidiniocarbonyl)furans as a new class of potential anion host: synthesis and first binding studies", EUROPEAN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY, WILEY-VCH VERLAG, WEINHEIM, DE, vol. 2006, no. 19, 1 October 2006 (2006-10-01), pages 4385 - 4392, XP008114887, ISSN: 1434-193X, [retrieved on 20060801] *
UWE MACHON: "Entwicklung von Cysteinproteaseinhibitoren Ein klassischer und ein kombinatorischer Ansatz zur Inhibitoroptimierung", 5 August 2009, JULIUS-MAXIMILIANS-UNIVERSITÄT WÜRZBURG, Würzburg, XP007910507 *

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