DE102006056766A1

DE102006056766A1 - Verwendung von kompatiblen Soluten

Info

Publication number: DE102006056766A1
Application number: DE102006056766A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Schwarz; Georg Lenzen
Original assignee: Bitop AG
Current assignee: Bitop AG
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2008-06-05
Also published as: WO2008064916A3; EP2101778A2; US20100048900A1; WO2008064916A2; DE502007006962D1; ES2365639T3; CA2671169A1; ATE505191T1; EP2101778B1

Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung von kompatiblen Soluten zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung des Vascular Leak Syndroms.

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von kompatiblen Soluten zur Behandlung des Vascular Leak Syndroms.
Aus extremophilen Organismen isolierte niedermolekulare organische chemische Verbindungen haben einen bemerkenswerten Einfluss auf die thermische, chemische und physikalische Stabilität von komplexen organischen Verbindungen und biologischen Zellstrukturen. Solche organische Verbindungen werden als Osmolyte oder kompatible Solute bezeichnet und haben inzwischen Eingang gefunden in zahlreiche kosmetische Präparate.
Zu den kompatiblen Soluten gehören insbesondere Zucker, wie Trehalose und Saccharose, Schwefelverbindungen, wie Dimethylsulfoniopropionat, Polyole, wie Glycerol, Arabitol und Inositol, Aminosäuren und Aminosäurederivate, beispielsweise Prolin, die Tetrahydropyrimidinderivate Ectoin und Hydroxyectoin, Glycinbetain, acetylierte Diaminosäuren und Glutaminderivate. Sie werden von extremophilen Mikroorganismen unter Stressbedingungen synthetisiert und dienen der Stabilität der Zellstrukturen dieser Mikroorganismen unter extremen thermischen, chemischen und physikalischen Bedingungen. Ein Beispiel hierfür sind halophile Mikroorganismen, die sich dem wechselnden Salzgehalt in salzhaltiger Umgebung anpassen müssen und darin überleben müssen.
Beispiele für kompatible Solute, die Einsatz in der Praxis gefunden haben, sind Ectoin, Hydroxyectoin, Firoin, Firoin-A, Diglycerolphosphat, cyclisches Diphosphoglycerat, 1,3-Dimannosyl-myo-inositolphosphat, Glykosylglycerol und Diinositolphosphat (DIP). Vielfach verwandte Exemplare dieser Substanzklasse sind Ectoin und Hydroxyectoin.
EP-A-0 553 884 beschreibt gereinigte Tetrahydropyrimidinderivate und diese Derivate enthaltende pharmazeutische Zusammensetzungen. Sie eignen sich zum Schutz der DNA vor Schäden durch DNA-bindende Wirkstoffe, Karzinogene, Mutagene und Strahlung.
Gemäß WO-00/076528 sind Ectoin und Hydroxyectoin geeignet, die zur Effektivität Protein enthaltender Wirkstoffe zu erhöhen. Proteinhaltige Wirkstoffe in diesem Sinne sind Antikörper, und Immuntoxine. Genannt wird das Anti-CD30-Immunotoxin Ki-4.dgA.
Gemäß WO 00/076528 ist die proteinhaltige Substanz der eigentliche Wirkstoff. Kompatible Solute bzw. Ectoine werden lediglich zur Effektivitätssteigerung herangezogen, d. h. als reine Adjuvantien. In diesem Sinne ist auch die Verwendung zur Reduzierung cytotoxischer Aktivitäten, insbesondere des „vascular leck syndrom" (VLS) zu verstehen. Bei dem Vascular Leak Syndrom führt eine Endothelzellschädigung zu einem Verlust von Albumin im Intrazellularraum, was zu einer zunehmenden Ansammlung intrastitieller Flüssigkeit und zur Ausbildung vor allem von Ödemen, Hypotonien und Tachykardien führt. Das Vascular Leak Syndrom tritt häufig im Zusammenhang mit der Freisetzung von Immuntoxinen unter Stressbedingungen auf, beispielsweise bei schwerer Sepsis und septischem Schock, aber auch im Zusammenhang mit dem Anschluss von Säuglingen und Kleinkindern an Herz-Lungenmaschinen.
Interleukin-2 ist ein wichtiges Zytokin, das therapeutisch beispielsweise bei bestimmten Krebsformen eingesetzt wird. Der Einsatz dieses hochwirksamen Medikaments ist allerdings aufgrund der auftretenden toxischen Nebenwirkungen stark eingeschränkt. Zu nennen ist hier das Vascular Leak Syndrom, das auch bei anderen Immuntoxinen auftritt. Als Auslöser des Vascular Leak Syndroms gilt beispielsweise auch das starke pflanzliche Gift Rizin.
Das Vascular Leak Syndrom, häufig auch als Capillary Leak Syndrom bezeichnet, kann ferner bei schweren operativen Eingriffen auftreten, etwa nach Knochenmarktransplantationen, kardiopulmonären Bypass-Operationen und der hämophagocytischen Lymphohistiocytosis. Lungenödeme, wie sie z. B. beim „acute lung injury" und „acute respiratory distress syndrome" auftreten, werden ebenfalls von einem massiven Vascular Leak begleitet.
Es wurde jetzt überraschend gefunden, dass kompatible Solute, insbesondere aber die Tetrahydropyrimidinderivate Ectoin und Hydroxyectoin, als alleinige Wirkstoffe dem Vascular Leak Syndrom entgegenwirken können. Diese Substanzen sind also zur Prophylaxe und Behandlung des VLS geeignet.
Die Erfindung betrifft entsprechend die Verwendung von kompatiblen Soluten und deren Derivaten zur Herstellung eines Mittels zur Prophylaxe und Hemmung bzw. Behandlung des Vascular Leak Syndroms. Darin kommt das kompatible Solut insbesondere als alleiniger Wirkstoff zum Einsatz.
Erfindungsgemäß können mehrere kompatible Solute zusammen eingesetzt werden. Als Derivate kommen solche in Frage, die im Wesentlichen die gleichen oder bessere Wirkungen als die entsprechende Muttersubstanz auf das VLS haben.
Bei der erfindungsgemäßen Verwendung kann der kompatible Solut selbstverständlich mit üblichen Adjuvantien und Hilfsstoffen kombiniert sein. Das Mittel liegt vorzugsweise in Form einer Injektionslösung vor.
Die erfindungsgemäß zum Einsatz kommenden kompatiblen Solute sind die eingangs genannten, insbesondere aber Ectoin und Hydroxyectoin. Sie können miteinander kombiniert werden, wie auch mit anderen kompatiblen Soluten.
Die erfindungsgemäße Verwendung betrifft jede Form des Vascular Leak Syndroms, unter welchen Umständen dieses auch immer ausgelöst wird. Es betrifft insbesondere die von Toxinen und Medikamenten ausgelösten Formen des Vascular Leak Syndroms, beispielsweise die durch die Verabreichung von Interleukin-2 ausgelösten Formen. Kompatible Solute sind aber auch geeignet, der Wirkung von pflanzlichen Giften, wie Rizin, entgegenzuwirken, soweit diese das VLS auslösen. Ein weiteres Einsatzfeld ist die postoperative Prophylaxe zur Vorbeugung eines Vascular Leak Syndroms, beispielsweise bei den eingangs gegebenen Indikationen, und die Prophylaxe und Behandlung des VLS insbesondere bei Säuglingen und Kleinkindern, die mit Herz-Lungenmaschinen behandelt werden, sowie bei Hypoxie.
Kompatible Solute im Sinne der Erfindung können beim „Retinoic Acid Syndrome" eingesetzt werden. Bei der Behandlung von akuter promyolozytischer Leukämie mit all-trans retinoic acid (ATRA-Therapie) kommt es zu teilweise sehr schweren Nebenwirkungen, die sich in einer Reihe von Symptomen wie Fieber, Gewichtszunahme, interstitiellen pulmonaren Infiltraten (VLS), pleuraler und pericardialer Effusion, episodischem Bluthochdruck und akutem Nierenversagen äußern, siehe R.S. Larson und M.S. Talman, Best Pract. Res. Clin. Haematol. 2003 Sep; 16(3):453-61.
Ein weiteres Einsatzgebiet ist das Capillary Leak Syndrome bei der Acitretin-Therapie von Psoriasis bzw. beim Auftreten des Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) bei Psoriasis. Die Behandlung von Psoriasis mit Retinoic Acid kann in seltenen Fällen das VLS mit lebensbedrohlichen Folgen auslösen, siehe M.H. Vermeer und S. Pavel, J Am. Acad. Dermatol. 2006, Oct. 20.
Als Komplikation bei pustularer und erythrodermischer Psoriasis kommt es gelegentlich zum Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS), das sich auf das Capillary Leak Syndrome in der Lunge zurückführen läßt, J.S. Sadeh et al., Arch. Dermatol. 1997 June, 133(6):747-50.
Es wird angenommen, dass die Schutzwirkung der kompatiblen Solute und insbesondere der Ectoine über eine Endothelzellstabilisierung abläuft, d. h. die Wirkstoffe wirken einer krankheits- oder behandlungsbedingten Vaskulitis entgegen. Es liegen Hinweise darauf vor, dass die kompatiblen Solute über die Zellmembranen wirken und einen positiven Effekt auf Entzündungserscheinungen ausüben.
Die hier geltend gemachten Wirkungen von kompatiblen Soluten werden anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
In vitro Untersuchungen zur Hemmung des Interleukin-2-induzierten VLS
Die Hemmung des II-2-verursachten VLS durch Ectoin und Hydroxyectoin wurde in einem in vitro-System mit humanen Endothelzellen (HUVEC-Zellen) untersucht. Hierzu wurden die Konzentrationen an Proleukin^R (Firma Chiron) ermittelt, die zur Abkugelung der HUVEC-Zellen führen. Die Abkugelung von HUVEC-Zellen gilt als Indiz für die Auslösung des VLS, siehe Baluna et al., PNAS 3957-3962, März 1999. Dieser im Lichtmikroskop sichtbare Phänotyp beruht, wie das VLS, auf der Bindung von Membranproteinen, den Integrinen.
Die Zellen wurden mit Proleukin allein oder in Kombination mit Ectoin und Hydroxyectoin inkubiert. Als Kontrollen für die Spezifität der kompatiblen Solute wurden zusätzlich Trehalose und Glukose eingesetzt.
Nach 4 bis 6 Tagen wurde der Anteil normaler und abgekugelter Zellen eines Gesichtsfelds mikroskopisch bestimmt. Die Ergebnisse sind in 1 zusammengefasst.
1 zeigt die prozentuale Hemmung des VLS anhand von HUVEC-Zellen nach Verabreichung von 2 mM Proleukin allein oder in Kombination mit 20 mM Hydroxyectoin (OH-Ect.), Ectoin (Ect.), Trehalose (Treha) und Glukose (Gluc).
Sowohl Hydroxyectoin als auch Ectoin vermögen den VLS-Phänotyp deutlich zu reduzieren. Ein protektiver Effekt, der nicht ganz so deutlich ist, zeigt sich ebenfalls bei Glukose, nicht aber bei Trehalose.
Beispiel 2
Auswirkungen von Hydroxyectoin auf die Proleukin-induzierte Interferon γ-Synthese humaner Lymphozyten.
Interleukin-2, II-2, führt ebenso wie Proleukin zu einer Aktivierung von Immuneffektorzellen, die man unter anderen an einer erhöhten Interferon γ-Sekretion von NK-Zellen und T-Lymphozyten messen kann.
Hierzu wurden NK-Zellen und T-Zellen blutgesunder Spender mittels MACS-Technik (Magnetic Cell Sorting, Milteniy) isoliert. Der Nachweis der Zellen, die die Oberflächenmarker CE 56, NKG2D und CD 3 exprimieren, erfolgte in FACS-Analysen.
Die Zellen wurden ohne weitere Zusätze, mit 250 U Proleukin oder mit 250 U Proleukin in Kombination mit 20 mM Hydroxyectoin für 48 Stunden inkubiert. Anschließend wurde die Konzentration von Interferon γ im Überstand der Zellen mittels ELISA bestimmt (3-fach-Bestimmungen aus zwei unabhängigen Experimenten). Die Ergebnisse zeigen, dass Hydroxyectoin die Induktion der Interferon γ-Synthese nicht hemmt, es zeigen sich im Gegenteil leicht erhöhte Werte (siehe 2).
Die in vitro-Daten zeigen, dass die getesteten kompatiblen Solute eine Verminderung des Proleukin-induzierten VLS-Phänotyps von HUVEC-Zellen bewirken, wobei dies nicht mit einer Verminderung der Aktivität bezüglich der Interferon-Induktion von primären humanen Effektorzellen verbunden ist.

Claims

Verwendung von kompatiblen Soluten und/oder Derivaten derselben, ggf. zusammen mit üblichen Hilfsstoffen, zur Herstellung eines Mittels zur Behandlung des Vascular Leak Syndroms.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es den oder die kompatiblen Solute und/oder deren Derivate als alleinigen Wirkstoff/alleinige Wirkstoffe enthält.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der kompatible Solut Ectoin, Hydroxyectoin, Firoin, Firoin-A, Diglycerolphosphat, cyclisches Diphosphorglycerat, 1,3-Dimannosyl-myo-inositolphosphat oder Diinositolphosphat ist.
Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche zur Hemmung des von Interleukin-2 induzierten Vascular Leak Syndroms.