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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Glycerophosphoinositen
zur Herstellung eines therapeutischen Wirkstoffs zur Hemmung der
Freisetzung von Arachidonsäure,
neue Derivate mit Glycerophosphoinositstruktur und deren Herstellung.
Phsopholipasen sind Enzyme, die die Hydrolyse von Membranphospholipiden
katalysieren und sie werden nach der Art der beteiligten chemischen
Bindung als Phospholipase A1, A2, B, C, D klassifiziert.
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Bei
Säugern
beruht die Mobilisierung von Arachidonsäure ausgehend von der sn2-Esterbindung
von Phospholipiden stark auf der Aktivierung von cytosolischer Phospholipase
A2 (cPLA2) nach der durch eine Zahl von Agonisten, die Hormone,
Neurotransmitter, Neuropeptide und Wachstumsfaktoren umfassen, induzierten
Rezeptoraktivierung.
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Bei
Betrachtung des Mechanismus der PLA2-Aktivierung über die
Agonist-Rezeptor-Interaktion wurde vorgeschlagen, dass die G-Proteine
die rezeptorinduzierte Aktivierung durch zwei verschiedene Mechanismen vermitteln:
- (i) eine direkte Interaktion mit der PLA2,
da bekannt ist, dass die Behandlung mit Pertussistoxin deren enzymatische
Aktivität
verringert; oder
- (ii) indirekt vermittelt durch Phospholipase-C (PLC)-Aktivierung,
Phosphorylierung und Aktivierung der PLA2 durch die mitogenaktivierten
Proteinkinasen (MAPK).
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Zwei
Isoformen der Phospholipase A2 wurden bei Säugern identifiziert, eine sekretorische
Form von 14 kDa und eine cytosolische Form von 85 kDa (cPLA2), die
keine Aminosäuresequenzhomologie
teilen und im Hinblick auf deren katalytische und regulatorische
Mechanismen verschieden sind. Die cytosolische Phospholipase A2
ist im Cytosol ruhender Zellen, beispielsweise Plättchen und
Leukocyten, lokalisiert. Lipopolisaccharid, Thrombin oder Cytokine
(beispielsweise Interleukin 1β),
Tumornekrosefaktor α,
jedoch auch Neuropeptide, wie Tachikinine, Bradikinine, oder Neurotransmitter,
wie Purine, insbesondere ATP und serotoninerge, adrenerge und Muscarinagonisten
aktivieren das Enzym, was zu einer Erhöhung der intrazellulären Calciumspiegel
und einer raschen Phosphorylierung des Enzyms durch Proteinkinase
C und einer anschließenden Translokation
zur Plasmamembran, wo es an das Phospholipidsubstrat bindet, führt. Diese
Mediatoren induzieren auch die neue Synthese des Enzyms (E. Armandi-Burgermeister,
U. Tibes, B.M. Kaiser, W.G. Friebe, W.V. Scheuer, "Suppression of Cytokine
synthesis, integrin expression and chronic inflammation by inhibitors of
cytosolic phospholipase A2",
Europ. J. Pharmacol., 326 (1997), 237–250).
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Die
enge Intermodulation der Systeme von G-Protein, PKC, cPLA2 und die
Beteiligung der cPLA2 bei der Produktion von Lipid- und Lysolipidmediatoren
(Glycerophosphoinositol-4-phosphate
in intracellular signaling, C.P. Berrie, M. Falasca, A. Carvelli,
C. Iurisci und D. Corda, in Bioactive Lipids, Vanderbock YY/Hrsg.
Plenum Publishing Corporation, New York, 1998) machen PLA2 zu einem
potentiell bedeutenden pharmakologischen Ziel.
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Die
WO 91/06301 offenbart das Calciumsalz von L-Alphaglycerophosphoryl-D-myo-inosit
(GPI) zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur
Behandlung von peripheren Neuropathien dysmetabolischen oder toxischen
Ursprungs und Cerebropathien organischen und funktialen Ursprungs.
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Die
EP 0 496 474 offenbart die
Dialkylammoniumsalze von Gylcerophosphoryl-myo-inosit (GPI) zur Behandlung
von das Älterwerden
begleitenden cerebralen Syndromen.
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Die
WO 91/12256 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Natrium-,
Calcium-, Magnesium-, Aluminium-, Zink- und Ammoniumsalzen von GPI.
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WO
97/48381,
FR 2 517 310 ,
EP 0 100 499 , Tetrahedron,
Band 56, Nr. 17, 2000, S. 2603–2614,
Tetrahedron, Band 29, Nr. 2, 1973, S. 331–340, Tet. Lett., Band 40,
Nr. 9, 1999, S. 1693–1696,
J. Med. Chem., Band 33, Nr. 2, 1990, S. 641–646, offenbaren Natrium-,
Magnesium-, Calcium- und Zinksalze von GPI-Derivaten, bei denen
die OH-Gruppen der Glycerophosphoryleinheit mit -O-C(O)A-Gruppen
substituiert ist, wobei A ein Alkylrest ist. Die WO 97/48381 beschreibt
ferner deren Antitumoraktivität
und die FR 2 517 310 beschreibt deren kosmetische Verwendung.
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J.
Chem. Soc., 1959 (1959-11), S. 357–3552 und Chemical Abstract,
Band 075, Nr. 13, 1971; Abstract Nr. 088863, Band 41(6), S. 1286–93, offenbaren
Bis(cyclohexylamin)-, Biscyclohexylammonium-, Ammonium- und Bariumsalze
von GPI.
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Eur.
J. Biochem., Band 266, Nr. 2, 1999, 413–419, beschreibt den Membrantransport
und die In-vitro-Metabolisierung von Glycerophosphoinosit-4-phosphat
unter Bildung von Glycerophosphoinosit.
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Anticancer
research, Band 16, Nr. 3B, Mai 1996, S. 1341–1350, offenbart einen biochemischen
Weg, wobei das endogen produzierte GPI die ATP-induzierte Stimulierung
von PLA2 hemmt, wobei die durch ATP induzierte Arachidonsäurefreisetzung
gesenkt wird (Seite 1346, Zeilen 35–42). Dies ist ein natürlicher
biochemischer Weg, der im Inneren der Zelle erfolgt. Es werden keine
Beweise berichtet, dass GPI oder GPI-Derivate bei exogener Verabreichung
das gleiche Verhalten aufweisen.
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Der
Anmelder ermittelte nun zum ersten Mal, dass eine gleichzeitig mit
der Freisetzung von Arachidonsäure
erzeugte Substanz, d.h. L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit
(GPI), ein Autakoid ist, und ferner dessen Kalium-, Calcium- und
Zinksalze und andere neue Derivate und Analoga, die durch chemische
Halbsynthese erhalten wurden und die im folgenden beschriebene allgemeine
Formel (I) aufweisen, eine starke Hemmwirkung auf die Freisetzung
von Arachidonsäure über eine
negative Modulation der In-vitro-Aktivierung von PLA2 ausüben und
effektiv zur Behandlung von Pathologien, die durch die Aktivierung
von PLA2 vermittelt werden, gemäß der folgenden
Beschreibung verwendet werden können.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung sind die Derivate und Analoga des Glycero-phospho-D-myo-inosits,
die an den Positionen 2, 3, 4, 5, 6 oder 1' und 2' optional O-substituiert sind, die durch
die folgende allgemeine Formel (I) gekennzeichnet sind:
worin R
1', R
2', R
2,
R
3, R
4, R
5, R
6, die einander
gleich oder voneinander verschieden sind, entweder für H oder C(O)A
oder B stehen können,
wobei die Bedeutung von A, B, X, Y und M anschließend im
Detail angegeben ist.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner die Verwendung von L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit (GPI)-Salzen,
insbesondere mit Alkalimetallen oder Erdalkalimetallen, insbesondere
Calcium, und Zink zusammen mit den neuen Derivaten gemäß Formel
(I) zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung von Pathologien,
die durch die Aktivierung oder Überaktivierung
der PLA2 vermittelt sind.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner pharmazeutische Zusammensetzungen,
die als Wirkstoff mindestens eines der Derivate der Formel (I) in
Verbindung mit adäquaten
Streckmitteln enthalten, zur Behandlung von Pathologien, die durch
die Aktivierung oder Überstimulierung
der PLA2 vermittelt sind, insbesondere septischem Schock und Virus- und Bakterieninfektionen,
Pathologien der Atmungsorgane, wie eine akute Lungenschädigung,
die Neugeborenenpathologien umfasst, chronische obstruktive Bronchopathien,
die Asthma umfassen; dermatologische Pathologien, wie Psoriasis,
Seborrhoe, atopische Dermatitis, und allgemeiner Hautdysreaktivität, die auch
die oxidative Belastung nach einer UV-Schädigung umfasst; Schädigungen
des Zahnfleischgewebes auch aufgrund von Bakterieninfektionen; intestinaler
Ischämie;
Gelenkpathologien, wie Arthritis und Arthrose einschließlich von
rheumatoider Arthritis; Augenpathologien, Kopfschmerzen, kardiovaskulären Pathologien
in Verbindung mit Gefäßumformung,
Nierenpathologien und allen Pathologien in Verbindung mit einer Überstimulierung
des PLA2-Enzyms, die auch durch die Aktivierung von spezifischen
Rezeptoren und Wachstumsfaktoren, wie EGF, NGF oder von Tachikininen,
wie die NK-Rezeptoren, oder von Purinen (beispielsweise ATP), wie
P2Y, oder von Neuropeptiden, wie Bombesin, oder anderen Rezeptoren,
die mit G-Proteinen gekoppelt sind, die PLA2 aktivieren, vermittelt
ist; Tumorpathologien, wie Prostata- und Nierenkarzinom, oder die
in irgendeiner Weise von der Aktivierung der PLA2 abhängig sind,
Schmerz und Hyperalgesie, Pathologien des Zentral- und peripheren
Nervensystems und Pathologien, die vom Sphingomyelinzyklus einschließlich der
vererbten Formen abhängen,
wie das Hermansky-Pudlak-Syndrom und die Nieman-Pick-Krankheit;
Pathologien, die mit einer Schädigung
der Barriere zwischen Gefäß und Nervensystem, wie
dem Perineurium der Nerven und der Blut-Hirn-Schranke in Verbindung
stehen, beispielsweise neuronales Ödem, Schlaganfall, Hirnödem und
Hirnblutung, TIA (transitorische ischämische Attake); Alzheimer Krankheit oder
Verhaltensstörungen,
wie Schizophrenie; dysmetabolischen Pathologien, wie Diabetes; Pankreatitis,
Pathologien, die mit Essstörungen
verbunden sind, wie Bulimie, Anorexie, Kachexie, Fettsucht, Depression.
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Die
Charakterisierung und die Vorteile der Derivate und Analoga von
Glycero-phospho-D-myo-inosit gemäß der Formel
(I) als Mittel mit der Fähigkeit
zur negativen Modulation der Überstimulierung
der Phospholipase A2 und insbe sondere von deren cytosolischer Isoform
(cPLA2) mit anschließender
Hemmung der Freisetzung von Arachidonsäure und deren Metaboliten werden
in den folgenden Abschnitten detailliert beschrieben.
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Die
Erfindung betrifft die Verwendung der Verbindungen gemäß der allgemeinen
Formel (I):
von deren Enantiomeren, Diastereoisomeren,
Racematen, deren Gemischen, deren Hydraten und Solvaten, worin:
- I) R1', R2', R2,
R3, R4, R5, R6, die einander
gleich oder voneinander verschieden sein können, bedeuten:
a) H oder
b)
eine Gruppe C(O)A, einen Acylrest einer Monocarbonsäure oder
Hemiacylrest einer Dicarbonsäure,
wobei A:
ein gesättigter
oder ungesättigter,
gerader oder verzweigter aliphatischer Rest mit 1 bis 4 Doppelbindungen oder
eine mono- oder polycyclische Alkyl- oder Alkenylgruppe oder eine Aryl-,
Arylalkyl- oder heterocyclische Gruppe mit einem oder mehreren Heteroatomen
sein kann; wobei diese Gruppen optional mit einer oder mehreren
Gruppen substituiert sein können,
die aus Keto, Hydroxy, Acylamido, Halogen, Mercapto, Alkylthio oder
Alkyldithio, -COOH ausgewählt
sind, und diese -COOH optional in der Salz form -COOM, worin M die
bei Punkt (II) beschriebene Bedeutung hat, vorhanden sind; oder
c)
eine Gruppe B, worin B eine gesättigte
oder ungesättigte,
gerade oder verzweigte aliphatische Gruppe mit 1 bis 6 Doppelbindungen
oder eine mono- oder polycyclische Alkyl- oder Alkenylgruppe oder
eine Aryl-, Alkylarylgruppe oder ein Heterocyclus mit einem oder
mehreren Heteroatomen ist; wobei diese Gruppen optional mit einer
oder mehreren Gruppen substituiert sind, die aus Keto, Hydroxy,
Acylamido, Halogen, Mercapto, Alkylthio oder Alkyldithio, -COOH
ausgewählt
sind, und diese -COOH optional in der Salzform -COOM, worin M die
bei Punkt (II) beschriebene Bedeutung hat, vorhanden sind;
- (II) M das Kation eines pharmakologisch akzeptablen anorganischen
Elements oder ein Kation einer pharmakologisch akzeptablen organischen
Base mit der Wertigkeit n+, wobei n die im folgenden Punkt (III)
beschriebene Bedeutung hat, bedeutet;
- (III) n 1, 2 oder 3 ist;
- (IV) X und Y, die einander gleich oder voneinander verschieden
sind, O oder S bedeuten;
und, wenn X und Y beide gleich O sind
und R1',
R2',
R2, R3, R4, R5, R6 nicht
gleichzeitig H sind, von deren Formen der freien Säure
zur
Herstellung pharmazeutischer Zusammensetzungen zur Behandlung von
Pathologien, die durch Aktivierung oder Überstimulierung von cPLA2 vermittelt
sind.
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Genauer:
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Beschreibung von A:
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- i) Wenn A für
eine aliphatische Gruppe steht, ist diese vorzugsweise gesättigt oder
einfach ungesättigt
und sie weist vorzugsweise 1 bis 8 Kohlenstoffatome und vorzugsweise
2 bis 6 Kohlenstoffatome auf.
- ii) Wenn A für
eine mono- oder polycyclische Alkyl- oder Alkenylgruppe steht, weist
diese vorzugsweise 5 bis 30 Kohlenstoffatome, noch besser 6 bis
24 Kohlenstoffatome auf.
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Wenn
A für eine
Aryl-, Arylalkyl- oder heterocyclische Gruppe mit einem oder mehreren
Heteroatomen steht, weist diese vorzugsweise 4 bis 15 Kohlenstoffatome
und noch besser 4 bis 8 Kohlenstoffatome auf. Die Zahl der Heteroatome
beträgt
1 bis 5 und vorzugsweise 1 bis 3. Diese sind N, O oder S, vorzugsweise
N. Diese Heteroatome N können
mit einer pharmakologisch akzeptablen organischen oder anorganischen
Säure optional
unter Bildung eines Salzes neutralisiert sein.
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Beschreibung von B:
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- i) Wenn B für
eine aliphatische Gruppe steht, ist diese vorzugsweise gesättigt oder
einfach ungesättigt.
Vorzugsweise weist sie 1 bis 8 Kohlenstoffatome und noch besser
2 bis 6 Kohlenstoffatome auf.
- ii) Wenn B für
einen mono- oder polycyclischen Alkyl- oder Alkenylrest steht, weist
dieser vorzugsweise 5 bis 30 Kohlenstoffatome, noch besser 6 bis
24 Kohlenstoffatome auf.
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Wenn
B für eine
Aryl-, Arylalkyl- oder heterocyclische Gruppe mit einem oder mehreren
Heteroatomen steht, weist diese vorzugsweise 5 bis 15 Kohlenstoffatome
und noch besser 5 bis 8 Kohlenstoffatome auf. Die Zahl der Heteroatome
beträgt
vorzugsweise 1 bis 5 und noch besser 1 bis 3. Diese sind N, O oder
S, vorzugsweise N. Diese Heteroatome N können mit einer pharmakologisch
akzeptablen organischen oder anorganischen Säure optional unter Bildung
eines Salzes neutralisiert sein.
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Beschreibung von M:
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- i) Wenn M das Kation eines pharmakologisch
akzeptablen anorganischen Elements ist, ist es vorzugsweise aus
Natrium, Lithium, Kalium, Magnesium, Calcium, Zink, Eisen, Selen,
Chrom, Kupfer ausgewählt.
- ii) Wenn M das Kation einer pharmakologisch akzeptablen organischen
Base ist, ist es vorzugsweise ein Mono-, Di-, Tri- oder Tetraalkylammonium,
noch besser N-(2-Hydroxyethyl)-dimethylammonium, ein Kation von
Cholin oder eine Aminosäure,
vorzugsweise Lysin oder Arginin, oder ein Kation von Mono-, Di-,
Tri- und Tetrapeptiden, vorzugsweise Carnosin, oder Kationen einer
Xanthinbase und vorzugsweise von Coffein.
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Der
Ausdruck Acylamino bedeutet vorzugsweise eine Acetylaminogruppe.
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Der
Ausdruck Alkoxy bedeutet vorzugsweise Methoxy-, Ethoxy- oder Allyloxygruppen.
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Der
Ausdruck Halogen bedeutet vorzugsweise Chlorid, Fluorid, Bromid
oder Iodid.
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Der
Ausdruck Arylalkylrest bedeutet vorzugsweise eine C7-C9-Arylalkylgruppe und noch besser Benzyl.
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Der
Ausdruck Arylrest bedeutet vorzugsweise ein C6-C12-Aryl,
vorzugsweise Phenyl.
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Der
Ausdruck Heterocyclus bedeutet vorzugsweise den Rest eines gesättigten,
ungesättigten
oder aromatischen Heterocyclus mit einem Ring von 5 oder 6 Atomen.
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Der
Ausdruck Cycloalkyl- oder Cycloalkylenrest bedeutet vorzugsweise
einen mono- oder polycyclischen Ring mit vorzugsweise 5 bis 30 Kohlenstoffatomen,
noch besser 6 bis 24 Kohlenstoffatomen.
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X
und Y, die zueinander identisch oder voneinander verschieden sind,
stehen für
O oder S und sind vorzugsweise einander gleich und vorzugsweise
gleich O.
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In
einer weiteren Ausführungsform
betrifft die vorliegende Erfindung Verbindungen der allgemeinen Formel
(Ia):
deren Enantiomere, Diastereoisomere,
Racemate, deren Gemische, deren Hydrate und Solvate, worin:
- I) R1', R2', R2,
R3, R4, R5, R6, die einander
gleich oder voneinander verschieden sein können, bedeuten:
a) H oder
b)
eine Gruppe C(O)A, einen Acylrest einer Monocarbonsäure oder
Hemiacylrest einer Dicarbonsäure,
wobei A:
eine mono- oder polycyclische Alkyl- oder Alkenylgruppe
oder eine Aryl-, Arylalkyl- oder heterocyclische Gruppe mit einem
oder mehreren Heteroatomen sein kann; wobei diese Gruppen optional
mit einer oder mehreren Gruppen substituiert sind, die aus Keto,
Hydroxy, Acylamido, Halogen, Mercapto, Alkylthio oder Alkyldithio,
-COOH ausgewählt
sind, und diese -COOH optional in der Salzform -COOM, worin M die
bei Punkt (II) beschriebene Bedeutung hat, vorhanden sind; oder
c)
eine Gruppe B, worin B eine gesättigte
oder ungesättigte,
gerade oder verzweigte aliphatische Gruppe mit 1 bis 6 Doppelbindungen
oder eine mono- oder polycyclische Alkyl- oder Alkenylgruppe oder
eine Aryl-, Alkylarylgruppe oder ein Heterocyclus mit einem oder
mehreren Heteroatomen ist; wobei diese Gruppen optional mit einer
oder mehreren Gruppen substituiert sind, die aus Keto, Hydroxy,
Acylamido, Halogen, Mercapto, Alkylthio oder Alkyldithio, -COOH
ausgewählt
sind, und diese -COOH optional in der Salzform -COOM, worin M die
bei Punkt (II) beschriebene Bedeutung hat, vorhanden sind;
- (II) M das Kation eines pharmakologisch akzeptablen anorganischen
Elements oder ein Kation einer pharmakologisch akzeptablen organischen
Base mit der Wertigkeit n+, wobei n die im folgenden Punkt (III)
beschriebene Bedeutung hat, bedeutet;
- (III) n 1, 2 oder 3 ist;
- (IV) X und Y, die einander gleich oder voneinander verschieden
sind, O oder S bedeuten; mit dem Vorbehalt, dass, wenn X und Y beide
gleich O sind, dann R1', R2', R2,
R3, R4, R5, R6 niemals gleichzeitig
H sind; und wobei, wenn Y S bedeutet, die Verbindungen der Formel
(Ia) auch die jeweiligen Formen der freien Säure umfassen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
betrifft die vorliegende Erfindung Verbindungen der allgemeinen Formel
(Ib):
deren Enantiomere, Diastereoisomere,
Racemate, deren Gemische, deren Hydrate und Solvate, worin:
- I) R1', R2', R2,
R3, R4, R5, R6, die einander
gleich oder voneinander verschieden sein können, bedeuten:
a) H oder
b)
eine Gruppe C(O)A, einen Acylrest einer Monocarbonsäure oder
Hemiacylrest einer Dicarbonsäure,
wobei A:
ein gesättigter
oder ungesättigter,
gerader oder verzweigter aliphatischer Rest mit 1 bis 4 Doppelbindungen oder
eine mono- oder polycyclische Alkyl- oder Alkenylgruppe oder eine Aryl-,
Arylalkyl- oder heterocyclische Gruppe mit einem oder mehreren Heteroatomen
sein kann; wobei diese Gruppen optional mit einer oder mehreren
Gruppen substituiert sind, die aus Keto, Hydroxy, Acylamido, Halogen,
Mercapto, Alkylthio oder Alkyldithio, -COOH ausgewählt sind,
und diese -COOH optional in der Salzform -COOM, worin M die bei
Punkt (II) beschriebene Bedeutung hat, vorhanden sind; oder
c)
eine Gruppe B, worin B eine gesättigte
oder ungesättigte,
gerade oder verzweigte aliphatische Gruppe mit 1 bis 6 Doppelbindungen
oder eine mono- oder polycyclische Alkyl- der Alkenylgruppe oder
eine Aryl-, Alkylarylgruppe oder ein Heterocyclus mit einem oder
mehreren Heteroatomen ist; wobei diese Reste optional mit einer
oder mehreren Gruppen substituiert sind, die aus Keto, Hydroxy,
Acylamido, Halogen, Mercapto, Alkylthio oder Alkyldithio, -COOH
ausgewählt
sind, und diese -COOH optional in der Salzform -COOM, worin M die
bei Punkt (II) beschriebene Bedeutung hat, vorhanden sind;
- (II) M ein Cholinkation, ein Kation von Di-, Tri- und Tetrapeptiden
oder Kationen einer Xanthinbase sind;
- (III) X und Y, die einander gleich oder voneinander verschieden
sind, O oder S bedeuten;
und, worin, wenn X S bedeutet, die
Verbindungen der Formel (Ib) auch die jeweiligen Formen der freien Säure umfassen.
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Herstellung der Verbindungen
gemäß der Erfindung
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Die
Herstellung der Verbindungen gemäß der vorliegenden
Erfindung wird vorzugsweise, jedoch nicht hierauf beschränkt, ausgehend
von L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit
(GPI) durchgeführt;
wobei die Schwefelatome enthaltenden Homologa von GPI, Glycerophosphothioinosite,
gemäß in den
folgenden Beispielen beschriebenen Verfahren, ausgehend von im Handel
erhältlichen
Zwischenprodukten, hergestellt werden oder nach einem in der Literatur
angegebenen einfachen Verfahren hergestellt werden. GPI ist eine
bekannte Substanz, die als Handelsprodukt in der Form eines Calciumsalzes
erhältlich
ist. GPI ist in wässriger
Lösung
bei Raumtemperatur nur bei pH-Werten nahe Neutralität stabil.
Bei anderen pH-Werten unterliegt das Molekül Hydrolysereaktionen und Abbau.
Es wurde gezeigt, dass die hier beschriebenen folgenden Verfahren
zur Herstellung von neuen Salzen von GPI zur Aufrechterhaltung der
Stabilität
der Struktur von GPI wirksam sind.
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Die
hier beschriebenen folgenden neuen GPI-Salze wurden hauptsächlich ausgehend
vom Kaliumsalz hergestellt, doch sind die hier beschriebenen folgenden
Verfahren dennoch zur Herstellung von einem der neuen Derivate ausgehend
von anderen Salzen, wenn dies durch gewerbliche Opportunitätsgründe erforderlich ist,
geeignet.
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Allgemeine Verfahren zur
Herstellung von L-α-Glycerophospho-D-myo-inositsalzen
(GPI)
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Verfahren I
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Das
allgemeine Verfahren zur Herstellung von anorganischen und organischen
Salzen von L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit (GPI)
erfolgt gemäß dem US-Patent
5 306 840 und es ist kurz gesagt das folgende: Solubilisierung des
Ausgangssalzes in Wasser oder einem Gemisch aus Wasser und einem
organischen Lösemittel
und dann Applikation auf eine Säule
eines Kationenaustauschharzes, das als H+-Form
erzeugt wurde, bei einer Temperatur von 4 °C. Die eluierte Lösung der
GPI-Säureform
wird gewonnen und bei 0–4 °C gehalten und
dann mit einem Mol pro Mol mit einer Base eines biologisch akzeptablen
organischen oder anorganischen Kations neutralisiert, wobei das
entsprechende Salz erhalten wird. Die Lösung kann so wie sie ist für die anschließenden Formulierungsoperationen
verwendet werden oder sie kann unter Vakuum durch Lyophilisierung oder
einen Sprühtrockner
getrocknet werden, wobei das Salz von GPI rein und trocken als Feststoff
erhalten wird.
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Das
allgemeine Verfahren zur Herstellung von Alkyl- oder Acylderivaten an -OH-Gruppen von
L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit (GPI)
wird allgemein ausgehend von einem GPI-Salz, das gemäß dem US-Patent 5 306 840 hergestellt
wurde, allgemein dem Kaliumsalz oder einem Salz mit quaternärem Ammonium,
vorzugsweise Terbutylammonium, in einem reinen organischen Lösemittel
oder Gemisch von organischen Lösemitteln
oder Gemisch eines organischen Lösemittels
mit Wasser mit einer Konzentration zwischen 10 bis 500 mg/ml und
vorzugsweise 50 bis 200 mg/ml durchgeführt. Von den organischen Lösemitteln
sind die folgenden bevorzugt: Aceton, 2-Butanon, Methylisobutylketon,
Dimethylsulfoxid, Sulfolan, Dimethylformamid, Dimethylacetylamid,
n-Methyl-2-pyrrolidon, Pyridin, Tetrahydrofuran, Methyltetrahydrofuran,
Acetonitril, Dimethoxyethan, Diethylether, Terbutylmetylether, Ethylacetat,
Chloroform, Dichlormethan, 1,1,1-Trichlorethan, Methanol, Ethanol,
2-Propanol, Butanol. Die Reaktionen werden bei einer Temperatur
zwischen –30 °C und +120 °C und vorzugsweise
+5 °C bis
+40 °C über einen
Zeitraum von 15 min bis 48 h und vorzugsweise zwischen 1 h und 15
h durchgeführt.
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Zur
Einführung
von -C(O)A-Gruppen, Acylgruppen von Monocarbonsuren oder Hemiacylgruppen
einer Dicarbonsäure
gemäß der Definition
bei Punkt I der detaillierten Beschreibung reagiert GPI mit aktivierten Derivaten
der obigen Säure
und vorzugsweise einem Chlorid, Bromid, gemischten Anhydriden, cyclischen Anydriden,
aktivierten Estern, wie p-Nitrophenylestern, Succinimidylestern,
Acylimidazol, O-Acylisoharnstoffen und vorzugsweise, jedoch nicht
beschränkend,
in Gegenwart einer organischen oder anorganischen Base. Diese Basen
sind vorzugsweise ein Carbonat, Bicarbonat, Oxid, Hydroxid, Hydride
und Alkoholate von Alkali- oder Erdalkalimetallen und vorzugsweise
Lithium, Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium, Trimethylamin, Triethylamin,
Tributylamin, Tetramethylammoniumhydroxid, Tetrabutylammoniumhydroxid,
Pyridin oder Picolin.
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Zur
Einführung
von B-Gruppen gemäß der Definition
bei Punkt (I) der detaillierten Beschreibung reagiert GPI mit aktivierten
Derivaten der Formel Z-B, worin Z ein Halogen und vorzugsweise Chlorid,
Bromid oder Iodid oder eine Alkylsulfonatgruppe und vorzugsweise
Methansulfonat, Benzolsulfonat, p-Toluolsulfonat oder Trifluormethansulfonat
ist. Die Reaktion von GPI mit Z-B wird vorzugsweise, jedoch nicht
beschränkend,
in Gegenwart einer anorganischen oder organischen Base durchgeführt. Diese
Basen sind vorzugsweise ein Carbonat, Bicarbonat, Oxid, Hydroxid,
Iodid und Alkoholate von Alkali- oder Erdalkalimetallen und vorzugsweise Lithium,
Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium, Trimethylamin, Triethylamin,
Tributylamin, Tetramethylammoniumhydroxid, Tetrabutylammoniumhydroxid,
Pyridin oder Picolin.
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Auf
die gleiche Weise werden Alkyl- oder Acylderivate der S-Atome enthaltenden
Homologa von GPI, der Glycerophosphothioinosite, hergestellt.
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Beispiel 1
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Herstellung eines Magnesiumsalzes
von L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit
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3,7
g von GPI-Kaliumsalz (10 mmol) werden in 35 ml destilliertem Wasser
gelöst.
Die Lösung
wird auf 4 °C
gekühlt
und auf eine Säule
appliziert, die 15 ml von in der H+-Form
erzeugtem Kationenaustausch-Sulfonharz enthält und bei 4 °C thermostatisiert
ist. Die Säule
wird dann mit 15 ml destilliertem Wasser eluiert und das Eluat wird
bei 4 °C
gewonnen, mit einem Stickstoffstrom geflutet und mit 0,292 g Magnesiumhydroxid
neutralisiert. Die erhaltene Lösung
wird filtriert, gefroren und vakuumgetrocknet. Die Reaktion ergibt
98 %.
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Die
physikalisch/chemischen Eigenschaften des Produkts L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit-magnesiumsalz
sind:
Aussehen: | weißes Pulver |
Molekülformel: | (C9H18O11P)2Mg |
Molekulargewicht: | 690,71 |
Elementaranalyse: C = 31,3%; H = 5,25 %; O = 50,96
%; P = 8,97 %, Mg = 3,52 %
Löslichkeit in organischen Lösemitteln:
leicht löslich
in organischen Lösemitteln.
Löslichkeit
in Wasser: >10 mg/ml
DC:
Applikation von 100 mcg auf ein Silicagelglas;
Entwicklungslösemittel
A Chloroform/Methanol/Wasser 3:3:1
Entwicklungslösemittel
B Acetonitril/Wasser 3:1,
Besprühen mit basischem KMnO
4 – in Übereinstimmung
mit dem GPI-Standard wird kein Abbauprodukt beobachtet.
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Beispiel 2
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Herstellung eines Calciumsalzes
von L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit
-
3,7
g von GPI-Kaliumsalz (10 mmol) werden in 35 ml destilliertem Wasser
gelöst.
Die Lösung
wird auf 4 °C
gekühlt und
auf eine Säule
appliziert, die 15 ml von in der H+-Form
erzeugtem Kationenaustausch-Sulfonharz enthält und bei 4 °C thermostatisiert
ist. Die Säule
wird dann mit 15 ml destilliertem Wasser eluiert und das Eluat wird
bei 4 °C
gewonnen, mit einem Stickstoffstrom geflutet und mit 0,370 g Calciumhydroxid
neutralisiert. Die erhaltene Lösung
wird filtriert, gefroren und vakuumgetrocknet. Die Reaktion ergibt
98 %.
-
Die
physikalisch/chemischen Eigenschaften des Produkts L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit-magnesiumsalz
sind:
Aussehen: | weißes Pulver |
Molekülformel: | (C9H18O11P)2Ca |
Molekulargewicht: | 706,48 |
Elementaranalyse: C = 30,6%; H = 5,14 %; O = 49,82
%; P = 8,77 %, Ca = 5,67 %
Löslichkeit in organischen Lösemitteln:
leicht löslich
in organischen Lösemitteln.
Löslichkeit
in Wasser: >10 mg/ml
DC:
Applikation von 100 mcg auf ein Silicagelglas;
Entwicklungslösemittel
A Chloroform/Methanol/Wasser 3:3:1
Entwicklungslösemittel
B Acetonitril/Wasser 3:1,
Besprühen mit basischem KMnO
4 – in Übereinstimmung
mit dem GPI-Standard wird kein Abbauprodukt beobachtet.
-
Beispiel 3
-
Herstellung eines Zinksalzes
von L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit
-
3,7
g von GPI-Kaliumsalz (10 mmol) werden in 35 ml destilliertem Wasser
gelöst.
Die Lösung
wird auf 4 °C
gekühlt
und auf eine Säule
appliziert, die 15 ml von in der H+-Form
erzeugtem Kationenaustausch-Sulfonharz enthält und bei 4 °C thermostatisiert
ist. Die Säule
wird dann mit 15 ml destilliertem Wasser eluiert und das Eluat wird
bei 4 °C
gewonnen, mit einem Stickstoffstrom geflutet und mit 0,54 g basischem
Zinkcarbonat neutralisiert. Die erhaltene Lösung wird filtriert, gefroren
und vakuumgetrocknet. Die Reaktion ergibt 99 %.
-
Die
physikalisch/chemischen Eigenschaften des Produkts L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit-zinksalz
sind:
Aussehen: | weißes Pulver |
Molekülformel: | (C9H18O11P)2Zn |
Molekulargewicht: | 731,78 |
Elementaranalyse: C = 29,54 %; H = 4,96 %; O =
48,1 %; P = 8,47 %, Zn = 8,93 %
Löslichkeit in organischen Lösemitteln:
leicht löslich
in organischen Lösemitteln.
Löslichkeit
in Wasser: >10 mg/ml
DC:
Applikation von 100 mcg auf ein Silicagelglas;
Entwicklungslösemittel
A Chloroform/Methanol/Wasser 3:3:1
Entwicklungslösemittel
B Acetonitril/Wasser 3:1,
Besprühen mit basischem KMnO
4 – in Übereinstimmung
mit dem GPI-Standard wird kein Abbauprodukt beobachtet.
-
Beispiel 4
-
Herstellung eines Natriumsalzes
von L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit
-
3,7
g von GPI-Kaliumsalz (10 mmol) werden in 35 ml destilliertem Wasser
gelöst.
Die Lösung
wird auf 4 °C
gekühlt
und auf eine Säule
appliziert, die 15 ml von in der H+-Form
erzeugtem Kationenaustausch-Sulfonharz enthält und bei 4 °C thermostatisiert
ist. Die Säule
wird dann mit 15 ml destilliertem Wasser eluiert und das Eluat wird
bei 4 °C
gewonnen, mit einem Stickstoffstrom geflutet und mit 0,53 g basischem
Natriumcarbonat neutralisiert. Die erhaltene Lösung wird filtriert, gefroren
und vakuumgetrocknet. Die Reaktion ergibt 98 %.
-
Die
physikalisch/chemischen Eigenschaften des Produkts L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit-natriumsalz
sind:
Aussehen: | weißes Pulver |
Molekülformel: | C9H18O11PNa |
Molekulargewicht: | 356,2 |
Elementaranalyse: C = 30,35 %; H = 5,09 %; O =
49,41 %; P = 8,70 %, Na = 6,45 %
Löslichkeit in organischen Lösemitteln:
leicht löslich
in organischen Lösemitteln.
Löslichkeit
in Wasser: >10 mg/ml
DC:
Applikation von 100 mcg auf ein Silicagelglas;
Entwicklungslösemittel
A Chloroform/Methanol/Wasser 3:3:1
Entwicklungslösemittel
B Acetonitril/Wasser 3:1,
Besprühen mit basischem KMnO
4 – in Übereinstimmung
mit dem GPI-Standard wird kein Abbauprodukt beobachtet.
-
Beispiel 5
-
Herstellung eines Cholinsalzes
von L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit
-
3,7
g von GPI-Kaliumsalz (10 mmol) werden in 35 ml destilliertem Wasser
gelöst.
Die Lösung
wird auf 4 °C
gekühlt
und auf eine Säule
appliziert, die 15 ml von in der H+-Form
erzeugtem Kationenaustausch-Sulfonharz enthält und bei 4 °C thermostatisiert
ist. Die Säule
wird dann mit 15 ml destilliertem Wasser eluiert und das Eluat wird
bei 4 °C
gewonnen, mit einem Stickstoffstrom geflutet und mit 2,69 g einer
Lösung
von Cholin in Methanol von 45 % neutralisiert. Die erhaltene Lösung wird
filtriert, gefroren und vakuumgetrocknet. Die Reaktion ergibt 98
%.
-
Die
physikalisch/chemischen Eigenschaften des Produkts L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit-cholinsalz
sind:
Aussehen: | Pulver |
Formel: | C9H18O11P·C5H14NO |
Molekülformel: | C14H32NO12P |
Molekulargewicht: | 437,37 |
Elementaranalyse: C = 38,45 %; H = 7,38 %; N =
3,20; O = 43,90 %; P = 7,08 %
Löslichkeit in organischen Lösemitteln:
leicht löslich
in organischen Lösemitteln.
Löslichkeit
in Wasser: >10 mg/ml
DC:
Applikation von 100 mcg auf ein Silicagelglas;
Entwicklungslösemittel
A Chloroform/Methanol/Wasser 3:3:1
Entwicklungslösemittel
B Acetonitril/Wasser 3:1,
Besprühen mit basischem KMnO
4 – in Übereinstimmung
mit dem GPI-Standard; keine Beobachtung eines Abbauprodukts.
-
Beispiel 6
-
Herstellung eines Lysinsalzes
von L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit
-
3,7
g von GPI-Kaliumsalz (10 mmol) werden in 35 ml destilliertem Wasser
gelöst.
Die Lösung
wird auf 4 °C
gekühlt
und auf eine Säule
appliziert, die 15 ml von in der H+-Form
erzeugtem Kationenaustausch-Sulfonharz enthält und bei 4 °C thermostatisiert
ist. Die Säule
wird dann mit 15 ml destilliertem Wasser eluiert und das Eluat wird
bei 4 °C
gewonnen, mit einem Stickstoffstrom geflutet und mit 1,46 g Lysin
neutralisiert. Die erhaltene Lösung
wird filtriert, gefroren und vakuumgetrocknet. Die Reaktion ergibt
99 %.
-
Die
physikalisch/chemischen Eigenschaften des Produkts L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit-lysinsalz
sind:
Aussehen: | Pulver |
Formel: | C9H19O11P·C6H14N2O2 |
Molekülformel: | C15H33N2O13P |
Molekulargewicht: | 480,40 |
Elementaranalyse: C = 37,50 %; H = 6,92 %; N =
5,83; O = 43,30 %; P = 6,45 %
Löslichkeit in organischen Lösemitteln:
leicht löslich
in organischen Lösemitteln.
Löslichkeit
in Wasser: >10 mg/ml
DC:
Applikation von 100 mcg auf ein Silicagelglas;
Entwicklungslösemittel
A Chloroform/Methanol/Wasser 3:3:1
Entwicklungslösemittel
B Acetonitril/Wasser 3:1,
Besprühen mit basischem KMnO
4 – in Übereinstimmung
mit dem GPI-Standard; keine Beobachtung eines Abbauprodukts.
-
Beispiel 7
-
Herstellung eines Argininsalzes
von L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit
-
3,7
g von GPI-Kaliumsalz (10 mmol) werden in 35 ml destilliertem Wasser
gelöst.
Die Lösung
wird auf 4 °C
gekühlt
und auf eine Säule
appliziert, die 15 ml von in der H+-Form
erzeugtem Kationenaustausch-Sulfonharz enthält und bei 4 °C thermostatisiert
ist. Die Säule
wird dann mit 15 ml destilliertem Wasser eluiert und das Eluat wird
bei 4 °C
gewon nen, mit einem Stickstoffstrom geflutet und mit 1,74 g Arginin
neutralisiert. Die erhaltene Lösung
wird filtriert, gefroren und vakuumgetrocknet. Die Reaktion ergibt
98 %.
-
Die
physikalisch/chemischen Eigenschaften des Produkts L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit-argininsalz
sind:
Aussehen: | Pulver |
Formel: | C9H19O11P·C6H14N4O2 |
Molekülformel: | C15H33NO13P |
Molekulargewicht: | 508,42 |
Elementaranalyse: C = 35,44 %; H = 6,54 %; N =
11,02 %; O = 40,91 %; P = 6,09 %
Löslichkeit in organischen Lösemitteln:
leicht löslich
in organischen Lösemitteln.
Löslichkeit
in Wasser: >10 mg/ml
DC:
Applikation von 100 mcg auf ein Silicagelglas;
Entwicklungslösemittel
A Chloroform/Methanol/Wasser 3:3:1
Entwicklungslösemittel
B Acetonitril/Wasser 3:1,
Besprühen mit basischem KMnO
4 – in Übereinstimmung
mit dem GPI-Standard; keine Beobachtung eines Abbauprodukts.
-
Beispiel 8
-
Herstellung eines Tetrabutylammoniumsalzes
von L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit
-
3,7
g von GPI-Kaliumsalz (10 mmol) werden in 35 ml destilliertem Wasser
gelöst.
Die Lösung
wird auf 4 °C
gekühlt
und auf eine Säule
appliziert, die 15 ml von in der H+-Form
erzeugtem Kationenaustausch-Sulfonharz enthält und bei 4 °C thermostatisiert
ist. Die Säule
wird dann mit 15 ml destilliertem Wasser eluiert und das Eluat wird
bei 4 °C
gewonnen, mit einem Stickstoffstrom geflutet und mit 10 ml einer
wässrigen
1 M Lösung von
Tetrabutylammoniumhydroxid neutralisiert. Die erhaltene Lösung wird
filtriert, gefroren und gefriergetrocknet. Die Reaktion ergibt 97
%.
-
Das
L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit-tetrabutylammoniumsalz
zeigt die folgenden Eigenschaften:
Aussehen: | Pulver |
Formel: | C9H18O11P·C16H36N |
Molekülformel: | C25H54NO11P |
Molekulargewicht: | 575,69 |
Elementaranalyse: C = 52,16 %; H = 9,46 %; N =
2,43; O = 30,57 %; P = 5,38 %
Löslichkeit in organischen Lösemitteln:
leicht löslich
in organischen Lösemitteln, ≥ 10 mg/ml
in DMF
Löslichkeit
in Wasser: >10 mg/ml
DC:
Applikation von 100 mcg auf ein Silicagelglas;
Entwicklungslösemittel
A Chloroform/Methanol/Wasser 3:3:1
Entwicklungslösemittel
B Acetonitril/Wasser 3:1,
Besprühen mit basischem KMnO
4 – in Übereinstimmung
mit dem GPI-Standard; keine Beobachtung eines Abbauprodukts.
-
Beispiel 9
-
Herstellung eines Kaliumsalzes
von peracetyliertem L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit
-
5,76
g eines Tetrabutylammoniumsalzes von GPI (10 mmol) werden in 35
ml wasserfreiem DMF gelöst.
Das Gemisch wird unter Rühren
bei 4 °C
gekühlt.
15 ml wasserfreies Pyridin und 10 ml Essigsäureanhydrid werden langsam
tropfenweise unter Rühren über 30 min
zugegeben. Das Gemisch wird auf Raumtemperatur gebracht und 48 h
lang unter Rühren
unter wasserfreien Bedingungen gehalten. Das Gemisch wird dann unter
Vakuum getrocknet. Der Rückstand
wird in 10 ml Ethanol und 10 mg KCl suspendiert und dann durch Zugabe
von 30 ml Diethylether ausgefällt.
Der erhaltene Rückstand
wird mit 30 ml Wasser und 20 g Eis suspendiert und dreimal mit 30
ml Tetrahydrofuran extrahiert. Die oberen Schichten werden gewonnen
und getrocknet. Der erhaltene Rückstand
wird in 30 ml Ethanol gelöst
und in einer Säule,
die 15 ml von in K+-Form erzeugtem Kationenaustausch-Sulfonharz
enthält,
eluiert. Das Eluat wird unter Vakuum eingedampft und dann unter
hohem Vakuum getrocknet.
-
Die
Reaktion ergibt 90 %.
-
Die
physikalisch/chemischen Eigenschaften des Produkts, peracetyliertes
L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit-kaliumsalz, sind:
Aussehen: | Pulver |
Molekülformel: | C23H32O18PK |
Molekulargewicht: | 666,58 |
Elementaranalyse: C = 41,44 %; H = 4,84 %; O =
43,21 %; P = 4,65 %; K = 5,87 %
Löslichkeit in organischen Lösemitteln: ≥ 10 mg/ml
in DMF und Ethanol.
-
Beispiel 10
-
Kaliumsalz von Glycerothio-phospho-D-myo-inosit
[-S-P-]
-
Die
Verbindung wird ausgehend von Diacylglycerothiophosphoryl-inosit,
das gemäß Beschreibung
bei Kubiak et al., "ACS
SYMPOSIUM SERIES" 718,
Seite 180, erhalten wurde, hergestellt.
-
1,0
g Diacylglycerothiophosphoryl-inosit werden in 10 ml wasserfreiem
Methanol in Stickstoffatmosphäre
suspendiert. 50 mg Kalium-tert.-butoxid werden zugegeben und das
Gemisch wird 3 h lang unter Rühren bei
20 °C gehalten.
26,7 mg Essigsäure
werden zugegeben und das Gemisch wird getrocknet. Der Rückstand wird
in 10 ml kühlem
Wasser gelöst
und mit 10 ml Diethylether extrahiert. Die organische Schicht wird
dann verworfen.
-
Die
Lösung
wird auf 4 °C
gekühlt
und auf eine Säule
appliziert, die 5 ml von in H+-Form erzeugtem Kationenaustausch-Sulfonharz
enthält
und bei 4 °C
thermostatisiert ist. Die Säule
wird dann mit 5 ml destilliertem Wasser eluiert und das Eluat wird
bei 4 °C
gewonnen, mit einem Stickstoffstrom geflutet und mit 0,1 M KOH bis
zu einem pH-Wert von 7,0 neutralisiert. Die erhaltene Lösung wird
filtriert, gefroren und vakuumgetrocknet. Die Reaktion ergibt 95
%.
-
Die
physikalisch/chemischen Eigenschaften des Produkts, Kaliumsalz von
Glycerothio-phospho-D-myo-inosit, sind:
Aussehen: | Pulver |
Molekülformel: | C9H18O10PSK |
Molekulargewicht: | 388,38 |
Elementaranalyse: C = 27,84 %; H = 4,67 %; S =
8,25 %; O = 41,20 %; P = 7,98 %; K = 10,07 %
Löslichkeit
in organischen Lösemitteln:
leicht löslich
in organischen Lösemitteln
Löslichkeit
in Wasser: ≥ 10
mg/ml
DC: Applikation von 100 mcg auf eine Silicagelplatte;
Entwickwicklungslösemittel
A Chloroform/Methanol/Wasser 3:3:1
Entwicklungslösemittel
B Acetonitril/Wasser 3:1,
Besprühen mit basischem KMnO
4 – Rf
= 0,38.
-
Beispiel 11
-
Kaliumsalz von Glycerothio-phosphothio-D-myo-inosit
[-P=S]
-
Die
Synthese wird ausgehend von 2,3,4,5,6-Penta-O-methoxymethyl-D-myo-inosit gemäß der Beschreibung
bei T.G. Mayer et al., Eur. J. Org. Chem. (1998), S. 291–398, durchgeführt.
-
400
mg 2,3,4,5,6-Penta-O-methoxymethyl-D-myo-inosit (1 mmol) werden
in 50 ml Tetrahydrofuran/Dichlormethan 1:4 gelöst und das Gemisch wird auf –15 °C gekühlt.
-
70
mg Imidazol und 220 mg Triethylamin und dann langsam tropfenweise
eine Lösung
von 150 mg Phosphortrichlorid in 5 ml wasserfreiem Dichlormethan
werden zugegeben.
-
Das
erhaltene Gemisch wird 2 h lang unter Rühren gehalten, dann auf Raumtemperatur
erhitzt, mit 10 ml Triethylammoniumbicarbonat versetzt und 1 h lang
gerührt.
Nach der Phasentrennung wird die untere Schicht gewonnen, zweimal
mit 5 ml kühlem
Wasser gewaschen, eingedampft und unter Hochvakuum getrocknet.
-
Der
Rückstand
wird in 20 ml wasserfreiem Pyridin suspendiert, dann mit 200 mg
5,5-Dimethyl-2-oxo-2-chlor-1,2,3-dioxophosphorinan
und 132,2 mg D-α,β-Isopropylidenglycerin
versetzt, und dann wird das Gemisch bei Raumtemperatur 30 min lang
unter inerter Atmosphäre
gerührt.
Das Gemisch wird zur Trockene eingedampft. Der Rückstand wird in 50 ml Tetrachlorkohlenstoff
suspendiert und mit 100 m Schwefel versetzt, 30 min lang bei Raumtemperatur
gerührt
und dann unter Hochvakuum getrocknet. Der Rückstand wird in 20 ml wasserfreiem
Methanol solubilisiert und mit 100 mg p-Toluolsulfonsäure versetzt.
Das Gemisch wird 2 h auf 40 °C
erhitzt und dann auf Raumtemperatur gekühlt, unter Rühren 30
min mit 2 ml Wasser versetzt. Das Gemisch wird mit Ammoniumbicarbonat
neutralisiert und getrocknet. Der Rückstand wird durch präparative
Chromatographie in einer Silicagelsäule unter Verwendung eines
Gemischs von Chloroform/Metha nol/Wasser 35:25:7 als Entwicklungslösemittel
gereinigt. Die das Produkt enthaltenden Fraktionen werden gewonnen
und unter Vakuum getrocknet.
-
Der
Rückstand
wird in 5 ml Wasser gelöst;
die Lösung
wird bei 4 °C
gekühlt
und über
eine Säule,
die 5 ml eines in H+-Form erzeugten Kationenaustausch-Sulfonharzes
enthält,
bei 4 °C
eluiert. Die Säule
wird mit 5 ml destilliertem Wasser eluiert, das Eluat wird bei 4 °C gewonnen,
mit einem Stickstoffstrom geflutet und mit 0,1 M KOH bis zu einem
pH-Wert von 7,0 neutralisiert. Die erhaltene Lösung wird filtriert, gefroren
und vakuumgetrocknet.
-
Die
Reaktion ergibt 65 %.
-
Die
physikalisch/chemischen Eigenschaften des Produkts, Kaliumsalz von
Glycerothio-phosphothio-D-myo-inosit, sind:
Aussehen: | Pulver |
Molekülformel: | C9H18O10PSK |
Molekulargewicht: | 388,38 |
Elementaranalyse: C = 27,84 %; H = 4,67 %; S =
8,25 %; O = 41,20 %; P = 7,98 %; K = 10,07 %
Löslichkeit
in organischen Lösemitteln:
leicht löslich
in organischen Lösemitteln
Löslichkeit
in Wasser: ≥ 10
mg/ml
DC: Applikation von 100 mg auf eine Silicagelplatte;
Entwickwicklungslösemittel
A Chloroform/Methanol/Wasser 3:3:1
Entwicklungslösemittel
B Acetonitril/Wasser 3:1,
Besprühen mit basischem KMnO
4 – Rf
= 0,35.
-
Biologische Aktivität
-
Die
Verbindungen wurden entsprechend den Beispielen codiert und wie
im folgenden numeriert:
-
Es. Chemischer Name
-
- L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit-calciumsalz
- L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit-zinksalz
- L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit-natriumsalz
- 4° L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit-kaliumsalz
- L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit-cholinsalz
- L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit-lysinsalz
-
Die
Verbindungen wurden in vitro an Zelllinien und in vivo in einem
Entzündungsmodell,
das durch Substanz P und dessen Peptid P6-11 induziert wurde, bei
Mäusen
getestet.
-
Abkürzungen, Reagenzien und Materialien
-
- Hormone: Gibco (Grand Island, NY) (6H-Thyrotropin, Insulin,
Transferrin, Cortisol, Somatostatin, Glycyl-L-histidyl-L-lysinacetat)
- Penicillin: Gibco (Grand Island, NY)
- Coon's F-12-Medium
modifiziert nach Ham: Gibco (Grand Island, NY)
- Streptomycin: Gibco (Grand Island, NY)
- NaF, AlCl3: Fluka Chem AG (CH)
- 5,6,8,11,12,14,15-3H(N)-Arachidonsäure: Du
Pont-NEN (Boston, MA)
- BSA Rinderserumalbumin, Sigma A-3311
- Evan's Blue:
Sigma E-2129
- Formamid: Sigma F-7503
- Ethylether: Fluka Chem AG (CH)
- PTFE 0,45 μm-Filter:
Costar 130662
- Substanz P, SP: Clinalfa (IT)
- SP-Carboxyterminales-Peptid SP6-11, Sigma S-0772
- Proteinkinase C, PKC
- Phospholipase A2, PLA2
- Phospholipase C, PLC
- Mitogenaktivierte PK, MAPK
-
Bewertungen
der Wirkungen des L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit-Autakoids
der Codierung Beispiel 3, Beispiel 4 und Beispiel 4a auf die von
cPLA2 induzierte Freisetzung von Arachidonsäure in verschiedenen Zellsystemen.
-
Experimentelle Modelle
-
Zellkulturen
-
FRTL5,
eine Zelllinie von Epithelzellen von Rattenschilddrüse, in Kultur
gezüchtet.
Kurz gesagt, wurden die Zellen in Coon's-F12-Medium, das nach Ham modifiziert
war und mit 5 % Rinderserum, 10 mM Glutamin und einem Gemisch aus
sechs Hormonen (6H-Thyrotropin, Insulin, Transferrin, Cortisol,
Somatostatin, Glycyl-L-histidyl-L-lysinacetat) ergänzt war,
bei 37 °C
in einer befeuchteten Atmosphäre
in einem Medium von 5 % CO2, 95 % Luft,
das alle 3–4
Tage gewechselt wurde, gezüchtet.
-
Swiss-3T3-Fibroblasten
-
Die
Kulturen werden zur Freisetzung von Arachidonsäure unter Verwendung verschiedener
Stimuli stimuliert:
cPLA2-abhängiger Mechanismus, beispielsweise
ATP, Mastoparan, Bombesin;
cPLA2-unabhängiger Mechanismus, beispielsweise
Ca2+-Ionophor,
Ionomicin.
-
Test
-
Freisetzung von Arachidonsäure
-
Die
Zellen werden zunächst
mit verschiedenen Konzentrationen der zu prüfenden Verbindung 60 min oder
mit einer vorgegebenen Konzentration von 100 μM über verschiedene Zeitintervalle
(15–180
min) inkubiert, zweimal mit HBSS (Hank's Balanced Salt Solution, in Gegenwart
von Ca2+- und Mg2+-Ionen)
gewaschen, mit 10 mM Hepes und 0,2 % BSA – in Abwesenheit freier Fettsäuren, pH-Wert
7,4, versetzt und mit 100 μM ATP
in dem beschriebenen Puffer 10 min bei 37 °C stimuliert. Der Überstand
wurde in Szintillationsküvetten zur
Bestimmung gewonnen. Die Ergebnisse sind als Prozentsatz der gesamten
Freisetzung von [3H]-Arachidonsäure ausgedrückt.
-
Ergebnisse
-
Es
wurde gezeigt, dass die zu bewertende Verbindung, die als Beispiel
4a codiert ist, in zeit- und konzentrationsabhängiger Weise die durch die
Aktivierung der cPLA2 induzierte Freisetzung von Arachidonsäure in allen
Zellsystemen, in denen der Test durchgeführt wurde, verringert (Tabelle
1, 2, 3, 4, 5).
-
Die
als Beispiel 3 und Beispiel 4 codierten Verbindungen zeigen eine
stärkere
Wirkung (Tabelle 6).
-
Im
Gegensatz dazu induziert das Verbindungsbeispiel 4a keine Verringerung
der durch nicht mit cPLA2 verwandte Stimuli, wie Calciumionophor,
induzierten Freisetzung von Arachidonsäure (Tabelle 7).
-
Insgesamt
zeigen die angegebenen Daten, dass die Verbindung von Beispiel 4a
und die Verbindung von Beispiel 3 und Beispiel 4 die Freisetzung
von Arachidonsäure
nach einem Mechanismus, der spezifisch durch die negative Regulation
des Aktivierungswegs der cytosolischen cPLA2 vermittelt wird, mit
anderen Worten, dem des Hauptpfades, der an der Mobilisierung von
Arachidonsäure
beteiligt ist, beschränken
können.
-
TABELLE
1: Zeitverlauf der Hemmung der Freisetzung von Arachidonsäure in Gegenwart
der Verbindung von Beispiel 4a in mit ATP stimulierten FRTL5-Zellen.
-
Vorgeladene
Zellen werden mit 100 μm
der Verbindung des Beispiels 4a über
verschiedene Zeitintervalle inkubiert und dann mit ATP (100 μM) 10 min
stimuliert. Die Ergebnisse sind als der Mittelwert ± Standardabweichung
von zwei Punkten in drei getrennten Experimenten ausgedrückt. Die
Stimulation von Kontrollzellen betrug allgemein das 4- bis 5fache
des Basiswerts in entsprechenden Intervallen.
-
TABELLE
2: Die Verbindung von Beispiel 4a induziert eine Hemmung der Freisetzung
von Arachidonsäure
aus mit ATP stimulierten FRTL5-Zellen
-
Vorgeladene
Zellen wurden mit verschiedenen Konzentrationen des Beispiels 4a
60 min vorinkubiert und dann mit 100 μm ATP 10 min stimuliert. Die
Ergebnisse sind als der Mittelwert ± Standardabweichung von zwei
Punkten in drei getrennten Experimenten ausgedrückt.
-
TABELLE
3: Die Verbindung des Beispiels 4a hemmt die Freisetzung von [
3H]-Arachidonsäure aus mit ATP stimulierten
Swiss-3T3-Fibroblasten
-
Vorgeladene
Zellen wurden mit verschiedenen Konzentrationen des Beispiels 4a
60 min vorinkubiert und dann mit 100 μm ATP 10 min stimuliert. Die
Ergebnisse sind als der Mittelwert ± Standardabweichung von zwei
Punkten in drei getrennten Experimenten ausgedrückt.
-
TABELLE
4: Die Verbindung von Beispiel 4a verringert die Mastoparan-abhängige Freisetzung
von [
3H]-Arachidonsäure in Swiss-3T3-Fibroblasten
-
Vorgeladene
radioaktiv markierte Zellen wurden mit verschiedenen Konzentrationen
des Beispiels 4a 60 min vor inkubiert und dann mit 100 μm Mastoparan
10 min stimuliert. Die Ergebnisse sind als der Mittelwert ± Standardabweichung
von zwei Punkten in drei getrennten Experimenten ausgedrückt.
-
TABELLE
5: Die Verbindung von Beispiel 4a verringert die Bombesin-abhängige Freisetzung
von [
3H]-Arachidonsäure in Swiss-3T3-Fibroblasten
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Vorgeladene
Zellen wurden mit verschiedenen Konzentrationen des Beispiels 4a
60 min vorinkubiert und dann mit Bombesin 10 min stimuliert. Die
Ergebnisse sind als der Mittelwert ± Standardabweichung von zwei
Punkten in drei getrennten Experimenten ausgedrückt.
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TABELLE
6: Die Verbindung des Beispiels 4a hemmt die durch Ionomicin induzierte
Freisetzung der [
3H]-Arachidonsäure in FRTL5-Zellen
nicht
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Vorgeladene
Zellen wurden mit verschiedenen Konzentrationen des Beispiels 4a
60 min vorinkubiert und dann mit 10 μm Ionomicin 30 min stimuliert.
Die Ergebnisse sind als der Mittelwert ± Standardabweichung von zwei
Punkten in drei getrennten Experimenten ausgedrückt.
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Bewertung
der Schutzaktivität
auf die lokale Entzündung,
die durch das Peptid P6-11 der Substanz P induziert wurde, gegenüber der
Substanz P.
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Experimentelles Modell
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Balb/c-Mäuse weiblichen
Geschlechts von etwa 20–22
g, die unter normalen Bedingungen von Hell/Dunkel-Zyklen gehalten wurden
und "ad libitum" gefüttert wurden,
werden durch Einwirken einer mit Ethylether gesättigten Atmosphäre anästhesiert.
Die Tiere werden dann in 4 Gruppen von jeweils 10 Tieren aufgeteilt.
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Die
Kapillarpermeabilität
wird mittels einer subkutanen Injektion der Substanz P (1 pmol/3 μl) oder von deren
Peptidfragment P6-11 (1 pmol/3 μl)
in die linke Ohrmuschel induziert; die Kontrolle erhielt eine Injektion einer
Kochsalzlösung
(Mazzari et al., Eur. J. Pharm. 1996).
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Plasmaextravasation in
die Ohrmuschel der Maus
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Die
Mäuse erhielten
eine intravenöse
Injektion von Evan's
Blue (100 mg/kg) unmittelbar nach der Substanz P oder dem P6-11-Peptid
und sie wurden 2 h später
getötet.
Der Farbstoff wurde dann durch Homogenisation (Polytron Homogenizer)
der Ohrmuschel, die eine Injektion erhalten hatte, in 2 ml Formamid
extrahiert. Das homogenisierte Gewebe wurde dann bei 50 °C 2 h inkubiert.
Die Plasmaextravasation wurde als optische Dichte des Evan's Blue bei 620 nm
(A620) gemäß dem Verfahren
von Saria und Lunberg (1983) ermittelt.
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Solubilisierung und Verabreichung
der Verbindungen
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Die
in den Beispielen beschriebenen Verbindungen wurden in einer 0,9%igen
Kochsalzlösung
solubilisiert und durch intravenöse
Injektion mit Dosen im Bereich zwischen 0,5 und 5 mg/kg 30 min vor
der Kapillarpermeabilisierung verabreicht.
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Ergebnisse
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Die
durch die Substanz P induzierte Extravasation beruht auf einem zweifachen
Aktivierungsmechanismus von sowohl den Mastzellen als auch den Gefäßendothelzellen,
während
das Fragment der Substanz P – das
Peptid P6-11 – eine
Extravasation nur aufgrund einer Wirkung auf das Endothel über die
Interaktion mit den NK1-Rezeptoren verursacht ("Role of the N-terminal arginine in the
histamine releasing activity of substance P, bradikinin and related
peptides"; P. Deviller,
G. Drapeau, M. Renoux, D. Regoli, Europ. J. Pharmacol. 168 (1989):
53–60).
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Alle
getesteten Verbindungen verringern die durch das Peptid P6-11 induzierte
Kapillarpermeabilität signifikant,
während
sie die durch SP induzierte Permeabilität nicht signifikant beeinflussen
(Tabelle 9).
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Insbesondere
beschränkt
das Kaliumsalz von GPI von Beispiel 5a die durch das Fragment P6-11
von Substanz P induzierte Extravasation.
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TABELLE
7: Die Verbindungen der Codierung Beispiele 4a und 6 beschränken die
durch P6-11 induzierte Extravasation
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- Student-Newman-Keuls-Test *p <0,05 gegenüber Gruppe 1; • p <0,05 gegenüber Gruppe
2; p <0,05 gegenüber Gruppe
6.
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TABELLE
8: Dosisabhängige
Wirkung der Verbindung der Codierung Beispiel 4a auf die durch P6-11
induzierte Extravasation
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- Student-Newman-Keuls-Test *p <0,05.
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TABELLE
9: L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit-kaliumsalz
(Beispiel 4a) und L-α-Glycero-phospho-D-myo-inosit-calciumsalz (Beispiel
2) auf die durch die Substanz P induzierte Extravasation
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Die
angegebenen Beweismittel zeigen, dass die Verbindungen der Erfindung
die durch das terminale Peptid von Substanz P, P6-11, induzierte
Plasmaproteinextravasation beschränken. Das Peptid P6-11 induziert
eine Proteinextravasation durch das Epithel nach einem spezifischen
Mechanismus, der durch den als NK1 bezeichneten Neurokinrezeptor
vermittelt wird. Es muss wiederholt werden, dass die NK1-, NK2-
und NK3-Rezeptoren das Signal der endogenen Liganden SP, NKA bzw.
NKB, die alle den terminalen Teil von SP, der in dem Peptid P6-11
vorhanden ist, erkennen, vermitteln.
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Folglich
können
die getesteten Verbindungen gemäß der Erfindung
cPLA2 negativ modulieren und daher die mit dem Arachidonsäuremetabolismus
in Verbindung stehende Kaskade von Ereignissen beschränken. Die
Verbindungen der Erfindung können
ferner die Aktivierung der cPLA2 und die durch verschiedene Stimuli, beispielsweise
ATP, induzierte Zunahme der in Situationen einer geänderten
Permeabilität
einer Barriere, beispielsweise das Gefäßperineurium des peripheren
Nervensystems und die Blut-Hirn-Schranke des Zentralnervensystems,
vorhandenen Arachidonsäurespiegel
beschränken.
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Die
Verbindungen der Erfindung modulieren ferner die durch die Bombesinrezeptoren
vermittelte Aktivierung der cPLA2, die an der Dysregulation der
Nahrungsaufnahme beteiligt ist, und sie können daher hilfreich zur Behandlung
von Pathologien, die durch beispielsweise einen Kachexiemechanismus
vermittelt sind, beispielsweise Bulimie, Anorexie, Fettsucht und
Kachexie, verwendet werden.
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Die
Verbindungen der Erfindung können
ferner die Stimulierung des NK-1-Rezeptors eines In-vivo-Modells
modulieren.
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Die
Verbindungen der Erfindung können
daher ein brauchbares therapeutisches Werkzeug zur Behandlung von
Pathologien, die durch eine Aktivierung oder Überstimulierung der cPLA2 vermittelt
sind, wie die zuvor aufgelisteten, sein.
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Die
Dosierungen, der Zeitplan und die Wege einer Verabreichung können entsprechend
dem Typ, dem Stadium, der Schwere und dem Gebiet eines Auftretens
der Pathologie oder einer Änderung
oder der etwaigen Anwendung in der Human- oder veterinärmedizinischen Gesundheitsfürsorge gewählt werden
und sie umfassen zwischen 0,1 und 100 mg/kg während 3–90 Tagen für jeden Therapiezyklus. Für alle genannten
Pathologien sind die systemische, parenterale, orale und rektale
Verabreichung, jedoch auch eine topische, transdermale und in jedem
Fall eine derartige, dass die höchste
Verfügbarkeit
der aktiven Substanz erreicht wird, indiziert. Für orale Formulierungen sind
Verabreichungen als Tabletten, zuckerüberzogene Tabletten und Kapseln, jedoch
auch Pulver und Lösungen/Suspensionen
einschließlich
einer Vernebelung privilegiert.
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Für topische
Behandlungen sind Gele, Cremes und Lösungen, die mit einer Verwendung
an Haut und Schleimhaut ein schließlich der Zahnfleischmukosa
kompatibel sind, zusammen mit Augentropfen zur Verabreichung in
den Bindehautsack bevorzugt.
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Die
injizierbaren Formen werden mit Lösemitteln formuliert, die zur
pharmazeutischen Verwendung und zur intravenösen, intramuskulären und
subkutanen Verabreichung kompatibel sind.
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Die
gleichen aktiven Verbindungen können
in den passenden Konzentrationen als Ergänzungsmittel zur oralen Aufnahme
zur Prävention
oder Coadjuvansbehandlung von Veränderungen, die mit dysreaktiven Zuständen beim
Menschen und in der Veterinärmedizin
in Verbindung stehen, formuliert werden.
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Die
folgenden sind einige Beispiele pharmazeutischer und kosmetischer
Zubereitungen, die nur dem Zweck der Beschreibung, jedoch nicht
der Beschränkung
dienen.
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Beispiel
B – Injizierbare
Formulierung
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Beispiel
C – W/O-Creme
zur topischen Applikation