DE60028552T2

DE60028552T2 - Verwendung von Dipeptidylpeptidase IV Inhibitoren zur Verbesserung der Fruchtbarkeit

Info

Publication number: DE60028552T2
Application number: DE60028552T
Authority: DE
Inventors: Pierre Broqua
Original assignee: Ferring BV
Current assignee: Ferring BV
Priority date: 1999-03-23
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2020-03-22
Also published as: IL145569A0; PL195779B1; CA2366911A1; AU765912B2; EP1162969B1; DK1162969T3; NZ514449A; CZ20013410A3; NO20014607D0; PL350797A1; MY135683A; GB9906714D0; AR023129A1; CN1196483C; HK1046647A1; UA77644C2; KR20010108388A; HK1046647B; RU2246944C2; TR200102647T2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Agenzien zur Erhöhung der Fruchtbarkeit beim Tier, insbesondere bei Weibchen, gewöhnlich beim Menschen.
Inhibitoren von DP-IV
Dipeptidylpeptidase IV (DP-IV, auch
Dipeptidylaminopeptidase IV, DPP-IV, DAP-IV; EC 3.4.14.5) ist eine Serinpeptidase, die das aminoterminale Dipeptid von Peptiden und Proteinen spaltet. Sie erkennt Substrate, bei denen die N-terminale Sequenz X-Pro oder X-Ala ist. Inhibitoren von DP-IV wurden als therapeutische Agenzien zur Behandlung von Entzündungskrankheiten und AIDS vorgeschlagen. Im Allgemeinen sind die bekannten Inhibitoren von DP-IV Analoge des Substrats. Beispiele für DP-IV Inhibitoren sind die in der DD 296 075 A5 (Neubert et al., November 1991), WO91/16339 (Bachovchin et al., Oktober 1991), WO93/08259 (Bachovchin et al., April 1993), WO95/15309 (Jenkins et al., Juni 1995), WO98/19998 (Vitthauer. Mai 1998), WO99/46272 (Scharpe et al., September 1999) und WO99/61431 (Demuth et al., Dezember 1999) offenbarten. Prodrogen von einigen dieser Inhibitoren sind auch in der WO99/67278 und WO99/67279 (beide Demuth et al., Dezember 1999) beschrieben.
In der folgenden Tabelle sind allgemeine Arten von DP-IV Inhibitorverbindungen und spezifische Beispiele davon dargelegt, die zu den für den Gebrauch in der vorliegenden Erfindung bevorzugten gehören; außerdem sind die Patentveröffentlichungen angegeben, aus deren größeren Auswahl offenbarter Verbindungen diese Arten und Beispiele bezogen werden. Es wird betont, dass alle in den angeführten DD- und WO-Spezifikationen offenbarten DP-IV Inhibitoren in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, und für vollständige Informationen über die betreffenden allgemeinen und spezielleren Formeln und individuellen Verbindungen wird ausdrücklich auf diese früheren Spezifikationen verwiesen. In der folgenden Tabelle können die angegebenen Pyrrolidin- und Thiazolidinringe zum Beispiel durch eine große Auswahl anderer Heterozyklen unterschiedlicher Ringgrößen ersetzt werden und/oder die angegebenen Amino-Acyl-Anteile können durch eine Reihe verschiedener anderer Substanzen ersetzt werden, wie anhand der angegebenen Veröffentlichungen gelehrt wird, um andere DP-IV Inhibitoren zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung zu erhalten.
Polyzystisches Ovarsyndrom
Das polyzystische Ovarsyndrom (PCOS, Stein-Leventhal-Syndrom) ist ein Zustand, der durch eine Verdickung der Eierstockkapsel und die Bildung mehrerer Follikelzysten gekennzeichnet ist. Es führt zu Unfruchtbarkeit und Amenorrhoe. Das Niveau zirkulierender Hormone wird gestört – Luteinisierungshormon (LH) und Steroide werden erhöht und das follikelstimulierende Hormon (FSH) wird verringert. Es wurde zwar vorgeschlagen, dass dies die Folge einer abnormen Sekretion des Gonadotropin-Freisetzungshormons (GnRH) vom Hypothalamus ist, doch bleibt der dem PCOS zugrunde liegende physiologische Defekt Gegenstand von Spekulationen. Der Einsatz von Behandlungsplänen, die den Anteil von LH und FSH steuern, kann zu einer erfolgreichen unterstützten Befruchtung führen, allerdings sind solche Pläne gewöhnlich komplex und teuer.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine neuartige Verwendung von Inhibitoren von DP-IV, und zwar zur Behandlung von Unfruchtbarkeit, insbesondere der humanen weiblichen Unfruchtbarkeit infolge von PCOS.
Eine solche Verwendung von DP-IV Inhibitoren bietet gegenüber aktuellen Behandlungsplänen viele Vorteile, die GnRH-Agonisten sowie FSH und LH beinhalten. LH und FSH sind große Peptide, die entweder von natürlichen Quellen (im Allgemeinen vom Urin von postmenopausalen Frauen) isoliert oder in Kultur unter Verwendung rekombinanter Zellen hergestellt werden. Bei der Isolierung von Urin muss auf Risiken einer Krankheitsübertragung und die Anwesenheit antigener Proteinkontaminanten geachtet werden. Bei rekombinanten Hormonen ist die Übertragung humaner Pathogene weniger wahrscheinlich, sie können aber noch immer potentiell mit antigenem Protein kontaminiert sein und sind wesentlich teurer als Urinproteine. Ferner haben rekombinante Peptide im Allgemeinen kein vollständig „humanisiertes" Glycosylierungsmuster, was zu Antigenität und reduzierter Wirksamkeit führen kann. GnRH-Agonisten sind im Allgemeinen Decapeptide, die eine Mehrstufensynthese voraussetzen. Im Gegensatz dazu sind DP-IV Inhibitoren kleine Moleküle, die ohne weiteres mit standardmäßigen Syntheseverfahren zugänglich sind. Sie sind nicht antigen, leicht zu reinigen und preisgünstig.
Ein weiterer Vorteil ist, dass DP-IV Inhibitoren in vielen Fällen nach der oralen Verabreichung biologisch aktiv sind. Dies steht im Gegensatz zu GnRH-Agonisten, FSH und LH, die alle durch Injektion verabreicht werden müssen. Folglich führt der Gebrauch von DP-IV Inhibitoren zu einem weniger invasiven Protokoll, das für den Patienten weniger belastend ist.
Die pharmazeutischen Zusammensetzungen sind vor allem zur Behandlung von Unfruchtbarkeit bei Frauen wirksam. Vorzugsweise steht die Unfruchtbarkeit mit dem polyzystischen Ovarsyndrom in Zusammenhang. Die Zusammensetzung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Inhibitor von DP-IV beinhaltet. Die Zusammensetzung kann ferner solche pharmazeutisch akzeptablen Exzipienten enthalten, die in der Technik allgemein bekannt sind, wie Verdünnungsmittel, Träger, Füllstoffe, Bindemittel, Dispergiermittel, Stabilisatoren und dergleichen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine Verbindung als ein Inhibitor von DP-IV angesehen, wenn sie die Wirkung des Enzyms bei einer Konzentration von 1 μM inhibiert. Vorzugsweise inhibiert eine solche Verbindung die Wirkung von DP-IV bei Konzentrationen unter 100 nM und inhibiert keine anderen Enzyme bei Konzentrationen unter 1 μM. In der folgenden Tabelle sind allgemeine Arten von DP-IV Inhibitorverbindungen und spezifische Beispiele davon dargelegt, die zu den für den Gebrauch in der vorliegenden Erfindung bevorzugten gehören; außerdem sind die Patentveröffentlichungen angegeben, von deren größeren Auswahl offenbarter Verbindungen diese Arten und Beispiele bezogen werden. Es wird betont, dass alle in den angeführten DD- und WO-Spezifikationen offenbarten DP-IV Inhibitoren in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, und für vollständige Informationen über die betreffenden allgemeinen und spezifischen Formeln und individuellen Verbindungen wird ausdrücklich auf diese früheren Spezifikationen verwiesen. In der folgenden Tabelle können die angegebenen Pyrrolidin- und Thiazolidinringe zum Beispiel durch eine große Auswahl anderer Heterozyklen unterschiedlicher Ringgröße ersetzt werden und/oder die angegebenen Amino-Acyl-Anteile können durch eine Reihe verschiedener anderer Substanzen ersetzt werden, wie anhand der angegebenen Veröffentlichungen gelehrt wird, um andere DP-IV Inhibitoren zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung zu erhalten.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Inhibitor von DP-IV ein Aminoacylpyrrolidinnitril. Besonders bevorzugt werden die in der WO95/15309 und WO98/19998 offenbarten Aminoacylpyrrolidinnitrile.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können zur Verabreichung an menschliche Patienten über eine beliebige der bekannten Routen formuliert werden, einschließlich der oralen Verabreichung, transmukosalen Verabreichung (wie bukkale, sublinguale, intranasale, vaginale und rektale Verabreichung), transdermalen Verabreichung oder Injektion (einschließlich intravenöser, intramuskulärer und subkutaner Injektion). Eine bevorzugte Verabreichungsroute ist die orale Verabreichung. In diesem Fall wird die Zusammensetzung geeigneterweise als eine Tablette oder Kapsel formuliert.
Die vorliegende Erfindung stellt eine neue Verwendung von Verbindungen, die bekanntlich Inhibitoren von DP-IV sind, als therapeutische Agenzien zur Behandlung von Unfruchtbarkeit bereit, insbesondere humane weibliche Unfruchtbarkeit infolge des polyzystischen Ovarsyndroms.
Die Behandlung kann die Verwendung einer pharmazeutischen Zusammensetzung beinhalten, die eine therapeutisch wirksame Menge eines Inhibitors von DP-IV alleine oder in Verbindung mit anderen Agenzien, wie die zuvor beschriebenen, umfasst. Die Verabreichung kann in einer einzigen Dosis oder in unterteilten Dosen erfolgen, die in Abständen von beispielsweise 2 bis 6 Stunden genommen werden. Die Behandlung kann über einen einzigen Tag oder einen Zeitraum von mehreren Tagen oder Wochen erfolgen, bis ein geeigneter klinischer Endpunkt erreicht wird. Beispiele für geeignete Endpunkte sind die Empfängnis (im Falle einer nicht unterstützten Befruchtung) und die erfolgreiche Ernte unbefruchteter Eizellen oder die erfolgreiche Implantation des Embryos (im Falle einer unterstützten Befruchtung). Die Einzelheiten des Dosierungsplans und der Behandlungsdauer werden vom zuständigen Arzt festgelegt.
Beispiele
1. Beispiel. Herstellung von Inhibitoren
Die Inhibitoren von DP-IV können mit den in der Literatur erläuterten Verfahren hergestellt werden. Die Synthese von Aminoacylpyrrolidinnitrilen ist in der WO95/15309 und der WO98/19998 beschrieben. Das folgende Verfahren veranschaulicht diese Verfahren.
Beispiel 1A – Synthese von (2S)-N-Isoleucylpyrrolidin-2-carbonitril
(a) tert-Butyloxycarbonyl-isoleucylprolinamid
In eine gerührte Suspension von Prolinamidhydrochlorid (225 mg, 1,50 mmol) in trockenem Dichlormethan (15 ml) wurde Diisopropylethylamin gegeben, um eine klare basische (pH 9) Lösung zu erhalten. N-(tert-Butyloxycarbonyl-isoleucyloxy)succinimid (328 mg, 1,0 mmol) wurde in einer Portion zugegeben und das Gemisch wurde 16 Stunden lang bei Raumtemperatur unter einer Stickstoffatmosphäre gerührt. Das Lösungsmittel wurde in vacuo verdampft und der Rest wurde zwischen Ethylacetat und 0,3 N Kaliumhydrogensulfatlösung aufgeteilt. Die organische Lage wurde mit gesättigter Natriumhydrogencarbonatlösung, Wasser und Lake gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und in vacuo konzentriert. Der Rest wurde durch Filtration durch einen kurzen Stopfen aus Silikagel gereinigt, und eine Elution fand mit Hexan/Ethylacetat (10:90) und dann Ethylacetat statt. Eine Konzentration des produkthaltigen Eluats brachte die Titelverbindung als ein farbloses, schäumendes Glas hervor; 301 mg (92%).
¹H NMR (CDCl₃): δ 6,90 (1H, br, s); 5,51 (1H, br, s); 5,18 (1H, d, J = 9,6 Hz); 4,62 (1H, dd, J = 2,6 & 7,0 Hz); 4,29 (1H, dd, J = 8,4 & 9,2 Hz); 3,79–3,58 (2H, m); 2,36 (1H, m); 2,09–1,57 (5H, m); 1,43 (9H, s); 1,17 (1H, m); 0,95 (3H, d, J = 6,6 Hz); 0,90 (3H, t, J = 7,3 Hz) ppm.
(b) (2S)-N-(tert-Butyloxycarbonyl-isoleucyl)pyrrolidin-2-carbonitril
Zu einer gerührten Lösung des Amids aus Teil (a) (203 mg, 0,62 mmol) in trockenem Pyridin (10 ml) wurde unter einer Stickstoffatmosphäre Imidazol (84 mg, 1,24 mmol) gegeben. Das Gemisch wurde auf –35°C gekühlt und anschließend wurde Phosphoroxychlorid (0,25 ml, 2,48 mmol) tropfenweise zugegeben. Das Gemisch wurde 1 Stunde lang gerührt; während dieser Zeit ließ man die Temperatur auf –20°C ansteigen und das Lösungsmittel wurde in vacuo verdampft. Der Rest wurde durch Chromatographie auf Silikagel gereinigt, um die Titelverbindung als ein farbloses Öl zu erhalten; Ausbeute 180 mg (94%).
¹H NMR (CDCl₃): δ 5,14 (1H, d, J = 9,2 Hz); 4,80 (1H, dd, J = 2,6 & 7,1 Hz); 4,22 (1H, dd, J = 7,9 & 9,1 Hz); 3,81 (1H, m); 3,71 (1H, m); 2,30–2,12 (4H, m); 1,75 (1H, m); 1,60 (1H, m); 1,42 (9H, s); 1,19 (1H, m); 0,97 (3H, d, J = 6,9 Hz); 0,91 (3H, t, J = 7,3 Hz) ppm.
¹³C NMR (CDCl₃): δ 171,7; 155,6; 118,0; 79,6; 56,0; 46,5; 46,0; 37,8; 29,6; 28,1; 25,0; 24,2; 15,2; 10,9 ppm.
(c) (2S)-N-(Isoleucyl)-pyrrolidin-2-carbonitriltrifluoracetat
Das Nitril aus Teil (b) wurde in Trifluoressigsäure gelöst und die Lösung wurde bei Raumtemperatur 1 Stunde lang gerührt. Das Lösungsmittel wurde in vacuo verdampft und der Rest wurde in Wasser gelöst. Die Lösung wurde lyophilisiert, um die Titelverbindung als einen weißen lockeren Feststoff zu erhalten; Ausbeute 60 mg.
FAB Massenspek.: Berechnet m/e 209,3; gefunden 210,2 (M + H)⁺
¹H NMR (D₂O): δ 4,3 (1H, m); 3,64 (1H, d, J = 5,6 Hz); 3,16 (2H, m); 1,86–1,48 (5H, m); 0,98 (1H, m); 0,68 (1H, m); 0,51 (3H, d, J = 6,9 Hz); 0,38 (3H, t, J = 7,3 Hz) ppm.
¹³C NMR (D₂O) δ 169,7; 119,7; 57,3; 48,6; 48,1; 36,9; 30,2; 25,8; 24,5; 15,4; 11,5 ppm.
Beispiel 1B – Synthese von (2S)-N-((2'S)-2'-Amino-3',3-dimethylbutanoyl)pyrrolidin-2-carbonitril
Die Herstellung erfolgte mit dem Verfahren aus Beispiel 1A, indem das Isoleucinderivat durch das entsprechende tert-Butylglycinderivat ersetzt wurde.
¹H NMR (CD₃OD): δ 4,86–4,81 (1H, m); 4,04 (1H, s); 3,77–3,71 (2H, m); 3,34 (2H, s); 2,34–2,08 (4H, m); 1,14 (9H, s) ppm.
¹³C NMR (CD₃OD): δ 167,40, 117,99, 58,78, 46,53, 34,21, 29,54, 25,22, 25,03 ppm.
Beispiel 2. Tiermodell menschlicher Unfruchtbarkeit
ZDF-(Zucker Diabetic Fatty)-Ratten werden als ein geeignetes Modell zum Demonstrieren der potentiellen Nützlichkeit therapeutischer Agenzien bei menschlicher Fruchtbarkeit, insbesondere infolge von PCOS, angesehen. Der hormonelle Status dieser Tiere verändert sich, wenn sie fettleibig werden, was mit der menschlichen Krankheit übereinstimmt, bei der ein Zusammenhang zwischen Fettleibigkeit und PCOS nahe gelegt wird.
Tiere
Fettleibige ZDF-Männchen und -Weibchen sowie fruchtbare schlanke Männchen und Weibchen wurden in einzelne Käfige gesetzt und mit Purina 5008 (6,5% Fett) gefüttert. Im Alter von 6,5 Wochen wurden die fettleibigen Ratten zufällig in 3 Gruppen unterteilt:

1. Kontrollgruppe – fettleibige ZDF-Ratten (n = 8), mit Vehikel behandelt.
2. Einmal pro Tag behandelte Gruppe – fettleibige ZDF-Ratten (n = 8), denen die Verbindung aus Beispiel 1B einmal pro Tag oral verabreicht wurde (10 mg/kg/Tag).
3. Zweimal pro Tag behandelte Gruppe – fettleibige ZDF-Ratten (n = 8), denen die Verbindung aus Beispiel 1B zweimal pro Tag oral verabreicht wurde (10 mg/kg/Tag).

Verfahren
Am Ende der Studie wurden Blut und Hypophysenhinterlappenextrakte von schlanken und fettleibigen Ratten gesammelt. Hyophysen-LH- und Plasmatestosteronkonzentrationen wurden durch Radioimmunoassay gemessen. Die östrische Zyklizität wurde durch die Beobachtung eines Scheidenabstrichs beurteilt.
2.1 Hypophysen-LH
Hypophysenhinterlappenextrakte fettleibiger Ratten enthielten mehr LH als die schlanker Ratten (8,1 ± 0,6 μg/Hypophysenhinterlappenextrakt vs 6,3 ± 0,6 μg/Hypophysenhinterlappenextrakt für jeweils die fettleibigen und die schlanken Ratten; p < 0,05). Eine Behandlung fettleibiger Ratten mit der Verbindung aus Beispiel 1B normalisierte den Hypophysen-LH-Gehalt auf die Werte der schlanken Ratten (8,1 ± 0,6 μg/Hypophysenhinterlappenextrakt vs 5,2 ± 0,4 μg/Hypophysenhinterlappenextrakt für jeweils die Kontroll- und die behandelten fettleibigen Ratten; p < 0,05).
2.2 Plasmatestosteron
Die Plasmatestosteronwerte fettleibiger Männchen waren niedriger als die schlanker Männchen (1145 ± 328 ng/ml vs 2410 ± 239 ng/ml für jeweils die fettleibigen und die schlanken Ratten; p < 0,05). Eine Behandlung der fettleibigen Ratten mit der Verbindung aus Beispiel 1B normalisierte die Plasmatestosteronwerte auf die Werte schlanker Ratten (2410 ± 239 ng/ml vs 2392 ± 759 ng/ml für jeweils die schlanken und die behandelten fettleibigen Ratten, NS).
2.3 Zyklizität
Fettleibige Weibchen hatten im Vergleich zu schlanken Ratten eine abnorme östrische Zyklizität. Eine Behandlung mit der Verbindung aus Beispiel 1B normalisierte die östrische Zyklizität bei fettleibigen weiblichen Ratten.
Die erhaltenen Ergebnisse zeigen, dass Inhibitoren von DP-IV zur Behandlung von Unfruchtbarkeit bei sowohl weiblichen als auch männlichen Patienten, insbesondere bei PCOS, von Nutzen sind.
3. Beispiel. Pharmazeutische Formulierung
3A – 50-mg-Tablette

Tabletten mit einer äquivalenten Menge von 50 mg der Verbindung aus Beispiel 1A als Wirkstoff werden mit den folgenden Bestandteilen hergestellt:

Verbindung aus Beispiel 1A (als Trifluoracetatsalz)	154,5 g
Maisstärke	53,5 g
Hydroxypropylcellulose	13,5 g
Carboxymethylcellulosecalcium	11,0 g
Magnesiumstearat	2,0 g
Lactose	165,5 g
Gesamt	400,0 g

Die Materialien werden vermischt und dann gepresst, um 2000 200-mg-Tabletten zu erhalten, die jeweils eine äquivalente Menge von 50 mg der freien Base der Verbindung aus Beispiel 1A enthalten.
3B – 100 mg Vaginalzäpfchen
Zur vaginalen Verabreichung geeignete Zäpfchen, die eine äquivalente Menge von 100 mg der Verbindung aus Beispiel 1A als Wirkstoff enthalten, werden mit den folgenden Bestandteilen hergestellt:

Verbindung aus Beispiel 1A (als Trifluoracetatsalz) 154,5 g

Maisstärke 210,0 g

Kolloidsilika 2,5 g

Povidon 30 49,0 g

Magnesiumstearat 23,0 g

Adipinsäure 57,0 g

Natriumbicarbonat 43,0 g

Natriumlaurylsulfat 5,0 g

Lactose 456,0 g

Gesamt 1000,0 g
Die Materialien werden vermischt und dann gepresst, um 1000 1-g-Zäpfchen zu erhalten, die jeweils eine äquivalente Menge von 100 mg der freien Base der Verbindung aus Beispiel 1A enthalten.
Ein oder mehrere DP-IV Inhibitor(en) können als die einzige Komponente verwendet werden, die für die angegebenen Zwecke der Zusammensetzung und des Verfahrens der Erfindung aktiv ist.

Claims

Verwendung eines Inhibitors für Dipeptidyl-peptidase IV zur Herstellung einer therapeutischen Zusammensetzung zur Erhöhung der Fruchtbarkeit.
Verwendung nach Anspruch 1 zur Behandlung von Unfruchtbarkeit oder zur Unterstützung der Befruchtung.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die therapeutische Zusammensetzung zur Behandlung von Unfruchtbarkeit auf Grund eines polyzystischen Ovarsyndroms vorgesehen ist.
Verwendung nach Anspruch 1, 2 oder 3 wobei der Inhibitor für Dipeptidyl-peptidase IV Amino-acyl-pyrrolidin-nitril umfasst.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die therapeutische Zusammensetzung zur oralen Veraberichung zubereitet ist.
Verwendung nach Anspruch 5, wobei die therapeutische Zusammensetzung in Form einer Tablette oder Kapsel vorliegt.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein oder mehrere Inhibitor(en) für Dipeptidyl-peptidase IV die einzige Komponente der therapeutischen Zusammensetzung ist, die für den angegebnen Zweck aktiv ist.