DE60019921T2

DE60019921T2 - Verwendung von interleukin-11 zur behandlung von hämoragischem schock

Info

Publication number: DE60019921T2
Application number: DE60019921T
Authority: DE
Inventors: Matthew Pollack; C. James KEITH
Original assignee: Genetics Institute LLC
Current assignee: Genetics Institute LLC
Priority date: 1999-06-08
Filing date: 2000-06-08
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2020-06-09
Also published as: WO2000074707A2; JP2003501396A; AU5328800A; MXPA01012663A; ATE294590T1; DE60019921D1; CA2376358A1; CN1355707A; WO2000074707A3; EP1185292B1; EP1185292A2

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der provisorischen US-Anmeldung (Provisional Application) mit der Nr. 60/138,054, eingereicht am 8. Juni 1999.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Verhinderung und Behandlung von hämorrhagischen Schock unter Verwendung von Interleukin-11.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Hämorrhagischer Schock folgt, wann immer akuter Blutverlust annähernd 20 % des normalen Blutvolumens überschreitet. Die zentrale Eigenschaft des hämorrhagischen Schocks ist das reduzierte zirkulierende Blutvolumen, was in Hypoperfusion der Hauptorgansysteme resultiert. Die Hypoperfusion verursacht lokale Gewebeischämie und Nährstoffsubstratmangel, was zu fortschreitender Multiorganschädigung und nachfolgender Dysfunktion führt (Keith, J. C., „Effect of lidocaine pretreatment on acute hemorrhagic shock in the rat", Circulatory Shock 19: 283–292 (1986)). Wenn Wiederbelebung durch intravaskulären Volumenersatz mit Blut oder physiologischen flüssigen Lösungen initiiert wird, ereignet sich eine weitere Schädigung, bewirkt durch Reperfusionsverletzung (Keith, oben).
Das Gastrointestinalsystem wird während hämorrhagischem Schock und Wiederbelebung schwer beschädigt. Nekrose des Darms geschieht und es wird gewöhnlich die nachfolgende Bakterienverlagerung mit Endotoxinfreisetzung beobachtet (Tamion, F., et al., Am. J. Physiol. 273 (2 Pt 1): G314–21 (1997)). Dies resultiert oftmals in einer markanten Heraufregulation proinflammatorischer Cytokine, was die Multiorgandysfunktion verschlechtern kann.
Deshalb könnte ein Mittel, wie rekombinantes menschliches Interleukin 11 („rhIL-11"), das schützende Wirkungen auf das Gastrointestinalsystem hat und die proinflammatorische Cytokinsekretion reduziert, bei der Behandlung von hämorrhagischem Schock günstig sein.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Anmelder haben zum ersten Mal festgestellt, dass Interleukin-11, („IL-11") das Überleben von hämorrhagischem Schock verbessert. Folglich wird durch die vorliegende Erfindung die Verwendung von IL-11 bei der Herstellung eines Medikamentes für die Behandlung und Verhinderung von akutem hämorrhagischem Schock bereitgestellt.
IL-11, Analoga und Derivate davon, können Patienten entweder prophylaktisch oder nach dem Einsetzen von Symptomen, die mit der zuvor genannten Störung verbunden sind, verabreicht werden. IL-11 kann in geeigneten pharmazeutisch annehmbaren Trägern, entweder alleine oder in Kombination mit anderen üblichen Mitteln, die nützlich sind, bei der Erleichterung von Symptomen, die mit diesen Störungen verbunden sind, verabreicht werden.
Ein Verfahren zur Verhinderung von akutem hämorrhagischem Schock umfasst die Verabreichung einer therapeutisch wirksamen Menge von Interleukin-11 an einen Säger vor dem Einsetzen von Symptomen.
Ein Verfahren zur Behandlung von akutem hämorrhagischem Schock umfasst das Verabreichen einer therapeutisch wirksamen Menge von Interleukin-11 an einen Säuger, der diese Störung durchmacht.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen ist die therapeutische Dosis wirksam, um hämorrhagischen Schock zu verhindern oder zu behandeln. Bevorzugt umfasst die therapeutisch wirksame Menge von Interleukin-11 zwischen ungefähr 0,1 μg/kg und ungefähr 100 mg/kg Körpergewicht, bevorzugter zwischen 1 μg/kg und ungefähr 10 mg/kg Körpergewicht und am bevorzugtesten zwischen ungefähr 10 μg/kg und ungefähr 1 mg/kg Körpergewicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Durch die vorliegende Erfindung wird die Verwendung von IL-11 bei der Herstellung eines Medikamentes für die Behandlung und Verhinderung von akutem hämorrhagischem Schock bereitgestellt.
IL-11 ist ein multifunktionelles Cytokin, abgeleitet aus einer Stromazelllinie (Paul, S. R., et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1990) 87: 7512–7512), das die Produktion von Megakaryozyten und Blutplättchen stimulieren kann (Bruno, E., et al., Exp. Hematol. (1991) 19: 378–385), die Proliferation und Differenzierung von Makrophagen-Vorläuferzellen regulieren kann (Du, X. X. und D. A. Williams, Blood (1994) 83: 2023-2030), und die B-Zell-Immunglobulin-Produktion über einen von T-Lymphozyten abhängigen Mechanismus stimulieren kann (Yin, T., et al., J. Exp. Med. (1992) 175: 211–215). Vorangegangene Untersuchungen zeigten die prophylaktischen schützenden Wirkungen von IL-11 auf die Darmmukosaschädigung wegen Bestrahlung und Chemotherapie (Du, X. X., et al., Blood (1994) 83: 33–37) und ischämischer Darmnekrose (Du, X. X., et al., Am. J. Physiol. (1997) 272: G545–G552). Ferner werden der Grad der durch Bestrahlung induzierten Thoraxverletzung (Redlich, C. A., et al., J. Immunol. (1996) 157: 1705–1710) und die Mortalität wegen Endotoxämie ebenfalls durch die Verabreichung von IL-11 reduziert, was anzeigt, dass IL-11 als ein antiinflammatorisches Cytokin wirken kann. (Barton, B. E., et al., Infect. Immun. (1996) 64: 714–718; Castagliuolo, I., et al., Am. J. Physiol. (1997) 273: G333–G341; und Misra, B. R., et al., J. Endotoxin Res. (1996) 3: 297–305).
IL-11 wird im Detail in der internationalen Anmeldung PCT/LJS90/06803, veröffentlicht am 30. Mai 1991, ebenso wie in dem US-Patent Nr. 5,215,895, erteilt am 1. Juni 1993, beschrieben. Es wurde kürzlich kloniertes menschliches IL-11 bei der ATCC, 10801 University Boulevard, Manassa, VA 20110–2209, am 30. März 1990 unter der ATCC-Nr. 68284, hinterlegt. Weiterhin kann IL-11, wie beschrieben im US-Patent Nr. 5,270,181, erteilt am 14. Dezember 1993, und im US-Patent Nr. 5,292,646, erteilt am 8. März 1994, ebenfalls rekombinant als ein Fusionsprotein mit einem anderen Protein produziert werden. IL-11 kann in einer Reihe von Wirtszellen mittels Anwendung von nun üblichen Techniken der Gentechnik produziert werden. Zusätzlich kann IL-11 aus zahlreichen Zelllinien z. B. der menschlichen Lungenfibroblastenzelllinie MRC-5 (ATCC-Zugangsnr. CCL 171) und Paul et al., der menschlichen Trophoblastenzelllinie TPA30-1 (ATCC-Zugangsnr. CRL 1583), erhalten werden. In Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 7512 (1990) ist eine menschliches IL-11 kodierende cDNS, ebenso wie die abgeleitete Aminosäuresequenz (Aminosäuren 1 bis 199) beschrieben. Das US-Patent Nr. 5,292,646, oben, beschreibt eine Des-Pro-Form von IL-11, bei welcher das N-terminale Prolin der reifen Form von IL-11 (Aminosäuren 22 – 199) entfernt worden ist (Aminosäuren 23 – 199). Wie es von einem Fachmann geschätzt werden wird, ist jede Form von IL-11, die die IL-11-Aktivität bewahrt, gemäß der vorliegenden Erfindung nützlich.
Zusätzlich zu den rekombinanten Techniken kann IL-11 ebenfalls durch bekannte gewöhnliche chemische Synthese produziert werden. Verfahren zur Konstruktion der bei der vorliegenden Erfindung nützlichen Polypeptide durch synthetische Mittel sind Fachleuten bekannt. Von den synthetisch konstruierten Cytokinpolypeptidsequenzen wird aufgrund des Teilens von Eigenschaften der Primär-, Sekundär- oder Tertiärstruktur und der Konformation mit den natürlichen Cytokinpolypeptiden erwartet, dass sie die mit diesen gemeinsamen biologischen Aktivitäten besitzen. Solche synthetisch konstruierten Cytokinpolypeptidsequenzen oder Fragmente davon, welche die Funktionalität davon duplizieren oder teilweise duplizieren, können ebenfalls bei dem Verfahren dieser Erfindung verwendet werden. Folglich können sie als biologisch aktiver oder immunologischer Ersatz für die in der vorliegenden Erfindung nützlichen natürlichen, gereinigten Cytokine genutzt werden.
Modifikationen in den Protein-, Peptid- oder DNS-Sequenzen dieser Cytokine oder deren aktiver Fragmente können ebenfalls Proteine erzeugen, die bei den Verfahren dieser Erfindung genutzt werden können. Solche modifizierten Cytokine können von einem Fachmann unter Verwendung bekannter Techniken gemacht werden. Modifikationen von Interesse in den Cytokinsequenzen, z. B. der IL-11-Sequenz, können das Ersetzen, die Insertion oder Deletion von einem oder mehreren ausgewählten Aminosäureresten in den kodierenden Sequenzen einschließen. Mutagene Techniken für eine solche Ersetzung, Insertion oder Deletion sind Fachleuten wohl bekannt. (Siehe z. B. US-Patent Nr. 4,518,584.)
Andere spezifische Mutationen der Sequenzen der Cytokinpolypeptide, die therapeutisch, wie hierin beschrieben, nützlich sein könnten, können z. B. die Insertion von einer oder mehreren Glykosylierungsstellen einschließen. Es kann eine asparagingekoppelte Glykosylierungsstelle in die Sequenz durch Deletion, Substitution oder Addition von Aminosäuren in die Peptidsequenz oder von Nucleotiden in die DNS-Sequenz eingefügt werden. Solche Änderungen können an jeder Stelle des Moleküls gemacht werden, die durch die Addition von O-gekoppeltem Kohlenwasserstoff modifiziert ist. Die Expression solch geänderter Nucleotid- oder Peptidsequenzen erzeugt Varianten, die an jenen Stellen glykosyliert sein können.
Es können zusätzliche Analoga oder Derivate der Sequenz des ausgewählten Cytokins gemacht werden, von welchen erwartet werden würde, dass sie dessen Aktivität insgesamt oder zum Teil bewahren oder verlängern würden, und von denen erwartet werden würde, dass sie in dem vorliegenden Verfahren nützlich sind, ebenfalls von Fachleuten leicht gemacht werden. Eine solche Modifikation kann das Anheften von Polyethylenglykol (PEG) an bestehende Lysinreste in Cytokinsequenz oder die Insertion von einem oder mehreren Lysinresten oder anderen Aminosäureresten, die mit PEG oder PEG-Derivaten reagieren können, in die Sequenz durch gewöhnliche Techniken, um das Anheften von PEG-Einheiten zu ermöglichen, sein.
Zusätzliche Analoga dieser ausgewählten Cytokine können ebenfalls durch Allelvariationen in den sie kodierenden DNS-Sequenzen oder induzierte Variationen in den sie kodierenden DNS-Sequenzen gekennzeichnet sein. Es wird erwartet, dass sämtliche Analoga in den Veröffentlichungen, auf die oben Bezug genommen worden ist, veröffentlicht worden sind, einschließlich jener, die durch DNS-Sequenzen charakterisiert sind, die in der Lage sind, mit den offenbarten Cytokinsequenzen unter stringenten Hybridisierungsbedingungen oder nicht-stringenten Bedingungen zu hybridisieren (Sambrook et al,. Molecular Cloning. A Laboratory Manual, 2. Aufl., Cold Spring Harbor Laboratory, New York (1989), bei dieser Erfindung ähnlich nützlich sein werden.
In diesen Verfahren werden ebenfalls Fusionsmoleküle als nützlich erachtet, die durch Fusionieren der Sequenz oder eines biologisch aktiven Segmentes der Sequenz eines Cytokins mit einem anderen Cytokin oder einem proteinartigen therapeutischen Mittel zubereitet werden, z. B. IL-11 fusioniert mit IL-6 (siehe z. B. Verfahren für die Fusion, beschrieben in PCT/US91/06186 (WO 92/04455), veröffentlicht am 19. März 1992). Alternativ können Kombinationen der Cytokine gemeinsam gemäß dem Verfahren verabreicht werden.
Folglich wird von Fachleuten verstanden werden, dass, wo in der Beschreibung dieser Erfindung IL-11 namentlich erwähnt wird, IL-11, das durch die in der Technik offenbarten Sequenzen produzierte Protein umfasst, ebenso wie Proteine, die durch die oben beschriebenen Modifikationen charakterisiert sind, welche dennoch eine im Wesentlichen ähnliche Aktivität bewahren.
Pharmazeutische Zusammensetzungen, die IL-11 enthalten, die nützlich bei der vorliegenden Erfindung sind, können ebenfalls pharmazeutisch annehmbare Träger, Verdünnungsmittel, Füllstoffe, Salze, Puffer, Stabilisatoren und/oder andere im Stand der Technik wohlbekannte Materialien enthalten. Der Begriff „pharmazeutisch annehmbar" meint ein Material, das nicht mit der Wirksamkeit der biologischen Aktivität des (der) aktiven Bestandteils/e in Wechselwirkung tritt und das nicht für den Wirt, dem es verabreicht wird, toxisch ist. Die Eigenschaften des Trägers oder anderen Materials wird von dem Applikationsweg abhängen.
Die Verabreichung kann in einer Reihe von gewöhnlichen Wegen durchgeführt werden. Intraperitoneale Injektion ist das bevorzugte Verfahren der Verabreichung. Es können ebenfalls intravenöse, kutane oder subkutane Injektion genutzt werden. Für die Injektion wird IL-11 bevorzugt in der Form von pyrogenfreien, parenteral akzeptablen wässrigen Lösungen verabreicht werden. Die Zubereitung solch parenteral akzeptabler Proteinlösungen mit gebührender Rücksicht auf pH-Wert, Isotonie, Stabilität und Ähnliches, liegt im Fachwissen.
Die für die Behandlung verwendete IL-11-Menge wird von der Schwere des Zustands, dem Applikationsweg, der Reaktivität oder Aktivität des aktiven Bestandteils abhängen und wird letztlich von der Person entschieden werden, die die Behandlung bereitstellt. Beim Praktizieren der Verfahren der Behandlung dieser Erfindung wird eine therapeutisch wirksame Menge IL-11 verabreicht. Der Begriff „therapeutisch wirksame Menge" bedeutet die Gesamtmenge jedes aktiven Bestandteils des Verfahrens oder der Zusammensetzung, die ausreichend ist, einen bedeutenden Patientennutzen zu zeigen (z. B. heilen, verbessern, inhibieren, verzögern oder verhindern des Einsetzens, Verhinderung des Wiederauftretens oder des Rückfalls). Eine übliche Technik, eine therapeutisch wirksame Menge für einen bestimmten Patienten zu bestimmen, ist, steigende Dosen periodisch solange bis ein bedeutsamer Patientennutzen durch den Behandelnden beobachtet wird, zu verabreichen. Wenn er auf einen einzelnen aktiven Bestandteil, der alleine verabreicht wird, angewendet wird, bezieht sich der Begriff auf jeden Bestandteil alleine. Wenn er auf eine Kombination angewendet wird, bezieht sich der Begriff auf kombinierte Mengen der aktiven Bestandteile, die in der therapeutischen Wirkung resultieren, ob in Kombination, nacheinander oder gleichzeitig verabreicht. Von einer therapeutisch wirksamen Dosis IL-11 in dieser Erfindung wird damit gerechnet, dass sie in dem Bereich von ungefähr 0,1 μg/kg bis ungefähr 100 mg/kg Körpergewicht, bevorzugter zwischen ungefähr 0,1 μg/kg und ungefähr 10 mg/kg Körpergewicht und am bevorzugtesten zwischen ungefähr 10 μg/kg und ungefähr 1 mg/kg Körpergewicht sein wird. Die Anzahl an Applikationen kann variieren, in Abhängigkeit von dem einzelnen Patienten und der Schwere der Erkrankung.
Die vorliegenden Erfinder zeigten zum ersten Mal die schützende Rolle von IL-11 beim hämorrhagischen Schock. IL-11 verbesserte das Überleben von hämorrhagischem Schock durch Herunterregulieren der Entzündung, Verhinderung der Gewebeschädigung, Erleichterung der Gewebereparatur und Minimieren der mit dem Schock in Beziehung stehenden Bakterien/Endotoxinverlagerung aus dem Darm.
Die vorliegende Erfindung wird weiter veranschaulicht und unterstützt durch Bezugnahme auf die unten beschriebenen experimentellen Ergebnisse.
BEISPIELE
In den folgenden Beispielen wird von jenen, die mit einem * markiert sind, verstanden werden, dass sie aus dem Schutzumfang der Ansprüche fallen, jedoch ein nützlicher Hintergrund sind, um das Verstehen der Erfindung zu unterstützen.
* BEISPIEL 1: Modelle der Kurzdarm- und Darm-Ischämie/Reperfusion
Interleukin-11 erzeugt trophische Darmmukosawirkungen in Ratten mit experimentellem Syndrom des kurzen Darms (Liu, Q., et al., J. Pediatr. Surg. (1996) 31 (8): 1047–1050). Nach 90 %iger Dünndarmresektion wurden Tiergruppen mit rhIL-11 (125 Mikrogramm/kg, zweimal täglich, subkutan) behandelt oder mit 0,1 % Rinderserumalbumin. Die Tiere wurden täglich gewogen und wurden am Tag 2, 4, 6, oder 8 getötet; der verbleibende Dünndarm wurde hinsichtlich der Villushöhe und der Kryptenzellmitose beurteilt. Das Körpergewicht der Tiere, die IL-11 erhielten hatten, war signifikant höher am Beginn des postoperativen Tages 4 im Vergleich mit jenen der Rinderserumalbumin-(„BSA"-)Gruppen. Jene Ratten, die IL-11 hatten, hatten ebenfalls eine signifikant höhere Villushöhe und Kryptenzellmitoseraten.
Die Wirkungen von Interleukin-11 und epidermalem Wachstumsfaktor auf den restlichen Dünndarm wurden nach massiver Dünndarmresektion in Ratten verglichen (Fiore, N. F., et al., J. Pediatr. Surg. (1998) 33 (1): 24–29). Das Körpergewicht war am Tag 4 und am Tag 8 nach der Resektion ähnlich. Tiere, die mit rhIL-11 und IL-11-EGF behandelt worden waren, hatten eine erhöhte Mukosamasse am Tag 4 und 8, wenn sie mit Kontrollen und EGF verglichen wurden. Die Muskeldicke war in der EGF-Gruppe signifikant erhöht. IL-11 hatte eine trophische Wirkung auf Dünndarmepithelzellen, was Zellproliferation und erhöhte Mukosadicke bewirkte. EGF hat eine mehr allgemeine Wirkung auf den Darm, was die Proliferation von sowohl Darmepithelzellen als auch Myozyten bewirkte. IL-11, mit oder ohne EGF, kann einen klinischen Nutzen in Fällen des Syndroms des kurzen Darms haben.
Schützende Wirkungen von Interleukin-11 wurden in einem Mausmodell der Ischämiedarmnekrose gezeigt (Du., X., et al., Am. J. Physiol. (1997) 272 (3 Pt 1): G545–G552). Die Vorbehandlung mit rhIL-11 in Mäusen mit Darmischämie (induziert durch 90 Minuten langes Verschließen der oberen Mesenterialarterie) reduzierte signifikant die Morbidität und Mortalität. Mit rhIL-11 behandelte Mäuse zeigten eine schnelle Genesung der Darmmukosa, eine gleichzeitige Zunahme der mitotischen Aktivität, eine Unterdrückung von Apoptose in Darmkryptenzellen und eine erhöhte periphere Blutplättchen- und Leukozytenzahl. Mit Vehikel behandelte Mäuse entwickelten Thrombozytopenie nach Ischämie, aber keine mit rhIL-11 behandelten Mäuse entwickelten Thrombozytopenie.
* BEISPIEL 2: Modelle systemisch inflammatorischer Zustände
Rh-IL-11 verbessert das Überleben in dem Rattenneutropeniemodell der Pseudomonas-Sepsis (Opal, S. M., et al., J. Infect. Dis. (1998) 178: 1205–1208). RhIL-11 (150 μg/kg) wurde intravenös („IV") einmal täglich für drei Tage verabreicht, beginnend mit dem Einsetzen von Fieber in mit Cyclophosphamid behandelten Ratten, deren Gastrointestinaltrakt mit Pseudomonas aeruginosa 12.4.4 zu Beginn des Experimentes besiedelt worden war. Mit Rh-IL-11 behandelte Mäuse hatten eine signifikante Reduktion in dem quantitativen Ausmaß der Lungeninfektion; eine Reduktion im Lungenödem und eine markante Reduktion bei den Verletzungen des Gastrointestinalepitheliums von Dünn- und Dickdarm. Vierzig Prozent der mit rh-IL-11, 60 % der mit Ciprofloxacin und 100 % der mit rh-IL-11-Ciprofloxacin behandelten Tiere überlebten. Diese Ergebnisse zeigen, dass rh-IL-11 die Mukosamembranintegrität des Ernährungstraktes unterstützt und die systemische inflammatorische Antwort auf die experimentelle Infektion mit Gram-Negativen in immunsupprimierten Tieren erniedrigt.
In BALB/c-Mäusen, denen Dosen an D-Galactosamin und Enterotoxin B von Staphylococcus aureus als ein Modell von T-Zell-vermitteltem toxischem Schock, getriggert durch Superantigen (Barton, B. E., et al., Infect. Immun. (1996) 64: 714–718), gegeben wurden, reduzierte rh-IL-11 (5 bis 500 μg/kg, IP), gegeben als eine Vorbehandlung eine Stunde vor dem Superantigen, die Mortalität in einer dosisabhängigen Weise nach 48 Stunden. In einer Konzentration von 500 μg/kg betrug die Mortalität 55 % im Vergleich mit 100 % bei mit BSA behandelten Tieren.
Rh-IL-11 wurde in einem Kaninchenmodell der Endotoxämie (Misra, B. R., et al., J. Endotoxin Res. (1996) 3: 297–305) beurteilt. Lipopolysaccharid (LPS) wurde N verabreicht und 30 Minuten später wurden Vehikel oder rhIL-11 (100 μg/kg, N) verabreicht. Der mittlere Arterialdruck der mit Vehikel behandelten Gruppe war 55 % der Grundlinie 5 Stunden nach der LPS-Applikation, während jener der mit rhIL-11 behandelten Tiere 94 % der Basislinie betrug. Die histologische Beurteilung von Ileum, Zökum und Colon zeigte eine erniedrigte Hämorrhagie-, Ödem- und Mukosaschädigung in mit rhIL-11 behandelten Tieren im Vergleich zu den mit Vehikel behandelten Tieren. Mit rhIL-11 behandelte Tiere zeigten signifikant niedrigere Nitrat/Nitritplasmaspiegel im Vergleich zu mit Vehikel behandelten Tieren. Diese Ergebnisse zeigen, dass rhIL-11 Hypotonie verhindern kann, die als eine Folge von Endotoxämie geschieht, und dass diese Wirkung mit reduzierten Stickoxidplasmaspiegeln verbunden ist.
In einem Mausmodell der Endotoxämie wurde die Wirkung von rhIL-11 auf Serumspiegel proinflammatorischer Cytokine beurteilt (Trepicchio, W. L., et al., J. Immunol. (1996)157: 3627–3634). In weibliche C57BL/6J-Mäuse wurde PBS oder rhIL-11 (500 μg/kg, IP) injiziert und 4 Stunden später wurde PBS oder LPS injiziert. Die Tiere, die mit rhIL-11 vor der LPS-Verabreichung behandelt worden sind, hatten signifikant niedrigere TNF-α-, IFN-γ- und IL-1β-Spitzenserumspiegel, was sich von 80 bis 95 %igen Reduktionen erstreckte, im Vergleich mit Tieren, die nur LPS empfingen. Die rhIL-11-Vorbehandlung beeinflusste die LPS-induzierte IL-6- oder IL-10-Produktion nicht und die rhIL-11-Behandlung alleine resultierte nicht in detektierbaren Serumspiegeln an IL-6 oder IL-10. RhIL-11 inhibierte ebenfalls die LPS-induzierte TNF-α-Produktion in der IL-6-Mangel-Knockout-Maus. Deshalb kann rhIL-11 die proinflammatorische Cytokinproduktion während einer systemischen Entzündungsantwort in vivo reduzieren und diese Aktivität hängt nicht von der Induktion von IL-10 oder IL-6 ab.
Interleukin-11 verbesserte das Überleben und reduziert die Bakterienverlagerung und Knochenmarkssuppression in Mäusen mit einer Verbrennung (Schindel, D. et al., J. Pediatr. Surg. (1997) 32 (2): 312–315). Es wurde die Wirkung von IL-11 auf das Überleben, die Darmzytoarchitektur, Bakterienverlagerung und Knochenmarksuppression in einem hoch letalem Maus-Verbrennungsmodell bewertet. 8 bis 10 Wochen alte C3H/HeJ-Mäuse machten eine standardisierte 32 % Gesamtkörperoberflächen-(TBSA-)Brandwundenverbrennung unter Verwendung einer Brandmatrize durch. Die Mäuse wurden gleichmäßig zwischen Gruppen, die IL-11 (125 Mikrogramm/kg, zweimal täglich, subkutan („SC)) erhielten, und Kontrollen (BSA) aufgeteilt. Das Überleben wurde bis 7 Tage nach dem Verbrennen berechnet. 24 Stunden nach dem Verbrennen hatten die mit IL-11 behandelten Mäuse weniger Darmbakterien in der Mesenteriallymphe, hatten vermehrt Darmkryptenzellen und eine gesteigerte Villushöhe, gesteigerte periphere Blutplättchen- und Lymphozytenzahlen und ein verbessertes Überleben im Vergleich mit Kontrollen. Diese Daten zeigen, dass IL-11 das Überleben und die Darmzytoarchitektur verbesserte, die Bakterienverlagerung reduzierte und die Knochenmarksunterdrückung nach einer 32 % TBSA-Verbrennung in Mäusen reduzierte.
BEISPIEL 3: Hämorrhagischer Schock
Sprague-Dawley-Ratten wurden betäubt und es wurden 28 ml/kg (35 % Blutvolumen) Blut über 10 Minuten entnommen, um einen akuten hämorrhagischen Schock zu induzieren. Nach 75 Minuten unter Schock wurden die Tiere zufällig unterschiedlichen Behandlungsgruppen zugeteilt. Sie wurden dann für 60 Minuten in einem Verhältnis von 3:1 (Flüssigkeit : Blutverlust) mit mit Milchsäure versetzter Ringerlösung IV wiederbelebt, die rhIL-11 (100 μg/kg), Anti-IL-11 (5,7 mg/kg) oder nur mit Milchsäure versetzte Ringerlösung enthielt. Blutdruck wurde bis 3 Stunden nach dem Schock gemessen. Parallele Tiergruppen wurden dann entweder nach 3 Stunden der Euthanasie unterzogen oder es wurde ihnen ermöglicht, aus der Betäubung zu erwachen und über 72 Stunden nach dem Schock beobachtet zu werden. Die 72-Stunden-Mortalitätsrate wurde bestimmt und dann wurden die Tiere der Euthanasie unterzogen. Bei der Nekropsie wurden Ileumproben in 10 % gepufferten neutralen Formalin fixiert und anschließend untersucht, um den Grad der Dünndarmschädigung zu beurteilen. Zusätzliche Leber- und Ileumproben wurden für die Quantifizierung von Cytokin-mRNS-Spiegel durch RT-PCR gewonnen. Die Ileumabschnitte wurden mikroskopisch durch eine beurteilende Person untersucht, die kein Wissen der Behandlungsgruppe hatte. Die Darmproben wurden nach dem Grad der Villusatrophie, Kryptenatrophie, Becherzellenverarmung, Segmentdilatation und Infiltrieren von Entzündungszellen bewertet. Eine Bewertung von 0 zeigte keine Läsion an, wohingegen eine Bewertung von 3 eine schwere Schädigung und Nekrose anzeigte.
Zweiundneunzig Prozent der rhIL-11-Tiere überlebten bis zu 72 Stunden, während 72 % bzw. 79 % der Gruppe der mit Milchsäure versetzten Ringerlösung alleine und der mit Milchsäure versetzten Anti-IL-11-Ringerlösung überlebten. Die Spiegel der Tumornekrosefaktor-alpha-(TNF-α-)Expression sind unten zu sehen. Sowohl bei der Leber als auch beim Ileum reduzierte die Behandlung mit rhIL-11 zum Zeitpunkt der Wiederbelebung signifikant die TNF-α-Expression.
Tabelle 1: RT-PCR, TNF-α-spezifische mRNS-Spiegel nach 72 Stunden
Die histologischen Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Zu der Wiederbelebungsflüssigkeit hinzugefügtes rhIL-11 reduzierte die Werte der histologischen Läsion nach 3 und 72 Stunden. Die Unterschiede waren höchst signifikant nach 72 Stunden. Repräsentative Photomikrographien der 72-Stunden-Proben sind in 1 zu sehen. Von besonderer Bemerkung ist die vollständige Zerstörung der Villi in der Gruppe mit der mit Milchsäure versetzten Ringerlösung, während die Villi in der rhIL-11-Gruppe vergleichsweise normal erscheinen.
Tabelle 2: Wirkungen von rhIL-11 und Anti-IL-11 auf histologische Ileumläsionen nach 3 und 72 Stunden
Wie in Tabelle 2 oben gezeigt, unterdrückte zu der Wiederbelebungsflüssigkeit hinzugefügtes rhIL-11 die Expression von TNF-α in der Leber und im Ileum, reduzierte die Darmschädigung nach 72 Stunden und verbesserte das Überleben nach hämorrhagischem Schock.
Zusätzlich ist in Experimenten, die im Wesentlichen ähnlich sind mit jenen, die oben im Beispiel 3 beschrieben sind, die Expression von TNF, IL-6, proinflammatorischen Cytokinen und VCAM-1, ICAM-1, Adhäsionsmolekülen in Leber- und Ileumzellen aus Ratten, die mit rhIL-11 enthaltender, mit Milchsäure versetzter Ringerlösung wiederbelebt worden sind, im Vergleich mit der Expression derselben Moleküle in den Leber- und Ileumzellen aus Kontrollratten, die nur mit mit Milchsäure versetzter Ringerlösung wiederbelebt worden sind, reduziert. Wohingegen die Expressionsspiegel von IL-10, einem antiinflammatorischen Cytokin, aus Leber- und Ileumzellen aus mit rhIL-11 wiederbelebten Ratten vergleichbar zu sein scheinen mit jenen derselben Zellen aus den unbehandelten Kontrollratten. Ferner ist der mittlere arterielle Druck von mit rhIL-11 wiederbelebten Ratten höher als jener der unbehandelten Kontrollratten. Als Schlussfolgerung, IL-11 verbessert das Überleben beim hämorrhagischen Schock durch Herunterregulieren der Entzündung, Verhinderung der Gewebeverletzung, Erleichterung der Gewebereparatur und Minimierung der mit Schock in Verbindung stehenden Bakterien-/Endotoxinverlagerung aus dem Darm.
LITERATURVERZEICHNIS:

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Schindel D, Maze R, Liu Q, Williams D, Grosfeld J. Interleukin-11 improves survival and reduces bacterial translocation and bone marrow suppression in burned mice. J Pediatr Surg 1997 Feb;32(2):312-5.

Claims

Verwendung von Interleukin-11 bei der Herstellung eines Medikaments zur Behandlung oder Vorbeugung des akuten hemorrhagischen Schocks.
Verwendung nach Anspruch 1, worin das Medikament für die Übermittlung von Interleukin-11 in einer Menge von 1 bis 1.000 μg/kg Körpergewicht bestimmt ist.
Verwendung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin das Interleukin-11 die Aminosäuresequenz eines humanen IL-11-Polypeptids hat.
Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin das Interleukin-11 rekombinant erzeugt ist.
Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin das Medikament für die intraperitonale Verabreichung ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin das Medikament für die intravenöse, cutane oder subcutane Verabreichung formuliert ist.
Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin das Medikament für eine effektive Dosis im Bereich von etwa 0,1 μg/kg bis etwa 100 mg/kg Körpergewicht formuliert ist.
Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin das Medikament für eine effektive Dosis im Bereich von etwa 1 μg/kg bis etwa 10 mg/kg Körpergewicht formuliert ist.
Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin das Medikament für eine effektive Dosis im Bereich von etwa 10 μg/kg bis etwa 1 mg/kg Körpergewicht formuliert ist.