DE60020825T2

DE60020825T2 - Pharmazeutische zusammensetzungen die dipeptidylpeptidase iv inhibitoren enthalten zur förderung des wachstums

Info

Publication number: DE60020825T2
Application number: DE60020825T
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: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2020-03-22
Also published as: US6521644B1; MXPA01009610A; NZ514450A; TR200102648T2; PL350796A1; KR20010108389A; IL145568A0; TWI239246B; KR100704348B1; ATE297728T1; HUP0200391A2; WO2000056297A2; MY124214A; NO20014608L; ZA200108082B; UA73115C2; EP1171121A2; HK1048589A1; JP2002539244A; AU3318600A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von Inhibitoren der Dipeptidyl Peptidase IV bei der Herstellung von Mitteln und Zusammensetzungen zur Förderung des Wachstums, beispielsweise von unterentwickelten Menschen.
Inhibitoren von DP-IV
Dipeptidyl Peptidase IV (DP-IV, auch genannt Dipeptidyl Aminopeptidase IV, DPP-IV, DAP-IV, EC 3.4.14.5) ist eine Serinpeptidase, die das aminoterminale Dipeptid von Peptiden und Proteinen abspaltet. Sie erkennt Substrate, worin die N-terminale Sequenz X-Pro oder X-ALa ist. Inhibitoren der DP-IV sind als therapeutische Mittel zur Behandung von Entzündungserkrankungen und Aids vorgeschlagen worden. Grundsätzlich sind die bekannten Inhibitoren von DP-IV Analoga des Substrats. Beispiele für DP-IV Inhibitoren sind in DD 296 075 A5 (Neubert et al., November 1991), WO91/16339 (Bachovchin et al., Oktober 1991), WO93/08259 (Bachovchin of al., April 1993), WO95/15309 (Jenkins et al., Juni 1995), WO98/19998 (Villhauer, Mai 1998), WO99/46272 (Scharpe et al., September 1999) und WO99/61431 (Demuth et al., Dezember 1999) offenbart. Prodrugs von einigen dieser Inhibitoren sind auch beschrieben worden in WO99/67278 und WO99/67279 (beide Demuth et al., Dezember 1999).
Die folgende Tabelle legt Grundtypen von DP-IV-Inhibitorverbindungen und spezifische Beispiele hiervon, die für die Verwendung gemäß vorliegender Erfindung bevorzugt sind, dar; sie zeigt auch die Patentpublikationen, aus deren breiterem Umfang an offenbarten Verbindungen diese Typen und Beispiele entnommen sind. Es wird betont, dass alle DP-IV-Inhibitoren, die in den genannten DD- und WO-Beschreibungen offenbart sind, erfindungsgemäß benutzt werden können, und Bezug wird explizit genommen auf diese früheren Beschreibungen für komplette Informationen hinsichtlich der generellen und spezifischeren Formeln und individueller betroffener Verbindungen. Beispielsweise können in der folgenden Tabelle die gezeigten Pyrrolidin- und Thiazolidinringe ersetzt werden durch eine große Bandbreite anderer Heterocyclen verschiedener Ringgroße und/oder die gezeigten Aminoacylreste können ersetzt werden durch eine große Bandbreite anderer Reste, wie durch die zitierten Publikationen gelehrt wird, um andere DP-IV-Inhibitoren für die erfindungsgemäße Verwendung zur Verfügung zu stellen.
Wirkung des Wachstumshormons
Das Wachstumshormon (STH, Somatotropin) wird durch die Hypophyse abgesondert als Antwort auf ein Signal des Hypothalamus in Form des Wachstumshormon-Abgabehormons (Growth Hormone Releasing Hormone, SRH). Die häufigste Isoform des menschlichen STH ist ein Peptid mit 191 Resten und SRH ist ein 44-Reste-Peptid. STH ist ein zentraler Faktor zur Förderung der normalen Entwicklung von Kindern und STH-Mangel kann zu Zwergwuchs führen. Bei Erwachsenen ist die Bedeutung von STH weniger genau abgegrenzt, obgleich die Plasmalevel von STH in Erwachsenen und Kindern ähnlich sind. Es ist möglich, dass STH eine Rolle bei der Gewebewiederherstellung nach Verletzungen spielt.
Die gegenwärtigen therapeutischen Optionen bei STH-Mangel umfassen die Verabreichung von synthetischem STH oder von SRH. Da beide diese Hormone jedoch Peptide sind, ist es nicht möglich, sie oral zu verabreichen. Die Verabreichung erfolgt üblicherweise durch Injektion, was für den Patienten (und insbesondere für Kinder) belastend sein kann trotz der Entwicklung von nadellosen Injektionssystemen.
Darüber hinaus stellt eine einzelne Injektion von SRH lediglich eine Annäherung an die regelmäßige Abgabe dieses Faktors durch den Hypothalamus dar. Schließlich sind beide Peptide, SRH und insbesondere STH, teuer in der Herstellung, da beides relativ große Peptide sind. Entsprechend besteht ein unerfülltes Bedürfnis für ein therapeutisches Mittel, das die Wirkung von STH hat. Wir haben nun gefunden, dass DP-IV Inhibitoren die Konzentration des zirkulierenden STHs erhöhen können.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Inhibitors von DP-IV bei der Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung von Zwergwuchs und unterdurchschnittlichem Wachstum (z.B. bei Kindern) und zur Förderung von Gewebereparaturen (z.B. nach Verletzungen), wobei die Zusammensetzung gekennzeichnet ist durch Einbeziehung von DP-IV-Inhibitoren. Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist eine neuartige Verwendung der Inhibitoren von DP-IV, nämlich bei der Behandlung von Zwergwuchs. Ein dritter Aspekt der Erfindung ist eine verbesserte Vorschrift zur Beschleunigung des Wachstums von Kindern, wobei dem Patienten eine Zusammensetzung verabreicht wird, die einen DP-IV-Inhibitor enthält.
Die Verwendung von DP-IV-Inhibitoren in dieser Weise weist viele Vorteile gegenüber den derzeitigen Behandlungsmethoden auf, die STH oder SRH involvieren. SRH und insbesondere STH sind große Peptide, die entweder aus natürlichen Ressourcen isoliert werden (wie zum Beispiel tierischen Hirnpräparationen) oder in Kultur mittels rekombinanter Zellen hergestellt werden. Die Isolierung aus tierischen Quellen erfordert, dass dem Risiko von Krankheitsübertragungen und dem Vorhandensein von antigenen Proteinverunreinigungen Aufmerksamkeit entgegen gebracht wird. Bei rekombinanten Hormonen ist die Wahrscheinlichkeit der Übertragung humaner Pathogene geringer, aber sie können immer noch mit antigenen Proteinen verunreinigt sein. SRH kann synthetisch hergestellt werden, aber eine solche Synthese ist teuer und erfordert eine sorgfältige Aufreinigung des Produkts. Im Gegensatz dazu sind DP-IV-Inhibitoren kleine Moleküle, die ohne weiteres verfügbar sind durch Gebrauch von Standardsynthesemethoden. Sie sind nicht antigen, einfach zu reinigen und preiswert.
Ein weiterer Vorteil ist, dass DP-IV-Inhibitoren in vielen Fällen biologisch aktiv nach oraler Verabreichung sind. Dies steht im Gegensatz zu STH und SRH, die durch Injektion verabreicht werden müssen. Deshalb führt die Verwendung von DP-IV-Inhibitoren zu einer weniger invasiven Behandlung, die weniger belastend für den Patienten ist.
Gemäß einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine pharmazeutische Zusammensetzung zur Verfügung für die Behandlung von unterdurchschnittlicher Entwicklung oder Zwergwuchs. Die Zusammensetzung ist insbesondere effektiv bei Behandlung von unterdurchschnittlicher Entwicklung oder Zwergwuchs, der auf einen Wachstumshormonmangel zurückzuführen ist. Die Erfindung stellt gleichfalls eine Zusammensetzung für die Förderung von Geweberegeneration zur Verfügung. Diese Zusammensetzungen sind dadurch charakterisiert, dass sie die Inhibitoren von DP-IV enthalten. Die Zusammensetzungen können des weiteren solche pharmazeutisch akzeptablen Hilfsstoffe enthalten, wie sie generell im Stand der Technik bekannt sind, sowie Verdünnungsmittel, Träger, Quellmittel, Bindemittel, Dispersionsmittel, Stabilisatoren u.ä.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird eine Verbindung als 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 unterhalb 100 nM und inhibiert keine anderen Enzyme bei Konzentrationen unterhalb 1 μM. Die folgende Tabelle zeigt generelle Typen von DP-IV-Inhibitorverbindung sowie spezielle Beispiele hiervon, die unter den bevorzugten für die Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung sind; sie zeigt ebenso die Patentpublikationen, aus deren breiterem Umfang an offenbarten Verbindungen diese Typen und Beispiele entnommen sind. Es wird betont, dass alle DP-IV-Inhibitoren, die in den zitierten DD- und WO-Beschreibungen offenbart sind, erfindungsgemäß benutzt werden können, und Bezug wird ausdrücklich auf diese früheren Beschreibungen genommen hinsichtlich voller Information über die generellen und spezifischeren Formeln und individuellen betroffenen Verbindungen. Beispielsweise können die in der folgenden Tabelle gezeigten Pyrrolidin- und Thiazolidinringe durch eine große Bandbreite anderer Heterocyclen verschiedener Ringgröße ersetzt werden und/oder die gezeigten Aminoacylreste können durch viele andere ersetzt werden, wie in den angegebenen Publikationen gelehrt wird, um andere DP-IV-Inhibitoren zur erfindungsgemäßen Verwendung zu ergeben.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Inhibitor von DP-IV ein Amino-acylpyrrolidinnitril. Besonders bevorzugt sind solche Aminoacylpyrrolidinnitrile, die in der WO95/15309 und der WO98/19998 offenbart sind.
Die Verbindungen gemäß der vorliegenden Erfindung können für die Verabreichung beim Menschen über beliebige der üblichen Wege formuliert werden, einschließlich oraler Verabreichung und Verabreichung über die Schleimhäute (z. B. bukkaler, sublingualer, intranasaler, vaginaler und rektaler Verabreichung), Aufnahme durch die Haut oder Injektion (einschließlich intravenöser, intramuskulärer und subkutaner Injektion). Ein bevorzugter Verabreichungsweg ist die orale Verabreichung. In diesem Fall wird die Zusammensetzung geeigneterweise als Tablette oder Kapsel formuliert.
Gemäß einem zweiten Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung eine neue Verwendung für Verbindungen, die als Inhibitoren von DP-IV bekannt sind, nämlich als therapeutische Mittel für die Behandlung von unterdurchschnittlicher Entwicklung und Zwergwuchs.
Die Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine verbesserte Methode für die Behandlung von unterdurchschnittlichem Wachstum und Zwergwuchs, insbesondere zurückzuführen auf Wachstumshormonmangel, wobei dem Patienten eine pharmazeutische Zusammensetzung verabreicht wird, die eine therapeutisch wirkungsvolle Menge eines Inhibitors von DP-IV enthält. Die Behandlung kann die Verwendung solcher Zusammensetzungen alleine oder in Verbindung mit anderen Mitteln, wie den zuvor beschriebenen, beinhalten. Die Verabreichung kann als Einzeldosierung oder in mehrfacher Dosierung in Zeitabständen von z.B. 2–6 Stunden erfolgen. Gemäß einem besonders bevorzugten Dosierungszeitplan wird die Zusammensetzung einmal am Tag am Abend vor dem Schlafengehen verabreicht. Die Dauer der Behandlung kann eine Periode von einigen Tagen oder Wochen umfassen, wenn sie zur Geweberegeneration verwendet wird, oder für eine längere Periode bei der Behandlung von unterdurchschnittlicher Entwicklung. Der verantwortliche Arzt wird feststellen, wann ein geeigneter Behandlungsendpunkt erreicht ist, ebenso wie die Details der Dosierungsanweisungen.
Beispiele
Beispiel 1. Herstellung von Inhibitoren
Die Inhibitoren von DP-IV können gemäß der folgenden Methoden, die in der Literatur beschrieben sind, hergestellt werden. Die Synthese von Aminoacylpyrrolidinnitrilen wird in der WO95/15309 und der WO98/19998 beschrieben. Die folgende Methode dient der Veranschaulichung dieser Verfahren.
Beispiel 1A – Synthese von (2S)-N-Isoleucylpyrrolidin-2-carbonitril
(a) tert-Butyloxycarbonyl-isoleucylprolinamid
Zu einer gerührten Suspension Prolinamidhydrochlorid (225 mg, 1,50 mmol) in trockenem Dichlormethan (15 ml) wurde Diisoproylethylamin hinzugegeben, bis eine klare basische Lösung (pH 9) erreicht war. N-(tert-Butyloxycarbonylisoleucyloxy)succinimid (328 mg, 1,0 mmol) wurde in einer Portion hinzugegeben, und die Mischung wurde bei Raumtemperatur für 16 Stunden unter Stickstoffatmosphäre gerührt. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum verdampft und der Rest wurde in Ethylacetat und 0,3 N Kaliumhydogensulfatlösung aufgenommen. Die organische Phase wurde mit gesättigter Natriumhydrogencarbonatlösung, Wasser und Kochsalzlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum konzentriert. Der Rückstand wurde durch Filtration über eine kurze Silicagelsäule gereinigt, wobei zunächst mit Hexan/Ethylacetat (10:90), dann mit Ethylacetat eluiert wurde. Die Konzentration des produktenthaltenden Eluats ergab die oben genannte Verbindung als farbloses schäumendes Glas; 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); 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 Pyridine (10 ml) wurde unter Stickstoffatmosphäre Imidazol (84 mg, 1,24 mmol) gegeben. Die Mischung wurde auf -35°C abgekühlt und anschließend wurde Phosphoroxychlorid (0,25 ml, 2,48 mmol) hinzugetropft. Die Mischung wurde für eine Stunde gerührt, während der der Temperatur erlaubt wurde, auf -20°C zu steigen, und das Lösungsmittel wurde im Vakuum verdampft. Der Rückstand wurde durch Chromatographie an Silicagel gereinigt, wobei sich die Titelverbindung als farbloses Öl ergab; 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-carbonitriltrifluoracefat
Das Nitril aus Teil (b) wurde in Trifluoressigsäure gelöst und die Lösung wurde bei Raumtemperatur für eine Stunde gerührt. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum verdampft und der Rückstand wurde im Wasser gelöst. Die Lösung wurde lyophilisiert, um die Titelverbindung als weißen, flaumigen Feststoff zu ergeben; Ausbeute 60 mg.
FAB Massenspektrometrie: Errechnet 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
Diese Verbindung wurde gemäß der Methode aus Beispiel 1A hergestellt, wobei das Isoleucinderivat durch das entsprechende tert-Butylglycinderivat errsetzt 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. Wirkung auf das Wachstumshormon im Kreislauf
Tiere
Versuche wurden durchgeführt in männlichen Sprague-Dawley Ratten (200–220 g), erhalten von Iffa Credo (L'Arbresie, Frankreich), die mit Standardlaborfutter ad libitum gefüttert wurden und in einem hinsichtlich der Temperatur und der Feuchtigkeit kontrollierten Raum bei 12-stündigen Hell-Dunkel-Intervallen gehalten wurden.
Operation
Die Ratten wurden gewogen und mit Narcoren betäubt. Die ventrale Seite des Halses wurde rasiert. Ein Einschnitt wurde unterhalb des Zentrums des Halses gemacht. Die rechte Jugularvene wurde freigelegt und mittels eines Polyethylenschlauchs (OD 1,0 mm) mit einer Kanüle versehen, die mit einem medizinischen Silikonschlauch verbunden wurde (OD 0,94 mm) (Silikonseite in der Jugularvene). Der Schlauch wurde gesichert und die Polyethylenseite nach außen gelegt durch einen Einschnitt, der auf der dorsalen Seite des Halses durchgeführt wurde. Der Katheter wurde mit 300 μL Ringerlösung gefüllt, die 0,1 % Heparin enthielt. Den Ratten wurde erlaubt, sich für mindestens 24 Stunden in Einzelkäfigen mit Futter und Wasser verfügbar ad libitum zu erholen.
Experimentelle Vorgehensweise
Die Verbindung aus Beispiel 1B (3 mg/kg, i.v.) oder das entsprechende Vehiculum wurde 15 Minuten vor einer Injektion von SRH (0,1 μg/kg, i.v.) injiziert. Blutproben (200–250 μL) wurden unmittelbar vor der Injektion des Inhibitors und vor der SRH-Injektion entnommen sowie 5, 10, 15, 20, 30 und 60 Minuten nach SRH-Injektion. Jede Blutprobe wurde mit einem äquivalenten Volumen Ringer-Lösung ersetzt, die 0,1 % Heparin enthielt. Das Plasma wurde extrahiert und bei -20°C aufbewahrt bis zur Feststellung des STH-Levels durch RIA (Radio-Imuno-Assay).
Ergebnisse
Die Verbindung aus Beispiel 1B potenzierte den STH-Anstieg durch Verabreichung von SRH (Tabelle 1). Integrierte STH-Antworten waren 720,2 ± 217,0 ng/ml • 60 min und 5072,8 ± 837,3 ng/ml • 60 min in der Vehiculum- bzw. Inhibitor-behandelten Gruppe (p < 0,05).
Tabelle 1: Einfluss des DP-IV-Inhibitors aus Beispiel 1B auf den STH-Anstieg, induziert durch eine intravenöse Injektion von SRH. Ergebnisse sind Durchschnitts-STH-Werte in ng/ml für 6 Ratten ± s.e.m.
Die erhaltenen Ergebnisse zeigen, dass die Inhibitoren von DP-IV in der Lage sind, die im Umlauf befindlichen Level an Wachstumshormonen zu erhöhen, und dass sie infolgedessen nützlich für die Behandlung von unterdurchschnittlicher Entwicklung sind, das zurückzuführen ist auf Wachstumshormonmangel, und für die Behandlung anderer Zustände, bei denen die Förderung von Gewebewachstum wichtig ist.
Beispiel 3. Pharmazeutische Formulierung
3A – 50 mg Tablette
Tabletten, die ein Äquivalent von 50 mg der Verbindung aus Beispiel 1A als aktives Mittel enthalten, werden gemäß folgender Zusammensetzung hergestellt:
Die Materialien werden gemischt und dann gepresst, um 2000 Tabletten von jeweils 200 mg zu erhalten, wobei jede Tablette das Äquivalent von 50 mg der freien Base der Verbindung aus Beispiel 1A enthält.
3B – 100 mg Vaginalzäpfchen
Zäpfchen, die für die vaginale Verabreichung geeignet sind und das Äquivalent von 100 mg der Verbindung aus Beispiel 1A als aktives Mittel enthalten, werden gemäß folgender Anweisung hergestellt
Die Materialien werden gemischt und dann gepresst, so dass sich 1000 Zäpfchen á 1 g ergeben, wobei jedes Zäpfchen das Äquivalent von 100 mg der freien Base der Verbindung aus Beispiel 1A enthält.
Die vorangehenden Beispiele dienen der Verdeutlichung der Erfindung, wie sie hierin offenbart wird, sollen jedoch nicht limitierend wirken. Solche Erweiterungen, die vom Fachmann als äquivalent angesehen würden, sind vom Umfang der Erfindung und der Ansprüche, die den Schutzbereich näher definieren, umfasst.
Ein oder mehrere DP-IV-Inhibitoren können als einzige aktive Komponente für die spezifizierten Zwecke der Zusammensetzung der Methode gemäß der Erfindung verwendet werden.

Claims

Verwendung eines Inhibitors von Dipeptidylpeptidase IV bei der Herstellung einer therapeutischen Zusammensetzung zur Behandlung von unterdurchschnittlicher Entwicklung oder Zwergwuchs.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei das unterdurchschnittliche Wachstum oder der Zwergwuchs auf einen Wachstumshormonmangel zurückzuführen ist.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Inhibitor von Dipeptidylpeptidase IV Aminoacylpyrrolidin-Nitril umfasst.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die therapeutische Zusammensetzung für die orale Verabreichung formuliert ist.
Verwendung nach Anspruch 4, wobei die therapeutische Zusammensetzung als Tablette oder Kapsel formuliert ist.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die therapeutische Zusammensetzung einmal täglich am Abend verabreicht wird.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein oder mehrere Inhibitoren von Dipeptidylpeptidase IV die einzige Komponente der therapeutischen Zusammensetzung sind, die für den vorgegebenen Zweck aktiv ist.