DE602004007662T2

DE602004007662T2 - Rapamycin-carbohydrate derivate

Info

Publication number: DE602004007662T2
Application number: DE602004007662T
Authority: DE
Inventors: Mark Edmonton ABEL; Roman Edmonton SZWEDA; Daniel Edmonton TREPANIER; Randall W. Edmonton YATSCOFF; Robert T. Edmonton FOSTER
Original assignee: Isotechnika Inc
Current assignee: Isotechnika Inc
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2024-05-15
Also published as: US20040235762A1; NO20055283D0; ATE367396T1; PL1644392T3; US20070099848A1; MXPA05012376A; EP1785430A1; EP1644392A1; NO20055283L; JP2007503452A; NZ543479A; TW200511991A; DK1644392T3; BRPI0411171A; AU2004238408A1; DE602004007662D1; US7160867B2; EP1644392B1; HRP20070383T3; KR20060031603A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Anmeldung bezieht sich auf Kohlenhydratderivate von Rapamycin, einem hochwirksamen Immunsuppressivum, mit strukturell definierten Kohlenhydrateinheiten, die über eine verbindenden Einheit mit der Rapamycinstruktur verbunden sind. Die Rapamycin-Kohlenhydratderivate können als Prodrugs dienen. Das heißt, sie können selbst im Wesentlichen ohne eine immunsuppressive Wirksamkeit sein, in vivo jedoch in Rapamycin überführt werden, welches dann eine immunsuppressive Wirkung zeigt.
REFERENZEN
Die folgenden Referenzen stehen in Beziehung dazu oder es wird hierdurch bei den entsprechenden Teile dieser Beschreibung durch die Patent- oder Anmeldungsnummern oder die Angabe von Autor und Jahr darauf Bezug.

C. Vezina, A. Kiudelski, S. N. Sehgal, "Rapamycin (AY-22,989), a new antifungal antibiotic. I. Taxonomy of the producing streptomycete and isolation of the active principle," J. Antibiot. 28, 721 (1975).
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U.S. Patent Nr. 3,929,992.
U.S. Patent Nr. 3,993,749.
U.S. Patent Nr. 4,885,171.
U.S. Patent Nr. 4,401,653.
U.S. Patent Nr. 4,316,885.
U.S. Patent Nr. 4,650,803.
PCT-Anmeldung Nr. WO 92/05179.
U.S. Patent Nr. 5,118,678.
U.S. Patent Nr. 5,118,678.
U.S. Patent Nr. 5,260,300.
U.S. Patent Nr. 5,118,678.
U.S. Patent Nr. 5,100,883.
U.S. Patent Nr. 5,151,413.
U.S. Patent Nr. 5,120,842.
U.S. Patent Nr. 5,120,725.
U.S. Patent Nr. 5,120,727.
U.S. Patent Nr. 5,258,389.
U.S. Patent Nr. 5,672,605.
U.S. Patent Nr. 5,583,139.
U.S. Patent Nr. 5,527,907.
U.S. Patent Nr. 5,457,111.
U.S. Patent Nr. 5,955,100.
U.S. Patent Nr. 6,146,658.
U.S. Patent Nr. 5,935,995.
U.S.-Patent Nr. 5,665,728.
U.S. Patent Nr. 6,146,658.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Rapamycin, ebenfalls als Sirolismus bekannt, ist ein 31-gliedriges Macrolidlacton, C₅₁H₇₉NO₁₃, mit einem Molekulargewicht vom 913,6 Da. In Lösung bildet Rapamycin aufgrund der gehinderten Rotation um die Pipecolinsäureamid-Bindung konformationelle trans- und cis-Isomere in einem Verhältnis von 4:1 (in Chloroformlösung). Es ist in Wasser, aliphatischen Kohlenwasserstoffen und Diethylether schwer löslich, während es in Alkoholen, halogenierten Kohlenwasserstoffen und Dimethylsulfoxid löslich ist. Rapamycin ist in Lösung instabil; es baut sich im Plasma und in Puffern mit niedrigem oder neutralen pH-Wert bei 37°C mit einer Halbwertszeit von weniger als 10 Stunden ab.
Von dem durch Streptomyces hygroscopicus hergestellten Rapamycin wurde gezeigt, dass es eine Anzahl wertvoller pharmakologischer Eigenschaften besitzt. Bei der Verbindung handelt es sich um ein makrocyclisches Trien-Antibiotikum, das eine Antipilzwirkung besitzt, insbesondere gegen Candida albicans, sowohl in vitro als auch in vivo. Siehe C. Vezina et al., J. Antibiot. 28, 721 (1975), S. N. Sehgal et al., J. Antibiot. 28, 727 (1975), H. A. Baker et al., J. Antibiot. 31, 539 (1978) und die U.S.-Patente Nummer 3,929,992 und 3,993,749. Von Rapamycin alleine (U.S.-Pat. Nr. 4,885,171) oder in Kombination mit Picibanil (U.S.-Pat. Nr. 4,401,653) wurde auch gezeigt, dass sie eine Antitumorwirkung haben. Weiterhin haben R. Mantel et al. Can. J. Physiol. Pharmacol. 55, 48 (1977) offenbart, dass Rapamycin bei einem experimentellen Modell für allergische Encephalomyelitis, bei einem Modell für multiple Sklerose, bei einem Modell für adjuvante Arthritis und bei einem Modell für rheumatoide Arthritis wirksam ist; sowie die Bildung von IgE-artigen Antikörpern wirkungsvoll hemmt.
Die immunsuppressiven Wirkungen von Rapamycin wurden in FASEB 3, 3411 (1989) offenbart. Von Rapamycin, Cyclosporin A, FK-506 (auch als Tacrolimus bekannt), und anderen makrocyclischen Molekülen wurde gezeigt, dass sie wirksame immunsuppressive Mittel sind und daher für die Vorbeugung von Transplantatabstoßung geeignet sind. Siehe FASEB 3, 3411 (1989), FASEB 3, 5256 (1989) und R. Y. Calne et al., Lancet 1183 (1978). Obwohl Rapamycin eine strukturelle Homologie zu dem Immunsuppressivum Tacrolimus (FK506) aufweist und an das gleiche intrazelluläre Bindungsprotein in Lymphozyten bindet, wurde gezeigt, dass Rapamycin und Tacrolimus unterschiedliche Mechanismen der immunsuppressiven Wirkung haben. Rapamycin hemmt die S6p70-Kinase, wohingegen Tacrolimus Calcineurin hemmt. Es wurde gefunden, dass Rapamycin das Überleben des Transplantats bei unterschiedlichen Transplantaten in mehreren Spezies verlängert, alleine oder in Kombination mit anderen Immunsuppressiva. Siehe S. N. Sehgal et al., Medicinal Research Reviews 14, 1 (1994).
Rapamycin ist auch als ein mTOR-Inhibitor bekannt. Diese Inhibitoren stellen ein Klasse von immunsuppressiven Arzneien dar, die die Aktivierung der T-Zellen in einem späteren Stadium der Immunantwort hemmen als andere Typen von Inhibitoren, wie Calcineurin-Inhibitoren und Inhibitoren der DNS-Synthese. Bei Transplantationen werden mTOR-Inhibitoren typischerweise in Kombination mit Calcineurin-Inhibitoren verwendet.
Leider beschränken zur Zeit die Nebenwirkungen (z.B. gastrointestinale Wirkungen, Hyperlipidämie) von mTOR-Inhibitoren deren breite Anwendung bei Transplantationen und der Behandlung von Autoimmunerkrankungen. Und obwohl nicht gezeigt wurde, dass Rapamycin Nephrotoxizität hervorruft, wurde gezeigt, dass es im Tiermodell eine Anzahl von toxischen Nebenwirkung hervorruft. Zu solchen toxischen Wirkungen gehören zum Beispiel Störung der Glukosehomöostase, Geschwürbildung im Gastrointestinaltrakt, Gewichtsverlust, Diarrhoe und Thrombozytopenie.
Es wurden zahlreiche Rapamycinderivate synthetisiert, in der Hoffnung einige Nachteile, die Rapamycin beibehält, zu mindern und zu verbessern, zu denen eine niedrige und/oder schwankende Bioverfügbarkeit und Löslichkeit sowie eine hohe Toxizität gehören. Von mono- und diacylierten Derivaten von Rapamycin (an den Positionen 28 und 43 verestert) wurde gezeigt, dass sie als Antipilzmittel geeignet sind (U.S.-Pat. Nr. 4,316,885), und sie wurden verwendet, um wasserlösliche Prodrugs herzustellen (U.S. Pat. Nr. 4,650,803). Andere Derivate schließen Carbonsäureester (PCT-Veröffentlichung Nr. WO 92/05179), Carbamate (U.S.-Pat. Nr. 5,118,678), Carbonate (U.S.-Pat. Nr. 5,260,300), Amidester (U.S.-Pat. Nr. 5,118,678), fluorierte Ester (U.S.-Pat. Nr. 5,100,883), Acetale (U.S.-Pat. Nr. 5,151,413), Silylether (U.S.-Pat. Nr. 5,120,842), bicyclische Derivate (U.S.-Pat. Nr. 5,120,725), Rapamycindimere (U.S.-Pat. Nr. 5,120,727) und O-Aryl-, O-Alkyl-, O-Alkenyl- und O-Alkinylderivate (U.S.-Pat. Nr. 5,258,389) ein. Es wurden auch verschiedene Rapamycin-Prodrugs entwickelt (U.S.-Pat. Nr. 5,672,605, 5,583,139, 5,527,907, 5,457,111, 5,955,100, 6,146,658 und 5,935,995).
U.S. 6,342,507 offenbart deuterierte Analoga von Rapamycin, bei denen die Wasserstoffatome der Methylgruppen an den Positionen 7 und 43 von Rapamycin durch Deuterium ersetzt sind, und so die biologische Wirksamkeit verbessert wird. Weiterhin beschreibt WO 92/05179 eine Klasse von Carbonsäureesterderivaten von Rapamycin, in denen eine oder mehrere Hydroxylgruppen an den Positionen 14, 31 und 42 verschiedenartig substituiert sind.
Da von Rapamycin gezeigt wurde, dass es ausgezeichnete immunsuppressive, Antipilz-, Antitumor- und andere wichtige biologische Wirksamkeiten besitzt, besteht noch eine Notwendigkeit für verbesserte Derivate, die die Löslichkeit steigern und das pharmakokinetische Profil verbessern, während deren Toxizität verringert wird. Die vorliegende Erfindung behandelt diese Notwendigkeiten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung basiert in Teilen auf der Erkenntnis, dass die Kohlenhydratderivate von Rapamycin, in denen das Rapamycinmolekül an den Positionen 31 und/oder 42, wie sie nach der gegenwärtigen Nomenklatur der Chemical Abstracts definiert sind, durch Verknüpfung mit Monosaccharid(en), Oligosaccharid(en) oder Pseudozuckern abgewandelt ist, im Vergleich mit Rapamycin ähnliche oder verbesserte pharmakokinetische und/oder pharmakodynamische Profile aufweisen. Zusätzlich kann die Verabreichung von Rapamycin-Kohlenhydratderivaten eine verminderte Toxizität unter Beibehaltung der gewünschten pharmakologischen Wirkung zur Folge haben. Zusätzlich können die Rapamycin-Kohlenhydratderivate Rapamycin besser wasserlöslich machen, was eine vereinfachte Arzneiformulierung erlaubt. Somit stellt die vorliegende Erfindung Verbindungen mit charakteristischen Merkmalen bereit, die von denen anderer Arzneien in ihrer Klasse, wie Rapamycin, verschieden sind.
In einer Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Rapamycin-Kohlenhydratderivat mit einer Struktur der Formel (I):
in der
n = 0 oder 1 ist, R¹ und R² unabhängig voneinander Wasserstoff oder -X-Z darstellen,
wobei jedes X ein Verbindungsglied und jedes Z eine Kohlenhydrateinheit ist, die unabhängig voneinander aus einem Monosaccharid, Oligosaccharid und Pseudozucker ausgewählt ist, und wobei jedes Z durch ein Hydroxylsauerstoffatom von Z an den Rest X gebunden ist, mit der Maßgabe, dass R¹ und R² nicht gleichzeitig ein Wasserstoffatom darstellen. In einer Ausführungsform kann R¹ Wasserstoff und R² -X-Z darstellen oder in einer weiteren Ausführungsform ist R² Wasserstoff und R¹ -X-Z. X ist ausgewählt aus (i) -R³C(O)-; (ii) -C(O)R³-; (iii) -R³S(O)₂- und (iv) -S(O)₂R³-; wobei R³ aus (a) -(CH₂)_p-, wobei p eine ganze Zahl von 1 bis 18 ist, (b) -(CH₂)_n-O-(CH₂)_m- wobei n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 2 bis 6 darstellen; und (c) einer Bindung ausgewählt ist. In einer Ausführungsform kann X aus -C(O)- und -SO₂- ausgewählt sein. In einer zusätzlichen Ausführungsform kann X eine einzelne funktionelle Gruppe sein. In einer weiteren Ausführungsform kann Z aus Fructose, Fucitol und Allose ausgewählt sein. In noch einer weiteren Ausführungsform kann Z ein Monosaccharidderivat sein, in dem mindestens eine der Hydroxylgruppen des Monosaccharids durch ein Wasserstoffatom, einen Alkoxyrest, ein Alkanoat oder eine Halogengruppe ersetzt ist.
Rapamycin-Kohlenhydratderivate mit der Struktur der Formel I, die in den Anwendungsbereich dieser Erfindung fallen, schließen zum Beispiel diejenigen ein, die nachstehend bekannt gegeben werden (einschließlich deren pharmazeutisch verträglichen Salze):
42-O-(Methyl-D-glucosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(Methyl-D-glucosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(Methyl-D-glucosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(methyl-D-glucosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-O-Methyl-D-fructosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(2-O-Methyl-D-fructosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
42-O-(2-O-Methyl-L-fructosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(2-O-Methyl-L-fructosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(2-O-Methyl-D-fructosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(2-O-methyl-D-fructosylcarbonyl)rapamycin;
31-O-(2-O-Methyl-L-fructosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(2-O-methyl-L-fructosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Allosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Allosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
42-O-(L-Allosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(L-Allosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Allosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-allosylcarbonyl)rapamycin;
31-O-(L-Allosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-(L-allosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Fructosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
42-O-(L-Fructosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(L-Fructosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-fructosylcarbonyl)rapamycin;
31-O-(L-Fructosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(L-fructosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Fucitolylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Fucitolylcarbonyloxy]rapamycin;
42-O-(L-Fucitolylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(L-Fucitolylcarbonyloxy)ethylrapamycin;
31-O-(D-Fucitolylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-fucitolylcarbonyl)rapamycin;
31-O-(L-Fucitolylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(L-fucitolylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Glucalylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Glucalylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
42-O-(D-Glucosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Glucosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
42-O-(L-Glucosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(L-Glucosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Glucalylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-glucalylcarbonyl)rapamycin;
31-O-(D-Glucosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-glucosylcarbonyl)rapamycin;
31-O-(L-Glucosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(L-glucosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(L-Sorbosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Sorbosylcarbonyl)rapamycin;
31-O-(L-Sorbosylcarbonyl)rapamycin;
31-O-(D-Sorbosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(L-Sorbosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
42-O-[2-(D-Sorbosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-sorbosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(L-sorbosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Lactalylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Lactalylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Lactalylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-lactalylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Sucrosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Sucrosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Sucrosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-sucrosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Gentobiosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Gentobiosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Gentobiosylcarbonyl)rapamycin
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-gentobiosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Cellobiosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Cellobiosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Cellobiosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-cellobiosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Turanosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-(D-Turanosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Turanosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-turanosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Palatinosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Palatinosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Palatinosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-palatinosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Isomaltosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Isomaltosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Isomaltosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-isomaltosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Maltulosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Maltulosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
42-O-(D-Maltosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Maltosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Maltulosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-maltulosylcarbonyl)rapamycin;
31-O-(D-Maltosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-maltoscylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Lactosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Lactosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(Methyl-D-lactosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(methyl-D-lactosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Melibiosylcarbonyl)rapamycin;
31-O-(D-Melibiosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-melibiosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Leucrosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Leucrosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Leucrosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-leucrosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Rafinosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Rafinosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Rafinosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-rafinosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Isomaltotriosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Isomaltosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Isomaltotriosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-isomaltotriosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Cellotetraosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Cellotetraosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Cellotetraosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-cellotetraosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(Valiolylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-(D-Valiolylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(Valiolylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(valiolylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(Valiolonylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Valiolonylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(Valiolonylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(valiolonylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(Valienolylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Valienolylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(Valienolylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(valienolylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(Valienonylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Valienonylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(Valienonylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(Valienonylcarbonyl)rapamycin.
In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung Arzneimittel, die das vorstehend erwähnte Rapamycin-Kohlenhydratderivat oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz davon und einen pharmazeutisch verträglichen Träger umfassen. Zusätzlich ist eine Ausführungsform der Erfindung ein Verfahren zur Behandlung einer durch Rapamycin behandelbaren Erkrankung, indem eine therapeutisch wirksame Menge des Rapamycin-Kohlenhydratderivats einem Patienten verabreicht wird, der dies benötigt.
In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Behandlung eines Zustandes, wie Abstoßung bei Transplantation, Host-versus-Graft-Disease (Empfänger-gegen-Transplantat-Reaktion), Graft-versus-Host-Disease (Transplantat-gegen-Empfänger-Reaktion), Leukämie, Lymphom, hyperproliferative vaskuläre Störungen, Autoimmunerkrankung, entzündliche Erkrankungen, soliden Tumoren und Pilzinfektionen, vorgestellt, wobei das Verfahren die Verabreichung einer therapeutisch wirksame Menge des vorstehend erwähnten Arzneimittels an einen Patienten, der dies benötigt, umfasst.
Noch weiter stellt die Erfindung ein Medizinprodukt bereit, wobei das Medizinprodukt ein Rapamycin-Kohlenhydratderivat oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz davon umfasst. In einer Ausführungsform ist das Medizinprodukt mit einem Rapamycin-Kohlenhydratderivat überzogen.
Und die Erfindung stellt ein Verfahren zur Behandlung einer durch Rapamycin behandelbaren Erkrankung bereit, umfassend die gemeinsame Verabreichung einer therapeutisch wirksamen Menge eines erfindungsgemäßen Rapamycin-Kohlenhydratderivats an einen Patienten, der dies benötigt, zusammen mit einem Arzneimittel, dass aus Cyclosporin oder einem Cyclosporinderivat, einem Steroid oder einer immunmodulatorischen Verbindung ausgewählt ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt Fructose dar, wie sie in Lösung in verschiedenen Konfigurationen vorliegt.
2 stellt eine allgemeine Vorgehensweise für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Rapamycin-Kohlenhydratderivats dar. "RAPA-OH" steht für Rapamycin, wobei es sich bei der Hydroxylgruppe (-OH) um irgendeine der Hydroxylgruppen von Rapamycin handelt.
3 stellt den Reaktionsweg für die Synthese von 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin dar.
4 stellt den Reaktionsweg für die Synthese von 31-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin dar.
5 stellt die immunsuppressive Wirksamkeit in vitro von Rapamycin, 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin und einem Carbamat-verknüpften Analogen von 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin dar.
Die 6, 7 und 8 stellen die pharmakokinetischen Profile von ausgewählten Rapamycin-Kohlenhydratderivaten in Ratten dar.
9 stellt die Serumcholesterinspiegel in Ratten dar, die in der Folge der Behandlung mit 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin und Rapamycin auftreten.
10 zeigt die Wirkung von zwei unterschiedlichen Dosierung von Rapamycin auf die Thrombocytenaggregation.
11 vergleicht die Wirkung von 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin und Rapamycin auf die Thrombocytenaggregation.
12 veranschaulicht die Wirkung von 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin und Rapamycin auf die Überlebensraten in einem Rattenherztransplantationsmodell.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft die unerwartete Entdeckung, dass die beanspruchten Rapamycin-Kohlenhydratderivate im Vergleich zu nicht derivatisiertem Rapamycin verbesserte pharmakologische Eigenschaften aufweisen.
Es muss darauf hingewiesen werden, dass die Einzahlformen "ein", "eine" und "der, die, das", wie sie hier und in den beigefügten Ansprüchen verwendet werden, Mehrfachbezugnahmen einschließen, sofern es im Zusammenhang nicht deutlich anders angegeben ist. So schließt zum Beispiel eine Bezugnahme auf ein "Rapamycin-Kohlenhydratderivat" eine Anzahl solcher Derivate ein; eine Bezugnahme auf einen "pharmazeutisch verträglichen Träger" ist eine Bezugnahme auf einen oder mehrere Träger oder Fachleuten bekannten Äquivalenten davon usw..
Sofern nicht anders angegeben, haben alle technischen und wissenschaftlichen Bezeichnungen die gleichen Bedeutungen, wie sie im Allgemeinen von Fachleuten auf dem Gebiet, zu dem die Erfindung gehört, verstanden werden. Obwohl irgendeines der Verfahren oder Materialien, die den hier beschriebenen ähnlich oder äquivalent sind, in der Praxis oder beim Testen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, werden die bevorzugten Verfahren, Produkte und Materialien nun beschrieben.
In der Praxis der vorliegenden Erfindung werden, sofern nicht anders angegeben, herkömmliche Verfahren der Chemie, Biochemie, Molekularbiologie, Zellbiologie, Immunologie und Pharmakologie nach Stand der Technik verwendet. Solche Techniken sind vollständig in der Literatur erklärt (Siehe z.B., Gennaro, A. R., Hrsg. (1990) Remington's Pharmaceutical Sciences, 18. Ausgabe, Mack Publishing Co.; Colowick, S. et al., Hrsg., Short Protocols in Molecular Biology, 4. Ausgabe, John Wiley & Sons; Ream et al., Hrsg. (1998) Molecular Biology Techniques: An Intensive Laboratory Course, Academic Press).
Definitionen
Bei der Diskussion von Rapamycin-Kohlenhydratderivaten, Zusammensetzungen oder Verfahren haben, sofern nicht anders angegeben, die folgenden Bezeichnungen die folgenden Bedeutungen. Nicht definierte Bezeichungen haben die in ihrem Fachgebiet anerkannten Bedeutungen.
Die Bezeichnung "Alkyl" bezieht sich auf Alkylreste mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, zum Beispiel 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, und schließt sowohl geradkettige als auch verzweigte Alkylreste ein. Die Bezeichnung wird durch Reste wie Methyl-, t-Butyl-, n-Heptyl-, Octylgruppen und dergleichen veranschaulicht.
Die Bezeichnung "Alken" bezieht sich auf einen ungesättigten Alkylrest mit mindestens einem Punkt eines ungesättigten Alkencharakters (d.h. -C=C-) und außerdem 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, zum Beispiel 1 bis 6 Kohlensstoffatomen, und schließt sowohl geradkettige als auch verzweigte Alkylreste ein.
Die Bezeichnung "Alkin" bezieht sich auf einen ungesättigten Alkylrest mit mindestens einem Punkt eines ungesättigten Alkincharakters (d.h. -C≡C-) und außerdem 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, zum Beispiel 1 bis 6 Kohlensstoffatomen, und schließt sowohl geradkettige als auch verzweigte Alkylreste ein.
Die Bezeichnung "aromatischer" Rest bezieht sich auf einen aromatischen, carbocyclischen Rest mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen, der einen einzelnen Ring (z.B. Phenyl) oder mehrfach kondensierte Ringe (z.B. Naphthyl oder Anthryl) hat, wobei die kondensierten Ringe aromatisch oder nicht aromatisch sein können (z.B. 2-Benzoxazolinon, 2H-1,4-Benzoxazin-3(4H)-on-7-yl und dergleichen).
Die Bezeichnung "Schutzgruppe" oder "Blockierungsgruppe" bezieht sich auf jede Gruppe, die, wenn sie an eine oder mehrere Hydroxylgruppe(n) des Rapamycins oder einer Zuckereinheit gebunden sind, Umsetzungen, die an dieser/diesen Hydroxylgruppe(n) auftreten, verhindert, und diese Schutzgruppen können durch herkömmliche chemische oder enzymatische Schritte entfernt werden, um die Hydroxylgruppe(n) wieder herzustellen. Die einzelne, entfernbare Schutzgruppe, die angewendet wird, wird durch die Natur der Verbindung und der zu verwendenden chemischen Verfahren bestimmt. Zu entfernbaren Hydroxylblockierungsgruppen gehören herkömmliche Substituenten, wie die Allyl-, Benzyl-, Acetyl-, Chloracetyl-, Thiobenzyl-, Benzyliden-, Phenacyl-, t-Butyldimethylsilylgruppen und Trialkylsilylreste, wie Triethylsilyl-, Triisopropylsilyl-, Trimethylsilyl-, Tributylsilylgruppe und dergleichen, sowie jede andere Gruppe die chemisch an der Hydroxylfunktionalität eingeführt werden kann und später selektiv entweder durch chemische oder durch enzymatische Verfahren unter milden Bedingungen, die mit der Natur des Produkts kompatibel sind, entfernt werden können.
Die Rapamycin-Kohlenhydratderivate
Wie vorstehend diskutiert handelt es sich bei den Rapamycin-Kohlenhydratderivaten um Verbindungen mit der Struktur der Formel (I):
in der
n = 0 oder 1 ist, R¹ und R² unabhängig voneinander Wasserstoff oder -X-Z darstellen, wobei jedes X ein Verbindungsglied und jedes Z eine Kohlenhydratkomponente ist, die unabhängig voneinander aus einem Monosaccharid, Oligosaccharid und Pseudozucker ausgewählt ist, mit der Maßgabe, dass R¹ und R² nicht gleichzeitig ein Wasserstoffatom darstellen.
Wie es offensichtlich ist, können Rapamycinderivate an der Position 42, an der Position 31 oder an beiden Positionen 42 und 31 mit den Zuckerderivateinheiten verbunden sein. In einer Ausführungsform ist das Zuckerderivat nur an der Position 42 gebunden und in einer weiteren Ausführungsform ist das Zuckerderivat nur an die Position 31 gebunden.
Es ist wichtig festzuhalten, dass im natürlich vorkommenden Rapamycin die 41-Methoxy-und 42-Hydroxysubstituenten relativ zueinander in einer trans-Konfiguration vorliegen. Die erfindungsgemäßen 42-O-(Glycosylcarbonyl)rapamycinverbindungen werden auf eine solche Art und Weise hergestellt, dass die trans-Konfiguration der 41- und 42-Substituenten beibehalten wird. Infolgedessen wird bei der Hydrolyse der Carbonatverknüpfung das Rapamycin in seiner natürlich vorkommenden Konfiguration freigesetzt. Ebenso werden die erfindungsgemäßen 31-O-(Glycosylcarbonyl)rapamycin-verbindungen auf eine solche Art und Weise hergestellt, dass die natürlich vorkommende Stereochemie des 31-Hydroxylsubstituenten von Rapamycin beibehalten wird.
Die Kohlenhydrateinheit
Die Kohlenhydrat- (oder Zucker-)einheit, die durch die Kennzeichnung "Z" in der Formel (I) wiedergegeben wird, wird aus einem Monosaccharid, Oligosaccharid, Pseudozucker oder einem Derivat davon gebildet, welches eine reaktive funktionelle Gruppe hat, die (i) direkt an die Hydroxylgruppe(n) an einer oder an beiden der Positionen 31 und 42 des Rapamycins oder (ii) an eine reaktive funktionelle Gruppe(n) an einem aktivierten Rapamycin gekuppelt werden kann, wobei sich ein erfindungsgemäßes Rapamycin-Kohlenhydratderivat ergibt. Die funktionelle Gruppe ist gegebenenfalls an ein Verbindungsglied gebunden, das wiederum an den Zucker gebunden ist, typischerweise, aber nicht notwendigerweise an das anomere Zentrum. Solche optionalen Verbindungsgruppen werden nachstehend weiter diskutiert.
Die Zucker, die auch die Zuckerderivate umfassen, können sich in vieler Hinsicht voneinander unterscheiden. Zum Beispiel können sie in der Pyranose- oder der Furanoseform in unterschiedlichem Ausmaß vorliegen. Bestimmte Zucker, wie Fucitol, liegen ausschließlich in offenkettiger Form vor, wohingegen die meisten anderen Zucker (z.B. Glucose, Ribose, Allose) vorherrschend in der cyclischen Form vorliegen. Physikalisch-chemische Eigenschaften der Zucker, wie die Geometrie, Zusammensetzung, Größe, Flexibilität oder Starrheit, und die relative Hydrophilie können alle die charakteristischen chemischen Eigenschaften des Rapamycin-Kohlehydratderivats beeinflussen.
In Lösung liegt Fructose zum Beispiel hauptsächlich in einer 6-gliedrigen Pyranoseform und/oder in seiner 5-gliedrigen Furanoseform vor (siehe 1). Und jede dieser Formen kann in α- oder β-Konfiguration vorliegen. Zusätzlich kann Fructose in einer offenkettigen Form vorliegen. Daher kann Fructose, wie in 6, gezeigt in seiner α-Fructopyranose-, β-Fructopyranose-, α-Fructofuranose-, β-Fructofuranose- oder in seiner offenen Form vorliegen. Und Fructose kann in jeder dieser Konfigurationen an einen Arzneistoff gebunden sein. Es ist wahrscheinlicher, dass Fructose in ihrer 6-gliedrigen Pyranoseform eine Bindung zu einem Arzneistoff bildet, zum Beispiel über den einzelnen primären Alkohol, der in der Position 1 der Pyranoseform vorliegt. In ihrer 5-gliedrigen Furanoseform hat die Furanose zwei primäre Alkohole, die sich in der Position 1 oder 6 befinden. In der Furanoseform sind Bindungen über einen der beiden primären Alkohole in der Position 1 oder 6 wahrscheinlich.
Die Art und Weise, in der der Körper die einzelnen Zucker absorbiert und verarbeitet, variiert. Viele Menschen haben Schwierigkeiten zum Beispiel Lactose zu verarbeiten. Eine solche Lactose-Intoleranz kann es ausmachen, dass der Einbau von Lactose in ein Rapamycin-Kohlenhydratderivat ungeeignet ist. Ferner werden Oligosaccharide nicht intakt vom Verdauungstrakt absorbiert und müssen erst zu ihren Monosaccharidbestandteilen verdaut werden. Monosaccharide jedoch werden durch Transportersysteme, die sich in der Bürstensaummembran der Enterocyten befinden, absorbiert. Siehe S. Miura, Journal of Gastroenterology 37, 491 (2002). Zum Beispiel werden Glucose und Galactose durch das SGLT1-Transportersystem absorbiert. Ein weiterer Transporter, GLUT2, erleichert vor allem den Glucosetransport und noch ein weiterer Transporter, der als GLUT5 bekannt ist, transportiert Fructose. Das Vorhandensein unterschiedlicher Monosaccharid-Transporterproteine mit unterschiedlichen Selektivitäten im Gastrointestinaltrakt kann zur verschiedenartigen Absorptionen von verschiedenen Rapamycin-Kohlenhydratderivaten führen. Das heißt, bestimmte Derivate können leichter den Vorteil eines verfügbaren Transporters wahrnehmen, um die Passage des Rapamycin-Kohlenhydratderivats aus dem Gastrointestinaltrakt heraus zu erleichtern und es an den Blutstrom zu liefern, wo die Kohlenhydrateinheit abgespalten werden kann und dadurch Rapamycin freigesetzt wird. Es wird angenommen, dass ein solches erleichtertes Verarbeiten eine verminderte Gastrointestinaltoxiziät, die mit der örtlich begrenzten Einwirkung von Rapamycin verbunden ist, zur Folge haben kann.
Im Hinblick auf das Vorstehende ist es offensichtlich, dass die passende Auswahl der Kohlenhydrateinheit (Monosaccharid, Oligosaccharid oder Pseudozucker), die in das Rapamycin-Kohlenhydratderivat eingebaut wird, einen größeren Einfluss auf die pharmakokinetischen und/oder pharmakodynamischen Eigenschaften des Derivat haben kann. Demgemäß kann die Kohlenhydrateinheit sorgfältig ausgewählt werden, um die pharmakokinetischen und/oder pharmakodynamischen Eigenschaften des Rapamycin-Kohlenhydratderivats zu optimieren.
Zu geeigneten Monosacchariden gehören, sind aber nicht darauf beschränkt, irgendwelche der verschiedenen offenkettigen oder geschlossenen Zucker (in der L-oder der D-Konfiguration), typischerweise mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen (ein Pentosemonosaccharid oder ein Hexosemonosaccharid), ebenso wie mit 7 Kohlenstoffatomen (Heptosemonosaccharid). Eingeschlossen sind Zuckerderivate, in denen das Sauerstoffringatom durch Kohlenstoff, Stickstoff oder Schwefel, ersetzt wurde, Aminozucker, in denen ein Hydroxylsubstituent an dem Einfachzucker durch eine Aminogruppe ersetzt wurde, oder Zucker mit einer Doppelbindung zwischen zwei benachbarten Kohlenstoffatomen (z.B. Glucosamin, 5-Thio-D-glucose, Nojirimycin, Desoxynojirimycin, 1,5-Anhydro-D-sorbitol, 2,5-Anhydro-D-mannitol, 2-Desoxy-D-galactose, 2-Desoxy-D-glucose, 3-Desoxy-D-glucose, Allose, Arabinose, Arabinitol, Fucitol, Fucose, Galactitol, Glucitol, Iditol, Lyxose, Mannitol, Levo-Rhamnitol, 2-Desoxy-D-ribose, Ribose, Ribitol, Ribulose, Rhamnose, Xylose, Xylulose, Allose, Altrose, Fructose, Galactose, Glucose, Gulose, Idose, Levulose, Mannose, Psicose, Sorbose, Tagatose, Talose, Galactal, Glucal, Fucal, Rhamnal, Arabinal, Xylal, Valienamin, Validamin, Valiolamin, Valiol, Valiolon, Valienol, Valienon, Glucuronsäure, Galacturonsäure, N-Acetylneuraminsäure, Gluconsäure-D-lacton, Galactonsäure-γ-lacton, Galactonsäure-δ-lacton, Mannonsäure-γ-lacton, D-Altro-heptulose, D-Mannoheptulose, D-Glycero-D-manno-heptose, D-Glycero-D-gluco-heptose, D-Allo-heptose, D-Altro-3-heptulose, D-Glycero-D-manno-heptitol, D-Glycero-D-altro-heptitol und dergleichen). Die Hydroxylgruppen der Monosaccharide können gegebenenfalls mit Wasserstoffatomen, Alkoxy- (z.B. 2-O-Methyl-D-fructose), Alkanoat- oder Halogenresten ersetzt sein. Eingeschlossen sind Sulfat- und/oder Phosphatderivate der Monosaccharide, wie sie hier definiert sind.
Zu geeigneten Oligosacchariden gehören, sind aber nicht darauf beschränkt, Kohlenhydrate mit 2 bis 10 oder mehr Monosacchariden, die miteinander verknüpft sind.
Die einzelne Monosaccharideinheit kann zum Beispiel ein Pentosemonosaccharid, ein Hexosemonosaccharid oder ein Pseudozucker (einschließlich eines Pseudoaminozuckers) sein. Oligosaccharide schließen keine bicyclischen Reste eine, die durch das Kondensieren eines Monosaccharids an einen Benzolring, einen Cyclohexanring oder einen heterocyclischen Ring gebildet werden.
Pseudozucker, die in der Erfindung verwendet werden können, sind Angehörige einer Klasse von Verbindungen, in denen das Ringsauerstoffatom des cyclischen Monosaccharids durch eine Methylengruppe ersetzt ist. Pseudozucker sind auch als "Carba-Zucker" bekannt.
Das Verbindungsglied
Wie vorstehend diskutiert, ist die Kohlenhydrateinheit über ein Verbindungsglied, das in der Formel (I) mit "X" bezeichnet ist, kovalent an Rapamycin gebunden. In seiner einfachsten Form ist das Verbindungsglied eine funktionelle chemische Gruppe, die gebildet wird, wenn das Zuckerderivat kovalent an Rapamycin gebunden wird, jedoch selbst weder ein Teil des Rapamycins noch ein Teil des Zuckermoleküls ist. In einer Ausführungsform ist die Natur des Verbindungsglieds durch die angewendete Chemie bestimmt, mit der der Zucker oder das Zuckerderivat kovalent an Rapamycin gebunden wird. Zum Beispiel ist, wenn 42-O-(4-Nitrophenyloxycarbonyl)rapamycin (ein aktiviertes Rapamycin) mit einem Zucker umgesetzt wird, das Ergebnis ein Rapamycin-Kohlenhydratderivat, in dem der 42-Hydroxylsauerstoff des Rapamycins kovalent an eine Carbonylgruppe gebunden, die wiederum kovalent mit einem Hydroxylsauerstoff an den Zucker gebunden ist. In diesem Beispiel ist das Verbindungsglied die Carbonylgruppe (C=O). Ein Beispiel für ein Verbindungsglied, wie es hier definiert ist, ist in 3 dargestellt. Zu Beispielen für Verbindungsglieder gehören Reste, wie Carbonyl (C=O) und Sulfonyl (O=S=O). Ein solches Carbonyl- oder Sulfonylverbindungsglied wird als ein einzelnes funktionelles Verbindungsglied anerkannt.
Das Verbindungsglied zusammen mit der Funktionalität, durch die der Zucker und Rapamycin an dieses Verbindungsglied gebunden sind, bildet eine "Verknüpfung". Zum Beispiel ist, wenn ein Carbonylverbindungsglied an den Zucker über eines dessen Hydroxylsauerstoffatome und dann an ein Rapamycinsauerstoffatom gebunden ist, die sich ergebende "Verknüpfung" ein Carbonat (d.h. -OC(O)O-). Ein Beispiel für eine Verknüpfung, wie sie hier definiert ist, ist in 4 dargestellt. Zu Beispielen für Verknüpfungen gehören Ester, Ether, Carbonate, Carbamate, Sulfate und Urethane.
Das Verbindungsglied und die damit verbundene Verknüpfung werden ausgewählt, um ein biokompatibles, im Wesentlichen nicht immunogenes Rapamycin-Kohlenhydratderivat bereitzustellen. Während die vorliegende Erfindung auf der Erkenntnis beruht, dass das Vorhandensein des/der Zucker(s) die Wirkung von Rapamycin verbessert, können dessen pharmakokinetische und/oder pharmakodynamische Eigenschaften durch die Geometrie, Zusammensetzung, Größe, Flexibilität oder Starrheit, die relative Hydrophobie oder Hydrophilie, oder ähnliche Eigenschaften des Verbindungsglieds und/oder der Verknüpfung verbessert werden. Demgemäß kann das Verbindungsglied oder die Verknüpfung ausgewählt werden, um die pharmakokinetischen und/oder pharmakodynamischen Eigenschaften des Rapamycin-Kohlenhydratderivats zu optimieren. Zum Beispiel werden die Geschwindigkeiten der säurekatalysierten oder enzymatischen Hydrolyse der Derivate, die eine Freisetzung von freiem Rapamycin zur Folge haben, davon abhängen, welche Verknüpfung erzeugt worden ist. Das Verbindungsglied oder die Verknüpfung kann biologisch "neutral" sein, d.h. selbst nicht zu irgendeiner zusätzlichen biologischen Wirksamkeit zu dem Rapamycin-Kohlenhydrat beitragen, oder es kann so gewählt werden, dass die biologische Wirksamkeit der Verbindung verbessert wird.
Bei der Reaktionschemie, die die Verbindungsglieder und Verknüpfungen zur Folge hat, werden herkömmliche Techniken angewendet. Diese Techniken umfassen im Allgemeinen die Verwendung von komplementären, reaktiven funktionellen Gruppen, die sich am Rapamycin oder aktiviertem Rapamycin und dem Zucker oder den Zuckerderivaten befinden. Beispiele für komplementäre funktionelle Gruppen und die sich daraus ergebenden Verknüpfungen sind der Tabelle 1 zu finden. TABELLE 1. AUS KOMPLEMENTÄREN FUNKTIONALITÄTEN RESULTIERENDE VERKNÜPFUNGEN
Falls erwünscht können die Verbindungsglieder mehr als eine funktionelle Gruppe enthalten. Komplexe Verbindungsglieder können verwendet werden, um unterschiedliche chemische Eigenschaften in dem Rapamycin-Kohlenhydratderivat bereitzustellen. Zum Beispiel können durch die Beeinflussung des Verbindungsglieds dem Rapamycin-Kohlenhydratderivat unterschiedliche hydrophobe/hydrophile charakteristische Merkmale übertragen werden. Auf ähnliche Art und Weise können auch geladene Einheiten eingeführt werden. Techniken zur Modifikation des Verbindungsglieds werden von Fachleuten ohne weiteres nachzuvollziehen sein. Zum Beispiel kann die hydrophobe Natur eines aus Hexamethylendiamin oder verwandten Polyaminen stammenden Verbindungsglieds so modifiziert werden, dass sie im Wesentlichen hydrophiler wird, indem der Alkylenrest durch einen Poly(oxyalkylen)rest ersetzt wird.
Zum Beispiel wurde im U.S.-Pat. 6,146,658 ein Glycosyl-Y[-C(=Y)-X-]p-W(R)n-X-C(=Y)-Arzneistoff offenbart, wobei W ein aromatischer oder heteroaromatischer oder aliphatischer Rest mit konjugierten Doppelbindungen oder ein Aminosäurederivatrest ist, der nach der Eliminierung des Glycosylrestes cyclisiert. Diese komplexen Verbindungsglieder sind so gestaltet, dass sie sich nach der enzymatischen Entfernung der Glycosyleinheit über eine Cyclisierung selbst eliminieren.
Für die Verwendung in der Erfindung ist eine umfangreiche Anzahl von Verbindungsgliedern geeignet. Fachleute werden erkennen, dass ein Carbonyl (C=O)- oder Sulfonyl (O=S=O)-Verbindungsglied, oder ein Carbonyl- oder Sulfonylverbindungsglied, das mit einer einfachen Alkylkette oder einer Polyetherkette (z.B. einer geringen Anzahl von sich wiederholenden Ehtylenoxideinheiten) kombiniert ist, Eigenschaften hat, die sich von denjenigen der vorstehend beschriebenen, komplexeren Verbindungsgliedern unterscheiden. Zum Beispiel ist es möglich, dass die erfindungsgemäßen Verbindungsglieder eine Cyclisierung unterzogen werden, wobei sie sich selbst eliminieren. Weiterhin wird die Empfindlichkeit der Verbindungsglied/Arzneistoff-Verbindung gegenüber enzymatischer oder hydrolytischer Spaltung stark von der Natur der Abstandshalter-oder Verbindungsgliedeinheit abhängen. Zusätzlich ist es möglich, dass Verbindung mit komplizierten Verbindungsgliedern schwieriger und teuerer herzustellen sind, als Verbindungen mit nur einzelnen funktionellen Verbindungsgliedern, wie in der vorliegenden Erfindung.
Es ist eine umfangreiche Anzahl von Verbindungsgliedern im Handel erhältlich (z.B. Chem Sources USA und Chem Sources International, der ACD Electronic Database und Chemical Abstracts). Viele der Verbindungsglieder, die für die Verwendung in dieser Erfindung geeignet sind, fallen in diese Kategorie. Andere können ohne weiteres nach im Fachgebiet bekannten Verfahren und wie nachstehend beschrieben synthetisiert werden. Zu Beispielen für Verbindungsglieder gehören aliphatische Einheiten, aromatische Einheiten, Steroideinheiten, Peptide und dergleichen. Spezifische Beispiele von im Handel erhältlichen Verbindungsgliedern sind Peptide oder Polyamide, Kohlenwasserstoffe, Aromate, Heterocyclen, Ether, Lipide, kationische oder anionische Reste oder eine Kombination davon.
Es ist möglich, dass die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Verbindungsglieder durch das Hinzufügen oder den Einbau von Zusatzgruppen, zum Beispiel zur Änderung der Löslichkeit der mehrfach bindenden Verbindung (in Wasser, Fetten, Lipiden, biologischen Flüssigkeiten usw.), der Hydrophobie, der Hydrophilie, der Flexibilität des Verbindungsglieds, der Antigenität, der Stabilität und dergleichen, abgeändert werden kann. Zum Beispiel fördert die Einführung von einer oder mehreren Polyethylenglykol (PEG)-gruppen in das Verbindungsglied die Hydrophilie und Wasserlöslichkeit des Rapamycin-Kohlenhydratderivats, steigert sowohl das Molekulargewicht als auch die Molekülgröße und kann in Abhängigkeit von der Natur des Verbindungsglieds ohne PEG die Retentionszeit in vivo steigern. Weiterhin kann PEG die Antigenität vermindern und fördert möglicherweise die Gesamtstarrheit des Verbindungsglieds.
Zusatzgruppen, die die Wasserlöslichkeit/Hydrophilie des Verbindungsglieds und dementsprechend der sich ergebenden Verbindungen verbessern, sind für die Praxis der vorliegenden Erfindung geeignet. Somit ist im Umfang der vorliegenden Erfindung die Verwendung von Zusatzgruppen, wie zum Beispiel kleine sich wiederholende Einheiten von Ethylenglykol, Alkohlen, Polyolen (z.B. Glycerin, Glycerinpropoxylat usw.), Carboxylaten (z.B: kleine sich wiederholende Einheiten von Glutaminsäure, Acrylsäure usw.), Aminen (z.B. Tetraethylenpentamin) und dergleichen zur Förderung der Wasserlöslichkeit und/oder Hydrophilie der erfindungsgemäßen Kohlenhydrat-Rapamycinderivate enthalten. Zum Beispiel kann die Zusatzgruppe, die zur Verbesserung der Wasserlöslichkeit/Hydrophilie verwendet wird, ein Polyether sein, der eine kleine Anzahl von sich wiederholenden Ethylenoxid (-CH₂CH₂O-) einheiten enthält.
Der Einbau von lipophilen Zusatzgruppen in die Struktur des Verbindungsglieds zur Förderung der Lipophilie und/oder Hydrophobie der Rapamycin-Kohlenhydratderivate ist ebenfalls im Umfang dieser Erfindung eingeschlossen. Zu lipophilen Gruppen, die bei den erfindungsgemäßen Verbindungsgliedern geeignet sind, gehören, sind aber nicht darauf beschränkt, Niederalkylreste, aromatische Reste, und polycyclische aromatische Reste. Die aromatischen Reste können entweder unsubstituiert oder mit anderen Gruppen substituiert sein, jedoch sind sie mit mindestens einer Gruppe substituiert, die deren kovalente Anbindung an das Verbindungsglied ermöglicht. Wie hier verwendet, schließt die Bezeichnung "aromatischer Rest" sowohl aromatische Kohlenwasserstoffe als auch heterocyclische Aromaten ein. Andere lipophile Reste, die für das erfindungsgemäße Verbindungsglied geeignet sind, schließen Fettsäurederivate, die in wässrigem Medium Mizellen bilden können oder nicht, sowie andere spezifische lipophile Reste ein, die Wechselwirkungen zwischen dem Kohlenhydrat-Rapamycinderivat und den biologischen Membranen modulieren.
Die Flexibiltät des Verbindungsglieds kann durch den Einschluss von Zusatzgruppen, die sperrig und/oder starr sind, beeinflusst werden. Das Vorhandensein von sperrigen oder starren Gruppen kann die freie Rotation um Bindungen im Verbindungsglied, um Bindungen zwischen dem Verbindungsglied und der/den Zusatzgruppe(n) oder um Bindungen zwischen dem Verbindungsglied und den funktionellen Gruppen behindern. Starre Gruppen können zum Beispiel diejenigen Gruppen einschließen, deren konformationelle Freiheit durch das Vorhandensein von Ringen und/oder Bindungen eingeschränkt ist, zum Beispiel Aryl-, Heteroaryl- und heterocyclische Reste. Andere Gruppen, die Starrheit vermitteln können, schließen Polypeptidgruppen, wie Oligo- oder Polyprolinketten, ein.
Starrheit kann auch elektrostatisch vermittelt werden. So wird, wenn die Zusatzgruppen entweder positiv oder negativ geladen sind, eine gleichartig geladene Gruppe das Verbindungsglied in eine Konfiguration zwingen, die einen maximalen Abstand zwischen den gleichen Ladungen gewährleistet. Der energetische Aufwand, die gleichgeladenen Gruppen näher aneinander zu bringen, der umgekehrt proportional zu dem Quadrat des Abstandes zwischen den Gruppen ist, wird dafür sorgen, das Verbindungsglied in einer Konfiguration zu halten, die die Trennung zwischen den gleichartig geladenen Zusatzgruppen beibehält. Weiterhin werden Zusatzgruppen, die gegensätzliche Ladungen tragen dafür sorgen, dass sie in Richtung auf ihre gegensätzlichen geladenen Entsprechungen angezogen und möglicherweise sowohl zu inter- als auch intramolekularen Ionenbindungen werden. Dieser nicht-kovalente Mechanismus wird dafür sorgen, dass das Verbindungsglied in einer Konformation gehalten wird, die eine Bindung zwischen den gegensätzlich geladenen Gruppen ermöglicht. Das Hinzufügen von Zusatzgruppen, die geladen sind, oder alternativ von geschützten Gruppen, die eine latente Ladung tragen, welche, nachdem sie zu dem Verbindungsglied zugefügt worden sind, durch Entfernung der Schutzgruppe, durch eine Veränderung des pH-Wertes, durch Oxidation oder Reduktion oder durch andere Fachleuten bekannte Mechanismem freigelegt wird, ist im Umfang dieser Erfindung enthalten.
Sperrige Gruppen können zum Beispiel große Atome, Ionen (z.B. Iod, Schwefel, Metallionen usw.) oder Gruppen, die große Atome enthalten, polycyclische Gruppen, einschließlich aromatischer Gruppen, nicht-aromatischer Gruppen und Strukturen, die eine oder mehrere Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen (d.h. Alkene und Alkine) eingebaut haben, umfassen. Sperrige Gruppen können auch Oligomere und Polymere umfassen, bei denen es sich um geradkettige oder verzweigte Spezies handelt. Es wird erwartet, dass verzweigte Spezies die Starrheit der Struktur bezogen auf den Zuwachs des Molekulargewichts mehr steigern als es für die geradkettigen Spezies der Fall ist.
Im Hinblick auf das Vorstehende ist es offensichtlich, dass die passende Auswahl eines Verbindungsglieds, welches eine geeignete Orientierung, Entropie und physikalischchemischen Eigenschaften bereitstellt, im Umfang der Erfindung enthalten ist.
Die Verbindungsglieder können durch Verwendung von reaktiven funktionellen Gruppen an Rapamycin oder einen Zucker gebunden werden. Die reaktiven funktionellen Gruppen werden relativ zu den funktionellen Gruppen, die für die Kupplung an Rapamycin oder dem Zucker zur Verfügung stehen oder die zu diesem Zweck an Rapamycin oder dem Zucker eingeführt werden, ausgewählt. Zum Beispiel hat die Umsetzung zwischen einer Carbonsäure des Verbindungsglieds und einem primären oder sekundären Amin des Zuckers in Gegenwart eines geeigneten Aktivierungsmittels die Bildung einer Amidkomponente zur Folge, die kovalent den Zucker mit dem Verbindungsglied verknüpft. Die Umsetzung zwischen einer Amingruppe des Verbindungsglieds und einem Sulfonylhalogenid des Zuckers hat die Bildung einer Sulfonamidkomponente zur Folge, die kovalent den Zucker mit dem Verbindungsglied verknüpft. Die Umsetzung zwischen einem Alkyl- oder Arylhalogenid des Verbindungsglieds und einem Alkohol des Zuckers hat die Bildung einer Esterkomponente zur Folge, die kovalent den Zucker mit dem Verbindungsglied verknüpft.
Wo funktionelle Gruppen fehlen, können sie durch die geeignete Chemie erzeugt werden, die in Standardtexten der organischen Chemie, wie Advanced Organic Chemistry, Jerry March, John Wiley & Sons (5. Ausgabe, 2000) beschrieben ist. Die Bezeichnung "Verbindungsglied" schließt alles ein, das nicht als ein Teil des Zuckers oder des Rapamycins angesehen werden kann. Verbindungsglieder können aus linearen Verbindungen mit reaktiven funktionellen Gruppen an dem Ende des Verbindungsglied abgeleitet werden.
Zu geeigneten zweiwertigen Verbindungsgliedern gehören beispielhaft diejenigen, die sich aus Dicarbonsäuren, Disulfonylhalogeniden, Dialdehyden, Diketonen, Dihalogeniden, Diiocyanaten, Diaminen, Diolen, Gemischen aus Carbonsäuren, Sulfonylhalogeniden, Aldehyden, Ketonen, Halogeniden, Isocyanaten, Aminen und Diolen ableiten. In jedem Fall wird die funktionelle Carbonsäure-, Sulfonylhalogenid-, Aldehyd-, Keto-, Halogenid-, Isocyanat-, Amin- und Diolgruppe mit einer komplementären Funktionalität an dem Zucker und dem Rapamycin umgesetzt, wobei eine kovalente Verknüpfung gebildet wird. Eine solche komplementäre Funktionalität ist, wie in der vorstehend diskutierten Tabelle 1 beschrieben, im Fachgebiet weithin bekannt.
In Ausführungsformen der Erfindung ist das Verbindungsglied (X) ausgewählt aus (i) -R³C(O)-; (ii) -C(O)R³-; (iii) -R³S(O)₂- und (iv) -S(O)₂R³-; wobei R³ aus (i) -(CH₂)_p-, wobei p eine ganze Zahl von 1 bis 18 ist, (ii) -(CH₂)_n-O-(CH₂)_m-, wobei n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 2 bis 6 darstellen; und (iii) einer Bindung ausgewählt ist. Es versteht sich, dass das Verbindungsglied (X) bei jedem Vorkommen gleich oder verschieden sein kann; d.h. an den Positionen 31 und 42. In zusätzlichen Ausführungsformen der Erfindung ist das Verbindungsglied eine Carbonyl (C=O)- oder Sulfonyl (O=S=O)- oder eine einzelne funktionelle Gruppe. Carbonylverbindungsglieder können in der Position 31, der Position 42 oder in beiden vorhanden sein. In anderen Ausführungsformen ist R¹ -C(O)-Z und R² ist H oder R² ist -C(O)-Z und R¹ ist H.
Demgemäß schließen die Rapamycin-Kohlenhydratderivate mit der Struktur der Formel I, die im Umfang der Erfindung enthalten sind, zum Beispiel diejenigen ein, die nachstehend bekannt gegeben werden (einschließlich pharmazeutisch verträglicher Salze davon):
42-O-(Methyl-D-glucosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(Methyl-D-glucosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(Methyl-D-glucosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(methyl-D-glucosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-O-Methyl-D-fructosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(2-O-Methyl-D-fructosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
42-O-(2-O-Methyl-L-fructosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(2-O-Methyl-L-fructosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(2-O-Methyl-D-fructosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(2-O-methyl-D-fructosylcarbonyl)rapamycin;
31-O-(2-O-Methyl-L-fructosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(2-O-methyl-L-fructosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Allosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Allosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
42-O-(L-Allosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(L-Allosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Allosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-allosylcarbonyl)rapamycin;
31-O-(L-Allosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-(L-allosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Fructosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
42-O-(L-Fructosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(L-Fructosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-fructosylcarbonyl)rapamycin;
31-O-(L-Fructosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(L-fructosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Fucitolylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Fucitolylcarbonyloxy]rapamycin;
42-O-(L-Fucitolylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(L-Fucitolylcarbonyloxy)ethylrapamycin;
31-O-(D-Fucitolylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-fucitolylcarbonyl)rapamycin;
31-O-(L-Fucitolylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(L-fucitolylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Glucalylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Glucalylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
42-O-(D-Glucosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Glucosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
42-O-(L-Glucosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(L-Glucosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Glucalylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-glucalylcarbonyl)rapamycin;
31-O-(D-Glucosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-glucosylcarbonyl)rapamycin;
31-O-(L-Glucosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(L-glucosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(L-Sorbosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Sorbosylcarbonyl)rapamycin;
31-O-(L-Sorbosylcarbonyl)rapamycin;
31-O-(D-Sorbosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(L-Sorbosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
42-O-[2-(D-Sorbosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-sorbosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(L-sorbosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Lactalylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Lactalylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Lactalylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-lactalylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Sucrosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Sucrosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Sucrosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-sucrosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Gentobiosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Gentobiosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Gentobiosylcarbonyl)rapamycin
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-gentobiosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Cellobiosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Cellobiosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Cellobiosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-cellobiosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Turanosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Turanosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Turanosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-turanosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Palatinosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Palatinosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Palatinosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-palatinosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Isomaltosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Isomaltosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Isomaltosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-isomaltosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Maltulosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Maltulosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
42-O-(D-Maltosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Maltosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Maltulosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-maltulosylcarbonyl)rapamycin;
31-O-(D-Maltosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-maltoscylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Lactosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Lactosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(Methyl-D-lactosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(methyl-D-lactosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Melibiosylcarbonyl)rapamycin;
31-O-(D-Melibiosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-melibiosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Leucrosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Leucrosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Leucrosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-leucrosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Rafinosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Rafinosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Rafinosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-rafinosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Isomaltotriosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Isomaltosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Isomaltotriosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-isomaltotriosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(D-Cellotetraosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Cellotetraosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(D-Cellotetraosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-cellotetraosylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(Valiolylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-(D-Valiolylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(Valiolylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(valiolylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(Valiolonylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Valiolonylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(Valiolonylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(valiolonylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(Valienolylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Valienolylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(Valienolylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(valienolylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(Valienonylcarbonyl)rapamycin;
42-O-[2-(D-Valienonylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin;
31-O-(Valienonylcarbonyl)rapamycin;
42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(Valienonylcarbonyl)rapamycin.
Zusätzlich betrifft die Erfindung ein Rapamycinderivat mit der Struktur der Formel I, wobei n = 1 ist, R¹ H und R² X-Z darstellen, wobei X ein Verbindungsglied und Z eine Kohlenhydrateinheit ist, die aus einem Monosaccharid, Oligosaccharid und einem Pseudozucker ausgewählt ist.
Die Erfindung betrifft auch ein Arzneimittel, umfassend das vorstehend erwähnte Rapamycin-Kohlenhydratderivat oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz davon und einen pharmazeutisch verträglichen Träger.
Herstellung von Rapamycin-Kohlenhydratderivaten
Ein allgemeines Verfahren zur Synthese von Rapamycin-Kohlenhydratderivaten der vorliegenden Erfindung umfasst das Kuppeln eines Monosaccharids, Oligosaccharids, Pseudozuckers oder eines Zuckerderivats an die Position 31 und/oder 42 eines aktivierten Rapamycins.
Zum Beispiel kann, wie in 2 dargestellt, Rapamycin (II) mit p-Nitrophenylchlorformiat umgesetzt werden, wobei sich ein aktiviertes Rapamycin (III) ergibt. Unter sorgfältig kontrollierten Bedingungen wird die Umsetzung bevorzugt an der Hydroxylposition 42 stattfinden. Durch Änderungen der Reaktionsbedingungen können die 31- und 42-Hydroxylgruppen gleichermaßen aktiviert werden. Eine selektive Aktivierung der 31-Hydroxylgruppe kann erreicht werden, indem zuerst die 42-Hydroxyleinheit z.B. mit einer Alkylsilylgruppe, wie Triethylsilyl-, Triisopropylsilyl- oder tert.-Butyldimethylsilylgruppe, geschützt wird und dann mit p-Nitrophenylchlorformiat oder anderen Chlorformiaten umgesetzt wird. Das Entfernen der Schutzgruppe liefert dann das an der 31-Hydroxylposition aktivierte Rapamycin. Somit ist es möglich, ein Rapamycinderivat herzustellen, das selektiv an der Position 31, der Position 42 oder an beiden aktiviert ist.
Danach wird in dem zweiten Schritt eine Zuckereinheit oder ein Zuckerderivat mit einem aktivierten Rapamycin (III) umgesetzt, wobei sich ein Rapamycin-Kohlenhydratderivat ergibt. Wenn die reaktive funktionelle Gruppe an der Zuckereinheit oder dem Zuckerderivat eine Hydroxylgruppe ist, kann die Umsetzung mit dem aktivierten Rapamycin an einer primären Hydroxylgruppe stattfinden, wobei eine Carbonatverknüpfung zum Rapamycin gebildet wird. Das sich ergebende Verbindungsglied ist eine Carbonylgruppe. Wenn die reaktive funktionelle Gruppe an dem Zucker oder dem Zuckerderivat eine Aminogruppe ist (die sich an irgendeiner Position des Zuckers befinden kann), ergibt sich eine Carbamatverküpfung zu dem Rapamycin und das sich ergebende Verbindungsglied ist eine Carbonylgruppe. Amino-substituierte Zuckerderivate, z.B. Zucker-X-NH₂ oder Zucker-NH₂, können nach herkömmlichen Verfahren aus Vorstufen hergestellt werden. Zum Beispiel ergibt die Reduktion von Zucker-X-N₃ oder die Entfernung der Phthaloylgruppe von Zucker-X-NPhth, wobei Phth Phthalyl bedeutet, das Amino-substituierte Zuckerderivat. Diese Vorstufen können durch Glycosylierung von Verbindungsgliedeinheiten mit geeignet aktivierten Glycosyldonoren synthetisiert werden.
Somit ist es unter Verwendung der hier beschriebenen, allgemeinen Vorgehensweise möglich, eine Vielzahl von Rapamycin-Kohlenhydratderivaten herzustellen, in denen die 31- und/oder 42-Hydroxylgruppen mit einer Vielzahl von Zuckern oder Zuckerderivaten modifiziert sind.
Es wird erwogen, dass Hydroxygruppen von Rapamycin oder Rapamycinmetaboliten, einschließlich derjenigen, in denen andere Positionen als 31 und 42 ebenfalls, wie hier beschrieben, glycosyliert werden können, und dass die sich ergebenden Rapamycin-Kohlenhydratderivate auch eine höhere Wasserlöslichkeit und/oder verbesserte pharmakokinetische und/oder pharmakodynamische Eigenschaften im Vergleich mit ihren unglycosylierten Entsprechungen aufweisen werden.
Rapamycinmetabolite sind im Fachgebiet bekannt. Zum Beispiel identifizierten Streit et al. mehrere Rapamycinmetabolite aus menschlichen Lebermikrosomen strukturell. Siehe F. Streit et al., Drug Metabol. Disp., 24, 1272 (1996). Zu diesen gehören 41-Demethyl rapamycin, 7-Demethylrapamycin, 11-Hydroxyrapamycin und ein Hydrolyseabbauprodukt des 24-Hydroxyesters von Rapamycin. Es wurde auch gezeigt, dass die Metaboliten von Rapamycin dieser Esterhydrolyse unterzogen werden können. Streit identifizierte auch teilweise di-, tri- und tetrahydroxylierte Rapamycinmetaboliten. Wang et. al. fanden an der Position 16 hydroxylierte und/oder demethylierte Metaboliten in der Galle von mit Rapamycin behandelten Ratten. Siehe C. K. Wang et al., Proceedings of the 41^st ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics, San Francisco, 545 (1993). Nickmilder et. al. identifizieren einen 3,4- und 5,6-Dihydrodiol-rapamycinmetaboliten in Rattenlebermikrosomen. Siehe M. J. M. Nickmilder et al., Xenobiotica, 27, 869 (1997). In einem Trog Vollblut identifizierten Streit et al. 41-Demethyl-, Hydroxy-, Dihydroxy-, und Didemethylrapamycinmetaboliten. Siehe F. Streit et al., Clin. Chem., 42, 1417 (1996). Diese Metaboliten machten 56% der gesamten gemessenen Rapamycinderivate aus. Schließlich betrachteten Leung et al. die Disposition von [¹⁴C]-Rapamycin bei gesunden männlichen Freiwilligen. Sie fanden, dass Rapamycin etwa 35% der gesamten Radioaktivität im Blut ausmachten und dass 41-Demethyl-, 7-Demethyl-, und mehrere andere Hydroxy-, Hydroxydemethyl- und Didemethylrapamycinmetabolite einzeln betrachtet zwischen 1 und 12% der gesamten Radioaktivität ausmachten. Rapamycinmetabolite können auch aus einer Anzahl verschiedener Quellen isoliert werden, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, Blut-, Urin- oder Kotproben, aus Lebermikrosomen und aus Mikroorganismuskulturen.
Demgemäß schließen die Hydroxylgruppen von besonderem Interesse, zusätzlich zu denjenigen an Position 31 und 42, diejenigen an den Positionen 27, 41, 3, 4, 5, 6, 7, 11 und 24 des Rapamycins und der Rapamycinmetaboliten ein.
Arzneimittel und Nutzen
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können unvermischt oder mit einem pharmazeutisch verträglichen Träger einem Lebewesen, wie einem warmblütigen Säuger, und insbesondere einem Menschen, der dies benötigt, verabreicht werden. Das Arzneimittel kann auch andere Arzneistoffe enthalten, insbesondere Arzneistoffe, von denen bekannt ist, dass sie einen unterschiedlichen Wirkmechanismus haben. So können die Arzneimittel, zusätzlich zu den erfindungsgemäßen Verbindungen, mindestens einen Arzneistoff einer anderen Klasse enthalten, zum Beispiel einen Calcineurin-Inhibitor, ein Steroid oder andere immunmodulatorische Verbindungen, die mit der DNA-Synthese oder intra- oder interzellulärer Signalgebung oder anderen Zellprozessen wechselwirken. Beispiele für Calcineurin-Inhibitoren schließen Cyclosporin A (erhältlich bei Novartis als Sandimmune^® und Neoral^®) und FK506 (auch als Tacrolismus oder Prograf^® bekannt und bei Fujisawa erhältlich) ein. Beispiele für Cyclosporinderivate sind die in WO99/18120 veröffentlichten. Beispiele für Steroide schließen Predison, Prednisolon oder Methylprednisolon ein. Beispiele dieser immunmodulatorischen Verbindungen schließen Azothoprin, Mycophenolsäure (Mycophenolat-Mofitil oder Cellcept^®, bei Roche erhältlich), Leflunamid, bei Aventis erhältlich, Brequinar, Mizoribin, Antikörper, einschließlich LFA-1 und α-ICAM-1, Thimoglobulin, ILR2-Antagonisten, einschließlich Basiliximab (Stimulect^®) und Daclizumab (Zenapax^®), Alemtuzumab (Campath 1H^®, ein humanisierter monoklonaler Antikörper, der CD52 erkennt), Orthoclon OKT3^® oder Muromonab CD3, Atgam(R)-Lymphocytenimmunglobulin, ATG (Antithymocytenglobulin) oder andere Verbindungen ein. Die einzelnen Arzneistoffe und das Rapamycin-Kohlenhydratderivat können getrennt als unterschiedliche Komponenten des Arzneimittels formuliert werden und zusammen oder getrennt verabreicht werden.
Der pharmazeutisch wirksame Träger kann fest oder flüssig sein. Ein fester Träger kann eins oder mehrere Substanzen einschließen, die auch als Geschmacksstoffe, Schmiermittel, Lösungsvermittler, Suspensionsmittel, Füllstoffe, Gleitmittel, Verdichtungshilfen, Bindemittel oder Tablettenzerfallsmittel dienen; es kann sich auch um ein Verkapselungsmaterial handeln. In Pulvern handelt es sich bei dem Träger um einen fein verteilten Feststoff, der sich in Beimischung mit dem fein verteilten Wirkstoff befindet. In Tabletten wird der Wirkstoff in geeigneten Anteilen mit einem Träger, der die notwendigen Verdichtungseigenschaften hat, vermischt und zu der gewünschten Form und Größe verdichtet. Die Pulver und Tabletten können bis zu 99% des Wirkstoffs enthalten. Geeignete feste Träger schließen zum Beispiel Calciumphosphat, Magnesiumstearat, Talkum, Zucker, Lactose, Dextrin, Stärke, Gelatine, Cellulose, Methylcellulose, Natriumcarboxymethylcellulose, Polyvinylpyrrolidin, niedrig schmelzende Wachse und Ionenaustauscherharze ein.
Flüssige Träger werden bei der Herstellung von Lösungen, Suspensionen, Emulsionen, Sirupen, Elixieren und unter Druck gesetzten Zusammensetzungen verwendet. Der Wirkstoff kann in einem pharmazeutisch verträglichen flüssigen Träger, wie Wasser, einem organischen Lösungsmittel, einem Gemisch von beiden oder in pharmazeutisch verträglichen Ölen oder Fetten, gelöst oder suspendiert werden. Die flüssigen Träger können andere geeignete pharmazeutische Zusätze enthalten, wie Lösungsvermittler, Emulgatoren, oberflächenaktive Mittel, Puffer, Konservierungsstoffe, Süßungsmittel, Geschmacksstoffe, Suspensionsmittel, Verdickungsmittel, Farbstoffe, Viskositätsregulatoren, Stabilisatoren oder Osmoseregulatoren. Geeignete Beispiele für flüssige Träger für die orale oder parenterale Verabreichung schließen Wasser (das teilweise die Zusätze wie vorstehend enthält, z.B. Cellulosederivate, möglicherweise eine Natriumcarboxymethylcelluloselösung), Alkohole (einschließlich der Alkohole mit einer Hydroxygruppe oder mit mehreren Hydroxygruppen, z.B. Glykole) und deren Derivate, sowie Öle (z.B. fraktioniertes Kokosöl und Erdnussöl) ein. Für die parenterale Verabreichung kann der Träger auch eine Ölsäureester, wie Ethyloleat und Isopropylmyristat, sein. Sterile flüssige Träger sind für sterile Zusammensetzungen für die parenterale Verabreichung in Flüssigform geeignet. Bei den flüssigen Trägern für die unter Druck stehenden Zusammensetzungen kann es sich um halogenierte Kohlenwasserstoffe oder pharmazeutisch verträgliche Treibmittel handeln.
Flüssige Arzneimittel, die sterile Lösungen oder Suspensionen sind, sind für intramuskuläre, intraperitoneale und subkutane Injektionen geeignet. Sterile Lösungen können auch intravenös verabreicht werden. Die Verbindung kann auch oral entweder in Form einer flüssigen oder festen Zusammensetzungsform verabreicht werden. Eine Verabreichung über die Lunge wird ebenfalls erwogen.
Das Arzneimittel kann in einer Einheitsdosierungsform vorliegen, z.B. als Tabletten oder Kapseln. In einer solchen Form wird die Zusammensetzung in eine Einzeldosis unterteilt, die passende Mengen des Wirkstoffs enthält; die Einheitsdosierungsformen können abgepackte Zusammensetzungen sein, zum Beispiel abgepackte Pulver, Phiolen, Ampullen, vorgefüllte Spritzen oder Portionspackungen, die Flüssigkeiten enthalten. Die Einheitsdosierungsform kann zum Beispiel selbst eine Kapsel oder Tablette sein, oder es kann sich um eine passende Anzahl einer solchen Zusammensetzung in einer verpackten Form handeln. Die bei der Behandlung zu verwendende Dosierung muss subjektiv durch den begleitenden Arzt bestimmt werden.
Zusätzlich können die erfindungsgemäßen Verbindungen durch eine Formulierung mit einer pharmazeutisch verträglichen Trägersubstanz als eine Lösung, Creme oder Lotion angewendet werden, die auf einem betroffenen Gebiet verabreicht wird.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können in Verbindung mit einem Medizinprodukt verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Rapamycin-Kohlenhydratderivat als eine Komponente eines mit einem Arzneistoff überzogenen oder imprägnierten intravaskulären Stents verwendet werden, um eine neointimale Gewebeproliferation zu verhindern und dadurch einer Restenose vorzubeugen (siehe zum Beispiel U.S.-Pat. Nr. 5,665,728). Rapamycin-Kohlenhydratderivate können auch als eine Komponente von anderen mit einem Arzneistoff überzogenen oder imprägnierten Medizinprodukten, wie Katheter, Pumpen oder Arzneistoffe abgebende Medizinprodukte, wie Arzneistoffe enthaltende Perlen oder Plättchen, verwendet werden. Das Vorhandensein von Rapamycin, einem hochwirksamen Immunsuppressivum kann die Entzündung, Abstoßung oder andere Immunantworten auf das Vorhandensein dieser implantierbaren Medizinprodukte im Körper vermindern.
Die folgenden Beispiele werden angeboten, um diese Erfindung zu veranschaulichen und sollen keinesfalls als Beschränkung des Umfangs der vorliegenden Erfindung aufgefasst werden.
BEISPIELE
In den nachstehenden Beispielen haben die folgenden Abkürzungen die folgenden Bedeutungen. Wenn eine Abkürzung nicht definiert ist, hat diese die im Allgemeinen akzeptierte Bedeutung

g: = Gramm
mg: = Milligramm
kg: = Kilogramm
mmol: = Millimol
M: = molar
N: = normal
ml: = Milliliter
min: = Minute
BzCl: = Benzoylchlorid
DMAP: = 4-Dimethylaminopyridin
DMS: = Dimethylsulfat
Py: = Pyridin
DMF: = N,N-Dimethylformamid
Me: = Methyl
HOAt: = 1-Hydroxy-7-azabenzotriazol
HOBT: = 1-Hydroxybenzotriazole-Hydrat
TBDMSiCl: = tert-Butyldimethylsilylchlorid
AcOH: = Essigsäure
THF: = Tetrahydrofuran
LC/MS oder LCMS: = Flüssigchromatografie/Massenspektroskopie
HPLC: = Hochleistungsflüssigkeitschromatografie
konz.: = konzentriert
Äq.: = Äquivalente

In den folgenden Beispielen und Verfahren sind die Ausgangsmaterialien im Handel erhältlich von Aldrich Chemical Company, Inc., Milwaukee, WI 53233 USA; Lancaster Synthesis, Inc., NH 03087 USA; Sigma, St. Louis MO 63178 USA; Maybridge Chemical Co. Trevillett, Tintagel, Cornwall PL34 OHW Großbritannien; TCI America, Portland OR 97203; Frontier Scientific, Utah, USA; und Bachem, Torrance, California, USA.
BEISPIEL 1
Synthese von 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin
3 stellt das Verfahren der Synthese von 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin dar. Das ausführliche Verfahren ist nachstehend beschrieben:
42-O-(4-Nitrophenyloxycarbonyl)rapamycin
Eine Lösung von 10,0 g Rapamycin in 50 ml Dichlormethan und 10 ml trockenem Pyridin wurde unter einer Stickstoffatmosphäre auf –78°C gekühlt. Zu dieser Lösung wurden 3,31 g 4-Nitrophenylchlorformiat gegeben und das Reaktionsgemisch wurde 1 Stunde bei –78°C gerührt und dann direkt auf Raumtemperatur gebracht. Die Umsetzung war nach 2 Stunden vollständig. Das Gemisch wurde mit Wasser verdünnt und dann mit Dichlormethan extrahiert. Die organische Phase wurde mit Wasser gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet und eingedampft. Die Chromatografie über eine Silicagelsäule (Lösungsmittel: Hexane-Ethylacetat, 2:1) ergab 9,66 g 42-O-(4-Nitrophenyloxycarbonyl)rapamycin als einen gelblichen Feststoff (aus Benzol gefriertgetrocknet).
C₅₈H₈₂N₂O₁₇ M = 1078,6 ; MS(ES+): m/z = 1101,7 (M+Na)⁺
42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamylcin
Zu einer Lösung aus D-Fructose (2,025 g, 11,24 mmol) und DMAP (250 mg) in N,N-Dimethylformamid (25 ml) wurde 42-O-(4-Nitrophenyloxycarbonyl)rapamycin (4,05 g, 3,757 mmol) gegeben und das Reaktionsgemisch wurde bei Raumtemperatur 24 Stunden gerührt. Das Lösungsmittel wurde unter Hochvakuum eingedampft und der Rückstand wurde einer Flaschchromatografie über eine Silicagelsäule unter Verwendung von Dichloromethan-Methanol (9:1) als Eluent unterzogen. Das erhaltene Produkt wurde auf einer präparativen HPLC-Säule (80% Methanol-20% Wasser Durchfluss 10 ml/min) gereinigt, wobei sich 1,461 g 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin als ein weißer Feststoff ergaben (aus Benzol gefriergetrocknet).
C₅₈H₈₉NO₂₀, M = 1119,6; MS(ES+): m/z = 1142,7 (M+Na)⁺. Bei der alternativen Herstellung kann, wie in Beispiel 3 offenbart, HOBT (oder HOAT) anstelle von DMAP angewendet werden.
BEISPIEL 2
Indem dem in Beispiel 1 dargestellten Verfahren gefolgt und die passenden Zucker oder Zuckerderivate angewendet wurden, wurden die folgenden Verbindungen erhalten:
42-O-(D-Glucosylcarbonyl)rapamycin
42-O-(Methyl-D-glucosylcarbonyl)rapamycin
42-O-(D-Allosylcarbonyl)rapamycin
42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin
42-O-(L-Fructosylcarbonyl)rapamycin
42-O-(D-Fucitolylcarbonyl)rapamycin
42-O-(L-Fucitolylcarbonyl)rapamycin
42-O-(D-Glucalylcarbonyl)rapamycin
42-O-(L-Sorbosylcarbonyl)rapamycin
42-O-(2-O-Methyl-D-fructosylcarbonyl)rapamycin
42-O-(D-Lactalylcarbonyl)rapamycin
42-O-(D-Sucrosylcarbonyl)rapamycin
42-O-(D-Gentobiosylcarbonyl)rapamycin
42-O-(D-Cellobiosylcarbonyl)rapamycin
42-O-(D-Turanosylcarbonyl)rapamycin
42-O-(D-Palatinosylcarbonyl)rapamycin
42-O-(D-Isomaltosycarbonyl)rapamycin
42-O-(D-Maltulosylcarbonyl)rapamycin
42-O-(D-Maltosylcarbonyl)rapamycin
42-O-(D-Lactosylcarbonyl)rapamycin
42-O-(Methyl-D-lactosylcarbonyl)rapamycin
42-O-(D-Melibiosylcarbonyl)rapamycin
42-O-(D-Leucrosylcarbonyl)rapamycin
42-O-(D-Rafinosylcarbonyl)rapamycin
42-O-(D-Isomaltotriosylcarbonyl)rapamycin
42-O-(D-Cellotetraosylcarbonyl)rapamycin
BEISPIEL 3
Synthese von 31-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin
4 stellt das Verfahren zur Synthese von 31-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin dar. Das ausführliche Verfahren wird nachstehend beschrieben:
42-O-(tert-Butyldimethylsilyl)rapamycin
Zu einer Lösung aus Rapamycin (10 g) und Imidazol (2,2 g) in N,N-Dimethylformamid (40 ml) wurde tert-Butyldimethylsilylchlorid (1,76 g) gegeben, und das Reaktionsgemisch wurde bei Raumtemperatur unter Stickstoff 5 Tage gerührt. Das Lösungsmittel wurde unter Hochvakuum eingedampft, und der Rückstand wurde über eine Silicagelsäule chromatografiert (Lösungsmittel: Hexane-Ethylacetat, 3:2), wobei sich 5,84 g 42-O-(tert-Butyldimethylsilyl)rapamycin als ein gebrochen weißer Schaum ergaben.
C₅₇H₉₃NO₁₃Si, M = 1027,6; MS(ES+):m/z = 1050,7 (M+Na)⁺
42-O-(tert-Butyldimethylsilyl)-31-O-(4-nitrophenyloxycarbonyl)rapamycin
42-O-(tert-Butyldimethylsilyl)rapamycin (5,84 g) wurde in Dichloromethan (30 ml) und Pyridin (6 ml) gelöst, es wurde 4-Nitrophenylchlorformiat (2,582 g) zugegeben und das Reaktionsgemisch wurde unter Stickstoff bei Raumtemperatur 2 Stunden gerührt. Die Lösungsmittel wurden eingedampft und der Rückstand wurde über einer Silicagelsäule gereinigt. Die Elution mit Hexanen-Ethylacetat (3:1) ergab die Titelverbindung als einen gelblichen Schaum (5,4 g).
C₆₄H₉₆N₂O₁₇Si, M = 1192,6; MS(ES+): m/z = 1215,6 (M+Na)⁺
31-O-(4-Nitrophenyloxycarbonyl)rapamycin
42-O-(tert-Butyldimethylsilyl)-31-O-(4-nitrophenyloxycarbonyl)rapamycin (5,4 g) wurde in einem Gemisch aus Essigsäure (30 ml), Tetrahydrofuran (10 ml) und Wasser (10 ml) gelöst. Es wurde bei Raumtemperatur 20 Stunden gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde mit Wasser verdünnt und mit Ethylacetat extrahiert (3 × 200 ml). Die organische Phase wurde über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, filtiert und eingedampft. Säulenchromatografie über Silicagel (Lösungsmittel: Hexane-Ethylacetat, 3:2) ergab 2,1 g 31-O-(4-Nitrophenyloxycarbonyl)rapamycin als einen gelblichen Feststoff (aus Benzol gefriertgetrocknet).
C₅₈H₈₂N₂O₁₇, M = 1078,6; MS(ES+): m/z = 1101,6 (M+Na)⁺
31-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin
Ein Gemisch aus 31-O-(4-Nitrophenyloxycarbonyl)rapamycin (1,3 g), D-Fructose (0,434 g) und 1-Hydroxybenzotriazol (HOBT) (0,325 g) in trockenem Pyridin (20 ml) wurde 3 Tage bei Raumtemperatur gerührt. Dann wurde das Lösungsmittel unter vermindertem Druck eingedampft und der Rückstand wurde über eine Silicagelsäule chromatografiert. Die Elution mit Dichloromethan-Methanol (10:1) stellte 31-O-(D-Fructosycarbonyl) rapamycin (0,625 g, 46%) als einen weißen Feststoff bereit (aus Benzol gefriergetrocknet).
C₅₈H₈₉NO₂₀ M = 1119,6; MS(ES+): m/z = 1142,7 (M+Na)⁺
Auf eine analoge Art und Weise wurde auch 31-O-(D-Allosylcarbonyl)rapamycin hergestellt. Zusätzlich kann bei der alternativen Herstellung, wie in Beispiel 1 offenbart, DMAP anstelle von HOBT angewendet werden.
BEISPIEL 4
Synthesis von 42-O-(2-O-Methyl-β-D-fructosylcarbonyl)rapamycin
1,3,4,5-Tetra-O-benzoyl-β-D-fructopyranose
Ein Gemisch aus wasserfreiem Pyridin (52 ml), Benzoylchlorid (51,5 ml, 0,444 mmol) und wasserfreiem Dichlormethan (125 ml) wurde auf –10°C gekühlt. Dazu wurde portionsweise fein pulverisierte Fructose (20 g, 0,111 mmol) gegeben und das Reaktionsgemisch wurde 18 Stunden bei –10°C gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde mit Eiswasser abgeschreckt, mit Dichlormethan verdünnt and in einen Scheidetrichter überführt. Die organische Schicht wurde abgetrennt, mit 5%iger Citronensäure, gesättigter Natriumhydrogencarbonatlösung und Wasser gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. Es wurde abfiltriert und das Lösungsmittel wurde eingedampft. Der Rückstand wurde in Diethylether (75 ml) gelöst und dann langsam zu Hexanen (300 ml) gegeben, wobei sich ein weißer Feststoff ergab, der nach dem Trocknen 58,9 g (89%) 1,3,4,5-Tetra-O-benzoyl-β-D-fructopyranose lieferte.
1,3,4,5-Tetra-O-benzoyl-2-O-methyl-β-D-fructopyranose
Zu einer Lösung aus 1,3,4,5-Tetra-O-benzoyl-β-D-fructopyranose (10,00 g, 16,8 mmol) in Aceton (40 ml) wurde Dimethylsulfat (2,4 ml, 25,16 mmol, 1,5 Äq.) gegeben, gefolgt von Kaliumcarbonat (3,48 g, 25,16 mmol), und das Reaktionsgemisch wurde unter Stickstoff 18 Stunden bei 50°C gerührt. Die Lösungsmittel wurden unter vermindertem Vakuum entfernt und der sich ergebende Rückstand wurden in Ethylacetat (150 ml) gelöst, mit 5%iger Citronensäure, Wasser und Kochsalzlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet, filtriert und zu einem öligen Feststoff konzentriert. Die Reinigung über eine Silicagelsäule (Hexan:Ethylacetat, 4:1) lieferte 10,0 g (98%) der Titelverbindung als einen weißen Schaum.
2-O-Methyl-β-D-fructopyranose
Eine Lösung aus Natriummethanolat (0,5 M in Methanol, 10,0 ml) wurde zu einer kräftig gerührten Lösung aus 1,3,4,5-Tetra-O-benzoyl-2-O-methyl-β-D-fructopyranose (10,0 g, 16,4 mmol) in wasserfreiem Methanol gegeben. Nach 1,5stündigem Rühren bei Raumtemperatur war die Umsetzung vollständig. Der pH-Wert wurde mit Amberlite IRC-50 (~ 4,0 g) auf 7,0 eingestellt. Die Feststoffe wurden durch Filtrieren entfernt und das Filatrat wurde unter Vakuum konzentriert. Die Reinigung über eine Silicagelsäule (Methanol:Dichlormethan, 4:1 und 3:1) lieferte das Produkt als einen weißen Schaum 2,70 g (81%).
42-O-(2-O-Methyl-β-D-fructosylcarbonyl)rapamycin
Ein Gemisch aus 42-O-(4-Nitrophenyloxycarbonyl)rapamycin (10,0 g, 9,3 mmol), 2-O-Methyl-β-D-fructopyranose (6,2 g, 28 mmol, 3 Äq.) und 1-Hydroxy-7-azabenzotriazol (HOAt) (2,5 g, 2 Äq.) in trockenem Pyridin (60 ml) wurde bei Raumtemperatur 4 Tage gerührt. Dann wurde das Lösungsmittel unter vermindertem Druck eingedampft und der Rückstand wurde erneut in Ethylacetat gelöst und mit Wasser gewaschen. Die organische Schicht wurde eingedampft und der Rückstand über einer Silicagelsäule chromatografiert. Die Elution mit Dichlormethan-Methanol (100:5) ergab 42-O-(2-O-Methyl-β-D-fructosylcarbonyl)rapamycin (4,7 g) als einen weißten Feststoff (aus Benzol gefriergetrocknet).
C₅₉H₉₁NO₂₀, M = 1133,7; MS(ES+):m/z = 1156,7 (M+Na)⁺
BEISPIEL 5
Stabilität von Rapamycin-Kohlenhydratderivaten bei der Hydrolyse in sauren Medien
Die Stabilität bei der Hydrolyse von verschiedenen Rapamycin-Kohlenhydratderivaten in sauren Medien wurde untersucht, indem die Verbindungen in 70/30 Methanol/0,1 N HCl (pH 1,5) gelöst wurden und dann durch HPLC die Menge an freiem Rapamycin in den Proben nach 1 Stunde gemessen wurde, um das Ausmaß der Hydrolyse zu bestimmen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefasst.
TABELLE 2 DURCH SÄURE KATALYSIERTE HYDROLYSE VON RAPAMYCIN-KOHLENHYDRATDERIVATEN
Wie in Tabelle 2 ersichtlich, zeigen alle Verbindungen eine gute Stabilität in saurem Medium mit geringer oder nicht zu beobachtender Hydrolyse
BEISPIEL 6
Hydrolyse von Rapamycin-Kohlenhydratderivaten in menschlichem Vollblut
Die Fähigkeit von verschiedenen Rapamycin-Kohlenhydratderivaten über Hydrolyse in Vollblut freies Rapamycin abzugeben, wurde untersucht, indem die Verbindungen im menschlichen Vollblut mit einem Spike versehen wurden und dann durch HPLC die Menge an freiem Rapmycin in den Proben nach 1 Stunde gemessen wurde, um das Ausmaß der Hydrolyse zu bestimmen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefasst.
TABELLE 3 HYDROLYSE VON RAPAMYCIN-KOHLENHYDRATDERIVATEN IN VOLLBLUT
Wie in Tabelle 3 ersichtlich, variiert das Ausmaß der Hydrolyse in menschlichem Vollblut in Abhängigkeit von der Natur der Kohlenhydrateinheit stark. Der Einbau über Carbonatverbindungen von Zuckern, wie D-Fructose, L-Fucitol oder D-Allose führt im Allgemeinen zu einem höheren Ausmaß der Hydrolyse als es für den Fall beobachtet wurde, in dem D-Glucose, D-Maltulose und D-Lactal angewendet wurde. Die Ergebnisse zeigen auch, dass wenn der geeignete Zucker gewählt ist, sowohl die 31-O- als auch die 42-O-Rapamycin-Kohlenhydratderivate wirksam sind, in Vollblut freies Rapamycin abzugeben. Zusätzlich zeigen vorhergehende, ähnliche Experimente, die die Hydrolyse in Vollblut von Rapamycin-Kohlenhydratderivaten mit einer Carbamatverknüpfung untersuchten, eine geringe oder keine Hydrolyse im Gegensatz zu vielen der Verbindungen mit Carbonatverknüpfungen in Tabelle 3.
BEISPIEL 7
Vergleich der immunsuppressiven Wirkung von Rapamycin-Kohlenhydratderivaten mit Carbonat- und Carbamatverknüpfungen in vitro
Die immunsuppressive Wirkung von Rapamycin, 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin und einem über Carbamat verknüpften Analogen von 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin (einer nicht hydrolysierbaren Form von 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin) in primären Blutlymphozytenkulturen (PBMC) unter Verwendung von Alamarblau als Detektion der Zellproliferation bewertet. Das Carbamat-Analogon von 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin wird aus einem Aminozucker gebildet, bei dem die Kohlenhydrateinheit durch das Aminostickstoffatom des Aminozuckers an das Carbonyl verbindungsglied gebunden ist, wodurch eine Carbamatverknüpfung gebildet wird. 5 veranschaulicht, dass 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin eine Hemmung der Zellproliferation zeigt, die derjenigen von Rapamycin äquivalent ist, während das nicht hydrolysierbare über Carbamat verknüpfte Analoge keinerlei intrinsische immunsuppressive Wirkung besitzt. Diese Daten lassen darauf schließen, dass die wirksame Spezies Rapamycin ist, das sich aus der Hydrolyse von 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin über den 3-tägigen Kulturverlauf ergibt, und nicht das nicht hydrolysierte 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin. Anders ausgedrückt, scheint es, dass das Prodrug keinerlei intrinsische immunsuppressive Wirkung besitzt und zu Rapamycin hydrolysiert werden muss, um die gewünschte pharmakologische Wirkung zu zeigen. Dieses Experiment zeigt auch die Wichtigkeit der Auswahl der Bindung zwischen der Kohlenhydrateinheit und dem Rapamycin, da in diesem Beispiel eine Carbonatverknüpfung es erlaubt, dass die gewünschte Hydrolyse stattfindet, wohingegen die Carbamatverknüpfung intakt bleibt und wenig oder gar kein Rapamycin abgegeben wird.
BEISPIEL 8
Vergleich der pharmakokinetischen Profile von Rapamycin und Rapamycin-Kohlenhydratderivaten in Ratten
Die pharmakokinetischen Profile in Ratten von ausgewählten Rapamycin-Kohlenhydratderivaten wurden bestimmt, um die Fähigkeit der Derivate zu untersuchen, in vivo freies Rapamycin an den Blutstrom abzugeben. Kurz zusammengefasst, wurde Sprague Dawley-Ratten oral eine Dosis von 2,5 oder 10 mg/kg Rapamycin und Derivaten verabreicht. Über einen Halsschnitt wurde über 24 Stunden Vollblut extrahiert und dieses wurde bis zur Analyse bei –20°C eingefroren. Das Vollblut wurde durch Flüssigchromatografie/Massenspektroskopie auf das Vorhandensein von Rapamycin analysiert. Die Ergebnisse sind in den 6, 7 und 8 zusammengefasst.
Wie in den 6 und 7 ersichtlich, wurde auf die orale Verabreichung von Rapamycin ein starker Anstieg der Rapamycinkonzentration im Blut beobachtet, wobei eine Maximalkonzentration bei etwa 30 Minuten erreicht wurde. Der Rapamycinspiegel nahm dann ziemlich schnell innerhalb der nächsten Stunden ab. Ein ähnliches Profil wurde für 42-O-(D-Glucosylcarbonyl)rapamycin beobachtet. Überraschenderweise jedoch stieg der Rapamycinspiegel im Blut, wenn 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin oder 42-O-(D-Fucitolylcarbonyl)rapamycin oral verabreicht wurden, allmählich an, um eine Maximalkonzentration bei etwa 3 Stunden zu erreichen, bevor er allmählich innerhalb des Zeitraums abnahm (6). Ein ähnliches Profil wurde sowohl für 31-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin und 31-O-(D-Allosylcarbonyl)rapamycin (7) als auch für 42-O-(D-Allosylcarbonyl)rapamycin, 42-O-(D-Sorbosylcarbonyl)rapamycin und 42-O-(2-O-Methyl-D-fructosylcarbonyl)rapamycin (8) beobachtet. Die für ausgewählte Verbindungen beobachteten, verzögerten Kinetiken können den Vorteil bieten, eine weniger häufige Dosierung zu ermöglichen, als dies für Rapamycin typisch ist. Zusätzlich kann der allmähliche Anstieg, der mit ausgewählten Rapamycin-Kohlenhydratderivaten verbunden ist, die toxischen Wirkungen, die mit dem schnellen Anstieg der Arzneimittelkonzentration verbunden sind, wenn Rapamycin selbst oral verabreicht wird, verbessern.
Eine zweite Beobachtung aus den 6, 7 und 8 ist es, dass die Schwankungen der Rapamycinkonzentration, wie sie durch die in den Grafiken dargestellten Standardabweichungen gezeigt wird, für die Rapamycin-Kohlenhydratderivate beträchtlich geringer ist als für Rapamycin selbst. Somit können die Verbindungen der vorliegenden Erfindung auch den Vorteil einer verminderten Schwankung innerhalb einer Einzelverbindung haben, was eine gleichmäßige, vorhersagbare Dosierung ermöglicht.
Diese Experimente zeigen, dass eine sorgfältige Auswahl des Glykosylsubstituenten eine tief greifende Auswirkung auf die pharmakokinetischen Profile der Rapamycin-Kohlenhydratderivate hat und dass die Verbindungen der vorliegenden Erfindung beträchtliche Vorteile, einschließlich pharmakokinetischer Vorteile im Vergleich zu Rapamycin selbst haben.
BEISPIEL 9
Vergleich der Toxizität von Rapamycin und 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin auf den Gl-Trakt in einem Hundemodell
Beagle-Hunde gelten in Verbindung mit Rapamycin als ein hochempfindliches Modell für die Toxizität auf den Gastrointestinaltrakt. Siehe S. N. Sehgal et al. Medicinal Research Reviews 14, 1 (1994). Sogar wenn die Hunde kurz einer geringen Dosis oral verabreichtem Rapamycin ausgesetzt sind, ist es bekannt, das dies zu einem schnellen Gewichtsverlust aufgrund von Geschwürbildung führt, die vom Mund bis zum Sekundärkolon auftritt, bis hin zu einer nekrotischen, fibrinoiden Gefäßentzündung. Wie in Tabelle 4 zusammengefasst, wurden, wenn 2 Beaglen eine Einzeldosis Rapamycin von 10 mg/kg gegeben wurde, beide Hunde lethargisch und verloren innerhalb von 1 Woche über 30% ihres Körpergewichts, was ein Folge von verminderter Nahrungsaufnahme war. Die Tiere erholten sich nicht. Ein anderer Beagle, dem die gleiche Dosis 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin gegeben wurde, zeigte keine offenkundigen physischen Änderungen und behielt die normale Futteraufnahme bei. Alle drei Hunde hatten, wie durch LCMS gemessen, ähnliche Rapamycinspiegel im Blut. Bei einem vierten Hund führte eine Dosis von 1 mg/kg 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin zu einer leichten Lethargie, jedoch erholte sich der Hund schnell. Eine nachfolgende Dosis Rapamycin (1 mg/kg) eine Woche später führte zu schwerer Lethargie und Gewichtsverlust, von der sich das Tier nicht erholte.
TABELLE 4. GASTROINTESTINALE VERTRÄGLICHKEIT BEI BEAGLEN
Dieses Experiment zeigt deutlich, dass die orale Verabreichung von 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin zu geringen oder keinerlei offenkundigen Zeichen von gastrointestinaler Toxizität bei einem hochempfindlichen Hundemodell führten, insbesondere im Vergleich zu Rapamycin, das zu Zeichen schwerer Toxizität führte. Dieses Ergebnis zeigt das Potenzial von Rapamycin-Kohlenhydratderivaten der vorliegenden Erfindung, das pharmakodynamische Profil von Rapamycin zu verbessern:
BEISPIEL 10
Vergleich der Serumcholesterinspiegel in mit Rapamycin und 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin behandelten Ratten
42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin und Rapamycin wurden in direktem Vergleich in Sprague-Dawley-Ratten auf Änderungen im Cholesterinspiegel hin getestet. Die Ratten (n = 12) wurden 12 Tage mit äquivalenten Dosen (2,5 mg/kg/Tag) entweder von Rapamycin oder von 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin behandelt. Die Cholesterinspiegel wurden am 24-Stunden-Tiefpunkt am Tag 11 gemessen. Die Ergebnisse (9) zeigen, dass Ratten, die mit Rapamycin behandelt wurden, relativ zu einer Kontrollgruppe, die nur einen Träger verabreicht bekommen hatte, einen wesentlich erhöhten Cholesterinspiegel aufwiesen, während die Cholesterinspiegel bei der 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin-Gruppe wesentlich niedriger waren (p < 0,01) als in der Rapamycin-Gruppe und nicht wesentlich verschieden von denen der Träger-Gruppe waren. Es ist wichtig festzuhalten, dass beide Verbindungen eine äquivalente Wirksamkeit in einem heterotopischen Rattenmodell für Herztransplantationen bei der gleichen 2,5 mg/kg/Tag-Dosis zeigten, wie sie in dieser Studie verwendet wurde (Beispiel 12). Dieses Experiment zeigt die Fähigkeit von Rapamycin-Kohlenhydratderivaten, das Nebenwirkungsprofil von Rapamycin zu verbessern, während die Wirksamkeit beibehalten wird.
BEISPIEL 11
Vergleich der Thrombocytenaggregation aufgrund von Rapamycin und 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin in einem Aggregationstest mit gewaschenen menschenlichen Thrombocyten
Es wird vermutet, dass die Thrombocytenaggregation eine Nebenwirkung von Rapamycin ist und dass sie mit dem Anstieg der chronischen Abstoßung und anderen Langzeitnebenwirkungen bei der Verwendung von Rapamycin bei Transplantationen in Verbindung gebracht wird. (Ann Babinska et al., Enhancement of Human Platelet Agqregation and Secretion Induced by Rapamycin. (1998) Nephrology Dialysis Transplantation Vol. 13, S. 3153–3159). Diese Experimente wurden unter Verwendung von frisch gewaschenen menschlichen Thrombocyten durchgeführt, die mit 2 μM ADP stimuliert wurden und zum Zeitpunkt Null entweder mit Rapamycin oder 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin als einem Spike versehen wurden. Die Aggregation der behandelten Thrombocyten wurde kontinuierlich über einen Zeitraum von 8 bis 10 Minuten in einem ChronoLog^TM-Platelet-Aggregometer abgelesen.
10 zeigt ein Diagramm der prozentualen Thrombocytenaggregation gegen die Zeit für zwei Konzentrationen von Rapamycin, 1 μg/ml und 25 μg/ml. 10 veranschaulicht, dass Rapamycin dosisabhängig eine Thrombocytenaggregation herbeiführt. Rapamycin in einer Dosis von 1 μg/ml führte eine Thrombocytenaggregation von etwa 20% nach 8 Minuten herbei. Rapamycin in einer Dosis von 25 μg/ml führte eine Thrombocytenaggregation von etwa 70% nach 8 Minuten herbei. 11 zeigt ein Diagramm der prozentualen Thrombocytenaggregation gegen die Zeit für gewaschene menschliche Thrombocyten, die mit 2 μM ADP stimuliert wurden und mit einer Dosis von 25 μg/ml Rapamycin oder 25 μg/ml 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin versetzt wurden. 11 zeigt, dass während Rapamycin nach 8 Minuten eine beinahe 80%ige Thrombocytenaggregation herbeiführte, 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin im gleichen Zeitraum keine messbare Wirkung auf die Thrombocytenaggregation aufwies.
BEISPIEL 12
Transplantatüberlebensdauer von heterotopischen Herzallotransplantaten in Ratten, die oral 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin (2,5 und 10 mg/kg/Tag), Rapamycin (2,5 mg/kg/Tag) oder einen Träger erhalten haben
Es wurden heterotopische Transplantate an die abdominale Aorta und die Vena cava inferior eines genetisch unpassenden (allogenen) Herzens von Wistar-Furth-Ratten an Lewis-Ratten appliziert. Die Kontrollproben (Träger und Rapamycin zu 2,5 mg/kg/Tag) oder 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin zu 2,5 und 10 mg/kg/Tag wurden einmal täglich durch orale Gaben an die Transplantatempfänger (6 Ratten pro Gruppe) verabreicht, wobei damit 3 Tage vor der Transplantation begonnen und 30 Tage lang nach der Transplantation fortgefahren wurde. Wenn während des 30 Tage-Zeitraums nach der Transplantation eine Transplantatdysfunktion bemerkt wurde, wurde das Tier getötet. Wenn das Tier länger als 30 Tage nach der Transplantation überlebte, wurden die Tests und die Kontrollen abgebrochen und die Tiere konnten bis zu einer Transplantatdysfunktion oder bis zu 100 Tagen nach der Transplantation weiterleben. Die durchschnittlichen Überlebensraten für jede Gruppe von Empfängertieren sind in Tabelle 5 und 12 zusammengefasst. Wie in Tabelle 5 aufgeführt, verlängerte 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin die Überlebensdauer des Transplantats bei einem Dosisspiegel von 2,5 und 10 mg/kg/Tag um 241 und 341% im Vergleich zu der Träger-Kontrollgruppe. Dies war im Vergleich zu der verlängerten Überlebensdauer, die bei Rapamycin in einer Dosis von 2,5 mg/kg/Tag auftrat, ähnlich. 12 veranschaulicht, dass 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin die Überlebensdauer des Transplantats im Vergleich zu dem Träger so wie Rapamycin bei einem Dosisspiegel von 2,5 mg/kg/Tag verlängerte. Diese Daten zeigen die immunsuppressive Wirkung von 42-O-(D-Fructosylcarbonyl)rapamycin bei der Verhinderung der Transplantatabstoßung. TABELLE 5 DURCHSCHNITTLICHE ÜBERLEBENSDAUER NACH HETEROTROPEN HERZTRANSPLANTATIONEN BEI RATTEN (N = 6)

* n = 5

Claims

Rapamycin-Kohlenhydratderivat mit einer Struktur der Formel (I):
in der R¹ und R² unabhängig voneinander Wasserstoff oder -X-Z darstellen, wobei n = 0 oder 1 ist; und wobei jedes X ein Verbindungsglied und jedes Z eine Kohlenhydrateinheit ist, die unabhängig voneinander aus einem Monosaccharid, Oligosaccharid und Pseudozucker ausgewählt ist, und wobei jedes Z durch ein Hydroxylsauerstoffatom von Z an den Rest X gebunden ist, mit der Maßgabe, dass R¹ und R² nicht gleichzeitig ein Wasserstoffatom darstellen; und wobei X ausgewählt ist aus: (i) -R³C(O)-; (ii) -C(O)R³-; (iii) -R³S(O)₂- und (iv) -S(O)₂R³-; wobei R³ aus (a) -(CH₂)_p, wobei p eine ganze Zahl von 1 bis 18 ist, (b) -(CH₂)_n-O-(CH₂)_m, wobei n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 2 bis 6 darstellen; und (c) einer Bindung ausgewählt ist.
Rapamycin-Kohlenhydratderivat nach Anspruch 1, wobei R¹ Wasserstoff und R² -X-Z darstellen.
Rapamycin-Kohlenhydratderivat nach Anspruch 1, wobei X aus -C(O)- und -SO₂- ausgewählt ist.
Rapamycin-Kohlenhydratderivat nach Anspruch 2, wobei X eine einzelne funktionelle Gruppe ist.
Rapamycin-Kohlenhydratderivat nach Anspruch 2, wobei Z aus Fructose, Fucitol und Allose ausgewählt ist.
Rapamycin-Kohlenhydratderivat nach Anspruch 5, wobei Z D-Fructose ist.
Rapamycin-Kohlenhydratderivat nach Anspruch 1, wobei Z ein Monosaccharidderivat ist, in dem mindestens eine der Hydroxylgruppen des Monosaccharids durch ein Wasserstoffatom, einen Alkoxyrest, ein Alkanoat oder eine Halogengruppe ersetzt ist.
Rapamycin-Kohlenhydratderivat nach Anspruch 1, wobei R¹ -X-Z und R² Wasserstoff darstellen
Rapamycin-Kohlenhydratderivat nach Anspruch 8, wobei X aus aus -C(O)- und -SO₂- ausgewählt ist
Rapamycin-Kohlenhydratderivat nach Anspruch 8, wobei X eine einzelne funktionelle Gruppe ist.
Rapamycin-Kohlenhydratderivat nach Anspruch 8, wobei Z aus Fructose, Fucitol und Allose ausgewählt ist.
Rapamycin-Kohlenhydratderivat nach Anspruch 11, wobei Z D-Fructose ist.
Rapamycin-Kohlenhydratderivat nach Anspruch 8, wobei Z ein Monosaccharidderivat ist, in dem mindestens eine der Hydroxylgruppen des Mono saccharids durch ein Wasserstoffatom, einen Alkoxyrest, ein Alkanoat oder eine Halogengruppe ersetzt ist.
Rapamycin-Kohlenhydratderivat, ausgewählt aus: 42-O-(Methyl-D-glucosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(Methyl-D-glucosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 31-O-(Methyl-D-glucosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(methyl-D-glucosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-O-Methyl-D-fructosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(2-O-Methyl-D-fructosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 42-O-(2-O-Methyl-L-fructosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(2-O-Methyl-L-fructosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 31-O-(2-O-Methyl-D-fructosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(2-O-methyl-D-fructosylcarbonyl)rapamycin; 31-O-(2-O-Methyl-L-fructosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(2-O-methyl-L-fructosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(D-Allosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(D-Allosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 42-O-(L-Allosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(L-Allosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 31-O-(D-Allosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-allosylcarbonyl)rapamycin; 31-O-(L-Allosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-(L-allosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(D-Fructoslylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(D-Fructosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 42-O-(L-Fructoslylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(L-Fructosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 31-O-(D-Fructoslylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-fructoslylcarbonyl)rapamycin; 31-O-(L-Fructoslylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(L-fructoslylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(D-Fucitolylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(D-Fucitolylcarbonyloxy]rapamycin; 42-O-(L-Fucitolylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(L-Fucitolylcarbonyloxy)ethylrapamycin; 31-O-(D-Fucitolylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-fucitolylcarbonyl)rapamycin; 31-O-(L-Fucitolylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(L-fucitolylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(D-Glucalylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(D-Glucalylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 42-O-(D-Glucosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(D-Glucosylcarbonyloxy)ethyl)rapamycin; 42-O-(L-Glucosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(L-Glucosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 31-O-(D-Glucalylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-glucalylcarbonyl)rapamycin; 31-O-(D-Glucosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-glucosylcarbonyl)rapamycin; 31-O-(L-Glucosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(L-glucosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(L-Sorbosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(D-Sorbosylcarbonyl)rapamycin; 31-O-(L-Sorbosylcarbonyl)rapamycin; 31-O-(D-Sorbosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(L-Sorbosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 42-O-[2-(D-Sorbosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-sorbosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(L-sorbosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(D-Lactalylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(D-Lactalylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 31-O-(D-Lactalylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-lactalylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(D-Sucrosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(D-Sucrosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 31-O-(D-Sucrosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-sucrosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(D-Gentobiosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(D-Gentobiosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 31-O-(D-Gentobiosylcarbonyl)rapamycin 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-gentobiosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(D-Cellobiosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(D-Cellobiosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 31-O-(D-Cellobiosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-cellobiosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(D-Turanosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(D-Turanosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 31-O-(D-Turanosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-turanosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(D-Palatinosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(D-Palatinosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 31-O-(D-Palatinosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-palatinosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(D-Isomaltosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(D-Isomaltosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 31-O-(D-Isomaltosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-isomaltosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(D-Maltulosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(D-Maltulosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 42-O-(D-Maltosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(D-Maltosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 31-O-(D-Maltulosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-maltulosylcarbonyl)rapamycin; 31-O-(D-Maltosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-maltoscylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(D-Lactosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(D-Lactosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 31-O-(Methyl-D-lactosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(methyl-D-lactosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(D-Melibiosylcarbonyl)rapamycin; 31-O-(D-Melibiosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-melibiosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(D-Leucrosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(D-Leucrosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 31-O-(D-Leucrosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-leucrosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(D-Rafinosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(D-Rafinosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 31-O-(D-Rafinosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-rafinosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(D-Isomaltotriosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(D-Isomaltosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 31-O-(D-Isomaltotriosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-isomaltotriosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(D-Cellotetraosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(D-Cellotetraosylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 31-O-(D-Cellotetraosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(D-cellotetraosylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(Valiolylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-(D-Valiolylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 31-O-(Valiolylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(valiolylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(Valiolonylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(D-Valiolonylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 31-O-(Valiolonylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(valiolonylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(Valienolylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(D-Valienolylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 31-O-(Valienolylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(valienolylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(Valienonylcarbonyl)rapamycin; 42-O-[2-(D-Valienonylcarbonyloxy)ethyl]rapamycin; 31-O-(Valienonylcarbonyl)rapamycin; 42-O-(2-Hydroxyethyl)-31-O-(valienonylcarbonyl)rapamycin.
Arzneimittel, das ein Rapamycin-Kohlenhydratderivat nach Anspruch 1 oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz davon und einen pharmazeutisch verträglichen Träger umfasst.
Rapamycin-Kohlenhydratderivat nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Anwendung als ein Medikament.
Anwendung eines Rapamycin-Kohlenhydratderivats nach Anspruch 1 zur Herstellung eines Medikaments für die Behandlung einer Erkrankung, die durch Rapamycin behandelbar ist.
Anwendung des Anspruchs 17, wobei die Erkrankung aus Abstoßung bei Transplantation, Host-versus-Graft-Disease (Empfänger-gegen-Transplantat-Reaktion), Graft-versus-Host-Disease (Transplantat-gegen-Empfänger-Reaktion), Leukämie, Lymphom, hyperproliferative vaskuläre Störungen, Autoimmunerkrankung, entzündliche Erkrankungen, soliden Tumoren und Pilzinfektionen ausgewählt ist.
Medizinprodukt, das ein Rapamycin-Kohlenhydratderivat nach Anspruch 1 oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz davon umfasst.
Medizinprodukt, wobei das Medizinprodukt mit einem Rapamycin-Kohlenhydratderivat nach Anspruch 1 überzogen ist.
Medizinprodukt nach Anspruch 20, wobei das Medizinprodukt aus Stents, Grafts (Transplantaten) und Implantaten ausgewählt ist.
Medizinprodukt nach Anspruch 19, wobei das Medizinprodukt aus Stents, Grafts (Transplantaten) und Implantaten ausgewählt ist.
Anwendung nach Anspruch 17, wobei das Medikament für eine gemeinsame Verabreichung mit einer Verbindung vorgesehen ist, die aus Cyclosporin oder einem Cyclosporinderivat, einem Steroid und einer immunmodulatorischen Verbindung ausgewählt ist.