DE102009034779A1 - Synthetic analogues of bacterial lipopeptides and their application for the therapy and prophylaxis of allergic diseases - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft neue, von einem Sporen-Keimungs-Protein der Spezies Bacillus cereus abgeleitete Lipopepitide mit immunstimulatorischer Wirkung, Verfahren zur Herstellung von synthetischen Analoga, ihre Verwendung als Wirkstoffe zur Therapie und Prophylaxe zahlreicher allergischer Erkrankungen, vorzugsweise von allergischem Asthma, sowie Formulierungen von entsprechenden pharmazeutischen Mitteln. Die bisherigen Ansätze zur Behandlung allergischer Erkrankungen sind sehr zeitaufwendig und häufig von zahlreichen Nebenwirkungen begleitet. Oftmals kann damit nur eine kurzfristige Linderung der Krankheitssymptome erreicht werden. Eine zuverlässige Möglichkeit zur wirksamen Senkung des Allergierisikos ist bisher nicht bekannt. Die beschriebenen Analoga bakterieller Lipopeptide weisen eine gute immunstimulatorische Wirkung auf. Durch die Aktivierung der TLR-Rezeptoren 1, 2 und 6 tragen sie zur Reifung des Immunsystems und damit zur Senkung des Allergierisikos bei. Im Tiermodell konnte eine deutliche Reduzierung der Empfindlichkeit gegenüber allergenen Substanzen bei gleichzeitig guter Verträglichkeit nachgewiesen werden. Die Verbindungen sollen zur Terapie und Prophylaxe allergischer Erkrankungen eingesetzt werden.The present invention relates to new lipopepitides derived from a spore germination protein of the species Bacillus cereus with immunostimulatory activity, processes for the preparation of synthetic analogues, their use as active ingredients for the therapy and prophylaxis of numerous allergic diseases, preferably allergic asthma, and formulations of corresponding pharmaceutical agents. The previous approaches to treating allergic diseases are very time-consuming and are often accompanied by numerous side effects. Often, only a short-term relief of the symptoms of the disease can be achieved. A reliable way to effectively reduce the allergy risk is not yet known. The described analogues of bacterial lipopeptides have a good immunostimulatory effect. By activating the TLR receptors 1, 2 and 6, they contribute to the maturation of the immune system and thus to a reduction in the risk of allergies. In the animal model, a significant reduction in sensitivity to allergenic substances with good tolerability was demonstrated. The compounds are to be used for the therapy and prophylaxis of allergic diseases.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft neue, von einem Sporen-Keimungs-Protein der Spezies Bacillus cereus abgeleitete Lipopeptide mit immunstimulatorischer Wirkung, Verfahren zur Herstellung von synthetischen Analoga, ihre Verwendung als Wirkstoffe zur Therapie und Prophylaxe zahlreicher allergischer Erkrankungen, vorzugsweise von allergischem Asthma, sowie Formulierungen von entsprechenden pharmazeutischen Mitteln.The The present invention relates to novel spore germination protein the species Bacillus cereus derived lipopeptides with immunostimulatory Effect, process for the preparation of synthetic analogues, their Use as active ingredients for the therapy and prophylaxis of numerous allergic diseases, preferably allergic asthma, as well as formulations of appropriate pharmaceutical agents.
Erstmals wird die Immunstimulation durch Lipoproteine aus Bakterien-Sporen sowie durch synthetische Analoga derselben auf molekularer Ebene nachgewiesen.for the first time is the immune stimulation by lipoproteins from bacterial spores and by synthetic analogues thereof at the molecular level demonstrated.
Stand der TechnikState of the art
Als Allergie wird eine überschießende Abwehrreaktion des Immunsystems auf bestimmte, unter normalen Umständen harmlose Reize aus der Umwelt (Allergene) bezeichnet. Die allergische Reaktion äußert sich in typischen, durch entzündliche Prozesse ausgelösten Symptomen. Es kommt zu milden bis schwerwiegenden Beeinträchtigungen an verschiedenen Organen des Körpers. Je nach Krankheitsform können verschiedene Organe einzeln oder in Kombination betroffen sein. Während allergische Symptome an den Schleimhäuten typischerweise eher akut auftreten, können Erkrankungen wie Asthma bronchiale oder atopische Dermatitis einen chronischen Verlauf nehmen. In der Regel entwickeln Allergiker im Laufe der Krankheit Hypersensitivitäten gegen eine wachsende Anzahl von Substanzen.When Allergy becomes an overactive defense reaction of the immune system to certain, under normal circumstances harmless stimuli from the environment (allergens). The allergic Reaction manifests itself in typical, by inflammatory Processes triggered symptoms. It comes to mild to serious damage to various organs of the body. Depending on the disease form can be different Be affected individually or in combination. While allergic symptoms on the mucous membranes typically More likely to occur acutely, diseases such as bronchial asthma or atopic dermatitis take a chronic course. In the Usually, allergic persons develop hypersensitivities during the course of the disease against a growing number of substances.
Die Mechanismen bei der Entstehung von Allergien entsprechen den bei der Bekämpfung von Krankheitserregern ablaufenden pathophysiologischen Vorgängen. Nach den immunologischen Wirkmechanismen werden mehrere Subtypen der Allergie unterschieden. Dabei versteht man heute im engeren Sinne unter Allergie oft nur die Typ-I-Allergie. Diese Form wird durch eine unangemessene Reaktion des humoralen Immunsystems, dessen eigentliche Bestimmung in der Abwehr von Parasiten besteht, verursacht und ist durch die Bildung von Allergen-spezifischen Immunglobulin-E-Antikörpern (IgE) gekennzeichnet.The Mechanisms in the development of allergies correspond to those at the pathophysiological pathogens that control pathogens Operations. After the immunological mechanisms of action are differentiated subtypes of allergy. This is understood Today in the narrower sense of allergy often only the type I allergy. This form is due to an inappropriate reaction of the humoral Immune system, its actual purpose in the defense against parasites exists, causes and is due to the formation of allergen-specific Immunoglobulin E antibodies (IgE).
Kleinste
Mengen eines Allergens reichen aus, um die Sensibilisierung auszulösen.
Dabei werden die in den Körper gelangten Allergene von
dendritischen Zellen aufgenommen und prozessiert. Die somit aktivierten
dendritischen Zellen präsentieren über ihre MHC-II-Oberflächenrezeptoren
Bruchstücke der Allergene an naive T-Zellen, die durch
CD4-Costimulation und unter dem Einfluss unter anderem des Zytokins
Interleukin-4 (IL-4) zu aktivierten TH2-Zellen
reifen. Gleichzeitig kommen naive B-Zellen in Kontakt mit dem Allergen.
Treffen diese aktivierten B-Zellen dann auf die Allergen-spezifisch
aktivierten TH2-Zellen, so kommt es zu einer T-Zell-B-Zell-Interaktion,
infolgedessen die B-Zelle zur IgE-sezernierenden Plasma-Zelle wird
und beginnt, in großen Mengen Allergen-spezifisches IgE
zu bilden.Small amounts of an allergen are sufficient to trigger sensitization. In the process, the allergens that have entered the body are taken up by dendritic cells and processed. The thus activated dendritic cells present via their MHC-II surface receptors fragments of allergens to naive T-cells induced by CD4 costimulation and under the influence, inter alia, of the cytokine interleukin-4 (IL-4) to activated
Die gebildeten IgE-Antikörper liegen zum Großteil gebunden auf den Zelloberflächen von Mastzellen und basophilen Granulozyten vor. Gleichzeitig werden sie auch an antigenpräsentierende Zellen gebunden und verstärken somit die Präsentation der Allergene an das Immunsystem. Die IgE-Konzentration im Serum ist dagegen vergleichsweise niedrig.The formed IgE antibodies are for the most part bound on the cell surfaces of mast cells and basophils Granulocytes. At the same time, they also become antigen-presenting Cells are bound and thus enhance the presentation the allergens to the immune system. The IgE concentration in the serum is on the other hand comparatively low.
Die Sensibilisierungsphase resultiert in einer, durch die vermehrte Anzahl von Allergen-spezifischen IgE-Antikörpern repräsentierten, erhöhten Allergiebereitschaft, läuft jedoch ohne Krankheitssymptome ab. Kommt es jedoch zu einem zweiten Kontakt mit dem Allergen, gegen das die Sensibilisierung erfolgt ist, wird dieses durch die IgE-Antikörper auf den Mastzellen und basophilen Granulozyten gebunden. Die folgende Ausschüttung von Histaminen, Zytokinen, Leukotrienen u. a. teils toxischen Verbindungen durch die aktivierten Leukozyten führt zur weiteren Aktivierung des Immunsystems und zur Anlockung von entzündungsauslösenden Eosinophilen. Binnen kurzem kann eine erhöhte vaskuläre Permeabilität, die Erschlaffung der glatten Muskulatur sowie die Stimulierung der kutanen Nervenendigungen beobachtet werden, die die typischen allergischen Symptome bei Heuschnupfen, Bindehautentzündung, allergischem Asthma, Nahrungsmittelallergien oder auch einem anaphylaktischen Schock bedingen.The Sensitization phase results in one through which increased Number of allergen-specific IgE antibodies, increased allergy readiness, but runs without Disease symptoms. However, if there is a second contact with the allergen against which the sensitization has occurred, this becomes by the IgE antibodies on the mast cells and basophils Granulocytes bound. The following release of histamines, Cytokines, leukotrienes and the like a. partly toxic compounds the activated leukocytes leads to further activation of the immune system and attractant of inflammatory Eosinophils. Within a short time can be an increased vascular Permeability, the relaxation of smooth muscle as well as the stimulation of the cutaneous nerve endings are observed the typical allergic symptoms of hay fever, conjunctivitis, allergic asthma, food allergies or even anaphylactic Cause shock.
Die Bindung von Allergen an die IgE-Antikörper auf den Mastzellen forciert gleichzeitig, unter Beteiligung des Zytokines IL-4 und der Expression von CD40-Liganden, die Produktion von weiteren Allergen-spezifischen IgE-Antikörpern durch die Plasma-B-Zellen.The Binding of allergens to the IgE antibodies on the mast cells accelerates simultaneously, with the participation of the cytokines IL-4 and the expression of CD40 ligands, the production of other allergen-specific IgE antibodies by the plasma B cells.
Neben dieser Sofortreaktion können bei den meisten Allergien, v. a. im fortgeschrittenen Stadium, chronische Symptome auftreten. Diese werden von der Aktivierung der Allergen-spezifischen T-Zellen durch antigenpräsentierende dendritische Zellen sowie von der IL-5 vermittelten chemotaktischen Rekrutierung und Einwanderung von Eosinophilen, Basophilen und Monozyten an den Ort der allergischen Reaktion bestimmt. Gleichzeitig werden weitere, besonders langlebige Mastzellen aktiviert. Dieser chronische Verlauf ist von der aktuellen Präsenz des Allergens unabhängig und trägt zur Aufrechterhaltung der entzündlichen Immunreaktion bei.In addition to this immediate reaction, chronic symptoms can occur in most allergies, especially in advanced stages. These are due to the activation of allergen-specific T cells antigen-presenting dendritic cells as well as IL-5 mediated chemotactic recruitment and immigration of eosinophils, basophils and monocytes to the site of the allergic reaction. At the same time, further, particularly long-lived mast cells are activated. This chronic course is independent of the current presence of the allergen and contributes to the maintenance of the inflammatory immune response.
Zu den Ursachen allergischer Erkrankungen, v. a. der stetigen Zunahme der Zahl der Betroffenen, sind bisher keine schlüssigen Erklärungen erbracht worden. Eine Reihe von Faktoren ist jedoch in den näheren Fokus gerückt. Unbestritten gibt es eine genetische Disposition zu einem erhöhten Allergierisiko. Auch die veränderten Umweltbedingungen mit zunehmender Umweltverschmutzung, sowie Klimaveränderungen mit den damit verbundenen Verschiebungen in Flora und Fauna kommen als Ursache in Betracht. Eine wichtige Rolle wird auch den veränderten Lebens- und Ernährungsgewohnheiten zugesprochen. Beispielsweise finden zunehmend künstliche Zusätze in Lebensmitteln und Pflegprodukten Verwendung. Neuartige Arzneimittel mit oftmals unbekannten Nebenwirkungen werden zugelassen.To the causes of allergic diseases, v. a. the steady increase the number of those affected, are so far not conclusive Explanations have been provided. However, a number of factors are moved into the closer focus. Undeniably there it is a genetic predisposition to an increased risk of allergy. Also the changed environmental conditions with increasing Pollution, as well as climate change with the so Associated shifts in flora and fauna come as a cause into consideration. An important role is also the changed Food and eating habits awarded. For example find increasingly artificial additives in food and care products use. Novel medicines often unknown side effects are allowed.
Ein
wesentlicher Schritt bei der Entstehung der Allergien ist die Prägung
des Immunsystems, insbesondere die Reifung bzw. Differenzierung
der TH1- und TH2-Zellen.
Für die Bildung der allergievermittelnden IgE-Antikörper
sind IL-4 produzierende TH2-Zellen notwendig,
während Interferon-γ produzierende TH1-Zellen auf
die Bildung von IgE-Antikörpern hemmend wirken. Für
eine funktionierende Immunabwehr sind beide Zelltypen in einem ausgewogenen
Verhältnis notwendig.An essential step in the development of allergies is the imprinting of the immune system, in particular the maturation or differentiation of the
Man
geht davon aus, dass das Immunsystem während der Schwangerschaft
eher TH2-lastig ist und in den ersten Lebensjahren
des Kindes durch den Kontakt mit mikrobiellen Komponenten, v. a.
Bakterien, in die Richtung einer effizienten zellbasierten TH1-Antwort gelenkt wird, die weniger mit
allergischen Reaktionen assoziiert ist.It is believed that the immune system is more T H 2 -containing during pregnancy and is directed in the first few years of life by contact with microbial components, especially bacteria, in the direction of an efficient cell-based
Durch das veränderte urbane Wohnumfeld, das Leben in Kleinfamilien und die Verwendung medizinisch wirksamer und desinfizierender Substanzen schon in normalen Reinigungsmitteln, hat die Belastung durch bakterielle und parasitäre Krankheitskeime jedoch stark abgenommen. Deshalb sieht eine große Zahl von Wissenschaftlern die Ursachen der beobachteten Zunahme allergischer Erkrankungen in der mangelnden Aktivierung des Immunsystems im Kleinkindalter („Hygienehypothese”).By the changed urban living environment, life in small families and the use of medically effective and disinfecting substances even in normal detergents, has the burden of bacterial and parasitic pathogens, however, decreased sharply. That is why a large number of scientists see the Causes of the observed increase in allergic diseases in the lack of activation of the immune system in infancy ("hygiene hypothesis").
Die Möglichkeiten zur Prävention von Neusensibilisierungen sowie zur Therapie von bereits ausgeprägten Allergien sind begrenzt. Neben der symptomatischen Therapie von Allergiepatienten wird einerseits die weitestgehende Vermeidung des Allergens empfohlen.The Possibilities for the prevention of new sensitisations as well as for the therapy of already pronounced allergies limited. In addition to the symptomatic therapy of allergy patients On the one hand, the avoidance of the allergen is recommended as far as possible.
Im
Rahmen der Hyposensibilisierung erfolgt dagegen die direkte Konfrontation
mit abgeschwächten Dosen des betreffenden Allergens (
Andere
Ansätze verfolgen, aufbauend auf der „Hygienehypothese”,
die Unterstützung des TH1/TH2-Shifts durch eine Konfrontation mit immunmodulierenden,
krankheitsunabhängigen Substanzen.Other approaches, building on the "hygiene hypothesis", support the
In
epidemiologischen Studien konnte beispielsweise der Einfluss einer
ländlichen Umgebung, speziell der Kontakt zu Tieren, auf
die Verminderung des Risikos zur Ausprägung von allergischem
Asthma und Heuschnupfen bei Kindern belegt werden. Eine prominente
Studie zu diesem Thema ist die ALEX-Studie (
In
Während
diese beiden Arbeiten von einer begrenzten Anzahl von Behandlungen
ausgehen, weisen andere Studien auf die Notwendigkeit der lebenslangen
Exposition in der ländlichen Umgebung hin, um eine effektive
Prophylaxe zu ermöglichen (
Im Vergleich zu dieser relativ unspezifischen Mikroben-Belastung verfolgen einige andere Behandlungsansätze die gezielte Stimulation der Immunantwort über die Toll-like-Rezeptoren (TLR).in the Track this relative non-specific microbial burden some other treatment approaches targeted stimulation the immune response via the toll-like receptors (TLR).
TLR
sind Strukturen des angeborenen Immunsystems. Als auf den Zellen
des Immunsystems gebundene Membranproteine dienen sie der Erkennung
von funktionalen Strukturen, welche ausschließlich auf
oder in Krankheitserregern vorkommen. Jeder der bisher 13 (für
Mammalia) bekannten Rezeptoren erkennt ein ganz spezifisches Muster
einer Erregerklasse. So ist TLR 1 in Verbindung mit TLR 2 als Rezeptor
für Zellwandbestandteile von Bakterien beschrieben. TLR
2 erkennt gram-positive Bakterien, wie z. B. Mykobakterien. In Verbindung
mit TLR 6 reagiert dieser Rezeptor auf Lipopeptide von Mykoplasmen
und Zymosan aus Hefen und Pilzen. Weitere TLRs erfassen virale Komponenten
in den Zellen (TLR 3, 7, 9), andere bakterielle Bestandteile wie
z. B. Lipopolysaccharide aus der Zellmembran gram-negativer Bakterien
(TLR 4) oder Flagellin (TLR 5) (
Über eine biochemische Signalkaskade wird in den TLR-Trägerzellen ein entsprechender intrazellulärer Mechanismus, meist die Expression bestimmter, der Antigen-spezifischen Abwehr von Krankheitserregern dienender Gene, ausgelöst. Infolgedessen wird in der ersten Stufe die unspezifische Immunantwort initiiert, der im weiteren Verlauf mit der Bildung spezifischer Antikörper die Reaktion durch das erworbene Immunsystem folgt.about a biochemical signaling cascade occurs in the TLR carrier cells a corresponding intracellular mechanism, usually the Expression of certain, the antigen-specific defense of pathogens serving Genes, triggered. As a result, in the first stage initiates the non-specific immune response, which later with the formation of specific antibodies, the reaction the acquired immune system follows.
Dendritische Zellen, denen eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Allergien beigemessen wird, tragen in der Regel alle Typen der TLR. Bei ihrer Aktivierung exprimieren sie die entsprechenden MHC-Komplexe und costimulierenden Enzyme. In den Lymphknoten stimulieren sie die Reifung der Antigen-spezifischen T-Zellen.dendritic Cells that play an important role in the development of allergies as a rule, all types of TLR carry. At her Activation they express the corresponding MHC complexes and costimulatory enzymes. In the lymph nodes they stimulate the Maturation of antigen-specific T cells.
Eine gezielte Stimulation bestimmter TLR sollte deshalb geeignet sein, die Reifung des Immunsystems zu unterstützen, um später eine angemessene Antwort des Organismus auf Fremdstoffe zu induzieren.A targeted stimulation of certain TLR should therefore be appropriate support the maturation of the immune system later to induce an adequate response of the organism to foreign substances.
Als
ein solcher Ansatz wird z. B. die Behandlung und Prophylaxe von
Allergien mit spezifischen, von für den Menschen nicht
pathogenen Mikroorganismen abgeleiteten DNS-Abschnitten, bevorzugt
Oligonukleotiden, die mindestens eine nicht-methylierte CpG-Sequenz
enthalten beschrieben. Oftmals werden diese Wirkstoffe mit weiteren
Bestandteilen wie Allergenen, Adjuvantien und viralen Komponenten
kombiniert. Als bakterielle Komponenten werden bei diesem Therapie-Ansatz
sehr häufig Mykobakterien-Stämme beschrieben.
Die hiervon abgeleiteten kurzen DNS-Sequenzen werden vom Toll-like-Rezeptor
9 der dendritschen Zellen erkannt und stimulieren die TH1-Immunantwort
bei gleichzeitiger Inhibierung der allergiekorrelierten TH2-Reaktion (
Drei
dieser Präparate befinden sich momentan in klinischen Studien.
Die Firma Cytos verwendet bei CYT003-QbG10 eine Zusammensetzung
aus einem virus-ähnlichen Partikel, einer immunstimulierenden DNS-Sequenz
aus Mycobacteria-Spezies, einem nicht spezifizierten TLR-Liganden
und gegebenenfalls einem Antigen, vorzugsweise einem Allergen wie
z. B. Pollenextrakt, zur Behandlung von Allergien und Asthma (
Vor
dem Hintergrund der Hygienehypothese sowie zur Unterstützung
des TH1/TH2-Shifts
und damit zur Prophylaxe und Therapie von Allergien bieten sich
auch die TLR 1, 2 und 6 an. Die bei ihrer Aktivierung exprimierten
Zytokine entsprechen eher dem für die Ausdifferenzierung
der TH1-Lymphozyten-Zellen notwendigen Muster.
Zudem findet man TLR 2 auch in den Epithelien der Luftröhre
und der Lungenbläschen, was diesen Rezeptor vor allem für
die Behandlung von allergischem Asthma qualifiziert (
Zur
Stimulierung des TLR 2-Rezeptors werden oftmals ganze Mikroorganismen,
Teile von Mikroorganismen oder von diesen abgeleitete Lipoproteine
bzw. Lipopeptide eingesetzt (
TLR
können auch durch synthetische Verbindungen aktiviert werden.
So reagiert das TLR 1/TLR 2-Heterodimer ebenfalls auf triacylierte
synthetische Lipopeptide wie die Pam3Cys-Derivate
(
Ausgehend
von diesen Erkenntnissen wurden bereits verschiedene, acylierte
Lipopeptide enthaltende Medikamente und Impfstoffe zur Verwendung
im Rahmen von immunmodulatorischen Therapien entwickelt. Typischerweise
werden hierzu die Lipopeptide, bevorzugt Pam3Cys-
und Pam2Cys-Derivate als TLR 2 targetierende
Substanz, mit einer antigenen Komponente für B-Lymphozyten
oder für cytotoxische T-Zellen sowie weiteren Hilfsstoffen
kombiniert, um synergistische Effekte zu induzieren (
Ebenfalls
werden Konjugate aus Pam3Cys-Derivaten und
Antigenen als Impfstoffe beschrieben. So in
Zur
Behandlung von bereits ausgeprägten allergischen Erkrankungen
wird im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Methoden zur Stimulation
der TLR-Rezeptoren die Unterdrückung der TLR 2-vermittelten
Immunreaktion und der damit verbundenen Entzündungsreaktion
vorgeschlagen (
Auch
zur Behandlung von allergischen Erkrankungen auf der Ebene der Allergen-spezifischen
Antikörper werden Pam3Cys-Konjugate
eingesetzt.
Pharmazeutische Mittel mit einem Oligopeptid, das kovalent an ein Lipid gekoppelt ist, bevorzugt an ein Pam2Cys- oder Pam3Cys-Derivat, ohne weitere Zusätze von spezifischen Antigenen oder B-Zell- bzw. T-Zell-Epitopen, werden sehr wenig beschrieben. In den meisten Fällen wird Pam3Cys lediglich als stimulierendes Adjuvans in eine Mischung aus Antigenen, Epitopen und Mikroorganismen bzw. Bestandteilen von Mikroorganismen gegeben. Die kovalente Kopplung erfolgt, wenn überhaupt, dann in der Regel bei Wirkstoffen zur spezifischen Immunisierung über die Aktivierung des adaptiven Immunsystems.Pharmaceutical agents having an oligopeptide covalently coupled to a lipid, preferably a Pam 2 Cys or Pam 3 Cys derivative, without further additions of specific antigens or B cell or T cell epitopes, become very little described. In most cases, Pam 3 Cys is simply given as a stimulant adjuvant in a mixture of antigens, epitopes and microorganisms or constituents of microorganisms. The covalent coupling, if any, is then usually with specific immunization agents via activation of the adaptive immune system.
Am
nächsten kommen dieser Konstruktion noch die in
Anwendungen solcher Verbindungen zur Therapie und Prophylaxe von allergischen Erkrankungen über die gezielte Modulation der TLR-Rezeptoren wurden bisher nicht beschrieben.applications such compounds for the therapy and prophylaxis of allergic Diseases via the targeted modulation of TLR receptors have not been described yet.
Aufgabenstellungtask
Allergien sind ein großes Gesundheitsproblem mit einem facettenreichen Krankheitsbild. In den Industrieländern ist in den letzten Jahren eine eindeutige Zunahme der Häufigkeit allergischer Erkrankungen beobachtet worden. Heute leiden über 20% der Bevölkerung in den westlichen Industrienationen an allergischen Erkrankungen (World Health Organization 2002. Prevention of Allergy and Allergic Asthma). Allein in Europa gibt es 80 Millionen Allergiker (GA2LEN-Global Allergy and Asthma European Network, www.ga2len.net, 2008). Bis 2025 werden ca. 400 Millionen Menschen weltweit an allergischem Asthma leiden. Besonders besorgniserregend ist die Zunahme des Anteils der betroffenen Kinder.Allergies are a major health problem with a multifaceted clinical picture. In the industrialized countries, a clear increase in the incidence of allergic diseases has been observed in recent years. Today, more than 20% of the population in Western industrialized countries suffer from allergic diseases (World Health Organization 2002. Prevention of Allergy and Allergic Asthma). There are 80 million allergic persons in Europe alone (GA 2 LEN-Global Allergy and Asthma European Network, www.ga2len.net, 2008). By 2025, approximately 400 million people worldwide will suffer from allergic asthma. Of particular concern is the increase in the proportion of children affected.
Üblicherweise werden drei Ansätze zur Behandlung allergischer Erkrankungen verfolgt: i) Verhindern von Allergenkontakt soweit möglich, ii) Verordnung von Medikamenten, die die Krankheitssymptome lindern und iii) die herkömmliche Immuntherapie, auch als Desensibilisierung bezeichnet.Usually be three approaches to the treatment of allergic diseases pursued: i) prevention of allergen contact as far as possible, (ii) the prescription of medications which relieve the symptoms of the disease and iii) conventional immunotherapy, also called desensitization designated.
Die medikamentöse Symptombehandlung mit Kortisonpräparaten und Histaminhemmern ermöglicht nur eine kurzfristige Zustandsbesserung, was für die Patienten eine wiederholte Anwendung, oft sogar mehrmals täglich, bedeutet. Außerdem sind die herkömmlichen Wirkstoffe oft mit beträchtlichen Nebenwirkungen behaftet. Die Desensibilisierung andererseits, ist sehr zeitaufwändig. 3–5 Jahre Behandlungsdauer mit bis zu 80 Allergeninjektionen sind für die Patienten recht unangenehm, so dass nur wenige Allergiker diese Therapieform nutzen.The drug-related symptom treatment with cortisone preparations and histamine inhibitors allows only a short-term improvement of the condition, which is a repeated application for the patients, often even several times a day, means. In addition, the conventional agents often with considerable Afflicted side effects. The desensitization on the other hand, is very time consuming. 3-5 years of treatment with up to 80 allergen injections are for the patients quite uncomfortable, so that only a few allergic people use this form of therapy use.
Auch gibt es keine effektiven Möglichkeiten der Prophylaxe, um bereits das Risiko für eine Allergieentstehung wirksam zu senken. Somit besteht ein großer Bedarf nach neuen wirkungsvollen Präventions- und Behandlungsstrategien.Also there are no effective ways of prophylaxis, already at risk for an allergy to be effective to lower. Thus, there is a great need for new effective ones Prevention and treatment strategies.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, neue pharmazeutische Wirkstoffe zur Vorbeugung und Behandlung von allergischen Erkrankungen, bevorzugt von allergischem Asthma, zur Verfügung zu stellen, welche die genannten Nachteile der herkömmlichen Mittel umgehen. Dabei ist der auf der „Hygienehypothese” basierende Weg über die Aktivierung und Reifung des angeborenen Immunsystems ein völlig neuer Ansatz.task The present invention is therefore novel pharmaceutical Active ingredients for the prevention and treatment of allergic diseases, preferably from allergic asthma, to provide which the mentioned disadvantages of conventional means bypass. It is based on the "hygiene hypothesis" Way of activating and maturing the innate immune system a completely new approach.
Die
Aufgabe wird gelöst durch eine Auswahl erstmals beschriebener,
von der Struktur eines Keimungs-Proteins aus den Sporen der Spezies
Bacillus cereus abgeleiteter Lipopeptide, mit immunstimulatorischer
Wirkung sowie deren synthetische Analoga mit der allgemeinen Struktur,
wie sie in Anspruch 1 dargestellt ist. Bevorzugte Ausführungsformen
dieser Verbindung sind in den Ansprüchen 2 bis 13 beansprucht.
Die Ansprüche 14 und 15 betreffen ein Herstellungsverfahren
für die erfindungsgemäßen Verbindungen,
die Ansprüche 16 und 17 die Verwendung der erfindungsgemäßen
Verbindungen und die Ansprüche 18 bis 29 pharmazeutische
Präparate, enthaltend die erfindungsgemäßen
Verbindungen, deren Herstellung und Verwendung. Der Wortlaut sämtlicher
Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt der
Beschreibung gemacht.The
Task is solved by a selection of first described,
from the structure of a germination protein from the spores of the species
Bacillus cereus derived lipopeptides, with immunostimulatory
Effect and their synthetic analogues having the general structure,
as set forth in
Das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in einer Serie aus von einem Sporen-Keimungs-Protein der Spezies Bacillus cereus abgeleiteten Lipopeptiden und deren synthetischen Analoga, wobei im Hinblick auf die immunmodulatorische Wirkung dieser Verbindungen die Stereoselektivität besonders zu berücksichtigen ist. Mit der vorliegenden Erfindung wird erstmals die immunstimulatorische Wirkung von Bazillen-Sporen auf molekularer Ebene nachgewiesen. Die abgeleiteten Peptide bzw. Sequenz-Motive sind bisher keinem immunologisch aktiven Epitop zugeordnet worden.The essential feature of the present invention consists in a Series from a spore germination protein of the species Bacillus cereus-derived lipopeptides and their synthetic analogues, with regard to the immunomodulatory effect of these compounds to take special account of stereoselectivity is. With the present invention is the first time the immunostimulatory Effect of bacilli spores detected at the molecular level. The derived peptides or sequence motifs are so far none immunologically active epitope has been assigned.
Die Erfindung beinhaltet weiterhin die Nutzung der immunstimulatorischen Wirkung dieser Verbindungen zur Simulation einer natürlichen Umgebung zum Zweck der Reifung des Immunsystems und aufbauend darauf deren Nutzung zur Therapie und Prophylaxe zahlreicher allergischer Erkrankungen bei Mensch und Tier, vorzugsweise von allergischem Asthma.The The invention further includes the use of the immunostimulatory Effect of these compounds to simulate a natural Environment for the purpose of maturing the immune system and building on it their use for the therapy and prophylaxis of many allergic Diseases of humans and animals, preferably allergic Asthma.
Detaillierte BeschreibungDetailed description
In genetischen Studien konnten verschiedene, die Asthma-Anfälligkeit modulierende TLR identifiziert werden. Damit wird eine Verbindung zwischen der mikrobiologischen Umgebung und dem angeborenen Immunsystem bei Asthmatikern postuliert.In genetic studies, various astro-susceptible modulating TLRs have been identified. This establishes a link between the microbiological environment and the innate im munsystem postulated in asthmatics.
Im Rahmen der Suche nach neuen Wirkstoffen zur Prophylaxe und Therapie von allergischen Erkrankungen, besonders bevorzugt allergischem Asthma, wurde deshalb die immunstimulierende Wirkung verschiedener synthetischer Analoga von natürlich vorkommenden Lipoproteinen als mögliche TLR-Agonisten untersucht.in the Framework of the search for new drugs for prophylaxis and therapy of allergic diseases, most preferably allergic Asthma, therefore, became the immunostimulating effect of various synthetic analogues of naturally occurring lipoproteins examined as possible TLR agonists.
Lipoproteine sind Bestandteile von gram-negativen Bakterien, gram-positiven Bakterien und Mykoplasmen. Sie repräsentieren zwischen 1% und 3,5% des Genoms von Bakterien. Bakterielle Lipoproteine weisen keine Sequenzhomologie auf. Sie sind jedoch durch die ungewöhnliche Aminosäure S-[2,3-di(hydroxy)-propyl]-[R]-cystein am N-Terminus, an die zwei oder drei Fettsäuren gebunden sind, gekennzeichnet.lipoproteins are components of Gram-negative bacteria, Gram-positive bacteria and mycoplasma. They represent between 1% and 3.5% the genome of bacteria. Bacterial lipoproteins have no Sequence homology. They are, however, by the unusual Amino acid S- [2,3-di (hydroxy) -propyl] - [R] -cysteine at the N-terminus, to which two or three fatty acids are bound.
Lipoproteine
und deren synthetische Analoga sind wirksame Immunmodulatoren der
frühen angeborenen Immunantwort. Als Adjuvantien unterstützen
sie auch die effektive Reaktion des adaptiven Immunsystems. Sie
werden von den Toll-like-Rezeptoren TLR 1, TLR 2 und TLR 6 in der
Regel über die Ausbildung von Homo- oder Heterodimeren
erkannt. Über eine interzelluläre Signalkaskade
werden v. a. die Elemente der angeborenen Immunität wie
Makrophagen, polymorph-nucleäre Zellen und dendritische
Zellen aktiviert, die erste Antikörper bilden. Im weiteren
Verlauf setzt dann die spezifische Antikörperbildung ein.
Die hierbei beteiligten Zytokine sind z. B. der Tumornekrosefaktor-alpha
(TNF-α) und verschiedene Interleukine (IL-1α,
IL-1β, IL-6, IL-8, IL-12). Durch dieses eher einer TH1-dominierten Immunantwort entsprechende
Zytokinmuster wird in den meisten experimentellen Modellen eine
Immundeviation weg von der TH2-Ausprägung
beobachtet.Lipoproteins and their synthetic analogues are potent immune modulators of the early innate immune response. As adjuvants, they also support the effective response of the adaptive immune system. They are usually recognized by the Toll-
Die
DOLOP-Datenbank (DOLOP-A Database of Bacterial Lipoproteins.
Aus dieser Datenbank wurden zunächst Lipoproteine von häufig auftretenden Bakterien-Spezies ausgewählt. Ausgehend von der Hygienehypothese und den bisher publizierten Arbeiten zur präventiven antiallergischen Wirksamkeit von Staubextrakten, lag der Schwerpunkt dabei auf in üblichen Konzentrationen für den gesunden Menschen nicht pathogenen Mikroorganismen, die besonders häufig in Tierställen vorkommen.Out This database was initially made of lipoproteins of frequent occurring bacterial species selected. Starting from the hygiene hypothesis and the previously published work on the preventive antiallergic efficacy of dust extracts, the focus was doing so in normal concentrations for the healthy People non-pathogenic microorganisms that are particularly common occur in animal stables.
Diese Erreger, deren Sporen und Zerfallsprodukte liegen in der Regel als aerogene Partikel vor und werden bei der Atmung in die Bronchien und das Lungengewebe aufgenommen. Durch wiederholten Kontakt lernt das Immunsystem, zwischen der ubiquitären mikrobiellen Belastung und nicht pathogenen Substanzen zu unterscheiden. Dieser Reifungsprozess kann möglicherweise eine allergische Fehlregulation der Immunantwort verhindern.These Pathogens whose spores and decay products are usually considered Airborne particles are present and are inhaled into the bronchi and the lung tissue was taken. Learning through repeated contact the immune system, between the ubiquitous microbial Load and non-pathogenic substances. This Maturation process may possibly be an allergic dysregulation prevent the immune response.
Von den ausgewählten Lipoproteinen wurden anfangs Peptide, die die N-terminal letzten 15 Aminosäuren enthalten und später auch andere Analoga synthetisiert. Zur Simulation der Lipid-Komponenten wurden die Peptide an ihrem N-terminalen Ende kovalent an S-[2,3-Bis(palmitoyloxy)-(2RS)-propyl]-N-palmitoyl-[R]-cystein (Pam3Cys) gekoppelt. Dabei steht Pam3Cys stellvertretend für verschiedene Lipid-Komponenten, da in früheren Untersuchungen gezeigt werden konnte, dass ein Ersatz der Palmitinsäure durch ähnlich große Fettsäuren keine relevanten Aktivitätsänderungen bewirkt. Ebenso konnte in den Untersuchungen gezeigt werden, dass die an die diacylierte Lipoaminosäure (Pam2Cys) gebundenen Peptide eine vergleichbare biologische Aktivität aufweisen.Of the selected lipoproteins, peptides containing the N-terminal last 15 amino acids and later other analogues were initially synthesized. To simulate the lipid components, the peptides were covalently attached at their N-terminal end to S- [2,3-bis (palmitoyloxy) - (2RS) -propyl] -N-palmitoyl- [R] -cysteine (Pam 3 Cys). coupled. Pam 3 Cys is representative of various lipid components, as previous studies have shown that replacing palmitic acid with similarly sized fatty acids does not cause any relevant activity changes. It was also shown in the investigations that the peptides bound to the diacylated lipoamino acid (Pam 2 Cys) have a comparable biological activity.
In einem Assay wurde die Fähigkeit dieser synthetischen Analoga zur Stimulierung von Rezeptoren der angeborenen Immunität in Abhängigkeit von der Konzentration bestimmt. Der Nachweis der immunstimulatorischen Aktivität der Lipopeptide erfolgte anhand der IL-8-Sekretion durch THP-1-Zellen, eine humane monozytäre Leukämie-Zelllinie. Die THP-1-Zellen wurden mit verschiedenen Konzentrationen der jeweiligen Lipopeptide inkubiert. Anschließend wurde die IL-8-Konzentration in den Überständen mit ELISA bestimmt (Durchführung entsprechend Ausführungsbeispiel B). Tab. 1: Auswahl der getesteten häufig auftretenden bakteriellen Lipopeptide. In one assay, the ability of these synthetic analogs to stimulate innate immunity receptors was determined as a function of concentration. The immunostimulatory activity of the lipopeptides was demonstrated by IL-8 secretion by THP-1 cells, a human monocytic leukemia cell line. The THP-1 cells were incubated with different concentrations of the respective lipopeptides. Subsequently, the IL-8 concentration in the supernatants was determined by ELISA (procedure according to Example B). Tab. 1: Selection of the tested frequently occurring bacterial lipopeptides.
Die
meisten der untersuchten Lipopeptide, wie auch das synthetische
Pam3Cys-Derivat, erreichen ihre halbmaximale
Aktivität im IL-8-Assay im Konzentrationsbereich von 10
bis 100 nM (
Überraschenderweise
wurde festgestellt, dass das von dem Keimungs-Protein GerD der Sporen
aus Bacillus cereus ATCC 10987 abgeleitete Lipopeptid sbLP 11 (SEQ
ID NO 1) gegenüber den anderen untersuchten synthetischen
Lipopeptiden eine bis zu 1000 fach erhöhte stimulatorische
Aktivität aufweist, d. h. seine halbmaximale Aktivität
im IL-8-Assay bereits im Konzentrationsbereich von 10 bis 50 pM
erreicht (
Bisher konnte eine immunstimulierende Wirkung bakterieller Sporen noch nie auf der molekularen Ebene nachgewiesen werden. Zudem ist der willkürlich ausgewählte Ausschnitt des Lipoproteins bisher nicht als immunogenes Epitop bekannt.So far could still have an immune-stimulating effect of bacterial spores never be detected at the molecular level. In addition, the arbitrarily selected section of the lipoprotein not previously known as an immunogenic epitope.
Auch
in einer Kollektion von Lipopeptiden, die den Keimungs-Proteinen
von Sporen verschiedener Bacillus-Spezies zugeordnet werden, zeigten
die von den Bacillus cereus-Klonen abgeleiteten Lipopeptide (SEQ ID
NO 1, SEQ ID NO 2) eine überraschenderweise deutlich höhere
Aktivität bei der Stimulation der IL-8-Sekretion als andere
Keimungs-Proteine (
Zur Verifizierung der außergewöhnlichen immunologischen Aktivität des identifizierten Lipopeptides sGerD aus Bacillus cereus (SEQ ID NO 1) und der Übertragbarkeit dieser Wirkung auch auf andere synthetische Analoga wurden weitere Untersuchungen zur Struktur-Aktivitäts-Beziehung vorgenommen. Tab. 3: Synthetische Analoga zur Untersuchung der Struktur-Aktivitäts-Beziehung von sGerD. In order to verify the exceptional immunological activity of the identified lipopeptide sGerD from Bacillus cereus (SEQ ID NO 1) and the transferability of this effect to other synthetic analogues, further investigations of the structure-activity relationship were made. Table 3: Synthetic analogues to study the structure-activity relationship of sGerD.
Die
IL-8-stimulierende Aktivität der 13 Aminosäuren
enthaltenden Lipopeptid-Variante (SEQ ID NO 3) entsprach der des
sGerD mit 15 Aminosäuren (SEQ ID NO 1). Eine weitere Verkürzung
des Lipopeptides führte zu einer deutlichen Reduktion der
immunmodulatorischen Aktivität (
Im
Alanin-Scan mit der von sGerD abgeleiteten Tridekapeptidsequenz
(SEQ ID NO 3) als Basis, wurde durch den Austausch der Aminosäuren
auf den Positionen 3, 4, und 5 der auf Pam3Cys
folgenden Aminosäure-Sequenz, die Zytokin-Sekretion merklich
reduziert (
Offensichtlich stellt das Motiv EKE mit der Aufeinanderfolge entgegengesetzt geladener Aminosäuren, neben der charakteristischen Lipoaminosäure mit 2 oder 3 Fettsäuren, ein weiteres entscheidendes Strukturmerkmal für die immunstimulierende Wirkung des Lipopeptides dar.Obviously represents the subject EKE with the sequence of oppositely loaded Amino acids, in addition to the characteristic lipoamino acid with 2 or 3 fatty acids, another key structural feature for the immunostimulating action of the lipopeptide.
Weitere
Variationen zeigten, dass die Lipopeptide mit sterisch anspruchslosen,
kleinen Aminosäuren wie Alanin oder Glycin an der Position
1 der auf Pam3Cys folgenden Aminosäure-Sequenz
außergewöhnlich aktiv sind. Offensichtlich verbessern
diese Aminosäuren die Interaktion mit der Bindungstasche
des Rezeptors.Further variations showed that lipopeptides with sterically undemanding small amino acids such as alanine or glycine are exceptionally active at
Aufgrund dieser Erkenntnisse wurden weitere Struktur-Analoga der bisher untersuchten Lipopeptide abgeleitet und hinsichtlich ihrer immunstimulatorischen Wirkung charakterisiert. Die gefundenen Strukturmotive wurden konsequent umgesetzt, um die Löslichkeit sowie die Resorbierbarkeit der Verbindungen und damit deren Bioverfügbarkeit weiter zu erhöhen.Based on these findings, further structural analogues of the previously investigated lipopeptides were derived and characterized with regard to their immunostimulatory effect. The found structural moti They were consistently implemented in order to further increase the solubility and absorbability of the compounds and thus their bioavailability.
Insgesamt
zeigen die Lipopeptide mit den auf diese Weise abgeleiteten Strukturmotiven
eine verstärkte Wirkung (
Eine
weitere Untersuchung betraf den Effekt der Palmitinsäure-Substituenten.
Sowohl für das Pam3Cys-Derivat
als auch für das Pam2Cys-Derivat
des auf 13 Aminosäuren verkürzten sGerD-Lipopeptides (SEQ
ID NO 3) wurden deutlich erhöhte stimulatorische Aktivitäten
nachgewiesen (
Dagegen
ist die immunmodulatorische Aktivität von sGerD wesentlich
von der Existenz des an beiden OH-Gruppen mit einem Fettsäure-Rest
veresterten 2,3-Dihydroxypropylcysteins abhängig (
Weiterhin ergab eine Untersuchung zum Einfluss der Stereoisomerie der erfindungsgemäßen Lipopeptide eine deutlich höhere immunmodulatorische Wirkung der Verbindungen, die das RR-Isomer des Dihydroxypropylcystein-Grundkörpers enthalten.Farther gave a study on the influence of stereoisomerism of the invention Lipopeptides have a significantly higher immunomodulatory effect the compounds containing the RR isomer of the dihydroxypropylcysteine parent contain.
Ausgehend
von diesen Untersuchungen konnte überraschenderweise gefunden
werden, dass sowohl die abgeleiteten Lipopeptide sGerD aus Bacillus
cereus (SEQ ID NO 1, SEQ ID NO 2) als auch weitere spezifisch modifizierte
Analoga, die nicht mehr der Originalsequenz entsprechen, vorzugsweise
die Verbindungen mit den Sequenzen nach SEQ ID NO 3, SEQ ID NO 4
und SEQ ID NO 5, eine außergewöhnlich hohe immunstimulatorische
Aktivität aufweisen. Dabei zeigen die Lipopeptide, die
das RR-Isomer des Dihydroxypropylcystein-Grundkörpers enthalten,
eine ganz besondere Aktivität.outgoing
from these investigations could surprisingly be found
be that both the derived lipopeptides sGerD from Bacillus
cereus (
Dies überrascht um so mehr, als dass bisher die immunstimulatorische Wirkung von Bacillus-Sporen auf molekularer Ebene nicht nachgewiesen wurde.This is surprising even more so than that so far the immunostimulatory effect of Bacillus spores were not detected at the molecular level.
Bei dem Mikroorganismus Bacillus cereus handelt es sich ein gram-positives Bakterium, das natürlich im Erdboden, also auch im Staub vorkommt. Die ubiquitär vorhandenen Mengen sind für gesunde Menschen und Tiere nicht pathogen. In sehr hohen Konzentrationen kann das Bakterium als Lebensmittelvergifter, v. a. in Reis und Milch, wirken.at the microorganism Bacillus cereus is a Gram-positive Bacteria, naturally in the ground, so also in the dust occurs. The ubiquitous amounts are for healthy people and animals are not pathogenic. In very high concentrations the bacterium can be used as food poisoner, v. a. in rice and Milk, act.
In
der Literatur finden sich einzelne Hinweise auf Impfstoffe gegen
dieses Bakterium. Dabei müssen stets Adjuvantien eingesetzt
werden, um eine ausreichende immunstimulatorische Wirkung dieses
Bakteriums oder seiner Teile zu erzielen (
Die eigenständige immunmodulatorische Wirkung der Bacillus cereus-Sporen an sich, bestimmter Teile davon oder einzelner Lipopeptide aus diesen Sporen ist bisher nicht beschrieben. Auch wurde die Verwendung von ausgewählten kurzen Aminosäure-Sequenzen dieser Lipopeptide, die keinem speziellen Immunitäts-relevanten Epitop zugeordnet werden können, bisher nicht in Erwägung gezogen.The independent immunomodulatory effect of Bacillus cereus spores per se, certain parts thereof or individual lipopeptides from these spores is not described yet. Also was the use of selected short amino acid sequences of these Lipopeptides that are not specific to immunity Epitope can be assigned, so far not considered drawn.
In
der vorliegenden Erfindung wurde erstmals ein bis zu 25 Aminosäuren
langes Peptid, das von der Aminosäure-Sequenz am N-terminalen
Ende des insgesamt 25 kDalton großen Keimungs-Proteins
GerD der Bacillus cereus-Sporen abgeleitet ist, ausgewählt
und kovalent an ein di- oder triacyliertes Dihydroxypropylcystein
(Pam2Cys oder Pam3Cys)
gekoppelt, um damit eine unspezifische immunstimulatorische Wirkung
bei Menschen und Tieren über einen der Toll-like-Rezeptoren
TLR 1, TLR 2 oder TLR 6 zu erzielen. Diese Stimulation soll zum
Reifung des Immunsystems beitragen und das Risiko zur Ausprägung
einer manifestierten allergischen Erkrankung minimieren.In the present invention, for the first time, a peptide as long as 25 amino acids derived from the amino acid sequence at the N-terminal end of the total 25 kDalton germination protein GerD of Bacillus cereus spores was selected and covalently attached to a di- or triacylated dihydroxypropylcysteine (Pam 2 Cys or Pam 3 Cys) coupled to achieve a non-specific immunostimulatory effect in humans and animals via one of the Toll-
Die vorliegende Erfindung betrifft daher Verbindungen nach der Formel sowie deren Verwendung als Immunstimulanzien zur Therapie und Prophylaxe zahlreicher allergischer Erkrankungen, vorzugsweise von allergischem Asthma.The present invention therefore relates to compounds of the formula as well as their use as immunostimulants for the therapy and prophylaxis of numerous allergic diseases, preferably of allergic asthma.
Dabei
stehen R1 und R2, die gleich oder verschieden sein können,
für einen gesättigten oder ungesättigten
Acyl-Rest mit 7 bis 25 C-Atomen,
R3 für einen gesättigten
oder ungesättigten Acyl-Rest mit 7 bis 25 C-Atomen oder
H und
R4 für ein aus 1 bis 25 Aminosäure-Resten
bestehendes physiologisch verträgliches und in der behandelten Spezies
nicht per se immunogenes Peptid.
R3 is a saturated or unsaturated acyl radical having 7 to 25 carbon atoms or H and
R4 for a physiologically acceptable peptide consisting of 1 to 25 amino acid residues and not immunogenic per se in the treated species.
Bevorzugte
Ausführungsformen betreffen erfindungsgemäße
Lipopeptide mit zwei oder drei gesättigten C16-Acyl-Substituenten
für R1, R2 und gegebenenfalls R3 sowie einem Peptid entsprechend
den folgenden Formeln (II)–(IX).Preferred embodiments relate to lipopeptides according to the invention having two or three saturated C 16 -acyl substituents for
SEQ
ID NO 1
SEQ
ID NO 3
SEQ
ID NO 4
SEQ
ID NO 5
Die Definition der Verbindungen nach den Formeln (I) bis (IX) schließt alle pharmazeutisch akzeptablen Salze, Stereoisomeren, Stereoisomeren-Gemische und Prodrug-Verbindungen der erfindungsgemäßen Lipopeptide ein.The Definition of the compounds of the formulas (I) to (IX) all pharmaceutically acceptable salts, stereoisomers, stereoisomer mixtures and prodrug compounds of the invention Lipopeptides.
Zusätzlich zum Nachweis der immunstimulatorischen Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Lipopeptide über die in vitro-Stimulierung der IL-8-Sekretion wurden ihre vollständige Allergieprotektive Wirkung sowie die physiologische Verträglichkeit im standardisierten Tiermodell des allergischen Asthmas belegt.additionally for the detection of the immunostimulatory activity of the invention Lipopeptides via the in vitro stimulation of IL-8 secretion were their complete allergy-protective effect as well as the physiological compatibility in the standardized animal model allergic asthma.
In
den immunologischen und zellbiologischen Funktionsuntersuchungen
(Ausführungsbeispiele C und D) konnte gezeigt werden, dass
durch die Inhalation der erfindungsgemäßen Lipopeptide
sowohl die Asthma-bedingten Symptome, die Entzündungsreaktion
als auch die allergene Sensibilisierung bis nahezu auf das Niveau
nicht sensibilisierter Mäuse (entsprechende Werte sind
in
Eine besondere Wirksamkeit zeigten die erfindungsgemäßen Lipopeptide unmittelbar auf das Lungengewebe. Die Konzentration der Allergen-spezifischen Antikörper war in der Lungenflüssigkeit deutlich höher als im Serum. Dies legt die Inhalation als besonders wirksame Applikationsform der erfindungsgemäßen Lipopeptide nahe.A particular effectiveness showed the inventive Lipopeptides directly on the lung tissue. The concentration the allergen-specific antibody was in the lung fluid significantly higher than in serum. This puts the inhalation as particularly effective application form of the invention Close to lipopeptides.
Diese überraschenden Erkenntnisse über die herausragende immunmodulatorische Aktivität der erfindungsgemäßen Lipopeptide und deren Wirksamkeit bei der Therapie und Prophylaxe allergischer Erkrankungen, bevorzugt von allergischem Asthma, erschließen völlig neue Möglichkeiten für deren Anwendung als Wirkstoffe zur Behandlung von und Impfung gegen Allergien.These surprising Insights into the outstanding immunomodulatory Activity of the lipopeptides according to the invention and their effectiveness in the therapy and prophylaxis of allergic Diseases, preferably allergic asthma completely new possibilities for their application as active ingredients for the treatment and vaccination against allergies.
Das Wirkspektrum der erfindungsgemäßen Verbindungen umfasst aufgrund des unspezifischen Immunisierungsansatzes über die TLR-Rezeptoren die gesamte Breite der bekannten allergischen Erkrankungen, insbesondere Allergien und Hypersensitivitäten gegen Umweltstoffe und Lebensmittel, die sich durch Symptome an den Schleimhäuten (allergische Rhinitis, Mundschleimhautschwellungen, Konjunktivitis), den Atemwegen (Asthma bronchiale), der Haut (atopische Dermatitis, Neurodermitis, Kontaktekzem, Urtikaria), im Gastrointestinaltrakt (Erbrechen, Durchfälle) oder als akuter Notfall (anaphylaktischer Schock) äußern.The Spectrum of activity of the compounds of the invention includes due to the non-specific immunization approach via the TLR receptors the full breadth of the known allergic Diseases, especially allergies and hypersensitivities against environmental substances and foods that are affected by symptoms the mucous membranes (allergic rhinitis, swelling of the buccal mucosa, Conjunctivitis), the respiratory tract (bronchial asthma), the skin (atopic Dermatitis, atopic dermatitis, contact dermatitis, urticaria), in the gastrointestinal tract (Vomiting, diarrhea) or as an acute emergency (anaphylactic) Shock).
Besonders wirksam sind die erfindungsgemäßen Verbindungen bei der Behandlung von allergischen Reaktionen der Atemwege, insbesondere allergischem Asthma und allergischer Rhinitis, die u. a. durch Hausstaub und Pollen verursacht werden.Especially the compounds of the invention are effective in the treatment of respiratory allergic reactions, in particular allergic asthma and allergic rhinitis which may occur a. through house dust and pollens are caused.
Typische medizinische Indikationen sind beispielsweise die Prophylaxe bei Individuen mit eindeutiger genetischer Disposition sowie die Behandlung von Menschen und Tieren bei ersten Symptomen einer aufkommenden Hypersensitiviät.typical Medical indications include prophylaxis, for example Individuals with clear genetic disposition and treatment of humans and animals at first symptoms of an emerging one Hypersensitiviät.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung von synthetischen Lipopeptiden nach Formel (I), die erfindungsgemäß als Immunstimulanzien zur Therapie und Prophylaxe von allergischen Erkrankungen eingesetzt werden können.One Another object of the invention is the preparation of synthetic Lipopeptides according to formula (I), which according to the invention as Immunostimulants for the therapy and prophylaxis of allergic diseases can be used.
Ein möglicher Weg ist die konvergente Synthese der erfindungsgemäßen Verbindungen, wobei die ungewöhnliche Aminosäure Nα-Fluorenylmethoxycarbonyl-S-[2,3-di(hydroxy)-(2RS)-propyl]-[R]-cystein (Fmoc-Dhc-OH) in Lösung oder in Festphasensynthese mit einem an einem Synthese-Harz aufgebauten Seitenketten-geschützten Peptid verknüpft wird. Diese Vorstufe kann an den Hydroxygruppen bisacyliert werden. Nach der Fmoc-Abspaltung von weiteren Seitenketten-Schutzgruppen wird die Zielverbindung vom Harz getrennt. Bei der Synthese des Pam3Cys-Derivates erfolgt vor der Abspaltung noch die Acylierung der freigesetzten Aminogruppe.A possible route is the convergent synthesis of the compounds according to the invention, wherein the unusual amino acid Nα-fluorenylmethoxycarbonyl-S- [2,3-di (hydroxy) - (2RS) -propyl] - [R] -cysteine (Fmoc-Dhc-OH) in solution or in solid phase synthesis with a side chain protected peptide synthesized on a synthetic resin. This precursor can be bisacylated on the hydroxy groups. After Fmoc cleavage of additional side-chain protecting groups, the target compound is separated from the resin. In the synthesis of the Pam 3 Cys derivative, the acylation of the liberated amino group takes place before the cleavage.
Bei einer weiteren Herstellungsvariante wird die Synthese der erfindungsgemäßen Verbindungen mit dem Baustein Nα-Fluorenylmethoxycarbonyl-S-[2,3-di(hydroxy)-(2R)-propyl]-[R]-cystein (Fmoc-RR-Dhc-OH) durchgeführt. Dabei wird die Zielverbindung als stereochemisch definiertes Derivat erhalten, welches aus L-Aminosäuren, aus der modifizierten Aminosäure S-[2,3-di(hydroxy)-[2R]-propyl]-[R]-cystein sowie aus zwei oder drei Acyl-Resten aufgebaut ist.at Another production variant is the synthesis of the invention Compounds with the building block Nα-fluorenylmethoxycarbonyl-S- [2,3-di (hydroxy) - (2R) -propyl] - [R] -cysteine (Fmoc-RR-Dhc-OH). This will be the destination connection as a stereochemically defined derivative obtained from L-amino acids, from the modified amino acid S- [2,3-di (hydroxy) - [2R] -propyl] - [R] -cysteine and composed of two or three acyl radicals.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen synthetischen Lipopeptide nach Formel (I) zur Herstellung pharmazeutischer Präparate für die Behandlung und Vorbeugung von Erkrankungen von Menschen und Tieren, die mit Allergien in Zusammenhang stehen. Diese immunmodulatorisch wirksamen Zusammensetzungen, enthaltend wenigstens ein erfindungsgemäßes synthetisches Lipopeptid nach Formel (I), enthalten weiterhin mindestens ein oder kein die immunologische Wirkung verstärkendes Adjuvans, mindestens einen oder keinen nicht-toxischen, inerten, pharmazeutisch geeigneten Träger sowie mindestens einen oder keinen nicht-toxischen, inerten, pharmazeutisch geeigneten Hilfs- und/oder Zusatzstoff.One Another object of the invention is the use of the invention synthetic lipopeptides according to formula (I) for the preparation of pharmaceutical Preparations for the treatment and prevention of Diseases of humans and animals associated with allergies stand. These immunomodulatory compositions containing at least one inventive synthetic Lipopeptide according to formula (I), further contain at least one or no immunological effect enhancing adjuvant, at least one or no non-toxic, inert, pharmaceutically suitable carrier and at least one or no non-toxic, inert, pharmaceutically suitable auxiliary and / or additive.
Pharmazeutisch geeignete Materialien sind die im Bereich der Pharmazie und Lebensmitteltechnologie sowie in angrenzenden Gebieten bekanntermaßen verwendbaren Stoffe, insbesondere die in einschlägigen Arzneibüchern gelisteten, deren Eigenschaften einer physiologischen Anwendung nicht entgegenstehen.Pharmaceutically suitable materials are those in the field of pharmacy and food technology as well as substances known to be usable in adjoining areas, in particular those listed in relevant pharmacopoeias whose properties do not preclude physiological application.
Die erfindungsgemäßen pharmazeutischen Mittel, enthaltend mindestens ein erfindungsgemäßes synthetisches Lipopeptid nach Formel (I), können beispielsweise als Tabletten, Dragees, Kapseln, Pillen, Granulate, Suppositorien, Pflaster, Injektabilia, Lösungen, Suspensionen, Emulsionen, Pasten, Salben, Gele, Cremes, Lotionen, Puder oder Sprays formuliert sein, vorzugsweise als Suspension oder Lösung zur intranasalen Inhalation.The Pharmaceutical compositions of the invention containing at least one synthetic according to the invention Lipopeptide according to formula (I), for example as tablets, Dragees, capsules, pills, granules, suppositories, patches, injectables, Solutions, suspensions, emulsions, pastes, ointments, gels, creams, Lotions, powders or sprays, preferably as a suspension or solution for intranasal inhalation.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen pharmazeutischen Zubereitungen erfolgt in üblicher Weise nach dem Fachmann bekannten Verfahren.The Preparation of the pharmaceutical according to the invention Preparations are carried out in the usual way according to the person skilled in the art known methods.
Die Erfindung betrifft auch Verfahren zur Behandlung und Vorbeugung von Erkrankungen bei Menschen und Tieren, die mit Allergien in Zusammenhang stehen. Hierzu verabreicht man einer Person oder einem Tier, die oder das einer derartigen Behandlung bedarf, eine immunstimulatorisch wirkende Menge einer erfindungsgemäßen pharmazeutischen Zubereitung, enthaltend mindestens ein erfindungsgemäßes synthetisches Lipopeptid nach Formel (I). Der Wirkstoff oder die erfindungsgemäße pharmazeutische Zubereitung kann lokal oder systemisch, oral oder parenteral (insbesondere mucosal, transdermal, durch Injektion) verabreicht werden, vorzugsweise intrapulmonal oder intranasal.The The invention also relates to methods of treatment and prevention of diseases in humans and animals associated with allergies stand. For this one gives to a person or an animal, which or that requires such treatment, an immunostimulatory acting amount of a pharmaceutical according to the invention Preparation containing at least one inventive synthetic lipopeptide of formula (I). The active substance or the Pharmaceutical preparation according to the invention local or systemic, oral or parenteral (especially mucosal, transdermally, by injection), preferably intrapulmonary or intranasal.
Näheres zu besonders bevorzugten Ausführungsformen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Unteransprüchen, wobei die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden individuellen Merkmale jeweils für sich und in beliebigen Kombinationen miteinander beansprucht sind.For details, to particularly preferred embodiments and others Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of embodiments in connection with the subclaims, wherein the above and to be explained below individual features in each case and in any combination with each other are claimed.
Die Ausführungsbeispiele sind rein illustrativ und schränken die Reichweite der Erfindung nicht ein.The Embodiments are purely illustrative and restrictive the scope of the invention is not a.
Abbildungenpictures
Ausführungsbeispieleembodiments
Beispiel A – Herstellung der synthetischen bakteriellen Lipopeptide Pam2Cys-AQEKEAKSELDYD und Pam3Cys-AQEKEAKSELDYDExample A - Preparation of Synthetic Bacterial Lipopeptides Pam 2 Cys-AQEKEAKSELDYD and Pam 3 Cys-AQEKEAKSELDYD
In diesem Ausführungsbeispiel wird die allgemeine Methodik zur Herstellung der erfindungsgemäßen Lipopeptide mit den Methoden der Festphasensynthese beschrieben. Strukturmodifikationen können durch das Auslassen einzelner Syntheseschritte bzw. das Hinzufügen von dem erfahrenen Synthesechemiker bekannten Schritten vorgenommen werden.In This embodiment uses the general methodology for the preparation of the lipopeptides according to the invention described with the methods of solid phase synthesis. structural modifications can be avoided by omitting individual synthesis steps or adding from the skilled synthetic chemist known Steps are made.
Wird bei der Synthese der außergewöhnlichen Aminosäure S-[2,3-di(hydroxy)-(2RS)-propyl]-[R]-cystein (Dhc) der racemische Synthesebaustein RS-2,3-Epoxy-1-propanol verwendet, erhält man ein Diastereomeren-Gemisch der Zielverbindung. Durch Einsatz des Enantiomers R-2,3-Epoxy-1-propanol wird das immunmodulatorisch aktivere RR-Stereoisomer von Dhc erhalten.Becomes in the synthesis of the extraordinary amino acid S- [2,3-di (hydroxy) - (2RS) -propyl] - [R] -cysteine (Dhc) the racemic Synthesis building block uses RS-2,3-Epoxy-1-propanol, receives a diastereomeric mixture of the target compound. By use of the enantiomer R-2,3-epoxy-1-propanol becomes immunomodulatory more active RR stereoisomer obtained from Dhc.
Die Synthese der Peptide erfolgt nach klassischen, literaturbekannten Methoden in Lösung oder in einem automatisierten Verfahren an der festen Phase. Die Verfahrenschritte für die Synthese an fester Phase sind für nahezu alle Aminosäure-Sequenzen gleich. Aus diesem Grund wird in dem Beispiel lediglich der prinzipielle Syntheseablauf beschrieben, ohne auf Besonderheiten einzelner Peptide einzugehen.The Synthesis of the peptides is carried out according to classical literature Methods in solution or in an automated process at the solid phase. The process steps for the synthesis on solid phase are for almost all amino acid sequences equal. For this reason, in the example, only the principal Synthesis process described, without being peculiar to individual peptides enter into.
a) Synthese des Peptides AQEKEAKSELDYD mit automatisierter Festphasensynthesea) Synthesis of the peptide AQEKEAKSELDYD with automated solid-phase synthesis
Das Peptid AQEKEAKSELDYD wird an einem Syntheseroboter ausgehend von einem mit Fmoc-L-Asp beladenen Synthese-Harz nach der Fmoc-Peptidsynthese-Methode aufgebaut. Dazu wird das beladene Tritylchlorid-Polystyrol-Harz (8 mg; 7 μmol) in einen Reaktor eingewogen. Die Aminosäuren werden in einer 1-Hydroxybenzotriazol-Lösung (0,5 M in N,N-Dimethylformamid) zu 0,5 M Lösungen gelöst. Anschließend werden die befüllten Reaktoren und Vials auf die vorgesehenen Positionen des Syntheseroboters gestellt.The Peptide AQEKEAKSELDYD is synthesized on a synthesis robot from a Fmoc-L-Asp loaded synthetic resin by the Fmoc peptide synthesis method built up. This is the loaded trityl chloride-polystyrene resin (8 mg, 7 μmol) weighed into a reactor. The amino acids are dissolved in a 1-hydroxybenzotriazole solution (0.5 M in N, N-dimethylformamide) to 0.5 M solutions. Subsequently, the filled reactors and Vials placed on the intended positions of the synthesis robot.
Im
ersten Schritt erfolgt die Abspaltung der Fmoc-Schutzgruppe nach
dem in Tab. 4 dargestellten Programmablauf. Tab. 4: Zyklus zur Abspaltung der Fmoc-Schutzgruppe.
Anschließend wird das entsprechende Peptid auf dem Harz aufgebaut.Subsequently the corresponding peptide is built up on the resin.
Dies erfolgt durch die schrittweise Verknüpfung der jeweiligen Aminosäuren. Unmittelbar nach jeder Kupplung wird die N-Fmoc-Schutzgruppe der soeben gekoppelten Aminosäure abgespalten, um die Anbindung der nächsten Aminosäure an der freigewordenen Aminogruppe zu ermöglichen.This is done by the stepwise linking of the respective Amino acids. Immediately after each coupling, the N-Fmoc protecting group becomes the just-coupled amino acid cleaved to the binding the next amino acid at the released To enable amino group.
Der
Programmablauf des Syntheseroboters ist in der folgenden Tabelle
dargestellt. Tab. 5: Zyklus zur Synthese der Peptide.
b) Synthese des N,N'-Bis(fluorenylmethoxycarbonyl)-[R]-cystin-bis-tert.-butylesters (Fmoc-Cys-OtBu)2 b) Synthesis of the N, N'-bis (fluorenylmethoxycarbonyl) - [R] -cystin bis-tert-butyl ester (Fmoc-Cys-OtBu) 2
L-Cystin-bis-tert.-butylester (5,5 g; 13 mmol) und Fmoc-N-hydroxysuccinimidylester (7,04 g; 21 mmol) werden in Tetrahydrofuran (15 mL) gelöst. Unter Rühren wird N-Ethylmorpholin (3,83 g; 4,2 mL; 30 mmol) in Tetrahydrofuran (7,5 mL) dazugeben.L-cystine-bis-tert-butyl ester (5.5 g, 13 mmol) and Fmoc-N-hydroxysuccinimidyl ester (7.04 g, 21 mmol) are dissolved in tetrahydrofuran (15 mL). While stirring add N-ethylmorpholine (3.83 g, 4.2 mL, 30 mmol) in tetrahydrofuran (7.5 mL).
Die Reaktionslösung wird 3 h bei Raumtemperatur gerührt und anschließend mit Hilfe des Rotationsverdampfers bis zur Trockene eingedampft. Der Rückstand wird in Ethylacetat (100 mL) gelöst und im Scheidetrichter mit Kaliumhydrogensulfat-Lösung (5%; 3 × 80 mL) sowie Wasser (3 × 80 mL) gewaschen. Nach dem Trocknen mit Natriumsulfat wird die organische Phase am Rotationsverdampfer eingedampft und als Rückstand ein Öl erhalten.The Reaction solution is stirred for 3 h at room temperature and then with the help of the rotary evaporator until evaporated to dryness. The residue is taken up in ethyl acetate (100 mL) and in a separating funnel with potassium bisulfate solution (5%, 3 x 80 mL) and water (3 x 80 mL). After drying with sodium sulfate, the organic phase is Rotary evaporator evaporated and the residue as an oil receive.
Dieser
Rückstand wird in Dichlormethan/Methanol (1:4; 385 mL)
mit Hilfe eines Ultraschallbades gelöst und umkristallisiert
(18 h; –20°C). Der erhaltene farblose Niederschlag
wird über eine Filternutsche abfiltriert, mit tert.-Butylalkohol/2-Propanol
(1:1; 2 × 100 mL) gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Ausbeute
(Fmoc-Cys-OtBu)2: 7,48 g (72%); [M+H]+: 797This residue is dissolved in dichloromethane / methanol (1: 4, 385 ml) by means of an ultrasonic bath and recrystallized (18 h, -20 ° C.). The resulting colorless precipitate is filtered through a suction filter, washed with tert-butyl alcohol / 2-propanol (1: 1, 2 × 100 mL) and dried in vacuo.
Yield (Fmoc-Cys-OtBu) 2 : 7.48 g (72%); [M + H] + : 797
c) Synthese des Nα-Fluorenylmethoxycarbonyl-S-[2,3-di(hydroxy)-(2RS)-propyl]-[R]-cystein-tert.-butylesters (Fmoc-RS-Dhc-OtBu)c) Synthesis of the Nα -fluorenylmethoxycarbonyl-S- [2,3-di (hydroxy) (2RS) -propyl] - [R] -cysteine tert -butyl ester (Fmoc-RS-Dhc-OtBu)
Das (Fmoc-Cys-OtBu)2 (4,96 g; 6,2 mmol) wird in Dichlormethan (39 mL) gelöst. Anschließend werden Zink (2,84 g; 43,4 mmol) sowie eine Lösung (20,7 mL) aus Methanol, Salzsäure (32%) und Schwefelsäure (98%) (100:7:1) unter starkem Rühren zugeben.The (Fmoc-Cys-OtBu) 2 (4.96 g, 6.2 mmol) is dissolved in dichloromethane (39 mL). Subsequently, zinc (2.84 g, 43.4 mmol) and a solution (20.7 mL) of methanol, hydrochloric acid (32%) and sulfuric acid (98%) (100: 7: 1) are added with vigorous stirring.
Nach 15 min Reaktionszeit bei Raumtemperatur wird RS-2,3-Epoxy-1-propanol (45,9 g; 41,3 mL; 62 mmol) zu dem Reaktionsgemisch geben. Das Ganze wird im Ölbad (5 h; 40°C) weiter gerührt. Anschließend wird die Lösung am Rotationsverdampfer auf das halbe Volumen eingedampft, mit Kaliumhydrogensulfat-Lösung (5%; 5,2 mL) versetzt und 16 h bei –2°C aufbewahrt.To 15 min reaction time at room temperature becomes RS-2,3-epoxy-1-propanol Add (45.9 g, 41.3 mL, 62 mmol) to the reaction mixture. The whole is further stirred in an oil bath (5 h, 40 ° C). Subsequently, the solution is on a rotary evaporator evaporated to half volume, with potassium bisulfate solution (5%, 5.2 mL) and stored at -2 ° C for 16 h.
Das
Produkt wird mit Dichlormethan (3 × 50 mL) extrahiert.
Nach dem Trocknen mit Natriumsulfat wird die organische Phase am
Rotationsverdampfer bis zur Trockene eingedampft.
Ausbeute
(Fmoc-RS-Dhc-OtBu): 5,67 g (96%); [M + H]+:
474The product is extracted with dichloromethane (3 x 50 mL). After drying with sodium sulfate, the organic phase is evaporated on a rotary evaporator to dryness.
Yield (Fmoc-RS-Dhc-OtBu): 5.67 g (96%); [M + H] + : 474
In analoger Weise wird das RR-Stereoisomer von Fmoc-Dhc-OtBu unter Einsatz von R-2,3-Epoxy-1-propanol erhalten.In analogously, the RR stereoisomer of Fmoc-Dhc-OtBu is under Use of R-2,3-epoxy-1-propanol obtained.
d) Synthese des Nα-Fluorenylmethoxycarbonyl-S-[2,3-di(hydroxy)-(2RS)-propyl]-[R]-cysteins (Fmoc-RS-Dhc-OH)d) Synthesis of Nα-fluorenylmethoxycarbonyl-S- [2,3-di (hydroxy) - (2RS) -propyl] - [R] -cysteine (Fmoc-RS-Dhc-OH)
Fmoc-RS-Dhc-OtBu (5,67 g; 12 mmol) wird in Trifluoressigsäure (99%; 142 mL) gelöst und das Reaktionsgemisch 1 h bei Raumtemperatur gerührt.Fmoc RS-bile duct-OtBu (5.67 g, 12 mmol) is dissolved in trifluoroacetic acid (99%, 142 mL) and the reaction mixture for 1 h at room temperature touched.
Die
Lösung wird anschließend am Rotationsverdampfer
eingedampft, mit N-Hexan (50 mL) und Diethylether (30 mL) versetzt
und wieder am Rotationsverdampfer eingedampft. Der zähflüssige, ölige
Rückstand wird anschließend in tert.-Butylalkohol/Wasser
(80%; 100 mL) gelöst und lyophilisiert (64 h).
Ausbeute
(Fmoc-RS-Dhc-OH): 3,03 g (60%); [M+H]+:
418 The solution is then evaporated on a rotary evaporator, treated with N-hexane (50 mL) and diethyl ether (30 mL) and evaporated again on a rotary evaporator. The viscous, oily residue is then dissolved in tert-butyl alcohol / water (80%, 100 mL) and lyophilized (64 h).
Yield (Fmoc-RS-Dhc-OH): 3.03 g (60%); [M + H] + : 418
e) Synthese von Nα-Fluorenylmethoxycarbonyl-S-[2,3-di(hydroxy)-(2RS)-propyl]-[R]-cysteinyl-AQEKEAKSELDYDe) Synthesis of Nα-fluorenylmethoxycarbonyl-S- [2,3-di (hydroxy) - (2RS) -propyl] - [R] -cysteinyl-AQEKEAKSELDYD
Ein mit dem Seitenketten-geschützten Peptid AQEKEAKSELDYD beladenes Synthese-Harz (5,22 μmol) wird mit N,N-Dimethylformamid (100 μL) versetzt und 5 min in einem Reaktor quellen gelassen.One loaded with the side-chain protected peptide AQEKEAKSELDYD Synthetic resin (5.22 μmol) is reacted with N, N-dimethylformamide (100 μL) and allowed to swell for 5 min in a reactor.
Nach dem Abfiltrieren des N,N-Dimethylformamid-Überstandes werden N,N-Diisopropylethylamin (3 M in N,N-Dimethylformamid; 12,2 μL; 36,6 μmol; 7 Equivalente), Nα-Fluorenylmethoxycarbonyl-S-[2,3-di(hydroxy)-(2RS)-propyl]-[R]-cystein (15 mg in 100 μl einer 0,5 M 1-Hydroxybenzotriazol-Lösung in N,N-Dimethylformamid; 36,6 μmol; 7 Equivalente) und Diisopropylcarbodiimid-Lösung (3 M in N,N-Dimethylformamid; 12,2 μL; 36,6 μmol; 7 Equivalente) zu dem Harz pipettiert.To filtering off the N, N-dimethylformamide supernatant N, N-diisopropylethylamine (3M in N, N-dimethylformamide; 12.2 μL; 36.6 μmol; 7 equivalents), Nα -fluorenylmethoxycarbonyl-S- [2,3-di (hydroxy) - (2RS) -propyl] - [R] -cysteine (15 mg in 100 ul of a 0.5 M 1-hydroxybenzotriazole solution in N, N-dimethylformamide; 36.6 μmol; 7 equivalents) and Diisopropylcarbodiimide solution (3 M in N, N-dimethylformamide; 12.2 μL; 36.6 μmol; 7 equivalents) to the resin Pipette.
Die Harz-Suspension wird anschließend für 2 h bei 37°C im Heizblock inkubiert. Danach wird das Harz mit N,N-Dimethylformamid (3 × 600 μL) und Dichlormethan (3 × 600 μL) gewaschen.The Resin suspension is then added for 2 h 37 ° C incubated in the heating block. Thereafter, the resin with N, N-dimethylformamide (3 x 600 μL) and dichloromethane (3 x 600 μL) washed.
f) Veresterung von Nα-Fluorenylmethoxycarbonyl-S-[2,3-di(hydroxy)-(2RS)-propyl]-[R]-cysteinyl-AQEKEAKSELDYD mit Palmitinsäuref) Esterification of Nα-fluorenylmethoxycarbonyl-S- [2,3-di (hydroxy) - (2RS) -propyl] - [R] -cysteinyl-AQEKEAKSELDYD with palmitic acid
Das mit Nα-Fluorenylmethoxycarbonyl-S-[2,3-di(hydroxy)-(2RS)-propyl]-[R]-cysteinyl-AQEKEAKSELDYD beladene Harz (5,22 μmol) wird mit N,N-Dimethylformamid (100 μL) versetzt und 5 min in einem Reaktor quellen gelassen.The with Nα -fluorenylmethoxycarbonyl-S- [2,3-di (hydroxy) - (2RS) -propyl] - [R] -cysteinyl-AQEKEAKSELDYD loaded resin (5.22 μmol) is treated with N, N-dimethylformamide (100 μL) and allowed to swell for 5 min in a reactor.
Nach dem Abfiltrieren des N,N-Dimethylformamid-Überstandes werden N,N-Diisopropylethylamin (3 M in N,N-Dimethylformamid; 24,4 μL; 73,2 μmol; 14 Equivalente), Palmitinsäure (1 M in N,N-Dimethylformamid/Dichlormethan (1:1; 104 μL; 104 μmol; 20 Equivalente) und Diisopropylcarbodiimid (3 M in N,N-Dimethylformamid; 24,4 μL; 73,2 μmol; 14 Equivalente) zu dem Harz pipettiert. Nach 5 min wird 4-Dimethylaminopyridin (1 M in N,N-Dimethylformamid; 30 μL; 30 μmol; 5,7 Equivalente) zugeben.To filtering off the N, N-dimethylformamide supernatant N, N-diisopropylethylamine (3M in N, N-dimethylformamide; 24.4 μL; 73.2 μmol; 14 equivalents), palmitic acid (1 M in N, N-dimethylformamide / dichloromethane (1: 1; 104 μL; 104 μmol; 20 equivalents) and diisopropylcarbodiimide (3M in N, N-dimethylformamide; 24.4 μL; 73.2 μmol; 14 equivalents) to the resin Pipette. After 5 min, 4-dimethylaminopyridine (1M in N, N-dimethylformamide; 30 μL; 30 μmol; 5.7 equivalents).
Die Harz-Suspension wird anschließend für 2 h bei 37°C im Heizblock inkubiert. Danach wird das Harz mit N,N-Dimethylformamid (3 × 600 μL) und Dichlormethan (3 × 600 μL) gewaschen. Die Veresterung wird ein weiteres Mal unter den gleichen Versuchsbedingungen wiederholt.The Resin suspension is then added for 2 h 37 ° C incubated in the heating block. Thereafter, the resin with N, N-dimethylformamide (3 x 600 μL) and dichloromethane (3 x 600 μL) washed. The esterification will once again be under the same Test conditions repeated.
g) Abspaltung der Fmoc- sowie der Seitenketten-Schutzgruppeng) Cleavage of the Fmoc and the side chain protecting groups
Das mit Nα-Fluorenylmethoxycarbonyl-S-[2,3-Bis(palmitoyloxy)-(2RS)-propyl]-[R]-cysteinyl-AQEKEAKSELDYD beladene Harz (5,22 μmol) wird mit Dichlormethan (100 μL) versetzt und 5 min in einem Reaktor quellen gelassen.The with Nα -fluorenylmethoxycarbonyl-S- [2,3-bis (palmitoyloxy) - (2RS) -propyl] - [R] -cysteinyl-AQEKEAKSELDYD loaded resin (5.22 μmol) is treated with dichloromethane (100 μL) added and allowed to swell for 5 min in a reactor.
Nach dem Abfiltrieren des Dichlormethan-Überstandes wird Piperidin (30% in N,N-Dimethylformamid; 200 μL) zum Harz pipettiert und die Mischung 10 min bei Raumtemperatur belassen. Danach wird das Harz mit N,N-Dimethylformamid (3 × 600 μL) gewaschen. Anschließend wird nochmals Piperidin (30% in N,N-Dimethylformamid; 200 μL) zu dem Harz pipettiert und die Suspension 20 min bei Raumtemperatur belassen. Danach wird das Harz mit N,N-Dimethylformamid (3 × 600 μL), Dichlormethan (3 × 600 μL) und Diethylether (4 × 600 μL) gewaschen.To the filtration of the dichloromethane supernatant is piperidine (30% in N, N-dimethylformamide, 200 μL) pipetted to the resin and leave the mixture at room temperature for 10 minutes. After that will the resin with N, N-dimethylformamide (3 × 600 μL) washed. Then again piperidine (30% in N, N-dimethylformamide; 200 μL) to the resin and pipetted Leave the suspension at room temperature for 20 minutes. After that it will be Resin with N, N-dimethylformamide (3 x 600 μL), dichloromethane (3 x 600 μL) and diethyl ether (4 x 600 μL) washed.
Die Vollständigkeit der Reaktion wird mit Hilfe des Ninhydrin-Testes kontrolliert.The Completeness of the reaction is determined by the ninhydrin test controlled.
h) Abspaltung des Lipopeptides S-[2,3-Bis(palmitoyloxy)-(2RS)-propyl]-[R]-cysteinyl-AQEKEAKSELDYD vom Synthese-Harzh) Cleavage of the lipopeptide S- [2,3-bis (palmitoyloxy) - (2RS) -propyl] - [R] -cysteinyl-AQEKEAKSELDYD from the synthesis resin
Die Abspaltlösung Trifluoressigsäure/Triisopropylsilan/Wasser (92,5:5:2,5; 300 μL) wird zu dem Harz (2,6 μmol) pipettiert und die Suspension 2 h bei Raumtemperatur belassen. Anschließend wird die Abspaltlösung mit Druckluft in ein Reagenzglas filtriert. Nachfolgend werden weitere 200 μL Abspaltlösung zu dem Harz pipettiert und die Suspension nochmals 30 min bei Raumtemperatur belassen.The Cleavage solution trifluoroacetic acid / triisopropylsilane / water (92.5: 5: 2.5; 300 μL) is added to the resin (2.6 μmol). Pipetted and leave the suspension for 2 h at room temperature. Subsequently The cleavage solution is compressed with compressed air into a test tube filtered. Subsequently, another 200 μL cleavage solution pipetted to the resin and the suspension again for 30 min at room temperature leave.
Nach
erneuter Filtration der Abspaltlösung mit Druckluft wird
das Harz mit Dichlormethan (200 μL) gewaschen. Das Filtrat
und die Waschlösungen werden vereinigt und am Rotationsverdampfer
eingedampft. Der Rückstand wird mit Diethylether (3 × 300 μL)
digeriert und anschließend zentrifugiert. Das Sediment
wird in tert.-Butylalkohol/Wasser (4:1; 2 ml) aufgenommen und gefriergetrocknet
(18 h).
Ausbeute (Pam2-(2RS)-Dhc-AQEKEAKSELDYD):
5,6 mg (98%);
M: 2180; [M+2H]2+: 1091;
[M+3H]3+: 728After re-filtration of the cleavage solution with compressed air, the resin is washed with dichloromethane (200 μL). The filtrate and washings are combined and evaporated on a rotary evaporator. The residue is digested with diethyl ether (3 × 300 μL) and then centrifuged. The sediment is taken up in tert-butyl alcohol / water (4: 1, 2 ml) and freeze-dried (18 h).
Yield (Pam 2 - (2RS) -Hc-AQEKEAKSELDYD): 5.6 mg (98%);
M: 2180; [M + 2H] 2+ : 1091; [M + 3H] 3+ : 728
i) Acylierung von S-[2,3-Bis(palmitoyloxy)-(2RS)-propyl]-[R]-cysteinyl-AQEKEAKSELDYD mit Palmitinsäurei) Acylation of S- [2,3-bis (palmitoyloxy) - (2RS) -propyl] - [R] -cysteinyl-AQEKEAKSELDYD with palmitic acid
Das mit S-[2,3-Bis(palmitoyloxy)-(2RS)-propyl]-[R]-cysteinyl-AQEKEAKSELDYD beladene Harz (5 mg; 2,6 μmol) wird mit N,N-Dimethylformamid (100 μL) versetzt und 5 min in einem Reaktor quellen gelassen.The with S- [2,3-bis (palmitoyloxy) - (2RS) -propyl] - [R] -cysteinyl-AQEKEAKSELDYD loaded resin (5 mg, 2.6 μmol) is treated with N, N-dimethylformamide (100 μL) and allowed to swell for 5 min in a reactor.
Nach dem Abfiltrieren des N,N-Dimethylformamid-Überstandes werden N,N-Diisopropylethylamin (3 M in N,N-Dimethylformamid; 12,2 μL; 36,6 μmol; 14 Equivalente), Palmitinsäure (1 M in N,N-Dimethylformamid/Dichlormethan (1:1; 36,6 μL; 36,6 μmol; 14 Equivalente) und Diisopropylcarbodiimid (3 M in N,N-Dimethylformamid; 12,2 μL; 36,6 μmol; 14 Equivalente) zu dem Harz pipettiert.To filtering off the N, N-dimethylformamide supernatant N, N-diisopropylethylamine (3M in N, N-dimethylformamide; 12.2 μL; 36.6 μmol; 14 equivalents), palmitic acid (1 M in N, N-dimethylformamide / dichloromethane (1: 1, 36.6 μL, 36.6 μmol; 14 equivalents) and diisopropylcarbodiimide (3M in N, N-dimethylformamide; 12.2 μL; 36.6 μmol; 14 equivalents) to the resin Pipette.
Die Harz-Suspension wird anschließend für 2 h bei 37°C im Heizblock inkubiert. Danach wird das Harz mit N,N-Dimethylformamid (3 × 600 μL) und Dichlormethan (3 × 600 μL) gewaschen.The Resin suspension is then added for 2 h 37 ° C incubated in the heating block. Thereafter, the resin with N, N-dimethylformamide (3 x 600 μL) and dichloromethane (3 x 600 μL) washed.
Die
Abspaltung des Produktes vom Harz erfolgt nach dem unter h) beschriebenen
Verfahren.
Ausbeute (Pam3-(2RS)-Dhc-AQEKEAKSELDYD):
5,6 mg (89%);
M: 2418; [M+2H]2+: 1210;
[M+3H]3+: 807 The cleavage of the product from the resin is carried out according to the method described under h).
Yield (Pam 3 - (2RS) -Hc-AQEKEAKSELDYD): 5.6 mg (89%);
M: 2418; [M + 2H] 2+ : 1210; [M + 3H] 3+ : 807
Beispiel B – Bestimmung der immunstimulierenden Aktivität synthetischer bakterieller Lipopeptide anhand der IL-8-Sekretion von THP-1-ZellenExample B - Determination of immunostimulating Activity of synthetic bacterial lipopeptides IL-8 secretion of THP-1 cells
Die Charakterisierung der immunstimulatorischen Aktivität von Lipopeptiden erfolgte anhand der IL-8-Sekretion von THP-1-Zellen, eine humane monozytäre Leukämie-Zelllinie (DSMZ Braunschweig, No. ACC 15). Die THP-1-Zellen wurden bei 37°C in RPMI 1640-Zellkulturmedium mit 10% fetal bovine serum (PAN Biotech) in einer mit 5% CO2 angereicherten Atmosphäre kultiviert.The immunostimulatory activity of lipopeptides was characterized by the IL-8 secretion of THP-1 cells, a human monocytic leukemia cell line (DSMZ Braunschweig, No. ACC 15). The THP-1 cells were cultured at 37 ° C in RPMI 1640 cell culture medium with 10% fetal bovine serum (PAN Biotech) in a 5% CO 2 enriched atmosphere.
Zur Durchführung der Bestimmungen wurden je 180 μL (5 × 104 Zellen) in die Wells einer Mikrotiterplatte gegeben. Nach 1 h Inkubation bei 37°C wurden die Zellsuspensionen mit den Lipopeptid-Lösungen versetzt.To carry out the determinations, 180 μL (5 × 10 4 cells) were added to the wells of a microtiter plate. After 1 h incubation at 37 ° C, the cell suspensions were mixed with the lipopeptide solutions.
Dazu wurde zunächst eine 1 mM Lipopeptid-Stammlösung in DMSO hergestellt. Diese wurde 1:20 mit tert.-Butylalkohol/Wasser (4:1, v/v) und anschließend 1:500 mit dem Zellkulturmedium weiter verdünnt. Die abschließende Verdünnung zu der im Test gewünschten Endkonzentration erfolgte durch die Wahl des zu der Zellsuspension zugegebenen Volumens dieser 100 nM Lipopeptid-Lösung. Als Kontrolle wurde eine Lipopeptid-freie Lösung, die dieselben Mengen an DMSO und tert.-Butylalkohol enthält, mitgeführt.To was initially a 1 mM lipopeptide stock solution made in DMSO. This was 1:20 with tert-butyl alcohol / water (4: 1, v / v) and then 1: 500 with the cell culture medium further diluted. The final dilution to the final concentration desired in the test was carried out by the choice of volume added to the cell suspension of this 100 nM lipopeptide solution. As a control, a lipopeptide-free Solution containing the same amounts of DMSO and tert-butyl alcohol contains, carried.
Nach 5 h Inkubation der Lipopeptide mit der Zellsuspension wurden die Zellkulturüberstände abgenommen und bis zur Messung bei –80°C eingefroren.To 5 h incubation of the lipopeptides with the cell suspension were the Cell culture supernatants removed and until measurement frozen at -80 ° C.
Die Bestimmung der IL-8-Konzentration erfolgte in einem Sandwich-ELISA nach dem Prinzip eines nicht-kompetitiven Assays. Der ELISA wurde in Mikrotiterplatten mit einem maximalen Volumen von 300 μL pro Well bei Raumtemperatur durchgeführt (Nunc-ImmunoTM 96MicroWellTM Plates/MaxiSorpTM). Je Platte wurden zwei IL-8-Lösungen bekannter Konzentration (Recombinant Human Interleukin-8-Standard/Sigma/Produkt-Nr. I 1645) als interner Standard mitgeführt.The determination of the IL-8 concentration was carried out in a sandwich ELISA according to the principle of a non-competitive assay. The ELISA was performed in microtiter plates with a maximum volume of 300 μL per well at room temperature (Nunc-Immuno ™ 96 MicroWell ™ Plates / MaxiSorp ™ ). Per plate, two IL-8 solutions of known concentration (Recombinant Human Interleukin-8 Standard / Sigma / Product No. I 1645) were included as an internal standard.
a) Beschichtung der Mikrotiterplatte mit humanem anti-IL-8-Antikörpera) coating the microtiter plate with human anti-IL-8 antibody
Die Mikrotiterplatten wurden mit einem Antikörper gegen humanes IL-8 beschichtet. Dieses sogenannte „Coating” beruht auf einer unspezifischen hydrophoben, nicht kovalenten, Wechselwirkung zwischen dem Trägermaterial der Mikrotiterplatte und dem Antikörper.The Microtiter plates were washed with an antibody to human Coated IL-8. This so-called "coating" is based on a nonspecific hydrophobic, noncovalent, interaction between the support material of the microtiter plate and the Antibody.
Dazu wurde eine Lösung des primären Antikörpers (human anti-IL-8-Antikörper/Konz. 0,5 mg/mL/BD Biosciences Pharmingen/Produkt-Nr. 554716) mit PBS-Puffer (pH 7,2/GibcoTM Invitrogen Corporation/Produkt-Nr. 14200-067) auf 1 μg/mL verdünnt. In jedes Well der Mikrotiterplatte wurden 100 μL dieser Lösung pipettiert. Anschließend wurde die Mikrotiterplatte mit einem Deckel versehen und 16 h bei Raumtemperatur inkubiert.A solution of the primary antibody (human anti-IL-8 antibody / Conc. 0.5 mg / mL / BD Biosciences Pharmingen / Product No. 554716) with PBS buffer (pH 7.2 / Gibco ™ Invitrogen Corporation / Product No. 14200-067) to 1 μg / mL. Into each well of the microtiter plate was added 100 μL of this solution pi pipette by. The microtiter plate was then capped and incubated for 16 h at room temperature.
b) Waschschrittb) washing step
Nach der Inkubation wurden die restlichen freien Antikörper durch Waschen entfernt.To the incubation was the remaining free antibody removed by washing.
Dazu
wurde die Platte 3 mal mit 250 μL Waschpuffer (50 mM Tris
(pH 8,0) + 0,2% Tween 20 in Reinstwasser) je Well gewaschen, wobei
die Waschlösungen nach jeweils 30 s Verweilzeit durch Dekantieren
und Ausklopfen der Platte entfernt wurden.To
The plate was washed 3 times with 250 μL washing buffer (50 mM Tris
(pH 8.0) + 0.2
c) Blockierschrittc) blocking step
Um spätere unerwünschte Adsorptionen von Bestandteilen aus der Testsubstanz zu vermeiden, wurden evtl. unbeschichtete Flächen in den Mikrotiterplatten mit BSA-Lösung (Bovine Albumin/Sigma/Produkt-Nr. A7906) abgesättigt.Around later unwanted adsorption of constituents to avoid from the test substance, possibly uncoated surfaces were in the microtiter plates with BSA solution (Bovine Albumin / Sigma / Product No. A7906) saturated.
Dazu wurden 200 μL des Blockierungspuffers (4%ige BSA-Lösung in 9 Teilen Reinstwasser und einem Teil PBS-Puffer pH 7,2) in jedes Well der Mikrotiterplatte pipettiert und die Platten 60 min bei Raumtemperatur inkubiert.To 200 μL of the blocking buffer (4% BSA solution in 9 parts ultrapure water and one part PBS buffer pH 7.2) in each Well the microtiter plate pipetted and the plates for 60 min at Room temperature incubated.
d) Waschschrittd) washing step
Der überschüssige Blockierungspuffer wurde entsprechend Schritt b) entfernt.The excess Blocking buffer was removed according to step b).
e) Zugabe der Zellkulturüberständee) Addition of cell culture supernatants
Anschließend wurden die Zellkulturüberstände in die beschichtete Mikrotiterplatte, in deren Wells die immobilisierten Antikörper das Interleukin-8 aus der antigenhaltigen Probe spezifisch binden, gegeben.Subsequently the cell culture supernatants were coated in the Microtiter plate, in whose wells the immobilized antibodies specifically bind the interleukin-8 from the antigen-containing sample, given.
Dazu wurden 50 μL Blockierungspufferpuffer je Well vorgelegt, je 50 μL der zu untersuchenden Probe zugeben und das Ganze 90 min bei Raumtemperatur inkubiert. Jede Probe wurde in einer Dreifachbestimmung untersucht.To 50 μL of blocking buffer were presented per well, add 50 μL each of the sample to be tested and the whole Incubated for 90 min at room temperature. Each sample was in triplicate examined.
f) Waschschrittf) washing step
Nach der Antigen-Antikörper-Reaktion wurde ungebundenes Probenmaterial entsprechend Schritt b) aus der Mikrotiterplatte entfernt.To the antigen-antibody reaction became unbound sample material according to step b) removed from the microtiter plate.
g) Inkubation mit Sekundärantikörperg) Incubation with secondary antibody
Anschließend wurde ein biotinylierter Sekundärantikörper in die Wells gegeben, der gegen eine andere Determinante des Interleukins-8 gerichtet ist und an diese bindet.Subsequently was a biotinylated secondary antibody in given the wells that oppose another determinant of interleukin-8 is directed and binds to them.
Die Lösung des sekundären Antikörpers (Biotin mouse anti-human IL-8-Antikörper/Konz. 0,5 mg/mL/BD Biosciences Pharmingen/Produkt-Nr. 554718) wurde dazu mit Blockierungspuffer auf eine Konzentration von 1 μg/mL verdünnt. Pro Well wurden 100 μL dieser Lösung pipettiert und die Mikrotiterplatte 60 min bei Raumtemperatur inkubiert.The Solution of the secondary antibody (biotin mouse anti-human IL-8 antibody / conc. 0.5 mg / mL / BD Biosciences Pharmingen / Product no. 554718) was added with blocking buffer diluted to a concentration of 1 μg / mL. Per Well, 100 μL of this solution were pipetted and The microtiter plate is incubated for 60 min at room temperature.
h) Waschschritth) washing step
Nach der Reaktion wurden die überschüssigen Antikörper entsprechend Schritt b) aus der Mikrotiterplatte entfernt.To the reaction was the excess of antibodies according to step b) removed from the microtiter plate.
i) Inkubation mit Streptavidin-Meerrettichperoxidasei) Incubation with streptavidin-horseradish peroxidase
Zuletzt erfolgte die Zugabe des mit Meerrettichperoxidase konjugierten Streptavidins, das an die Biotinmoleküle des sekundären Antikörpers bindet.Last the horseradish peroxidase conjugated streptavidin was added, that to the biotin molecules of the secondary antibody binds.
Dazu wurde die Streptavidin-HRP-Lösung (Streptavidin-HRP (Horseradish Peroxidase)/Konz. 1,25 mg/mL/PIERCE ENDOGEN/Produkt-Nr. 21126) mit Blockierungspuffer auf 0,25 μg/mL verdünnt. Je 100 μL dieser Lösung wurden in die Wells pipettiert und das Ganze 60 min bei Raumtemperatur inkubiert.For this purpose, the streptavidin-HRP solution (streptavidin-HRP (horseradish peroxidase) / conc. 1.25 mg / mL / PIERCE ENDOGEN / Product-No. 21126) with blocking buffer to 0.25 μg / mL. Per 100 μL of this solution were pipetted into the wells and the whole incubated for 60 min at room temperature.
j) Waschschrittj) washing step
Nach der Reaktion wurde das überschüssige Enzym entsprechend Schritt b) entfernt.To the reaction became the excess enzyme accordingly Step b) removed.
k) Zugabe der Substratlösung
3,3',5,5'-Tetramethylbenzidink) adding the
Das als Substrat zugegebene 3,3',5,5'-Tetramethylbenzidin wird von der an die biotinylierten Sekundärantikörper gebundenen Peroxidase zu einem blauen Endprodukt umgesetzt.The as a substrate added 3,3 ', 5,5'-tetramethylbenzidine is of the bound to the biotinylated secondary antibodies Peroxidase reacted to a blue end product.
Dazu wurden 100 μL der Substratlösung (3,3',5,5'-Tetramethylbenzidin/Sigma/Produkt-Nr. T0440) pro Well pipettiert und die Mikrotiterplatte 5 min bei Raumtemperatur im Dunkeln inkubiert. Die Reaktion wurde durch Zugabe von 1 M Schwefelsäure beendet. Dies führte zu einem Farbumschlag von blau nach gelb.To 100 μL of the substrate solution (3,3 ', 5,5'-tetramethylbenzidine / Sigma / product no. T0440) per well and the microtiter plate for 5 min at room temperature incubated in the dark. The reaction was by addition of 1 M sulfuric acid completed. This resulted in a color change from blue to blue yellow.
l) Detektionl) detection
Die optische Dichte der Lösung wurde bei 450 nm mit einem Mikrotiterplatten-Reader Spectra MAX 340 (Molecular Devices) gemessen. Die IL-8-Konzentration wurde aus der Kalibrierkurve ermittelt.The The optical density of the solution was measured at 450 nm using a microtiter plate reader Spectra MAX 340 (Molecular Devices). The IL-8 concentration was determined from the calibration curve.
Beispiel C – Nachweis der Allergie-protektiven Potenz der erfindungsgemäßen Lipopeptide im standardisierten Tiermodell – MethodenExample C - Detection of allergy-protective Potency of the Lipopeptides of the Invention in the Standardized Animal Model - Methods
Die vollständige Allergie-protektive Potenz, Aktivität und Wirkung der erfindungsgemäßen Lipopeptide wurde durch immunologische und zellbiologische Funktionsuntersuchungen im standardisierten Tiermodell der Maus in vivo bestimmt.The complete allergy-protective potency, activity and effect of the lipopeptides of the present invention through immunological and cell biological functional investigations determined in the standardized animal model of the mouse in vivo.
Im folgenden werden zunächst die Methoden zur Sensibilisierung und Induktion von allergischem Asthma bei Mäusen, zur Behandlung mit den Lipopeptid-Lösungen und zur Analyse der allergischen und entzündlichen Reaktionen beschrieben.in the The following are the methods of sensitization and induction of allergic asthma in mice, for treatment with the lipopeptide solutions and for the analysis of allergic and inflammatory reactions.
Das
Behandlungsprotokoll mit dem zeitlichen Ablauf des Modellversuches
ist in
a) Sensibilisierung und Induktion von allergischem Asthma bei Mäusen mit Ovalbumin (OVA)a) Sensitization and induction of allergic asthma in mice with ovalbumin (OVA)
Die Versuchstiere, sieben Wochen alte weibliche Mäuse des Inzuchtstammes BALB/c (Charles River, Sulzfeld), wurden 14 Tage an die Umgebung gewöhnt. Sie hatten nach Belieben Zugriff auf Wasser und Nahrung.The Laboratory animals, seven-week-old female mice of the inbred strain BALB / c (Charles River, Sulzfeld), were 14 days to the surrounding area used. They had access to water and water at will Food.
Die Sensibilisierung der Mäuse erfolgte durch zweimalige intraperitoneale Injektion eines Gemisches von 20 μg Ovalbumin (Grade V/Sigma) und 2,2 mg Aluminiumhydroxid (ImjectAlum/Pierce) in einem Gesamtvolumen von 200 μL PBS-Puffer. Aluminiumhydroxid wurde als Adjuvans verwendet, da von diesem bekannt ist, dass es TH2-stimulierte Immunantworten auslöst, die durch die Produktion der Zytokine IL-4, IL-5 und IL-13 und von Antikörpern des Isotyps IgE und IgG1 (entsprechend IgG4 beim Menschen) charakterisiert sind.Mice were sensitized by intraperitoneal injection of a mixture of 20 μg ovalbumin (Grade V / Sigma) and 2.2 mg aluminum hydroxide (ImjectAlum / Pierce) twice in a total volume of 200 μL PBS buffer. Aluminum hydroxide was used as an adjuvant because it is known to elicit T H 2-stimulated immune responses caused by the production of cytokines IL-4, IL-5 and IL-13 and antibodies of the isotype IgE and IgG1 (corresponding to IgG4 in humans).
Um
anschließend eine allergische Reaktion in der Lunge der
Mäuse hervorzurufen, also das akute allergische Asthma
auszulösen, wurden die Mäuse am Tag 28 und Tag
38 jeweils für 20 min mit einem Aerosol einer 1%igen Ovalbumin-Lösung
behandelt. Hierzu wurden die Mäuse in eine 11 L-Plexiglas-Kammer
gesetzt, an die ein Pari-Boy-Turbo Aerosol Generator der Firma Pari
angeschlossen war.Around
subsequently an allergic reaction in the lungs of the
Mice, so the acute allergic asthma
The mice were raised on
Nach der zweiten Applikation des OVA-Aerosols konnten bei den Mäusen einige Tage lang die Symptome des akuten allergischen Asthmas diagnostiziert werden:
- 1) verstärkte Reaktion gegen Methacholin (bronchiale Hyperreaktivität)
- 2) verstärkte Infiltration von eosinophilen Granulozyten und Lymphozyten in das Atemwegslumen
- 3) Produktion von Ovalbumin-spezifischen Antikörpern der Isotypen IgE und IgG1
- 4) Produktion von Interleukin-5 nach in vitro Restimulierung der Milz-Zell-Lymphozyten mit Ovalbumin
- 1) enhanced reaction against methacholine (bronchial hyperreactivity)
- 2) Increased infiltration of eosinophilic granulocytes and lymphocytes into the airway lumen
- 3) Production of ovalbumin-specific antibodies of the isotypes IgE and IgG1
- 4) Production of interleukin-5 after in vitro restimulation of the spleen cell lymphocytes with ovalbumin
b) Messung der bronchialen Hyperreaktivitätb) Measurement of bronchial hyperreactivity
Ein entscheidender diagnostischer Parameter, um eine allergisch asthmatische Erkrankung sicher zu diagnostizieren, ist die bronchiale Hyperreaktivität. Hierbei handelt es sich um eine Überempfindlichkeit der glatten Muskulatur der Bronchien gegen unspezifische Reizungen. Zur Diagnose beim Menschen werden geringe Konzentrationen Histamin appliziert. Anschließend wird der Atemwegswiderstand gemessen. Asthmatische Personen zeigen eine von der Histaminkonzentration abhängige stärkere Bronchokonstriktion und damit einen höheren Atemwegswiderstand als gesunde Personen.One crucial diagnostic parameter to an allergic asthmatic Diagnose disease is bronchial hyperreactivity. This is a hypersensitivity of the smooth Musculature of the bronchi against nonspecific irritation. For diagnosis in humans, low concentrations of histamine are applied. Subsequently, the airway resistance is measured. asthmatic Individuals show a histamine concentration dependent stronger bronchoconstriction and thus a higher Airway resistance as healthy persons.
Zur Provokation bei Mäusen verwendet man anstelle von Histamin Methacholin, da die Bronchien von Mäusen nicht auf Histamin reagieren. Die Mäuse werden in einen Ganzkörper-Plethysmographen (Buxco Electronics), durch dessen Kammern ein kontinuierlicher Luftstrom fließt, gesetzt. Aus den durch die Atmung bedingten Druckänderungen wird für jeden Atemzyklus der sogenannte Penh-Wert berechnet, der mit dem Atemwegswiderstand korreliert. Bei hyperreaktiven Mäusen erhöht sich der Atemwegswiderstand mit der Methacholin-Konzentration, was sich durch die Erhöhung des Penh-Wertes ausdrückt.to Provocation in mice is used instead of histamine Methacholine, as the bronchi of mice are not on histamine react. The mice are transformed into a whole body plethysmograph (Buxco Electronics), through whose chambers a continuous flow of air flows, set. From the changes in pressure due to respiration the so-called Penh value is calculated for each respiratory cycle, which correlates with the airway resistance. In hyperreactive mice the airway resistance increases with the methacholine concentration, which is expressed by the increase of the Penh value.
Die Messung der bronchialen Hyperreaktivität erfolgte 24 Stunden nach der letzten OVA-Aerosol Exposition. Für die Messung wurden die Mäuse nach einer Gewöhnungszeit von 10 min im Plethysmographen 7 min lang mit PBS-Aerosol in Kontakt gebracht. Anschließend erfolgte jeweils für 7 min die Exposition mit aufsteigenden Methacholin-Konzentrationen (6 mg/mL, 12 mg/mL, 25 mg/mL, 50 mg/mL/Sigma). Der Penh-Wert wurde kontinuierlich gemessen und über Perioden von 30 s gemittelt. Der höchste Penh-Mittelwert einer Konzentrationsstufe wurde dann gegen die Methacholin-Konzentration aufgetragen. Die Fläche unter dieser Dosis-Wirkungs-Kurve ist umso größer, je stärker die Mäuse auf Methacholin reagieren, sie korreliert also mit der Hyperreagibilität der Tiere.The Measurement of bronchial hyperreactivity was 24 hours after the last OVA aerosol exposure. For the measurement the mice were after a habituation period of 10 min in plethysmograph for 7 min with PBS aerosol in contact brought. Then took place in each case for 7 min exposure to ascending methacholine concentrations (6 mg / mL, 12 mg / mL, 25 mg / mL, 50 mg / mL / Sigma). The Penh value was continuously measured and averaged over periods of 30 s. The highest Penh mean of a concentration level was then plotted against the methacholine concentration. The area under this dose-response curve is the greater the more the mice react to methacholine, it correlates with the hyper-responsiveness of the animals.
c) Untersuchung der zellulären Zusammensetzung der bronchoalveolären Lavage (BAL)c) examination of the cellular Composition of bronchoalveolar lavage (BAL)
Die bei gesunden Probanden bzw. unbehandelten Mäusen im Lungengewebe und im Lumen der Atemwege vorgefundenen Leukozyten sind fast ausschließlich Makrophagen. Andere Leukozyten-Typen sind in der Regel nicht nachweisbar. Im Zusammenhang mit allergischem Asthma kommt es aus noch nicht ganz geklärten Ursachen zur massiven Infiltration der Atemwege durch eosinophile Granulozyten und im geringeren Maße durch Lymphozyten und Neutrophile.The in healthy volunteers or untreated mice in lung tissue and leukocytes found in the lumen of the respiratory tract are almost exclusively Macrophages. Other leukocyte types are usually undetectable. In connection with allergic asthma it does not come out yet quite clear causes for massive infiltration of the respiratory tract by eosinophilic granulocytes and to a lesser extent Lymphocytes and neutrophils.
Um die Zusammensetzung des Leukozyten-Infiltrats in den Atemwegen zu untersuchen, wurden die Mäuse drei Tage nach der letzten OVA-Aerosol Exposition getötet. Die Trachea wurde freigelegt und das Lumen der Atemwege über eine 24G Venen-Verweilkanüle zweimal mit jeweils 1 ml isotonischem Puffer gewaschen (bronchoalveoläre Lavage). Die Gesamtzahl der Leukozyten, die auf diese Weise aus der Lunge herausgespült wurden, wurde mittels Neubauer Zählkammer mikroskopisch ausgezählt.Around the composition of the leukocyte infiltrate in the respiratory tract The mice were examined three days after the last one OVA aerosol exposure killed. The trachea was uncovered and the lumen of the airways via a 24G venous indwelling cannula washed twice with 1 ml each of isotonic buffer (bronchoalveolar Lavage). The total number of leukocytes that look that way the lungs were flushed out by Neubauer Counting chamber counted microscopically.
Anschließend wurden die Leukozyten mit einer Zyto-Zentrifuge der Firma Shandon auf Objektträger zentrifugiert und mit dem HAEME-Schnellfärbungs-Kit der Firma Labor + Technik Eberhard Lehmann, wie in der Produktbeilage beschrieben, angefärbt. Nach erfolgter Färbung wurden 300 Zellen auf dem Objektträger mikroskopisch ausgezählt und nach den gängigen Kriterien in die unterschiedlichen Leukozyten-Subpopulationen eingeteilt.Subsequently The leucocytes were treated with a Zyto centrifuge Shandon centrifuged on slides and with the HAEME quick-dyeing kit the company Labor + Technik Eberhard Lehmann, as in the product supplement described, stained. After staining 300 cells on the slide were counted microscopically and according to the common criteria in the different Divided into leukocyte subpopulations.
d) Messung von OVA-spezifischen Antikörpern des Isotyps IgE, IgG1 und IgG2ad) Measurement of OVA-specific antibodies of the isotype IgE, IgG1 and IgG2a
Die Sensibilisierung gegen ein. Allergen kann durch die Bestimmung von Allergen-spezifischen Antikörpern der Klassen IgG1, IgG2a und IgE gemessen werden, zu deren Quantifizierung ein Labor-internes Standard-Serum verwendet wird. Im verwendeten murinen Allergiemodell korreliert der Anstieg des spezifischen Immunglobulin-Titers jedoch auch mit dem Anstieg der Gesamt-Immunglobulin-Konzentration, wie bereits in der Literatur gezeigt wurde. Daher wurden zur Beschreibung des Sensibilisierungs-Grades die Gesamt-Immunglobulin Titer mittels kommerziell erhältlichen „Sandwich”-ELISA Testsystemen quantifiziert. Für die Messung von IgE wurde ein optEIA Testsystem der Firma BD Biosciences eingesetzt. Für die Bestimmung von IgG1 und IgG2a wurden Testsysteme der Firma Bethyl-Laborstories verwendet. Die Testdurchführung richtete sich nach den Herstellerangaben.The Awareness of a. Allergen can be determined by the determination of Allergen-specific antibodies of classes IgG1, IgG2a and IgE, for their quantification, a laboratory internal standard serum is used. In the used murine allergy model correlates However, the increase in the specific immunoglobulin titer also with the increase in total immunoglobulin concentration, as already has been shown in the literature. Therefore, for the description of the Sensitization degree the total immunoglobulin titer by means of commercially available "sandwich" ELISA Test systems quantified. For the measurement of IgE was used an optEIA test system from BD Biosciences. For the determination of IgG1 and IgG2a were test systems of the company Bethyl-Laborstories used. The test procedure was based on the Manufacturer's instructions.
Zur Bestimmung der Antikörper im Serum der Mäuse wurde den Mäusen zwei Tagen nach der letzten Applikation von OVA-Aerosol Blut aus der Schwanzvene entnommen. Nach dem Gerinnen des Bluts wurde das Serum durch Zentrifugation gewonnen. Zur Bestimmung der Antikörper in der BAL-Flüssigkeit der Mäuse wurde diese wie oben beschrieben gewonnen.To determine the antibodies in the serum of the mice, blood was taken from the tail vein of the mice two days after the last application of OVA aerosol. After clotting the blood, the serum was collected by centrifugation. To determine the antibodies in the BAL fluid of the mice this was won as described above.
Zur Quantifizierung wurde auf jeder ELISA-Platte eine Verdünnungsreihe eines Standard-Serums mit bekannten IgG1-, IgG2a- bzw. IgE-Konzentrationen mitgeführt. Durch den Vergleich der Messwerte für die unbekannten Proben mit denen des Standards, kann die Konzentration in den Serum- und BAL-Proben berechnet werden.to Quantitation was a dilution series on each ELISA plate a standard serum with known IgG1, IgG2a or IgE concentrations carried. By comparing the measured values for the unknown samples with those of the standard, the concentration can in the serum and BAL samples.
e) Messung der in vitro IL-5 Produktion von Milz-Zellen nach Restimulation mit OVAe) Measurement of in vitro IL-5 production of spleen cells after restimulation with OVA
Die Eosinophilie in den Atemwegen, als Folge der allergischen Sensibilisierung, ist von der Sekretion von TH2-Typ-Zytokinen, speziell IL-5, durch die Lymphozyten abhängig. Somit korreliert die Ausschüttung von IL-5 mit der Intensität der eosinophilen Atemwegsinflammation. In den Atemwegen gesunder Tiere wird kein IL-5 produziert.Respiratory eosinophilia, as a result of allergic sensitization, is dependent on the secretion of T H 2 -type cytokines, specifically IL-5, by the lymphocytes. Thus, the secretion of IL-5 correlates with the intensity of eosinophilic airway inflammation. In the respiratory tract of healthy animals no IL-5 is produced.
Um die Fähigkeit der Milz-Zellen zur Produktion des Zytokines IL-5 zu bestimmen, wurden die Mäuse drei Tage nach der letzten OVA-Aerosol Exposition getötet und die Milz entnommen. Durch mechanische Zerkleinerung wurde daraus eine Zellsuspension erzeugt und die Erythrozyten wurden aufgelöst. Die Milz-Zellen wurden dann in einem Zellkulturmedium (RPMI-1640 mit 10% fetal calf serum, 2 mM L-Glutamin, 100 U/mL Penicillin, 100 μg/mL Streptomycin/alle Biochrom) inkubiert (Zelldichte of 5 × 106 Zellen pro mL Medium).To determine the ability of the spleen cells to produce the cytokine IL-5, the mice were sacrificed three days after the last OVA aerosol exposure and spleens removed. By mechanical comminution, a cell suspension was produced therefrom and the erythrocytes were dissolved. The spleen cells were then incubated in cell culture medium (RPMI-1640 with 10% fetal calf serum, 2 mM L-glutamine, 100 U / mL penicillin, 100 μg / mL streptomycin / all biochrome) (cell density of 5 x 10 6 cells per mL of medium).
Zur Stimulation der spezifischen Zytokin-Produktion wurde OVA bis zu einer Endkonzentration von 50 μg/mL zugegeben. Nach 48 h Inkubation wurden die Überstände entnommen und die IL-5-Konzentration mit einem optEIA-Kit (BD Biosciences) entsprechend der Produktbeschreibung bestimmt.to Stimulation of specific cytokine production was up to OVA a final concentration of 50 ug / mL was added. After 48 h incubation, the supernatants were removed and the IL-5 concentration with an optEIA kit (BD Biosciences) accordingly the product description determined.
f) Behandlung von Mäusen mit Lipopeptid-Lösungen über die Atemwegef) Treatment of mice with Lipopeptide solutions via the respiratory tract
Die Lipopeptide wurden in DMSO zu einer 5 mg/mL enthaltenden Stammlösung gelöst und anschließend mit PBS-Puffer auf die benötigten Konzentrationen (0,1 mg/mL, 0,4 mg/mL, 1 mg/mL) verdünnt.The Lipopeptides in DMSO were added to a 5 mg / mL stock solution and then with PBS buffer on the required concentrations (0.1 mg / mL, 0.4 mg / mL, 1 mg / mL) diluted.
Um einen Dosis-abhängigen Effekt der immunstimulatorischen Wirkung zu erfassen, wurden Gruppen gebildet, die mit unterschiedlichen Dosen des Lipopeptides (5 μg, 20 μg, 50 μg) behandelt wurden. Pro Konzentrationsstufe wurden 5 Tiere behandelt. Eine Kontrollgruppe (5 Tiere) wurde mit einer Lipopeptid-freien DMSO-Lösung (4%ig in PBS-Puffer), eine weitere (5 Tiere) mit reinem PBS-Puffer anstelle des Lipopeptides behandelt.Around a dose-dependent effect of the immunostimulatory To capture the effect, groups were formed with different Doses of the lipopeptide (5 μg, 20 μg, 50 μg) were treated. 5 animals were treated per concentration level. A control group (5 animals) was treated with a lipopeptide-free DMSO solution (4% in PBS buffer), another (5 animals) treated with pure PBS buffer instead of the lipopeptide.
Die erfindungsgemäßen Lipopeptide wurden den Mäusen intranasal in gelöster Form appliziert. Hierzu wurden die Tiere mit einem Gemisch aus Ketamin und Rompun narkotisiert. Anschließend wurden je 50 μL Lösung pro Tier intranasal appliziert.The Lipopeptides according to the invention were given to the mice applied intranasally in dissolved form. For this purpose, the Animals anesthetized with a mixture of ketamine and Rompun. Subsequently 50 μL solution per animal were administered intranasally.
Die
Behandlungen erfolgten parallel zur Sensibilisierung mit OVA, insgesamt
14 mal zu den im Behandlungsschema (
g) Statistische Auswertungg) Statistical evaluation
Die Ergebnisse der Versuche wurden mit Hilfe der Methoden der robusten Statistik ausgewertet. Die Signifikanz der erzielten Effekte wurde mit dem Mann-Whitney-U-Test geprüft. In den Diagrammen wurden die Einzelwerte sowie der Median dargestellt: The Results of the experiments were made using the methods of robust Statistics evaluated. The significance of the effects achieved was tested with the Mann-Whitney U-Test. In the diagrams the individual values as well as the median were shown:
Beispiel D – Nachweis der Allergie-protektiven Potenz der erfindungsgemäßen Lipopeptide im standardisierten Tiermodell – ErgebnisseExample D - Detection of Allergy Protective Potency of the Lipopeptides of the Invention in the Standardized Animal Model - Results
Um die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Lipopeptide bei der Behandlung allergischer Erkrankungen zu zeigen, wurden diese im standardisierten Mausmodell für allergisches Asthma mit den im Ausführungsbeispiel C beschriebenen Methoden getestet. Beispielhaft für die erfindungsgemäßen Lipopeptide werden hier die Effekte einer Behandlung mit RR-Pam3Cys-AQEKEAKSELDYD (LPM, SEQ ID NO 3) dargestellt.In order to demonstrate the effectiveness of the lipopeptides according to the invention in the treatment of allergic diseases, they were tested in the standardized mouse model for allergic asthma with the methods described in Example C. Exemplary of the lipopeptides according to the invention, the effects of a treatment with RR-Pam 3 Cys-AQEKEAKSELDYD (LPM, SEQ ID NO 3) are shown here.
a) Asthma-Symptomea) Asthma symptoms
Der am weitesten gehende Versuch zum Nachweis der biologischen Wirkung der erfindungsgemäßen Lipopeptide ist die Untersuchung der durch das OVA-Aerosol ausgelösten Asthma-Symptome, speziell der bronchialen Hyperreaktivität.The most extensive attempt to demonstrate the biological activity of the lipopeptides according to the invention is the investigation of the asthma symptoms triggered by the OVA aerosol, in particular the bronchial hyperreactivity.
Dieses Ergebnis weist daraufhin, dass das Lipopeptid schon in niedriger Konzentration äußerst wirksam zur Prävention und Behandlung von allergischen Erkrankungen eingesetzt werden kann. Zu hohe Dosierungen schränken den Erfolg durch zusätzliche Reizungen der Atemwege geringfügig ein. Jedoch ist auch bei 50 μg Lipopeptid noch eine deutliche Verminderung der Asthma-Symptome gegenüber der Kontrollgruppe erkennbar.This Result indicates that the lipopeptide is already in lower Concentration extremely effective for prevention and treatment of allergic diseases. Too high dosages limit the success by additional Irritation of the respiratory tract slightly. However, too at 50 ug lipopeptide still a significant reduction of Asthma symptoms visible to the control group.
b) Entzündung in den Bronchien und Leukozytenb) inflammation in the bronchi and leukocytes
Bei asthmatischen Mäusen reflektieren eosinophile Granulozyten in den Bronchien, zusätzlich zur bronchialen Hyperreaktivität, den Zustand einer Atemwegsinflammation. Bei sensibilisierten Mäusen nimmt ihre Anzahl stark zu, während sie bei gesunden Mäusen in den Atemwegen nicht nachweisbar sind.at Asthmatic mice reflect eosinophilic granulocytes in the bronchi, in addition to bronchial hyperreactivity, the condition of an airway inflammation. In sensitized mice Increases their numbers greatly, while in healthy mice are not detectable in the respiratory tract.
In
Folge der Sensibilisierung wurden auch einige Lymphozyten, die bei
gesunden, nicht sensibilisierten Mäusen ebenfalls nicht
nachweisbar sind, in die Atemwege infiltriert. Durch die Behandlung
mit den Lipopeptid-Lösungen war ein leichter Rückgang
der ausgeschütteten Zellen dieses Leukozyten-Typs erkennbar (
Dagegen
sind durch die Lipopeptid-Behandlung vermehrt neutrophile Granulozyten
als Teil der angeborenen schnellen Immunabwehr in den Atemwegen
nachweisbar. Auf die Behandlung mit PBS oder der DMSO-Kontroll-Lösung
reagierten die Neutrophilen der sensibilisierten Mäuse
nicht (
Makrophagen,
die einerseits Fremderreger beseitigen und andererseits durch die
Antigenpräsentation auch die adaptive Immunantwort in Gang
setzen, sind bei gesunden Tieren der einzige stets nachweisbare Leukozyten-Subtyp.
Ihre Anzahl ist in Folge der Sensibilisierung nur unwesentlich erhöht.
Zwischen den mit den Lipopeptid-Lösungen behandelten Tieren
und den Kontrollgruppen war kein signifikanter Unterschied nachweisbar
(
c) allergische Sensibilisierungc) allergic sensitization
Die Asthma-Symptome bei den Mäusen wurden durch die Sensibilisierung mit einem Allergen ausgelöst, was zu einer Bildung Allergen-spezifischer IgE-Antikörper führt.The Asthma symptoms in the mice were due to the sensitization triggered with an allergen, resulting in an allergen-specific formation IgE antibody leads.
Offensichtlich wirken die angewandten Lipopeptid-Lösungen vorzugsweise lokal. Dies legt die Inhalation der erfindungsgemäßen Lipopeptide als wirksamste Applikationsform nahe.Obviously The applied lipopeptide solutions preferably act local. This sets the inhalation of the invention Lipopeptides close as the most effective form of administration.
Ein
signifikanter Einfluss der Lipopeptid-Behandlung auf die Ausschüttung
der IgG1-Antikörper als Teil der TH2-stimulierten
Immunantwort konnte sowohl im Serum als auch in der BAL nicht festgestellt
werden (
Der
Einfluss auf die IgG2a-Antikörper als Teil der TH1-stimulierten Immunantwort war in der BAL
und im Serum vergleichbar (
d) IL-5 Produktion durch die Milz-Zellen (in vitro)d) IL-5 production by the spleen cells (in vitro)
Die Ausschüttung der Eosinophilia in das Lumen der Atemwege als Folge der allergischen Sensibilisierung ist von der Sekretion von TH2-Typ-Zytokinen, speziell IL-5, durch die Lymphozyten abhängig. Die Ausschüttung von IL-5 korreliert damit mit der Intensität der eosinophilen Entzündungsreaktion. Die Immunzellen von nicht sensibilisierten Tieren schütten kein IL-5 aus.The secretion of eosinophilia into the lumen of the respiratory tract as a result of allergic sensitization is dependent on the secretion of T H 2 -type cytokines, especially IL-5, by the lymphocytes. The release of IL-5 correlates with the intensity of the eosinophilic inflammatory response. The immune cells of non-sensitized animals do not release IL-5.
Wie
auch bei der Sekretion der Eosinophilia in die Lungenflüssigkeit
konnte die IL-5 Produktion der Milz-Zellen durch die Behandlung
mit den erfindungsgemäßen Lipopeptiden nahezu
gestoppt werden (
Insgesamt konnte durch die Behandlung mit den erfindungsgemäßen Lipopeptiden die allergische Reaktion gegen das OVA deutlich eingedämmt werden. Dabei korrelieren die biochemischen Effekte ausgezeichnet mit den phänomenologischen Beobachtungen.All in all could by treatment with the inventive Lipopeptides significantly reduced the allergic reaction to the OVA become. The biochemical effects correlate excellently with the phenomenological observations.
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