DE102010047582A1

DE102010047582A1 - Stoffe und deren Verwendung zur Beeinflussung natriuretischer Peptidrezeptoren

Info

Publication number: DE102010047582A1
Application number: DE102010047582A
Authority: DE
Inventors: Thomas Walther; Anja Schwiebs
Original assignee: Justus Liebig Universitaet Giessen
Current assignee: Justus Liebig Universitaet Giessen
Priority date: 2010-10-07
Filing date: 2010-10-07
Publication date: 2012-04-12

Abstract

Die Erfindung umfasst peptidische Rezeptor-Agonistendes natriuretischen Systems, bevorzugt NPRA- und NPRB-Rezeptor-Agonisten zur Prävention und/oder Therapie von Erkrankungszuständen, welche mit einem erhöhten extrazellulären Flüssigkeitsvolumen einhergehen, bei denen der Second Messenger cGMP protektive Eigenschaften entwickelt und bei denen ein antihypertropher (antifibrotischer) Effekt gewünscht ist. Insbesondere umfasst die Erfindung peptidische Rezeptor-Agonisten des natriuretischen Systems zur Behandlung einer kongestiven Herzerkrankung, einer koronaren Herzerkrankung, organischer und funktioneller vaskulärer Störungen, eines Nephrotischen Syndroms, einer Bluthochdruckerkrankung, eines Myokardinfarktes, eines akuten Lungenschadens, einer erektilen Dysfunktion, einer primären oder sekundären Fibrose, einer Leberzirrhose, einer Lungenfibrose oder zur Verbesserung der Arterien-, Venen- und Kapillar-Durchblutung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft peptidische Rezeptoragonisten des natriuretischen Systems, bevorzugt NPRA- und NPRB-Rezeptoragonisten zur Prävention und/oder Therapie von Erkrankungszuständen, welche mit einem erhöhten extrazellulären Flüssigkeitsvolumen einhergehen, insbesondere zur Prävention und/oder Therapie einer kongestiven Herzerkrankung, einer koronaren Herzerkrankung, organischer und funktioneller vaskulärer Störungen, eines Nephrotischen Syndroms, einer Bluthochdruckerkrankung oder zur Verbesserung der Arterien-, Venen- und Kapillar-Durchblutung.
Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung peptidische Rezeptoragonisten des natriuretischen Systems, bevorzugt NPRA- und NPRB-Rezeptoragonisten zur Prävention und/oder Therapie von Erkrankungszuständen, bei denen der Second Messenger cGMP protektive Eigenschaften entwickelt, insbesondere zur Prävention und/oder Therapie einer hypertrophen Kardiomyopathie, eines Myokardinfarktes, eines akuten Lungenschadens (acute lung injury) oder einer erektilen Dysfunktion.
Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung peptidische Rezeptoragonisten des natriuretischen Systems, bevorzugt NPRA- und NPRB-Rezeptoragonisten zur Prävention und/oder Therapie von Erkrankungszuständen, bei denen ein antihypertropher (antifibrotischer) Effekt gewünscht ist, insbesondere zur Prävention und/oder Therapie einer primären oder sekundären Fibrose, einer Leberzirrhose oder einer Lungenfibrose.
Abkürzungen und Definitionen

ANP: Atrial Natriuretic Peptide, Atriales Natriuretisches Peptid; auch bezeichnet als Atrialer Natriuretischer Faktor, Atriopeptin, Natriuretisches Peptid Typ A, Cardionatrine, Cardiodilatin, Vorhof-Natriuretischer Faktor, Urodilatin
BNP: Brain Natriuretic Peptide; auch bezeichnet als B-Type Natriuretic Peptide, B-Typ Natriuretisches Peptid, BNP1-32
cGMP: cyclic Guanosine Mono Phosphate, zyklisches Guanosinmonophosphat
CNP: C-Type Natriuretic Peptide, C-Typ Natriuretisches Peptid
Diurese, diuretisch: Ausscheidung von Wasser mit dem Harn
HEK-Zellen: Humane Embryonic Kidney-Zellen, menschliche embryonale Nierenzellen; humane Zelllinie
hBNP: Humane BNP, humanes BNP
Lusitropie, lusitrop: Fähigkeit der Herzmuskulatur zur schnellen und vollständigen Erschlaffung
mBNP: Murine BNP, murines BNP, von der Maus stammendes BNP
Natriurese, natriuretisch: Ausscheidung von Natrium-Ionen mit dem Harn
NP: Natriuretisches Peptid, beinhaltet die körpereigenen natriuretischen Peptide ANP, BNP und CNP, sowie Teile davon, Varianten, Chimären, Analoga oder Homologa davon
NPRA: A-Type Natriuretic Receptor, Natriuretischer Peptidrezeptor A
NPRB: B-Type Natriuretic Receptor, Natriuretischer Peptidrezeptor B
pBNP: porcine BNP, porzines BNP, vom Schwein stammendes BNP Peptidischer Rezeptoragonist: Rezeptoragonist, bestehend aus einem Protein oder Peptid oder einer Verbindung eines Proteins oder Peptides mit einem Nichtpeptid
Rezeptoragonist: Stoff mit der Fähigkeit, einen Rezeptor zu aktivieren und somit eine Reaktion des Rezeptors auszulösen
Saline: 0,9% NaCl, physiologische Kochsalzlösung
Vasodilatation, vasodilatatorisch: Erweiterung der Blutgefäße, dadurch Senkung des Blutdrucks

Beschreibung des allgemeinen Gebietes der Erfindung
Derzeit sind drei verschiedene Familien von körpereigenen natriuretischen Peptiden bekannt, nämlich das Atrial Natriuretic Peptide (ANP), das Brain Natriuretic Peptide (BNP) und das C-Type Natriuretic Peptide (CNP). Die natriuretischen Peptide sind strukturell verwandte körpereigene Moleküle, welche im Wesentlichen natriuretische, diuretische und vasodilatatorische Aktivitäten aufweisen und somit eine wichtige Rolle in der Homöostase des Flüssigkeitshaushaltes sowie der Kontrolle des Blutdrucks spielen. Ebenso beeinflussen die natriuretischen Peptide die Freisetzung von cGMP und weisen dadurch eine direkte kardioprotektive Wirkung auf. Ebenso weisen die natriuretischen Peptide eine antihypertrophe (antifibrotische) Wirkung auf. Die einzelnen natürlich vorkommenden natriuretischen Peptide binden an verschiedenen Rezeptoren (natriuretische Peptidrezeptoren) und können dadurch verschiedene Wirkungen entfalten.
ANP, BNP und CNP weisen jeweils eine Aminosäureschleife auf, welche durch eine intramolekulare Disulfid-Brücke zwischen zwei Cystein-Aminosäuren gebildet wird, wobei ANP, BNP und CNP jeweils unterschiedlich lange C- und N-terminale Enden besitzen.
ANP bindet selektiv an dem Rezeptor NPRA und entfaltet dadurch eine direkte natriuretische Wirkung sowie eine Steigerung der Diurese und durch die vasodilatatorische Wirkung eine Senkung des Blutdrucks. Ebenso reduziert ANP die Freisetzung von Renin und Aldosteron, wodurch das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System gehemmt wird.
BNP bindet an dem Rezeptor NPRA und entfaltet dadurch eine direkte natriuretische Wirkung sowie eine Steigerung der Diurese und durch die vasodilatatorische Wirkung eine Senkung des Blutdrucks. BNP hat auch eine Renin-hemmende und positiv lusitrope Wirkung. BNP und das N-terminale Fragment des proBNP können auch zur Diagnostik und Prognosebeurteilung von Herzerkrankungen eingesetzt werden, in dem der Plasmaspiegel von BNP oder des N-terminalen Fragments des proBNP bei Patienten gemessen wird. Das natürlich vorkommende BNP besteht aus 32 Aminosäuren und wird deshalb auch als BNP1-32 bezeichnet.
CNP bindet an dem Rezeptor NPRB und fungiert als vasodilatatorisches und wachstumsinhibierendes Peptid, hat aber keine natriuretische Wirkung. Ebenso fördert CNP das Knochenwachstum.
Der Rezeptor NPRA und der Rezeptor NPRB werden durch unterschiedliche natriuretische Peptide stimuliert, wobei bei einer Vielzahl von Erkrankungen die Stimulation beider Rezeptoren gleichzeitig einen therapeutischen Effekt zeigt und daher extrem positiv ist.
Stand der Technik
Es sind die Aminosäurensequenzen der natürlich vorkommenden natriuretischen Peptide und die dafür kodierenden Nukleinsäuresequenzen bekannt.
Ebenso ist der Einsatz von natriuretischen Peptiden zur Behandlung einer Vielzahl von Erkrankungen bekannt. BNP und das N-terminale Fragment des proBNP werden zur Diagnostik von kardialen Erkrankungen verwendet.
BNP1-32 ist unter dem Handelsnamen Natrecor^® (Neseritide) in den USA erhältlich.
Nachteile des Standes der Technik
Die bekannten natriuretischen Peptide stimulieren jeweils nur einen der beiden Rezeptoren für natriuretische Peptide (NPRA oder NPRB. Das führt dazu, dass beim Einsatz eines der bekannten nativen Rezeptoragonisten es bei der regelmäßig vorkommenden Nach-Unten-Regulation des korrespondierenden Rezeptors zu einem Verlust der therapeutischen Wirksamkeit kommt.
Ebenfalls ist es für die Behandlung einer Vielzahl von Erkrankungen vorteilhaft, wenn beide Rezeptoren für natriuretische Peptide (NPRA und NPRB) gleichzeitig stimuliert werden, um eine verstärkte Wirksamkeit bei gleich bleibender Dosierung zu erreichen
Da keiner der bekannten Rezeptoragonisten beide Rezeptoren (NPRA und NPRB) gleichzeitig stimuliert, bieten die bekannten natriuretischen Peptide nur einen begrenzten therapeutischen Nutzen.
Aufgabe
Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung von Stoffen, welche effizienter am NPRA wirken können als das native BNP. Des Weiteren ist eine Aufgabe der Erfindung die Bereitstellung von Stoffen, die an den beiden natriuretischen Peptidrezeptoren A und B gleichzeitig binden und somit die gewünschten Wirkungen einer solchen Bindung in einer verbesserten Form ermöglichen.
Ebenso ist es eine Aufgabe der Erfindung, die erfindungsgemäßen Stoffe als Medikamente bei einer Vielzahl von Erkrankungen zu verwenden.
Lösung
Die Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst gemäß den Ansprüchen.
Durch die Bereitstellung eines neuen erfindungsgemäßen natriuretischen Peptides BNP1-30 sowie dessen Derivate, Homologa und Analoga stehen Rezeptoragonisten der natriuretischen Peptidrezeptoren zur Verfügung, welche sowohl an dem natriuretischen Peptidrezeptor A als auch an dem natriuretischen Peptidrezeptor B binden und damit eine Stimulation beider natriuretischen Peptidrezeptoren gleichzeitig ermöglichen. Darüber hinaus stimuliert das erfindungsgemäße Peptid BNP1-30 den natriuretischen Peptidrezeptor A signifikant stärker als das natürlich vorkommende BNP1-32, so dass die Verwendung der erfindungsgemäßen Rezeptoragonisten BNP1-30 zu einer größeren Blutdrucksenkung und Entlastung des Herzens bei gleicher Dosierung führt. Es konnte gezeigt werden, dass BNP1-30 in in vitro und in in vivo-Experimenten potenter ist als BNP1-32 und zu einer größeren Blutdrucksenkung und Entlastung des Herzens bei gleicher Dosierung führt.
Ausführungsbeispiele
Die Ausführungsbeispiele ergeben sich aus dem beigefügten Sequenzprotokoll SEQ ID NO: 1–3.
Ausführungsbeispiel 1:
Das natriuretische Peptid hBNP1-30 mit der Aminosäurensequenz SPKMV QGSGC FGRKM DRISS SSGLG CKVLR und einer Disulfidbrücke zwischen den beiden Cystein-Aminosäuren an Position 10 und 26 sowie dessen Derivate, Homologa und Analoga.
Ausführungsbeispiel 2:
Das natriuretische Peptid mBNP1-30 mit der Aminosäurensequenz NSKVT HISSC FGHKI DRIGS VSRLG CNALK und einer Disulfidbrücke zwischen den beiden Cystein-Aminosäuren an Position 10 und 26 sowie dessen Derivate, Homologa und Analoga.
Ausführungsbeispiel 3:
Das natriuretische Peptid pBNP1-30 mit der Aminosäurensequenz SPKTM RDSGC FGRRL DRIGS LSGLG CNVLR und einer Disulfidbrücke zwischen den beiden Cystein-Aminosäuren an Position 10 und 26 sowie dessen Derivate, Homologa und Analoga.
Erläuterungen zu den Figuren
1 zeigt das Ergebnis der Blutdruckmessungen aus 3 Gruppen von Mäusen denen jeweils Saline, BNP1-32 oder BNP1-30 gespritzt wurden. Auf der y-Achse ist die Veränderung des Blutdrucks in mmHg abgezeichnet. Der Graph zeigt, dass der Blutdruck bei der Injektion von BNP1-32 und BNP1-30 gegenüber der Kontrollgruppe, die nur Saline erhielt, sinkt. BNP1-30 senkt dabei den Blutdruck in höherem Maß als BNP1-32, was statistisch signifikant ist. Zur Kontrolle wurden die cGMP-Werte im Plasma dieser Tiere gemessen, was im zweiten Graphen abgebildet ist. cGMP entsteht durch die Stimulation der natriuretischen Petidrezeptoren durch natriuretische Peptide und ist wesentlich an der Gefäßrelaxation durch natriuretische Peptide beteiligt. Damit ist die Generation an cGMP ein Maß für die biologische Aktivität der Peptide. Auf der y-Achse ist die Konzentration an cGMP in pmol/ml abgezeichnet. Durch die Stimulation mit BNP1-32 und BNP1-30 sind erhöhte cGMP Werte messbar im Vergleich zur Saline-Gruppe. Die Stimulation durch BNP1-30 führt zur einer signifikant erhöhten Bildung von cGMP gegenüber BNP1-32.
2 zeigt die Aktivitätsmessung verschiedener natriuretischer Peptide gegenüber natriuretischen Peptidrezeptoren in Zellen. Auf der y-Achse ist die Konzentration an cGMP in pmol/ml abgezeichnet. cGMP entsteht durch die Stimulation der Rezeptoren durch natriuretische Peptide. Damit ist die Generation an cGMP ein Maß für die biologische Aktivität der Peptide. Für dieses Experiment wurden Humane Embryonale Nieren (HEK293)-Zellen mit dem NPRA oder NPRB transfiziert, sodass diese Zellen den jeweiligen Rezeptor überexprimieren. Nach Stimulation mit dem jeweiligen Peptid wurde die cGMP-Konzentration gemessen. Im ersten Graphen ist zu sehen, dass ANP und BNP1-32, wie in der Literatur beschrieben, den NPRA stimulieren, was zur Bildung von cGMP führt. Auch der BNP-Metabolit BNP1-30 ist dazu fähig und zeigt im Trend eine höhere Stimulation als BNP1-32. Im zweiten Graphen ist zu sehen, dass BNP1-32 den NPRB nicht stimulieren kann, wie ebenfalls aus der Literatur bekannt. BNP1-30 zeigt signifikante biologische Aktivität am NPRB.

Es folgt ein Sequenzprotokoll nach WIPO St. 25. Dieses kann von der amtlichen Veröffentlichungsplattform des DPMA heruntergeladen werden.

Claims

Rezeptoragonisten, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine Aktivität ausgewählt unter Vasodilatation, Natriurese, Diurese, Renin-supprimierende Aktivität, antihypertrophische (antifibrotische) Aktivität und Beeinflussung des Second Messengers cGMP besitzen.
Rezeptoragonisten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie peptidische Rezeptoragonisten sind.
Rezeptoragonisten nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Aminosäurensequenz gemäß SEQ ID NO: 1–3 aufweisen oder Derivate, Homologa oder Analoga dazu sind.
Rezeptoragonisten nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Cystein-Aminosäuren an Position 10 und 26 durch eine Disulfidbrücke verbunden sind.
Nukleinsäuresequenzen, dadurch gekennzeichnet, dass sie für die im Anspruch 3 beschriebenen Rezeptoragonisten kodieren.
Eine pharmazeutische Zubereitung, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen Rezeptoragonisten gemäß Anspruch 1 enthält.
Eine pharmazeutische Zubereitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Diagnostik, Prävention und/oder Therapie von Erkrankungen eingesetzt wird, die mit einem erhöhten extrazellulären Flüssigkeitsvolumen einhergehen, oder bei denen der Second Messenger cGMP protektive Eigenschaften entwickelt oder bei denen ein antihypertropher (antifibrotischer) Effekt gewünscht ist.
Eine pharmazeutische Zubereitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Diagnostik, Prävention und/oder Therapie einer kongestiven Herzerkrankung, einer koronaren Herzerkrankung, einer organischen und funktionellen vaskulären Störung, eines Nephrotischen Syndroms, einer Bluthochdruckerkrankung, einer hypertrophen Kardiomyopathie, eines Myokardinfarktes, eines akuten Lungenschadens, einer erektilen Dysfunktion, einer primären oder sekundären Fibrose, einer Leberzirrhose, einer Lungenfibrose oder zur Verbesserung der Arterien-, Venen- und Kapillar-Durchblutung eingesetzt wird.
Eine pharmazeutische Zubereitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Diagnostik, Prävention und/oder Therapie von Erkrankungen nach Anspruch 7 bei Säugetieren eingesetzt wird.
Eine pharmazeutische Zubereitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Diagnostik, Prävention und/oder Therapie von Erkrankungen nach Anspruch 7 bei Menschen eingesetzt wird.
Die Verwendung einer pharmazeutischen Zubereitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Diagnostik, Prävention und/oder Therapie von Erkrankungen nach Anspruch 7 bei Säugetieren eingesetzt wird.
Die Verwendung einer pharmazeutischen Zubereitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Diagnostik, Prävention und/oder Therapie von Erkrankungen nach Anspruch 9 bei Menschen eingesetzt wird.