DE3883374T2

DE3883374T2 - Acylatiertes uridin und cytidin und deren verwendungen.

Info

Publication number: DE3883374T2
Application number: DE88909932T
Authority: DE
Inventors: Michael Bamat; Borstel Reid Von
Original assignee: Pro Neuron Inc
Current assignee: Wellstat Therapeutics Corp
Priority date: 1987-10-28
Filing date: 1988-10-27
Publication date: 1993-12-09
Anticipated expiration: 2008-10-28
Also published as: JP2894610B2; EP0339075A4; IN167680B; JPH02500372A; IL88208A0; EP0339075A1; JP2001192335A; JPH07228535A; WO1989003837A1; CA1321994C; ZA89232B; JP3474073B2; US5583117A; IL88208A; EP0339075B1; DE3883374D1; JP2006137772A; HK1005740A1; AU2789989A; JP2008019268A

Description

Die vorliegende Anmeldung ist eine Continuation-in-Part-Anmeldung der Patentanmeldung in den Vereinigten Staaten mit der S. N. 115,929, eingereicht am 28. Oktober 1987. Die Offenbarung dieser Anmeldung wird durch die Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung übernommen.
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Acylderivate von Cytidin und Uridin und die Verwendung dieser Derivate zur Abgabe exogener Ribonucleoside an tierisches Gewebe. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung die Acylderivate von Cytidin und Uridin und die Verwendungen dieser neuen Derivate zur Abgabe dieser Ribonucleoside an tierisches Gewebe und zur Unterstützung metabolischer Funktionen der Zellen hierdurch. Die neuen Acylderivate und deren Mischungen können verwendet werden, um eine Vielzahl von physiologischen und pathologischen Zuständen zu behandeln oder diese zu verhindern, einschließlich der Behandlung von Erkrankungen oder Schädigungen der Leber, Störungen des cerebrovasculären Systems, Syndrom von Atemleiden, Schäden des Herzens und anderen klinischen Zuständen.
Es gibt viele physiologische und pathologische Zustände von tierischem Gewebe, bei denen die Zufuhr exogener Ribonucleoside nützliche therapeutische Anwendungen aufweisen kann. In einer Zahl von physiologischen und pathologischen Zuständen wurde gezeigt, daß die Verabreichung von RNA, Nucleotiden oder einzelnen Nucleosiden oder Mischungen von Nucleosiden an ein Tier die natürlichen Erneuerungsprozesse der beeinträchtigten Zellen verbessert. Es gibt viele wichtige Stoffwechselreaktionen, die üblicherweise funktionell unter dem Sättigungspunkt ablaufen und durch die Verfügbarkeit entweder von Substraten oder von Cofaktoren im Ablauf begrenzt sind. Derartige die Geschwindigkeit begrenzende Verbindungen sind entweder essentielle Bestandteile der Nahrung oder werden von Grund auf im Körper synthetisiert. Unter Zuständen von Gewebetrauma, Infektionen oder einer Anpassung an physiologischen Bedarf, insbesondere wenn Prozesse der cellulären Erneuerung oder Regeneration aktiviert werden, kann die optimale Nährstoffumgebung, durch biochemische Umgebung oder hormonelle Umgebung zur Förderung einer derartigen Erneuerung ganz verschieden von Erfordernissen bei normaler Funktion von Zelle und Gewebe sein. In solchen Fällen kann ein therapeutischer Nutzen daraus abgeleitet werden, geeignete, den Bedingungen angepaßte, essentielle Nährstoffe wie beispielsweise Ribonucleoside oder Metaboliten bereitzustellen, die in Mengen benötigt werden, die üblicherweise aus einer normalen Nahrung nicht verfügbar sind. Das therapeutische Potential für diese Strategie, unmittelbar die Stoffwechselfunktion von beschädigtem oder krankem Gewebe zu unterstützen, wurde in der derzeit praktizierten medizinischen Praxis noch nicht realisiert.
Auf cellulärem Organisationsniveau existieren besondere Reaktionen des Stoffwechsels auf Trauma, die in einer Vielzahl von Geweben in die Prozesse der Erneuerung, Regeneration oder Anpassung von Geweben an geänderte funktionelle Erfodernisse involviert sind. Die meisten Prozesse der Schädigung oder Erneuerung von Gewebe sind durch einen erheblichen Anstieg der Aktivität des Hexosemonophosphat-Weges des Glucosestoffwechsels begleitet.
Der Hexosemonophosphat-Weg ist der Weg zur Bildung von Pentosezuckern, z. B. Ribose, die für die Nucleotid- und Nucleinsäuresynthese erfoderlich sind. Die Verfügbarkeit von Ribose ist in den meisten physiologischen oder pathologischen Zuständen geschwindigkeitsbestimmend für die Nucleotidsynthese. Eine schnelle Produktion von Nucleotiden zur Synthese von Nucleinsäuren und von von Nucleotiden abgeleiteten Cofaktoren (wie beispielsweise Cytidindiphosphocholin (CDP-Cholin) oder Uridindiphosphoglucose (UDPG)) ist essentiell für Prozesse der Gewerbeerneuerung und Zellproliferation. Wenn auch Nucleotide von Grund auf von einfacheren Nährstoffbausteinen synthetisiert werden, so daß im Bereich der Nahrung kein absolutes Erfordernis für unmittelbare Nucleotidvorstufen besteht, kann es passieren, daß viele Gewebe keine optimale Kapazität der Nucleotidsynthese aufweisen, insbesondere während der Gewerbeerneuerung oder Zellproliferation.
Es ist möglich, die beschränkte Kapazität des Hexosemonophosphat-Syntheseweges durch Bereitstellung vorgebildeter Ribonucleoside unmittelbar in Gewebe zu umgehen, wo sie über die "Ersatzwege (salvage passways)" der Nucleotidsynthese den Nucleotidpools zugeführt werden.
Es ist auch möglich, daß Pyrimidinribonucleoside therapeutische Einflüsse über Mechanismen ausüben können, die nicht mit der Unterstützung der Nucleotidbiosynthese zusammenhängen.
Die Wirkungen der Verabreichung von Pyrimidinnucleosiden und insbesondere der Verabreichung von Uridin und Cytidin auf eine Vielzahl von physiologischen und pathologischen Zuständen in Versuchstieren, isolierten Geweben und - in gewissem Ausmaß - auch in Menschen wurden extensiv untersucht. Die Untersuchungen werden nachfolgend zusammengefaßt.

(1) Herz

In isolierten Rattenherzen, die einer Ischämie bei geringem Durchfluß unterworfen wurden, induzierte eine Reperfusion mit Uridin eine Wiederherstellung der myocardialen ATP- Konzentration, des Gesamt-Adeninnucleotidgehalts, der Uridinnudeotid-Konzentrationen und des Glykogengehalts. Es war berichtet worden, daß eine Ischämie zu einem Zusammenbruch der Konzentrationen an Kreatininphosphat, ATP, Uridinnucleotiden und Glykogen führt; vgl. Aussedat, J., Cardiovasc. Res., 17, Seiten 145 bis 151 (1983).
In einer damit zusammenhängenden Untersuchung wurde gefunden, daß die Perfusion isolierter Rattenherzen mit Uridin zu einer konzentrationsabhängigen Erhöhung des myocardialen Uracilnucleotidgehalts führte. Im Anschluß an eine Ischämie bei niedrigem Durchfluß wurde die Geschwindigkeit der Aufnahme von Uridin um das Zweifache erhöht; vgl. Aussedat, J., et al., Mol. Physiol., 6, Seiten 247 bis 256 (1984).
In einer anderen Studie wurde Isoproterenol an Ratten verabreicht, bei denen die Glykogenspeicher des Herzens erschöpft waren und die Myocardkonzentrationen an UTP und UDP-Glucose verringert waren. Trotz der spontanen Wiedereinstellung der Myocard- UTP-Konzentrationen blieben die Werte der Konzentrationen an UDP-Glucose erniedrigt, bis Uridin oder Ribose verabreicht wurden. Eine über längere Zeit erfolgende intravenöse Infusion von Ribose oder Uridin führte zu einer Wiederherstellung von Glykogen im Myocard. Es kann also eine Kompartimentierung von Uridinnucleotiden im Herzen erfolgen, wobei die Ausgangsmengen der Stoffe hierfür unterschiedlich über den Ersatzweg oder von Grund auf erfolgende Wege der Pyrimidinsynthese zugeführt werden; vgl. Aussedat, J., et al., J. Physiol., 78, Seiten 331 bis 336 (1982).
Die Wirkungen von Nucleosiden bei einem akuten Versagen des linken Ventrikels in einem isolierten Hundeherz wurde untersucht von Buckley, N. M., et al., Circ. Res., 7, Seiten 847 bis 867 (1959). Ein Versagen des linken Ventrikels wurde in isolierten Hundeherzen durch Erhöhung des Aortadrucks induziert. In diesem Modell wurde gefunden, daß Guanosin, Inosin, Uridin und Thymidin positive inotrope Stoffe sind, während Cytidin und Adenosin negativ inotrop waren.
Es wurde außerdem gefunden, daß Natriumuridinmonophosphat (UMP) und Kaliumorotat die Widerstandsfähigkeit eines Tieres gegenüber nachfolgender, durch Adrenalin induzierter Myocardnecrose erhöhen. Diese Verbindungen reduzierten die Mortalität und verbesserten die Myocardfunktion wie mit Hilfe von ECG-Aufzeichnungen, gefundenen biochemischen Daten und dem relativen Gewicht des Herzens beurteilt wurde. Eine intravenöse Verabreichung von UMP ergab eine stärkere prophylaktische Wirkung als sie mit Kaliumorotat erreicht wurde; vgl. Kuznetsova, L. V., et al., Farmakol. Toksikol., 2, Seiten 170 bis 173 (1981).
Es wurde berichtet, daß in einer Studie der Wirkungen von Hypoxie auf isolierte Kaninchenherzen die Myocardleistung abfiel, während die Glucoseaufnahme bei Glykolyse, Glykogenolyse und Zusammenbruch der Konzentration von Adeninnucleotiden anstieg. Eine Verabreichung von Uridin erhöhte die Myocardleistung, die Glucoseaufnahme sowie die Glykolyse und verringerte auch das Verschwinden von Glykogen und Adeninnucleotiden aus Herzen, die von Hypoxie befallen waren. Die Gabe von Uridin erhöhte auch die Glucoseaufnahme, die Glykolyse und die Konzentrationen von ATP und Glykogen sowie die Myocardleistung in mit Propranolol behandelten Herzen; vgl. Kypson, J., et al., J. Mol. Cell. Cardiol., 10, Seiten 545 bis 565 (1978).
In einer Studie der Pyrimidinnucleotidsynthese aus exogenem Cytidin im isolierten Rattenherzen erhöhten sich die Cytosinnucleotid-Konzentrationen im Myocard signifikant bei Zufuhr von Cytidin über 30 Minuten. Das meiste Cytidin wurde als Teil von Cytosinnucleotiden und Uracilnucleotiden wiedergefunden. Nur sehr wenig Cytidin, das aufgenommen worden war, wurde in Uridinnucleotide umgewandelt. Diese Ergebnisse legen nahe, daß die Cytidinaufnahme eine wichtige Rolle im Cytosinnucleotid-Stoffwechsel im Myocard spielen kann; vgl. Lortet, S., et al., Basic Res. Cardiol., 81, Seiten 303 bis 310 (1986).
Gemäß einer weiteren Studie wurde eine Myocardermüdung durch wiederholte kurze Ligationen der aufsteigenden Aorta erzeugt. Eine intravenöse Verabreichung einer aus Uridin und Inosin nach der fünften von derartigen Ligationen stoppte zeitweise die Entwicklung der Ermüdung im Myocard. Eine Vorbehandlung mit einer nicht offenbarten Menge von Uridin verhinderte die Verringerung des maximalen Drucks auf die Aortaligation, die zwei Stunden nach einer Aortastenose beobachtet wurde; vgl. Meerson, F. C. in Tr. Vseross. S'ezda Ter., Myasnikov, A. L. (Hersg.), Meditsina (Publisher), Moskau, Seiten 27 bis 32 (1966).
Gemäß einer weiteren Untersuchung wurde die Verwendung von Glucose und Uridin zur Regelung der Kontraktibilitäts- und Dehnbarkeitsstörungen in nicht ischämisch gemachten Kompartimenten des Herzens nach einem Myocardinfarkt studiert. Es wurde berichtet, daß die Kontraktibilitäts- und Dehnbarkeitsdefizite auf die verzögerte sympathetische nervöse Aktivität zurückzuführen sind. Der Zusatz von Glucose oder Uridin in vitro stellte die Kontraktibilität und Dehnbarkeit des isolierten Atriumgewebes wieder her; vgl. Meerson, F. Z., et al., Kardiologiya, 25, Seiten 91 bis 93 (1985).
Trotz der oben zitierten Ergebnisse, die an isolierten Herzen oder an in situ-Organpräparationen beobachtet wurden, wurde bisher nicht gezeigt, daß die Verabreichung von Uridin an intakte (d. h. lebende und frei umherlaufende) Tiere nützlich ist. Während in "Eliseev, V. V., et al., Khim-Farm. Zh., 19, Seiten 694 bis 696 (1985) (CA 103:82603k)" offenbart wird, daß Uridin-5'-monophosphat eine Schutzwirkung auf Ratten mit durch Adrenalin induzierter Myocarddystrophie hat, wurde gefunden, daß Uridin relativ unwirksam ist. Außerdem wurde von "Williams, J. F., et al., Aust. N. Z. J. Med., 6 (Suppl. 2), Seiten 60 bis 71 (1976)" offenbart, daß bei Ratten, bei denen sich eine Hypertrophie des Herzens entwickelt, kein Unterschied bei mit Uridin behandelten Ratten verglichen mit solchen bestand, die als Kontrolltiere dienten. Es wurde also außer bei Ratten, die eine kontinuierliche Uridininfusion erhielten (Aussedat et al., vgl. oben), keine nützliche Wirkung einer Uridinverabreichung auf die mit dem Herz verbundene Pathologie gezeigt.

(2) Muskeln

Es wurde auch gezeigt, daß eine Behandlung mit Uridin die Glucoseaufnahme und Glykogensynthese in isolierten Skelett- und Herzmuskeln erhöht; vgl. Kypson J., et al., Bioch. Pharmacol., 26, Seiten 1585 bis 1591 (1977). Es wurde gefunden, daß Uridin und Inosin die Glucoseaufnahme in einem isolierten Rattendiaphragmamuskel stimulieren. Nur Uridin erhöhte jedoch die Glykogensynthese. Beide Nucleoside inhibierten die Lipolyse in Adiposegewebe; vgl. Kypson, J., et al., J. Pharm. Exp. Ther., 199, Seiten 565 bis 574 (1976).

(3) Leber

Es wurde auch berichtet, daß die Verabreichung von Cytidin und Uridin wirksam bei der Verstärkung der Regeneration der Leber in Ratten ist, die akut mit Kohlenstofftetrachlorid vergiftet worden waren; vgl. Bushma, M. I., et al., Bull. Exp. Biol. Med., 88, Seiten 1480 bis 1483 (1980).
Es gibt eine Anzahl von Berichten, die die therapeutische Verabreichung von Nucleotiden und RNA betreffen. Die nützlichen Wirkungen von RNA oder Nucleotiden sind wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß sie durch Phosphatasen zu einzelnen Ribonucleosiden abgebaut werden. Beispielsweise verringerte eine Injektion von RNA aus dem Cytoplasma einer Rattenleber in Mäuse während einer chronischen Vergiftung mit CCl&sub4; die Sterblichkeit unter den Tieren. Außerdem verringerte sich die Anzahl der Nekrosepunkte, und die Zahl der interlobulären Bindegewebefasern in der Leber erhöhte sich. Ein Anstieg der mitotischen Aktivität der Leberzellen wurde ebenfalls beobachtet; vgl. Chernukh, A. M., et al., Bull. Exp. Biol. Med., 70, Seiten 1112 bis 1114 (1970).
Es wurde gefunden, daß eine Verabreichung von RNA, gemischten Nucleotiden oder Hydrocortison allein oder in verschiedenen Kombinationen die Tyrosin-alpha-Ketoglutarat- Aktivität in der Rattenleber erhöht. Eine Verabreichung von RNA oder Nucleotiden erhöhte die enzymatische Aktivität über das Niveau hinaus, das nach Verabreichung von Hydrocortison allein erreicht wurde. Die Autoren spekulierten, daß die RNA oder die Nucleotide über zwei Mechanismen wirken könnten, nämlich einerseits einen nicht spezifischen Streßeffekt, der durch eine Stimulation der Freisetzung von Nebennierensteroid vermittelt wird, oder andererseits durch Bereitstellung beschränkender Substratmengen für eine RNA-Synthese; vgl Diamondstone, T. I., et al., Biochim. Biophys. Acta, 57, Seiten 583 bis 587 (1962). In einer Studie an menschlichen Patienten mit Leberzirrhose verbesserte eine Verabreichung von Cytidin und Uridin die Insulinempfindlichkeit bei dem zirrhotischen Patienten, hatte jedoch keine Wirkung auf die Insulinempfindlichkeit bei Patienten ohne Lebererkrankung; vgl. Ehrlich, H., et al., Metabolism, 11, Seiten 46 bis 55 (1962).
Bei einer Studie der Wiederherstellung der Leber nach einem mechanischen Trauma wurde ein schneller, verzögerter Anstieg des RNA-Gehalts von Zellen an der Grenze des experimentell induzierten Traumas beobachtet. Die Konzentrationen an DNA in dem traumatisierten Bereich begannen am dritten Tag nach der Verletzung anzusteigen und stiegen weiter bis zum zehnten Tag an. Im Gegensatz dazu zeigte eine diabetische Rattenleber nur schwache RNA- und DNA-Gehalte. Anstiege im Gehalt an RNA und DNA in dem Gewebe um die traumatisierte Stelle herum waren verzögert und stark reduziert, bezogen auf nichtdiabetische Lebern. Das Versagen der RNA-Synthese, das eine schlechte Wundheilung in der diabetischen Leber veranlaßt, wurde der mangelhaften Aktivität des Hexosemonophosphatwegs des Glucosestoffwechsels zugeschrieben, wie er bei Diabetikern beobachtet wird; vgl. Shah, R. V., et al., J. Anim. Morphol. Physiol., 25, Seiten 193 bis 200 (1978) und Shah, R. V., et al., J. Anim. Morphol. Physiol., 21, Seiten 132 bis 139 (1974).
In einer weiteren Untersuchung wurde gefunden, daß die Verfügbarkeit von UDPG unter bestimmten Bedingungen geschwindigkeitsbestimmend für die Glykogensynthese in der Leber ist. Wenn in Kultur gehaltene Hepatocyten mit Uridin inkubiert wurden, ergab sich ein Anstieg des Einbaus von Glucose in Glykogen, und die Uridinnucleotid-Vorratsmengen im Gewebe wurden ausgedehnt. Wenn man bei der Inkubationsmischung Uridin wegließ, fielen die Konzentrationen an UTP und UDPG während der Inkubationszeit von einer Stunde auffallend ab; vgl. Songu, E., et al., Metabolism, 30, Seiten 119 bis 122 (1981). In einer Studie an Patienten mit alkoholbedingter Hepatitis wurde eine nützliche Wirkung von Uridindiphosphoglucose bei intramuskulärer oder intravenöser Verabreichung an biochemischen Parametern wie auch physiologischen und psychologischen Symptomen gefunden. Pyrimidinnucleoside sind also wirksam bei der Behandlung einiger Formen pathologischer Erkrankungen der Leber.

(4) Diabetes

Nucleoside sind auch nützlich zur Behandlung von Diabetes. Bei experimentell induzierter Diabetes wird die RNA-Synthese in einer Anzahl von Geweben verringert. Es wurde gefunden, daß die Verabreichung von Natriumribonucleat auf oralem Wege die Geschwindigkeit der RNA-Biosynthese in Geweben diabetischer Ratten erhöht; vgl. Germanyuk, Y. L., et al., Farmakol. Toksikol., Seiten 50 bis 52 (1979). Diese Wirkung ist wahrscheinlich ein Ergebnis der Hydrolyse des verabreichten RNA unter Erhalt einzelner Ribonucleotide und/oder Ribonucleoside. Das Versagen der RNA-Synthese in der diabetischen Rattenleber wurde der mangelhaften Aktivität des Hexosemonophosphatwegs des Glucosestoffwechsels bei Diabetes zugeschrieben; vgl. Shah, R. V., et al., J. Anim. Morphol. Physiol., 25, Seiten 193 bis 200 (1978).

(5) Phospholipid-Biosynthese

Cytidinnucleotide wurden in die Phospholipid-Biosynthese einbezogen. Beispielsweise offenbaren "Trovarelli, G., et al, Neurochemical Research, 9, Seiten 73 bis 79 (1984)", daß bei intraventricularer Verabreichung von Cytidin in das Gehirn von Ratten ein meßbarer Anstieg der Konzentrationen aller Nucleotide, nämlich CDP-Cholin, CDP-Ethanolamin und CMP, auftrat. Die Autoren stellen fest, daß die niedrige Konzentration freier Cytidinnucleotide in Nervengewebe wahrscheinlich die Geschwindigkeit der Phospholipid-Biosynthese beschränkt.

(6) Gehirn

Es wurde auch berichtet, daß eine Verabreichung von Cytidin und Uridin wirksam bei der Behandlung verschiedener neurologischer Zustände in Tieren ist. Beispielsweise offenbaren "Dwivedi et al., Toxicol., Appl. Pharmacol., 31, Seite 452 (1978)", daß Uridin bei Verabreichung durch intraperitoneale Injektion in Mäuse ein wirksames anticonvulsiv wirkendes Mittel ist, das starken Schutz gegen experimentell induzierte Anfälle verleiht.
"Geiger et al, J. Neurochem., 1, Seite 93 (1956)" offenbaren, daß der funktionelle Zustand von vom Blutkreislauf isolierten Katzenhirnen, die mit gewaschenen Rindererythrocyten perfundiert wurden, die in physiologischer Kochsalzlösung suspendiert waren, nur für etwa eine Stunde normal blieb. Wenn entweder die Leber des Tieres in den Perfusionskreislauf eingeschlossen wurde, oder Cytidin und Uridin dem Perfusat zugesetzt wurden, blieb der funktionelle Zustand des Gehirns jedoch für wenigstens vier bis fünf Stunden gut. Die Gegenwart von Cytidin und Uridin führte dazu, daß der cerabrale Kohlenhydrat- und Phospholipidstoffwechsel zur Normalisierung neigte. Die Autoren schlagen vor, daß das Gehirn von einer zuverlässigen Zufuhr von Cytidin und Uridin abhängig ist, die vielleicht normalerweise durch die Leber geliefert werden.
In "Sepe, Minerva Medica, 61, Seite 5934 (1970)" wird die Wirkung täglicher intramuskulärer Injektionen von Cytidin und Uridin bei neurologischen Patienten offenbart, von denen die meisten an cerebrovasculären Störungen leiden. Nützliche Ergebnisse wurden insbesondere im Hinblick auf eine Herstellung motorischer Funktionen und bei Erholung nach einem Cranialtrauma erreicht. Es wurden keine unerwünschten Nebenwirkungen beobachtet.
In "Jann et al., Minerva Medica, 60, Seite 2092 (1969)" wird eine Studie an Patienten mit einer Vielzahl neurologischer Störungen offenbart, die täglich mit intramuskulären Injektionen von Cytidin und Uridin behandelt wurden. Nützliche Wirkungen wurden insbesondere bei cerebrovasculären Störungen einschließlich motorischer Funktionen und mentaler Effizienz erhalten. Es wurden keine unerwünschten Nebenwirkungen beobachtet.
In "Monticone et al., Minerva Medica, 57, Seite 4348 (1966)" wird eine Studie an Patienten mit einer Vielzahl von Enzephalopathien offenbart, die mit täglichen intramuskulären Injektionen von Cytidin und Uridin behandelt wurden. Nützliche Wirkungen wurden bei den meisten Patienten gefunden, insbesondere bei denjenigen mit cerebrovasculären Störungen oder Multipler Sklerose. Es wurden keine unerwünschten Nebenwirkungen beobachtet.
Ein Verfahren, das bisher bereits in der Praxis zur Einführung von Cytidinequivalenten in Patienten angewendet wurde, ist die Verabreichung von Cytidindiphosphocholin (CDP- Cholin). Cytidindiphosphocholin ist eine Zwischenstufe bei der Biosynthese von Phosphatidylcholin (Lecithin) und wird therapeutisch in Europa und Japan (unter Bezeichnungen wie "Somazina", "Nicholin" und "Citicholin") zur Behandlung einer Vielzahl von Störungen eingesetzt. Eine therapeutische Wirksamkeit bei pathologischen Störungen des Nervensystems einschließlich Gehirnödemen, Cranialtrauma, cerebraler Ischämie, chronischen cerebrovasculären Krankheiten und Parkinson'scher Krankheit ist dokumentiert. Man nimmt an, daß der den pharmakologischen Wirkungen dieser Verbindung zugrundeliegende Mechanismus die Unterstützung der Phospholipidsynthese, die Wiederherstellung der biochemischen "Energieladung" des Gehirns oder eine mögliche Wirkung auf die Neurotransmitterfunktion (insbesondere die Dopaminfunktion) einschließt.
Eine Untersuchung des Verbleibs von CDP-Cholin im Anschluß an seine Verabreichung an Tiere oder Menschen zeigt an, daß diese Verbindung relativ schnell unter Erhalt von Cytidin, Cholin und Phosphat abgebaut wird. Nach oraler Verabreichung tritt kein intaktes CDP-Cholin in den Kreislauf ein, obwohl die Konzentrationswerte von Cytidin und Cholin im Plasma ansteigen. Nach intravenöser Verabreichung tritt innerhalb etwa 30 Sekunden ein Abbau zu Cytidin und Cholin ein. Daher ist es schwierig, die therapeutischen Effekte von exogenem CDP-Cholin dem Eintritt dieser Verbindung unmittelbar in den Zellstoffwechsel zuzuschreiben.
Therapeutischer Nutzen bei cerebralen pathologischen Zuständen ähnlich demjenigen, wie er mit CDP-Cholin erhalten wurde, wurde im Anschluß an die Verabreichung von Cytidin und Uridin an Menschen und Versuchstiere erhalten. Es scheint daher, daß CDP-Cholin eher als unwirksames, teures "Vorstufenmittel" für Cytidin dient, dessen Verwendung den Transport von Cytidin zu Zielgeweben im Vergleich mit der Verabreichung von Cytidin selbst vielleicht eher hindert als verstärkt.
Die Verabreichung von Cholin selbst führt nicht zu dem therapeutischen Nutzen, wie er nach Verabreichung entweder von Cytidin oder CDP-Cholin erhalten wurde. Es wäre daher vorteilhaft, Verfahren zur Abgabe von Cytidin an das Gehirn zu entwickeln, die weniger kostenträchtig sind und/oder wirksamer sind als die Verabreichung von CDP-Cholin oder Cytidin selbst.
Es ist ebenfalls gezeigt worden, daß Uridindiphosphoglucose, Uridindiphosphoglucuronsäure und Uridindiphosphat bestimmte Bereiche der Leberfunktion verbessern. Da derartige phosphorylierte Verbindungen, sowie CDP-Cholin, im allgemeinen dephosphoryliert werden müssen, bevor sie in Zellen eintreten, sollte die Verabreichung von Uridin oder von Derivaten des Uridins eine erhebliche Verbesserung gegenüber der Verwendung von phosphorylierten Pyrimidinderivaten darstellen, und zwar sowohl im Hinblick auf die Effizienz als auch im Hinblick auf die Kosten.

(7) Immunologisches System

Cytidin und Uridin können auch wichtige Einflüsse auf die Funktion des Immunsystems haben. In "Kochergina et al., Immunologiya 0 (5), Seiten 34 bis 37 (1986)" wird offenbart, daß eine Verabreichung von entweder Cytidin-5'-monophosphat oder Uridin-5'-monophosphat an Mäuse gemeinsam mit einem Antigen (rote Blutzellen von Schafen) zu einer erheblichen Verstärkung der tumoralen Immunantwort auf eine nachfolgende Herausforderung mit dem Antigen führt, verglichen mit der Antwort bei Tieren, die nur mit dem Antigen behandelt wurden. Es wurde berichtet, daß die verstärkte Antwort der T-Helfer- Lymphozyten diesem Phänomen zugrundeliegt. Cytidin oder Uridin können also als Helferstoffe bei der Verbesserung der Wirksamkeit von Impfstoffen, bei der Verbesserung der Antwort des Immunsystems bei einem immungeschwächten Patienten oder zur Modifikation der Immunantwort bei Versuchstieren nützlich sein.
In "Van Buren, et al., Transplantation, 40, Seiten 694 bis 697 (1985)" wird offenbart, daß in der Nahrung vorhandene Nucleotide für die normale Funktion von T-Lymphozyten notwendig sind. Es wurde jedoch der Einfluß von Mengen in der Nahrung vorhandener oder parenteral verabreichter Nucleotide oder Nucleoside, die über den normalen Mengen liegen, nicht bewertet.
In vivo wird exogenes Uridin selbst in großem Umfang katabolisiert und nicht aufgenommen und zur Nucleotidsynthese verwendet. In "Gasser, T., et al., Science, 213, Seiten 777 bis 778 (1981)" wird offenbart, daß die isolierte, einer Perfusion unterliegende Rattenleber mehr als 90 % des infundierten Uridins bei einer einzigen Passage abbaut. Ein großer Teil des von der Leber in die Hauptvene freigesetzten Uridins resultiert aus dem Abbau von Lebernucleotiden, die von Grund auf und nicht aus durch die Arterie geliefertem Uridin synthetisiert werden. Dies erklärt die schlechte Nutzung von verabreichtem Uridin in peripheren Geweben.
Beispielsweise wird in "Klubes, P., et al., Cancer Chemother. Pharmacol., 17, Seiten 236 bis 240 (1986)" offenbart, daß nach oraler Verabreichung von 350 mg/kg Uridin in Mäusen die Plasmakonzentrationen an Uridin nicht gestört waren. Im Gegensatz dazu stiegen die Plasmakonzentrationen an Uracil, einem Abbauprodukt von Uridin, schlagartig auf 50 Mikro an, fielen dann ab und kehrten nach vier Stunden auf den Normalwert zurück. Ein Anstieg der Plasma-Uridinkonzentration wurde nur nach oraler Verabreichung hoher Dosen von Uridin (3.500 mg/kg) beobachtet. Solche Dosen wären jedoch viel zu hoch für einen erwachsenen Menschen, da sie eine Menge von etwa 200 g pro Dosis ausmachen würden.
Eine neue Strategie zur Verbesserung der Bioverfügbarkeit von Cytidin oder Uridin nach oraler oder parenteraler Verabreichung besteht darin, Derivate von Cytidin oder Uridin zu verabreichen, die insbesondere Substituenten enthalten, die die pharmakokinetischen oder pharmazeutischen Eigenschaften dieser Nucleoside wie beispielsweise ihren Transport durch biologische Membranen hindurch verbessern. Bei richtiger Wahl der Substituenten, von denen Acylsubstituenten die besten sind, wäre die Folge eine enzymatische oder chemische Rückumwandlung in Cytidin oder Uridin im Anschluß an die Verabreichung.
Bestimmte acylierte Uridin- und Cytidinderivate sind per se bekannt. So werden von Honjo et al. im britischen Patent Nr. 1,297,398 N&sup4;,O2',O3',O5'-Tetraacylcytidine und ein Verfahren zu ihrer Herstellung beschrieben. Die Acylsubstituenten sind Substituenten, die von Fettsäuren abgeleitet sind, die 3 bis 18 Kohlenstoffatome aufweisen.
In "Beranek, et al., Collection Czechslovak Chem. Commun., Band 42, Seiten 366 bis 369 (1977)" wird die Herstellung von 2',3',5'-Tri-O-acetylcytidinhydrochlorid aus Cytidin durch Umsetzung mit Acetylchlorid in Essigsäure beschrieben.
In "Sasaki, et al., Chem. Pharm. Bull., Band 15 (1967)" wird die Acetylierung von Cytidin mit Essigsäureanhydrid unter Bildung von N&sup4;-Acetylcytidin, 5'-O-Acetylcytidin und N&sup4;,5'- O-Diacetylcytidin neben anderen Verbindungen beschrieben.
Das US-Patent Nr. 4,022,963 (Deutsch) beschreibt Verfahren zur Acetylierung aller Hydroxylgruppen im Zuckerteil einiger Nucleoside, die Uridin einschließen, durch ein Verfahren, das den Zusatz eines Überschusses von Essigsäureanhydrid einschließt.
In "Samoileva, et al., Bull. Acad. Sci. USSR Div. Chem. Sci., Band 30, Seiten 1306 bis 1310 (1981)" wird ein Verfahren zur Synthese von Aminoacyl- oder Peptidylderivaten von Cytidin oder Cytidinmonophosphat unter Verwendung unlöslichen polymeren N-Hydroxysuccinimids beschrieben. N&sup4;-BOC-Alanylcytidin wurde hergestellt. Die Aminoacylderivate von Cytidin wurden als Sonden zur Untersuchung der Funktion von Nucleasen synthetisiert.
Die japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 51,019,779 und 81,035,196 (übertragen auf Asahi Chemical Ind. KK) beschreiben Verfahrensweisen zur Herstellung von N&sup4;-Acylcytidinen durch Umsetzung von Cytidin mit Säureanhydriden, die von Fettsäuren abgeleitet sind, die 5 bis 46 Kohlenstoffatome enthalten. Man sagt, daß die Produkte lipophile, ultraviolette Strahlung absorbierende Mittel sind und auch nützlich sind als Ausgangsstoffe bei der Herstellung von Antitumormitteln.
In "Watanabe, et al., Angew. Chem., Band 78, Seite 589 (1986)" werden Verfahren zur selektiven Acylierung der N&sup4;-Aminogruppe von Cytidin beschrieben, wobei Ethanol als Lösungsmittel und ein Säureanhydrid als Acylierungsmittel verwendet wird. Die hergestellten Verbindungen waren N&sup4;-Acetylcytidin, N&sup4;-Benzoylcytidin und N&sup4;-Butyrylcytidin.
In "Rees, et al., Tetrahedron Letters, Band 29, Seiten 2459 bis 2465 (1965)" werden Verfahrensweisen zur selektiven Acylierung der 2'-Position der Riboseeinheit von Ribonucleosiden offenbart. Es wurden Uridinderivate hergestellt, einschließlich 2'-O- Acetyluridin, 2'-O-Benzyluridin und 2',5'-Di-O-acetyluridin sowie anderer Derivate. Die Verbindungen wurden als Zwischenstufen bei der Oligoribonucleotidsynthese hergestellt.
Während bestimmte acylierte Derivate von Uridin und Cytidin bekannt sind, und während die oben zusammengefaßten Untersuchungen zeigen, daß die Gegenwart von Uridin und Cytidin für die Verbesserung einer Vielzahl von physiologischen und pathologischen Zuständen wichtig ist und daß Verfahren zur Verbesserung der Abgabe von Uridin und Cytidin an tierische Gewebe eine wichtige Quelle dieser Nucleoside bereitstellen können, wurden bis heute in diesem Bereich der Technik keine Verfahren zur Einführung von Uridin und Cytidin in tierisches Gewebe mit Geschwindigkeiten bereitgestellt, die ausreichend hoch sind, um zuverlässig therapeutische Effekte zu erzeugen.
Es ist also eine vordringliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, pharmazeutisch annehmbare Verbindungen zu identifizieren, die effizient verwendet werden können, um pharmazeutisch wirksame Mengen Uridin und/oder Cytidin oder ihre entsprechenden Derivate an tierisches Gewebe abzugeben.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Familie von Uridin- und Cytidinderivaten bereitzustellen, die effektiv oral oder parenteral verabreicht werden können und die keine nachteiligen pharmazeutischen Wirkungen zeigen.
Es ist eine weitere und verwandte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Familie von Uridin- und Cytidinderivaten bereitzustellen, die bei Verabreichung an ein Tier, vorzugsweise an Menschen, die Bioverfügbarkeit von Cytidin und Uridin wesentlich dadurch verbessern, daß der Transport dieser Nucleoside durch den Gastrointestinaltrakt, die Blut-Gehirn- Schranke und andere biologische Membranen beschleunigt wird und die eine verzögerte Abgabe hoher Konzentrationen dieser Ribonucleoside an tierisches Gewebe erlauben.
Es ist eine weitere und noch speziellere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Familie von Cytidin- und Uridinderivaten zur Behandlung einer Vielzahl von Störungen bereitzustellen, einschließlich Störungen des Herzens, der Muskeln, des Plasmas, der Leber, der Knochen, diabetischer Störungen und neurologischer Zustände.
Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden gelöst durch die Verabreichung neuer Acylderivate von Uridin und Cytidin.
In breiter Weise umfassen die Acylderivate von Uridin Verbindungen der Formel (I)
worin R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; gleich oder verschieden sind und jeweils für Wasserstoff oder einen Acylrest eines Metaboliten stehen, mit der Maßgabe, daß wenigstens einer der Reste R nicht Wasserstoff ist, oder ein pharmazeutisch annehmbares Satz dieser Acylderivate von Uridin.
In einer Ausführungsform sind die Acylderivate von Uridin die Derivate, die die Formel (II) aufweisen
worin R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; gleich oder verschieden sind und jeweils stehen für Wasserstoff oder einen Acylrest
(a) einer unverzweigten Fettsäure mit 5 bis 22 Kohlenstoffatomen;
(b) einer Aminosäure, die aus der aus Glycin, L-Formen von Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin, Tyrosin, Prolin, Hydroxyprolin, Serin, Threonin, Cystin, Cystein, Asparaginsäure, Glutaminsäure, Arginin, Lysin, Histidin, Carnitin und Ornithin bestehenden Gruppe gewählt ist;
(c) einer Dicarbonsäure mit 3 bis 22 Kohlenstoffatomen; oder
(d) einer Carbonsäure, die gewählt aus einer oder mehreren Verbindungen der aus Glykolsäure, Brenztraubensäure, Milchsäure, Enolbrenztraubensäure, Lipoinsäure, Pantothensäure, Acetoessigsäure, p-Aminobenzoesäure, Betahydroxybuttersäure, Orotsäure und Kreatin bestehenden Gruppe gewählt ist,
mit der Maßgabe, daß wenigstens einer der Substituenten R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; nicht Wasserstoff ist, und mit der weiteren Maßgabe, daß dann, wenn einer der Substituenten R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; Wasserstoff ist, und wenn die verbleibenden Substituenten Acylreste einer geradkettigen Fettsäure sind, die geradkettige Fettsäure 8 bis 22 Kohlenstoffatome aufweist, oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz dieser Verbindungen.
Insbesondere schließen bevorzugte Dicarbonsäuren Bernsteinsäure, Fumarsäure und Adipinsäure ein. In einer anderen Ausführungsform werden die Aufgaben der Erfindung ebenfalls mit Acylderivaten von Uridin gelöst, die Verbindungen mit der obigen Formel (I) umfassen, worin R&sub4; nicht Wasserstoff ist.
Die Aufgaben der Erfindung werden ebenfalls gelöst durch Verabreichung von Acylderivaten von Cytidin, die Verbindungen der Formel (III) umfassen,
worin R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; gleich oder verschieden sind und jeweils für Wasserstoff oder einen Acylrest eines Metaboliten stehen, mit der Maßgabe, daß wenigstens einer der Substituenten R nicht Wasserstoff ist, oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes einer derartigen Verbindung.
Vorzugsweise sind die Cytidinderivate Verbindungen der Formel (III), worin die Substituenten R gleich oder verschieden sind und jeweils für Wasserstoff oder einen Acylrest stehen, der von einer Carbonsäure abgeleitet ist, die aus einer oder mehreren der aus Glykolsäure, Brenztraubensäure, Milchsäure, Enolbrenztraubensäure, einer Aminosäure, einer Fettsäure mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen, einer Dicarbonsäure, Lipoinsäure, Pantothensäure, Acetoessigsäure, p-Aminobenzoesäure, Betahydroxybuttersäure, Orotsäure und Kreatin bestehenden Gruppe gewählt ist, oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz einer derartigen Verbindung. Bevorzugte Dicarbonsäuren schließen Bernsteinsäure, Fumarsäure und Adipinsäure ein.
Die Erfindung schließt auch pharmazeutische Zubereitungen ein, die eine oder mehrere der neuen acylierten Ribonucleoside, wie sie oben beschrieben wurden, zusammen mit einem pharmazeutisch annehmbaren Träger umfassen. Diese Zubereitungen können die Form von Tabletten, Dragees, injizierbaren Lösungen und anderen Formen annehmen.
Bei den neuen pharmazeutischen Zubereitungen der Erfindung sind solche eingeschlossen, die bestimmte bekannte Acylderivate von Uridin, zusammen mit einem pharmazeutisch annehmbaren Träger, umfassen. Solche Zubereitungen schließen ein Acylderivat von Uridin mit der Formel (I) oder (II) mit Substituenten R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; ein, wie sie oben definiert wurden, oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz einer derartigen Verbindung. Bevorzugte Acylderivate von Uridin schließen 2',3',5'-Tri-O-acetyluridin, 2',3',5'-Tri-O-propionyluridin oder 2',3',5'-Tri-O-butyryluridin ein.
Die Erfindung schließt auch pharmazeutische Zubereitungen bestimmter Acylderivate von Cytidin zusammen mit pharmazeutisch annehmbaren Trägern. ein. Solche Acylderivate schließen solche Verbindungen der Formel (III) mit Substituenten R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; ein, wie sie oben beschrieben wurden, oder ein pharmazeutisch annehmbares Satz einer derartigen Verbindung. Bevorzugte Acylderivate von Cytidin schließen 2',3',5'-Tri-O-acetylcytidin, 2',3',5'-Tri-O-propionylcytidin oder 2',3',5'-Tri-O-butyrylcytidin ein.
Es wurde gefunden, daß die Abgabe von exogenem Uridin oder Cytidin an tierisches Gewebe in vorteilhafter Weise dadurch bewirkt werden kann, daß man dem Tier eine wirksame Menge eines oder mehrerer der oben beschriebenen Acylderivate verabreicht. Es wurde außerdem gefunden, daß physiologische oder pathologische Zustände von tierischem Gewebe in vorteilhafter Weise dadurch behandelt werden können, daß metabolische Funktionen dieses Gewebes durch Erhöhung der Bioverfügbarkeit von Uridin oder Cytidin für das Gewebe in der Weise unterstützt werden, daß man einem Tier eine wirksame Menge eines oben beschriebenen Acylderivats verabreicht. Die Erfindung sieht die Verwendung dieser Acylderivate zur Behandlung einer Vielzahl physiologischer und pathologischer Zustände in Betracht, einschließlich der Behandlung von Herzinsuffizienz und Myocardinfarkt, Behandlung von Leberkrankheiten oder -schäden, Erhöhung der Muskelleistung, Behandlung von Lungenstörungen, Diabetes, Störungen des zentralen Nervensystems wie beispielsweise cerebrovasculären Störungen, Parkinson'scher Krankheit und altersbedingtem Schwachsinn. Die Verbindungen gemaß der Erfindung verbessern die Bioverfügbarkeit von Cytidin und Uridin, indem sie den Transport dieser Nucleoside durch den Gastrointestinaltrakt und andere biologische Membranen beschleunigen und ihren vorzeitigen Abbau verhindern.
Diese vorteilhaften Verwendungen der Acylderivate der Erfindung werden bewirkt durch Verabreichung oben beschriebener Zubereitungen einer wirksamen Menge eines oder mehrerer dieser Acylderivate und eines pharmazeutisch annehmbaren Trägers.
Die Verabreichung der Acylderivate von Cytidin und Uridin bietet bestimmte Vorteile gegenüber der Verabreichung der nichtderivatisierten Verbindungen. Die Acylsubstituenten können gewählt werden, um die Lipophilie des Nucleosids zu erhöhen und so seinen Transport aus dem Gastrointestinaltrakt in den Blutstrom zu verbessern. Die acylierten Derivate sind wirksam, wenn sie oral verabreicht werden. Sie sind beständig gegenüber einem Abbau durch Nucleosiddeaminasen und Nucleosidphosphorylasen des Darms, der Leber, anderer Organe und des Blutstroms. Die Verabreichung der acylierten Derivate der Erfindung, entweder auf oralem oder parenteralem Weg, erlaubt also eine verzögerte Abgabe hoher Konzentrationen dieser Ribonucleoside an das Gewebe eines Tieres.
Figur 1 zeigt den Wert für den basalen Herzarbeitsaustoß bei ungeschädigten Ratten (die nur Kochsalzlösung erhielten), Ratten mit experimenteller Myocardschädigung, die jedoch unbehandelt waren (und nur Kochsalzlösung erhielten) und Ratten, die mit Triacetyluridin (TAU) und Triacetylcytidin (TAC) nach experimentell verursachter Myocardschädigung behandelt worden waren;
Figur 2 zeigt den basalen systolischen Druck des linken Ventrikels von Kontrollratten, unbehandelten Ratten und Ratten, die nach experimenteller Myocardschädigung mit TAU und TAC behandelt worden waren;
Figur 3 zeigt die basale maximale Geschwindigkeit der Ventrikelkontraktion von Kontrollratten, unbehandelten Ratten und Ratten, die nach experimenteller Myocardschädigung mit TAU und TAC behandelt worden waren;
Figur 4 zeigt die basale maximale Geschwindigkeit der Ventrikelrelaxation von Kontrollratten, unbehandelten Ratten und Ratten, die nach experimenteller Myocardschädigung mit TAU und TAC behandelt worden waren;
Figur 5 zeigt die basale Herzgeschwindigkeit von Kontrollratten, unbehandelten Ratten und Ratten, die nach experimenteller Myocardschädigung mit TAU und TAC behandelt worden waren;
Figur 6 zeigt den maximalen Herzarbeitsausstoß für Kontrollratten, unbehandelten Ratten und Ratten, die nach experimenteller Myocardschädigung mit TAU und TAC sowie Norepinephrin behandelt worden waren;
Figur 7 zeigt den maximalen systolischen Druck des linken Ventrikels von Kontrollratten, unbehandelten Ratten und Ratten, die nach experimenteller Myocardschädigung mit TAU und TAC sowie Norepinephrin behandelt worden waren;
Figur 8 zeigt die Maximalgeschwindigkeit der Ventrikelkontraktion (Maximum) von Kontrollratten, unbehandelten Ratten und Ratten, die nach experimenteller Myocardschädigung mit TAU und TAC sowie Norepinephrin behandelt worden waren;
Figur 9 zeigt die Maximalgeschwindigkeit der Ventrikelrelaxation (Maximum) von Kontrollratten, unbehandelten Ratten und Ratten, die nach experimenteller Myocardschädigung mit TAU und TAC sowie Norepinephrin behandelt worden waren;
Figur 10 zeigt die Herzgeschwindigkeit (Maximum) von Kontrollratten, unbehandelten Ratten und Ratten, die nach experimenteller Myocardschädigung mit TAU und TAC sowie Norepinephrin behandelt worden waren; und
Figur 11 zeigt den Plasmakonzentrations-Spielraum für BSP in Ratten mit Leberschädigung, die mit TAC und TAU oder mit Wasser (Kontrollwert) behandelt worden waren.

Definition der Begriffe

Ein "Metabolit" ist eine chemische Verbindung, die durch eine Stoffwechselreaktion gebildet wird oder an ihr teilnimmt. Im Kontext dieser Beschreibung bezieht sich der Begriff "Metaboliten" insbesondere auf Carbonsäuren, von denen bekannt ist, daß sie innerhalb des menschlichen Körpers gebildet werden und auch auf natürlich vorkommende (jedoch vielleicht mehr synthetisierte als isolierte) Substituenten, die von anderen tierischen oder pflanzlichen Quellen abgeleitet sein können. Die beschränkenden Kriterien sind, daß die Verbindung im wesentlichen nicht toxisch und biokompatibel sein sollte und leicht in einen Stoffwechselweg in vivo eintreten sollte, um im wesentlichen keine Toxizität während einer über lange Zeit erfolgenden Aufnahme in den vorgeschlagenen Dosen hervorzurufen. Es ist bevorzugt, daß die Substituenten eher metabolisiert als intakt (oder durch Detoxifikationsreaktionen konjugiert) ausgeschieden werden, da eine Konzentration von Carbonsäuren innerhalb der Niere zu unerwünschter Überschußacidität führen kann. Daher sind Carbonsäuren, die normalerweise oder in einfacher Weise am intermediären, katabolen oder anabolen Stoffwechsel teilnehmen, bevorzugte Substituenten. Vorzugsweise haben derartige Carbonsäuren ein Molekulargewicht von weniger als 1.000 Dalton.
Der Begriff "pharmazeutisch annehmbares Salz" bedeutet Salze mit pharmazeutisch annehmbaren Säureadditionssalzen der Nucleosidderivate der Erfindung. Solche annehmbaren Säuren schließen Schwefelsäure, Chlorwasserstoffsäure oder Phosphorsäure ein, sind jedoch nicht auf diese beschränkt.
Der Begriff "gemeinsam verabreicht" bedeutet, daß jedes von wenigstens zwei Acylnucleosidderivaten während eines bestimmten Zeitrahmens verabreicht wird, wobei die jeweiligen Zeiten der pharmakologischen Aktivität überlappen.
"Acylderivate" sind Derivate von Cytidin oder Uridin, in denen ein im wesentlichen nicht toxischer organischer Acylsubstituent, der von einer Carbonsäure abgeleitet ist, an eine oder mehrere der freien Hydroxylgruppen der Riboseeinheit von Cytidin oder Uridin über eine Esterbindung gebunden ist und/oder worin ein derärtiger Substituent an ein primäres oder sekundäres Amin in dem Pyrimidinring von Cytidin oder Uridin über eine Amidbindung gebunden ist. Solche Acylsubstituenten schließen solche Substituenten ein, die von Essigsäure, Fettsäuren, Aminosäuren, Lipoinsäure, Glykolsäure, Milchsäure, Enolbrenztraubensäure, Brenztraubensäure, Orotsäure, Acetoessigsäure, Betahydroxybuttersäure, Kreatininsäure, Bernsteinsäure, Fumarsäure, Adipinsäure und p-Aminobenzoesäure abgeleitet sind, sind jedoch nicht auf diese Substituenten beschränkt. Bevorzugte Acylsubstituenten sind Verbindungen, die normalerweise im Körper zugegen sind, entweder als Bestandteil der Nahrung oder als intermediäre Metaboliten, und die im wesentlichen nicht toxisch sind, wenn sie in vivo von dem Ribonucleosid abgespalten werden.
"Fettsäuren" sind aliphatische Carbonsäuren mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen. Solche Fettsäuren können gesättigt, teilgesättigt oder mehrfach ungesättigt sein.
"Aminosäuren" schließen Glycin, die L-Formen von Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin, Phenylalanin, Tyrosin, Prolin, Hydroxyprolin, Serin, Threonin, Cystein, Cystin, Methionin, Tryptophan, Asparaginsäure, Glutaminsäure, Arginin, Lysin, Histidin, Ornithin und Hydroxylysin ein, sind jedoch nicht auf diese Verbindungen beschränkt. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, wobei es innerhalb des betrachteten Bereichs der Erfindung liegt, andere natürlich vorkommende Aminosäuren einzuschließen.
Die lipophilen Acylderivate von Uridin und Cytidin sind nützlich zur Erhöhung des Transports der Nucleotide durch den Gastrointestinaltrakt in Tieren. In vorderster Reihe unter den Tieren stehen die Menschen. Es ist jedoch nicht beabsichtigt, die Erfindung dadurch zu beschränken, so daß es innerhalb des betrachteten Bereichs der Erfindung liegt, daß alle Tiere mit den Acylderivaten der vorliegenden Erfindung mit der zugehörigen nützlichen Wirkung behandelt werden können.
Obwohl die Erfindung nicht an einen speziellen Wirkmechanismus gebunden ist, entfalten die Verbindungen der vorliegenden Erfindung offenbar ihre nützliche Aktivität dadurch, daß sie die Bioverfügbarkeit von Cytidin und Uridin erhöhen und dadurch die Geweberegeneration, -erneuerung, -leistung, -beständigkeit gegen Schäden und -anpassung an ein physiologisches Erfordernis verbessern. Sie können auch dadurch wirken, daß sie die Bioverfügbarkeit von Nucleosid-Anaboliten erhöhen, z. B. Nucleotiden oder von Nucleotiden abgeleiteten Cofaktoren. Eine Verabreichung der Nucleoside als solche erhöht deren Bioverfügbarkeit, jedoch führt dies aufgrund von deren schnellem katabolischem Abbau nicht zu einer signifikanten Erhöhung der Nucleotidkonzentrationen, d. h. man erhält nicht notwendigerweise einen Anstieg der Plasmakonzentrationen, da bei niedrigeren Nucleosidkonzentrationen eine schnelle Aufnahme durch die Zellen stattfindet, während bei höheren Konzentrationen eine Sättigung erfolgt und der Überschuß abgebaut wird. Man nimmt an, daß die Erfindung in der Weise wirkt, daß sie eine verzögerte Lieferung von Nucleosid auf niedrigerem Konzentrationsniveau liefert.
Bevorzugte Acylderivate von Cytidin oder Uridin zur Erhöhung des Transports durch biologische Membranen sind die Derivate, die lipophiler sind als die Stammnucleoside. Im allgemeinen weisen lipophile Acylnucleosidderivate Acylsubstituenten auf, die nicht polar sind (abgesehen von der Carboxylatgruppe). Solche Acylsubstituenten sind abgeleitet von Säuren, die Essigsäure, Lipoinsäure und Fettsäuren einschließen, jedoch nicht auf diese Säuren beschränkt sind. Ein Fachmann mit in diesem Fachbereich üblichem Fachwissen kann bestimmen, ob ein bestimmtes Acyinucleosidderivat lipophiler ist als das underivatisierte Nucleosid. Diese Bestimmung erfolgt unter Einsatz von Standardtechniken, d. h. Vergleich der Verteilungskoeffizienten, die in Wasser/Octanol-Mischungen bestimmt werden. Im Anschluß an die Passage des acylierten Nucleosidderivats aus dem Gastrointestinaltrakt in den Blutstrom oder durch andere biologische Membranen werden die Acylsubstituenten durch im Plasma und im Gewebe vorhandene Esterasen (oder Amidasen) unter Erhalt der freien Nucleoside abgespalten.
Die Geschwindigkeit der Entfernung der Acylsubstituenten in vivo ist eine Funktion der Spezifität der im Plasma und Gewebe vorhandenen deacylierenden Enzyme, vornehmlich Esterasen oder Amidasen. Acylsubstituenten, die an eine Amingruppe in dem Pyrimidinring von Cytidin oder Uridin über eine Amidbindung gebunden sind, werden langsamer abgespalten als Substituenten, die an Hydroxylgruppen der Ribose über eine Esterbindung gebunden sind.
Es ist auch möglich, Acylnucleosidderivate herzustellen, die polare und nichtpolare Acylsubstituenten enthalten. Der polare Acylsubstituent verzögert die Passage des Nucleosidderivats aus dem Gastrointestinaltrakt und ermöglicht so eine noch mehr verzögerte Abgabe der Verbindung an den Blutstrom nach Verabreichung einer Einzeldosis. Die polare Gruppe kann durch Esterasen, Amidasen oder Peptidasen, die im Darmtrakt zugegen sind, unter Erhalt eines Nucleosids mit einem nichtpolaren Acylsubstituenten abgespalten werden, der dann effizient in den Blutkreislauf eintritt. Polare Acylsubstituenten können von einem in diesem Fachgebiet bewanderten Fachmann ohne aufwendiges Experimentieren gewählt werden. Diese werden mit größerer Geschwindigkeit als nichtpolare Acylsubstituenten abgespalten.
Die Acylderivate sind auch weniger empfänglich für den Abbau der Nucleosideinheit durch Enzyme im Plasma und in Nicht-Zielgeweben. Sie sind auch weniger empfänglich für eine Elimination aus dem Blutstrom über die Nieren. Zur parenteralen Injektion können Acylderivate mit polaren Acylsubstituenten, die daher wasserlöslich und doch beständig gegenüber einem vorzeitigen Abbau oder einer vorzeitigen Elimination sind, mit Vorteil verwendet werden. Bevorzugte Acylderivate bei einer solchen Anwendung schließen Glykolat und Lactat und solche Derivate ein, die von Aminosäuren mit polaren Seitenketten abgeleitet sind.

Therapeutische Anwendungen

Eine Verabreichung der Acylderivate von Cytidin kann nützlich sein bei der Behandlung von Lungenstörungen, einschließlich des Atemnotsyndroms bei Kindern (infant respiratory distress syndrome (IRDS)) und bei Stoffwechselstörungen, die die Lungenfunktion beeinträchtigen. Die Acylderivate scheinen die Phospholipidbiosynthese und Tensidbildung in der Lunge zu unterstützen oder zu verstärken. Die Hauptkomponente des Tensids, Phosphatidylcholin, leitet sich von Cytidindiphosphocholin ab. So unterstützt oder vermehrt die Verabreichung der acylierten Form von Cytidin die Fähigkeit von Pneumocyten, Phospholipide zu synthetisieren und ein Tensid zu erzeugen. Die nützlichen Wirkungen von Cytidinacylderivaten können durch gemeinsame Verabreichung mit Uridinacylderivaten verstärkt werden.
Außerdem kann eine Verabreichung der Acylderviate von Cytidin nützlich bei der Behandlung neuronaler Störungen sein. Die Acylderivate können ihre Aktivität durch Wiederherstellung oder Aufrechterhaltung der Phospholipidzusammensetzung im Gehirn während oder nach einer Zeit von Cerebralhypoxie oder Gehirnschlag entfalten.
Eine Verabreichung der Acylderivate von Cytidin kann auch bei der Verlangsamung des Beginns oder Fortschritts degenerativer Störungen nützlich sein. Störungen wie beispielsweise cerebrovasculäre Störungen, Parkinson'sche Krankheit und Cerebralataxie stehen in Verbindung mit den Konzentrationen an Phospholipid. Die Acylderivate von Uridin können vorteilhafterweise zusammen mit dem Acylderivat von Cytidin verabreicht werden, um dessen Wirkung zu verstärken.
Eine Verabreichung der Acylderivate von Cytidin und Uridin kann wirksam sein für die Behandlung von cerebrovasculären Demenzen und Parkinson'scher Krankheit. Cerebrovasculäre Demenzen und Parkinson'sche Krankheit verursachen einen allmählich fortschreitenden, im allgemeinen symmetrischen, schonungslos progressiven Verfall von Neuronen. Cerebrale Ataxie ist charakterisiert durch einen Verlust von Nervenzellen, was hauptsächlich die Purkinje-Zellen beeinträchtigt. Daher kann eine Verabreichung der Acylderivate von Cytidin und Uridin deren Aktivität durch Verstärkung der Phospholipid- Biosynthese und auf diesem Weg durch eine Verbesserung der Auswirkungen von cerebrovasculären Störungen, von Parkinson'scher Krankheit und von cerebraler Ataxie verbessern.
Die neuen Acylderivate und deren Mischungen können auch bei physiologischen und pathophysiologischen Zuständen verwendet werden, bei denen die Kapazität des Körpers zur Synthese von Nucleinsäuren unterhalb der optimalen Kapazität liegt. Diese Krankheitszustände schließen Diabetes, Alterungsvorgänge und Nebenniereninsuffizienz ein. Eine Verabreichung der Acylderivate von Cytidin und Uridin kann für eine nützliche Wirkung dadurch sorgen, daß eine langanhaltende Abgabe hoher Konzentrationen an Cytidin und Uridin sichergestellt wird, um einen ausreichenden Vorrat an Nucleotiden bereitzustellen, die für die Biosynthese von Enzymen erforderlich sind, die ausschlaggebend sind für die Selbsterneuerung der Zelle.
Obwohl die Erfindung nicht an eine spezielle Wirkungsweise gebunden ist, kann angemerkt werden, daß die Zubereitungen der vorliegenden Erfindung an und für sich dadurch zu wirken scheinen, daß sie die Nucleotidsynthese und die Nucleinsäuresynthese sowie die Proteinsynthese durch Bereitstellung von Nucleosiden unter Bedingungen verstärken, unter denen eine Synthese dieser Bausteine von Grund auf nicht ausreichend ist, um optimale Syntheseraten für Nucleotide und Nucleinsäuren aufrechtzuerhalten. Die Verbindungen können also Verwendung bei der Behandlung von Herzinsuffizienz, Myocardinfarkt, Leberkrankheiten einschließlich Zirrhose sowie dabei finden, daß sie die pathologischen Wirkungen von Diabetes dadurch umkehren, daß sie die Nucleinsäuresynthese und dadurch die Proteinsynthese beschleunigen.
Die Acylderivate von Uridin und Cytidin können verabreicht werden, um die Funktion der Herzkammern nach einem Myocardinfarkt zu verbessern. Alternativ können sie auch zur Behandlung oder Vorbeugung von Herzinsuffizienz verabreicht werden. Die Acylnucleosidderivate der Erfindung, die die Zellmechanismen, die in eine Calciumsequestrierung involviert sind, zu unterstützen scheinen und die dadurch eine ATP-Regeneration in der Zelle erhalten oder unterstützen, können einen signifikanten therapeutischen Wert bei der Vorbeugung vor oder der Behandlung von einigen der schädlichen Wirkungen von Herzversagen haben.
Die Zubereitungen der vorliegenden Erfindung können gemeinsam mit Arzneimitteln verabreicht werden, die zur Behandlung von Herzinsuffizienz verwendet werden, z. B. Digitalis, Diuretika und Catecholaminen.
Es ist möglich, eine durch Belastung induzierte Myocardschädigung abzuschwächen und eine stabile Hyperfunktion dadurch zu fördern, daß man die wesentlichen Substanzen bereitstellt, die die biochemischen Prozesse unterstützen, die in eine Calciumsequestrierung und eine RNA-Biosynthese involviert sind. Uridin und Cytidin sind in diesem Zusammenhang nützliche Verbindungen. Es wurde berichtet, daß Uridin in vivo relativ unwirksam bei der Stützung einer myocardialen Hyperfunktion ist. Dies kann jedoch daher kommen, daß Uridin durch im Plasma und im Gewebe vorhandene Enzyme schnell abgebaut wird. Dies steht konsequenterweise seiner Verwertung durch das Herz im Wege. Die Erfindung ist teilweise aufgebaut auf der Feststellung, daß es möglich ist, die Abgabe von Uridin an das Herz dadurch zu verbessern, daß man die Acylderivate verabreicht, die allmählich freies Uridin an den Blutstrom über eine längere Zeitspanne abgeben.
Die Acylderivate von Uridin können verabreicht werden, um Hypoxie oder Anoxie zu behandeln. Diese Acylderivate scheinen in der Weise zu wirken, daß sie eine Biosynthese von Uridindiphosphoglucose, einem notwendigen Zwischenprodukt bei der Glykogensynthese, verstärken und so die Resistenz des Gewebes gegenüber Hypoxie oder Anoxie verbessern und die funktionelle Kapazität von Geweben, insbesondere des Gewebes des Herzens, erhalten. Uridinacylderivate können zur Behandlung von Hypoxie, Anoxie, Ischämie, übermäßiger catecholaminerger Stimulation und Digoxintoxizität verwendet werden.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können auch Anwendung bei der Abwehr einiger auf lange Sicht zu sehender Komplikationen von Diabetes finden, die Neuropathien, Arteriopathien, erhöhte Empfänglichkeit sowohl gegenüber Koronararteriosklerose als auch gegenüber Herzinfarkt, sowie Blindheit einschließen. Da eine Nucleotidsynthese von Grund auf bei Diabetes unterdrückt wird, haben exogene Acylderivate von Nucleosiden therapeutischen Wert bei der Behandlung von Diabetes. Außerdem können die derivatisierten Formen der Nucleoside verabreicht werden, um ausreichende Poolmengen an Nucleosiden bereitzustellen, die für die Biosynthese von Enzymen erforderlich sind, die entscheidend für die Selbstregeneration der Zelle sind.
Die Erfindung betrifft also auch Verfahren zur Behandlung von beispielsweise durch Diabetes bedingten Leberkrankheiten oder Gefäßkrankheiten durch Verabreichung der Acylnucleosidderivate gemäß der Erfindung. Die Acylnucleosidderivate sind auch nützlich dabei, eine Hyportrophie der Muskeln oder eine Hyperfunktion der Muskeln in Reaktion auf einen erhöhten Bedarf zu unterstützen oder zu verstärken. Ein solcher Bedarf kann nach längerer Anstrengung der Muskeln auftreten.
Bevorzugte Acylsubstituenten schließen Acetylgruppen, Propionylgruppen und Butyrylgruppen ein. Bevorzugte Acylnucleosidderivate schließen 2',3',5'-Tri-O-acetylcytidin, 2',3',5'-Tri-O-acetyluridin, 2',3',5'-Tri-O-propionyluridin, 2',3',5'-Tri-O-propionylcytidin, 2',3',5'-Tri-O-butyrylcytidin und und 2',3',5'-Tri-O-butyryluridin ein. Es kann vorteilhaft sein, gemeinsam Acylderivate sowohl von Cytidin als auch von Uridin zu verabreichen.
Typische Dosierungsformen sind äquivalent zu 10 bis 3.000 mg Cytidin und/oder Uridin in Form von deren Acylderivaten oder den pharmazeutisch annehmbaren Salzen dieser Verbindungen und werden ein- bis dreimal pro Tag verabreicht. Dies entspricht beispielsweise 15 bis 4.500 mg 2',3',5'-Tri-O-acetylcytidin und 2',3',5'-Tri-O-acetyluridin.
Zur Behandlung von Herzinsuffizienz, Herzinfarkt oder den Folgen von Bluthochdruck (Hypertonie) kann eine Zubereitung, die 25 bis 100 Mol-% des Acylderivats von Uridin umfaßt, zusammen mit 75 bis 0 Mol-% des Acylderivats von Cytidin verabreicht werden, mit der Maßgabe, daß die Mengen der Acylderivate von Cytidin und Uridin nicht 100 Mol- % übersteigen. Beispielsweise können 1.125 bis 4.500 mg 2',3',5'-Tri-O-acetyluridin zusammen mit 0 bis 3.475 mg 2',3',5'-Tri-O-acetylcytidin verabreicht werden.
Für die Behandlung cerebrovasculärer Störungen, Diabetes, Schädigungen und Krankheiten der Leber und zur Erhöhung der Muskelleistung kann eine Zubereitung, die 25 bis 75 Mol- % des Acylderivats von Uridin umfaßt, zusammen mit 75 bis 25 Mol-% des Acylderivats von Cytidin verabreicht werden, mit der Maßgabe, daß die Menge der Acylderivate von Uridin und Cytidin nicht 100 Mol-% übersteigt. Beispielsweise können 1.125 bis 3.375 mg 2',3',5'-Tri-O-acetyluridin zusammen mit 1.125 bis 3.375 mg 2',3',5'-Tri-O-acetylcytidin verabreicht werden.
Zur Behandlung von Erkrankungen der Atemwege können 25 bis 100 Mol-% des Acylderivats von Cytidin zusammen mit 75 bis 0 Mol-% des Acylderivats von Uridin verabreicht werden, mit der Maßgabe, daß die Mengen an Acylderivaten von Uridin und Cytidin 100 Mol-% nicht übersteigen. Beispielsweise können 1.125 bis 4.500 mg 2',3',5'-Tri-O- acetylcytidin zusammen mit 0 bis 3.375 mg 2',3',5'-Tri-O-acetyluridin verabreicht werden.

Beispiele einer Verabreichung in der Therapie

Herzinsuffizienz

Acylderivate von Cytidin und Uridin sind nützlich bei der Behandlung einiger Spielarten der Herzinsuffizienz. Sie sind insofern wirksam, als sie beispielsweise eine anhaltende ausgleichende Hyperfunktion im Fall verstärkter Belastung des Herzens bei Bluthochdruck (Hypertonie) unterstützen oder insbesondere die Funktion der überlebenden Bereiche des Herzens nach einem Myocardinfarkt unterstützen. In dieser letztgenannten Situation kann eine Mischung der Acylderivate von Cytidin und Uridin sobald wie möglich nach dem Einsetzen des Infarkts verabreicht werden. Dem folgt eine über längere Zeit verlaufende chronische orale Verabreichung einer geeigneten Formulierung von Acylderivaten dieser Nucleoside in Dosen von jeweils etwa 0,5 bis 3,0 g jedes Nucleosids pro Tag. Diese Verbindungen können in vorteilhafter Weise gemeinsam mit herkömmlichen Behandlungsmitteln für Myocardinfarkte verwendet werden. Die Nucleosidderivate haben den einzigartigen Vorteil, daß sie das Herz gegen Schädigung infolge von Überbelastung, Hypoxie oder Catecholaminen schützen, ohne die funktionelle Kapazität des Herzens zu verringern, da sie in der Weise wirken, daß sie die metabolische Integrität des Myocards verstärken, insbesondere durch eine Verbesserung der Calciumverwertung. Die Nucleosidderivate können auch prophylaktisch an Patienten bei Risiko eines Myocardinfarkts oder einer Herzinsuffizienz verabreicht werden.
Zur Behandlung von chronischer Herzinsuffizienz, die zu kongestivem (durch Perfusionsstörung bedingtem) Herzversagen führt, können Acylderivate von Cytidin und Uridin oral in Dosen verabreicht werden, die im Bereich von 0,5 bis 3 g jeden Nucleosids pro Tag liegen. Die Nucleoside können gemeinsam mit anderen Mitteln verwendet werden, beispielsweise mit Digitalisderivaten oder mit Diuretika. Zusätzlich zur direkten Verbesserung der Myocardfunktion verringern die Nucleosidderivate eine Digitalistoxizität, ohne dessen klinische Wirksamkeit zu stören.

Diabetes

In vielen Geweben von Diabetikern sind die Pyrimidinnuclentid-Konzentrationen in der Zelle verringert. Dies kann einen Beitrag zu einigen der Langzeitkomplikationen bei Diabetes leisten, einschließlich Arteriopathien, Neuropathien und einer verringerten Resistenz des Myocards gegenüber mechanischer oder biochemischer Belastung. Diese Komplikationen hängen mit Fehlfunktionen der Calciumverwertung im Gewebe zusammen, bei der Pyrimidinnucleotide Schlüsselrollen spielen. Es wurde berichtet, daß eine tägliche intramusculäre Injektion von Cytidin und Uridin die Absenkung der Geschwindigkeit der Peripheren Nervenleitung bei menschlichen Diabetikern umkehrt (C. Serra, Rif. Med., 85 (1971), 1544). Es ist bevorzugt, Acylderivate von Cytidin und Uridin oral in geeigneten Formulierungen zu verabreichen. Dosen, die 0,5 bis 3 g Cytidin und Uridin äquivalent sind, werden täglich zusammen mit herkömmlichen Mitteln zur Antidiabetesbehandlung verabreicht. Die Nucleosidderivate sind besonders nützlich bei nicht insulinabhängiger Diabetes.

Neurologische Störungen

Bei der Behandlung der Folgen von cerebrovasculären Störungen wie beispielsweise Schlaganfall oder chronischer oder akuter cerebrovasculärer Insuffizienz können Acylderivate von Cytidin und Uridin, insbesondere diejenigen, die so formuliert sind, daß sie die Blut- Gehirn-Schranke nach oraler Verabreichung Passieren, in oralen Dosen, die von 0,5 bis 3,0 g jedes Nucleosids pro Tag reichen, für eine Zeit von wenigstens einigen Monaten verabreicht werden.
Bei Parkinson'scher Krankheit sind Acylcytidinderivate besonders nützlich und können zusammen mit dem herkömmlichen Behandlungsmittel derWahl, L-DOPA, gegeben werden. Die Cytidinderivate, die in oralen Dosen von 0,5 bis 3,0 g pro Tag verabreicht werden, können eine zufriedenstellende klinische Einhaltung reduzierter Dosierungen von L-DOPA zulassen. Dies ist vorteilhaft, da L-DOPA unerwünschte Nebenwirkungen aufweist.

Verfahren zur Herstellung der Verbindungen

Die Acylderivate gemäß der Erfindung können über die nachfolgend genannten allgemeinen Verfahrensweisen hergestellt werden. Wenn der Acylsubstituent Gruppen aufweist, die im Rahmen der Acylierungsreaktionen stören, z. B. Hydroxyl- oder Aminogruppen, können diese Gruppen mit Schutzgruppen blockiert werden wie beispielsweise t-Butyldimethylsilylestern bzw. t-BOC-Gruppen, bevor das Anhydrid hergestellt wird. Beispielsweise kann Milchsäure in 2-(t-Butyldimethylsiloxy-)propionsäure mit t-Butyldimethylchlorsilan umgewandelt werden. Dem folgt eine Hydrolyse der resultierenden Silylester mit einer wäßrigen Base. Das Anhydrid kann durch Umsetzung der geschützten Säure mit DCC gebildet werden.
Im Fall von Aminosäuren kann das N-t-BOC-Derivat unter Verwendung von Standardverfahrensweisen hergestellt werden. Dieses wird dann mit DCC in das Anhydrid umgewandelt.
Derivate, die Acylsubstituenten mit mehr als einer Carboxylatgruppe enthalten, z. B. ein Succinat, Fumarat oder Adipat, werden durch Umsetzung des Säureanhydrids der gewünschten Dicarbonsäure mit einem 2'-Deoxyribonucleosid in Pyridin hergestellt.
Beispielsweise können die 2',3',5'-Tri-O-acylderivate von Uridin mittels eines modifizierten Verfahrens hergestellt werden, das von Nishizawa et al. in "Biochem. Pharmacol. 14 (1965), 1605" offenbart wurde. Einem Equivalent Uridin in Pyridin werden 3,1 Equivalente eines Säureanhydrids (Essigsäureanhydrid, Buttersäureanhydrid usw.) zugesetzt, und die Mischung wird auf 80 bis 85 ºC erwärmt. Das Triacylderivat kann dann unter Anwendung von Standardverfahrensweisen isoliert werden. Alternativ dazu, kann Uridin mit 3,1 Equivalenten eines gewünschten Säurechlorids (Acetylchlorid, Palmitoylchlorid usw.) in Pyridin bei Raumtemperatur behandelt werden (siehe Beispiel V).
Die 5'-Acylderivate von Uridin können gemaß Nischizawa et al. hergestellt werden durch Umsetzung von Uridin mit einem Equivalent des Säureanhydrids der gewünschten Acylverbindung in Pyridin bei Raumtemperatur. Die Reaktionsmischung wird dann 2 h lang auf 80 bis 85 ºC erwärmt und anschließend abgekühlt, und das 5'-Acylderivat wird mittels Standardverfahrensweisen isoliert und durch Chromatographie gereinigt. Alternativ dazu kann das 5'-Acylderivat von Uridin durch Behandlung von Uridin in Pyridin und DMF bei 0ºC mit einem Equivalent des Säurechlorids hergestellt werden, das von der gewünschten Acylverbindung abgeleitet ist. Das 5'-Acylderivat von Uridin kann dann durch Standardverfahrensweisen isoliert werden und durch Chromatographie gereinigt werden (siehe Beispiel VI).
Die 2',3'-Diacylderivate von Uridin können mittels einer Verfahrensweise hergestellt werden, die von Baker et al. "J. Med. Chem., 22 (1979), 273" übernommen wurde. Die 5'- Hydroxygruppe wird selektiv mit 1,2 Equivalenten t-Butyldimethylsilylchlorid in DMF, das Imidazol enthält, bei Raumtemperatur geschützt. Das 5'-t-Butyldimethylsilylderivat von Uridin wird mittels Standardverfahrensweisen isoliert, danach mit 2,1 Equivalenten des Säureanhydrids der gewünschten Acylverbindung in Pyridin bei 0 bis 5 ºC behandelt. Das resultierende 5'-t-Butyldimethylsiloxy-2',3'-diacyluridin wird danach mit Tetrabutylammoniumfluorid behandelt, und das 2',3'-Diacylderivat von Uridin wird über Standardverfahrensweisen isoliert (siehe Beispiel VII).
Das sekundäre Amin von 2',3',5'-Tri-O-acyluridin kann dann gemäß Fujii et al., US-Patent Nr. 4,425,335, acyliert werden. Dies schließt eine Behandlung mit 1,1 Equivalenten eines Säurechlorids in einem aprotischen Lösungsmittel ein, das 1 bis 5 Equivalente einer organischen Base enthält, z. B. aromatische Amine wie beispielsweise Pyridin, Trialkylamine oder N,N-Dialkylaniline. Unter Anwendung dieser Verfahrensweise kann ein Tetraacylderivat von Uridin hergestellt werden, das einen Acylsubstituenten an der Aminogruppe aufweist, der verschieden von dem Acylsubstituenten an den Hydroxygruppen der Position 2',3' und 5' ist (siehe Beispiel VIII).
Die 2',3'-5'-Tri-O-acylderivate von Cytidin können gemaß einem Verfahren hergestellt werden, das von Gish et al. "J. Med. Chem., 14 (1971), 1159" übernommen wurde. Beispielsweise kann Cytidinhydrochlorid mit 3,1 Equivalenten des gewünschten Säurechlorids in DMF behandelt werden. Das 2',3',5'-Tri-O-acylderivat kann dann unter Anwendung von Standardverfahrensweisen isoliert werden (siehe Beispiel IX).
Die 5'-Acylderivate von Cytidin können gemaß dem Verfahren von Gish et al. (siehe oben) hergestellt werden, nämlich durch Behandlung von Cytidinhydrochlorid mit 1,1 Equivalenten eines Säurechlorids in DMF. Dem folgt die Isolierung von 5'-Acylcytidin über Standardverfahrensweisen (siehe Beispiel X).
Eine selektive Acylierung des N&sup4;-Amins von Cytidin wird bewirkt entsprechend der Verfahrensweise, die von Sasaki et al., "Chem. Pharm. Bull., 15 (1967), 894" offenbart wurde. Dies schließt die Behandlung von Cytidin mit 1,5 Equivalenten eines Säureanhydrids in Pyridin und DMF ein. Das N&sup4;-Acylderivat von Cytidin kann dann über Standardverfahrensweisen isoliert werden (siehe Beispiel XI).
Alternativ dazu kann das N&sup4;-Acylderivat von Cytidin durch Behandlung von Cytidin mit einem Acylanhydrid in Pyridin oder einer Mischung aus Pyridin und DMF hergestellt werden. Eine andere Verfahrensweise für die selektive Herstellung von N&sup4;-Acylcytidin schließt eine selektive Acylierung mit einem Säureanhydrid in einem Lösungsmittelsystem aus Wasser und einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel entsprechend Akiyama et al., "Chem. Pharm. Bull., 26 (1978), 981" ein (siehe Beispiel XI).
Tetraacylcytidinderivate, in denen alle Acylgruppen gleich sind, können hergestellt werden durch Behandlung von Cytidin mit wenigstens 4 Mol-Equivalenten eines Säureanhydrids in Pyridin bei Raumtemperatur. Das Tetraacylcytidin kann dann unter Anwendung von Standardverfahrensweisen isoliert werden (siehe Beispiel XII).
Die Herstellung von Verbindungen, in denen der Acylsubstituent an der N&sup4;-Aminogruppe verschieden ist von den Acylsubstituenten an den Hydroxylgruppen des Riboserings (z. B. N&sup4;-Palmitoyl-2',3',5'-tri-O-acetylcytidin) wird der gewünschte Acylsubstituent selektiv an die N&sup4;-Aminogruppe gebunden, wie dies oben beschrieben wurde. Danach werden die Hydroxylgruppen mit den Substituenten acyliert, die für eine Substitution vorgesehen sind. Alternativ dazu können die Substituenten an der Riboseeinheit vor dem Anbinden des Substituenten an der N&sup4;-Aminogruppe gebunden werden, wobei man wiederum die Verfahrensweisen anwendet, die oben beschrieben wurden.
Zubereitungen im Rahmen des Umfangs der vorliegenden Erfindung schließen alle Zubereitungen ein, in denen jede der Komponenten der Zubereitung in einer Menge enthalten ist, die wirksam ist zur Erreichung des beabsichtigten Zwecks. So können die Zubereitungen der Erfindung ein oder mehrere Acylnucleosidderivat(e) von Uridin oder Cytidin in Mengen enthalten, die ausreichend sind, um bei Verabreichung zu erhöhten Konzentrationen von Cytidin oder Uridin und deren Acylderivaten im Plasma oder im Gewebe zu führen. Die jeweiligen Verbindungen erzeugen dabei die gewünschte Wirkung.
Zusätzlich zu den pharmakologisch aktiven Verbindungen können die neuen pharmazeutischen Zubereitungen geeignete pharmazeutisch annehmbare Träger enthalten, welche Vehikel und Hilfsstoffe umfassen, die eine Verarbeitung der aktiven Verbindungen zu den Zubereitungen erleichtern, die pharmazeutisch verwendet werden können. Vorzugsweise enthalten die Zubereitungen, insbesondere diejenigen Zubereitungen, die oral verabreicht werden können und die für die bevorzugte Art der Verabreichung eingesetzt werden können wie beispielsweise Tabletten, Dragees und Kapseln, und auch Zubereitungen, die rektal verabreicht werden können wie beispielsweise Zäpfchen, sowie geeignete Lösungen zur Verabreichung im Wege einer Injektion oder zur oralen Verabreichung, etwa 0,1 bis 99 %, vorzugsweise etwa 10 bis 90 % der aktiven Verbindung(en), zusammen mit dem Vehikel.
Die pharmazeutischen Zubereitungen der vorliegenden Erfindung werden in einer Weise hergestellt, die als solche bekannt ist, beispielsweise mittels herkömmlicher Mischverfahren, Granulationsverfahren, Verfahren zur Drageeherstellung, Verfahren zum Lösen oder Verfahren zum Lyophilisieren. So können pharmazeutische Zubereitungen zur oralen Verwendung dadurch erhalten werden, daß man die aktive(n) Verbindung(en) mit festen Vehikeln kombiniert, eine resultierende Mischung gegebenenfalls mahlt und die Mischung aus Kügelchen nach Zusatz geeigneter Hilfsstoffe, sofern dies erwünscht oder notwendig ist, unter Erhalt von Tabletten oder Drageekernen verarbeitet.
Geeignete Träger sind insbesondere Füllstoffe wie beispielsweise Zucker, z. B. Lactose oder Sucrose, Mannitol oder Sorbitol, Cellulosezubereitungen und/oder Calciumphosphate, z. B. Tricalciumphosphat oder Calciumhydrogenphosphat, sowie Bindemittel wie beispielsweise Stärkepaste unter Verwendung von beispielsweise Maisstärke, Weizenstärke, Reisstärke, Kartoffelstärke, Gelatine, Traganth, Methylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Natriumcarboxymethylcellulose und/oder Polyvinylpyrrolidon. Sofern erwünscht, können disintegrierende Mittel wie beispielsweise die oben genannten Stärken und auch Carboxymethylstärke, vernetztes Polyvinylpyrrolidon, Agar oder Alginsäure oder ein Salz davon wie beispielsweise Natriumalginat zugesetzt werden. Hilfsstoffe sind vor allem das Fließen steuernde Mittel und Gleitmittel, z. B. Siliciumoxid, Talkum, Stearinsäure oder deren Salze wie beispielsweise Magnesiumstearat oder Calciumstearat und/oder Polyethylenglykol.
Drageekerne werden mit geeigneten Überzügen versehen, die - sofern erwünscht - beständig gegenüber Magensäften sind. Für diesen Zweck können konzentrierte Zuckerlösungen verwendet werden, die gegebenenfalls Gummi arabicum, Talkum, Polyvinylpyrrolidon, Polyethylenglykol und/oder Titandioxid, Lacklösungen und geeignete organische Lösungsmittel oder Lösungsmittelmischungen enthalten können. Um Überzüge herzustellen, die beständig gegen Magensäfte sind, werden Lösungen geeigneter Cellulosezubereitungen wie beispielsweise Acetylcellulosephthalat oder Hydroxypropylmethylcellulosephthalat verwendet. Farbstoffe oder Pigmente können den Tabletten- oder Drageeüberzügen beispielsweise zur Identifikation oder zur Charakterisierung verschiedener Kombinationen von Dosierungen der Verbindung zugesetzt werden. Andere pharmazeutische Zubereitungen, die oral eingesetzt werden können, schließen zum Zusammenschieben fertige Kapseln aus Gelatine sowie Weichgelatinekapseln ein, die aus Gelatine und einem Weichmacher wie Glycerin oder Sorbitol hergestellt sind. Die zum Zusammenschieben fertigen (push-fit) Kapseln enthalten die aktive(n) Verbindung(en) in Form von Granulatkörnchen, die mit Füllstoffen wie Lactose, Bindemitteln wie Stärken und/oder Gleitmitteln wie Talkum oder Magnesiumstearat gemischt sein können, sowie gegebenenfalls Stabilisatoren. In Weichkapseln sind die aktiven Verbindungen vorzugsweise in geeigneten Flüssigkeiten wie beispielsweise fetten Ölen, flüssigem Paraffin oder Polyethylenglykolen gelöst oder suspendiert. Außerdem können Stabilisatoren zugesetzt werden.
Mögliche pharmazeutische Zubereitungen, die rektal eingesetzt werden können, schließen beispielsweise Zäpfchen ein, die aus einer Kombination aktiver Verbindungen mit einer Zäpfchenbasiszubereitung bestehen. Geeignete Zäpfchenbasiszubereitungen sind beispielsweise natürliche oder synthetische Triglyceride, Paraffinkohlenwasserstoffe, Polyethylenglykole oder höhere Alkanole. Außerdem ist es auch möglich, Rektalkapseln aus Gelatine zu verwenden, die aus einer Kombination der aktiven Verbindungen mit einem Grundstoff bestehen. Mögliche Grundmaterialien schließen beispielsweise flüssige Triglyceride, Polyethylenglykole oder Paraffinkohlenwasserstoffe ein.
Geeignete Formulierungen für eine parenterale Verabreichung schließen wäßrige Lösungen der aktiven Verbindungen in wasserlöslicher Form ein, beispielsweise wasserlösliche Salze. Außerdem können Suspensionen der aktiven Verbindungen als geeignete ölige Injektionssuspensionen verabreicht werden. Geeignete lipophile Lösungsmittel oder Vehikel schließen fette Öle, beispielsweise Sesamöl, oder synthetische Fettsäureester, beispielsweise Ethyloleat, oder Triglyceride ein. Wäßrige Suspensionen zur Injektion können Substanzen einschließen, die die Viskosität der Suspension erhöhen. Solche Substanzen schließen beispielsweise Natriumcarboxymethylcellulose, Sorbitol und/oder Dextran ein. Gegebenenfalls kann die Suspension auch Stabilisatoren enthalten.
Die folgenden Beispiele dienen der Veranschaulichung, nicht jedoch der Beschränkung der Verfahrensweisen und Zubereitungen der vorliegenden Erfindung. Andere geeignete Abwandlungen und Anpassungen der Vielzahl von Bedingungen und Parametern, die normalerweise bei der klinischen Therapie umfaßt sind und die Fachleuten in diesem Bereich der Technik offensichtlich sind, liegen im Bereich des Umfangs der vorliegenden Erfindung.

Beispiele

Beispiel I

Vergleich der Bioverfügbarkeit von Uridin und Acyluridinderivaten bei Ratten

Silastic-Katheter wurden in die rechte Jugularvene anästhesierter männlicher F344-Ratten implantiert (aus der Zucht genommene Zuchttiere; 450 bis 500 g). Drei Tage später wurden den Ratten ohne Störung Blutproben abgenommen. Blutproben für den Basalwert wurden abgenommen, und die Tiere wurden in vier Gruppen aufgeteilt, von denen jede vier Ratten enthielt. Jede Gruppe erhielt eine andere Verbindung aus der Gruppe der nachfolgend genannten Verbindungen: Uridin, 2',3',5'-Tri-O-acetyluridin, Cytidin oder 2',3',5'-Tri-O- acetylcytidin. Die Verbindungen wurden in equimolaren Dosierungen (0,28 Mol/kg) durch Intubation in den Magen verabreicht. Bei Intervallen von 0,5, 1, 2, 3 und 4 Stunden nach der Verabreichung wurden Blutproben (0,3 ml) abgezogen. Diese wurden für nachfolgende Tests auf den Gehalt an Cytidin oder Uridin mittels HPLC behandelt. Bei den Ratten waren die Uridinkonzentrationen im Plasma für eine Zeit von wenigstens 4 Stunden im Anschluß an die Aufnahme von Tri-O-acetyluridin signifikant höher (5- bis 10-facher Wert) als nach Aufnahme einer equimolaren Dosis Uridin.

Beispiel II

Vergleich der Bioverfügbarkeit von Uridin und Acyluridinderivaten beim Menschen

Nach Fasten über Nacht wurde von einer menschlichen Versuchsperson eine Basalprobe venösen Bluts abgezogen. Danach ließ man die Person 0,76 Mol/kg (28 mg/kg bzw. 2 g bei einer Versuchsperson mit einem Gewicht von 70 kg) an Tri-O-acetyluridin zusammen mit 100 ml Wasser aufnehmen. Blutproben (je 0,5 ml) wurden zu Zeitintervallen von 1, 2, 3 und 4 Stunden nach Aufnahme der Verbindung abgezogen. Diese wurden zur nachfolgenden Bestimmung des Plasma-Uridingehalts mittels HPLC behandelt.
An einem anderen Tag wurde dieselbe Verfahrensweise durchgeführt, mit der Ausnahme, daß eine gleichmolare Dosis (18 mg/kg bzw. 1,3 g bei einer Versuchsperson mit einem Gewicht von 70 kg) Uridin anstelle des Acylderivats aufgenommen wurde. Die Konzentration an Uridin im Plasma war im Anschluß an die Aufnahme von Tri-O-acetyluridin wesentlich höher als im Anschluß an die Aufnahme der equimolaren Dosis Uridin. Die Uridinkonzentrationen ließen sich für eine Zeit von wenigstens 4 Stunden nach der oralen Verabreichung von Tri-O-acetyluridin in dem nützlichen therapeutischen Bereich (> 10 mikromolar) halten. Nach der oralen Verabreichung von Uridin überstieg die Konzentration des Nucleosids den Wert von 10 mikromolar nur zu einem Zeitpunkt (2 Stunden).

Beispiel III

Wiederherstellung der geschwächten Myocardfunktion mit acylierten Pyrimidinribonucleosiden

Der in diesem Beispiel beschriebene Versuch wurde entworfen, um zu bestimmen, ob die Bereitstellung von exogenem Triacetyluridin und exogenem Triacetylcytidin dazu beitragen kann, die Pumpenfunktion der Herzkammern nach experimenteller Schwächung der Ventrikelfunktion wiederherzustellen.
Eine experimentelle Myocardschädigung wurde bei anästhesierten (Nembutal; 50 mg/kg i.p.) männlichen F344-Ratten (250 g) dadurch induziert, daß man die Abdominal-(Bauch-)aorta auf einen inneren Durchmesser von 0,67 mm einengte und anschließend eine Einzeldosis Isoproterenol-Hydrochlorid (5 mg/kg s.c.) injizierte. Eine Mischung aus Triacetylcytidin und Triacetyluridin (jeweils 590 mg/kg) wurde unmittelbar nach dem Einengen der Aorta und der Verabreichung des Isoproterenols und erneut 1 Stunde und 20 Stunden später verabreicht. Einigen Tieren wurden Injektionen von Kochsatzlösung anstelle der acetylierten Nucleoside gegeben (diese Gruppe wurde als "unbehandelt" bezeichnet), und eine Gruppe von Tieren erhielt ebenfalls Kochsalzinjektionen, jedoch wurde diesen Tieren die Aorta nicht verengt, und sie wurden auch nicht mit Isoproterenol behandelt; diese Tieren wurden als "Kontrollgruppe" bezeichnet.
Die Ventrikelfunktion wurde 24 Stunden nach dem Einengen der Aorta bestimmt. Die Tiere wurden mit Natriumpentobarbital (50 mg/kg i.p.) anästhesiert, und ein Katheter wurde in die rechte Jugularvene zur Verabreichung von Norepinephrin implantiert. Ein zweiter Katheter (Intramedic PE-50) wurde in die linke Herzkammer über die rechte Karotisarterie eingeführt. Der systolische Druck der linken Herzkammer (left ventricular systolic pressure; LVSP), die Maximalgeschwindigkeit der Kontraktion unter Relaxation der Kammer (+ dP/dT bzw. - dP/dT) sowie die Herzgeschwindigkeit (heart rate; HR) wurden direkt über diesen Katheter unter Verwendung eines Druckgebers des Statham-Typs gemessen, der über eine Schnittschnelle mit einem Stoelting-Physioscribe-II-Polygraphen verbunden war. Die Werte dieser Parameter wurden vor und nach einer i.v.-Verabreichung von 0,1 ml Norepinephrin-Bitartrat-Lösung in Konzentrationen von 10&supmin;&sup6; M, 10&supmin;&sup5; M und 10&supmin;&sup4; M aufgenommen. Elektrogardiogramme wurden ebenfalls mit dieser Vorrichtung aufgenommen, wobei man Nadelelektroden aus nichtrostendem Stahl verwendete, die subkutan in den Vorderbeinen gelegt waren. Die Arbeitsleistung des Herzens wurde berechnet als das Produkt des systolischen Drucks der Kammer und der Herzgeschwindigkeit.
Eine Aortaeinengung bei Verabreichung von Isoproterenol führte zu einem erheblichen Rückgang der Myocardleistung, verglichen mit der Leistung der intakten Kontrollgruppe. Der systolische Druck der linken Kammer (+ dP/dT; - dP/dT) und die Leistung des Herzens waren signifikant verschlechtert (Tabelle 1; Figuren 1 bis 4).
Bei den Tieren, die acetylierte Pyrimidinnucleoside nach der Aortaeinengung und Verabreichung von Isoproterenol erhielten, waren alle diese Parameter signifikant in Richtung auf den Normalwert wiederhergestellt, verglichen mit den Tieren, die nur mit Isoproterenol behandelt waren (Figuren 1 bis 4). Die Herzgeschwindigkeit war nach der experimentellen Myocardschädigung ebenfalls verschlechtert (Figur 5). Tabelle 1: Basale Herzleistung Behandlung Kontrollgruppe AC + Kochsalz *) Signifikant verschieden vom Kontrollwert (P 0,02)

Abkürzungen:

AC Aortaeinengung + Isoproterenol
TAU Triacetyluridin
TAC Triacetylcytidin
LVSP Systolischer Druck der linken Kammer (left ventricular systolic pressure)
HR Herzgeschwindigkeit (heart rate)
+ dP/dT Maximale Geschwindigkeit der Kontraktion der Kammer
- dP/dT Maximale Geschwindigkeit der Entspannung der Kammer Tabelle 2: Maximale Herzleistung Behandlung Kontrollgruppe AC + Kochsalz *) Signifikant verschieden vom Kontrollwert (P 0,02)
Die Abkürzungen sind dieselben wie in Tabelle 1
Die Parameter der Myocardleistung wurden bei denselben Ratten im Anschluß an die Verabreichung von 0,1 ml Norepinephrin-Bitartrat-Lösung (10&supmin;&sup4; M) aufgenommen. Diese Werte stellen die maximale Leistung des Herzens dar und sind in Tabelle 2 und den Figuren 6 bis 10 gezeigt.

Diskussion der Ergebnisse

Die Bereitstellung exogener Nucleoside für das Myocard durch Verabreichung der Acylnucleosidderivate der Erfindung verhindert oder mildert die Verschlechterungen der Myocardleistung, die normalerweise eine Herzhyperfunktion und -hypertrophie begleiten, die einem anhaltenden Anstieg der Belastung auf das Herz folgt. Solch ein Anstieg der Arbeitsbelastung tritt in den überlebenden Bereichen des Herzens im Anschluß an einen schweren Myocardinfarkt auf. Daher sind Pyrimidinnucleoside oder acylierte Derivate dieser Verbindungen nützliche therapeutische Mittel bei der Behandlung oder der Vorbeugung von Herzversagen im Anschluß an einen Myocardinfarkt. Es gibt derzeit keine therapeutischen Mittel in der klinischen Praxis von heute, die in der Weise arbeiten, daß sie den biochemischen Mechanismus unterstützen, der dem Energiestoffwechsel (Metabolismus) des Myocards zugrundeliegt, oder die Fähigkeit zur Anpassung an anhaltende Erhöhungen der Belastung unterstützen. Diese Ergebnisse zeigen an, daß sich aus einem derartigen Ansatz signifikante funktionelle Vorteile ergeben.

Beispiel IV

Behandlung einer Schädigung der Leber mit acylierten Pyrimidinnucleosiden

Es wurde die Wirkung von oral verabreichtem Triacetylcytidin und Triacetyluridin auf eine chemisch induzierte Schädigung der Leber untersucht. Eine chronische Behandlung von Nagetieren mit Kohlenstofftetrachlorid ist ein Standardmodell zur Induzierung einer Hepatopathie, die schließlich zu einer Zirrhose führt.
20 männlichen F344-Ratten (200 g) wurden zweimal pro Woche über 8 Wochen Injektionen von Kohlenstofftetrachlorid (0,2 ml/kg einer Lösung von 50 % CCl&sub4; in Maisöl) verabreicht. Nach den ersten zwei Wochen der Behandlung mit Kohlenstofftetrachlorid wurde der Hälfte der Tiere auf oralem Wege über die verbleibenden 6 Wochen eine Mischung aus Tetraacetyluridin (TAU) und Triacetylcytidin (TAC) verabreicht (50 mg/kg jeder der beiden Verbindungen in 1 ml Wasser; zweimal pro Tag). Die andere Hälfte der Tiere (diese wurde als "Kontrollgruppe" bezeichnet) erhielt durch Tränkung equivalente Volumina Wasser. Zum Ende der 8 Wochen der Behandlung mit Kohlenstofftetrachlorid wurde die funktionelle Kapazität der Lebern anhand ihrer Fähigkeit beurteilt, Bromsulphthalein (BSP) aus dem Blutkreislauf zu entfernen. Dies ist ein Standardtest der Leberfunktion. Die Ratten wurden an anästhesiert (Ketamin: 80 mg/kg und Xylazin: 13 mg/kg). Ihre Karotisarterien wurden zur Verabreichung von BSP und zur Entnahme von Blutproben mit einem Katheter versehen. BSP (50 mg/kg in 0,5 ml Kochsalzlösung) wurde in Form eines Bolus verabreicht. Blutproben (0,2 ml) wurden periodisch abgenommen, und die BSP-Konzentrationen im Plasma wurden dadurch bestimmt, daß man 20 ul Plasma 1 ml 0,1 M NaOH-Lösung zusetzte und die UV-Absorption bei 575 nm aufnahm.
Wie in Figur 11 gezeigt ist, hatten die Tiere, die während der Behandlung mit Kohlenstofftetrachlorid TAC und TAU erhielten, eine signifikant bessere Fähigkeit, BSP aus ihrem Blutkreislauf zu entfernen, als dies bei den Tieren der Kontrollgruppe der Fall war. Dies zeigte, daß TAC und TAU einen signifikanten Schutz der Leber gegen Schädigung durch Kohlenstofftetrachlorid bewirken.

Beispiel V

Herstellung von 2',3',5'-Tri-O-acyluridin

- aus Säureanhydriden:

1 g Uridin, das in 20 ml wasserfreien Pyridins gelöst war (das vorher über Kaliumhydroxid getrocknet worden war), wurden bei Raumtemperatur 3,1 molare Equivalente des Säureanhydrids der gewünschten Acylverbindung (z. B. Essigsäureanhydrid, Milchsäureanhydrid, Buttersäureanhydrid, etc.) zugesetzt. Die Reaktionsmischung wurde dann 2 Stunden lang auf 80 bis 85 ºC erwärmt, abgekühlt, in Eiswasser gegossen, und die Ester wurden durch dreimalige Extraktion mit gleichen Volumenmengen Chloroform gewonnen. Das Chloroform wurde danach mit eiskalter 0,01 N Schwefelsäure und mit einer 1 %igen wäßrigen Natriumbicarbonat-Lösung und abschließend mit Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen mit Natriumsulfat wurde das Chloroform verdampft, und das restliche Öl oder Kristalle wurden einer Chromatographie unterworfen (Verfahren übernommen von Nishizawa et al., Biochem. Pharmacol., 14 (1965), 1605).

- aus Säurechloriden:

1 g Uridin in 20 ml wasserfreien Pyridins wurden bei 5 ºC 3,1 molare Equivalente des Säurechlorids der gewünschten Acylverbindung zugesetzt, z. B. Palmitoylchlorid, Acetylchlorid, usw.. Die Mischung wurde danach bei Raumtemperatur über Nacht gehalten, in Eiswasser gegossen und wie oben angegeben aufgearbeitet (Verfahren übernommen von Nishizawa et al., Biochem. Pharmacol., 14 (1965), 1604).

Beispiel VI

Herstellung von 5-Acyluridin

1 g Uridin, das in 20 ml wasserfreien Pyridins gelöst war, wurden bei Raumtemperatur 1,0 molare Equivalente des Säureanhydrids der gewünschten Acylverbindung zugesetzt. Die Reaktionsmischung wurde danach 2 Stunden lang auf 80 bis 85 ºC erwärmt, abgekühlt, in Eiswasser gegossen, und die Ester wurden durch dreimalige Extraktion mit gleichen Volumenmengen Chloroform gewonnen. Das Chloroform wurde danach mit eiskalter 0,01 N Schwefelsäure, 1 %iger wäßriger Natriumbicarbonat-Lösung und am Ende mit Wasser gewaschen. Nach Trocknen mit Natriumsulfat wurde das Chloroform verdampft, und das zurückbleibende Öl oder die zurückbleibenden Kristalle wurden einer Chromatographie unterworfen. Das Hauptprodukt, das mittels Chromatographie isoliert wurde, ist der 5'- substituierte Ester (Verfahren übernommen von Nishizawa et al., Biochem. Pharmacol., 14 (1965), 1605).
Alternativ dazu kann die selektive Acylierung von Uridin in der 5'-Stellung dadurch bewirkt werden, daß man 1 g Uridin in 30 ml einer 1:1-Mischung von Pyridin und N,N-Dimethylformamid suspendierte, das in einem Eisbad auf 0 ºC gekühlt war. 1,0 molare Equivalente des Säurechlorids der gewünschten Acylverbindung wurden tropfenweise der Mischung zugesetzt, die bei 0 ºC 12 bis 24 Stunden gerührt wurde. 3 ml Wasser wurden zugesetzt, und danach wurden die Lösungsmittel im Vakuum bei 50 ºC verdampft. Der Rückstand wurde in Methanol gelöst und an etwa 3 g Silicagel adsorbiert. Der Überschuß Lösungsmittel wurde abgedampft. Toluol wurde dreimal von der festen Masse abgedampft, und die Gesamtmenge wurde auf eine unter Aufschlämmen gepackte Säule aus Silicagel in Chloroform gegeben und mit einem linearen Gradienten aus Chloroform (200 ml) bis zu Methanol : Chloroform im Verhältnis 20: 80 (200 ml) eluiert. Die geeigneten Fraktionen, wie sie durch Dünnschichtchromatographie (thin layer chromatography; TLC) bestimmt wurden, wurden kombiniert, und die Lösungsmittel wurden unter Erhalt des gewünschten Produkts verdampft, das entweder umkristallisiert oder im Vakuum zu einem Glas getrocknet wurde (Verfahren übernommen von Baker et al., J. Med. Chem., 21 (1978), 1218).

Beispiel VII

Herstellung von 2',3'-Diacyluridin

Einer gerührten Suspension von 1 g Uridin in 20 ml trockenen N,N-Dimethylformamids werden 2,4 molare Equivalente Imidazol und anschließend 1,2 molare Equivalente t- Butyldimethylchlorsilan zugesetzt. Die Mischung wurde unter Schutzgas zum Schutz vor Feuchtigkeit bei Raumtemperatur 20 Stunden gerührt. Danach wurde das Lösungsmittel bei 50 ºC im Vakuum abgezogen. Der Rückstand wurde in 15 ml Ethylacetat gelöst, und die Lösung wurde mit 10 ml Wasser gewaschen. Der Extrakt wurde mit Magnesiumsulfat getrocknet und unter Erhalt eines Sirups eingedampft. Ein Umkristallisieren aus 10 ml heißen Chloroforms, dem Hexan bis zum Punkt der Opaleszenz zugesetzt worden war und anschließendes langsames Abkühlen auf Raumtemperatur ergab 5'-(t-Butyldimethylsilyl)uridin.
Einer gerührten Suspension von 1 g 5'-(t-Butyldimethylsilyl-)uridin in 15 ml trockenen Pyridins, die auf 0 ºC gekühlt worden war, wurden 2,1 molare Equivalente des geeigneten Säureanhydrids der gewünschten Acylverbindung zugesetzt, und die Mischung wurde unter Schutzgas zum Schutz vor Feuchtigkeit 20 Stunden bei 0 bis 5 ºC gerührt. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Reaktion durch Zusatz von einigen wenigen ml Wasser zum Abschluß gebracht. Das Lösungsmittel wurde abgedampft, und der Rückstand wurde in 15 ml Chloroform gelöst, zweimal mit je 15 ml gesättigter Natriumhydrogencarbonat-Lösung gewaschen, danach mit Wasser gewaschen, getrocknet (Magnesiumsulfat) und unter Erhalt eines dicken, klaren Sirups eingedampft. Dieser wurde danach im Vakuum bei 25 ºC getrocknet.
Einer gerührten Lösung des wie oben beschrieben hergestellten acylierten Produkts in 30 ml trockenen Tetrahydrofurans wurden 0,2 ml Eisessig und anschließend 1,5 bis 2,3 g Tetrabutylammoniumfluorid zugesetzt. Die Reaktion wurde über Dünnschichtchromatographie (TLC) überwacht (Chloroform : Methanol (9:1)). Nach vollständigem Entfernen der t-Butyldimethylsilylgruppe von der 5'-Hydroxygruppe des acylierten Uridinderivats wurde das Fluorid aus der Mischung durch Filtration durch eine Schicht aus 30 g Silicagel entfernt, und die Produkte wurden mit Tetrahydrofuran eluiert. Das Rohprodukt, das nach Verdampfen des Lösungsmittels erhalten worden war, wurde aus Aceton umktistallisiert, woraus sich das gewünschte 2',3'-Diacyluridinderivat ergab (Verfahrensweise übernommen von Baker et al., J. Med. Chem., 22 (1979), 273).

Beispiel VIII

Herstellung von N³-2',3',5'-Tetraacyluridin

Die Acylierung des sekundären Amins in der 3-Position des Pyrimidinrings wurde bewirkt durch Umsetzung von 2',3',5'-Tri-O-acyluridin mit 1,1 molaren Equivalenten des Säurechlorids des gewünschten Acylsubstituenten in einem aprotischen Lösungsmittel wie beispielsweise Ether, Dioxan, Chloroform, Ethylacetat, Acetonitril, Pyridin, Dimethylformamid und dergleichen in Gegenwart von 1 bis 5 molaren Equivalenten einer organischen Base, insbesondere von aromatischen Aminen wie beispielsweise Pyridin, Trialkylaminen oder N,N-Dialkylanilinen. Dieses Verfahren wurde übernommen von Fujii et al., US-Patent Nr. 4,425,335. Der Acylsubstituent an dem sekundären Amin kann der gleiche Substituent sein wie die Substituenten an den Hydroxylgruppen der Riboseeinheit, oder er kann von diesen Substituenten verschieden sein.

Beispiel IX

Herstellung von 2',3',5'-Tri-O-acylcytidin

1 g Cytidinhydrochlorid wurde in 10 ml N,N-Dimethylformamid gelöst. 3,1 molare Equivalente des Säurechlorids wurden zugesetzt, und die Mischung wurde über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Die Reaktionsmischung wurde im Vakuum zu einem Öl konzentriert und mit einer Mischung Ethylacetat: Diethylether im Verhältnis 1:1 trituriert. Das Öl wurde danach mit 1 N Natriumhydrogencarbonat-Lösung trituriert. Der kristalline Feststoff wurde gewonnen, mit Wasser gewaschen, getrocknet und umkristallisiert (Verfahren übernommen von Gish et al., J. Med. Chem., 14 (1971), 1159).

Beispiel X

Herstellung von 5'-Acylcytidin

1 g Cytidinhydrochlorid wurde in 10 ml N,N-Dimethylformamid gelöst. 1,1 molare Equivalente des Säurechlorids des gewünschten Acylsubstituenten wurden zugesetzt, und die Mischung wurde über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Die Reaktionsmischung wurde im Vakuum zu einem Öl konzentriert und mit einer Mischung Ethylacetat : Diethylether im Verhältnis 1 : 1 trituriert. Das Öl wurde danach mit 1 N Natriumhydrogencarbonat-Lösung trituriert. Der kristalline Feststoff wurde gewonnen, mit Wasser gewaschen, getrocknet und umkristallisiert (Verfahren übernommen von Gish et al., J. Med. Chem., 14 (1971), 1159).

Beispiel XI

Herstellung von N&sup4;-Acylcytidin

Die N&sup4;-Aminogruppe von Cytidin ist die am meisten nucleophile Gruppe unter den funktionellen Amino- und Hydroxylgruppen des Cytidins. Eine selektive Acylierung in der N&sup4;-Stellung kann erreicht werden durch Behandlung von Cytidin mit geeigneten Säureanhydriden in Pyridin oder einer Mischung aus Pyridin und N,N-Dimethylformamid.
Speziell wurde 1 g Cytidin in 80 ml trockenen Pyridins suspendiert. 1,5 molare Equivalente des gewünschten Säureanhydrids wurden zugesetzt, und die Mischung wurde unter Rückfluß 2 Stunden lang erwärmt. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt, und der resultierende weiße Feststoff wurde aus Ethanol umkristallisiert.
Alternativ dazu wurde Cytidin (1 g) in einer Mischung gelöst, die Pyridin und N,N- Dimethylformamid im Verhältnis 70 : 30 umfaßte. 1,5 molare Equivalente des Säureanhydrids des gewünschten Acylsubstituenten wurden zugesetzt, und die Mischung wurde über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Danach wurde sie in Wasser gegossen und gerührt. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt, und zurück blieb ein weißer Feststoff, der mit Diethylether extrahiert wurde. Der Rückstand wurde aus Ethanol umkristallisiert (Verfahren übernommen von Sasaki et al., Chem. Pharm. Bull., 15 (1967, 894).
Eine alternative Verfahrensweise besteht darin, Cytidin in einer Mischung aus Wasser und einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel wie beispielsweise Dioxan, Aceton, Acetonitril, N,N-Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, Tetrahydrofuran, usw. zu lösen und die Lösung mit einem zweifachen Überschuß eines geeigneten Säureanhydrids zu behandeln. Beispielsweise wurde 1 g Cytidin in 15 ml Wasser gelöst und mit 15 bis 100 ml Dioxan vermischt. Mehr Dioxan wird für lipophilere Substituenten benötigt. 2 molare Equivalente des Säureanhydrids des gewünschten Acylsubstituenten wurden zugesetzt. Die Mischung wurde 5 Stunden bei 80 ºC (oder 48 Stunden bei Raumtemperatur) gerührt. Danach wurde das Lösungsmittel im Vakuum entfernt.
Der Rückstand wurde mit Hexan oder Benzol gewaschen und aus Ethanol oder Ethylacetat umkristallisiert (Verfahren übernommen von Akiyama et al., Chem. Pharm. Bull., 26 (1978), 981).

Beispiel XII

Herstellung von N&sup4;-2',3',5'-Tetraacylcytidin

Verbindungen, in denen die Acylsubstituenten an der N&sup4;-Aminogruppe und an den Hydroxylgruppen des Riboserings von Cytidin dieselben waren (z. B. Tetraacylcytidin), wurden in der Weise hergestellt, daß man Cytidin in trockenem Pyrimidin löste oder suspendierte, wenigstens 4 molare Equivalente des Säurechlorids oder Säureanhydrids des gewünschten Substituenten zusetzte und die Mischung über Nacht bei Raumtemperatur rührte. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt, und der Rückstand wurde gewaschen und umkristallisiert.

Claims

1. Acylderivat von Uridin mit der Formel (II)

worin R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; gleich oder verschieden sind und jeweils für Wasserstoff oder einen Acylrest

(a) einer unverzweigten Fettsäure mit 5 bis 22 Kohlenstoffatomen,

(b) einer Aminosäure, die aus der aus Glycin und den L-Formen von Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin, Tyrosin, Prolin, Hydroxyprolin, Serin, Threonin, Cystin, Cystein, Asparaginsäure, Glutaminsäure, Arginin, Lysin, Histidin, Carnitin und Ornithin bestehenden Gruppe gewählt ist,

(c) einer Dicarbonsäure mit 3 bis 22 Kohlenstoffatomen, oder

(d) einer Carbonsäure, die aus einer oder mehreren Verbindungen der aus Glykolsäure, Brenztraubensäure, Milchsäure, Enolbrenztraubensäure, Liponsäure, Pantothensäure, Acetoessigsäure, p-Aminobenzoesäure, β-Hydroxybuttersäure, Orotsäure und Kreatin bestehenden Gruppe gewählt ist, stehen, mit der Maßgabe, daß wenigstens einer der Substituenten R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; nicht Wasserstoff ist, und weiter mit der Maßgabe, daß dann, wenn einer der Substituenten R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; für Wasserstoff steht und die verbleibenden Substituenten Acylreste einer geradkettigen Fettsäure sind, die geradkettige Fettsäure 8 bis 22 Kohlenstoffatome aufweist, oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz davon.

2. Acylderivat von Uridin mit der Formel (I)

worin R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; gleich oder verschieden sind und jeweils für Wasserstoff oder einen Acylrest eines Stoffwechselprodukts (Metaboliten) stehen und R&sub4; für einen Acylrest eines Stoffwechselprodukts (Metaboliten) steht, wobei der Acylrest eines Stoffwechselprodukts (Metaboliten) gewählt ist aus einem Acylrest einer Carbonsäure, die aus einer oder mehreren Verbindungen der aus einer Fettsäure mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen, Glykolsäure, Brenztraubensäure, Milchsäure, Enolbrenztraubensäure, einer Aminosäure, Liponsäure, Pantothensäure, Bernsteinsäure, Fumarsäure, Adipinsäure, Acetoessigsäure, p-Aminobenzoesäure, β-Hydroxybuttersäure, Orotsäure und Kreatin bestehenden Gruppe gewählt ist, oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz davon.

3. Acylderivat nach Anspruch 2, worin die Aminosäure gewählt ist aus der aus Glycin und den L-Formen von Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin, Prolin, Phenylalanin, Tyrosin, Cystein, Cystin, Methionin, Tryptophan, Asparaginsäure, Glutaminsäure, Arginin, Lysin, Histidin, Ornithin, Carnitin und Hydroxylysin bestehenden Gruppe.

4. Zubereitung, welche das Acylderivat der Ansprüche 1 oder 2 und einen pharmazeutisch annehmbaren Träger umfaßt.

5. Einheitsdosis der Zubereitung nach Anspruch 4, die eine Menge des Acylderivats umfaßt, die das Equivalent von 10 bis 3000 mg Uridin ist.

6. Zubereitung, die eine Mischung aus wenigstens einem Acylderivat der Ansprüche 1 oder 2, wenigstens ein Acylderivat von Cytidin aus der aus 2',3',5'-Tri-O-acetylcytidin, 2',3',5'- Tri-O-propionylcytidin oder 2',3',5'-Tri-O-butyrylcytidin bestehenden Gruppe und einen pharmazeutisch annehmbaren Träger umfaßt.

7. Einheitsdosis der Zubereitung nach Anspruch 6, die Mengen der Acylderivate umfaßt, die das Equivalent von 10 bis 3000 mg Uridin und 10 bis 3000 mg Cytidin sind.

8. Zubereitung nach Anspruch 4 oder 6 in Form einer Flüssigkeit, einer Suspension, einer Tablette, eines Dragees, einer injizierbaren Lösung oder eines Zäpfchens.

9. Pharmazeutische Zubereitung, die als aktiven Bestandteil wenigstens ein Acylderivat von Uridin der Formel

umfaßt, worin R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; gleich oder verschieden sind und jeweils für Wasserstoff oder einen Acylrest eines Stoffwechselprodukts (Metaboliten) gemäß der Definition in Anspruch 2 stehen, oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz davon, mit der Maßgabe, daß wenigstens einer der Reste R nicht Wasserstoff ist.

10. Zubereitung nach Anspruch 9, worin das Acylderivat von Uridin 2',3',5'-Tri-O- acetyluridin, 2',3',5'-Tri-O-propionyluridin oder 2',3',5'-Tri-O-butyryluridin ist.

11. Pharmazeutische Zubereitung, die als aktiven Bestandteil wenigstens ein Acylderivat von Cytidin der Formel

12. Zubereitung nach Anspruch 11, worin das Acylderivat von Cytidin 2',3',5'-Tri-O- acetylcytidin, 2',3',5'-Tri-O-propionylcytidin oder 2',3',5'-Tri-O-butyrylcytidin ist.

13. Pharmazeutische Zubereitung, die eine Mischung wenigstens eines Acylderivats von Uridin der Formel (I) gemäß der Definition in Anspruch 9 oder in Anspruch 10 und wenigstens ein Acylderivat von Cytidin der Formel (II) gemäß der Definition in Anspruch 11 oder in Anspruch 12 umfaßt.

14. Verwendung wenigstens eines Acylderivats von Uridin gemäß der Definition in Anspruch 9 oder in Anspruch 10 bei der Herstellung einer pharmazeutischen Zubereitung zur Abgabe von exogenem Uridin an das Gewebe eines Tieres.

15. Verwendung wenigstens eines Acylderivats von Cytidin gemäß der Definition in Anspruch 11 oder in Anspruch 12 bei der Herstellung einer pharmazeutischen Zubereitung zur Abgabe von exogenem Cytidin an das Gewebe eines Tieres.