DD267497A1 - Verfahren zur bindung von methotrexat an polysaccharide - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bindung von Methotrexat an Polysaccharide. Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Polymerfixierung von Methotrexat an Polysaccharide zu schaffen, dessen Produkte wasserloesliche untoxische polymere Cytostatika sind. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass ein wasserloesliches Kartoffelstaerkehydrolyseprodukt in einem fuer Methotrexat geeigneten Loesungsmittel unter der katalytischen Wirkung von Dimethylaminopyridin und Dicyclohexylcarbodiimid mit Methotrexat zur Reaktion gebracht wird. Der Methotrexatgehalt wird dabei so eingestellt, dass die Wasserloeslichkeit des Traegers erhalten bleibt. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemaessen Verfahrens ist seine gute Produzierbarkeit und die hohe Wasserloeslichkeit des Produkts bei guter antineoplastischer Aktivitaet in vivo.
Description
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Polymerfixierung von Methotrexat an Polysaccharide, das zur Synthese neuer Cytostatika mit verbesserten Eigenschaften verwendet werden kann, welche in der Humanmedizin einsetzbar sind.
Es ist bekannt, daß das Cytostatikum Methotrexat (Formel I) an verschiedene natürliche oder synthetische Polymerträger kovalent gebunden werden kann, wodurch sich verschiedene aplikative Vorteile ergeben.
COOH ι
Die Anknüpfung an die Makromoleküle ist dabei prinzipiell sowohl über die NHj-Gruppen des Pteridinringes wie auch über die COOH-Gruppen der Glutaminsäure des Methotrexats möglich. Während durch die Verwendung von Dextranen und Polypeptiden ein Depoteffekt erzielbar ist, werden mit Poly (L-lysin) und Immunglobulinen gegen Methotrexat resistente Zellen bzw. bestimmte Gewebe spezifisch einer Behandlung zugänglich
l(J.M.WHITLEY;B.C.F.CHU und J.GALIVAN.
Biomedical and dental applications of polymers: Polymer Science and Technology Vo114 Ed. by G.G.GEBELEIN und
F. F. KOBLITZ: Plenum Press. New York, London, 1981)
Die Bindung von Methotrexat an monoklonal Antikörper erlaubt dagegen die selektive Behandlung bestimmter Krebszellen (R.W.BALDWIN und M.GARNETT: UCLA Symp.Mol.Cell.Biol.NewSer.27 215 (1985)).
Der Nachteil der bisher bekanntgewordenen Lösungen besteht darin, daß sie bei guten in vitro-Ergebnissen einen deutlichen Aktivitätsverlust bei in vivo-Tests aufweisen.
Außerdem sind die eingesetzten natürlichen Polymerträger in der Regel aufwendig in der Gewinnung und dadurch z.T. sehr kostspielig.
Es wurde auch versucht, durch Verwendung leichter zugänglich synthetischer Polymerer diese Mängel zu umgehen. Dabei ergaben Polyvinylalkohol und Polyethylonirnin keine befriedigende Wirksamkeit der Polymer-Wirkstoff-Konjugate.
Neben dem Wirkungsverlust in vivo und toxischen Nebenwirkungen ist die Erzielung einer Wasselöslichkeit der Polymer-Wirkstoff-Konjugate ein weiteres noch nicht voll beherrschtes Problem. Die Wasserlöslichkeit dei Polymerträger wird durch die Anbindung des wasserunlöslichen Methotrexats deutlich herabgesetzt, wodurch die Applikation der Substanz erschwert ist.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, ein gut reproduzierbares Verfahren zur Polymerbindung von Methotrexat an Polysacharido zu schaffen, dessen Produkte wasserlösliche, untoxische polymere Cytostatika mit verbesserten Wirkungseigenschaften sein sollen.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Syntheseverfahren zu entwickeln, bei dem Methotrexat reversibel an Polysaccharide fixiert wird und dessen Produkte wasserlösliche Polymere mit antineoplastische Aktivität sind. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein wasserlösliches Kartoffelstärkehydrolyseprodukt in einem für Methotrexat geeigneten Lösungsmittel, vorzugsweise Dimethylacetamid, Dimethylformamid oder Dimethylsulfoxid mit Methotrexat unter Zusatz von 10~3 bis 10~5 Mol eines Acylierungskatalysators, vorzugsweise Dimethylaminopyridin und
mindestens 1 Mol eines wasserentziehenden Mittels, vorzugsweise Dicyclohexylcarbodiimid pro Mol Methotrexat umgesetzt
Der Gehalt des Produktes an Methotrexat wird durch das Molverhältnis Monomerbaustein zu Methotrexat in der Reaktionslösung, durch die Reaktionstemperatur sowie -zeit festgelegt und kann in üblicher Weise über diese Größe gezielt eingestellt werden.
Es ist für die Aufarbeitung und Anwendung des Produktes von Vorteil, wenn die Roaktion so durchgeführt wird, ckß der Umsetzungsgrad des Methotrexats über 50%, vorzugsweise über 80% liegt. Dazu ist es günstig, die Reaktion zunächst bei 0 bis 50C, 1 bis 5 Stunden durchzuführen und anschließend bei 70 bis 1000C vorzugsweise 8O0C 5 bis 10 Stunden zu vervollständigen.
Die Konzentration des Methotrexats in der Reaktionslösung kann in weiten Grenzen vf.riiert werden. Bei Verwendung von Dimethylsulfoxid werden gute Ergebnisse mit Konzentrationen von 1-10"' bis 5-10~: Mol/l erreicht bei Molverhältnissen Monomerei-heitPolysaccharidzu Methotrexat von 10:1 bis 5:1.
Die wasserlöslichen Polymer-Wirkstoff-Konjugate besitzen antineoplastische Aktivität. Es muß als überraschendes Ergebnis gewertet werden, daß durch die Polymerfixierung die Wirksamkeit des Methotrexats gegenüber dem soliden Modolltumor Melanom B16 verglichen mit dem freien Wirkstoff erhörn ist.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist seine gute Reproduzierbarkeit und die hohe Wasserlöslichkeit des Produkts.
Die Verwendung biologisch abbaubarer natürlicher Polymerer (z. B. Polysaccharide) bringt den Vorteil, daß dio Wirkstoffreisetzung durch den Bioabbau zusätzlich gesteuert werden kann und die weitgehend untoxischon Abbauprodukte ausgeschieden werden.
Das folgende Ausführungsbeispiel erläutert die Erfindung ohne sie einzuschränken.
Ausführungsbeispiel
Durchführung des Tests
Als Tiermaterial wurden BDF,-Mäuseböckchen aus der Zucht des Zentralinstituts für Krebsforschung der AdW der DDR, Berlin-Buch, verwendet. Als Testtumoren wurden die Leukämie P388 und das Melanom B16 gewählt. Bei P388 bekam jedes Tier etwa 5 χ 106 Zellen i.p. gespritzt und beim B 16-Melanom 0,1 ml eines homogenisierten Tumorbreies. Das B16-Melanom wächst auch bei i.p. Applikation in soliden Zellverbänden.
Als Paramter zur Einschätzung der Wirksamkeit der Substanzen wurde die Verlängerung der Überlebenszeit gegenüber Tumorträgern ohne Substanzgabe gewählt
Als Vergleichspräparat diente Methotrexat der Fa.Lachema Brno, OSSR.
0,45g (1 mMol) Methotrexat und 1,135g Kartoffelstärkehydrolyseprodukt (DP30) werden in 50ml Dimethylsulfoxid gelöst, auf 00C gekühlt, 0,21 g Dicyclohexylcarbodiimid und 0,1 g Dimethylaminopyridin hinzugegeben und 3 h geschüttelt Anschließend wird 3h bei Raumtemperatur und 3h bei 80°C gerünrt.
Der gebildete Harnstoff wird abfiltriert und das Polymer in Chloroform gefällt. Das getrocknete Pulver wird mit Wasser aufgenommen, filtriert und das Wasser im Rotationsverdampfer abdestilliert.
Der Wirkstoffgehalt des Produktes beträgt 25Ma.-%. Die Wirksamkeit gegenüber P388 ist verglichen mit freiem Mothotrexat geringer, die gegenüber dem B16-Melanom enthält die Tabelle.
Wird ein Gemisch aus Kartoffelstärke und Methotrexat gleicher Zusammensetzung (25Ma.-% Methotrexat) zum Test eingesetzt, bleibt die Wirkung des freien Methotrexats unbeeinflußt (Probe 2 d ji Tabelle).
Mittlere Überlebenszeit (in Tagen) von BDF,-Mäusen nach i. ρ. Injektion von B16 und Behandlung
| Dosis mg/kg/lnjektion | 20 | 40 |
| Tag dor Applikation nach Tumorinkubation Probe | 1 | 1 |
| Kontrolle Methotrexat 1 2 | 21 26 31 25 | 21 26 30 24 |
Claims (3)
1. Verfahren zur Bindung von Methotrexat an Polysaccharide, dadurch gekennzeichnet, daß wasserlösliches Kartoffelstärkehydrolyseprodukt in für Methotrexat geeigneten organischen Lösungsmitteln mit Methotrexat, bei Molverhältnissen Monomereinheit Polysaccharid zu Methotrexat von 10:1 bis 5:1, wobei die Methotrexatkonzentration im Lösungsmittel 1 · 10"2bis 5 · 10~2 Mol Γ1 beträgt, in Gegenwart von 10~3 bis 10~5 Mol Dimethylaminopyridin und mindestens 1 Mol Dicyclohexylcarbodiimid bezogen auf 1 Mol Methotrexat zu Reaktion gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel für Methotrexat Dimethylacetamid und/oder Dimethylformamid und/oder Dimethylsulfoxid eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion 1 bis 5 Stunden bei 273 bis 278K und nachfolgend 5 bis 10 Stunden bei 343 bis 373K durchgeführt wird.
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| WO2001068105A1 (en) * | 2000-03-17 | 2001-09-20 | Eurand Pharmaceuticals Ltd. | Polysaccharidic esters of n-derivatives of glutamic acid |
| WO2005047339A1 (en) * | 2003-10-28 | 2005-05-26 | University Of Iowa Research Foundation | Biodegradable oxidized cellulose esters and their uses as microspheres |
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-
1987
- 1987-11-11 DD DD87308900A patent/DD267497A1/de not_active IP Right Cessation
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