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DE19900674A1 - Bindungspartner für 5-HT5-Rezeptoren zur Migränebehandlung - Google Patents

Bindungspartner für 5-HT5-Rezeptoren zur Migränebehandlung

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Publication number
DE19900674A1
DE19900674A1 DE19900674A DE19900674A DE19900674A1 DE 19900674 A1 DE19900674 A1 DE 19900674A1 DE 19900674 A DE19900674 A DE 19900674A DE 19900674 A DE19900674 A DE 19900674A DE 19900674 A1 DE19900674 A1 DE 19900674A1
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DE
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Withdrawn
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DE19900674A
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Inventor
Francisco Javi Garcia-Ladona
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BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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Publication date
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Priority to EP00901526A priority patent/EP1144050A2/de
Priority to CNB008046107A priority patent/CN1321635C/zh
Priority to JP2000593096A priority patent/JP2002540063A/ja
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft selektive Bindungspartner für 5-HT5-Rezeptoren, Verfahren zur Identifizierung und Charakterisierung solcher Bindungspartner, insbesondere in Form von Screening-Verfahren, sowie pharmazeutische Zusammensetzungen, die diese Bindungspartner enthalten, und deren Verwendung zur Behandlung cerebrovaskulärer Erkrankungen wie Migräne.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Bindungspartner für 5-HT5-Re­ zeptoren, Verfahren zur Identifizierung und Charakterisierung solcher Bindungspartner, sowie diese enthaltende pharmazeutische Zusammensetzungen und deren Verwendung zur Behandlung cerebrovas­ kulärer Erkrankungen wie Migräne.
Wenigstens sieben verschiedene Rezeptorklassen vermitteln die mannigfaltigen physiologischen Aktivitäten, die einer Beteiligung des Neurotransmitters Serotonin (5-Hydroxytryptamin, kurz 5-HT) zugeschrieben werden. Sie werden entsprechend einer international anerkannten Klassifikation mit 5-HT1, 5-HT2, 5-HT3, 5-HT4, 5-HT5, 5-HT6 und 5-HT7 bezeichnet. Die meisten dieser Klassen umfassen darüber hinaus weitere unterscheidbare Rezeptortypen. So gehören zur 5-HT1-Klasse Rezeptoren, welche sich in wenigstens fünf Un­ terklassen einteilen lassen, die mit 5-HT1A, 5-HT1B, 5-HT1C, 5-HT1D und 5-HT1E bezeichnet werden (Boess F. G. und Martin I. L., Neuropharmacology 33: 275-317 (1994)).
Die 5-HT5-Klasse wurde erstmals beschrieben von Plassat et al., The EMBO Journal Bd. 11 Nr. 13, S. 4779-4786 (1992). Man unter­ scheidet 5-HT5A- und 5-HT5B-Rezeptoren (Erlander et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 3452-3456 (1993)). Es bestehen nur ge­ ringe Sequenzhomologien zwischen 5-HT5 und anderen 5-HT-Rezepto­ ren. Das pharmakologische Profil dieser Rezeptoren unterscheidet sich deutlich. Mit molekularbiologischen Techniken gelang die Lo­ kalisierung von 5-HT5-Rezeptoren im Riechkolben, im Hippocampus, im Cortex, in den Zerebralventrikeln, im Corpus Callosum und im Kleinhirn. Mittels immunhistochemischer Methoden konnte gezeigt werden, daß 5-HT5-Rezeptoren vornehmlich auf Astrocyten expri­ miert werden (Carson et al., GLIA 17: 317-326 (1996)). Astrocyten liegen direkt an der Basalmembran von Gehirnkapillaren der Blu­ thirnschranke an. Eine anormale Astrocyten-Endothelium-Struktur geht mit einem Verlust der Bluthirnschranke einher. Die genaue Bedeutung der Astocyten ist unklar. Sie scheinen Transportaufga­ ben und konnektive Funktionen wahrzunehmen. Reaktive Astrocyten wurden in Zusammenhang mit reaktiver Gliosis bei einer Reihe von pathologischen Gehirnveränderungen und neuropsychiatrischen Er­ krankungen beobachtet. Infolge von Gehirnverletzungen verändern sie ihre Morphologie. Das Proteinexpressionsmuster ändert sich und Wachstumsfaktoren werden produziert. In vitro-Untersuchungen an kultivierten Astrocyten haben 5-HT5-Rezeptor-vermittelte Ant­ worten erkennen lassen. So wird einerseits vermutet, daß sie an Erholungsprozessen des Gehirns nach Störungen beteiligt sind, an­ dererseits ist aber auch nicht auszuschließen, daß sie zur Scha­ densentstehung oder sogar zu einer Schadensvermehrung beitragen.
Migräne ist eine ZNS-Erkrankung, die große Bevölkerungsteile be­ trifft. Sie äußert sich in den meisten Fällen durch immer wieder­ kehrende Kopfschmerzen, von denen schätzungsweise 8 Mio Personen, d. h. 3-5% aller Kinder, 7% aller Männer und 14% aller Frauen, betroffen sind. Wenngleich eine genetische Prädisposition propa­ giert wird, scheinen die Ursachen doch vielschichtig zu sein (Diener H. C. et al., Arzneimitteltherapie 15: 387-394 (1997)).
Es dominieren zwei Hypothesen. Die schon seit langem bekannte Ge­ fäß-Theorie schlägt als Ursache einen Dilatationsvorgang des in­ neren und äußeren zerebralen Gefäßsystems vor. Die neurogene Theorie stützt sich auf eine Ausschüttung vasoaktiver Neurotrans­ mitter, vornehmlich Neuropeptide, wie Substanz P and Neurokinin, aus Axonen der Vaskulatur infolge einer Stimulierung bestimmter Gehirngewebe innervierender Ganglien, was zu entzündlichen Reak­ tionen und somit zu Schmerz führen soll.
Eine Kausaltherapie zur Behandlung von Migräne gibt es derzeit noch nicht. Zwei verschiedene Behandlungsmethoden kommen momentan zur Anwendung. Eine erste, prophylaktische, Therapie zur Vorbeu­ gung gegen wiederkehrende Migräneattacken und eine zweite, sym­ ptomatische, Therapie zur Unterdrückung akuter Symptome bei At­ tacken. Prophylaktisch werden migränespezifische Wirkstoffe, wie Sanmigran®, Nocerton®, Desernil® und Vidora®, aber auch gewöhnlich für andere Indikation verwendete Wirkstoffe, wie Beta-Blocker, antiemetische Wirkstoffe wie Sibelium®, Antidepressiva wie Laro­ xyl®, oder antiepileptische Wirkstoffe wie Depakin®, verabreicht. Im Rahmen der Akuttherapie gibt man Analgetika, wie Aspirin®, Pa­ racetamol oder Optalidon®, nichtsteriodale Antiinflammatika, wie Cebutid®, Voltaren®, Brufen®, Ponstyl®, Profenid®, Apranx® und Na­ prosin® gegen den Schmerz und Entzündungen, Ergotalkaloide, wie Ergotamin, Dihydroergotamin, die eine Vasokonstriktion auslösen können, oder Substanzen der Triptan-Familie, wie Sumatriptan, Na­ ramig®, und AscoTop® mit hoher Affinität für 5-HT1D-Rezeptoren. Letztere Substanzen wirken als Agonist und blockieren die Vasodi­ latation.
Die genannten Wirkstoffe sind allerdings nicht optimal für die Behandlung von Migräne geeignet. Nichtopioide Analgetika haben häufig Nebenwirkungen. Der komplexe Wirkungsmechanismus der Ergo­ talkaloide führt infolge der starken peripheren Vasokonstriktion zu Nebenwirkungen wie Hypertonie and Gangrän. Zu der Triptan-Fa­ milie gehörende Verbindungen sind ebenfalls nicht völlig zufrie­ denstellend (Pfaffenrath V. Münch. med. Wschr. 625-626 (1998)).
Sumatriptan (Imigran®), einer der effektivsten und am häufigsten eingesetzten Wirkstoffe gegen akute Migräneattacken, passiert aufgrund ausgeprägter Hydrophilie die Bluthirnschranke nicht. In 28% der Patienten ist dieser Wirkstoff wirkungslos, die oralen Dosen liegen mit 50-100 mg recht hoch. Als Gegenanzeigen sind ko­ ronare Vasopasmen, Hypertonie, Nieren- und Leberstörungen bekannt geworden.
Bislang hat man Verbindungen mit selektiver Affinität für 5-HT1-Rezeptoren zur Behandlung von Migräne in Betracht gezogen (Goadsby P. J. CNS Drugs 10: 271-286 (1998); Saxena P. R. Exp. Opin. Invest. Drugs 581-593 (1996)). Beispielsweise gilt Sumatriptan als ausgesprochen selektiver Ligand für 5-HT1D-Rezeptoren, wes­ halb die Fachwelt bemüht war, diese Bindungseigenschaften und die dadurch vermittelten vasokonstriktiven Aktivitäten zu optimieren. Ähnliches gilt für 5-HT1B- und 5-HT1F-Rezeptorliganden. So wurden Serien von Wirkstoffen entwickelt, die den geschilderten Proble­ men allerdings auch nicht abhelfen konnten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die, vorzugs­ weise akute, Behandlung migräneartiger cerebrovaskulärer Erkran­ kungen mit ausreichender Wirksamkeit und geringen Nebenwirkungen zu ermöglichen.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß Substanzen mit ver­ gleichsweise hoher Bindungsaffinität für 5-HT5-Rezeptoren die ge­ wünschten Wirkungen vermitteln können.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher selektive Bindungspartner für 5-HT5-Rezeptoren, die dadurch gekennzeichnet sind, daß deren Bindungsaffinität für 5-HT5-Rezeptoren größer ist als für einen oder mehrere von 5-HT5 verschiedene 5-HT-Rezepto­ ren.
Erfindungsgemäße Bindungspartner binden daher bevorzugt an 5-HT5-Rezeptoren. Unter Bindung versteht man jede molekulare Wechselwirkung zwischen dem Bindungspartner und dem Rezeptor, insbesondere unter physiologischen Bedingungen. Dies sind in der Regel klassische Wechselwirkungen, zu denen elektrostatische An­ ziehung, Wasserstoffbrücken-Bindung, hydrophobe Bindungen, van­ der-Waals-Kräfte oder metallkomplexartige koordinative Bindungen gehören. Zusätzlich zu den vorstehend genannten, reversiblen mo­ lekularen Wechselwirkungen können auch irreversible Wechselwir­ kungen zwischen Bindungspartner und Rezeptor in Betracht kommen, wie kovalente Bindungen.
Unter Selektivität versteht man die Eigenschaft eines Bindungs­ partners, vorzugsweise an 5-HT5-Rezeptoren zu binden.
So besitzen Bindungspartner Bindungsaffinitäten für 5-HT5-Rezep­ toren, die größer sind als für einen oder mehrere von 5-HT5 ver­ schiedene 5-HT-Rezeptoren, also insbesondere den obengenannten 5-HT-Rezeptorklassen 5-HT1, 5-HT2, 5-HT3, 5-HT4, 5-HT6 und 5-HT7 zuzuordnenden Rezeptoren. Ist die Bindungsaffinität für 5-HT5-Re­ zeptoren eines Bindungspartners größer als die eines von 5-HT5 verschiedenen 5-HT-Rezeptors, so spricht man von einer in Bezug auf den von 5-HT5 verschiedenen 5-HT-Rezeptor selektiveren Bin­ dung dieser Bindungspartner an 5-HT5-Rezeptoren. Besondere Bin­ dungspartner sind diejenigen, deren Bindungsaffinität für 5-HT5-Rezeptoren größer ist als für 5-HT1-Rezeptoren, insbeson­ dere für 5-HT1D- und/oder 5-HT1B-Rezeptoren. Bindungspartner, de­ ren Bindungsaffinität für 5-HT5-Rezeptoren größer ist als für sämtliche von 5-HT5 verschiedene 5-HT-Rezeptoren, stellen eine weitere besondere Klasse von Bindungspartnern dar.
Für die vorstehend geschilderte Selektivität ist maßgebend, daß sich die Bindungsaffinitäten für 5-HT5-Rezeptoren einerseits und für einen oder mehrere von 5-HT5 verschiedene 5-HT-Rezeptoren an­ dererseits hinreichend unterscheiden. Bevorzugt sind Affinitäts­ unterschiede, wonach Bindungsaffinitäts-Verhältnisse von wenig­ stens 2, vorteilhafter von wenigstens 5, besonders vorteilhaft von wenigstens 10, vorzugsweise von wenigstens 20, besonders be­ vorzugt von wenigstens 50 und insbesondere von wenigstens 100 vorliegen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hemmen erfindungsgemäße Bindungspartner die Bindung von Vergleichsbindungspartnern, wie 5-HT (5-Hydroxytryptamin) oder 5-CT (5-Carboxamidotryptamin), an 5-HT5-Rezeptoren kompetitiv.
Unter kompetitiver Hemmung versteht man, daß erfindungsgemäße Bindungspartner mit einem Vergleichsbindungspartner, im vorlie­ genden Fall vorzugsweise 5-CT, um die Bindung an den Rezeptor konkurrieren, d. h. die Bindung des einen behindert die Bindung des anderen.
Zumindest für den Fall der reversiblen Bindung gilt der Grund­ satz, daß die Verdrängung eines Bindungspartners durch einen an­ deren mit abnehmender Bindungsaffinität des einen bzw. zunehmen­ der Bindungsaffinität des anderen im Hinblick auf den Rezeptor zunimmt. Zweckmäßigerweise besitzen daher erfindungsgemäße Bin­ dungspartner eine hohe Bindungsaffinität für 5-HT5-Rezeptoren. Eine derartige Bindungsaffinität gestattet einerseits eine wirk­ same Verdrängung natürlich vorkommender Bindungspartner für 5-HT5-Rezeptoren, wie beispielsweise Serotonin (5-Hydroxytrypta­ min. 5-HT) selbst, wobei die erforderliche Konzentration an er­ findungsgemäßem Bindungspartner zur Bindung einer bestimmten Menge dieses Bindungspartners an 5-HT5-Rezeptoren mit zunehmender Bindungsaffinität abnimmt. Im Hinblick auf die medizinische An­ wendung werden daher Bindungspartner bevorzugt, deren Bindungsaf­ finität so groß ist, daß diese als Wirkstoff im Rahmen einer wirksamen medizinischen Behandlung in vertretbaren Mengen verab­ reicht werden können. Erfindungsgemäße Bindungspartner werden da­ her vorzugsweise in Tagesdosen von etwa 0,01 bis 100 mg/kg Kör­ pergewicht und insbesondere von etwa 0,1 bis 15 mg/kg Körperge­ wicht bei parenteraler Gabe und etwa 1 bis 30 mg/kg Körpergewicht bei oraler Gabe verabreicht.
Eine Möglichkeit, die Bindungsaffinität auszudrücken, bieten die oben angesprochenen Kompetitionsexperimente, mit denen man dieje­ nige Konzentration an erfindungsgemäßem Bindungspartner ermittelt, die einen anderen Vergleichsbindungspartner zu 50% von der Rezep­ torbindungsstelle verdrängt (IC50-Werte). So läßt sich auch die kompetitive Hemmung der Bindung von 5-CT an 5-HT5-Rezeptoren da­ hingehend auswerten, daß erfindungsgemäß bevorzugte Bindungspart­ ner halbmaximale Hemmkonstanten IC50 von weniger als 10-7 M, vor­ zugweise von weniger als 10-8 M und insbesondere von weniger als 10-9 M aufweisen.
Die Bindungsaffinität erfindungsgemäßer Bindungspartner kann auch über die Hemmkonstante Ki ausgedrückt werden, die man im allgemei­ nen ebenfalls mit Kompetitionsexperimenten bestimmt. Für die Bin­ dung an 5-HT5-Rezeptoren weisen erfindungsgemäße Bindungspartner vorzugsweise Kl-Werte von weniger als 10-8 M, vorteilhafterweise von weniger als 10-9 M und insbesondere bevorzugt von weniger als 10-10 M auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform binden erfindungsgemäße Bin­ dungspartner in Bezug auf einen oder mehrere von 5-HT5 verschie­ dene 5-HT-Rezeptoren selektiver an 5-HT5-Rezeptoren mit den oben beschriebenen vorteilhaften Bindungsaffinitäten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform binden erfindungsgemäße Bin­ dungspartner in Bezug auf alle von 5-HT5 verschiedenen 5-HT-Re­ zeptoren selektiver an 5-HT5-Rezeptoren mit den oben beschriebe­ nen vorteilhaften Bindungsaffinitäten.
Besonders vorteilhaft sind Bindungspartner, die mit den vorste­ hend beschriebenen Affinitäten und Selektivitäten an 5-HT5-Rezep­ toren binden, die von Gliazellen und insbesondere von Astrocyten exprimiert werden.
Erfindungsgemäß ist die humane Rezeptorvariante bevorzugtes Tar­ get für die eingesetzten Bindungspartner.
Die Bindung erfindungsgemäßer Bindungspartner an 5-HT5-Rezeptoren ist an eine Effektorfunktion gekoppelt. Bindungspartner können agonistisch oder antagonistisch sowie teilagonistisch und/oder teilantagonistisch wirken.
Als Agonisten werden erfindungsgemäß Verbindungen bezeichnet, die ganz oder teilweise die Aktivität von 5-HT an 5-HT5-Rezeptoren nachahmen.
Als Antagonisten werden erfindungsgemäß Verbindungen bezeichnet, welche die agonistische Aktivität von 5-HT an 5-HT5-Rezeptoren blockieren können.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden als Bindungspartner 5-HT5-Agonisten bereitgestellt. Der Ausdruck "5-HT5-Agonist" bezeichnet Bindungspartner, die eine teil- bis vollagonistische Wirkung auslösen. Ein Bindungspartner, der eine teilagonistische Wirkung am 5-HT5-Rezeptor auslöst, be­ sitzt erfindungsgemäß ausreichend agonistische Aktivität, um im Rahmen einer wirksamen medizinischen Behandlung in vertretbaren Mengen verabreicht werden zu können. Bevorzugt werden Bindungs­ partner mit wenigstens 50%-iger agonistischer Wirkung. Besonders bevorzugt sind diejenigen Bindungspartner mit wenigstens 80%-iger agonistischer Wirkung und insbesondere diejenigen mit im wesent­ lichen vollagonistischer Wirkung (Emax).
Im Rahmen dieser besonderen Ausführungsform werden insbesondere Bindungspartner zur Verfügung gestellt, deren Bindung an 5-HT5-Rezeptoren eine Stimulierung der GTP-Bindung an membrange­ bundene G-Proteine, eine Agonist-induzierte Veränderung intrazel­ lulärer Calcium-Spiegel, eine Induktion der Phospholipase C-Akti­ vität und/oder eine Agonist-induzierte Veränderung der cAMP-Pro­ duktion bewirkt.
Zu dieser Ausführungsform gehören auch Bindungspartner, die in bekannten Tiermodellen für cerebrovaskuläre Erkrankungen, insbe­ sondere für Migräne, wirksam sind, und/oder die bestimmte in vi­ vo-Wirkungen in Gehirnbereichen induzieren, insbesondere genomi­ sche Antworten im Gehirn hervorrufen, beispielsweise die Expres­ sion von Transkriptionsfaktoren wie c-fos, c-jun, zif268 oder Ho­ mergen-Isoformen (Brakeman P. R. et al., Nature 386: 284-288 (1997)).
Bevorzugt sind Bindungspartner, die auch in Bezug auf ihre Effek­ torfunktion im oben beschriebenen Sinn selektiver für 5-HT5-Re­ zeptoren sind.
Derartige Effektorfunktionen können mit Hilfe bekannter funktio­ neller Assays sowohl in vitro als auch in vivo qualitativ oder quantitativ bewertet werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher auch Verfahren zur Identifizierung und Charakterisierung erfindungsgemäßer Bin­ dungspartner. Diese Verfahren können die Grundlage bilden für in vitro-Screening-Verfahren, mit denen man aus einer Vielzahl ver­ schiedener Verbindungen diejenigen auslesen kann, die im Hinblick auf eine künftige Anwendung am aussichtsreichsten zu sein schei­ nen. Beispielsweise können mittels kombinatorischer Chemie um­ fangreiche Stoffbanken angelegt werden, die Myriaden potentieller Wirkstoffe umfassen. Das Durchmustern kombinatorischer Substanz­ bibliotheken nach Stoffen mit gewünschter Aktivität ist automati­ sierbar. Screening-Roboter dienen der effizienten Auswertung der vorzugsweise auf Mikrotiterplatten angeordneten Einzelassays. So betrifft die vorliegende Erfindung auch Screening-Verfahren, d. h. sowohl Primär- als auch Sekundärscreening-Verfahren, bei denen vorzugsweise wenigstens eines der nachfolgend beschriebenen Ver­ fahren zur Anwendung kommt. Kommen mehrere Verfahren zur Anwen­ dung, so kann das zeitlich versetzt oder gleichzeitig an ein und derselben Probe oder an verschiedenen Proben einer zu untersu­ chenden Substanz geschehen.
Eine besonders effektive Technologie zur Durchführung derartiger Verfahren ist der im Bereich des Wirkstoffscreenings bekannte Scintillation Proximity Assay, kurz SPA genannt. Kits und Kompo­ nenten zur Durchführung dieses Assays können kommerziell bezogen werden, beispielweise bei Amersham Pharmacia Biotech. Im Prinzip werden solubilisierte oder membrangebundene Rezeptoren auf Scin­ tillationssubstanz enthaltenden, kleinen Fluoromikrosphären immo­ bilisiert. Bindet beispielsweise ein Radioligand an die immobili­ sierten Rezeptoren, so wird die Scintillationssubstanz zur Lich­ temission angeregt, da die räumliche Nähe zwischen Scintillati­ onssubstanz und Radioligand gegeben ist.
Eine weitere besonders effektive Technologie zur Durchführung derartiger Verfahren ist die im Bereich des Wirkstoffscreenings bekannte FlashPlate®-Technologie. Kits und Komponenten zur Durch­ führung dieses Assays können kommerziell bezogen werden, bei­ spielweise bei NENR Life Science Products. Dieses Prinzip basiert ebenfalls auf Mikrotiterplatten (96er oder 384er), die mit Scin­ tillationssubstanz beschichtet sind.
Ein erstes erfindungsgemäßes Verfahren dient zur Bestimmung der Affinität und/oder Selektivität von Bindungspartnern für 5-HT5-Rezeptoren. Zu diesem Zweck bringt man den Bindungspartner mit 5-HT5-Rezeptoren in Kontakt und bestimmt die Bindungsaffini­ tät. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß man die kom­ petitive Hemmung der Bindung eines Vergleichsbindungspartner an 5-HT5-Rezeptoren durch die zu untersuchende Substanz bewertet. Als Vergleichsbindungspartner eignen sich bekannte Liganden für 5-HT-Rezeptoren, wie 5-HT oder 5-CT. Diese werden zweckmäßiger­ weise so markiert, daß sich deren Bindung an 5-HT-Rezeptoren ana­ lytisch mit Standardmethoden verfolgen läßt. Bevorzugt sind ra­ dioaktive und optische Markierungen. Bei Bindungsstudien an 5-HT5-Rezeptoren wird erfindungsgemäß 5-CT insbesondere in Form von [3H]-5-CT verwendet. Die Bindungsaffinitäten können als halb­ maximale Hemmungkonstante IC50 oder als Hemmkonstante Ki ausge­ drückt werden. Dieses Verfahren dient vorzugsweise zum primären Screening. Die SPA-Technologie kommt bevorzugt zur Anwendung.
Die Bindung zu untersuchender Bindungspartner kann man auch an 5-HT-Rezeptoren direkt bestimmen. Die Bindungsaffinität ausdrückende Hemmkonstanten Ki können beispielsweise kalorimetrisch, d. h. durch Messung der freigesetzten Bindungsenergie, bestimmt werden.
Zur Bestimmung von Selektivitäten bestimmt man in gleicher Weise - gegebenenfalls unter Verwendung der für den jeweiligen Rezeptor spezifischen Liganden - die Bindungsaffinität der zu untersuchen­ den Bindungspartner für andere 5-HT-Rezeptoren und vergleicht die erhaltenen Werte.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren betrifft die Bestimmung der Aktivität von Bindungspartnern für 5-HT5-Rezeptoren, d. h. die Bestimmung agonistischer, teilagonistischer, antagonistischer und/oder teilantagonistischer Wirkung. Zu diesem Zweck bringt man den Bindungspartner mit 5-HT5-Rezeptoren in Kontakt und bewertet die durch die Bindung hervorgerufenen Effekte. Der Beurteilung einer agonistischen Aktivität können all diejenigen Effekte zu­ grundegelegt werden, die durch die Bindung von 5-HT an 5-HT5-Re­ zeptoren hervorgerufen werden. Erfindungsgemäß bevorzugt ist es, die Auswirkungen auf die Bindung von GTP an G-Proteine, auf in­ terzelluläre Calcium-Spiegel, auf die Phospholipase C-Aktivität und/oder auf die cAMP-Produktion zu bewerten. Diese Verfahren dienen vorzugsweise zum sekundären Screening. Auch hier kommt die SPA-Technologie vorteilhaft zur Anwendung.
Die GTP-Bindung an G-Proteine kann untersucht werden, indem man ein nicht hydrolysierbares Analogon von GTP verwendet, beispiels­ weise [35S]GTPγS, dessen Bindung radiologisch untersucht werden kann. Diese Untersuchung wird vorzugsweise an 5-HT5-Rezeptor auf­ weisenden Membranen durchgeführt.
Zur Messung intrazellulärer Calcium-Spiegel kann man geeignete Calcium-Sonden, in der Regel Calcium-Chelatoren, beispielsweise fluoreszierende Verbindungen, wie Fura-2-acetylmethylester, ein­ setzen. Diese Untersuchung wird vorzugsweise an 5-HT5-Rezeptor aufweisenden Einzelzellen durchgeführt.
Die Phospholipase C-Aktivität läßt sich anhand der von ihr kataly­ sierten Reaktionen bestimmen, beispielsweise dem Einbau von Myo- Inositol, das zu Nachweiszwecken vorzugsweise als [3H]-Myo-Inosi­ tol radioaktiv markiert ist, oder die Umsetzung von PPIP2 zu IP3, wobei auch das PPIP2 vorzugsweise als [32P]PIP2 radioaktiv mar­ kiert ist. Diese Untersuchungen werden vorzugsweise an 5-HT5-Re­ zeptor aufweisenden Einzelzellen durchgeführt.
Die cAMP-Produktion kann mit Hilfe des cAMP-Bindungsproteins be­ stimmt werden. Diese Untersuchung wird vorzugsweise an 5-HT5-Re­ zeptor aufweisenden Einzelzellen durchgeführt.
Gegebenfalls bestimmt man auch die Effektorfunktion, d. h. die Ak­ tivität von erfindungsgemäßen Bindungspartnern für andere 5-HT- Rezeptoren. Dies geschieht zweckmäßigerweise unter Berücksichti­ gung der für 5-HT5 und andere 5-HT-Rezeptoren ermittelten Bin­ dungsaffinitäten, also insbesondere unter Berücksichtigung der Selektivität.
Die vorstehend genannten Verfahren sind dem Fachmann im Prinzip bekannt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden Bindungspartner einem primären Screening unterzogen, indem man ihre Bindungsaffi­ nität zu 5-HT5-Rezeptoren mit dem oben beschriebenen [3H]-5-CT- Kompetitionsexperiment bestimmt. Diejenigen Bindungspartner, die eine Hemmkonstante IC50 im Bereich von 10-6 M oder weniger aufwei­ sen, werden dann einem sekundären Screening unterzogen, indem man ihre Effektorfunktion insbesondere im Hinblick auf die GTP-Bin­ dung und die intrazellulären Calcium-Spiegel in der oben be­ schriebenen Weise bewertet. Schließlich werden die so ausgewähl­ ten Bindungspartner zur Selektivitätbestimmung einem Gegen-Scree­ ning unterzogen, indem man ihre Bindungsaffinität zu weiteren 5-HT-Rezeptoren im wesentlichen in der vorstehend beschriebenen Art und Weise - gegebenenfalls unter Verwendung der für den je­ weiligen Rezeptor spezifischen Liganden - bestimmt. Beispiels­ weise kann man [3H]-8-Hydroxy-di-propylaminotetralin [3H]-8-DPAT für Bindungsstudien an 5-HT1A-Rezeptoren verwenden, während 5-HT1B- und 5-HT1D-Rezeptoren mit [3H]-5-CT-Kompetitionsexperimen­ ten untersucht werden können.
5-HT5-Rezeptoren werden vorzugsweise in Form zellulärer Systeme zur Verfügung gestellt, d. h. in Form von Membranen, Zellen, Zell­ verbänden, Geweben oder Organen, die 5-HT5-Rezeptoren tragen. Derartige zelluläre Systeme können 5-HT5-Rezeptoren von Natur aus exprimieren, sie können aber auch durch geeignete genetische Ma­ nipulation, z. B. durch Transfektion, zur 5-HT5-Expression veran­ laßt sein. Humane Gliom-Zellinien werden als natürliche, 5-HT5-Rezeptoren aufweisende zelluläre Systeme bevorzugt. Von den h5-HT5-transfizierten heterologen Zellinien werden diejenigen be­ vorzugt, die das h5-HT5-Gen stabil exprimieren. Zu nennen sind beispielsweise h5-HT5-transfizierte CHO-Zellen, h5-HT5-transfi­ zierte humane Nierenzellen, insbesondere h5-HT5-transfizierte HEK293-Zellen, oder h5HT5-transfizierte C-6-Gliomzellen.
Zur Bestimmung von Selektivität, Affinität und Aktivität erfin­ dungsgemäßer Bindungspartner können auch Gehirngewebeschnitte und native Membranen aus Gehirnteilen verwendet werden. Werden radio­ aktive Marker eingesetzt, so erfolgt die Auswertung von Gewebe­ schnitten vorzugsweise autoradiographisch.
Die erfindungsgemäßen Bindungspartner werden gewöhnlich in Form von pharmazeutischen Zusammensetzungen verabreicht, die einen pharmazeutisch verträglichen Exzipienten mit wenigstens einem er­ findungsgemäßen Bindungspartner und gegebenenfalls weiteren Wirk­ stoffen umfassen. Diese Zusammensetzungen können beispielsweise auf oralem, rektalem, transdermalem, subkutanem, intravenösem, intramuskulärem oder intranasalem Weg verabreicht werden.
Beispiele geeigneter pharmazeutischer Formulierungen sind feste Arzneiformen, wie Pulver, Puder, Granulate, Tabletten, Pastillen, Sachets, Cachets, Dragees, Kapseln wie Hart- und Weichgelatine­ kapseln, Suppositorien oder vaginale Arzneiformen, halbfeste Arz­ neiformen, wie Salben, Cremes, Hydrogele, Pasten oder Pflaster, sowie flüssige Arzneiformen, wie Lösungen, Emulsionen, insbeson­ dere Öl-in-Wasser-Emulsionen, Suspensionen, beispielsweise Lotio­ nen, Injektions- und Infusionszubereitungen, Augen- und Ohren­ tropfen. Auch implantierte Abgabevorrichtungen können zur Verab­ reichung erfindungsgemäßer Bindungspartner verwendet werden. Fer­ ner können auch Liposomen, Mikroshären oder Polymermatrizes zur Anwendung kommen.
Bei der Herstellung der Zusammensetzungen werden erfindungsgemäße Bindungspartner gewöhnlich mit einem Exzipienten vermischt oder verdünnt. Exzipienten können feste, halbfeste oder flüssige Mate­ rialien sein, die als Vehikel, Träger oder Medium für den Wirk­ stoff dienen.
Zu geeigneten Exzipienten gehören beispielsweise Lactose, Dex­ trose, Succrose, Sorbitol, Manitol, Stärken, Akaziengummi, Calci­ umphosphat, Alginate, Traganth, Gelantine, Calciumsilikat, mikro­ kristalline Cellulose, Polyvinylpyrrolidon, Cellulose, Wasser, Sirup und Methylcellulose. Ferner können die Formulierungen phar­ mazeutisch akzeptable Träger oder übliche Hilfsstoffe, wie Gleit­ mittel, beispielsweise Talg, Magnesiumstearat und Mineralöl; Netzmittel; emulgierende und suspendierende Mittel; konservie­ rende Mittel, wie Methyl- und Propylhydroxybenzoate; Antioxidan­ tien; Antireizstoffe; Chelatbildner; Dragierhilfsmittel; Emul­ sionsstabilisatoren Filmbildner; Gelbildner; Geruchsmaskierungs­ mittel; Geschmackskorrigentien; Harze; Hydrokolloide; Lösemittel; Lösungsvermittler; Neutralisierungsmittel; Permeationsbeschleuni­ ger; Pigmente; quaternäre Ammoniumverbindungen; Rückfettungs- und Überfettungsmittel; Salben-, Creme- oder Öl-Grundstoffe; Silikon- Derivate; Spreithilfsmittel; Stabilisatoren; Sterilanzien; Suppo­ sitoriengrundlagen; Tabletten-Hilfsstoffe, wie Bindemittel, Füll­ stoffe, Gleitmittel, Sprengmittel oder Überzüge; Treibmittel; Trocknungsmittel; Trübungsmittel; Verdickungsmittel; Wachse; Weichmacher; Weißöle umfassen. Eine diesbezügliche Ausgestaltung beruht auf fachmännischem Wissen, wie beispielsweise in Fiedler, H. P., Lexikon der Hilfsstoffe für Pharmazie, Kosmetik und angren­ zende Gebiete, 4. Auflage, Aulendorf: ECV-Editio-Kantor-Verlag, 1996, dargestellt ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung ei­ nes Bindungspartner für 5HT-5-Rezeptoren und insbesondere der vorstehend genannten besonderen und bevorzugten Ausführungsformen erfindungsgemäßer Bindungspartner zur Behandlung migräneartiger cerebrovasculärer Erkrankungen, vor allem zur Behandlung von Mi­ gräne und anderen vaskulär bedingten Kopfschmerzen, insbesondere anfallartigen Kopfschmerzen vom Migränetyp. Hierzu gehören die als einfache und als klassische Migräne bezeichneten Erkrankungen ohne bzw. mit begleitenden neurologischen Funktionsstörungen, echte und atypische Migräne, und auch speziellere Erkrankungen dieses Typs, beispielsweise Migraine accompagnée, sogenannte Mi­ gräneäquivalente, Digestivmigräne, Migraine ophtalmique, ophtal­ mophlegische Migräne, Migraine rouge, auch als Cluster-Kopf­ schmerz (Horton-Syndrom) bezeichnet, Zervikalmigräne. Unter Be­ handlung wird sowohl eine prophylaktische Therapie, insbesondere die Vorbeugung gegen wiederkehrende Attacken, beispielsweise als Intervallbehandlung, als auch die Behandlung bei akuten Sympto­ men, insbesondere während der Kopfschmerzphasen, verstanden. Eine erfolgreiche Behandlung führt zu einer Minderung der Intensität der Symptome, insbesondere des Kopfschmerzes, neurologischer Funktionsstörungen, z. B. visueller, sensorischer, motorischer Störungen und Srachstörungen, Übelkeit und Brechreiz, und/oder der Anfallhäufigkeit. Eine akute Behandlung von Migräne mit Bin­ dungspartnern ist bevorzugt. Gegenstand der Erfindung ist insbe­ sondere auch die Verwendung der genannten Bindungspartner für die Behandlung solcher Formen oben aufgeführter Erkrankungen, an de­ ren Entstehung und/oder Verlauf 5-HT5-Rezeptoren beteiligt sind, d. h. Erkrankungen, die durch eine 5-HT5-Rezeptoraktivität modu­ liert werden.
Zu Bindungspartnern für 5-HT5-Rezeptoren gehören im Hinblick auf die erfindungsgemäße Verwendung auch insbesondere diejenigen, de­ ren Bindungsaffinität zu 5-HT5-Rezeptoren verglichen mit der Af­ finität zu 5-HT1-Rezeptoren, insbesondere 5-HT1B und/oder 5-HT1D, so hoch ist, daß sie für die erfindungsgemäße Verwendung in vor­ teilhafter Weise geeignet sind. Dies setzt nicht notwendigerweise eine vergleichsweise selektivere Bindung an 5-HT5-Rezptoren vor­ aus, wenngleich selektive Bindungspartner für 5-HT5-Rezptoren eine besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert, ohne darauf beschränkt zu sein.
Referenzbeispiel 1 h5-HT5-Rezeptor exprimierende HEK293-Zellen
Das für den humanen 5-HT5-Rezeptor kodierende Gen wurde in an sich bekannter Weise über 3'-5'-RT-PCR (RACE-System, Boehringer Mannheim) aus menschlichen Geweben isoliert. Die Gensequenz wurde dann in ein das Neomycinresistenz-Gen tragendes Plasmid inser­ tiert (pcDNA3; Invitrogen, Deutschland) und in E. coli den Her­ stellerhinweisen entsprechend amplifiziert. Eine Präparation des resultierenden Plasmids wurde mit Lipofectamin® (Gibco Life-Scien­ ces, Deutschland) vermischt, und HEK293-Zellen wurden in Petri­ schalen (2,5 cm) mit einer dünnen Schicht dieses Transfektionsge­ misches inkubiert. Danach wurde das Transfektionsgemisch durch Neomycin-haltiges Kulturmedium ersetzt. Überlebende Zellen wurden weiter in DMEM-F12-Medium kultiviert, das mit 10% fötalem Kälber­ serum, 2 mM Glutamin und Antibiotika (90 mg Streptomycin, 90 mg Penicillin) ergänzt war. Die Zellen wurden bei 5% CO2, 95% Luft­ feuchtigkeit und 37°C bis zur Konfluenz aufgezogen.
Referenzbeispiel 2 Zellmembran-Präparation
Die hier verwendete Methode lehnt sich im wesentlichen an be­ kannte Methoden zur Präparation von Zellmembranen aus Zellen an (Findlay J. B. C. und Evans W. H. Biological Membranes, Practical Approach (1987). Die gemäß Referenzbeispiel 1 kultivierte Zellen wurden vorsichtig von der Oberfläche des Kulturgefäßes abgeschabt und 10 min bei 180 × g in DMEM-F12-Medium zentrifugiert. Die gewon­ nenen Zellpellets wurden in 5 mM EDTA, 5 mM EGTA, 0,1 mM PMSF und 3 mM Benzamidin enthaltendem 5 mM Tris-HCl-Puffer (pH: 7,6; Puf­ fer A) resuspendiert und 15 min bei 4°C inkubiert. Die Zellsuspen­ sion wurde in einem Ultraturrax® (15.000 UPM) homogenisiert (6 × 3 s) und 1 min bei 1000 × g und 4°C zentrifugiert. Das Pellet wurde in Puffer A resuspendiert und, wie vorstehend beschrieben, homogeni­ siert und zentrifugiert. Die Überstände aus beiden Schritten wur­ den gesammelt und 20 min bei 40.000 × g und 4°C zentrifugiert. Das Pellet wurde in Puffer A resuspendiert und homogenisiert (1 × 15 s). Die Membransuspension wurde 20 min bei 40.000 × g und 4°C zentrifu­ giert. Das resultierende Pellet wurde in 10% Glycerin und 1% Rin­ derserumalbumin enthaltendem Puffer A resuspendiert. Es wurden Aliquots eingefroren und bei -80°C bis zum Gebrauch aufbewahrt.
Referenzbeispiel 3 Kinetik der Sättigungsbindung von [3H]-5-CT
Die Methodik ist im wesentlichen bekannt (Ress S. et al., FEBS Letters 335: 242-246 (1994)). Gemäß Referenzbeispiel 2 gewonnene Membranen (200 µl) wurden bei einem Gesamtvolumen von 600 µl in 1 mM EDTA enthaltendem 100 mM Tris-HCl (pH: 7,7; Puffer B) mit an­ steigenden Konzentrationen an [3H]-5-CT (96 Ci/mmol) inkubiert, wobei zur Bestimmung der spezifischen Bindung 10 µM Methiothepin zugesetzt wurde, während zur Bestimmung der Gesamtbindung Methio­ thepin nicht zugesetzt wurde. Es wurde 90 min bei 30°C inkubiert. Danach wurden die Proben filtriert, wobei man ein Skatron®-Filtra­ tionssystem und in 0,3% Polyethylenimid eingebettete GF/B-Filter verwendete. Die Filter wurden mit 9 ml Puffer B bei 4°C gewaschen. Die auf den Filtern zurückgehaltene Radioaktivität wurde mittels Flüssigscintillationszählung gemessen, wobei man 5 ml Ultima-Gold (Packard) verwendete.
Referenzbeispiel 4 [3H]-5-CT-Bindungskompetition
Die Experimente zur Bindungskompetition erfolgten im wesentlichen in Anlehnung an bekannte Untersuchungen (Rees et al., 1994). Ge­ mäß Beispiel 2 gewonnene Membranen (200 µl) wurden in einem Ge­ samtvolumen von 600 µl in Puffer B mit ansteigenden Konzentratio­ nen ausgewählter Verbindungen in Gegenwart von 2 nM [3H]-5-CT in­ kubiert. Nach einer Inkubationszeit von 75 min bei 30°C wurden die Proben mit Puffer B bei 4°C über in 0,3% Polyethylenimid eingebet­ teten GF/B-Filtern filtriert. Die Filter wurden mit 9 ml Puffer B gewaschen. Die auf den Filtern zurückgehaltene Radioaktivität wurde wie in Referenzbeispiel 3 bestimmt. Die Gesamtbindung wurde definiert als diejenige Bindung des Radioliganden, die ohne Zu­ satz weiterer Verbindungen beobachtet wurde. Die nicht-spezifi­ sche Bindung wurde definiert als diejenige Bindung von [3H]-5-CT, die in Gegenwart von 10 µM Methiothepin beobachtet wurde. Es kön­ nen auch ähnliche Systeme verwendet werden, die durch Verwendung von Mikrotiterplatten einen hohen Probendurchsatz und ein Sekun­ därscreening gestatten.
Die Sättigungsparameter der [3H]-5-CT-Bindung wurden sowohl durch nicht-lineare Regressionsanalyse als auch aus linearen Auftragun­ gen bei Verwendung der SigmaPlot-Software (Jandel Scientific, Germany) bestimmt. Es wurden Kompetitionskurven aufgestellt, in denen die radioaktive Bindung als prozentualer Anteil der Gesamt­ bindung ausgedrückt ist. Halbmaximale Hemmkonstanten IC50 und Hill-Koeffizienten (nH) wurden mittels nicht-linearer Regres­ sionsanalyse ermittelt.
Referenzbeispiel 5 Bestimmung der Agonist-induzierten Stimulierung der [35S]GTPγS- Bindung
[35S]GTPγS-Bindungsassays sind bekannt. Der vorliegende Assay wurde in Anlehnung an die zuvor beschriebene Methode von Hilf, G. und Jakobs, K. H. (Eur. J. Mol. Pharmacol. 225: 245-252 (1992)) durchgeführt. Es wurden Wirkstoff-induzierte Veränderungen der [35S]GTPγS-Bindung an Membranen aus stabil mit dem h5HT5-Rezeptor­ gen transfizierten HEK293-Zellen gemessen (siehe Referenzbei­ spiele 1 und 2). Die Zellmembranen (12 µg) wurden mit 6,75 mM MgCl2, 150 mM NaCl, 1 mM DTT, 1 mM EDTA, 10 µM GDP und [35S]GTPγS enthaltendem 50 mM Triethanolamin-HCl-Puffer (pH: 7.5) inkubiert. Im Anschluß an eine 60-minütige Inkubation bei 30°C mit oder ohne Zusatz der zu testenden Wirkstoffe wurde das Testgemisch (100 µl) rasch über GF-B-Filtern bei Verwendung einer Skatron®-Filtrations­ vorrichtung filtriert. Die Filter wurden rasch mit 100 mM NaCl und 5 mM MgCl2 enthaltendem 50 mM Tris-HCl-Puffer (9 ml; pH: 7,5; 4°C) gewaschen. Die auf den Filtern zurückgehaltene Radioaktivität wurde mittels Scintillationsspektrometrie bestimmt, wobei man Ul­ tima Gold-Scintillationsflüssigkeit verwendete. Ebenfalls verwen­ det werden können ähnliche Systeme, die durch Verwendung von Mi­ krotiterplatten einen hohen Durchsatz und ein Sekundärscreening gestatten.
Die Wirkstoffaktivitäten wurden als prozentualer Anteil der in Abwesenheit des Wirkstoffes gemessenen Grundbindung ausgedrückt. Die Anpassung der Kurven erfolgte mit einer Software zur nicht- linearen Regressionsanalyse (SigmaPlot, Jandel Scientific, Deutschland) gemäß der allgemeinen Gleichung E = (L.Emax)/(L+EC50), worin E die Wirkung, L die Ligandkonzentration, Emax die Maximal­ wirkung und EC50 diejenige Konzentration, die 50% der Maximalwir­ kung induziert, bedeutet.
Referenzbeispiel 6 Bestimmung der Agonist-induzierten Veränderung intrazellulärer Calciumspiegel
Die Methode ist bekannt (Kao J. P. Y. Methods in Cell Biology 40: 155-181 (1994)). Wie in Referenzbeispiel 1 beschrieben, wurden h5HT5-Rezeptor exprimierende HEK293-Zellen in Kulturgefäßen auf­ gezogen. Die Zellen wurden vorsichtig abgeschabt, bevor sie kon­ fluent waren. Die Zellen wurden mit Fura-2 markiert, indem man mit Fura-2-acetylmethylester (Sigma) bei Raumtemperatur inku­ bierte. Die Zellen wurden bei 180 × g 10 min zentrifugiert und in DMEM-F12-Medium ohne Serum resuspendiert und bei 37°C, 5% CO2 und 95% Luftfeuchtigkeit 45 min inkubiert.
Intrazelluläre Calciumspiegel wurden mit einem Fluoreszenzmikros­ kop bestimmt, das mit einem geeigneten Filteraustauschsystem aus­ gestattet war (Olympus/Hamamatsu). Es wurde das Fluoreszenzver­ hältnis (340 nm/380 nm) mit der Argus®-Software bestimmt. Die intrazellulären Calciumspiegel wurden über kurze Zeit in einzel­ nen Zellen ohne den Zusatz von Wirkstoffen und dann 30 min nach Zugabe des zu testenden Wirkstoffs beobachtet. Ebenfalls verwen­ det werden können ähnliche Systeme, die durch die Verwendung von Mikrotiterplatten einen hohen Durchsatz und ein Sekundärscreening gestatten.
Referenzbeispiel 7 Bestimmung der Agonist-induzierten Phospholipase C-Aktivität
Die Methode ist im wesentlichen bekannt (Garcia-Ladona F. J. et al., Neuroreport 4: 691-694 (1993)). Die Zellen wurden 24 h mit 0,125 µM [3H]Myo-Inositol inkubiert. Nicht eingebautes [3H]Myo-In­ ositol wurde aus dem Medium entfernt und durch 10 mM LiCl enthal­ tendem Krebs-Henseleit-Puffer ersetzt. Nach 10-minütiger Inkuba­ tion wurde der zu testende Wirkstoff zugesetzt. Nach 45 min wurde die Reaktion gestoppt, indem man das Stimulationsmedium durch de­ stilliertes Wasser ersetzte. Verwendet man Gewebeproben, geht man in ähnlicher Weise vor (Garcia-Ladona et al., 1993). Die Zellen wurden eingefroren und bei -80°C gelagert. Es wurde die Produktion von [3H]Inositolmonophosphat mittels bekannter chromatographischer Methoden bestimmt. Eine ähnliche Methode kann mit Gewebe-Mini­ prismen zur Anwendung kommen. Die Bestimmung der Phospholipase C- Stimulierung wurde ebenfalls in ähnlicher Weise durchgeführt, in­ dem man Membranfraktionen, wie in Referenzbeispiel 2 beschrieben, präparierte und mit [32P]PIP2 und Wirkstoffen inkubiert. In diesem Fall wurde die Produktion von IP3 bestimmt. Es wurden auch be­ kannte Verfahren optimiert, um auf Mikrotiterplatten basierende Systeme zu verwenden. Kommerziell erhältliche Materialien gestat­ ten die Ausdehnung auf Analysen mit hohem Durchsatz und die Durchführung eines Sekundärscreenings.
Referenzbeispiel 8 Bestimmung der Agonist-induzierten Veränderung der cAMP-Produk­ tion
Die verwendete Methode ist im wesentlichen bekannt (Strada S. S. et al., Methods in Neurotransmission receptor analysis: 89-110 (1990)). Zellen wurden 10 min in Kulturmedium ohne Serum und An­ tibiotika inkubiert. Es wurde 15 min auf 95°C erwärmt, um die Re­ aktion zu stoppen. Die Zellproben wurden eingefroren und bei -80°C gelagert. cAMP-Spiegel wurden mit kommerziell erhältlichen Kits bestimmt, die das cAMP-Bindungsprotein verwenden. Es wurden auch bekannte Verfahren optimiert, um auf Mikrotiterplatten basierende Systeme zu verwenden. Kommerziell erhältliche Materialien gestat­ ten die Ausdehnung auf Analysen mit hohem Durchsatz und die Durchführung eines Sekundärscreenings.
Referenzbeispiel 9 Gewebepräparation
90 min nach Verabreichung des Wirkstoffs (oral, intraperitoneal, intravenös oder intracerebroventriculär) wurden die Versuchstiere enthauptet. Das gesamte Gehirn wurde rasch aus dem Schädel ent­ fernt, auf Trockeneis gefroren und bei -80°C gelagert. Rattenhirn­ schnitte (15 µm) wurden bei -20°C in einem Cryostat erhalten, auf Gelatine-beschichtete Objektträger aufgebracht und bei -30°C bis zum Gebrauch gelagert.
Beispiel 1
Gemäß Referenzbeispiel 3 wurde die Bindungsaffinität von [3H]-5-CT an 5-HT5-Rezeptoren bestimmt. Fig. 1 zeigt eine Auftragung von gebundenem [3H]-5-CT in Abhängigkeit der [3H]-5-CT-Konzentration. Es wurde eine Dissoziationskonstante von Kd = 0.570 nM bestimmt. Die Rezeptorbindungsdichte (B) variierte je nach klonaler Zelli­ nie in einem Bereich von 900-28.000 fmol/mg Protein.
Beispiel 2
Gemäß Referenzbeispiel 4 wurden die Bindungsaffinitäten serotoni­ nerger Verbindungen anhand der [3H]-5-CT-Bindungskompetition be­ stimmt. Folgende IC50-Werte wurden erhalten:
In einer weiteren Testreihe wurden auch die Hemmkonstanten Ki fol­ gender Verbindungen bestimmt (Ki = IC50/(1+C/Kd)), wobei C die Konzentration an [3H]-5-CT ist und Kd gemäß Beispiel 1 bestimmt wurde):
Beispiel 3
Gemäß Referenzbeispiel 5 wurde die Wirkstoff-induzierte Bindung von GTP an G-Proteine untersucht. Die Kopplung von 5-HT5-Rezepto­ ren an G-Proteine in HEK293-Zellen war evident. Die typischen se­ rotoninergen Agonisten 5-HT und 5-CT induzierten einen Anstieg der [35S]GTPγS-Bindung an die Zellmembranen von über 40% über dem Grundwert (siehe Fig. 2). Der 5-HT5-Rezeptor benötigt GDP für die durch Agonisten vermittelte Kopplung an G-Proteine (siehe Fig. 3A). Der 5-HT-Effekt war dosisabhängig (siehe Fig. 4) mit einer EC50 von 2,6 µM.
Beispiel 4
Gemäß Referenzbeispiel 6 wurde die Wirkstoff-induzierte Auswir­ kung auf intrazelluläre Calcium-Spiegel untersucht. Die Stimulie­ rung der 5-HT5-Rezeptoren mit R(+)-Lisurid (1 µM) in HEK293-Zellen induzierte einen Anstieg von intrazellulärem Ca2+ (siehe Fig. 5).

Claims (18)

1. Selektiver Bindungspartner für 5-HT5-Rezeptoren, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dessen Bindungsaffinität für 5-HT5-Rezepto­ ren größer ist als für einen oder mehrere von 5-HT5 verschie­ dene 5-HT-Rezeptoren.
2. Bindungspartner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Bindungsaffinität für 5-HT5-Rezeptoren größer ist als für 5-HT1D- und/oder 5-HT1B-Rezeptoren.
3. Bindungspartner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß er die Bindung von 5-CT an 5-HT5-Rezeptoren kompeti­ tiv hemmt.
4. Bindungspartner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ki-Werte für dessen Bindung an 5-HT5-Rezeptoren weniger als 10-8 M, vorzugweise weniger als 10-9 M und insbesondere weniger als 10-1 M betragen.
5. Bindungspartner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dessen Bindung an 5-HT5-Rezeptoren die GTP- Bindung an G-Proteine stimuliert.
6. Bindungspartner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dessen Bindung an 5-HT5-Rezeptoren eine Er­ höhung des intrazellulären Calcium-Spiegels bewirkt.
7. Bindungspartner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dessen Bindung an 5-HT5-Rezeptoren eine In­ duktion der Phospholipase C-Aktivität bewirkt.
8. Bindungspartner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dessen Bindung an 5-HT5-Rezeptoren eine In­ duktion der cAMP-Produktion bewirkt.
9. Pharmazeutische Zusammensetzung, umfassend wenigstens einen Bindungspartner nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und einen pharmazeutisch verträglichen Exzipienten sowie gegebenenfalls weitere Wirkstoffe.
10. Verwendung eines Bindungspartners für 5-HT5-Rezeptoren zur Behandlung cerebrovasculärer Erkrankungen.
11. Verwendung nach Anspruch 10 zur Behandlung von Migräne, ins­ besondere zur akuten Behandlung von Migräne.
12. Verwendung nach Anspruch 10 oder 11 eines Bindungspartners nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
13. Verfahren zur Bestimmung der Affinität von Bindungspartnern für 5-HT5-Rezeptoren, wobei man den Bindungspartner mit 5-HT5-Rezeptoren aufweisenden zellulären Systemen in Kontakt bringt und die Bindungsaffinität bestimmt.
14. Verfahren zur Bestimmung der Aktivität von Bindungspartnern für 5-HT5-Rezeptoren, wobei man den Bindungspartner mit 5-HT5-Rezeptoren aufweisenden zellulären Systemen in Kontakt bringt und wenigstens eine Bindungspartner-induzierte agoni­ stische Wirkung bestimmt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Bindung von GTP an G- Proteine, intrazelluläre Calcium-Spiegel, die Phospholipase C-Aktivität und/oder die cAMP-Produktion bestimmt werden.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man humane Gliom-Zellinien oder h5-HT5-transfizierte heterologe Zellinien verwendet.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß man h5-HT5-transfizierte CHO-Zellen, h5-HT5-transfizierte humane Nierenzellen, oder h5HT5-transfizierte C-6-Gliomzellen ver­ wendet.
18. In vitro-Screening-Verfahren zur Identifizierung eines 5-HT5-Rezeptor-Bindungspartners, wobei wenigstens ein Verfah­ ren nach den Ansprüchen 13 bis 17 zur Anwendung kommt.
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