DE60024636T2

DE60024636T2 - Arzneimittel für die rheumatoide arthritis

Info

Publication number: DE60024636T2
Application number: DE60024636T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Aono; Miwa Takai
Original assignee: Santen Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Santen Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 1999-06-21
Filing date: 2000-06-21
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2020-06-22
Also published as: AU5428300A; EP1203583B1; US6576668B1; KR100718030B1; ES2254190T3; WO2000078305A1; EP1203583A1; CA2377686A1; EP1203583A4; DE60024636D1; KR20020009636A; CN1356898A; CA2377686C; CN1184965C; DK1203583T3; ATE311868T1

Description

Fachgebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Therapeutika für Osteoarthritis, die Mercaptoacylcystein-Derivate als Wirkstoffe umfassen.
Technischer Hintergrund
Osteoarthritis (OA) ist eine Krankheit, die durch altersbedingte Zerstörung eines Gelenks und damit einhergehende Degeneration von Knorpel in einem Gelenk und fortschreitenden Abbau aufgrund von mechanischer Belastung und durch eine proliferative Veränderung des Knochenknorpels gekennzeichnet ist.
Der krankhafte Teil einer Osteoarthritis ist auf das Gelenk beschränkt, hauptsächlich ein belastetes Gelenk. Im Unterschied zu systemischen Autoimmunkrankheiten, wie rheumatischen Krankheiten, ist die Synovialflüssigkeit von Osteoarthritis nichtinflammatorisch. Abnorme Anzeichen werden in ihrem peripheren Blut kaum beobachtet, der Wert für die Erythrocyten-Sedimentationsgeschwindigkeit und der CRP-Wert sind im Allgemeinen normal, und der Rheumafaktor ist negativ.
Im Hinblick auf die Pathogenese von Osteoarthritis wurden in früheren Studien verschiedene Möglichkeiten vorgeschlagen.
Eine davon ist eine Senkung einer wesentlichen Funktion des Knorpels aufgrund einer Abnahme der Chondrocyten, einer partiellen Erweichung des Chondromukoids, einer Abnahme des Wassergehalts im Knorpelsubstrat oder einer altersbedingten Veränderung der Netzstruktur des Collagens oder eine Senkung der Collagensynthese aufgrund einer Senkung der Empfindlichkeit von Chondrocyten gegenüber dem Transforming-Wachstumsfaktor β (TGF-β), der bei Chondrocyten eine wichtige Rolle spielt (Arthritis Rheum., 40, 1275–1281 (1997)).
Andererseits schreitet die Produktion von Matrix-Metalloproteinase (MMP) durch Chondrocyten aufgrund einer Unausgewogenheit eines Gelenks oder mechanische Belastung von Chondrocyten durch verschiedene Ursachen oder durch Cytokine, wie Interleukin-1β (IL-1β) fort, und MMP zersetzt eine Matrix und verursacht eine Denaturierung des Knorpels. Tatsächlich wird davon ausgegangen, dass die MMP-Produktion in den Knorpelgeweben von Patienten mit Osteoarthritis oder experimentellen Chondrocyten die Hauptursache von Osteoarthritis ist. Insbesondere ist bekannt, dass MMP-1 und MMP-8 nicht nur Collagen abbauen, sondern auch eine Vielzahl von Gelatinasen aktivieren, die Collagen vollständig abbauen. Weiterhin wurde berichtet, dass MMP-3 eine abbauende Wirkung auf Proteoglycan, Collagen und Link-Protein hat, die in Knorpelgeweben eine wichtige Rolle spielen, und dass MMP-3 bei Patienten mit Osteoarthritis und auch bei Tiermodellen eine starke Aktivität aufweist (Osteoarthr. Car., 6, 286–294 (1998)).
Weiterhin wurde vor kurzem berichtet, dass der Tod von Chondrocyten aufgrund von Apoptose von Chondrocyten durch Stress, Cytokine, Stickstoffoxid (NO) oder dergleichen als dritte Pathogenese an der Osteoarthritis beteiligt ist (Arthritis Rheuma, 41, 284–289 (1998)).
Es wurde berichtet, dass Mercaptoacylcystein-Derivate, die die Wirkstoffe der vorliegenden Erfindung sind, verschiedene Wirkungen als Medikamente haben. Beispiele für die Wirkung sind eine schleimlösende Wirkung (Japanische Patentschrift Nr. 5388/1981), eine antirheumatische Wirkung (Japanische Patentschrift Nr. 11888/1985), eine therapeutische Wirkung auf Katarakt (Japanische Patentschrift Nr. 13922/1987), eine Leberstörungen hemmende Wirkung (Japanische Patentschrift Nr. 13964/1988), eine therapeutische Wirkung auf Uveitis (Japanische Offenlegungsschrift Nr. 96521/1990), eine therapeutische Wirkung auf Diabetes (Japanische Offenlegungsschrift Nr. 154721/1992), eine therapeutische Wirkung auf Osteoporose (Japanische Offenlegungsschrift Nr. 154722/1992), eine therapeutische Wirkung auf Nierenkrankheiten (Japanische Offenlegungsschrift Nr. 342524/1992), eine therapeutische Wirkung auf Cystinurie (Japanische Offenlegungsschrift Nr. 186341/1993), eine therapeutische Wirkung auf entzündliche Enteropathie (Japanische Offenlegungsschrift Nr. 223944/1995), eine verzögerte allergiehemmende Wirkung (Japanische Offenlegungsschrift Nr. 158160/1998), eine Endothelwachstumsfaktor hemmende Wirkung (Japanische Offenlegungsschrift Nr. 324625/1998), eine Cornea-Angiogenese hemmende Wirkung (Japanische Offenlegungsschrift Nr. 712272/1999) und dergleichen. Von diesen wird Bucillamin bereits als Pharmakon vermarktet, und seine pharmazeutische Wirkung wurde bereits nachgewiesen. Es gab jedoch keinen Bericht, der seine Wirkung auf Osteoarthritis betrifft.
WO 97/28828 offenbart die Verwendung eines IL-1-Inhibitors für die Behandlung von mehreren Gelenkkrankheiten, wie Osteoarthritis und rheumatoide Arthritis. Dieser IL-1-Inhibitor kann mit mehreren Gruppen von Wirkstoffen kombiniert werden. Bucillamin wird in einer Liste von Verbindungen genannt, die durch den Ausdruck "krankheitsmodifizierende antirheumatische Wirkstoffe (DMARDs)" zusammengefasst werden. Die Verwendung von Bucillamin für die Behandlung von Osteoarthritis wird nicht offenbart.
WO 98/01555 offenbart die Verwendung eines verkürzten löslichen TNF-Rezeptors (sTNFR) für die Behandlung von mehreren TNF-vermittelten Krankheiten, wie Osteoarthritis und rheumatoider Arthritis. Bucillamin wird in einer Liste von Verbindungen genannt, die durch den Ausdruck "krankheitsmodifizierende antirheumatische Wirkstoffe (DMARDs)" zusammengefasst werden. Die Verwendung von Bucillamin für die Behandlung von Osteoarthritis wird nicht offenbart.
WO 99/59603 offenbart die Verwendung von "Therapeutika" für Gelenkkrankheiten, wie Osteoarthritis und rheumatoider Arthritis. Diese Therapeutika umfassen unter anderem "antirheumatische Wirkstoffe", die Bucillamin zusammen mit vielen anderen Verbindungen (DMARDs) umfassen, welche bei der Behandlung von rheumatoider Arthritis, aber nicht von Osteoarthritis verwendet werden. Die Verwendung von Bucillamin für die Behandlung von Osteoarthritis wird nicht offenbart.
EP 0 911 025 offenbart ein intraartikuläres Präparat für die Behandlung von Arthropathie, das Mikrokapseln aus einer hochmolekularen Substanz, die biologisch abbaubar und biologisch verträglich ist, und einen Wirkstoff, bei dem es sich um Bucillamin handeln kann, umfasst. Die Verwendung von Bucillamin bei der Behandlung von Osteoarthritis wird nicht erwähnt.
Es ist ein sehr interessantes Gebiet, weitere neue pharmakologische Wirkungen dieser als Pharmaka nützlichen Mercaptoacylcystein-Derivate zu finden.
Offenbarung der Erfindung
Um neue pharmakologische Wirkungen von Mercaptoacylcystein-Derivaten zu finden, untersuchten die Erfinder deren Wirkungen auf die MMP-3-Produktion von Chondrocyten und den Abbau von Proteoglycan als Wirkungen auf den Knorpel eines Gelenks. Als Ergebnis hat sich gezeigt, dass diese Mercaptoacylcystein-Derivate die MMP-3-Produktion hemmende Wirkungen und den Proteoglycan-Abbau hemmende Wirkungen aufweisen und als Therapeutika für Krankheiten geeignet sind, bei denen MMP eine Rolle spielt, insbesondere Osteoarthritis. Es ist bekannt, dass es bei Patienten mit Osteoarthritis zu einer Arthrogrypose kommt und die Beweglichkeit des Gelenks abnimmt. Dann wurden die Wirkungen der Mercaptoacylcystein-Derivate auf Arthrogrypose unter Verwendung von immobilisierten Kaninchenmodellen bewertet. Als Ergebnis wurde auch bei diesen immobilisierten Kaninchenmodellen eine hohe Verbesserungswirkung gefunden.
Die vorliegende Erfindung stellt Therapeutika zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung von Osteoarthritis bereit, das Verbindungen, die durch die folgende allgemeine Formel [I] dargestellt werden, oder deren Salze (im Folgenden als "die erfindungsgemäße Verbindung" bezeichnet) als Wirkstoffe umfasst.
wobei "A" ein Niederalkylen ist.
Die oben definierte Gruppe wird ausführlicher beschrieben. Das Niederalkylen ist ein geradkettiges oder verzweigtes Alkylen mit einem bis sechs Kohlenstoffatomen, wie Methylen, Ethylen, (Dimethyl)methylen oder (Diethyl)methylen.
"Salze" bedeutet in der vorliegenden Erfindung beliebige pharmazeutisch annehmbare Salze. Beispiele dafür sind Salze mit einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall, wie Natrium, Kalium oder Calcium, Ammoniumsalze, Salze mit einem organischen Amin, wie Diethylamin oder Triethanolamin, und dergleichen. Die erfindungsgemäßen Verbindungen können in Form von Hydraten vorliegen. Es gibt bei den erfindungsgemäßen Verbindungen Diastereomere und optische Isomere, und alle sind in der vorliegenden Erfindung mit eingeschlossen. Wenn ein optisch aktives Ausgangsmaterial für die Synthese verwendet wird, werden ein einziges Diastereomer und ein einziges optisches Isomer erhalten. Wenn ein Racemat als Ausgangsmaterial verwendet wird, können die jeweiligen Isomere mit herkömmlichen Verfahren voneinander getrennt werden, zum Beispiel mit einem Verfahren, bei dem ein Enantiomerentrennungsmittel verwendet wird, oder dergleichen.
Ein besonders bevorzugtes Beispiel für die erfindungsgemäße Verbindung ist Bucillamin, das durch die folgende Formel [II] dargestellt wird.
Die Wirkungen der erfindungsgemäßen Verbindungen auf Gelenkknorpel sind in Beispielen im Einzelnen beschrieben. Es wurde erkannt, dass die erfindungsgemäßen Verbindungen die MMP-3-Produktion hemmende Wirkungen und den Proteoglycan-Abbau hemmende Wirkungen aufweisen. Dementsprechend wurde vorgeschlagen, dass die erfindungsgemäßen Verbindungen als Therapeutika für Krankheiten geeignet sind, bei denen MMP eine Rolle spielt, insbesondere Osteoarthritis.
Arthrogrypose kommt bei den Patienten mit Osteoarthritis vor. Bei der Untersuchung von Verbesserungswirkungen der erfindungsgemäßen Verbindungen auf die Beweglichkeit eines Gelenks unter Verwendung von immobilisierten Kaninchenmodellen wurden offensichtliche Verbesserungswirkungen erkannt.
Wie im Abschnitt "Technischer Hintergrund" beschrieben ist, ist bereits bekannt, dass die erfindungsgemäßen Verbindungen als Therapeutika für rheumatische Krankheiten geeignet sind. Osteoarthritis ist jedoch eine Krankheit, die durch altersbedingte Zerstörung eines Gelenks und damit einhergehende Degeneration von Knorpel in einem Gelenk und fortschreitenden Abbau aufgrund von mechanischer Belastung gekennzeichnet ist und durch eine proliferative Veränderung des Knochenknorpels gekennzeichnet ist und sich von systemischen Autoimmunkrankheiten, wie den rheumatischen Krankheiten, unterscheidet. Osteoarthritis unterscheidet sich auch dadurch von den rheumatischen Krankheiten, dass die Synovialflüssigkeit nichtinflammatorisch ist, abnorme Anzeichen in ihrem peripheren Blut kaum beobachtet werden, der Wert für die Erythrocyten-Sedimentationsgeschwindigkeit und der CRP-Wert im Allgemeinen normal sind und der Rheumafaktor negativ ist.
Bei den Verabreichungsverfahren für die Wirkstoffe kann es sich um ein Verfahren, bei dem die erfindungsgemäßen Verbindungen selbst als aktive Verbindungen verabreicht werden, oder um ein Verfahren, bei dem die erfindungsgemäßen Verbindungen in einer Form, die in vivo zersetzt und in die aktiven Verbindungen umgewandelt wird, nämlich in Form von Medikamentenvorstufen, verabreicht werden, handeln. Beide werden verbreitet verendet. Die erfindungsgemäßen Verbindungen enthalten eine Carboxygruppe und zwei Thiolgruppen in ihrem Molekül. Die erfindungsgemäßen Verbindungen selbst können als aktive Verbindungen verabreicht werden, und die erfindungsgemäßen Verbindungen können auch in einer Form verabreicht werden, bei der die oben genannten Gruppen mit geeigneten Schutzgruppen geschützt sind und die in vivo in die aktiven Verbindungen umgewandelt werden kann, nämlich in Form von sogenannten Medikamentenvorstufen (Prodrugs).
Die erfindungsgemäße Verbindung kann oral oder parenteral verabreicht werden. Beispiele für Darreichungsformen sind Tabletten, Kapseln, Granulate, Pulver, Injektionen und dergleichen. Die erfindungsgemäße Verbindung kann nach den herkömmlichen Verfahren zu Präparaten zubereitet werden. Zum Beispiel können orale Präparate, wie Tabletten, Kapseln, Granulate und Pulver, hergestellt werden, indem man gegebenenfalls ein Verdünnungsmittel, wie Lactose, kristalline Cellulose, Stärke oder Pflanzenöl, ein Gleitmittel, wie Magnesiumstearat oder Talk, ein Bindemittel, wie Hydroxypropylcellulose oder Polyvinylpyrrolidon, ein Sprengmittel, wie Calciumcarboxymethylcellulose oder Hydroxypropylmethylcellulose mit niedrigem Substitutionsgrad, ein Überzugsmittel, wie Hydroxypropylmethylcellulose, Makrogol oder Silikonharz, oder ein Filmbildungsmittel, wie einen Gelatinefilm, hinzufügt.
Die Dosierung der erfindungsgemäßen Verbindung kann je nach den Symptomen, dem Alter, der Darreichungsform und dergleichen in geeigneter Weise ausgewählt werden. Im Falle der oralen Präparate kann die erfindungsgemäße Verbindung einmal bis mehrmals pro Tag mit einer Tagesdosis von 0,1 bis 5000 mg, vorzugsweise 1 bis 1000 mg, verabreicht werden.
Ergebnisse von pharmakologischen Tests sind im Folgenden gezeigt. Diese schränken den Umfang der Erfindung nicht ein, sondern sollen die Erfindung besser verständlich machen.
Bester Modus für die Ausführung der Erfindung Pharmakologische Tests
1. Wirkungen auf die MMP-3-Produktion von Chondrocyten und den Abbau von Proteoglycan
Um die Nützlichkeit der erfindungsgemäßen Verbindung zu untersuchen, wurden Wirkungen der erfindungsgemäßen Verbindung auf die MMP-3-Produktion und den Abbau von Proteoglycan nach IL-1β-Behandlung untersucht, wobei man Chondrocyten verwendete, die gemäß dem Bericht von Nose et al. (J. Rheumatology, 24, 550–554 (1997))) aus den Femuren von Kaninchen-Kniegelenken abgetrennt wurden.
Die Wirkung auf die MMP-3-Produktion wurde untersucht, indem man die MMP-3-Aktivität bestimmte. Die Wirkung auf den Abbau von Proteoglycan wurde untersucht, indem man Glycosaminoglycan (GAG) bestimmte, das ein Abbauprodukt von Proteoglycan ist.
Experimentelles Verfahren
Präparation von Chondrocyten
Femuren von Kniegelenken von männlichen japanischen weißen Kaninchen wurden ausgeschält.
Der Oberflächenknorpel des Femurs wurde zu dünnen Schnitten verarbeitet, und dann wurden die Gewebe durch Enzymbehandlung dissoziiert, um die Chondrocyten zu präparieren.
Herstellung von Medium A
Ein DMEM-Säugerzellkultur-Grundmedium (Dulbeccos modifiziertes Eagle-Medium, hergestellt von Gibco Co., Ltd.), das α-Ketoglutarsäure (5 μg/ml), L-Ascorbinsäure (50 μg/ml), Lactoalbumin-Hydrolysat (0,2 mg/ml), Penicillin (100 E/ml) und Streptomycin (100 μg/ml) enthielt (im Folgenden als "Medium A" bezeichnet), wurde hergestellt.
Herstellung einer Lösung der Testverbindung
Eine Testverbindung wurde in Dimethylsulfoxid (DMSO) gelöst (1 × 10^–1 M), und dann wurde ein Medium A, das IL-1β enthielt (1 ng/ml) (im Folgenden als "Medium B" bezeichnet), zu dieser Lösung gegeben, um sie zu verdünnen und dadurch eine Lösung der Testverbindung mit einer vorgeschriebenen Konzentration herzustellen.
Jedes Experiment wurde unter Verwendung von Medium B für eine Kontrollgruppe und Medium A für eine unbehandelte Gruppe durchgeführt.
Test zur Messung der Wirkung
Chondrocyten, die in DMEM kultiviert wurden, zu dem fetales Kälberserum (10%), Penicillin (100 E/ml) und Streptomycin (100 μg/ml) gegeben worden waren, wurden in 24-Napf-Kulturplatten ausgesät (1 × 10⁵ Zellen/Napf) und kultiviert, bis Konfluenz erreicht wurde.
IL-1β und die Testverbindung wurden hinzugefügt, indem man das Medium durch die Lösung der Testverbindung ersetzte (500 μl/Napf). Die Chondrocyten wurden zwei Tage lang unter den Bedingungen 37°C und 95% Luft/5% CO₂ kultiviert.
Der Kulturüberstand wurde isoliert, und die MMP-3-Aktivität im Überstand wurde mit einem MMP-3-Assaykit gemessen (hergestellt von Yagai Co., Ltd.).
Die GAG-Konzentration im Überstand wurde nach dem Verfahren von Farndale et al. (Biochim. Biophys. Acta, 883, 173–177 (1986)) gemessen.
Die Wirkung auf die MMP-3-Produktion wird anhand der MMP-3-Produktions-Hemmungsrate (%) bei der vorgeschriebenen Konzentration der Testverbindung dargestellt. Produktions-Hemmungsrate (%) = [(A – B)/(A – C)] × 100

A:: MMP-3-Aktivität der Kontrollgruppe
B:: MMP-3-Aktivität der Gruppe, die mit der Lösung der Testverbindung behandelt wurde
C:: MMP-3-Aktivität der unbehandelten Gruppe

Die Wirkung auf den Abbau von Proteoglycan wird durch die Proteoglycanabbau-Hemmungsrate (%) bei der vorgeschriebenen Konzentration der Testverbindung dargestellt. Abbau-Hemmungsrate (%) = [(D – E)/(D – F)] × 100

D:: GAG-Konzentration der Kontrollgruppe
E:: GAG-Konzentration der Gruppe, die mit der Lösung der Testverbindung behandelt wurde
F:: GAG-Konzentration der unbehandelten Gruppe

Ergebnisse
Tabelle 1 zeigt die MMP-3-Produktions-Hemmungsrate (%) bei der vorgeschriebenen Konzentration der Testverbindung als ein Beispiel für Testergebnisse.
Tabelle 1
Der Wert in der Tabelle ist ein Mittelwert von drei Proben.
Tabelle 2 zeigt die Proteoglycanabbau-Hemmungsrate (%) bei der vorgeschriebenen Konzentration der Testverbindung als ein Beispiel für Testergebnisse.
Tabelle 2
Der Wert in der Tabelle ist ein Mittelwert von drei Proben.
Die Tabellen 1 und 2 zeigen, dass Bucillamin aufgrund einer IL-1β-Stimulation hemmende Wirkungen auf die MMP-3-Produktion und den Proteoglycan-Abbau aufweist.
2. Verbesserungswirkung auf die Beweglichkeit des Kniegelenks
Um in-vivo-Wirkungen der erfindungsgemäßen Verbindung auf Osteoarthritis zu untersuchen, wurde die Verbesserungswirkung auf die Beweglichkeit eines Kniegelenks unter Verwendung von immobilisierten Kaninchenmodellen untersucht.
Experimentelles Verfahren
Herstellung einer Lösung der Testverbindung
Eine Testverbindung wurde in einer 1%igen wässrigen Methylcelluloselösung suspendiert, um Lösungen der Testverbindung mit gewünschten Konzentrationen herzustellen.
Testverfahren
Kniegelenke der rechten hinteren Pfoten von NZW-Kaninchen (13 Wochen alt, Körpergewicht: 2,97 bis 3,27 kg) wurden unter Anästhesie mit Natriumpentobarbital (25 mg/kg) in einer ausgestreckten Position mit Pflasterverbänden fixiert. Nachdem die Testverbindung den Kaninchen vier Wochen lang oral verabreicht worden war (Menge der zu verabreichenden Flüssigkeit: 10 ml/kg), wurden die Kaninchen am 29. Tag durch Ausblutenlassen getötet, und dann wurden die Beweglichkeiten der Kniegelenke gemessen. Ein ähnliches Experiment wurde unter Verwendung einer 1%igen wässrigen Methylcelluloselösung (10 ml/kg) als Kontrolle anstelle der Testverbindung durchgeführt.
Messverfahren
Die Beweglichkeit des Kniegelenks wurde anhand der Differenz zwischen dem maximalen Beugewinkel, den man erhält, wenn ein Pfotengelenk des Kaninchens vertikal mit einer Last von 400 g belastet wurde, und dem maximalen Streckwinkel bestimmt.
Ergebnisse
Tabelle 3 zeigt Beweglichkeiten des Gelenks (Grad) bei den vorgeschriebenen Konzentrationen der Testverbindung als Beispiele für Testergebnisse. Als Testverbindung für diesen Test wurde Bucillamin verwendet.
Tabelle 3
Jeder Wert in der Tabelle ist ein Mittelwert von zehn Proben.
Tabelle 3 zeigt, dass durch die Bucillamin-Verabreichung die Beweglichkeit des Kaninchenkniegelenks im Bereich der Dosierung dieses Tests dosisabhängig verbessert wird.
Die oben genannten Ergebnisse der pharmakologischen Tests zeigen, dass die erfindungsgemäße Verbindung eine die MMP-3-Produktion hemmende Wirkung, eine den Proteoglycan-Abbau hemmende Wirkung und eine Verbesserungswirkung auf Arthrogrypose aufweist. Dementsprechend wird erwartet, dass die erfindungsgemäße Verbindung als Therapeutikum für Krankheiten, bei denen MMP eine Rolle spielt, insbesondere Osteoarthritis, geeignet ist.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung stellt Therapeutika für Krankheiten, bei denen MMP eine Rolle spielt, insbesondere Osteoarthritis, bereit, welche Mercaptoacylcystein-Derivate als Wirkstoffe umfassen.

Claims

Verwendung einer Verbindung, die durch die folgende allgemeine Formel [I] dargestellt wird, oder eines Salzes davon zur Herstellung eines Therapeutikums zur Behandlung von Osteoarthritis:
wobei "A" ein Niederalkylen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist.
Verwendung der Verbindung gemäß Anspruch 1, wobei "A" = -C(CH₃)₂- ist.