DE69303919T2

DE69303919T2 - Verwendung von Melatonin zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung der gutartigen Prostatahyperplasie

Info

Publication number: DE69303919T2
Application number: DE69303919T
Authority: DE
Inventors: Nava Zisapel
Original assignee: Neurim Pharmaceuticals 1991 Ltd
Current assignee: Neurim Pharmaceuticals 1991 Ltd
Priority date: 1992-04-07
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 1997-01-30
Anticipated expiration: 2013-04-01
Also published as: IL105240A0; IL105240A; ES2090861T3; DE69303919D1; JPH0640939A; DK0565296T3; US5750557A; EP0565296A1; ATE141051T1; SG41955A1; EP0565296B1; GR3021258T3; HK1006681A1; US6048888A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung der gutartigen Prostatahyperplasie (BPH) und eine pharmazeutische Zubereitung für diese Aufgabe.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Melatonin ist das Haupthormon, das durch die Epiphyse bei allen Wirbeltieren abgesondert wird. Bei allen bisher untersuchten Säugetieren einschließlich des Menschen ist eine nächtliche Erhöhung der Erzeugung von Melatonin durch die Epiphyse offensichtlich, ohne Rücksicht darauf, ob die Säugetiere nachtaktiv oder tagaktiv sind, und umgekehrt wird die Melatoninerzeugung durch den Körper tatsächlich durch Licht unterdrückt. Melatonin ist an der Koordination von Photoperiode und physiologischen Vorgängen beteiligt, z.B. bei Tieren, die die Änderungen in der Photoperiode nutzen, um ihre Thermoregulation und ihre Reproduktion zeitlich zu regeln, zeitliche Signale zu den thermoregulatorischen und reproduktiven Systemen werden durch den tageszyklischen Rhythmus in der Zeitdauer des Melatonins während der Dunkelphase gesteuert. Zahlreiche Untersuchungen haben gezeigt, daß Melatonin einen starken Einfluß auf die Gonadenaktivität hat.
Die zeitliche Abstimmung der Verabreichung des Melatonins hat sich als entscheidend für dessen biologische Aktivitäten erwiesen. Während z.B. in dem Fall von Ratten, deren zirkadianer Rhythmus bei ständigem Licht, ebenso wie auch in dem Fall von frei in konstanter Dunkelheit laufenden Ratten, unterbrochen oder arhythmisch wird, wird ihr Rhythmus durch tageszyklische Melatonininjektionen synchronisiert, im Gegensatz dazu wurde gefunden, daß die ständige Verfügbarkeit von Melatonin im Kreislauf oder die Injektion von Melatonin am Morgen manchmal gonodale Reaktionen auf Melatonin am Nachmittag verhindert. Der Erfinder hat gezeigt, z.B. in Zisapel et al., Neuroendocrinology 40 (1985), 102, daß die Hemmung der stimulierten Freisetzung von Dopamin aus dem Ratten-Hypothalamus durch Melatonin in der frühen Photophase am höchsten und am frühen Nachmittag am niedrigsten war.
Die Fähigkeit der Tiere oder Menschen, auf das Melatoninsignal zu reagieren, kann von Melatoninrezeptoren abhängen. So wurde gezeigt, daß sich bei Ratten und syrischen Hamstern bei einem täglichen Zeitplan von 14 Stunden Licht/10 Stunden Dunkelheit die Dichte der Melatoninbindungsstellen in einzelnen Bereichen des Gehirns (Hypothalamus, Medulla-Pons und Hippocampus) während des 24-Stunden-Zeitraums mit verschiedenen Mustern und Phasen signifikant verändert, aber in anderen Bereichen des Gehirns (Striatum, Parietal-Cortex, Cerebellum) keine derartigen Veränderungen beobachtet wurden. Es gab eine nur teilweise Überlappung bei der zeitlichen Abfolge von Spitzen oder Mulden der Melatoninbindungsstellen und Gipfeln oder Tiefpunkten des Melatoningehalts im Gewebe, so daß der Rhythmus der Melatoninbindungsstellen nicht auf die Selbstregulierung der Rezeptoren durch die endogenen Hormone zurückgeführt werden kann. In diesem Zusammenhang wurde ebenfalls gezeigt, daß die Injektion von exogenem Melatonin an junge Ratten oder Hamster am Morgen oder späten Nachmittag die Dichte oder die tageszyklischen Veränderungen der Melatoninbindungsstellen in den meisten Bereichen des Gehirns nicht beeinflußte; am Morgen injiziertes Melatonin verhinderte den üblichen Anstieg von Melatoninbindungsstellen am späten Nachmittag im Hippocampus und im Mittelhirn, während am späten Nachmittag injiziertes Melatonin nur den nächtlichen Anstieg von Melatoninbindungsstellen im Mittelhirn unterdrückte.
Es ist auch bekannt, daß exogen verabreichtes Melatonin, wenn es am späten Nachmittag verabreicht wird, antigonadale Reaktionen hervorruft und die Serumkonzentration von Testosteron bei Hamstern und nicht geschlechtsreifen Ratten vermindert, während bei Hamstern, denen die Epiphyse entfernt worden war und die an langen Tagen gehalten werden, die Dauer der Melatoninverabreichung entscheidend ist, insofern, daß 10-h-Infusionen an langen Tagen gonadale Regression bei Hamstern hervorrufen, während nach vorheriger Exposition kurzen Tagen gegenüber 4-6-Stunden-Infusionen von Melatonin die Gonaden stimulierten.
Es ist weiterhin bekannt, daß bei einigen Arten, einschließlich Ratten und Menschen, die nächtliche Melatoninerzeugung in der Epiphyse mit dem Alter abnimmt. Darüber hinaus wurde gefunden, daß eine Abnahme der 24-Stunden-Mittelwerte und eine Einschränkung der zirkadianen Veränderungen der Melatoninbindungsstellen in einzelnen Bereichen des Gehirns älterer Ratten vorkommt, wie durch Verwendung von ¹²&sup5;I-Melatonin als Sonde gezeigt wurde (Laudon et al., Neuroendocrinology 48 (1988), 577). Während der Melatoninrhythmus nicht die Ursache für den im Rattengehirn aufgezeichneten ¹²&sup5;I-Melatonin-Bindungsrhythmus sein kann, besteht die Möglichkeit, daß die Abnahme in der Amplitude des Melatoninrhythmus zur Phasenverteilung führt, was zu einem Verlust an Rhythmizität der Melatoninbindungsstellen im Gehirn führt. Mit anderen Worten, die altersbedingte Abnahme des Melatoninspiegels und der Bindungsstellendichte kann zu einer Abnahme der Fähigkeit des neuroendokrinen Systems führen, auf photoperiodische Botschaften zu reagieren.
Melatonin wurde intravenös oder oral an Menschen verabreicht, und es wurde keine signifikante Toxizität beobachtet. Verschiedene Untersuchungen haben eine durch Melatonin vermittelte Ermüdung und manchmal Depression und Schlaf gezeigt. Melatonin kann nicht hypnotisch sein, aber es ändert die Zeitbestimmung der Wach-Schlaf-Zyklen durch seine Auswirkungen auf die zirkadiane Organisation, z.B. haben neuere Untersuchungen gezeigt, daß die Zeitbestimmung des nächtlichen Schlafzugangs zeitweise mit der nächtlichen Zunahme der Melatoninexkretion verbunden ist. Die "Öffnung" des Schlafzugangs kann eine kritische Ansammlung von Melatonin darstellen, die Schlafstrukturen im Gehirn aktiviert.
Die Verwendung von Melatonin für verschiedene therapeutische Zwecke war die Aufgabe einer Reihe von Patenten und Patentanmeldungen. So offenbart z.B. US-P-4600723 die Verabreichung von Melatonin zur Linderung oder Verhinderung der negativen Auswirkungen von Störungen im zirkadianen Rhythmus auf körperlichen Leistung und Funktion, wie sie z.B. beim Wechsel der Arbeitseinteilung von der Tagschicht zur Nachtschicht oder in Fällen von Jetlag vorkommen können.
Darüber hinaus offenbart US-P-4654361 die Verabreichung von Melatonin zur Erniedrigung des intraokularen Druckes beim Menschen, wo ein solcher Druck abnorm hoch ist, während US-P-4945103 ein Verfahren zur Behandlung des prämenstruellen Syndroms durch Verabreichung von Melatonin in Dosismengen, die zur Linderung der Symptome geeignet sind, offenbart.
Die PCT-Patentanmeldung WO-87/00432 beschreibt Zusammensetzungen zur Behandlung oder Verhütung von Schuppenflechte, die Melatonin oder verwandte Verbindungen enthalten. Die PCT-Patentanmeldung WO-88/07370 offenbart die Verabreichung von Melatonin zum Zwecke der Verhinderung des Eisprungs bei Frauen, wodurch Empfängnisverhütung bewirkt wird ebenso wie Brustkrebs bei Frauen verhindert wird. Die Verwendung von Melatonin oder verwandter Verbindungen als einer Komponente von Arzneimitteln zur Kompensation der Auswirkungen des Alterns wird in der PCT-Patentanmeldung WO-89/04659 offenbart. Die Europäische Patentanmeldung 0330625A2 offenbart die Herstellung von Melatonin und dessen Analogen für verschiedene therapeutische Zwecke, einschließlich der Verabreichung von Melatonin in Kombination mit einem Azidothymidin zur Behandlung von AIDS.
Meine frühere Patentanmeldung, die auf der Priorität der US- Patentanmeldung 07/697714, angemeldet am 9.5.1991, basierte, betrifft ein Verfahren zur Korrektur eines Melatoninmangels oder einer Verzerrung des Melatoningehalts und -profils im Plasma beim Menschen und eine pharmazeutische Zubereitung zur gesteuerten Freisetzung, die Melatonin enthält.
Der gesamte Inhalt von US-P-4600723, US-P-4654361, US-P-4945103, PCT- Patentanmeldung WO-87/00432, PCT-Patentanmeldung WO-88/07370, PCT-Patentanmeldung WO-89/04659 und Europäische Patentanmeldung 0330625A2 und meiner früheren US-Patentanmeldung ist hiermit ausdrücklich durch Bezugnahme einbezogen.

DIE PROSTATA, ANDROGENE UND MELATONIN

Obwohl bekannt ist, daß das Volumen des Samenplasmas durch die Prostata, die Bläschendrüsen und die Bulbourethraldrüsen (Cowperi) erzeugt wird, ist die spezifische biologische Funktion der Prostatadrüse noch unbekannt. Durch Pathologie der Prostata verursachte Krankheiten gehören zu den häufigsten und verheerendsten Krankheiten beim Mann. Abnorme Übergröße (Hyperplasie) der menschlichen Prostata (BPH) tritt bei mehr als 80% der männlichen Bevölkerung unterhalb des Alters von 80 Jahren auf und 25% erfordern irgendwann Behandlung, um die durch diese Übergröße verursachte Harnobstruktion zu lindern (zur Übersicht s. Oesterling, J.E., J. Andrology 12, December 1991, 348-355). Die tatsächliche Ursache der BPH ist nicht genau definiert, aber man denkt, daß sie als Ergebnis der epithelial-stromalen Wechselbeziehungen in dem passenden hormonellen Milieu, speziell in Anwesenheit von Androgenen, auftritt. Obwohl Prostataentfernung die gegenwärtige Behandlung der Wahl für BPH ist, werden gegenwärtig als zusätzliche Möglichkeiten medizinische Therapien entwickelt, die die Schrumpfung der vergrößerten Drüse zum Ziel haben.
Sowohl die Differenzierung der Prostatadrüse als auch das nachfolgende postnatale Wachstum des Gewebes werden durch in den Hoden synthetisierte androgene Hormone gesteuert, die innerhalb der Drüse in Dihydrotestosteron umgewandelt werden. Es wird angenommen, daß die ungesteuerte Wirkung von Dihydrotestosteron hyperplastisches Wachstum der Prostata verursacht. Es wurde gezeigt, daß der Androgenentzug zu programmiertem Zelltod (Apoptosis) in der ventralen Prostata der Ratte führt.
Der Mangel an Testosteron führt zu einer schnellen Rückbildung der Prostata, weil Androgenentfernung die Proliferation der androgenabhängigen Prostatadrüsenzellen hemmt und dazu führt, daß diese Zellen sowohl zelluläre Rückbildung (d.h. Abnahme in Zellhöhe und Sekretfunktionen) als auch die Aktivierung einer Kaskade von biochemischen Ereignissen erleiden, die zu dem energieabhängigen programmierten Absterben dieser Zellen führen. So gibt es mindestens drei zelluläre Reaktionen, die die Androgene innerhalb der androgenabhängigen Prostatadrüsenzellen bewirken: Sekretion, Proliferation und Hemmung des Absterbens. Die speziellen Androgenuntereinheiten, die für jede dieser Reaktionen innerhalb der Prostata verantwortlich sind, sind nicht vollständig zurückgebildet. Mengenmäßig ist das im Blut zirkulierende Hauptandrogen Testosteron. Innerhalb der Prostata wird Testosteron schnell in eine Reihe von Metaboliten umgewandelt, ein wichtiges davon ist 5α-Dihydrotestosteron (DHT), welches das aktive intrazelluläre Androgen in androgenabhängigen Prostatadrüsenzellen ist. Es ist bekannt, daß Androgen metabolisierende Enzyme sich beim menschlichen BPH, wenn sie mit normalem Gewebe verglichen werden, in eine niedere 3α-Hydroxysteroidreduktase und eine höhere 3-Ketosteroid-5α-Reduktase umwandeln.
Zu kürzlich entwickelten Verfahren zur Behandlung der BPH gehört z.B. die chemische Kastrierung mit Luliberin-(LHRH-)Analogen, was zu Androgenentzug führt, aber die Nachteile hat, zu einem Verlust von testeronabhängigen Funktionen, wie z.B. Muskelmasse, Libido und Erektion, zu führen.
Es ist bekannt, daß die 5α-Reduktase-Aktivität in Prostatastromazellen bei BPH erhöht ist und daß die Behandlung mit 5α-Reduktase- Inhibitoren die Größe der Prostata von Tieren und Menschen, die an BPH leiden, verringert. Im Gegensatz zur Kastration, die alle Androgene in der Prostata verringert, erniedrigt die Behandlung mit 5α-Reduktase-Inhibitoren den Gehalt an DHT und dessen Metaboliten, während sich Testosteron innerhalb der Prostata vermehrt. Diese große Zunahme an Prostatatestosteron könnte einen gewissen Anteil der anfänglichen Hemmung durch die konkurrierenden 5α-Reduktase-Inhibitoren überwinden, was zu einer unvollständigen Hemmung des Prostatawachstums führt. In dieser Hinsicht ist es bemerkenswert, daß Melatonin den im Menschen zirkulierenden Testosteronspiegel nicht erhöht. Die Wirkungsweise von Melatonin auf Entwicklung und Wachstum der Prostata kann sich von der der 5α-Reduktase-Inhibitoren unterscheiden. Es wurde gezeigt, daß Melatonin die 3α-Reduktase-Aktivität stimulierte, aber die 5α-Reduktase-Aktivität bei BPH-Gewebeproben nicht beeinflußte (Horst and Adam, Horm. Metab. Res. 14 (1982), 54), was darauf hindeutet, daß Melatonin die Konzentration an DHT in der Prostata erniedrigen könnte, indem es dessen Umwandlung in 3α-Androstandiol erhöht.
Andere Verfahren, wie z.B. die Verwendung von nichtsteroidalen Antiandrogenen, die testosteronvermittelte Aktivitäten blockieren, ohne den Testosteronsspiegel zu supprimieren, sind noch im Versuchsstadium.
Melatonin spielt eine Hauptrolle bei der Steuerung der reproduktiven Physiologie (Übersichtsartikel von Tamarkin et al., Science 227 (1985) 714-720), besonders bei Saisonbrütern, wie z.B. Hamster und Schafe, bei denen es die Auswirkungen der kurzen Photoperiode auf die gonadale Physiologie vermittelt. Bestimmte Teile des Gehirns, besonders der Hypothalamus, wurden mit den Stellen der antigonadalen und neuroendokrinen Aktivitäten des Melatonins in Zusammenhang gebracht (Glass, Pin. Res. Rev. 6 (1988), 219-259). Bei männlichen Ratten erzeugte Kastration oder Degeneration der testikulären Leidig-Zellen eine merkliche Abnahme an Melatoninbindungsstellen besonders im Hypothalamus und Hippocampus; diese Wirkung wurde durch Injektion von exogenem Testosteron umgekehrt (Zisapel and Anis, Mol. Cell. Endocrinol. 60 (1988), 119-126). Bei dem syrischen Hamster führte Kastration ebenfalls zu einer testosteronreversiblen Abnahme der Melatonin-bindungsstellen im Gehirn; diese Reaktion war offensichtlich bei Tieren, die an kurzen, nicht aber an langen Tagen gehalten wurden (Anis and Zisapel, Mol. Cell. Endocrinol. 76 (1991), 23-34).
Weiterhin ist bekannt, daß Melatonin die Synthese von testikulärem Testosteron bei Ratten hemmt (Peat and Kinson, Steroids 17 (1971), 251-264), die Androgen-Synthese sowohl in testikulären interstitiellen Zellen wie auch in Tubuli verringert (Ellis, Endocrinology 90 (1972), 17-28), die Aktivität der Delta-4-Reduktase in Rattenleber und -hypothalamus stimuliert (Frehn et al., J. Endocrinol. 60 (1974), 507-515), die 5α-Reduktase der samenführenden Tubuli sowohl für Progesteron als auch für Testosteron (Ellis, Endocrinology 90 (1972), 17-28) vermehrt, die Nebennierensekretion von reduzierten Steroidmetaboliten bei weiblichen Ratten vergrößert (Ogle and Kitay, Neuroendocrinology 23 (1977), 113-120) und die Größe der akzessorischen Geschlechtdrüsen bei männlichen Ratten verringert, denen die Epiphyse entfernt worden war und die in ständiger Dunkelheit ohne hemmenden Testosteronstoffwechsel gehalten wurden (Shirama et al., J. Endocrinol. 95 (1982), 87-94). Oral verabreichtes Melatonin verringerte das Gewicht der ventralen Prostata und der Bläschendrüse und die Zunahme der 3β-Hydroxysteroid-Reduktase, nicht aber der 5α-Reduktase in der ventralen Prostata und in den Bläschendrüsen bei Ratten, denen die Epiphyse entfernt worden war (Horst et al., Experimentia 388 (1982), 968-970). Die Auswirkungen des Melatonins auf Prostata-Androgenrezeptoren hängt vom Alter des Tieres und dem Zyklus der Lichtexposition ab (Moeller et al., Res. Exp. Med. 183 (1983), 157-165). Melatonin in vitro steigert die durch luteinisierendes Hormon oder Choriongonadotropin induzierte Zunahme der Sekretion von Östrogen und Progesteron durch Granulosazellen bei Ratten (Fiske et al., J. Endocrinology 114 (1984), 407-410) und stimuliert in vitro die Sekretion von Progesteron durch Granulosazellen bei Menschen und Rindern (Webley and Luck, J. Reprod. Fert. 78 (1986), 711-717; Webley et al., J. Reprod. Fert. 84 (1988), 669-677).
Es wurde gezeigt, daß die subkutane Verabreichung hoher Dosen (750 µg) von Melatonin die Regression der ventralen Prostatadrüse in Gegenwart von exogenem Testosteron bei kastrierten Ratten verstärkt (Debeljuk et al., Endocrinology 87 (1970), 1358-1360) und das Gewicht sowohl der Hoden als auch der ventralen Prostatadrüse verringert bei Tieren, denen die Hypophyse entfernt worden war (Debeljuk et al., Endocrinilogy 89 (1971), 1117-1119). (Es mag nebenbei bemerkt werden, daß die Menge Melatonin, die der an Ratten von Debeljuk et al. verabreichten Menge äquivalent ist, für die Verabreichung an einen 80 kg schweren Menschen mehr als 200 mg betragen würde.) Andere Untersuchungen haben gezeigt, daß orale Verabreichung von 16-40 µg pro Tag die pubertäre Entwicklung von männlichen und weiblichen Ratten verzögerte, einschließlich der Prostataentwicklung bei den männlichen Ratten (Zisapel and Laudon, Eur. J. Pharmacol. 136 (1987), 259-260; Laudon et al., J. Endocrinology 116 (1988), 43-53).
EP-A-0518468 wurde nach dem Prioritätsdatum dieser Anmeldung veröffentlicht und offenbart Melatonin enthaltende Zusammensetzungen zum medizinischen Gebrauch, der nicht BPH betrifft.
WO-A-9100095 offenbart die Verwendung von Melatonin in Kombination mit Testosteron zur Bewirkung von Empfängnisverhütung oder Verhinderung von Prostatakrebs, aber betrifft nicht die Behandlung von BPH.
Es ist in der wissenschaftlichen Literatur niemals darauf hingewiesen worden, daß in der Prostata Melatoninrezeptoren vorhanden sind. Darüber hinaus wird weder in der wissenschaftlichen Literatur zum Thema Melatonin noch in irgendeiner der vorstehend erwähnten Patentschriften oder veröffentlichten Patentanmeldungen die Möglichkeit der Verwendung von Melatonin zur Behandlung von PBH beim Menschen offenbart oder vorgeschlagen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Verwendung von Melatonin bei der Herstellung eines Medikaments zur Behandlung der gutartigen Prostatahyperplasie (BPH) bei Männern bereitgestellt, wobei das Medikament eine pharmazeutische Zubereitung ist, die als aktiven Bestandteil eine wirksame BPH-Behandlungsmenge an Melatonin enthält, zusammen mit zumindest einem pharmazeutisch brauchbarem Träger, Verdünnungsmittel oder Adjuvans, und die Menge in dem Bereich von 1 ng bis 80 mg Melatonin liegt.
In einer Ausführungsform enthält die Zubereitung ebenfalls zumindest ein Mitglied der Gruppe, die aus Wachstumshormonen, Inhibitoren der Prostata-Testosteronreduktase, Antiöstrogenen und Antiandrogenen besteht. Zusätzlich oder alternativ kann die Zubereitung weiterhin Oxazepam und/oder andere Modifikatoren des Melatoninrezeptorprofils umfassen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Abbildung 1 zeigt die Wirkung von Testosteron mit oder ohne Melatonin auf das Wiederwachstum bestimmter akzessorischer Geschlechtsorgane bei kastrierten Ratten.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Wie vorstehend gezeigt, kann die erfindungsgemäße Zubereitung für eine Art der Verabreichung zubereitet werden. die z.B. aus oraler, parenteraler, rektaler und transdermaler Verabreichung ausgewählt wird, und kann z.B. 1 ng - 80mg Melatonin pro Dosierungseinheit enthalten. Dosierungseinheiten können z.B. einmal am Tag, zum Beispiel am Morgen, am Nachmittag oder am Abend, oder zweimal täglich, z.B. sowohl am Morgen wie auch am Abend verabreicht werden.
In einer besonderen Ausführungsform besteht die erfindungsgemäße Zubereitung in einer Form der langsamen Freisetzung, die den normalen Rhythmus des endogenen Melatonins nachahmen kann, aber den normalen Rhythmus nicht nachahmen muß. In dieser Ausführungsform kann das Melatonin in partikulärer Form vorliegen, die beschichtete Teilchen umfaßt, und das erwünschte Freisetzungsprofil kann dann durch mindestens eines der folgenden Merkmale erreicht werden, nämlich:
(a) durch Änderung der Partikelgröße des Melatonins;
(b) durch Verwendung von zumindest zwei verschiedener Beschichtungsmaterialien, die sich mit verschiedenen Geschwindigkeiten im menschlichen Körper auflösen; und
(c) durch Änderung der Dicke des Beschichtungsmaterials (der -materialien), wobei das partikuläre Melatonin, das mit unterschiedlicher Dicke von Beschichtungsmaterial (-materialien) beschichtet ist, sich mit verschiedenen Geschwindigkeiten im menschlichen Körper auflöst.
In einer derartigen Ausführungsform der Erfindung kann die Zubereitung z.B. partikuläres Melatonin umfassen, das mit zumindest einem polymeren Beschichtungsmaterial, das z.B. aus natürlichen oder synthetischen Beschichtungsmaterialien ausgewählt wird, beschichtet ist.
Die erfindungsgemäße Zubereitung wird vorzugsweise gegen Ende des Tages verabreicht werden, so daß Melatonin in dem System zu der Zeit der maximalen Reaktionsfähigkeit des endokrinen Systems darin verfügbar ist. Ein Fachmann der Pharmazie wird in der Lage sein, die erfindungsgemäßen Zubereitungen mit gesteuerter Freisetzung auf der Grundlage der Informationen in der vorliegenden Patentbeschreibung in Verbindung mit bekannten Prinzipien zur Herstellung pharmazeutischer Zubereitungen zuzubereiten. Darüber hinaus schließt die Verabeichung von Melatonin gemäß der vorliegenden Erfindung die Mitverabreichung einer oder mehrerer Substanzen mit diesem ein, die die Phasenposition oder die Form der Melatoninrezeptorprofile verändern. Ein nicht begrenzendes Beispiel eines Modifikators des Melatoninrezeptorprofils ist Oxazepam, welches die Reaktion auf Melatonin durch Beeinflussung der Phasenposition der Rezeptoren verstärken kann. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung kann zumindest ein derartiger Modifikator, z.B. Oxazepam, in die erfindungsgemäße pharmazeutische Zubereitung eingeschlossen werden.

NACHWEIS ZYTOPLASMISCHER MELATONINREZEPTOREN IN EPITHELZELLEN AUS GEWEBE VON GUTARTIGER PROSTATAHYPERPLASIE VON MENSCHEN

EINLEITUNG

Da bekannt ist, daß Hormone ihre Wirkung durch Bindung an Rezeptorproteine in Zielorganen ausüben, sollten Zielzellen für ein gegebenes Hormon spezifische Rezeptoren für dieses besondere Hormon, durch das sie beeinflußt werden sollen, enthalten. Der Erfinder hat somit die Anwesenheit von Melatoninbindungsstellen in Proben von menschlichem Prostatagewebe untersucht.
Zwei Typen von Melatoninrezeptoren sind in der wissenschaftlichen Literatur beschrieben worden: membranassoziierte und zytosolische Stellen (zur Übersicht siehe Zisapel, Journal of Neural Transmission 73 (1988), 1). Es wird jetzt der Nachweis für die Anwesenheit von zytosolischen Stellen in Epithel-, nicht aber in Stromazellen der menschlichen Prostata erbracht.

VERFAHREN

Gewebeproben wurden von Prostatadrüsen erhalten, die durch offenen chirurgischen Eingriff bei Patienten entfernt wurden, die an Harnobstruktion infolge einer gutartigen Prostatahyperplasie litten. Epithel- und Stromazellen wurden vom Gewebe durch Filtration durch ein Netz aus rostfreiem Stahl getrennt. Die Zellen wurden dann mit Kochsalzlösung gewaschen und durch Zentrifugieren (1000 g, 5 min) gesammelt. Histologische Anfärbung mit nachfolgender lichtmikroskopischer Bewertung zeigte, daß die Epithelzellpräparation über 80% Epithelzellen enthielt und daß die Stromapräparation hauptsächlich Stromazellen enthielt, aber auch amorphes Amyloid, glatte Muskelzellen und restliche Epithelzellen (< 10%). Die beiden Präparationen wurden getrennt bei 4ºC in 0,05 M Tris-HCl, pH 7,4, homogenisiert. Jedes Homogenisat wurde bei 100 000 g eine Stunde lang bei 4ºC zentrifugiert und die überstehende Flüssigkeit wurde mit einer Pasteurpipette entfernt. Die Melatoninbindung wurde gemessen, indem 300 Microliter der überstehenden Flüssigkeit, die etwa 20 µg Protein mit trägerfreiem ¹²&sup5;I-Melatonin bei Konzentrationen von 0-1 nM enthielt, 1 Stunde lang bei 37ºC in Anwesenheit von 0,05%Triton X-100 inkubiert wurden. Nach der Inkubationszeit wurde das gebundene ¹²&sup5;I-Melatonin durch Vakuumfiltration unter Verwendung von mit Polyethylenimin gesättigten GFF-Glasfaserfiltern von freiem ¹²&sup5;I-Melatonin getrennt. Die Proteinkonzentrationen wurden nach der Methode von Lowry et al. (J. Biol. Chem., 193 (1951), 265) unter Verwendung von Rinderserumalbumin als Standard gemessen. Unspezifische Bindung wurde durch Inkubation von Proben der überstehenden Flüssigkeit mit den spezifizierten Konzentrationen von ¹²&sup5;I-Melatonin, aber in Anwesenheit eines großen Überschusses (10 micromol) von nichtradioaktivem Melatonin bestimmt. Diese Experimente wurden unter Verwendung von Proben von vier verschiedenen Patienten vier Mal mit ähnlichen Ergebnissen wiederholt.

ERGEBNISSE

Spezifische Bindung von Melatonin, die durch die Differenz der Bindung bei Abwesenheit und Anwesenheit von unmarkiertem Melatonin definiert ist, wurde in der überstehenden Flüssigkeit von Epithelzellen der menschlichen Prostata nachgewiesen, während die Bindung in den Stromapräparationen sehr gering war (Tabelle 1). Die Analyse der Konzentrationsabhängigkeiten der Bindung zeigte eine sättigungsfähige Bindung hoher Affinität mit einer Dissoziationskonstante von 0,6 nM und einer Bindungsstellendichte von 140 fmol/g Zytosolprotein. Die Konzentration von Bindungsstellen in dem stromalen Zytosol war um mehr als annähernd 10 x kleiner als jene und könnte die Bindung der restlichen Epithelzellen in der Präparation an Zytosol darstellen. TABELLE 1* Spezifische Bindung von ¹²&sup5;I-Melatonin an Zytosolpräparationen aus Epithel- und Stromazellen von menschlichem BPH-Gewebe (4 Patienten)
*Mittlere und Standardabweichungswerte der Bindung (fmol/mg Protein)

SCHLUßFOLGERUNGEN

Diese Ergebnisse stellen den ersten Nachweis einer spezifischen Melatoninbindung hoher Affinität in der Prostatadrüse dar und stellen dar, daß die Stellen spezifisch für den Zelltyp sind. Weiterhin können die Melatoninreaktionen in der Prostata mit den Zytosolrezeptoren in den Epithelzellen in Zusammenhang gebracht werden.
Die folgenden Experimente sind sachdienlich für das Verfahren und die Zubereitung der vorliegenden Erfindung.

IN VIVO-EXPERIMENTE

EXPERIMENT 1

Die Auswirkungen von oral verabreichtem Melatonin auf das androgenabhängige Neuwachstum der Prostata bei erwachsenen kastrierten Ratten wurde untersucht. Männliche Ratten (2,5 Monate alt) wurden unter Narkose kastriert. Nach 7 Tagen, während derer das Durchschnittsgewicht der Prostata um etwa 60% abnahm, wurde den Ratten 4 Tage lang täglich eine subkutane Injektion von entweder Ölvehikel (Kontrolle) oder Ölvehikel mit Testosteronpropionat (1 mg/kg Körpergewicht pro Tag eine Stunde vor Abschalten des Lichts) gegeben. Das Trinkwasser einer Untergruppe, der Hälfte der mit Testosteron injizierten Tiere, enthielt 10 mg Melatonin, gelöst in 100 µl Ethanol/Liter Wasser; es wurde geschätzt, daß jede Ratte in der Untergruppe, die Melatonin erhielt, annähernd 4 ml Lösung aufgenommen hatte, d.h. etwa 40 µg Melatonin pro Tag. Zur Bestimmung des Gewichts der einschlägigen Organe wurden die Ratten am Ende der 4 Tage, die den ersten 7 Tagen folgten, getötet. Die Ergebnisse werden in der Abbildung 1 veranschaulicht, die die Wirkung von Testosteron mit oder ohne Melatonin in dem vorliegenden Experiment zeigt. Während Testosteron, wie aus der Abbildung ersichtlich, das Gewicht der Samenbläschen und der ventralen Prostata bei den kastrierten Tieren vergrößerte, aber keine Wirkung auf die Epididymis hatte, verhinderte Melatonin in Anwesenheit von Testosteron das durch Testosteron vermittelte Neuwachstum der Prostata, hatte aber keine deutliche Wirkung auf das Neuwachstum der Samenbläschen und hatte kaum Wirkung auf die Epididymis. Diese Untersuchungen zeigen eine direkte hemmende Wirkung oral verabreichten Melatonins auf das Prostawachstum bei erwachsenen Ratten, im Gegensatz zu der Lehrmeinung, daß Melatonin die pubertäre Entwicklung von Ratten nur während der ersten (präpubertären) 40 Lebenstage beeinflussen kann (Lang et al., Endocrinology 112 (1983), 1578-1584).

EXPERIMENT 2

In einer placebo-kontrollierten Daueruntersuchung über die Wirkung der oralen Verabreichung von 5 mg Melatonin/Tag in Gelatinekapseln, die auch 250 mg Dextrose enthielten, gegen 22 h an männliche Freiwillige, die an BPH litten, zeigten vorläufige Ergebnisse eine sofortige Verbesserung des Harnabflusses bei einigen Patienten.

EXPERIMENT 3

Es wurde der Einfluß von exogen verabreichtem Melatonin auf zentrale Melatoninbindungsstellen und das Testosteronserum bei alten männlichen Ratten untersucht. So wurden 23 Monate alte männliche Ratten über das Trinkwasser 30 Tage lang mit Melatonin behandelt. Diese Melatoninanreicherung vermehrte bei den alten Ratten deutlich die Melatoninbindungsstellen im Hypothalamus, Medulla-Pons, Thalamus und Cortex und verminderte eine repressive Wirkung des Testosterons auf Melatoninbindungsstellen in steroidabhängigen Bereichen (Hypothalamus und Hippocampus). Der Serum-Testosteronspiegel bei den mit Melatonin behandelten Tieren unterschied sich nicht signifikant von den Werten bei unbehandelten Kontrolltieren.

EXPERIMENT 4

An 8-10 Monate alten erwachsenen Ratten wurden die Auswirkungen einer langzeitigen ( 18 Monate) Verabreichung von Melatonin über das Trinkwasser (4 mg/l) auf das Überleben, auf zentrale Melatoninbindungsstellen und auf das Serum-Testosteron untersucht. Die Melatoninanreicherung erhöhte merklich die Anzahl der im Alter von 24-29 Monaten überlebenden Ratten. In größerer Ausführlichkeit heißt das, daß im Alter von 26-28 Monaten nur 8 von 16 Tieren einer Kontrollgruppe überlebten und 7 im Alter von 27-29 Monaten, während 13 aus einer Gruppe von 15 mit Melatonin behandelten Tieren im Alter von 26-28 Monaten überlebten, und diese lebten bis zum Alter von 27-29 Monaten weiter, wenn das Experiment durch Tötung der Tiere beendet wurde. Die Signifikanz der Differenz im Überleben betrug P = 0,01 entsprechend dem zwei-zu-zwei-Quadrattest von Pearson Chi. Zusätzlich litten die mit Melatonin behandelten Tiere auch nicht an Pneumonie oder hatten nur sehr schwache Symptome; in der Kontrollgruppe hatten 5 von 7 Überlebenden schwere Pneumonie. Die Melatoninanreicherung vermehrte signifikant die Melatoninbindungsstellen in der Medulla-Pons und dem Hypothalamus bei alten Ratten und die zirkadianischen Veränderungen in den Melatoninbindungsbereichen waren trotz des hohen Alters der Tiere noch offensichtlich. Der Serum-Testosteronspiegel bei den mit Melatonin behandelten Tieren war signifikant höher als die Werte bei den unbehandelten Kontrolltieren.
Die Ergebnisse der Experimente 3 und 4 zeigen die Vorteile einer Langzeit-Melatoninbehandlung, die vor der Störung des zirkadianischen Systems der Alten beginnt, im Vergleich zu einer nur kurzzeitigen Behandlung der Alten.

EXPERIMENT 5

Die Auswirkungen täglicher Injektionen des kurzfristig wirkenden Benzodiazepinoxazepams über einen Zeitraum von 14 Tagen auf Melatoninbindungsstellen im Rattengehirn wurden sowohl in Anwesenheit als auch in Abwesenheit der Epiphyse untersucht. Bei scheinoperierten Ratten zeigte die spezifische Bindung von ¹²&sup5;I-Melatonin in allen untersuchten Gehirnbereichen deutliche tageszyklische Veränderungen. Jedoch war die Dichte der Bindungsstellen in diesen Gehirnbereichen um Mitternacht (d.h. 19 Stunden nach Anschalten des Lichts) bei den mit Oxazepam behandelten höher als die Spitze bei 13 Stunden nach Anschalten des Lichts, gemessen bei den unbehandelten Ratten. Bei den Ratten, denen die Epiphyse entfernt worden war, zeigte die Melatoninbindung im Hypothalamus, Hippocampus und in der Medulla-Pons ebenfalls klare tageszyklische Änderungen, aber phasenverschoben im Vergleich zu intakten oder scheinoperierten Kontrolltieren; die Dichte der Bindungsstellen in diesen Gehirnbereichen war bei 13 Stunden nach Anschalten des Lichts geringer als zu anderen Zeiten des Tages. Tägliche Oxazepaminjektionen verminderten die Melatoninbindungsstellen bei 19 Stunden nach Anschalten des Lichts, aber hatten zu anderen Zeiten des Tages keine signifikante Wirkung auf die Bindung.
Melatoninverabreichung über das Trinkwasser hatte zu keiner der aufgezeichneten Zeiten eine Wirkung auf die ¹²&sup5;I-Melatoninbindung in den verschiedenen Bereichen des Gehirns von Ratten, denen die Epiphyse entfernt worden war. Bei scheinoperierten Ratten führte die Verabreichung von Melatonin zu einer Verringerung der ¹²&sup5;I-Melatoninbindung, die bei 13 Stunden nach Anschalten des Lichts im Hippocampus und Mittelhirn registriert wurde.
Diese Ergebnisse zeigen, daß (a) die tageszyklischen Änderungen bei den ¹²&sup5;I-Melatoninbindungsstellen im Rattengehirn nicht durch die Epiphyse verursacht werden; (b) Oxazepam die tageszyklischen Änderungen bei den ¹²&sup5;I-Melatoninbindungsstellen im Rattengehirn in Anwesenheit der Epiphyse modifiziert und in deren Abwesenheit weniger wirksam ist; (c) in Abwesenheit der Epiphyse der tageszyklische Rhythmus der Melatoninbindungsstellen im Rattengehirn nicht mit der zirkadianen Uhr synchronisiert ist; (d) die Anreicherung von Melatonin über das Trinkwasser bei Ratten, denen die Epiphyse entfernt worden war, den Phasenvorschub des Rhythmus bei der ¹²&sup5;I-Melatoninbindung nicht umkehrt.

ARZNEIMITTEL, DIE MELATONIN ENTHALTEN

Zubereitungen zur gesteuerten Freisetzung wurden hergestellt durch Pressen in einer 7-mm-Zylinderstanze von 2,5 Tonnen nach dem trockener Vermischen der pulverisierten Materialien, nämlich 2 mg Melatonin (Biosynth Co., Schweiz) und Acrylharzträger (Rohm Pharma), der Eudragit RS100 (Zubereitung SR-Ms) war oder Eudragit RSP0 (Zubereitung SR-Mf), außerdem andere Komponenten wie notiert:
Zubereitung SR-Ms: Eudragit RS100 48,8%, Lactose 50%, Melatonin 1,2%;
Zubereitung SR-Mf: Eudragit RSP0 35,3%, Lactose 16,7%, Calciumhydrogenphosphat 41,4%, Talk 1,3%, Magnesiumstearat 4%, Melatonin 1,3%.
Eine herkömmliche Dosierungsform (RM) wurde ähnlich der Zubereitung SR-Mf hergestellt, aber unter Verwendung von Lactose anstelle von Eudragit als Träger.
Diese Arzneimittel sind nicht begrenzende, veranschaulichende Beispiele von Zubereitungen gemäß der vorliegenden Erfindung.

Claims

1. Verwendung von Melatonin bei der Herstellung eines Medikaments zur Behandlung der gutartigen Prostatahyperplasie (BPH) bei Männern, wobei das Medikament eine pharmazeutische Zubereitung ist, die als aktiver Bestandteil eine wirksame BPH-Behandlungsmenge Melatonin enthält, zusammen mit mindestens einem pharmazeutisch brauchbaren Träger, Verdünnungsmittel oder Adjuvans, und die Menge in dem Bereich von 1 ng bis 80 mg Melatonin liegt.

2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Zubereitung ebenfalls zumindest ein Mitglied der Gruppe enthält, die aus Wachstumshormonen, Inhibitoren der Prostata-Testosteronreduktase, Antiöstrogen und Antiandrogenen besteht.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Zubereitung weiterhin zumindest ein Mitglied der Gruppe enthält, die aus Oxazepam und anderen Modifikatoren des Melatoninrezeptorprofils ausgewählt wird.

4. Verwendung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Zubereitung in Dosierungseinheiten zubereitet wird, die für die orale, parenterale, rektale oder transkutane Verabreichung angepaßt sind.

5. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die an die Freisetzung von Melatonin über einen vorherbestimmten Zeitraum nach der Verabreichung an einen Patienten angepaßt ist.

6. Verwendung nach Anspruch 5, wobei die Zubereitung an die Freisetzung von Melatonin über einen vorherbestimmten Zeitraum nach der Verabreichung an einen Patienten derart angepaßt wird, daß die Freisetzung von Melatonin entsprechend einem Profil erfolgt, das das Profil im Plasma eines Menschen mit einem normalen endogenen Melatoninprofil simuliert.

7. Verwendung nach Anspruch 5, wobei die Zubereitung an die Freisetzung von Melatonin über einen vorherbestimmten Zeitraum nach der Verabreichung an einen Patienten derart angepaßt wird, daß die Freisetzung von Melatonin entsprechend einem Profil erfolgt, das unter Berücksichtigung des vorhandenen Profils das Profil im Plasma eines Menschen mit einem normalen endogenen Melatoninprofil simuliert.

8. Verwendung entweder nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, wobei das Melatonin in der Zubereitung in partikulärer Form vorliegt, die aus beschichteten Teilchen besteht, und das erwünschte Freisetzungsprofil durch zumindesten eines der folgenden Merkmale erreicht wird, nämlich: (a) durch Änderung der Partikelgröße des Melatonins; (b) durch Verwendung von zumindest zwei Beschichtungsmaterialien, die sich mit verschiedenen Geschwindigkeiten in dem menschlichen Körper auflösen; und (c) durch Änderung der Dicke des Beschichtungsmaterials (der -materialien), wobei sich das partikuläre Melatonin, das in verschiedener Dicke mit Beschichtungsmaterial (-materialien) beschichtet ist, mit verschiedenen Geschwindigkeiten in dem menschlichen Körper auflöst.

9. Verwendung nach Anspruch 8, wobei die Zubereitung partikuläres Melatonin umfaßt, das mit zumindest einem polymeren Beschichtungsmaterial beschichtet ist.