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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung pharmazeutischer Zusammensetzungen
zur Hemmung der Erzeugung oder Blockierung der Wirkung von Tumornekrosefaktor α (TNF-α) sowie zum
Vorbeugen oder Lindern von Erkrankungen und Zuständen, welche mit diesem Cytokin
im Zusammenhang stehen, wie beispielsweise septischer Schock und
Kachexie. Als Wirkstoff umfassen die pharmazeutischen Zusammensetzungen
die stereospezifischen (+) Enantiomere mit (3S,4S)-Konfiguration
von Δ6-Tetrahydrocannabinol (THC)-artigen
Verbindungen der allgemeinen Formel (I), wie sie hierin weiter unten
definiert sind.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Tumornekrosefaktor α (TNF-α) ist ein
pleiotropes Cytokin, welches sowohl mit durch eine Entzündung gekennzeichneten
Reaktionen und immunologischen Reaktionen als auch mit der Pathogenese
von endotoxischem und septischem Schock in Zusammenhang steht (zusammengefasst
von Tracey und Cerami, Ann. Rev. Med. 45, 491-503, 1994; Glauser
et al. Clin. Infect. Dis. 18, Suppl. 2, 205-216, 1994). TNF ist
eines von mehreren Cytokinen, welche hauptsächlich durch mononukleare phagozytische
Zellen als Reaktion auf verschiedene Stimuli freigesetzt werden.
Obwohl die Rolle von Cytokinen bei pathophysiologischen Zuständen noch
nicht vollständig
aufgeklärt
worden ist, scheint es, dass TNF-α in
der Kaskade von Verletzung und Sterblichkeit ein wichtiger Mediator
ist.
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Unter
den schweren Krankheitszuständen,
welche mit der Erzeugung von TNF-α in
Zusammenhang stehen, umfasst eine unvollständige Liste die folgenden:
septischer Schock, endotoxischer Schock, Kachexiesyndrome, welche
mit bakteriellen Infektionen in Zusammenhang stehen (z.B. Tuberkulose,
Meningitis), virale Infektionen (z.B. AIDS), parasitäre Infektionen
(z.B. Malaria) und neoplastische Erkrankungen, Autoimmunerkrankungen,
einschließlich
einiger Formen von Arthritis (insbesondere rheumatoide und degenerative
Formen) und negativen Effekten, welche mit einer Behandlung zur
Vorbeugung von Transplantatabstoßung in Zusammenhang stehen.
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Septischer
Schock ist ein oftmals letales Syndrom, welches mit der massiven
Freisetzung von Wirtscytokinen aufgrund von Stimuli in Zusammenhang
steht, welche auf invasiven Mikroorganismen vorliegen oder durch
diese freigesetzt werden. Diese invasiven Stimuli induzieren eine
polyklonale Stimulierung des infizierten Immunsystems des Wirts
und umfassen sowohl Lipopolysaccharide (LPS), ein Endotoxin, das
B-Zellen und Makrophagen stimuliert, als auch Superantigene, wobei
es sich um Exotoxine handelt, welche T-Zellen stimulieren.
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Septischer
Schock wurde allgemein als Folge einer Infektion mit gram-negativen Bakterien
angesehen, aber es ist nun auch klar, dass er sich auch aus einer
Infektion mit gram-positiven Mikroorganismen ergeben kann und wahrscheinlich
auch durch Pilze, Viren und Parasiten. Der Mikroorganismus selbst,
seine Komponenten oder Produkte veranlassen in den Wirtszellen,
insbesondere den Makrophagen, dass Entzündungsmediatoren wie beispielsweise
TNF-α freigesetzt
werden, wodurch eine Kaskade von Ereignissen initiiert wird, welche
zu Kachexie, Sepsissyndrom und septischem Schock führen. TNF-α ist ein
Hauptmediator, welcher septischen Schock initiiert und hebt sich
deshalb als mögliches
therapeutisches Ziel hervor (Lynn und Cohen, Lin. Infect. Dis. 20,
143-158, 1995).
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Trotz
ausgedehnter Verbesserungen in der Intensivbetreuung und Antibiotikatherapie
bleibt septischer Schock mit einer sehr hohen Sterblichkeitsrate
(30-90%) verbunden. Die schlechte Prognose für dieses Syndrom ist darin
begründet,
dass diese schwere Komplikation einer Infektion zu multiplem Organversagen
führt, auch
dann, wenn die eigentliche Infektion selbst erfolgreich behandelt
wird. Es ist deshalb offensichtlich, dass wirksame Therapien für dieses
Syndrom ein unerfülltes
medizinisches Bedürfnis
darstellen.
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Es
sind verschiedene Therapien zur Behandlung von septischem Schocksyndrom
vorgeschlagen worden, aber bis jetzt hat keine von diesen bewiesen,
dass sie klinisch wirksam ist. Antikörper gegen TNF-α beugen den
schädlichen
Wirkungen von Superantigen (Miethke et al., J. Exp. Med. 175, 91-98, 1992) oder LPS (Beutler
et al., Science 229, 869-871, 1985) vor. Die Verwendung von Anti-TNF-Antikörpern zur
Behandlung von septischem Schock wird beispielsweise in WO 92/16553
(Centocor Inc.) offenbart. WO 92/01472 (Celltech Ltd.) offenbart
ein polyvalentes Immunoglobulin, welches zur Behandlung von Erkrankungen
verwendet wird, welche mit erhöhten
Cytokinmengen in Zusammenhang stehen. Verschiedene Cytokine, die
eine TNF-Absonderung hemmen, können
auch die Toxizität
eines LPS-Einflusses verringern (Tzung et al., Eur. J. Immunol.
22, 3097-3101, 1992; Gerard et al., J. Exp. Med. 177, 547-550, 1993).
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Lösliche Formen
des TNF-Bindungsproteins (TBP) (Nophar et al. EMBO J., 9, 3269-3278,
1990) können
der Wirkung von TNF durch Vorbeugen und Bindung an dessen Rezeptoren
vorbeugen.
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Spezifische
Verbindungsklassen wurden zur Behandlung von Erkrankungen, welche
mit erhöhtem TNF
oder anderen Entzündungsmediatoren
in Zusammenhang stehen, vorgeschlagen, wie es beispielsweise offenbart
ist in WO 95/11014 (Searle & Co.);
WO 95/09627, WO 95/09624 und WO 95/09623 (SmithKline Beecham Corp.);
WO 95/09619 (Wellcome Found.); WO 95/03051 (Pharmacia AB); WO 95/01980
(Pfizer Inc.);
EP 629401 (Bayer
AG); WO 93/14082 (SmithKline Beecham Corp.); und WO 89/05145 (Hoechst
Roussel Pharm. Inc.).
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Keine
dieser Offenbarungen ist für
die vorliegende Erfindung relevant, welche sich mit einer Verbindungsklasse
auseinandersetzt, welche als nicht psychotrope Analoga von Tetrahydrocannabinol
(THC) entwickelt wurden, dem wirksamen Bestandteil von Marihuana.
Einige der Verbindungen der allgemeinen Formel (I) werden in den
US-Patenten Nr. 4,179,517 und 4,876,276 und 5,284,867 offenbart.
Wie es in diesen US-Patenten offenbart ist, sind diese im Wesentlichen
reinen synthetischen (+)-(3S,4S)-THC-Derivate und Analoga frei von
jeglichen unerwünschten
cannabimetischen psychotropen Nebenwirkungen. Diese bekannten Verbindungen
wurden mit schmerzstillender, antiemetischer, antiglaukomer und
neuroprotektiver Wirkung beschrieben.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nun offenbart, dass sowohl diese bekannten Verbindungen als
auch einige neue Verbindungen zusätzlich zu schmerzstillender,
antiemetischer, neuroprotektiver und Antiglaukoma-Aktivität aufgrund
ihrer Fähigkeit,
die Erzeugung oder Wirkung von TNF-α zu blockieren unerwarteterweise
auch gegen die oben genannten Erkrankungen und Zustände wirksam
sind.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt bereit die Verwendung einer Verbindung
der Formel (I) zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung
oder zum Schutz vor septischem Schock, zur Behandlung von endotoxischem
Schock, zur Behandlung von Kachexie, welche mit bakteriellen Infektionen,
viralen Infektionen, parasitären
Infektionen oder neoplastischen Erkrankungen in Zusammenhang steht,
zur Behandlung von Kräfteauszehrung,
welche mit AIDS, Tuberkulose oder Neoplasie in Zusammenhang steht;
Abmildern parasitärer
Infektionen, Behandeln von Immunerkrankungen oder multipler Sklerose
oder Behandeln der nachteiligen Wirkungen in Zusammenhang mit einer
Behandlung zur Vorbeugung von Transplantatabstoßung.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft pharmazeutische Zusammensetzungen
für die
oben dargelegten Zwecke, in welchen der Wirkstoff eine Verbindung
der allgemeinen Formel (I) ist:
mit der
(3S,4S)-Konfiguration und frei von jeglichen unerwünschten
Cannabis nachahmenden psychotropen Nebenwirkungen,
wobei A---B
gegebenenfalls eine 1 (2) oder 6 (1) Doppelbindung darstellt, R
- (a) -Q, wobei Q eine heterozyklische Gruppe
mit einem labilen Wasserstoffatom ist, so dass die Gruppe als Analogon
einer Carbonsäure
wirkt;
- (b) -R'X, wobei
R' C1-C5-Alkyl ist und X Halogen ist, -OR'', wobei R'' Wasserstoff,
C1-C5-Alkyl ist,
oder -OC(O)R''', wobei R''' Wasserstoff oder
C1-C5-Alkyl ist;
- (c) -R'N(R'')2, wobei R' C1-C5-Alkyl ist, und jeder R'',
welche gleich oder verschieden sein können, Wasserstoff oder C1-C5-Alkyl ist, gegebenenfalls
enthaltend eine terminale -OR''' oder -OC(O)R''' Gruppe, wobei R''' Wasserstoff
oder C1-C5-Alkyl
ist;
- (d) -R', wobei
R' C1-C5-Alkyl ist;
- (e) -R'OR''',
wobei R' C1-C5-Alkyl ist und
R''' Wasserstoff oder C1-C5-Alkyl ist; oder
- (f) -R'-C(O)OR''' ist,
wobei R' fehlen
kann und R' und
R''' wie oben definiert sind;
G (a)
Halogen, (b) C1-C5-Alkyl,
oder (c) -OR1 ist, wobei R1 (a') -R'', wobei R'' Wasserstoff
oder C1-C5-Alkyl ist,
gegebenenfalls enthaltend eine terminate -OR''' oder eine -OC(O)R''' Gruppe,
wobei R''' Wasserstoff oder ein C1-C5-Alkyl ist, oder (b') -C(O)R''' ist, wobei R''' wie
zuvor definiert ist; und
R2 (a) C1-C12-Alkyl, (b)
-OR'''',
wobei R'''' ein
geradkettiges oder verzweigtes C2-C9-Alkyl
ist, das am terminalen Kohlenstoffatom mit einer Phenylgruppe substituiert
sein kann, oder (c) -(CH2)nOR''' ist,
wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist und R''' Wasserstoff oder
ein C1-C5-Alkyl
ist.
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In
einer gegenwärtig
bevorzugten Gruppe an Verbindungen bezeichnet R2 einen
1,1-Dimethylalkylrest oder einen 1,2-Dimethylalkylrest mit insgesamt
wenigstens 7 Kohlenstoffatomen.
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Insbesondere
bevorzugte Verbindungen sind solche, worin R2 1,1-Dimethylheptyl oder
1,2-Dimethylheptyl ist. Es sind diese Ausführungsformen von R2,
welche in THC und seinen Analogen vorgefunden werden. Jedoch wird
für die
Cytokin-hemmende Aktivität,
welche die vorliegende Erfindung kennzeichnet, angenommen, dass
beliebige niedere Alkylsubstituenten oder Alkylsubstituenten im
mittleren Bereich an dieser Position geeignet sind.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
FIGUREN
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1 zeigt
den abschwächenden
Effekt von HU-211 auf TNF-Aktivität (1A) und
beim Verringern von TNF-Mengen in Serum von Mäusen (1B) im
Anschluss an die Verabreichung von Endotoxin, LPS.
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2 zeigt
den schützenden
Effekt von HU-211 bei der Vorbeugung der Sterblichkeit von Mäusen im Anschluss
an die Verabreichung von LPS allein (2A)
oder im Anschluss an dessen Verabreichung an Galactoseamin-sensibilisierte
Mäuse (2B).
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3 zeigt den günstigen Effekt von HU-211 auf
Blutdruck (3A) und auf das Hämatokrit
(3B) von Ratten im Anschluss an LPS-Verabreichung.
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4 zeigt
den günstigen
Effekt von HU-211 auf das klinische Resultat (A, in welchem NSS
für einen Wert
zur Einstufung des neurologischen Zustands (Neurological Severity
Score) steht), auf TNF-Mengen (B) und auf Hirnödem (C) in Rattengehirn nach
einer geschlossenen Kopfverletzung. Die Effekte auf Pentoxifyllin sind
zum Vergleich gezeigt (B, C).
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5 zeigt
den günstigen
Effekt von HU-211 bei Collagen-induzierter Arthritis in Ratten.
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6 zeigt
das verbesserte klinische Ergebnis bei experimenteller allergischer
Enzephalomyelitis in mit HU-211 behandelten Ratten.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt bereit die Verwendung einer Verbindung
der Formel (I) zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung
oder zum Schutz vor septischem Schock, zur Behandlung von endotoxischem
Schock, zur Behandlung von Kachexie, welche mit bakteriellen Infektionen,
viralen Infektionen, parasitären
Infektionen oder Tumorleiden in Zusammenhang steht; zur Behandlung
von Kräfteauszehrung
welche mit AIDS, Tuberkulose oder Neoplasie in Zusammenhang steht,
zur Verbesserung parasitärer
Infektionen, zur Behandlung von Autoimmunerkrankungen oder multipler
Sklerose oder zur Behandlung von nachteiligen Wirkungen, welche
mit einer Behandlung zur Vorbeugung einer Transplantatabstoßung im
Zusammenhang stehen.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft pharmazeutische Zusammensetzungen
für die
oben dargelegten Zwecke, in welchen der Wirkstoff eine Verbindung
der allgemeinen Formel (I) ist:
mit der
(3S,4S)-Konfiguration und frei von jeglichen unerwünschten
Cannabis nachahmenden psychotropen Nebenwirkungen,
wobei A---B
gegebenenfalls eine 1 (2) oder 6 (1) Doppelbindung darstellt,
R
- (a) -Q, wobei Q eine heterozyklische Gruppe
mit einem labilen Wasserstoffatom ist, so dass die Gruppe als Analogon
einer Carbonsäure
wirkt;
- (b) -R'X, wobei
R' C1-C5-Alkyl ist und X Halogen ist, -OR'', wobei R'' Wasserstoff,
C1-C5-Alkyl ist,
oder -OC(O)R''', wobei R''' Wasserstoff oder
C1-C5-Alkyl ist;
- (c) -R'N(R'')2, wobei R' C1-C5-Alkyl ist, und jeder R'',
welche gleich oder verschieden sein können, Wasserstoff oder C1-C5-Alkyl ist, gegebenenfalls enthaltend
eine terminate -OR''' oder -OC(O)R''' Gruppe, wobei R''' Wasserstoff
oder C1-C5-Alkyl
ist;
- (d) -R', wobei
R' C1-C5-Alkyl ist;
- (e) -R'OR''',
wobei R' C1-C5-Alkyl ist und
R''' Wasserstoff oder C1-C5-Alkyl ist; oder
- (f) -R'-C(O)OR''' ist,
wobei R' fehlen
kann und R' und
R''' wie oben definiert sind;
G (a)
Halogen, (b) C1-C5-Alkyl,
oder (c) -OR1 ist, wobei R1 (a') -R'', wobei R'' Wasserstoff
oder C1-C5-Alkyl ist,
gegebenenfalls enthaltend eine terminale -OR''' oder eine -OC(O)R''' Gruppe,
wobei R''' Wasserstoff oder ein C1-C5-Alkyl ist, oder (b') -C(O)R''' ist, wobei R''' wie
zuvor definiert ist; und
R2 (a) C1-C12-Alkyl, (b)
-OR'''',
wobei R'''' ein
geradkettiges oder verzweigtes C2-C9-Alkyl
ist, das am terminalen Kohlenstoffatom mit einer Phenylgruppe substituiert
sein kann, oder (c) -(CH2)nOR''' ist,
wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist und R''' Wasserstoff oder
ein C1-C5-Alkyl
ist.
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In
einer gegenwärtig
bevorzugten Gruppe an Verbindungen bezeichnet R2 einen
1,1-Dimethylalkylrest oder einen 1,2-Dimethylalkylrest mit insgesamt
wenigstens 7 Kohlenstoffatomen.
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Insbesondere
bevorzugte Verbindungen sind solche, worin R2 1,1-Dimethylheptyl oder
1,2-Dimethylheptyl ist. Es sind diese Ausführungsformen von R2,
welche in THC und seinen Analogen vorgefunden werden. Jedoch wird
für die
Cytokin-hemmende Aktivität,
welche die vorliegende Erfindung kennzeichnet, angenommen, dass
beliebige niedere Alkylsubstituenten oder Alkylsubstituenten im
mittleren Bereich an dieser Position geeignet sind.
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Eine
bevorzugte Verbindung, mit der viele der physiologischen Experimente
ausgeführt
worden sind, ist die Verbindung, welche als das (+)-(3S,4S)-1,1-Dimethylheptylhomologe
von 7-Hydroxy-Δ6-tetrahydrocannabinol bezeichnet werden
kann. Diese Verbindung wird hierin im Folgenden als HU-211 bezeichnet oder durch
den chemischen Trivialnamen Dexanabinol.
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Es
wird betont, dass alle Verbindungen, welche die (+)-(3S,4S)-Konfiguration aufweisen,
im Wesentlichen frei vom (-)-(4R,4R)-Enantiomer sind, wobei von
letzterem bekannt ist, dass es die unerwünschten psychotropen Nebenwirkungen
aufweist. Daher wurden beispielsweise die Enantiomere des synthetischen
Cannabinoids 7-Hydroxy-Δ6-tetrahydrocannabinol 1,1-Dimethylheptylhomologen
beschrieben (Mechoulam, R. et al., Tetrahedron: Asymmetry 1: 315-319,
1990; Mechoulam, R. et al., Experientia 44: 762-764, 1988).
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Das
(-)-(3R,4R)-Enantiomer, welches hierin als HU-210 bezeichnet wird,
ist eine hochwirksame Cannabis nachahmende Verbindung (fast 100-mal
wirksamer als Δ-1-Tetrahydrocannabinol,
die wirksame Komponente von Haschisch). Das (+)-(3S,4S)-Enantiomer,
welches als HU-211 bezeichnet wird, ist als Cannabis nachahmendes
Mittel unwirksam, auch bei Dosierungen mehrere tausendmal höher als
ED50-Wert von HU-210 (Mechoulam, R. et al.,
Experientia 44: 762-764, 1988), wohingegen bekannt ist, dass es
als neuroprotektives Mittel, als schmerzstillendes Mittel und als
antiemetisches Mittel wirksam ist.
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Eine
andere Familie stereospezifischer Verbindungen, welche in den Bereich
der vorliegenden Erfindung fällt,
ist die Analoga-Familie umfassend (3S,4S)-delta-6-Tetrahydrocannabinol-7-carbonsäuren und
Derivate davon, in welchen R in Formel (I) eine Carbonsäure trägt, wie
es beispielhaft durch die Prototyp-Verbindung HU-245 dargestellt
ist. HU-245 und ihre Analoga werden in der internationalen Patentanmeldung
WO 93/05031 offenbart.
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Wie
oben erwähnt,
sind die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) wie hierin definiert
im Wesentlichen frei von Cannabis nachahmender Wirkung auf das Zentralnervensystem.
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Pharmakologie
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Die
neuen Zusammensetzungen enthalten zusätzlich zum Wirkstoff herkömmliche
pharmazeutisch annehmbare Träger,
Verdünnungsmittel
und desgleichen. Feste Zusammensetzungen zur oralen Verabreichung
wie beispielsweise Tabletten, Pillen, Kapseln oder dgl. können durch
Mischen des Wirkstoffs mit herkömmlichen,
pharmazeutisch annehmbaren Bestandteilen wie beispielsweise Stärkemehl,
Lactose, Saccharose, Sorbit, Talk, Stearinsäure, Magnesiumstearat, Dicalciumphosphat
und Gummiharzen mit pharmazeutisch annehmbaren Verdünnungsmitteln
hergestellt werden. Die Tabletten oder Pillen können beschichtet oder anderweitig
vermengt werden mit pharmazeutisch annehmbaren Materialien, welche
im Fachbereich dafür
bekannt sind, eine Arzneimittelformform bereitzustellen, welche
eine verlängerte
Wirkung oder verzögerte
Freisetzung gewährt.
Andere feste Zusammensetzungen können
als Zäpfchen
zur rektalen Verabreichung hergestellt werden. Flüssige Formen
können
zur oralen Verabreichung oder für
Injektionen hergestellt werden, wobei der Begriff subkutane, transdermale,
intravenöse,
intrathekale und andere parenterale Verabreichungswege einschließt. Die
flüssigen
Zusammensetzungen umfassen sowohl wässrige Lösungen, mit oder ohne organische
Colösungsmittel,
wässrige
oder ölige
Suspensionen, mit Geschmack versehene Emulsionen mit essbaren Ölen als
auch Elixiere und ähnliche
pharmazeutische Vehikel. Darüber
hinaus können
die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung zu Aerosolen, zur
intranasalen Verabreichung und ähnlichen
Verabreichungen ausgebildet werden.
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Die
wirksame Dosis für
Menschen liegt im Allgemeinen im Bereich von 0,05 mg bis 50 mg pro
kg Körpergewicht,
bei einem Verabreichungsschema von 1 bis 4-mal am Tag oder durch
konstante Infusion. Es kann jedoch auch eine Verabreichung alle
2 Tage oder auch weniger häufig
möglich
sein, da das Arzneimittel eine eher verlängerte Wirkung aufweist. Der
bevorzugte Bereich der Dosierung liegt im Bereich von 0,1 mg bis
25 mg pro kg Körpergewicht.
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Jedoch
ist es für
den Fachmann offensichtlich, dass die Dosierungen entsprechend der
zu behandelnden Krankheit, dem Verabreichungsverfahren, dem Alter
des Patienten, dem Gewicht, Kontraindikationen und dgl. durch den
behandelnden Arzt bestimmt werden.
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Alle
oben definierten Verbindungen sind Inhibitoren des Tumornekrosefaktors α (TNF-α) und können als
wirksame Bestandteile von pharmazeutischen Zusammensetzungen zur
Behandlung von einem oder gleichzeitig mehreren Symptomen der oben
definierten Erkrankungen verwendet werden. Die wirksamen Dosierungen
sind im Wesentlichen ähnlich
und der stärker
ausgeprägte
Effekt ist die Hemmung von TNF-α-Erzeugung
zusätzlich
zu den bekannten Eigenschaften dieser Verbindungen. Es ist jedoch
wichtig anzumerken, dass die Verbindungen und Zusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung ihre günstigen Effekte durch andere
Mechanismen ausüben
können
und, dass sie insbesondere der Wirkung von TNF-α indirekt durch ihre Induktion
von und/oder Wirkung auf andere Cytokine vorbeugen können. Beispielsweise
können
die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sowohl einer IL-1-
und IL-6-Erzeugung als auch einer durch Stickoxid verursachten Vergiftung
vorbeugen oder wenigstens abmildern.
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Die
Verbindungen der vorliegenden Erfindung werden für die oben definierten Zwecke
in herkömmlichen
pharmazeutischen Formen verabreicht, mit den erforderlichen Lösungsmitteln,
Verdünnungsmitteln, Hilfsmitteln,
etc., zur Erzeugung einer physiologisch annehmbaren Formulierung.
Sie können über einen
beliebigen Weg der üblichen
Verabreichungswege verabreicht werden. Die erforderliche Dosis für Menschen
liegt im Bereich von 0,005 mg/kg bis 50 mg/kg pro Einheit Dosierungsform.
Die am stärksten
bevorzugte Dosiseinheit liegt im Bereich von 0,1 mg/kg bis 20 mg/kg
Körpergewicht.
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Es
wird anerkannt, dass die am besten geeignete Verabreichung der pharmazeutischen
Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung von der Art der Verletzung
oder der Erkrankung, welche zu behandeln ist, abhängig ist.
Daher wird die Behandlung von septischem Schock eine systemische
Verabreichung des Arzneimittels so schnell wie möglich nach Diagnose des Zustands
erfordern. Andererseits wird eine Verringerung oder eine Prophylaxe
eines chronisch degenerativen Schadens notwendigerweise eine anhaltende
Dosierungsverabreichungskur erfordern.
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HU-211
vermittelt signifikanten Schutz in verschiedenen Modellen zu septischem
Schock, welche mit bakterieller Infektion in Zusammenhang stehen
oder in Modellen zu traumatischem Schock.
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Therapeutisch
wirksame Mengen der Medikamente der vorliegenden Erfindung können an
einen Patienten verabreicht werden. Der Begriff Verabreichung, wie
er hierin verwendet wird, umfasst orale, parenterale, intravenöse, intramuskuläre, subkutane,
transdermale, intrathektale, rektale und intranasale Verabreichung.
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Es
wurde kürzlich
gezeigt, dass das pharmakologische Profil von HU-211 und anderen
Verbindungen, welche die Wirkstoffe der vorliegenden Zusammensetzungen
bilden, die Induktion von Stereotypie und Fortbewegungshyperaktivität umfassen
(Feigenbaum et al., 1989 ibid.). Diese Effekte wurden für Dosierungen
beobachtet, welche weit über
solche Dosierungen hinausreichen, welche zur Verwendung in Verbindung
mit der Repression von Cytokinen gedacht sind. Tatsächlich zeigten
klinische Phase-I-Versuche
mit HU-211, welches an gesunde menschliche Freiwillige intravenös verabreicht
wurde, keinen Beleg für
Toxizität
oder Psychoaktivität
dieser Verbindungen innerhalb der Dosisbereiche, welche zur Verwendung
im Menschen gedacht sind.
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Testsysteme
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Eine
Bewertung der therapeutischen Wirkungen von HU-211 und seinen Analogen
ist nun in einer Reihe von Untersuchungssystemen mit ansteigender
Verfeinerung zur Unterstützung
der Verwendbarkeit dieser Arzneimittel als Inhibitoren von TNF-α durchgeführt wurden.
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Die
TNF hemmenden und/oder schützenden
Effekte wurden sowohl in vitro als auch in vivo bewertet. Diese
günstigen
schützenden
Effekte wurden in den im Folgenden beschriebenen Systemen untermauert:
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(a) Erniedrigung der TNF-Erzeugung
in Rattengehirn nach LPS-Verabreichung:
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Die
Verabreichung von LPS an Versuchstiere löst die Biosynthese großer TNF-Mengen
aus. Nach Bindung an seinen Rezeptor induziert TNF eine breite Vielfalt
an zellulären
Reaktionen, welche mit der Pathogenese von septischem Schock in
Zusammenhang stehen.
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Ratten,
welchen LPS in ihr Gehirn injiziert wird (intra-zerebral-ventrikular,
icv, Injektion) dienen als Modell für endotoxischen Schock und
die Fähigkeit
der Verbindungen, die Erzeugung beliebiger anderer Mediatoren im
Gehirn (z.B. TNF, Interleukine) zu hemmen, welche als Reaktion auf
LPS aktiviert werden, ist ein Maß für ihre Wirksamkeit als anti-endotoxisches
Mittel.
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(b) Verringerte TNF-Mengen
im Serum von Mäusen
nach LPS-Verabreichung:
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Eine
frühe Reaktion
auf LPS-Verabreichung ist die Erhöhung von TNF-Serummengen, welche
bei 1,5 bis 2 h nach LPS-Verabreichung einen Höhepunkt erreicht. Mäuse, welche
mit LPS behandelt sind, dienen als Modell für den Effekt von Arzneimitteln
bei der Verringerung von TNF-Mengen unter diesen Bedingungen.
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(c) Verringerte LPS-induzierte
Hypotension in der Ratte:
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Ein
markantes Anzeichen für
Endotoxämie
ist Hypotension und die Wirkung eines Arzneimittels auf den mittleren
arteriellen Blutdruck (MAPA) zeigt dessen Wirksamkeit als Mittel
gegen endotoxischen Schock. Die Schutzwirkung einer Testverbindung
wird in Ratten bewertet, welche mit LPS behandelt sind, und in welchen
der Blutdruck und andere Vitalfunktionen für bis zu 4 h nach Induktion
von Endotoxämie überwacht
werden.
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(d) Verbessertes klinisches
Ergebnis nach einer geschlossenen Kopfverletzung in Ratten:
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Eine
geschlossene Kopfverletzung steht im hoher Sterblichkeit und Erkrankungsrate
in Zusammenhang. Sie induziert Ödembildung,
Disruption der Blut-Hirn-Schranke (blood brain barrier, BBB), neuronalen Zelltod
und Beeinträchtigung
motorischer und kognitiver Funktionen. Tiere, welche in einer kontrollierten
Art und Weise einem Schädeltrauma
unterzogen wurden, dienen als Modelle, in welchen Arzneimittel hinsichtlich ihrer
therapeutischen Wirksamkeit getestet werden. Testverbindungen können sowohl
hinsichtlich eines verbesserten klinischen Ergebnisses als auch
zur Verringerung von Ödemen,
welche durch eine geschlossene Kopfverletzung induziert werden,
bewertet werden. Die Fähigkeit
von Verbindungen, die Schwere neurologischer Symptome zu verringern
und die Fähigkeit,
Gehirnödeme
zu verringern, wird als Maß ihrer
Wirksamkeit zur Verringerung von Gehirnschaden angesehen.
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(e) Verbessertes klinisches
Ergebnis bei experimentellen Autoimmunerkrankungen in Ratten:
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Autoimmunerkrankungen
stehen mit erhöhten
TNF-Mengen in Zusammenhang. Die Modelle, welche am zweckmäßigsten
untersucht werden, sind experimentelle allergische Enzephalomyelitis
(EAE) und experimentelle autoimmune Arthritis in Nagetieren. EAE
ist eine autoimmune neurologische Erkrankung, welche durch Sensibilisierung
von Tieren für
das Myelin-basische Protein aus dem zentralen Nervensystem ausgelöst wird,
welches auch als basisches enzephaloides Protein bekannt ist. Viele
gehen davon aus, dass EAE ein Modell für die humane Erkrankung multiple
Sklerose darstellt. Experimentelle autoimmune Arthritis wird in
Tieren durch Immunisierung mit Collagen in vollständigem Freud'schen Adjuvans induziert.
Es wurde die Fähigkeit
von Verbindungen der allgemeinen Formel I untersucht, den klinischen
Symptomen dieser Autoimmunerkrankungen vorzubeugen oder diese abzumildern.
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Jedes
dieser Systeme stellt einen Aspekt endotoxischer Toxizität dar, welcher
durch Eingreifen mittels pharmazeutischer Mittel behandelbar ist.
Es ist wahrscheinlich, dass die Verbindungen der vorliegenden Erfindung
ihre gezeigten Schutzeffekte aufgrund ihrer Fähigkeit zur Vorbeugung der
TNF-α-Erzeugung ausüben. Trotzdem
kann nicht ausgeschlossen werden, dass ihre Aktivität durch
andere Cytokine oder zusätzliche
Mechanismen vermittelt wird.
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Das
Prototyp-Arzneimittel, welches zur Bewertung der Vorbeugung einer
Freisetzung von TNF-α verwendet
wurde, ist die Verbindung Pentoxifyllin, ein bekannter Inhibitor
der TNF-Freisetzung, und wir haben die Ähnlichkeiten und Unterschiede
zwischen den biologischen Wirkungen dieser Verbindung und HU-211
bewertet, wie es in Tabelle 1 zusammengefasst ist.
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Diese
Bewertung unterstützt
deutlich das Konzept, dass HU-211 nicht nur durch Blockierung der
Freisetzung des Tumornekrosefaktors wirkt. Vielmehr sind die therapeutischen
Wirkungen von HU-211 zusätzlichen
Mechanismen zuzuschreiben, welchen u.a. die Suppression der TNF-Erzeugung
oder die Blockierung der TNF-Wirkung umfassen.
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Es
ist wichtig, dass gezeigt wurde, dass die Wirkung dieser Verbindungen
stereospezifisch ist und dass die psychotropen (-)-Verbindungen
in diesen Systemen eine geringere Wirkung aufweisen oder sogar wirkungslos
sind. Daher ist HU-210 bei der Vorbeugung der TNF-Wirkung in vivo
nicht wirksam. Dies unterstützt
das Konzept, dass die Suppression von TNF nicht die bekannte immunomodulatorische
Wirkung ist, wie es für
eine Vielzahl psychoaktiver Enantiomere von Cannabinoiden und Analogen
beschrieben worden ist (Lynn und Herkenham, J. Pharmacol. and Exp.
Ther., 286, 1612-1623,
1993). Auch wenn die (-)-Verbindungen so wirksam wären wie
die (+)-Verbindungen
der vorliegenden Erfindung, würde
die schwere psychotrope Wirkung der erstgenannten ihre medizinische
Verwendung untragbar machen.
-
Verbindungen
-
Experimente
haben gezeigt, dass das (+)-(3S,4S)-Stereoisomer der Verbindung
der Formel I, worin A--B eine 6(1)-Doppelbindung bezeichnet, R Methyl
ist, G OH ist und R2 1,1-Dimethylheptyl
ist und die Verbindung der Formel (I), wobei A--B eine 1(2)-Doppelbindung
bezeichnet, R Methyl ist, G OH ist und R2 1,1-Dimethylheptyl
ist, wobei beide Verbindungen im Wesentlichen frei vom (-)-(3R,4R)-Enantiomer
sind, praktisch die gleiche Wirkung aufweisen wie die als HU-211
bezeichnete Verbindung. Die erstgenannte Verbindung wird in US-Patent
Nr. 4,179,517 als Vb bezeichnet, die letztgenannte Verbindung ist
darin Verbindung XIb.
-
Darüber hinaus
wurde herausgefunden, dass einige neue Verbindungen der allgemeinen
Formel (I), worin R CH2OR' bezeichnet und R' eine Acylgruppe
bezeichnet, ebenfalls die gewünschte
Wirkung aufweisen. Diese neuen Verbindungen können beispielsweise durch Veresterung
von Verbindungen der allgemeinen Formel (I) hergestellt werden,
wobei R CH2OH bezeichnet und G OH ist unter
Bedingungen, welche die Bildung der gewünschten Monoester mit relativ
hoher Ausbeute begünstigen.
-
Unter
den neuen, untersuchten Verbindungen sind Monoester einschließlich Nikotinat,
Succinat und Maleat bevorzugt. Die am stärksten bevorzugten Verbindungen
umfassen den Glycinatester und N-substituierte Glycinatestersalze,
wie beispielsweise die Trimethyl- und Triethylammoniumacetatderivate
von HU-211. Diese neuen Verbindungen weisen den zusätzlichen
Vorteil auf, dass sie in etwas wässrigen
Lösungen
löslich sind,
wohingegen die Stammverbindungen extrem hydrophob sind.
-
Der
hoch lipophile Charakter von HU-211 ermöglicht es der Verbindung, in
das zentrale Nervensystem einzutreten, so wie es einfach die Blut-Hirn-Schranke passiert.
Jedoch ist die hohe Fettlöslichkeit
auch mit sehr geringer Löslichkeit
in Wasser verbunden. Dies gestaltet die Entwicklung von Formulierungen,
welche zur intravenösen
Verabreichung von HU-211 geeignet sind, schwierig, wodurch seine
klinische Anwendung behindert wird. Wasserlösliche Derivate von HU-211,
welche dahingehend konzipiert worden sind, dass sie das Arzneimittel
durch Hydrolyse im Anschluss an i.v.-Verabreichung freisetzen, könnten dieses
Problem ausräumen und
werden als Prodrugs verwendet. Andererseits könnten die erhaltenen Derivate,
wenn sie hydrolytisch stabil sind, aber intrinsische biologische
Wirkung aufweisen, als leicht zu formulierende Analoga (stammverwandte)
verwendet werden, welche eine signifikante NMDA-Antagonistwirkung
besitzen.
-
Die
neuen Derivate werden durch Anbringen polarer Gruppen oder eine
permanente Ladung tragender Gruppen an die allylische Hydroxylfunktion
(C-7) oder die phenolische (C-3')
Hydroxylfunktion von HU-211 erhalten, wobei diese beiden Stellen
für eine
reversible strukturelle Modifizierung geeignet sind, durch einen Carboxylsäureester
oder eine Phosphatverknüpfung.
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Beispiele
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TNF
wird durch mononukleäre
Phagozyten und von Astrozyten in Reaktion auf eine Infektion oder
ein Endotoxin freigesetzt. Es wurde gesagt, dass TNF den tödlichen
Effekt von endotoxischem Schock vermittelt. In den folgenden Beispielen
beschreiben wir die Verwendung von LPS als Modell für endotoxischen
Schock in Ratten und Mäusen
und den Effekt von HU-211 auf a) die TNF-Erzeugung in Antwort auf
LPS-Anregung und auf b) einige physiologische Anzeichen von LPS-Toxizität. Die folgenden
Beispiele sollen dazu dienen, die vorliegende Erfindung zu veranschaulichen.
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Physiologisches Beispiel
1: Die Wirkung von HU-211 auf die TNF-Erzeugung im Rattengehirn nach LPS-Verabreichung.
-
Es
wurde die biologische Wirkung (Bioassay) von TNF in Extrakten, welche
aus Rattenhirnen nach intrazerebraler Injektion von LPS hergestellt
worden waren, beurteilt. Die LPS-Verabreichung löst die Erzeugung von TNF aus
und der Effekt von HU-211 und anderen Analoga, welche 15 min vor
LPS verabreicht wurden, wurde 2 h später bewertet.
-
HU-211
und HU-245 schwächten
den Anstieg der biologischen Wirkung von TNF in Homogenaten, welche
aus Gehirnen von LPS-behandelten Ratten hergestellt worden waren,
signifikant ab.
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Experimentelles Vorgehen:
-
LPS
(50 μg,
gelöst
in 20 μl
Salzlösung)
wurde in das Seitenventrikel des Gehirns injiziert und innerhalb von
5 min nach der Injektion wurde HU-211 7,5 mg/kg iv verabreicht.
2 Stunden später
wurden die Ratten dekapitiert, ihre Gehirne entfernt und Segmente
des Corticogewebes zur Extraktion in DMEM (Dulbeccos modifiziertes
Eagle-Medium) und Analyse der biologischen Wirkung unter Verwendung
eines Bioassays entnommen (Shohami et al., J. Cereb. Blood Flow
Metabol., 14, 615-619, 1994).
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Ergebnisse:
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Die
Wirkung von TNF (ausgedrückt
als S50, siehe Shohami et al. ibid., für Details)
in zur Kontrolle (LPS) behandelten Ratten betrug 407±172, wohingegen
sie in HU-211 behandelten Ratten nur 43±21 erreichte. Diese Ergebnisse
zeigen deutlich, dass HU-211 die biologische Wirkung von TNF in
den Gehirnhomogenaten verringerte. Im Gegensatz dazu hatte das (-)-Enantiomer,
welches als HU-210 bezeichnet wird, keinen Einfluss auf TNF-Mengen,
wenn es Ratten unter ähnlichen
Bedingungen verabreicht wurde (S50 = 660±267 in
LPS-behandelten Ratten gegenüber
783±410
in den LPS + HU-210-behandelten
Ratten). Dies bestätigt
die Stereospezifität
des Effekts des nicht psychotropen (+)-Enantiomers.
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Die
Bewertung von Analoga wurde ausgedehnt, um Ratten einzuschließen, welche
mit HU-245 bei einer Dosis von 5 mg/kg behandelt worden waren. Nach
TNF-Bioassay wurde herausgefunden, dass diese Tiere einen S50 von 89±36 aufwiesen im Gegensatz
zu 448±146
für die
LPS-Kontrolltiere.
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Die
Ergebnisse, welche im Bioassay zur TNF-Wirkung erhalten wurden,
wurden durch ELISA bestätigt.
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Schlussfolgerung:
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Eine
der typischen Antworten des Wirts auf LPS ist eine gesteigerte Erzeugung
und Wirkung von TNF, wobei TNF in die Pathophysiologie von endotoxischem
Schock eingreift. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass HU-211, aber nicht sein
Enantiomer HU-210 diese lokale Reaktion verringern kann (LPS wurde
direkt in das Gehirn injiziert, wo die TNF-Erzeugung beurteilt wurde).
HU-245-behandelte Tiere wiesen auch einen signifikant erniedrigten
Grad an TNF-Wirkung auf.
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Physiologisches Beispiel
2: Der Effekt von HU-211 auf Serummengen und die biologische Wirkung
von TNF in LPS-behandelten Mäusen.
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Das
folgende Experiment wurde konzipiert, um den peripheren Effekt von
HU-211 auf Serummengen von TNF in LPS-behandelten Mäusen zu
beurteilen.
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Die
TNF-Serummengen erreichten innerhalb von 1,5 h im Anschluss an die
LPS-Verabreichung einen Höhepunkt
und zu diesem Zeitpunkt wurden sowohl die TNF-Wirkung als auch die
TNF-Mengen im Serum beurteilt.
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HU-211
und HU-245 verringerten sowohl die TNF-Mengen als auch die TNF-Wirkung
im Serum von Mäusen
signifikant, wenn sie mit LPS coverabreicht wurden.
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Bestimmung der TNF-Wirkung:
Experimentelles Vorgehen
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Mäuse (C57BL/6)
wurde gleichzeitig mit HU-211, HU-210 oder HU-245 (200 μg/Maus) 100 μg LPS ip injiziert,
und 90 min später
wurden sie zur Ader gelassen, die Seren wurden abgetrennt und TNF
wurde auf seine Wirkung hin (Bioassay) und auf seine Mengen (unter
Verwendung von ELISA-Kit) untersucht.
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Ergebnisse:
-
1 (A
und B) stellt die Wirkung (S50) und die
Mengen (pg/ml) an TNF in den Seren der LPS-behandelten Mäuse dar.
Es ist offensichtlich, dass HU-211
die LPS-induzierte Erzeugung und Wirkung von TNF zu einem sehr deutlichen
Ausmaß abschwächte.
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HU-245
zeigte auch einen deutlichen Effekt auf TNF-Mengen, wobei dies durch
Bioassay bestimmt wurde. Der für
mit HU-245 behandelte Tiere gefundene S50-Wert
betrug 44±11
gegenüber
1233±237
für Kontrolltiere,
welche nur mit LPS behandelt worden waren.
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Physiologisches Beispiel
3: Schützender
Effekt von HU-211 auf das Überleben
LPS-behandelter Mäuse
-
Es
wurde der Effekt von HU-211 auf das Überleben von Mäusen in
Reaktion auf die Verabreichung von LPS beurteilt. Das Überleben
wurde bis zu 48 h verfolgt.
-
HU-211,
welches 30 min vor LPS verabreicht wurde, verringerte die Sterblichkeit
der Mäuse
signifikant.
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Tiere und Materialien:
-
BALB/c
männliche
Mäuse 20-25
gr (Anilab, Israel); HU-211 5% in Colösungsmittel, (Pharmos Ltd.,
Israel, Chargen-Nr. 4T01HS); reines Colösungsmittel, (Pharmos Chargen-Nr.
c-00-502002); LPS, E.coli 055:B5 (Difco USA, Chargen-Nr. 1001007);
Salzlösung
(Braun, Deutschland Chargen-Nr. 3431A41A).
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Vorgehen:
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Tieren
wurden entweder HU-211 mit einer Dosierung von 10 mg/kg i.p. oder
Vehikel allein (10 ml/kg i.p.) verabreicht und 30 min später LPS
IV. Es wurden zwei Dosierungsmengen an LPS in der vorliegenden Studie
getestet: 10 und 15 mg/kg. Die Sterblichkeitsrate wurde einmal am
Tag über
2 Tage hinweg aufgenommen.
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Ergebnisse (2A)
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LPS
mit einer Dosierungsmenge von 15 mg/kg führte 24 h nach Vehikelverabreichung
zu 67% Sterblichkeit (4/6, Überlebensrate
von 33%). 48 h nach Vehikelverabreichung überlebte keine der mit Vehikel
behandelten Mäuse.
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LPS
mit einer Dosierungsmenge von 15 mg/kg führte 24 h nach HU-211-Verabreichung zu
33% Sterblichkeit (2/6, 67% Überlebensrate).
48 h nach HU-211-Verabreichung überlebte
keines der Tiere. Bei dieser Dosierungsmenge war der Unterschied
zwischen HU-211-Wirkung und Vehikel statistisch nicht signifikant.
-
LPS
mit einer Dosierungsmenge von 10 mg/kg führte 24 h nach Vehikelverabreichung
zu 57% Sterblichkeit (8/14, 43% Überlebensrate).
48 h nach Vehikelverabreichung überlebte
keines der Tiere.
-
Die
gleiche Dosierungsmenge führte
24 h nach HU-211-Verabreichung zu nur 9% Sterblichkeit (1/12, 91% Überlebensrate).
Nach 48 h überlebten
4 der den 12 untersuchten Tieren (33%). Keines der Tiere überlebte
72 h nach LPS-Verabreichung.
Diese Unterschiede waren statistisch signifikant, p<0,02 der genaue
Test nach Fisher für
sowohl 24 als auch 48 h.
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Schlussfolgerungen:
-
HU-211
mit einer Dosierungsmenge von 10 mg/kg 30 min vor LPS-Verabreichung i.p.
verabreicht, induzierte einen statistisch signifikanten Schutz (p<0,02) sowohl 24
als auch 48 h nach LPS-Verabreichung.
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Physiologisches Beispiel
4: Schutz gegenüber
LPS-induzierter Hypotension
-
Der
Zweck dieser Studie war es, den möglichen Effekt von HU-211 auf
die kardiovaskulären
Veränderungen
zu untersuchen, welche durch LPS-Verabreichung
induziert werden.
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Tiere und Materialien:
-
Männliche
und weibliche Sprague-Dawley-Ratten (Harlan, Israel); HU-211 5% in Colösungsmittel, (Pharmos
Ltd., Israel, Chargen-Nr. 4T01 HS); reines Colösungsmittel (Pharmos Chargen-Nr.
c-00-502002); LPS, E.coli 055:B5, (Difco USA, Chargen-Nr. L001007);
Salzlösung
(Braun, Deutschland Chargen-Nr. 3431A41A);
Halothan-Narkosemittel (Fluthane, Zeneca, U.K., Chargen-Nr. ML040);
Heparin 5000 IU/ml (Chaoy, Frankreich Chargen-Nr. 1842).
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Verfahren:
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Ratten
wurden einzeln mit Haloethan in 70% Stickstoff, 30% Sauerstoff betäubt. Unter
Verwendung von Polyethylenröhren
(PE-50, Clay Adams, USA) wurde in die rechte Oberschenkelschlagader
ein Katheter eingeführt
und durch einen Druck-Transducer (XTT Vigo, USA) mit einem Physiographen
auf Computerbasis verbunden. Die Tiere wurden anschließend über eine
Rektalsonde mit dem oben beschriebenen physiologischen Aufnahmegerät verbunden.
Die Rektaltemperatur wird während
der Untersuchung unter Verwendung einer Wärmelampe zwischen 37 °C und 38 °C gehalten.
Im Anschluss an die Aufnahme einer Basislinie über 10-15 min wird den Tieren
intravenös
eine Injektion an Salzlösung,
Vehikel allein oder HU-211 mit einer Dosierung von 4 mg/kg verabreicht.
So schnell wie möglich
nach Abschluß der
ersten Injektion (2-5 min später)
wird ihnen eine intravenöse
Injektion an LPS mit einer Dosis von 15 mg/kg (in einem Volumen
von 3 ml/kg) verabreicht. Der Blutdruck und die Herzfrequenz werden
für die
folgenden 4 h aufgenommen. Der Hämatokritwert wird
kurz vor der Arzneimittelverabreichung gemessen und aufgenommen
sowie 1, 2 und 3 h später.
Am Ende des Überwachungszeitraums
werden die Tiere durch tiefe Betäubung
mit Haloethan geopfert.
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Ergebnisse
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Eine
Verabreichung von LPS mit einer Dosierung von 15 mg/kg an Ratten
verursachte eine Verringerung des durchschnittlichen arteriellen
Blutdrucks (mean arterial blood pressure) (MABP) von etwa 30%. Dieser
Abfall des Blutdrucks wurde durch intravenöse Vorverabreichung von HU-211
(mit einer Dosierung von 4 mg/kg) aufgehoben. Eine vorübergehende
Hypotension war in den HU-211-behandelten Ratten 10 min nach LPS-Verabreichung
ersichtlich. Diese dauerte 5-10 min an und 30 min nach LPS-Verabreichung
wurde wieder Normaldruck erhalten. Die Unterschiede hinsichtlich
des MABP waren zwischen der HU-211-behandelten Gruppe und der Kontrollgruppe
statistisch signifikant (Studenten-t-Test), wie es in 3a gezeigt.
LPS induzierte auch hinsichtlich des Hämatokritwerts einen Anstieg
von etwa 10%. Dieser Anstieg wurde durch Verabreichung von HU-211
mit einer Dosierung von 44 mg/ml, welches 2-3 min vor LPS-Verabreichung
intravenös verabreicht
wurde, vorhindert (3b). Diese Unterschiede waren
60 und 120 min nach LPS-Verabreichung statistisch signifikant.
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Physiologisches Beispiel
5: Schutz vor septischem Schock.
-
Der
Effekt von HU-211 bei endotoxischem Schock wurde in einem Modell
zu letaler Toxizität
durch Lipopolysaccharid (LPS) in D-Galactosamin (D-GALN)-sensibilisierten
Mäusen
beurteilt (Galanos et al. PNAS 76: 5739, 1979, Lehmann et al. J.
Exp. Med. 165: 657, 1987). In diesem Modell tritt innerhalb von
6-8 h nach Verabreichung der kombinierten Behandlung 100% Sterblichkeit
auf.
-
Experimentelles Vorgehen:
-
LPS
(10 ng/Maus) und D-GALN (18 μg/Maus)
wurden an 20 Mäuse
(C57BL/6) coverabreicht. Die Hälfte
der Mäuse
diente als Kontrollen und die andere Hälfte wurde innerhalb von 5
min durch Injektion mit HU-211 (7,5 mg/kg Körpergewicht) behandelt, wobei
sich 8 weitere Injektionen jede Stunde anschlossen. Das Überleben
wurde über
24 h hinweg verfolgt und die Ergebnisse dieses Experiments sind
in Tabelle 1 gezeigt.
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Tabelle
1. Der Effekt von HU-211 auf das Überleben von Mäusen nach
endotoxischem Schock
-
Die
Behandlung mit HU-211 rettete 90% der Mäuse (2B),
wobei 18 von 20 der HU-211-behandelten Mäuse den Schock überlebten,
wohingegen keine der Kontrollen (20 Mäuse) überlebte.
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Schlussfolgerung:
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Trotz
Fortschritten in den chirurgischen und medizinischen Wissenschaften
bleibt die Sterblichkeit bei septischem Schock bis heute sehr hoch.
Die Ergebnisse unseres Experiments sind ermutigend und können als
Grundlage zum Lebensretten für
Patienten mit septischem Schock dienen.
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Physiologisches Beispiel
6: Der Effekt von HU-211 auf TNF-Erzeugung im Rattenmodell zu Schädeltrauma
-
Der
Effekt von HU-211 auf die TNF-Erzeugung wurde in einem Modell zum
Schädeltrauma
(head trauma) (HT) in Ratten beurteilt. Die Verletzung wurde in
betäubten
Ratten durch eine Vorrichtung zum Fallenlassen eines Gewichts induziert,
wobei sich ein Erholungszeitraum von bis zu 30 Tagen anschloss.
Dieser Traumatyp erzeugt ein Gehirnödem (d.h. einen Anstieg des
Wassergehalts, eine Erniedrigung der relativen Dichte im Gehirn),
einen Zusammenbruch der Blut-Hirn-Schranke (BBB), klinische und
kognitive Fehlfunktion.
-
HU-211
verringerte signifikant verhinderte Ödeme (reduced edema) und verbesserte
das klinische Ergebnis, welches 48 h nach HT gemessen wurde (Shohami
et al., J. Neurotrauma 10: 109, 1993; Brain Res. 674, 55-62, 1995).
-
Experimentelles Vorgehen:
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Das
Modell wurde ausführlich
durch Shapira et al., Crit. Care Med. 16: 258-265, 1988 beschrieben. Ratten
wurden einem Schädeltrauma
(HT) durch eine Vorrichtung zum Fallenlassen eines Gewichts unterzogen
und überlebende
Ratten wurden für
bis zu 30 Tage nach dem Trauma überwacht.
In diesem Experiment verglichen wir die Effekte von zwei Mitteln:
1) Pentoxyfillin (PTX), einem Methylxanthin, welches für seine
Fähigkeit
zur Vorbeugung oder Abschwächung
der LPS-induzierten Freisetzung von TNF sowohl in vitro als auch in
vivo bekannt ist. Es wurde herausgefunden, dass dieser Effekt auf
der Transkriptionsebene ausgeübt
wird (Doherty et al., 1991); und 2) HU-211, für welches zuvor gezeigt worden
ist, dass es im CHI-Modell starke Gehirn schützende Effekte aufweist (Shohami
et al. loc. cit., 4A). Die Mengen
an TNF wurden nach CHI gemessen, um zu bestimmen, ob der günstige Effekt
von HU-211 auch mit einer Suppression der TNF-Erzeugung oder -Wirkung
in Verbindung steht.
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ERGEBNISSE
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Wie
in 4 gezeigt, ist der schützende Effekt von HU-211 dem
Effekt von Pentoxyfillin im Hinblick auf den Wassergehalt des Gewebes
(ein Maß für die Anti-Ödemwirkung
der Verbindungen) und im Hinblick auf die Mengen an TNF im Gehirn
nach CHI signifikant überlegen.
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SCHLUSSFOLGERUNG
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Ernste
Kopfverletzung oder Gehirnischämie
ist mit einer hohen Sterblichkeitsrate (übersteigt 50%) und einem schlechten
funktionalen Ergebnis verbunden. Trotz intensiver klinischer und
experimenteller wissenschaftlicher Anstrengungen gibt es keine gut
definierten Therapien für
diese Zustände.
Es stehen heute nur sehr wenige Behandlungen für eine Kopfverletzung zur Verfügung und
die stufenweisen progressiven biochemischen Veränderungen, welche nach einem
Schädeltrauma
auftreten, können
zur Entwicklung eines permanenten neuronalen Schadens führen. Die
Ergebnisse zeigen deutlich, dass die Verbindungen der vorliegenden Erfindung,
nämlich
HU-211, in einem Modell zu geschlossenen Kopfverletzungen in Ratten
schützende
Eigenschaften aufweisen.
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Physiologisches Beispiel
7: Abschwächung
experimenteller autoimmuner Arthritis in Mäusen
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Der
Zweck dieser Studie ist es, die Wirkung von HU-211 gegenüber Arthritis
zu testen, wobei die Arthritis durch Collagen Typ II, welches in
vollständigen
Freund'schem Adjuvans
enthalten ist, induziert wird.
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Materialien und Verfahren
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CD-1
männliche
Mäuse (27-33
gr.), fünf
in jeder Behandlungsgruppe (bereitgestellt durch Harlan Israel)
wurden für
die vorliegende Studie verwendet. Jedem Tier wurde Collagen Typ
II (Sigma, Chargen-Nr. 111H7180) 100 μg/ml in 0,1 ml vollständigem Freund'schem Adjuvans (Sigma
Chargen-Nr. 084H8800) verabreicht. Das Collagen wurde s.c. in die
Schwanzbasis verabreicht. Das Volumen jeder Hinterpfote wurde unter Verwendung
eines Plathysmometers (Hugo Basill, Italien) vor der Collagenverabreichung
und an den Tagen, 1, 4, 7, 10, 13 und 16 der Behandlung (30 min
nach der Arzneimittelbehandlung) gemessen.
-
In
der vorliegenden Studie wurden 5 Behandlungsgruppen untersucht:
Vehikel (reines Colösungsmittel)
10 ml/kg einmal täglich,
HU-211 10 mg/kg alle drei Tage, HU-211 20 mg/kg einmal täglich, HU-211
20 mg/kg alle 3 Tage und Diclofenac 10 mg/kg (10 ml/kg) alle 3 Tage.
Alle Behandlungen wurden intraperitoneal verabreicht. HU-211 wurde
aus einer 5%-Präparation
in Colösungsmittel
(Pharmos Chargen-Nr. PRN-C-08623041) durch Verdünnen mit Salzlösung (B.
Braun Chargen-Nr. 3431A41A) 1:25 verwendet. Die gleiche Vorgehensweise
wurde mit reinem Colösungsmittel
(Pharmos Chargen-Nr. 608945) durchgeführt. Diclofenac wurde in Pharmos,
Chargen-Nr. LG-121/70 1 mg/ml hergestellt. Zur gleichen Zeit wurden
die Pfoten gemessen, wobei sie gemäß dem im Folgenden beschriebenen
Verfahren klinisch bewertet wurden (Williams R. O., Proc. Natl. Acad.
Sci. USA: 89: 9784-9788): 0 – normal,
1 – leichte
Schwellung und Erythema, 2 – ausgeprägte ödematöse Schwellung
und 3 – Gelenksteifigkeit.
An Tag 15 der Behandlung wurden die Tiere mit Pentobarbital 100
mg/kg i.p. eingeschläfert
(Pental veterinary, C.T.S. Israel, Chargen-Nr. 170005). Für den Hämatokritwert
und Mengen an HU-211 im Blut (in mit Heparin behandeltem Serum)
wurden Blutproben genommen.
-
ERGEBNISSE
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a. Klinische Symptome:
-
Das
primäre
mit Arthritis in Zusammenhang stehende Symptom, welches in der vorliegenden
Studie offensichtlich war, war ein Anschwellen der Pfoten. Tiere,
welche mit HU-211 20 mg/kg (täglich
oder alle 3 Tage) behandelt worden waren, zeigten die niedrigste
Zahl dieser Symptome im Vergleich zu den anderen Behandlungsgruppen.
Diese Unterschiede wurden unter Verwendung einer nicht parametrischen
Analyse (Wilcoxon, Ranksummentest) verglichen und es wurde herausgefunden,
dass sie statistisch signifikant waren (p<0,01).
-
b. Pfotenvolumen (5):
-
Alle
Behandlungen (außer
HU-211 20 mg/kg alle 3 Tage) verringerten das Collagen-induzierte
Pfotenödem
um 30-50% im Vergleich zu den Vehikelbehandelten Tieren (bis zu
30% Anstieg des Pfotenvolumens in den behandelten Mäusen im
Vergleich zu bis zu 40% Anstieg in den Vehikelbehandelten Mäusen). Dieser Effekt
war statistisch signifikant (p<0,05)
mit HU-211 20 mg/kg
(tägliche
Behandlungen) und mit HU-211 10 mg/kg alle 3 Tage. Die Diclofenac-behandelten
Tiere zeigten ein kleineres Pfotenvolumen im Vergleich zu den Vehikel-behandelten
Ratten. Aber dieser Unterschied erreichte keine statistische Signifikanz.
-
Physiologisches Beispiel
8: Schwächung
experimenteller autoimmuner Enzephalomyelitis in Lewis-Ratten
-
EAE
wurde unter Verwendung von Lewis-Ratten getestet, in welchen die
Erkrankung ein Einsetzen von Symptomen um den 10. Tag nach Induktion
und spontane Erholung bei etwa 18 Tagen nach Induktion der Erkrankung
zeigt. Die verwendeten Lewis-Ratten waren 8 Wochen alte Weibchen
(von OLAC, England). Die Tiere (5 pro Käfig) wurden bei einer 12 h-Licht/12
h-Dunkelheit-Behandlung
gehalten, bei einer konstanten Temperatur von 22 °C, mit Futter
und Wasser nach Belieben. EAE wurde in diesen Tieren durch Immunisierung mit
gereinigtem Myelin-basischem Protein aus Guinea-Schwein, welches
in vollständigem
Freund'schem Adjuvans
emulgiert war, induziert. Myelin-basisches
Protein (mbp) aus Guinea-Schwein wurde aus Rückmarkhomogenaten hergestellt,
welches mit Chloroform/Ethanol entfettet worden war, und das isolierte
Protein wurde unter Verwendung von Ionenaustauschchromatographie
gereinigt. Jedes Tier erhielt 50 μg
des gereinigten Proteins. Eine Lösung
von mbp (0,5 mg/ml) wurde in einem gleichen Volumen an vollständigem Freund'schen Adjuvans emulgiert,
welches 4 mg/ml Myobacterium tuberculosis enthielt und jedes Tier
erhielt 100 μl
(50 μl in jeden
hinteren Pfotenballen).
-
Die
Tiere wurden mit einer einzelnen Injektion HU-211 oder Vehikelkontrolle
behandelt, welche intravenös
in einem Volumen von 2 ml verabreicht wurden. Der Zeitpunkt der
Behandlung wurde von Tag 10 bis zu Tag 18 nach Induktion der Erkrankung
variiert, wobei 5 Tiere pro Gruppe verwendet wurden. Die Ergebnisse dieses
Experiments, welche in 6 dargestellt sind, zeigen die
Abnahme des mittleren klinischen Werts in HU-211-behandelten Tieren. (Ein Wert von 1
zeigt Paralyse des Schwanzes, 2 zeigt tiefe Querschnittslähmung, 3
zeigt hohe Querschnittslähmung,
4 zeigt vollständige
Körperparalyse
und 5 zeigt Tod).
-
Die
vorliegende Erfindung ist zur Veranschaulichung im Hinblick auf
verschiedene spezifische Ausführungsformen
davon beschrieben worden.
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Viele
andere spezifische Ausführungsformen
sind für
den Fachmann auf Grundlage der Offenbarung der Anmelderin hierin
offensichtlich.