DE69724228T2

DE69724228T2 - Kombinationstherapie von topoisomerase ii toxinen und bis-dioxypiperazinderivaten

Info

Publication number: DE69724228T2
Application number: DE69724228T
Authority: DE
Inventors: Peter Buhl Lensen; Maxwell Sehested
Original assignee: Topotarget AS
Current assignee: Onxeo DK
Priority date: 1996-01-11
Filing date: 1997-01-10
Publication date: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2017-01-11
Also published as: CA2242406C; WO1997025044A1; CA2242406A1; DE69724228D1; EP0874630A1; PT874630E; ATE247468T1; EP0874630B1; ES2205164T3; AU1367797A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Behandlung von malignen Zuständen, die sensitiv gegenüber Topoisomerase II Giften sind. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Medikament zum selektiven Abtöten von Tumor- oder Metastasen-bildenden Zellen innerhalb des zentralen Nervensystems eines großen Säugetiers wie z. B. dem Menschen.
Hintergrund der Erfindung
Studien an Patienten, die an einem Primärkarzinom außerhalb des zentralen Nervensystems (ZNS) leiden, zeigen das 20 bis 25% der Patienten Metastasen des ZNS entwickeln. Das Risiko der Metastasenentwicklung hängt jedoch von der speziellen Krebsart ab.
Die metastatischen Komplikationen sind sehr häufig das erste Anzeichen des Patienten für den Krebs und können zu schwerwiegenden neurologischen Komplikationen zu einem Zeitpunkt führen, bei dem der Patient von dem Primärkarzinom nicht betroffen ist.
Die Behandlung des Primärkarzinoms und der Metastasen des ZNS ist alles andere als zufriedenstellend. Die meisten Maßnahmen, egal ob Radiotherapie oder Chemotherapie, sind in ihrer Anwendung aufgrund der Tatsache beschränkt, dass die Behandlung auch das normale Gewebe betrifft; entsprechend ist die Toleranz des normalen Gewebes gegenüber der spezifischen Behandlung von großer Wichtigkeit. Der ernstzunehmendste Nebeneffekt bei der Chemotherapie ist die Knochenmarksuppression.
Die Angriffszielstelle zytotoxischer Medikamente unterscheidet sich erheblich bei Krebsmedikamenten. Das essentielle nukleäre Enzym Topoisomerase II erlaubt die Trennung von ineinander verwundenen DNA-Strängen, indem ein transienter Doppelstrangbruch im DNA-Rückgrat gebildet wird. Es wird angenommen, dass dieser katalytische Zyklus der Topoisomerase II das Angriffsziel (englisch: target) von einigen der erfolgreichsten Antitumor-Wirkstoffen, die heutzutage benutzt werden, ist. Dazu gehören z. B. Etoposid (VP-16) bei der Behandlung von testikulärem und kleinzelligem Lungenkarzinom (2). Es gibt zuverlässige Beweise, dass Etoposid ebenso wie eine Anzahl anderer klinisch erfolgreicher Antitumor-Wirkstoffe, wie z. B. Daunorubicin und Doxorubicin (Adriamycin) (28) aktiv das Wiederverschließen der DNA-Brüche, die durch die Topoisomerase II gebildet wurden, verhindern (19, 21). Obwohl der präzise Mechanismus, der zum Abtöten der Zellen führt, unbekannt ist, ist ein obligatorischer Schritt der Zytotoxizität von Topoisomerase II angreifenden Wirkstoffen ein Anstieg an schneidbaren Komplexen zwischen DNA und Topoisomerase II (19). Dieser komplexe Mechanismus des Abtötens von Zellen ist der Beeinflussung durch Arzneimittel zugänglich.
Das klinisch aktive DNA-interkalierende Arzneimittel Aclarubicin hat auf die Zytotoxizität von Topoisomerase II angreifenden Wirkstoffen, wie z. B. Etoposid, Teniposid, m-AMSA, Daunorubicin und Oxaunomycin eine vollständig antagonistische Wirkung (15, 16, 17). Nicht nur Aclarubicin, sondern auch andere DNA-bindende Wirkstoffe, wie z. B. Ethidium Bromid (24), 9-Aminoacridine (7, 20) und Chloroquine (18) können der Zytotoxizität von Topoisomerase II angreifenden Wirkstoffen entgegenwirken. Es wird angenommen, dass diese DNA-bindenden Medikamente den anfänglichen DNA-Bindungsschritt des Enzyms inhibieren und dadurch die Interaktion zwischen dem Enzym, dem Topoisomerase II angreifenden Arzneimittel und der DNA unterdrücken. Vor kurzem wurden spezifischere Interaktionen mit Topoisomerase II beschrieben. Es sieht daher so aus, als ob mit Kationen Chelatkomplexe-bildende Bis-Dioxypiperazine Topoisomerase II in ihrer Magnesium/ATP-Bindungsstelle in dem Stadium ihres katalytischen Zyklus blockiert halten, für den man annimmt, dass sich das homodimere Enzym in der Form eines geschlossenen, die DNA umgreifenden Armbandes befindet (22, 23). Durch die Blockierung des Enzyms scheint Bis-Dioxypiperazin Topoisomerase II Gifte daran zu hindern, ihre Zytotoxizität auszuüben. Das Bis-Dioxypiperazinderivat ICRF-187 beseitigt somit sowohl DNA-Brüche als auch die Zytotoxizität, die durch die Topoisomerase II Gifte Etoposid und Daunorubicin bewirkt wird, (25).
Der antagonistische Effekt von ICRF-187 ist bezüglich des Arzneimittels Daunorubicin beobachtet worden (14), nicht aber für das chemisch sehr ähnliche Doxorubicin. Letzteres Topoisomerase II Gift ist daher von der Erfindung ausgeschlossen. In ähnlicher Weise ist kein Antagonismus für Clerocidin gefunden worden.
Kurze Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein wirksames Medikament zur Behandlung von Krebs zur Verfügung, indem der antagonistische Effekt von Bis-Dioxypiperazin auf ein Topoisomerase II Gift genutzt wird.
Genauer gesagt, betrifft die vorliegende Erfindung ein Medikament zur Behandlung von malignen Zuständen, die sensitiv für Topoisomerase II Gifte sind, wobei das normale Gewebe vor dem Gift durch Bis-Dioxypiperazin im wesentlichen geschützt ist, so dass die malignen Zustände mit höheren Dosen des Topoisomerase II Giftes behandelt werden können.
Das Medikament ist zur Verabreichung einer zur Tötung von ZNS-Tumoren oder Metastasen wirksamen Menge eines Topoisomerase II Giftes, mit Ausnahme von Doxorubicin, z. B. an einem Menschen zusammen mit der Verabreichung einer Bis-Dioxypiperazin-Verbindung gedacht. Das Nicht-ZNS-Gewebe des Patienten ist bevorzugt gegen die toxische Wirkung des Topoisomerase II Giftes durch die Bis-Dioxypiperazin-Verbindung geschützt, wodurch im Vergleich zur konventionellen Verabreichung von Topoisomerase II Giften allein erhöhte Dosen des Topoisomerase II Giftes toleriert werden.
Topoisomerase II Gifte, wie z. B. Etoposid, werden gewöhnlich bereits in maximal tolerierten Dosen in der Klinik verwendet und daher sind Dosissteigerungen, die ansonsten eine Resistenz gegen das Medikament überkommen könnten, nicht angebracht. Die erfindungsgemäße Verwendung eines Antagonisten zusammen mit einem Agonisten kann jedoch zu neuen Perspektiven führen. Wenn solche Modelle der Manipulation des Etoposideffektes jedoch nützlich sein sollen, sollten sie signifikante Dosissteigerungen in vivo ermöglichen.
Es wird hier gezeigt, dass ICRF-187 im Mausmodell merklich der Toxizität von Etoposid in vivo entgegenwirkt und entsprechend die Aussicht auf eine leistungsstarke Regulation des Effektes mit sich bringt.
Darüber hinaus ist überraschenderweise gefunden worden, dass, wenn ICRF-187 in vivo zusammen mit Etoposid benutzt wird, der normale Behandlungsplan für Etoposid, der sich auf die Behandlung an jedem Tag innerhalb von 3 oder 5 Tagen bezieht, nicht wirksam ist. Die gleichzeitige Verwendung von ICRF-187 zusammen mit Etoposid bei der Behandlung beinhaltet daher einen komplett neuen Ansatz für den Behandlungsplan mit Topoisomerase II Giften.
Etoposid, VP-16, ist ein gut bekanntes Arzneimittel zur Benutzung bei der Behandlung von verschiedenen Krebsarten wie z. B. Brustkarzinomen, testikulären Karzinomen, Kleinzell-Lungenkarzinomen, malignen Lymphomen und Leukämien. Diese Krebsarten erfahren häufig Komplikationen durch Metastasen des ZNS.
Erfindungsgemäß sind Topoisomerase II Gifte Arzneimittel wie z. B. das oben genannte Etoposid (VP-16), Etoposid-Phosphat, Teniposid (VM-26) (dieses hat eine Wirksamkeit, die ca. 10 mal stärker als VP-16 ist), m-AMSA, Daunorubicin und Mitoxantron. Darüber hinaus ist jedes Topoisomerase II Gift, das den Regulationsschritt des nukleären Enzyms Topoisomerase II bei einem Schritt inhibiert, an dem das Enzym einen schneidbaren Komplex in der DNA gebildet hat, innerhalb des Umfangs der Erfindung.
Im vorliegenden Kontext schließt der Begriff "Zustände, die für Topoisomerase II Gifte sensitiv sind" auch jegliche Krankheiten mit ein, die normalerweise nicht als "sensitiv" wegen der toxischen Nebenwirkungen der Topoisomerase II Gifte bezeichnet würden.
Hinsichtlich der toxischen Nebenwirkungen von Topoisomerase II Giften ist der Nebeneffekt des Gewichtsverlustes auch durch die gleichzeitige Verabreichung mit ICRF-187 reduziert worden. Speziell im Hinblick hierauf ist die Schutzstelle in Mäusen in vivo untersucht worden und anhand der Histochemie von Organen scheint es im Vergleich zu der Behandlung mit Topoisomerase II Gift alleine im Darm eine geringere Toxizität infolge des erfindungsgemäßen Verfahrens zu geben. Auf der anderen Seite wurde überraschenderweise ein Schutz nicht hinsichtlich der Leukozytenanzahl beobachtet, da ein Leukozytenmangel in beiden Fällen beobachtet wurde.
Erfindungsgemäß kann jedes Verhältnis für die Kombination aus dem Topoisomerase II Gift und Bis-Dioxypiperazin verwendet werden, bei dem eine erhöhte Wirksamkeit im Vergleich zu der Verabreichung der Topoisomerase allein beobachtet wird.
In der Praxis werden die Nebenwirkungen von VP-16 der limitierende Faktor für die maximale Dosisstärke, die verabreicht werden soll, sein. Es wird in Erwägung gezogen, dass der Effekt von ICRF-187 ein Maximum in einem Bereich zeigt, in dem das Medikament verhältnismäßig nicht toxisch ist und deshalb VP-16 (Etoposid) in verhältnismäßig hohen Dosisstärken im Vergleich zu ICRF-187 benutzt werden kann.
Im Hinblick auf ICRF-187 werden die Nebenwirkungen von ICRF-187 der entscheidende Faktor sein, der die maximale Dosisstärke dieses Medikamentes bestimmen wird. Es sollte jedoch beachtet werden, dass bei Krebsbehandlungsplänen eine zweite Therapie zur Stimulation des hämopoietischen Gewebes häufig der zytotoxischen Behandlung folgt oder diese begleitet, da die Knochenmarksuppression, wie z. B. ein Leukozytenmangel oder ein Thrombozytenmangel, Nebenwirkungen sind, die in der Regel die Dosis an zytostatischen Medikamenten, die der Patient tolerieren kann, begrenzen. Entsprechend können erfindungsgemäß sehr hohe Dosisstärken des Topoisomerase II Giftes benutzt werden, da in solchen Fällen die Behandlung zusammen mit einer unterstützenden Therapie durchgeführt werden kann. Bei solchen Hochdosis-Behandlungsplänen kann VP-16 in Dosisstärken bis zu 10 g/m² benutzt werden.
Im vorliegenden Zusammenhang sind äquitoxische und äquipotente Dosisstärken der Topoisomerase II Gifte definiert als Dosisstärken, die in der Lage sind ähnliche toxische Effekte bzw. antikarzinogene Effekte zu induzieren. Als Dosisstärke wird die Gesamtmenge an Arzneimittel bezeichnet, die im Wege einer einzelnen Verabreichung appliziert wird. Üblicherweise werden zytotoxische Arzneimittel als eine einzige tägliche Dosis verabreicht.
Erfindungsgemäß bezieht sich der Begriff "großes Säugetier" insbesondere auf Menschen. Domestizierte Tiere, wie z. B. Hunde, können jedoch auch erfindungsgemäß behandelt werden, wenn dies gewünscht ist. Nager fallen nicht unter den Umfang des Begriffs "großes Säugetier".
Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft einen pharmazeutischen Kit zum selektiven Abtöten von tumor- oder metastasenbildenden Zellen innerhalb des zentralen Nervensystems eines großen Säugetiers, speziell eines Menschen, wobei der Kit eine Dosiseinheit von Bis-Dioxypiperazin und einen pharmazeutisch verträglichen Träger sowie eine Dosiseinheit von Topoisomerase II Giften mit Ausnahme von Doxorubicin und einen pharmazeutisch verträglichen Träger umfasst. Der Kit kann darüber hinaus die zwei Dosiseinheiten in einem einzelnen Infusionssystem umfassen, wobei die zwei Dosiseinheiten in zwei einzelnen Verpackungen getrennt vorliegen.
Die Dosiseinheiten können die aktiven Inhaltsstoffe als Trockensubstanzen umfassen, als Konzentrate, die zur Verdünnung in Übereinstimmung mit der konventionellen Formulierung von Arzneimitteln geeignet sind, einschließlich Tablettenformen des Topoisomerase II Gifts.
In einer Ausführungsform umfasst der Kit die zwei Dosiseinheiten in getrennten Behältern, wie z. B. Infusionsverpackungen, die getrennt voneinander dem Patienten verabreicht werden können. In einer anderen Ausführungsform sind die zwei Behälter miteinander, z. B. durch einen Y-förmigen Schlauch zu einem einzelnen Infusionsschlauch verbunden. Darüber hinaus können zusätzliche Behälter, die z. B. neutrale Flüssigkeiten umfassen können, zu einem Kit verbunden werden, so dass der Infusionsschlauch zwischen den verschiedenen Infusionen der einzelnen Medikamente gespült werden kann.
Wie oben erwähnt wurde, wird Etoposid häufig von Patienten in einem 3- bis 5-Tagesplan benutzt. Wenn Etoposid jedoch gemäß einem 5-Tageplan in Mäusen benutzt wurde, wurde der durch ICRF-187 vermittelte Schutz in vivo nicht erreicht. Der Schutz wurde beobachtet, wenn Etoposid ein Mal, ein Mal alle fünf Tage und ein Mal pro Woche benutzt wurde.
Der Vergleich der verschiedenen Behandlungspläne ist in Tabelle A gezeigt, aus der deutlich hervorgeht, dass die wiederholte Behandlung mit der Kombination aus einem Topoisomerase II Gift und Bis-Dioxypiperazin am Tag 1, Tag 3 und Tag 6 (alle zwei Tage) in beträchtlich mehr Todesfällen resultiert als die Behandlung am Tag 1, Tag 5 und Tag 9 (alle vier Tage) oder am Tag 1, Tag 8 und Tag 15 (alle sieben Tage), obwohl eine geringe Tendenz für einen Schutz durch ICRF-187 für die geringeren Dosisstärken an Etoposid von 50 und 70 mg/kg beobachtet wird.
Kurze Diskussion der Ergebnisse
Die vorliegende Studie zeigt, dass ICRF-187 der durch m-AMSA und Etoposid vermittelten letalen Toxizität in Mäusen entgegenwirkt. ICRF-187 ist daher ein Antidot, der wirksam sowohl gegen interkalierende als auch gegen nicht-interkalierende Typen von Topoisomerase II Giften ist. Diese antagonistische Wirkung ist bemerkenswert, da ICRF-187 einen 3,6-fachen Anstieg in der LD₁₀ von Etoposid ermöglicht, d. h. einen 3,6-fachen Anstieg der Dosis, die für 10% der Mäuse tödlich ist. Ähnliche Daten wurden für Teniposid erhalten, bei dem sich ein 3,4-facher Anstieg für die LD₁₀ von Tenoposid ergab. Es ist ebenfalls bemerkenswert, dass dieser Schutz innerhalb eines großen Bereichs nicht-toxischen ICRF-187 erreicht wurde.
In vitro-Beweise legen nahe, dass dieser Schutz mit einem Effekt auf Topoisomerase II verbunden ist (22, 25, 27) und nicht auf eine Inhibition der Bildung von toxischen freien Radikalen durch die Chelatkomplexierung von freiem Eisen. Da ICRF-187 ein Chelatbildner für divalente Kationen ist, wäre eine Hypothese, dass ICRF-187 im späten Magnesium/ATP-Bindungsstadium des katalytischen Zyklus des Enzyms wirkt, für den man annimmt, dass die homodimere Topoisomerase II die Form eines geschlossenen Armbandes, das die DNA umgibt, einnimmt. Roca et al. (22) haben vor kurzem in vitro-Versuche durchgeführt, die ein Bis-Dioxypiperazin-induziertes Festhalten des Enzyms in Form einer geschlossenen Proteinklammer belegen. Es wird angenommen, dass ICRF-187 durch die reversible Blockierung dieses Stadiums in der Lage ist, der Religationsinhibierung, die durch die Topoisomerase II Gifte hervorgerufen wird, entgegenzuwirken.
Es ist jedoch nicht klar, ob dieser bemerkenswerte in vivo-Schutz von ICRF-187 gegenüber Topoisomerase II Giften klinisch nutzbar gemacht werden kann. Entsprechend wurde der Antitumoreffekt von äquitoxischen Dosisstärken von Etoposid und Etoposid plus ICRF-187 in Mäuse getestet, die eine L1210-Leukämie aufwiesen, wobei ein synergistischer Effekt für die Kombination gefunden wurde. Angesichts des Wissens um die antagonistische Wirkung der Etoposidzytotoxizität von Tumorzellen im clonogenischen (englisch: clonogenic) Test (25), konnte ein Vorteil für eine gleichzeitige i. p./i. p.-Behandlung eines Ascites-Tumor mit ICRF-187 und Etoposid nicht erwartet werden. Damit übereinstimmend war der Antitumoreffekt von äquitoxischen Dosisstärken Etoposid und Etoposid plus ICRF-187 in Mäusen mit Ehrlich-Ascites Tumorzellen, die praktisch auf den peritonealen Hohlraum beschränkt waren (Tabelle 5), fast identisch. Wenn L1210-Zellen, von denen man weiß, dass sie leicht metastasieren (26), benutzt wurden, gab es im Gegensatz hierzu jedoch einen Trend in Richtung eines synergistischen Effekts der Arzneimittelkombination (Tabelle 5). Schließlich wurde ein beträchtlicher Unterschied zwischen Etoposid allein und Etoposid und dem schützenden Stoff erhalten, wenn die L1210-Zellen ins Gehirn inokuliert wurden. Ähnliche Daten wurden mit Ehrlich-Ascites Tumorzellen erhalten.
Obwohl angenommen wird, dass die i. v. Verabreichung des Topoisomerase II Giftes und seines Antagonisten ICRF-187 nur dann einen klaren Effekt hat, wenn der Tumor sich innerhalb des ZNS befindet, kann die Kombination der beiden Medikamente in anderen Fällen nützlich sein. ICRF-187 kann somit systemisch schützen, wenn das Topoisomerase II Gift in einen Tumor verabreicht wird, der in einem begrenzten Kompartiment enthalten ist. Ein solches Kompartiment kann der peritoneale Hohlraum oder der pleurale Hohlraum sein, d. h. dass die ICRF-187-Verbindung i. v. verabreicht wird, wohingegen das Topoisomerase II Gift lokal verabreicht wird. Dieser Ansatz kann z. B. bei der Behandlung eines Mesothelioms oder Metastasen eines Brust- oder Lungenkrebs in der Pleura oder bei der Behandlung von Metastasen eines Eierstockkarzinoms oder eines Mammakarzinoms im Peritoneum nützlich sein. Die optimale zeitliche Abstimmung solcher Verabreichungen kann dabei von dem jeweiligen Kompartiment, dem jeweiligen Tumor und dem Topoisomerase-Gift abhängen.
Bei üblichen Behandlungsplänen der Krebstherapie werden die Dosisstärken, die der Patient erhalten soll, auf der Grundlage der Oberfläche eines Patienten kalkuliert. Üblicherweise wird die Formel von Du Bois zur Berechnung der Oberfläche eines Individuums wie folgt benutzt: A = W^0,425 × H^0,725 × 0,007184, wobei A = Fläche (m²), W = Gewicht (kg) und H = Höhe (cm) ist.
Die Formel ist in ein Normogramm (englisch: normogram) umgewandelt worden, aus dem die relevante Fläche auf der Basis des Gewichts und der Größe abgelesen werden kann.
Die entsprechenden Dosisstärken für einen Menschen oder für Mäuse können entsprechend des oben Gesagten kalkuliert werden unter Berücksichtigung eines Umwandlungsfaktors, der der Gestalt ist, dass 1 mg/kg in einem großen Tier, wie z. B. einem Menschen, der 180 cm groß ist und 70 kg wiegt, was einer Oberfläche von ca. 1,87 m² entspricht, 3 mg/kg in der Maus entsprechen.
Es wird angenommen, dass der Vorteil des erfindungsgemäßen Medikamentes, wenn es im ZNS benutzt wird, in der Interaktion des Antagonismus der Arzneimittel auf der einen Seite und dem pharmakologischen Hindernis der Blut-Hirn-Schranke auf der anderen Seite begründet ist. Etoposid und sein Analog Tenoposid passieren die Blut-Hirn-Schranke (6) und die Konzentration dieser Wirkstoffe ist in ZNS-Metastasen besonders hoch. Im Gegensatz hierzu ist die Konzentration des hydrophilen ICRF-187 in der cerebrospinalen Flüssigkeit sehr niedrig (29); daher ist die Kombination von ICRF-187 und Etoposid insbesondere bei Patienten mit Etoposid-sensitiven Gehirntumoren oder Metastasen von Wert, da die Kombination eine beträchtliche Steigerung der Etoposid-Dosis durch den Schutz von normalen Geweben außerhalb des ZNS erlauben würde. In diesem Zusammenhang ist bemerkenswert, dass Etoposid der wichtigste Einzelwirkstoff der Behandlung von Kleinzell-Lungenkarzinomen (englisch: small cell lang cancer, SCLC) ist, einer Krankheit, die sehr häufig ins ZNS rezidiviert. Diese Kombination an Wirkstoffen kann daher wertvoll für Patienten mit SCLC und Gehirnmetastasen sein.
Das Prinzip der erfindungsgemäßen Schutzwirkung kann jedoch auch in jedem anderen Körperkompartiment benutzt werden, in dem das schützende Bis-Dioxypiperazin von einem Kompartiment getrennt werden kann, in dem sich die Tumorzellen befinden und in dem der zytotoxische Wirkstoff aktiv ist.
Es ist gezeigt worden, dass ICRF-187 ein nicht-toxischer, sehr wirksamer Schutzfaktor gegen m-AMSA, Daunorubicin, Teniposid und Etoposid vermittelter Toxizität in vivo ist und beträchtliche Dosissteigerungen ermöglicht. Der Dosisanstieg bezüglich Etoposid, der durch die Behandlung mit ICRF-187 in nicht-toxischen Dosen ermöglicht wird, hat überraschenderweise die Wirksamkeit der Behandlung von Mäusen, die intrakranial mit L1210-Tumorzellen inokuliert worden waren, verbessert. ICRF-187 sollte daher für eine verbesserte Tumor versus Wirtselektivität gewährleisten.
Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung eines Patienten, der an einer Wirkstoffresistenz bezüglich eines Topoisomerase-Gifts leidet. Die Wirkstoffresistenz ist ein Zustand, bei dem ein Abtöten von Tumorzellen nicht mit Dosisstärken erreicht werden kann, von denen vorher gezeigt wurde, dass sie eine Tumorabtötende Wirkung haben.
Detaillierte Offenbarung der Erfindung
Die Bis-Dioxypiperazin-Verbindungen, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, sind bis(3,5-dioxopiperazin-1-yl)-Alkane, die eine Struktur aufweisen, wie sie durch die allgemeine Formel 1 dargestellt ist:
wobei R¹ nicht das gleiche wie R² ist und R¹ und R² Wasserstoff oder ein Alkyl mit 1–4 Kohlenstoffatome sind. Die Verbindungen können in der (–)levo, (+)dextro oder (+/–)razemischen Form auftreten. Bevorzugt ist R¹ Methyl und R² Wasserstoff.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Medikament zum selektiven Abtöten von Tumorzellen oder metastasierenden Zellen innerhalb des zentralen Nervensystems eines großen Säugetiers, insbesondere eines Menschen, wobei dem Säugetier eine Menge eines Topoisomerase II Giftes mit Ausnahme von Doxorubicin verabreicht wird, das wirksam beim Abtöten von ZNS-Tumoren oder Metastasen ist, und nicht ZNS-Gewebe des Säugetiers gegen die toxische Wirkung des Topoisomerase II Giftes durch die Verabreichung einer Bis-Dioxypiperazin-Verbindung geschützt wird. Dabei werden das Topoisomerase II Gift und die Bis-Dioxypiperazin-Verbindung bezüglich ihrer Mengen, ausgedrückt in mg pro m² eines Säugetiers, und bezüglich des Verhältnisses ihrer Mengen so ausgewählt und verabreicht, dass bei Mäusen die entsprechenden Mengen (wobei der Umwandlungsfaktor so ist, dass 1 mg/kg bei einem großen Tier wie einem Menschen mit einer Größe von 180 cm und einem Gewicht von 70 kg, entsprechend einer Oberfläche von ca. 1,87 m², 3 mg/kg bei der Maus entsprechen) den folgenden Kriterien entsprechen:

i) bei Mäusen, denen ins Gehirn 15 × 10⁴ Ehrlich-Ascites Tumorzellen oder 10 × 10⁴ L1210 Leukämiezellen in einem Volumen von 30 μl isotonischer Natriumchloridlösung am Tag 0 in den temporalen Bereich inokuliert wurden, resultiert die i. p.-Behandlung am Tag 2 mit einer Menge des Topoisomerase II Giftes und die gleichzeitige Behandlung mit einer Menge der Bis-Dioxypiperazin-Verbindung in einer erhöhten Lebensspanne von mindestens 125%, im Vergleich zu der erhöhten Lebensspanne von Mäusen, die mit einer äquitoxischen Dosis des Topoisomerase II Giftes allein behandelt wurden (wobei die äquitoxische Dosis als die Dosis berechnet wird, die in gesunden Mäusen zu einer ähnlichen Letalitätsrate wie die Kombination führt); und
ii) bei Mäusen, die mit dem Topoisomerase II Gift allein oder kombiniert mit der Bis-Dioxypiperazin-Verbindung behandelt wurden, ist die LD₁₀ der Kombination mindestens 25% höher als LD₁₀ des Topoisomerase II Giftes allein.

Ein zusätzlicher Aspekt, der sich auf das oben genannte Kriterium i) bezieht, betrifft die Behandlung mit einer Menge der Bis-Dioxypiperazin-Verbindung, die in einer erhöhten Lebensspanne von mindestens 150%, wie z. B. mindestens 200%, bevorzugt mindestens 250%, wie z. B. ca. 300%, resultiert, im Vergleich zu der erhöhten Lebensspanne von Mäusen, die mit einer äquitoxischen Dosis, wie oben definiert, des Topoisomerase II Giftes allein behandelt wurden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung, der sich auf das oben genannte Kriterium ii) bezieht, betrifft Mäuse, die mit dem Topoisomerase II Gift allein und in Kombination mit der Bis-Dioxypiperazin-Verbindung behandelt wurden, und bei denen die LD₁₀ der Kombination mindestens 50% höher, wie z. B. mindestens 100% höher, bevorzugt mindestens 150% höher als die LD₁₀ des Topoisomerase II Giftes allein ist.
Noch ein weitere Aspekt der vorliegenden Erfindung, der sich auf das oben genannte Kriterium ii) bezieht, betrifft Mäuse, die mit dem Topoisomerase II Gift allein und in Kombination mit der Bis-Dioxypiperazin-Verbindung behandelt wurden, und bei denen die LD₁₀ der Verbindung mindestens 200% höher, noch bevorzugter mindestens 250% höher, bevorzugt mindestens 300% höher, bevorzugter mindestens 350% höher, wie z. B. 360% höher als die LD₁₀ des Topoisomerase II Giftes allein ist.
Zusätzlich zu den oben erwähnten Kriterien i) und ü) kann das Verfahren auch dem folgenden Kriterium entsprechen:

iii) Bei Mäusen, die i. p. mit 15 × 10⁶ Ehrlich-Ascites Tumorzellen am Tag 0 inokuliert wurden, führt die i. p.-Behandlung am Tag 4 mit der Menge des Topoisomerase II Giftes und der gleichzeitigen Behandlung mit der Menge der Bis-Dioxypiperazin-Verbindung zu einer erhöhten Lebensspanne von maximal 200%, wie z. B. maximal 150%, bevorzugt maximal 125% im Vergleich zu der erhöhten Lebensspanne in Mäusen, die mit einer äquitoxischen Dosis des Topoisomerase II Giftes allein behandelt wurden (die äquitoxische Dosis ist wie oben definiert zu verstehen).

Der interessante Aspekt des oben genannten Kriteriums iii) ist, dass das Modell klar anzeigt, dass der schützende Effekt auf das Gewebe außerhalb des ZNS einen deutlichen Effekt hat, wenn der Tumor sich innerhalb des ZNS befindet. Da der Patient jedoch an einem Primärkarzinom, das sich außerhalb des ZNS befindet, leiden kann, kann die Behandlung des Patienten durch eine konventionelle Behandlung dieses Karzinoms z. B. durch ein Topoisomerase II Gift in gewöhnlichen Dosisstärken erreicht werden.
Erfindungsgemäß wird das Topoisomerase II Gift üblicherweise in einer Dosismenge verabreicht, die äquivalent zu mindestens 200 mg/m² Etoposid wie zum Beispiel mindestens 500 mg/m² Etoposid, bevorzugt mindestens 1000 mg/m² Etoposid, mehr bevorzugt mindestens 1200 mg/m² Etoposid und noch bevorzugter mindestens 1500 mg/m² Etoposid entspricht.
Dem Fachmann ist klar, dass die Dosis sich von Patient zu Patient und auch bei demselben Patient unterscheiden kann, da die Dosis basierend auf der Leukozytenanzahl, der Plättchenanzahl und anderen Faktoren, die den hämopoietischen Zustand des Patienten zum Behandlungszeitpunkt betreffen, kalkuliert wird.
Entsprechend einem weitem Aspekt der Erfindung wird das Topoisomerase II Gift in einer Dosismenge verabreicht, die äquivalent zu mindestens 2000 mg/m² Etoposid wie zum Beispiel mindestens 2500 mg/m² Etoposid, bevorzugt zu mindestens 3000 mg/m² Etoposid, wie zum Beispiel 3500 mg/m² Etoposid ist.
Solche hohen Dosisstärken sind für Patienten angezeigt, die das Topoisomerase II Gift eher gut tolerieren, oder weil das Bis-Dioxypiperazin es ermöglicht, die Dosis infolge einer besseren Schutzwirkung der Kombination außerhalb der ZNS zu erhöhen. Cytotoxische Wirkstoffe werden im ZNS, im Vergleich zu anderen Geweben, üblicherweise eher gut vertragen.
Die Bis-Dioxypiperazinverbindung wird bevorzugt einem Wirbeltier in einer Dosismenge verabreicht, die äquivalent zu mindestens 200 mg/m² ICRF-187 wie zum Beispiel mindestens 500 mg/m² ICRF-187, bevorzugt zu mindestens 1000 mg/m² ICRF-187, insbesondere bevorzugt zu mindestens 1200 mg/m² ICRF-187 und noch bevorzugter zu mindestens 1500 mg/m² ICRF-187 ist.
Erfindungsgemäß werden die Bis-Dioxypiperazinverbindungen gewöhnlicherweise von den Patienten gut vertragen. Entsprechend kann die Dosis erhöht werden, wenn dies gewünscht ist. Dies wird häufig in Situationen bevorzugt sein, in denen eine hohe Dosis des Topoisomerase II Gifts verabreicht werden muss, zum Beispiel bei einem Behandlungsplan, bei dem einzelne sehr hohe Dosen mit langen Zwischenintervallen verabreicht werden.
Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Bis-Dioxypiperazinverbindung daher einem Säugetier in einer Dosismenge verabreicht, die äquivalent zu mindestens 2000 mg/m² ICRF-187 wie zum Beispiel mindestens 2500 mg/m² ICRF-187, bevorzugt zu mindestens 3000 mg/m² ICRF-187 wie zum Beispiel 3500 mg/m² ICRF-187 ist.
Wie oben erwähnt wurde, ist jedes Verhältnis der Dosismenge des Topoisomerase II Giftes und der Dosismenge des Bis-Dioxypiperazin, das in einer erhöhten Überlebensrate im Vergleich zu der äquitoxischen Dosis des Topoisomerase II Giftes alleine resultiert, innerhalb des Umfangs der Erfindung. Nichtsdestotrotz wird angenommen, dass die besten Ergebnisse mit Verhältnissen im Bereich von 1 : 6–6 : 1, wie zum Beispiel 1 : 4–4 : 1, bevorzugt im Bereich von 1 : 3–3 : 1, berechnet basierend auf dem Gewicht der aktiven Arzneimittel, erhalten werden. Im Fall von sehr wirksamen Arzneimitteln wie zum Beispiel VP-26 kann das Bis-Dioxypiperazin jedoch in vergleichsweise höheren Dosismengen verwendet werden als durch die oben dargestellten Verhältnisse angezeigt wird.
Auch in Situationen, bei denen das optimale Verhältnis der Kombination für einen Patienten nicht bekannt ist, ist das Verhältnis zwischen der Dosismenge des Topoisomerase II Giftes und der Dosismenge an Bis-Dioxypiperazin, das verabreicht werden soll, jedoch bevorzugt im Bereich von 1 : 2–2 : 1, mehr bevorzugt im Bereich von 1,5 : 2–2 : 1,5, wobei das am meisten bevorzugte Verhältnis 1 : 1 beträgt, berechnet basierend auf dem Gewicht der aktiven Arzneimittel, da angenommen wird, dass diese Verhältnisse in den meisten Fällen ausreichend sind.
In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung wird das Topoisomerase II Gift in einer hohen Dosismenge wie zum Beispiel jede Dosis zwischen 3 und 10 g/m² oder sogar bis zu 15 g/m², verabreicht. Hohe Dosismengen können aus vielen Gründen wünschenswert sein und bisher wurden sehr hohe Dosismengen nur verabreicht, wenn sie mit einer unterstützenden Behandlung wie zum Beispiel der Stimulation des hämopoietischen Gewebes kombiniert wurden und/oder eine Transplantation von hämopoetischem Gewebe folgte.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Verfahren eine zusätzliche Therapie zur Stimulation des hämopoietischen Gewebes und/oder die Transplantation von hämopoietischen Geweben umfassen.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden dem Säugetier zusätzlich ein Topoisomerase II Gift alleine und/oder ein oder mehrere antikarzinogene Wirkstoffe verabreicht. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn Metastasen des ZNS behandelt werden.
Das Topoisomerase II Gift und Bis-Dioxypiperazin sollten im wesentlichen gleichzeitig verabreicht werden, so dass der Schutz des Gewebes außerhalb des ZNS zu dem Zeitpunkt eintritt, wenn das Topoisomerase II Gift seine zytotoxischen Effekte entfaltet.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Bis-Dioxypiperazin daher vor der Verabreichung des Topoisomerase II Giftes verabreicht.
Bei einem weiteren Aspekt, wird das Bis-Dioxypiperazin in der Zeitspanne von 72 Stunden vor der Verabreichung des Topoisomerase II Giftes bis 24 Stunden nach, wie zum Beispiel von 48 Stunden davor bis 12 Stunden nach, stärker bevorzugt von 24 Stunden davor bis 6 Stunden nach, noch stärker bevorzugt von 12 Stunden davor bis 3 Stunden nach, insbesondere bevorzugt von 6 Stunden davor bis eine Stunde nach und am meisten bevorzugt 3 Stunden davor bis 1 Stunde nach der Verareichung des Topoisomerase II Gifts verabreicht.
Wie die Ergebnisse anzeigen, wird angenommen, dass es vorteilhaft sein kann, die Patienten in Intervallen zwischen der Verabreichung der Dosen zu behandeln, die sich von gewöhnlichen Zeitplänen, bei denen der Patient jeden Tag für 3 oder 5 Tage behandelt wird, unterscheiden. Bei einer Ausführungsform wird entsprechend das Topoisomerase II Gift gemäß einem Zeitplan verabreicht, bei dem die eine Verabreichung von der nächsten Verabreichung durch circa 12 Stunden wie zum Beispiel durch 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 Tage getrennt ist, obwohl circa 24 Stunden Unterbrechung auch nützlich sein können.
Bei einer anderen Behandlung ist erfindungsgemäß jede Verabreichung gemäß dem Zeitplan von der nächsten Verabreichung durch mindestens 2 Tage unterbrochen. Jede Verabreichung kann auch von der nächsten Verabreichung durch circa 3 Tage und bis zu circa 3 Wochen oder sogar bis zu circa 4 Wochen unterbrochen sein, wenn dies gewünscht ist. Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist ein Verfahren, bei dem jede Verabreichung von der nächsten Verabreichung durch circa 7 Tage unterbrochen ist.
Gemäß der Erfindung kann die Verabreichung des Topoisomerase II Giftes mit Ausnahme von Doxorubicin in verschiedener Weise erfolgen wie zum Beispiel i. p., i. v. oder durch lokale Applikation wie zum Beispiel einer lokalisierten Injektion. Die Verabreichung von Bis-Dioxypiperazin kann in gleicher Weise i. p. oder i. v. erfolgen.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung einer Einheitsdosis von Topoisomerase II Giften mit Ausnahme von Doxorubicin und einer Einheitsdosis von Bis-Dioxypiperazin zusammen mit einem geeigneten pharmazeutischen Träger zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung von malignen Tumoren des ZNS, einschließlich Metastasen des ZNS von einem Säugetier wie zum Beispiel einem Menschen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen pharmazeutischen Kit zum selektiven Abtöten von Tumorzellen oder metastasierenden Zellen innerhalb des zentralen Nervensystems eines großen Säugetieres, insbesondere eines Menschen, wobei besagter Kit umfasst:

a) eine Einheitsdosis eines Bis-Dioxypiperazins und einen pharmazeutisch verträglichen Träger und
b) eine Einheitsdosis eines Topoisomerase II Giftes mit Ausnahme von Doxorubicin und einen pharmazeutisch verträglichen Träger.

Beschreibung der Abbildung
1 zeigt die Effekte von ICRF-187 auf die Überlebensrate von Mäusen, die mit einer hohen Dosis m-AMSA behandelt wurden. Gruppen von jeweils 11 Mäusen wurden wie im Materialien und Methoden-Abschnitt dargestellt, behandelt. Die Überlebensrate ist in den zwei Gruppen, die mit der Kombination an Wirkstoffen behandelt wurden, im Vergleich zu den Gruppen, die mit m-AMSA alleine behandelt wurden, erhöht. Keine der Mäuse starb nach Tag 20.
m-AMSA 45 mg/kg
m-AMSA 55 mg/kg
ICRF-187 125 mg/kg + m-AMSA 45 mg/kg
ICRF-187 125 mg/kg + m-AMSA 55 mg/kg
Materialien und Methoden
Folgende Abkürzungen wurden benutzt: m-AMSA: (4'-(9-acridinylamino)-methansulfon-m-anisidid, amsakrin). ICRF-187: (ADR-529, Dexrazoxan, [(+)-1,2 bis(3,5-dioxopiperazinyl-1-yl)propan]).
ICRF-187 (Cardioxan^TM) wurde von EuroCetus B. V., Amsterdam, Niederlande bezogen und in Saline auf 25 mg/ml gelöst. Etoposid (20 mg/ml) und Paclitaxel (6 mg/ml) wurden von Bristol-Myers Squibb, Kopenhagen, als Lösung zur klinischen Anwendung bezogen. m-AMSA wurde von Parke-Davis, Pontypool, Gwent, Vereinigtes Königreich bezogen und befand sich in einer N,N-dimetylacetamidlösung und wurde in Säurelactose auf 5 mg/ml weiterverdünnt.
In-vivo-Experimente
Hybride der ersten Generation von weiblichen zufallsverkreuzten „Swiss"-Mäusen und männlichen durch Inzucht vermehrten DBA (NDF1-Hybrid)-Mäusen wurden wie früher beschrieben verwendet (5). Zu Beginn der Experimente wogen die Mäuse zwischen 19 und 21 g. Die Dosismengen von Etoposid, m-AMSA und Paclitaxel wurden entsprechend dem Gewicht angepasst und ICRF-187 wurde in festgesetzten Dosen entweder i. p. oder i. v. in eine Schwanzvene 20 Minuten vor dem untersuchten Wirkstoff appliziert. Die Lethalität wurde aufgenommen und überlebende Mäuse wurden nach 60 Tagen getötet. Die Toxizität wurde anhand des Gewichts und der Leukozytenanzahl ermittelt. Für Gewichtsbestimmungen wurden die Mäuse mit den Wirkstoffen behandelt, markiert und an elf aufeinanderfolgenden Tagen gewogen. Blut für die Bestimmung der Leukozytenanzahl wurde aus einer Schwanzvene erhalten und in einem Hämozytometer an den Tagen 3, 5 und 7 nach der Behandlung gezählt.
Für die Therapieuntersuchungen wurden die Mäuse mit entweder 10⁵ L1210 Leukämiezellen oder 15 × 10⁶ Ehrlich's-Ascites Tumorzellen am Tag 0 i. p. inokuliert und mit den Wirkstoffen am Tag 4 nach der Inokulation i. p. behandelt. Das Gehirntumormodell bestand aus 10⁴ L1210 Zellen oder 15 × 10⁴ Ehrlich's-Ascites Tumorzellen in einem 30 μl Volumen von isotonischem Natriumchlorid, das am Tag 0 in die temporale Region inokuliert wurde, wobei die Behandlung an den Tagen 2, 3 oder 4 nach der Inokulation i. p. erfolgte.
Unter Verwendung der „log probit"-Methode (engt.: log probit method) (4, 5, 14) wurde die LD₉₀ (d. h. die Dosis, die 90% der Tiere tötet) von ICRF-187 Mäusen, die einmal i. p. behandelt wurden, mit 1500 mg/kg abgeschätzt und die LD₁₀ wurde mit 500 mg/kg abgeschätzt. Zuerst wurde der Bereich der ICRF-187-Dosismengen, die in der Lage sind, gegen die durch Etoposid induzierte Lethalität zu schützen, abgeschätzt. Für Studien betreffend die Wirkstofflcombination wurden Konzentrationen im nicht-toxischen 50 mg/kg bis 250 mg/kg-Bereich benutzt, mit Ausnahme von einem Experiment, in dem 500 mg/kg benutzt wurden. Diese unterschiedlichen Dosismengen wurden mit einer festgesetzten Dosis Etoposid von 90 mg/kg kombiniert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt und zeigen, dass so geringe Dosismengen von ICRF-187 wie 50 mg/kg einen guten Schutz gewährleisten.
Als nächstes wurde die Etoposiddosis auf 200 mg/kg erhöht und eine festgesetzt Dosis ICRF-187 wurde als Schutzmittel gegen die durch Etoposid induzierte Lethalität verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. ICRF-187 gewährleistet auch bei 140 mg Etoposid/kg einen erheblichen Schutz, wohingegen der durch ICRF-187 vermittelte Schutz bei einer Etoposiddosis von 180 mg/kg abnimmt und vernachlässigt werden kann. Die Werte für die LD₁₀ und LD₅₀ (d. h. die Dosismengen, die jeweils 10% bzw. 50% der Tiere töten) wurden unter Verwendung der maximalen Wahrscheinlichkeitsmethode (engt.: maximum likelihood method) auf der Grundlage der kompilierten Daten (Tabelle 3) berechnet. Dies zeigt, dass, während die LD₁₀ von Etoposid alleine 34 mg/kg beträgt, sie 122 mg/kg beträgt, wenn es mit 125 mg/kg ICRF-187 kombiniert wird, was einer Dosiserhöhung von Etoposid von 360% entspricht. Ähnliche Ergebnisse wurden erhalten, wenn ICRF-187 i. v. verabreicht wurde und Etoposid i. p. verabreicht wurde (Daten nicht gezeigt). ICRF-187 ist somit ein wirkungsvoller Schutzfaktor gegen die durch Etoposid induzierte Lethalität in Mäusen. Um zu überprüfen, ob der durch ICRF-187 vermittelte Antagonismus auch auf andere Topoisomerase II Gifte in vivo übertragen werden kann, wurde die Toxizität der Kombination von ICRF-187 und m-AMSA in gesunden Mäusen untersucht, wobei das gleiche Verabreichungsschema wie oben beschrieben angewendet wurde. ICRF-187 schützt dabei nicht nur gegen das nichtinterkalierende Etoposid, sondern auch gegen tödliche Ereignisse, die durch das DNA-interkalierende Topoisomerase II Gift m-AMSA hervorgerufen werden. Da für die Interaktion zwischen ICRF-187 und Etoposid angenommen wird, dass sie an dem Zielenzym Topoisomerase II stattfindet, wird für ein Arzneimittel, das nicht gegen Topoisomerase II gerichtet ist, eine Schutzwirkung durch ICRF-187 nicht erwartet. Daher wurde nicht erwartet, dass ein Schutz für das gegen Tubulin gerichtete Arzneistoff Paclitaxel (Taxol) in Kombination mit ICRF-187 auftritt. Wie in Tabelle 4 gezeigt wird, kann einer durch Paclitaxel induzierten Lethalität nicht durch ICRF-187 entgegengewirkt werden.
Es wurde dann der Effekt der Kombination von Etoposid und ICRF-187 in Mäusen untersucht, die entweder mit Ehrlich's-Ascites Tumorzellen oder L1210 Tumorzellen i. p. inokuliert worden waren. ICRF-187 zeigte keinen Antitumoreffekt, wohingegen Etoposid in einer Konzentration von 33 mg/kg wie erwartet einen Anstieg in der Lebensspanne zeigte. In Kombination mit ICRF-187 wurde die Dosis von Etoposid auf 120 mg/kg erhöht und ein nicht-signifikanter Anstieg der Lebensspanne wurde in drei aufeinanderfolgenden Experimenten beobachtet, bei denen L1210 Zellen verwendet wurden, wohingegen keine Synergie für Ehrlich's-Ascites Tumorzellen beobachtet wurde (Tabelle 5).
Als nächstes wurde dann die Hypothese untersucht, dass dieser Unterschied im Anstieg der Lebensspanne durch das Potential der L1210 Leukämiezellen, Metastasen zu bilden, verursacht sein könnte, und es wurde ein möglicher Unterschied hinsichtlich des Transports der zwei Wirkstoffe über die Blut-Hirnschranke untersucht. L1210 Zellen wurden daher ins Gehirn inokuliert und die Tiere i. p. behandelt. Wie in Tabelle 6 dargestellt ist, wurde ein signifikanter Anstieg bezüglich der Lebensspanne erreicht, wenn im Vergleich zu Etoposid allein der Verabreichungsplan für Hochdosis Etoposid in Kombination mit ICRF-187 verwendet wurde.
Die Toxizität der Wirkstoffkombinationen wurde in gesunden Mäusen durch Gewichtsmessungen bewertet. Wie in Tabelle 7 gezeigt ist, wurde der durch Etoposid induzierte Gewichtsverlust weitestgehend durch ICRF-187 verhindert.
Tabelle A
Tabelle 1
Die Letalität von Etoposid wird durch die Vorbehandlung mit ICRF-187 in geringen, nicht toxischen Dosen erniedrigt. Die Wirkstoffe wurden einmal i. p. verabreicht. ICRF-187 wurde unmittelbar vor Etoposid verabreicht.
Tabelle 2
In Experimenten zur Erhöhung der Etoposid-Dosis gewährleistet ICRF-187 immer noch einen erheblichen Schutz bei 140 mg Etoposid/kg.
Tabelle 3
Berechnung der LD₁₀ und LD₅₀ unter Verwendung der maximalen Wahrscheinlichkeitsschätzung (engt.: maximum likelihood estimation). Die 6 Experimente in Tabelle 2 wurden in den Berechnungen berücksichtigt.
Tabelle 4
Die kompilierten Daten von zwei Experimenten zeigen, dass ein Schutz gegen die durch Paclitaxel induzierte Letalität durch Vorbehandlung mit ICRF-187 nicht möglich ist. Gruppen von 11 Mäusen wurden einmal i. p. mit ICRF-187 oder ohne Vorbehandlung mit ICRF-187 behandelt.
Tabelle 5
Die berechneten Werte für LD₁₀ für Etoposid alleine (33 mg/kg) und für Etoposid in Kombination mit ICRF-187 (120 mg/kg) wurden für die Behandlungsstudien benutzt. 1 × 10⁵ L1210-Tumorzellen oder 15 × 10⁶ Ehrlich's Ascites-Tumorzellen wurden am Tag 0 i. p. inokuliert und die Mäuse wurden am Tag 4 i. p. behandelt. Der „Mann Whitney"-Test wurde zur statistischen Auswertung benutzt.
Tabelle 5A
Tabelle 5B
Tabelle 6
Gruppen von 18 Mäusen wurden am Tag 0 inokuliert und am Tag 2 behandelt. Der „Mann Whitney"-Test wurde zur statistischen Auswertung benutzt.
Tabelle 6A
Gruppen von 9 Mäusen wurden am Tag 0 inokuliert und am Tag 2 behandelt. Der „Mann Whitney"-Test wurde zur statistischen Auswertung benutzt.
Die Ergebnisse in Tabelle 6A zeigen eine erhöhte Lebensspanne von 11 bis 33%, entsprechend 300% im Vergleich zu erhöhten Lebensspannen von Mäusen, die mit einer aquitoxischen Dosis eines Topoisomerase II-Giftes allein behandelt wurden.
Tabelle 7
Gruppen von 5 Mäusen wurden mit den Wirkstoffen wie angezeigt behandelt und an 5 aufeinanderfolgenden Tagen gewogen. Etoposid alleine bewirkte eine durchschnittliche Abnahme des Körpergewichts um 6 g, wohingegen die Kombination der Wirkstoffe nur zu einem Gewichtsverlust von 1,5 g führte.
KLINISCHER VERSUCH
Der folgende klinische Test wurde durchgeführt:
1. Zweck

1. Die maximal verträgliche Dosis (engl.: maximum tolerable does, MTD) von Etoposid in Kombination mit einer konstanten Dosis ICRF-187, die einmal pro Woche verabreicht wird, zu bestimmen.
2. Bewertung Toxizität/Verträglichkeit der Kombinationsbehandlung.
3. Bewertung der Antwortrate auf diese Behandlung in Patienten, die ein histologisch belegtes Lungenkarzinom und durch CT-Scannen belegte Hirnmetastasen aufweisen.

2. Behandlungsdosen und Dauer
Diese Dosen werden einmal pro Woche während des Krankenhausaufenthalts gegeben bis die Krankheit fortgeschritten ist oder eine auffällige Toxizität zu beobachten ist (Grad IV gemeinsames Toxizitätskriterium) (engl.: grade IV common toxicitiy criteria, CTC). Eine Behandlungsserie besteht aus wöchentlichen Behandlungen über 4 aufeinanderfolgende Wochen hinweg. Nach einer Behandlungsserie werden die Auswirkungen auf die Tumorbildung bewertet. Dann werden die wöchentlichen Behandlungen fortgesetzt und das Ansprechen wird alle 4 Wochen bewertet. Die Behandlung wird über insgesamt 3 Serien, d. h. 12 Behandlungen ausgeführt. Ein Patient wird auf der ersten Dosisstufe aufgenommen. Danach wird für eine Woche abgewartet, ob unerwartete hämatologische und nichthämatologische Nebenwirkungen auftreten. Bei der gleichen Dosisstärke werden dann 2 weitere Patienten aufgenommen. Wenn bei dieser Dosisstärke es zu keiner Grad II CTC-Toxizität kommt, wird die Dosis auf den nächsten Dosiswert erhöht. Wenn einer von 3 Patienten eine Grad II CTC-Toxizität zeigt, werden bei dieser Dosisstärke 3 weitere Patienten aufgenommen. Wenn 2 von 6 Patienten eine Grad II CTC-Toxizität zeigen, ist die MTD erreicht und die Dosis wird auf 2/3 des benutzten Erhöhungsschritts abgesenkt. Bei der so festgestellten MTD werden weitere Patienten aufgenommen, so dass insgesamt 12 Patienten bei der fraglichen Dosisstärke teilnehmen. Die Behandlung wird für maximal 3 Wochen im Falle einer Nichterholung aufgeschoben. Keine Dosiserhöhung wird mit Hinblick auf den individuellen Patienten durchgeführt. Die ICRF-187-Dosis wurde so ausgewählt, dass ein Verhältnis von 1 : 1 zwischen den Substanzen erreicht wurde.
3. Analysekriterien
3.a Ansprechen
Der Idealzustand ist, dass alle messbaren Läsionen bei jeder Bewertung gemessen werden. Wenn mehrere Läsionen gefunden werden, ist dies möglicherweise nicht möglich und unter solchen Bedingungen müssen 8 repräsentative Schädigungen ausgewählt werden.
Messbare Krankheit (ein- oder zweidimensional messbar):

1. Komplettes Ansprechen (engl.: complete response, CR): Verschwinden aller bekannten Krankheitszustände, bestimmt durch zwei Beobachtungen bei Intervallen von mindestens 4 Wochen.
2. Teilweises Ansprechen (engt.: partial response, PR): Im Falle einer zweidimensional messbaren Krankheit eine Abnahme von mindestens 50% der Summe des Produkts des größten senkrechten Durchmessers von allen messbaren Läsionen, bestimmt durch zwei Beobachtungsintervallen von mindestens 4 Wochen. Im Falle einer eindimensional messbaren Krankheit, eine Reduktion um mindestens 50% der Summe von den größten Durchmessern von allen Läsionen, bestimmt durch zwei Beobachtungen bei Intervallen von mindestens 4 Wochen.
3. Keine Änderung der Krankheit (engt.: no change disease, NC): Im Falle einer zweidimensional messbaren Krankheit, eine < 50%-Abnahme und ein < 25%-Anstieg der Summe des Produkts der größten senkrechten Durchmesser von allen messbaren Läsionen. Im Falle einer eindimensional messbaren Krankheit, eine < 50%-Abnahme und eine < 25%-Anstieg der Summe des Durchmesser aller Läsionen. Es dürfen keine neuen Läsionen auftreten.
4. Fortschreitende Krankheit (engl.: progressive disease, PG): Ein > 25%-Anstieg der Größe von mindestens einer zweidimensional oder eindimensional messbaren Läsion oder Auftreten einer neuen Läsion.

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Claims

Verwendung einer Kombination einer wirksamen Tumor- oder Metastasen abtötenden Menge eines Topoisomerase II Giftes sowie eines Bis-Dioxypiperazins, für die Herstellung von Medikamenten zur selektiven Abtötung von Tumor- oder metastasenbildenden Zellen innerhalb eines Kompartiments eines großen Säugetiers inklusive Mensch, wobei das Topoisomerase II Gift nicht Doxorubicin ist.
Verwendung einer Kombination einer wirksamen Tumor- oder Metastasen abtötenden Menge eines Topoisomerase II Giftes sowie eines Bis-Dioxypiperazins, oder von beides umfassenden Zusammensetzungen, für die Herstellung von Medikamenten zur selektiven Abtötung von Tumor- oder metastasenbildenden Zellen innerhalb eines Kompartiments eines großen Säugetiers inklusive Mensch, wobei das Topoisomerase II Gift nicht Doxorubicin ist.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Tumoren oder metastasenbildenden Zellen innerhalb des Zentralnervensystems (ZNS) des großen Säugetiers vorliegen.
Verwendung nach Anspruch 3, wobei das Topoisomerase II Gift und die Bis-Dioxypiperazin-Verbindung ausgewählt sind und bezüglich ihrer Mengen, ausgedrückt in mg pro m² eines Menschen und bezüglich des Verhältnisses zwischen ihren Mengen, auf solche Weise verabreicht werden, dass bei Mäusen (wobei der Umwandlungsfaktor so ist, dass 1 mg pro kg beim Menschen einer Größe von 1,80 m und mit einem Gewicht von 70 kg, entsprechend einer Oberfläche von etwa 1,87 m², 3 mg pro kg bei der Maus entsprechen) die entsprechenden Mengen den folgenden Kriterien entsprechen: i) bei Mäusen inokuliert ins Zerebrum mit 15 × 10⁴ Ehrlich-Ascites Tumorzellen oder 10 × 10⁴ L1210 Leukämiezellen in einem Volumen von 30 μl isotonischer Natriumchloridlösung, inokuliert am Tage 0 in den temporalen Bereich, Behandlung i. p. am Tag 2 mit der Menge des Topoisomerase II Giftes und bei gleichzeitiger Behandlung mit der Menge der Bis-Dioxypiperazin-Verbindung resultiert eine erhöhte Lebensspanne von mindestens 125%, im Vergleich zur erhöhten Lebensspanne von Mäusen, die mit Topoisomerase II Gift allein in einer äquitoxischen Dosis behandelt wurden (wobei die äquitoxische Dosis berechnet wird als die Dosis, die bei gesunden Mäusen zu einer ähnlichen Letalität wie die Kombination führt); und/oder ii) bei Mäusen, die mit dem Topoisomerase II Gift allein bzw. kombiniert mit der Bis-Dioxypiperazin-Verbindung behandelt wurden, ist der LD₁₀ der Kombination mindestens 25% größer als der LD₁₀ des Topoisomerase II Giftes allein.
Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Tumor- oder metastasenbildenden Zellen innerhalb des intraperitonealen Hohlraums oder des intrapleuralen Hohlraums eines Menschen sind, und wobei das Topoisomerase II Gift nicht Doxorubicin und Daunorubicin ist.
Verwendung nach Anspruch 5, wobei die Medikamente auf solche Weise verabreicht werden, dass das Topoisomerase II Gift lokal am intraperitonealen Hohlraum oder am intrapleuralen Hohlraum verabreicht wird, während die Bis-Dioxypiperazin-Verbindung systemisch verabreicht wird.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Topoisomerase II Gift und die Bis-Dioxypiperazin-Verbindung ausgewählt sind und verabreicht werden um ferner dem folgenden Kriterium zu entsprechen: iii) bei Mäusen inokuliert i. p. mit 15 × 10⁶ Ehrlich-Ascites Tumorzellen am Tag 0, Behandlung i. p. am Tag 4 mit der Menge an Topoisomerase II Gift und mit gleichzeitiger Behandlung mit der Menge der Bis-Dioxypiperazin-Verbindung, führt die Behandlung zu einer erhöhten Lebensspanne von höchstens 200%, wie etwa höchstens 150%, vorzugsweise höchstens 125%, verglichen mit der erhöhten Lebensspanne von Mäusen, die mit dem Topoisomerase II Gift allein in einer äquitoxischen Dosis, wie in Anspruch 4 definiert, behandelt wurden.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Topoisomerase II Gift in einer Dosismenge vorliegt, die äquivalent ist zu mindestens 200 mg pro m² Etoposid, wie etwa mindestens 500 mg pro m² Etoposid, vorzugsweise mindestens 1000 mg pro m² Etoposid, stärker bevorzugt mindestens 1200 mg pro m² Etoposid, und insbesondere bevorzugt mindestens 1500 mg pro m² Etoposid.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Topoisomerase II Gift in einer Dosismenge vorliegt, die äquivalent ist zu mindestens 2000 mg pro m² Etoposid ist, wie etwa mindestens 2500 mg pro m² Etoposid, vorzugsweise mindestens 3000 mg pro m² Etoposid, und insbesondere etwa 3500 mg pro m² Etoposid.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bis-Dioxypiperazin-Verbindung in einer Dosismenge vorliegt, die äquivalent ist zu mindestens 200 mg pro m² ICRF-187, wie etwa mindestens 500 mg pro m² ICRF-187, vorzugsweise mindestens 1000 mg pro m² ICRF-187, weiter bevorzugt mindestens 1200 mg pro m² ICRF-187, und insbesondere bevorzugt mindestens 1500 mg pro m² ICRF-187.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bis-Dioxypiperazin-Verbindung in einer Dosismenge vorliegt, die äquivalent ist zu mindestens 2000 mg pro m² ICRF-187, wie etwa mindestens 2500 mg pro m² ICRF-187, vorzugsweise mindestens 3000 mg pro m² ICRF-187, insbesondere bevorzugt etwa 3500 mg pro m² ICRF-187.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis zwischen der Dosismenge des Topoisomerase II Giftes und der Dosismenge des Bis-Dioxypiperazins, die verabreicht werden sollen, im Bereich von 1 : 6–6 : 1, wie etwa 1 : 4 bis 4 : 1, vorzugsweise im Bereich von 1 : 3–3 : 1 liegt, berechnet nach dem Gewicht der aktiven Wirkstoffe.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis zwischen der Dosismenge des Topoisomerase II Giftes und der Dosismenge des Bis-Dioxypiperazins, die verabreicht werden sollen, im Bereich von 1 : 2–2 : 1, vorzugsweise im Bereich von 1,5 : 2–2 : 1,5, besonders bevorzugt bei 1 : 1 liegt, berechnet nach dem Gewicht der aktiven Wirkstoffe.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zu verabreichende Topoisomerase II Gift in einer hohen Dosismenge vorliegt, wie etwa einer Dosierung von zwischen 3 und 15 g pro m².
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Mensch ferner eine Zweittherapie zur Stimulierung des hämopoietischen Gewebes bekommt und/oder eine Transplantation des hämopoietischen Gewebes empfängt.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Topoisomerase II Gift und das Bis-Dioxypiperazin im wesentlichen gleichzeitig verabreicht werden.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bis-Dioxypiperazin vor der Verabreichung der Topoisomerase II verabreicht wird.
Verwendung nach Anspruch 17, wobei das Bis-Dioxypiperazin im Zeitraum von 72 Stunden vor der Verabreichung des Topoisomerase II Giftes bis 24 Stunden danach, wie etwa von 48 Stunden vor bis 12 Stunden danach, stärker bevorzugt von 24 Stunden davor bis 6 Stunden danach, weiters bevorzugt von 12 Stunden davor bis 3 Stunden danach, noch weiter bevorzugt von 6 Stunden davor bis 1 Stunde danach, insbesondere bevorzugt von 3 Stunden davor bis 1 Stunde nach der Verabreichung des Topoisomerase II Giftes verabreicht wird.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Topoisomerase II Gift und die Bis-Dioxypiperazin-Verbindung ausgewählt sind und verabreicht werden um dem folgenden Kriterium zu entsprechen: i) bei Mäusen inokuliert in das Zerebrum mit 15 × 10⁴ Ehrlich-Ascites Tumorzellen in einem Volumen von 30 μl isotonischer Natriumchloridlösung, inokuliert am Tag 0 in den temporalen Bereich, Behandlung i. p. am Tag 2 mit der Menge an Topoisomerase II Gift und bei gleichzeitiger Behandlung mit der Menge der Bis-Dioxypiperazin-Verbindung, resultiert die Behandlung in einer erhöhten Lebensspanne von mindestens 150%, wie etwa mindestens 200%, vorzugsweise mindestens 250%, wie etwa 300%, im Vergleich zur erhöhten Lebensspanne bei Mäusen, die mit Topoisomerase II Gift allein in einer äquitoxischen Dosis, wie in Anspruch 4 definiert, behandelt wurden.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Topoisomerase II Gift und die Bis-Dioxypiperazin-Verbindung ausgewählt sind und verabreicht werden um den folgenden Kriterium zu entsprechen: ii) bei Mäusen behandelt mit dem Topoisomerase II Gift allein bzw. kombiniert mit der Bis-Dioxypiperazin-Verbindung, ist der LD₁₀ der Kombination mindestens 50% höher, wie etwa mindestens 100% höher, vorzugsweise mindestens 150% höher, als der LD₁₀ des Topoisomerase II Giftes allein.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Topoisomerase II Gift und die Bis-Dioxypiperazin-Verbindung ausgewählt sind und verabreicht werden um dem folgenden Kriterium zu entsprechen: iia) bei Mäusen behandelt mit dem Topoisomerase II Gift allein bzw. kombiniert mit der Bis-Dioxypiperazin-Verbindung, ist der LD₁₀ der Kombination um mindestens 200% höher, stärker bevorzugt mindestens 250% höher, vorzugsweise mindestens 300% höher, weiters bevorzugt mindestens 350% höher, wie etwa 360% höher, als der LD₁₀ des Topoisomerase II Giftes allein.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Topoisomerase II Gift gemäß einem Zeitplan verabreicht wird, worin eine Verabreichung von der nächsten Verabreichung um mindestens 2 Tage (48 Stunden), wie etwa um 3 Tage, getrennt liegt.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Topoisomerase II Gift gemäß einem Zeitplan verabreicht wird, in dem eine Verabreichung von der nächsten Verabreichung um mindestens 4 Tage, wie etwa um 5 Tage, getrennt liegt.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Topoisomerase II Gift gemäß einem Zeitplan verabreicht wird, in dem jede Verabreichung von der nächsten Verabreichung um mindestens 12 Stunden, wie etwa 24 Stunden oder 2 Tage, getrennt ist.
Verwendung nach Anspruch 24, wobei jede Verabreichung von der nächsten Verabreichung um etwa 3 Tage bis etwa 3 Wochen getrennt ist.
Verwendung nach Anspruch 25, wobei jede Verabreichung von der nächsten Verabreichung um etwa 7 Tage getrennt liegt.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Topoisomerase II Gift Etoposid ist.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Topoisomerase II Gift Teniposid (VM-26) ist.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Topoisomerase II Gift Etoposid-Phosphat ist.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Topoisomerase II Gift Daunorubicin ist.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bis-Dioxypiperazin ICRF-187 ist.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Topoisomerase II Gift aus der Gruppe bestehend aus Etoposid (VP-16), Etoposid-Phosphat, Teniposid (VM-26), m-AMSA, Daunorubicin sowie Mitoxantron ausgewählt ist.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Mensch ferner ein Topoisomerase II Gift allein und/oder in Kombination mit einem oder mehreren anderen Anti-Krebsmitteln erhält.
Pharmazeutischer-Kit zur selektiven Abtötung von Tumor- oder metastasenbildenden Zellen im zentralen Nervensystem eines Menschen, wobei der Kit aus einem einfachen Infusionssystem besteht, welches umfasst: a) eine Dosiseinheit eines Bis-Dioxypiperazins sowie einen pharmazeutisch akzeptablen Träger, und b) eine Dosiseinheit eines Topoisomerase II Giftes mit Ausnahme von Doxorubicin sowie einen pharmazeutisch akzeptablen Träger, wobei die beiden Dosiseinheiten in zwei einzelnen Verpackungen getrennt vorliegen.