EP0548083A1 - Nervenregenerationsmittel - Google Patents

Nervenregenerationsmittel

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EP0548083A1
EP0548083A1 EP19910911250 EP91911250A EP0548083A1 EP 0548083 A1 EP0548083 A1 EP 0548083A1 EP 19910911250 EP19910911250 EP 19910911250 EP 91911250 A EP91911250 A EP 91911250A EP 0548083 A1 EP0548083 A1 EP 0548083A1
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EP
European Patent Office
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medicament
nerve
interleukin
messenger
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19910911250
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Dr. Med. Wehling
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP0548083A1 publication Critical patent/EP0548083A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/17Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/17Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • A61K38/19Cytokines; Lymphokines; Interferons
    • A61K38/20Interleukins [IL]
    • A61K38/2006IL-1

Definitions

  • the invention relates to the manufacture of a medicament for the regeneration of nerves, the function of which is impaired due to a traumatic event or otherwise, for example due to burns or radiation damage.
  • nerve cells In mammals and also in humans, many more nerve cells initially develop than are later used in the development of the nervous system. So-called neurotrophic factors then decide in the further course of development which nerve cell remains alive and which does not. It can only survive if a nerve cell makes contact with a target tissue via its axons - the stimulating cell processes - in which the neurotrophic substance necessary for its growth is contained or is produced. If this contact, e.g. interrupted by a traumatic event, the cell dies.
  • the longest known neurotrophic factor is the peptide NGF (nerve growth factor). NGF keeps both sympathetic and some types of sensory cells alive. In addition to the nerve growth factor NGF, other proteins have recently been discovered that enable the survival of the respective nerve cells. For example, the peptide BDNF (brain-derived neurotrophic factor), which is primarily responsible for the functionality of sensory nerve cells and neurons that are involved in the visual process. As well as factors not specified in more detail, such as the fibroblast growth factor FGF, the ciliary neurotrophic factor CNTF, the purpurin and the activin, for which a survival effect has so far only been demonstrated in vitro, that is to say in cell culture. The starting point for the task was investigations by Lindholm et al. (Nature, Vol.
  • the object of the invention is to provide a medicament which promotes the regeneration of nerves after a traumatic event, such as a severing of the nerve, or in the event of burns and radiation damage.
  • a traumatic event such as a severing of the nerve, or in the event of burns and radiation damage.
  • This object is achieved according to claim 1 by the use of messenger substances from the immune system for the manufacture of a medicament for the regeneration of nerves.
  • the messenger substances are advantageously selected from the group of kinins, in particular cytokines and lyphokines, that is to say leukotrienes, prostaglandins, interleukins and interferons, and combinations thereof.
  • Interleukin-1 is very particularly preferred.
  • kinins such as interleukin-1, which is mainly produced by macrophages and monocytes but also by other cells, have healing properties as well as tissue-destroying effects.
  • This opposite effect can, however, be explained by the pathophysiology of the inflammation and the diverse properties and functions of the messenger substances of the immune system.
  • interleukin has a variety of biological functions in the immune response: it activates the T cells by inducing the production of interleukin-2 and its receptor; it induces fever; it increases connective tissue absorption and stimulates fibroblasts and synovial cells (e.g. synovial cells HIG-82, synovial skin cells), which themselves also produce interleukin-1, for the release of protaglandins.
  • synovial cells e.g. synovial cells HIG-82, synovial skin cells
  • Interleukin contains two related proteins, the alpha and the beta form of interleukin 1, both of which react with the same receptor. However, due to this structural relationship, both interleukins should be particularly suitable for the production of a medicament for the regeneration of nerve cells. With regard to the treatment of people, the use of genetically derived, human inter - I _
  • the interleukin-1 is advantageously contained in the medicament between 50 and 5000 units / ml if the medicament is not subsequently diluted.
  • the nerve severance leads to two competing pathophysiological processes at the severing site: on the one hand, the amputated neuron tries to regain its old extent by sprouting appendages in the distal part of the injury (cellular regeneration) - the number of However, nerve cells remain unchanged - on the other hand, this is countered by injury-related fibroplasia and scar formation, whereby the number of connective tissue cells increases. The new connective tissue cells then block the free space distal to the injury and thus the nerve regeneration.
  • the process of wound healing can be inhibited at various levels.
  • Preferred here is, among other things, the addition of connective tissue-dissolving and / or scar-destroying substances to the medicament:
  • Such substances are, for example, collagenases and / or peptidases, such as chymopapain, papain, chymotrypsin, trypsin, etc.
  • the addition of collagenase in a concentration between is very particularly preferred 100 - 10,000 U / ml.
  • substances such as proline derivatives, in particular cis-hydroxyproline, is also advantageous 7 -
  • hormones and factors which promote nerve growth and / or delay wound healing are also advantageous.
  • Corticosteroids and their derivatives, progesterone, estrogen, methyl-prednisolone, triamzinolone acetate, as well as insulin, PDGF (platelet-derived growth factor), GH (growth hormone), FGF (fibroblast growth factor), CNTF (ciliary neurotrophic factor) are recommended for this ), Purple, activin, and descendants thereof.
  • steroids have an anti-inflammatory effect for weeks and suppress wound healing.
  • Estrogen and progesterone also show a similar effect in wound healing.
  • the topical application of triamzinolone acetate also shows an improvement in nerve regeneration.
  • the medicament additionally contains a fibrin glue made of aprotinin-CaCl ⁇ ; Thrombin and fibrinogen; Tissucol W2 (Red List: 47047).
  • the medicament can additionally have surfactants, solvents, solubilizers, stabilizers, antioxidants, such as dithioerythritol, in order to ensure the durability and effectiveness of the composition.
  • the form of administration of the medicament is advantageously adapted to the treatment method. Due to the different possible uses, the following forms of application of the drug appear to be advantageous: as an injection solution, as an infusion solution for local and / or systemic infusions, as a therapeutic system, e.g. as a dispenser implant, dispenser balls, as a solution and jelly for spreading or as an intermediate filling.
  • Figure 1 is a scheme for performing animal experiments
  • FIG. 2 shows the clinical evaluation of the animal experiments with regard to the average motor power of the right hind paw
  • FIG. 3 shows the representative derivation of the evoked spinal potential and the evoked muscle activity in the intrinsic foot muscles after irritation of the sciatic nerve proximal or distal to the severing point on a test animal, whereby in addition to the epidural suture and fibrin seal, the medicament according to the invention was used;
  • FIG. 4 analogously to FIG. 3, a representative derivation of the evoked spinal potential and the evoked muscle activity in the intrinsic foot muscles after irritation of the sciatic nerve, only one animal from the control group was used;
  • FIG. 5 shows the change in the amplitude of the evoked spinal potential in the test and control group as a function of the time after the operation;
  • FIG. 6 shows the height of the amplitudes in the intrinsic foot muscles measured after stimulation of the sciatic nerve proximal to the nerve severing in the control and test group;
  • FIG. 7 shows the average values of the measured nerve conduction speed (NLG) in the control and experimental group.
  • Figure 8b their relative frequency as a function of the total fiber diameter of the myelinated nerve fibers.
  • the surgical procedure was as follows: In nembutal anesthesia (40-50 mg / kg body weight), the right sciatic nerve of the Wistar rat was exposed laterally up to the branching in the tibial and peroneal nerves. Then 3 marker threads (9-0 Ethilon W2 , BV-4, monofilament, polyamide, from Ethicon) were placed epineurally in the longitudinal direction to prevent the nerves from rotating. The nerve was severed with a smooth cut about 1 cm proximal to branching with the aid of microscissors.
  • the epineural suture was made with 6 threads of 9-0 Ethilon. Approx. 1mm proximal and distal of the separation point between the nerve slowly injected with 0.05 ml of dissolved IL-beta (50 U; from Genzy e) at a concentration of 1000 U / ml. The injection was slow, so that the continuation of the 11-1 solution into the severing area could be followed under the surgical microscope.
  • the rat interleukin-1 beta used had a molecular weight of 17,000 daltons; it was dissolved in buffer solution shortly before the injection.
  • the seam area was then treated with 0.05 ml of fibrin glue (100 IU aprotinin calcium chloride / ml + 50 IU thrombin and fibrinogen; Tissucol TM) coated, in order to prevent escapes that the interleukin-1 from the tions Symposiumt Transsek-.
  • fibrin glue 100 IU aprotinin calcium chloride / ml + 50 IU thrombin and fibrinogen; Tissucol TM coated
  • the control group (6 animals) was treated and examined immediately. However, no interleukin-1 but physiological saline was injected.
  • the animals in the experimental and control group were observed over a period of 3 months.
  • the animals were completely neurophysiologically examined before the operation as well as 7, 12, 15, 25, 32, 40, 60 (80th, for IL-1) and 90 days after the operation.
  • In order to be able to rule out an autonomous denervation behavior (biting the hind paw) of the animals they were photographed in the same interval.
  • After 3 months, all test animals and 3 control animals were assessed "clinically" and ⁇ torphometrically. The course of the experiment and the analyzes is shown schematically in FIG. 1.
  • the clinical findings are shown graphically in FIG. 2.
  • the SFI according to de Medinacelli is plotted in percent and the ordinate shows the postoperative time.
  • the graphic shows the Average motor performance of the right hind paw in the experimental (11-1 + suture / fibrin) and control group (suture / fibrin only).
  • the experimental group comprises 5 animals and the control group 6 animals. In the test group, the clinical motor performance is increased on average. The under- . difference is significant (p ⁇ 0.05).
  • a weakened toe spread reflex was to be triggered in all animals after 90 days. In the control group, however, only 3 animals showed this reflex, the others not. '
  • the evoked spinal potentials were carried out at the level L1 after simultaneous irritation of the tibial nerve distal to the severance at the level of the Achilles tendon insertion.
  • CAMP intrinsic foot muscles
  • Figure 3 shows the representative derivative of . evoked spinal potential (SSEP L1, left lane) and the evoked muscle activity in the intrinsic foot muscles (CAMP, right lane) after irritation of the proximal sciatic nerve (CAMP) or distal (SSEP) of the severed parts on a test animal e 'iner epidural seam and Fibrinab ⁇ seal and using the invention Medika ⁇ management.
  • the animal in question developed complete foot paresis immediately after severing the nerve, which improved significantly from the 60th clinical day.
  • the filter setting was LF: 10 Hz + HF: 10 kHz
  • the SSEP (left lane) corresponds to 64 averaged answers.
  • the CAMP (right lane) corresponds to a unique irritation of the nerve. Supramaximal stimuli were used. If it was not possible to determine the threshold value due to complete paresis, the irritation was caused by applying 40 mV.
  • FIG. 4 shows an analogous investigation on a control animal. The severed parts were only treated by epidural suture and fibrin sealing, but no treatment with interleukin was carried out.
  • the control animal also developed a complete foot paresis immediately after severing the nerve, which only improved slightly over time.
  • the filter setting was LF: 10 Hz + HF: 10 kHz.
  • the SSEP on the left corresponds to 64 averaged answers.
  • the CAMP corresponds to a unique irritation of the nerve.
  • Supramaximal stimuli were used.
  • FIG. 5 shows the amplitude values (SSEP-Ll) of the evoked spinal nerve potentials in ⁇ V at level L1 in the test and control group as a function of the time after the operation.
  • the irritation occurs in the right tibial nerve distal to the nerve severance at the level of the Achilles tendon. The point of irritation was thus approx. 3.5 cm from the severing point.
  • the evoked muscle response of the intrinsic foot muscles in the aforementioned experiment on the treated side showed a high level of reproducibility with an intra- and inter-individual constant increase in the amplitude of the CMAP to be observed in the two groups from the 40th to 60th postoperative day. Up to the 32nd postoperative day, no potential in the dependent foot muscles could be derived in both groups on the treated side. From the 40th postoperative day in the experimental group (11-1, 5 animals) a potential could be derived in 2 animals. In contrast, this was not possible with any of the animals in the control group.
  • FIG. 7 graphically shows and evaluates the height of the motor NLG in m / s (vertical axis) preoperatively and 90 days postoperatively in the test and control group.
  • the average values with standard deviation of the measured nerve conduction velocity (NLG) are shown.
  • the NLG was determined from the derivation of the muscle response after irritation of the sciatic nerve. ximal and distal of the nerve severing area. If a CAMP was not detectable at two different stimulation sites, this animal was not included in the static calculation of the NLG.
  • the NLG could be determined in one animal in the control group; in the test group (with interleukin-1), however, in all. After 90 days, the NLG could be measured in all animals of both groups. The difference in motor nerve conduction speed after 90 days of treatment is significant.
  • FIGS. 8a and b The result of the morphometric examination in the test and control group is shown in FIGS. 8a and b.
  • FIG. 8a shows the total number of myelinated fibers 5 mm distal to the nerve severing site 12 weeks after the severing.
  • the counting shows that in the group protests ⁇ the total fiber number (m: 13336) is significantly higher relative to the Kon ⁇ roller (9685 m). This difference has a significance level of p ⁇ 0.004.
  • the total nerve fiber diameter is indicated on the horizontal axis in steps of 0.5 ⁇ m.
  • the mean diameter of the axon was 2.108 ⁇ m (sd: 1.032) in the test group and 2.271 ⁇ m in the control group (sd: 1.068).
  • results show, compared to a control group, a significant improvement in neurophysiological parameters and clinically functional values, the total number of myelinated axons 5 mm distal to the transection was increased, the morphometric parameters remained unchanged.
  • the pathophysiological mechanism behind this improved functional nerve regeneration result can only be assessed hypothetically.
  • the membrane properties of the nerve fibers are possibly stabilized in the sense of improved resistance to damaging influences which take place in the submicroscopic range.

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Description

Hervenregenerationsmittel B E S C H R E I B U N G
Die Erfindung betrifft die Herstellung eines Medikaments zur Regeneration von Nerven, deren Funktion aufgrund eines traumatischen Ereignisses oder anderweitig, bspw. durch Verbrennungs- oder Strahlenεchäden, beeinträchtigt ist.
Bei Säugetieren und auch beim Menschen entstehen bei der Entwicklung des Nervensystems zunächst viel mehr Nervenzel¬ len als später verwendet werden. Sogenannte neurotrophe Faktoren entscheiden dann im weiteren Verlauf der Entwick¬ lung darüber, welche Nervenzelle am Leben bleibt und welche nicht. Nur wenn eine Nervenzelle über ihre Axons - den reizleitenden Zellfortsätzen - Kontakt zu einem Zielgewebe gewinnt, in dem der für ihr Gedeihen notwendige neurotrophe Stoff enthalten ist bzw. produziert wird, kann sie überle¬ ben. Wird dieser Kontakt, z.B. durch ein traumatisches Ereignis, unterbrochen, so stirbt die Zelle.
Der am längsten bekannte neurotrophe Faktor ist das Peptid NGF (Nervenwachstumsfaktor; engl. : nerve growth factor) . NGF erhält sowohl sympatische als auch einige Arten von sensorische Zellen am Leben. Neben dem Nervenwachstumsfak- tor NGF wurden in jüngerer Zeit noch weitere Eiweißstoffe entdeckt, die das Oberleben der jeweiligen Nervenzellen ermöglichen. So beispielsweise das Peptid BDNF (brain- derived neurotrophic factor) , das vor allem für die Funk¬ tionsfähigkeit von sensorischen Nervenzellen und von Neuro¬ nen, die am Sehvorgang beteiligt sind, zuständig ist. Sowie nicht näher bestimmte Faktoren, wie der Fibroblastenwachs- tumsfaktor FGF, der ziliäre neurotrophe Faktor CNTF, das Purpurin und das Activin, bei denen ein Überlebenseffekt bislang nur in vitro, also in der Zellkultur, nachweisbar war. Ausgangspunkt für die Aufgabenstellung waren Untersuchungen von Lindholm et al. (Nature, Vol. 330, 658 ff (1987); J. Biol. Chem., Vol. 263, 16348 ff (1988)) über die intrazel¬ luläre Regulation der NGF-Synthese nach deren Stimulation durch Interleukin-1. Diese Versuche zeigen u.a., daß die Zugabe von 11-1 bei non-neuronalen Zellen (Fibroblasten) des N. ischiadicus der Ratte zu einer Erhöhung des intra¬ zellulären Spiegels der NGF-Boten-RNA führt. Eingewanderte Makrophagen, die 11-1 freisetzen, besitzen in vivo die gleiche Wirkung. Es ist ferner bekannt, daß Fibroblasten eine hohe Zahl an IL-1 Rezeptoren und daß alle non-neurona¬ len Zellen des N. ischiadicus die Fähigkeit zur NGF-Syn¬ these besitzen (Heumann et al. (1987) J. Cell Biol , Vol. 104, 1623 ff) .
Trotz aller wissenschaftlichen Untersuchungen, gab es aber bislang kein Medikament, das das Absterben der Nerven und Nervenzellen nach einem traumatischen Ereignis, wie einer Durchtrennung, verhindert bzw. die Regeneration der Nerven¬ zellen" und Fasern fördert. Zytokine und Lymphokine, wie Interleukine, Prostaglandine, Leukotriene, Interleukine, und auch Interferone sind nämlich humorale Entzündungsme¬ diatoren, die bei sogenannten entzündlichen Erkrankungen eine gewebszerstδrenden Wirkung besitzen. Synoviale Cyto- kine wurden daher für nerventoxisch gehalten. Auch wird durch die Entzündung die Spontanaktivität des Nerven erhöht, was für den betreffenden Patienten äußerst schmerz¬ haft ist. Deshalb wurde angenommen, daß diese im wesent¬ lichen in vitro durchgeführten Versuche für die medizini¬ sche Praxis nicht von Bedeutung sind.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Medikament zur Verfügung zu stellen, das die Regeneration von Nerven nach einem traumatischen Ereignis, wie einer Durchtrennung des Ner- vens, oder bei Verbrennungs- und Strahlenschäden fördert. Diese Aufgabe wird gemäß Patentanspruch 1 durch die Verwen¬ dung von Botenstoffen des Immunsystems zur Herstellung eines Medikaments zur Regeneration von Nerven gelöst.
Die Botenstoffe sind dabei vorteilhafterweise ausgewählt aus der Gruppe der Kinine, insbesondere der Zytokine und Ly phokine, also der Leukotriene, Prostaglandine, Interleu¬ kine und Interferone sowie Kombinationen davon. Ganz beson¬ ders bevorzugt ist hierbei das Interleukin-1.
Auf den ersten Blick mag es als völlig abwegig erscheinen, bei Kininen, wie Interleukin-1, das vor allem von Makropha- gen und Monozyten aber auch von anderen Zellen produziert wird, neben der gewebszerstδrenden Wirkung auch heilende Eigenschaft zu vermuten. Diese gegensätzliche Wirkung ist aber aus der Pathophysiologie der Entzündung sowie der ver¬ vielfältigen Eigenschaften und Funktionen der Botenstoffe des Immunsystems erklärbar.
So besitzt bspw. Interleukin eine Vielzahl von biologischen Funktionen bei der Immunantwort: es aktiviert die T-Zellen, indem es die Produktion von Interleukin-2 und dessen Rezep¬ tor induziert; es induziert Fieber; es erhöht die Bindege- websresorption und stimuliert Fibroblasten und synoviale Zellen (z.B. Synovialzellen HIG-82, Gelenksinnenhautzel¬ len) , die selbst auch Interleukin-1 produzieren, zur Aus¬ schüttung von Protaglandinen.
Interleukin beinhaltet hierbei zwei verwandte Proteine, die alpha und die die beta-Form von Interleukin 1, die beide mit dem gleichen Rezeptor reagieren. Beide Interleukine dürften aber aufgrund dieser Strukturverwandtschaft für die Herstellung eines Medikaments zur Regeneration von Nerven¬ zellen besonders geeignet sein. Ganz besonders empfiehlt sich hierbei im Hinblick auf die Behandlung von Menschen, die Verwendung von gentechnisch gewonnenem, humanem Inter- - I _
leukin, das in Kürze auch vom Bundesgesundheitsamt zugelas¬ sen werden dürfte.
Das Interleukin-1 ist dabei vorteilhafterweise, wenn das Medikament nicht später verdünnt wird, zwischen 50 und 5000 Einheiten/ml im Medikament enthalten.
Ein weiteres großes klinisches Problem ist auch die Narben— bildung in der Umgebung der Durchtrennungsstelle. Die Nervendurchtrennung führt nämlich an der Durch¬ trennungsstelle zu zwei konkurrierenden pathophysiologi- schen Abläufen: einerseits versucht das amputierte Neuron durch die Aussprossung von Fortsätzen in den distalen An¬ teil der Verletzung zu seiner alten Ausdehnung zurückzuge¬ langen (zelluläre Regeneration) - die Zahl der Nervenzellen bleibt aber unverändert - andererseits steht dem aber die verletzungsbedingte Fibroplasie und Narbenbildung, wobei sich die Zahl der Bindegewebszellen erhöht, entgegen. Die neuen Bindegewebszellen blockieren dann den distal zur Ver¬ letzung gelegenen freien Raum und somit die Nervenregenera¬ tion.
Daraus ergibt sich der Ansatz, eine Veränderungen des Granulationsgewebes mit dem Ziel der Verbesserung des Nervenregnerationsergebnisses zu erreichen.
Der Prozeß der Wundheilung kann auf verschiedenen Ebenen gehemmt werden. Bevorzugt ist hierbei u.a. der Zusatz von bindegewebslδsenden und/oder narbenzerstörenden Stoffen zum Medikament: Derartige Stoffe sind bspw. Kollagenasen und/oder Peptidasen, wie Chymopapain, Papain, Chymotrypsin, Trypsin, etc. Ganz besonders bevorzugt ist der Zusatz von Kollagenase in einer Konzentration zwischen 100 - 10 000 E/ml. Weiter vorteilhaft ist auch der Zusatz von Substanzen wie Prolinderivaten, insbesondere von cis-Hydroxyprolin 7 -
und/oder D-Pencillamin, die in vivo die Synthese von Kolla¬ gen und Kollagenfasern inhibieren.
So wird in Gegenwart von cis-Hydroxyprolin dieses anstelle von Prolin in das Prokollagen eingebaut, was eine vermin¬ derte Kollagenbildung zur Folge hat. Im Rattenmodell zeigt sich dann bei Nervenregeneration - verglichen mit einem Kontrollnerv - tatsächlich eine Erhöhung des neuralen Mye¬ linsulfats bei gleichzeitiger Veringerung des Kollagens um 47 % im distalen Segment. Auch D-Penicillamin kann neuge¬ bildetes Kollagen in seiner strukturellen Stablilität schwächen.
Weiter vorteilhaft ist auch der Zusatz von nervenwachstums- fδrdernden und/oder die Wundheilung verzögernden Hormonen und Faktoren. Hierfür empfehlen sich Corticosteroide und deren Derivaten, Progesteron, östrogen, Methyl-Prednisolon, Triamzinolon-Acetat, sowie Insulin, PDGF (engl.: platelet- derived growth factor) , GH (Wachstumshormon) , FGF (Fibroblastenwachstumsfaktor) , CNTF (ziliärer neurotropher Faktor) , Purpurin, Activin, sowie Abkömmlinge davon. So zeigen Steroide über Wochen einen antiphlogistischen Effekt und unterdrücken die Wundheilung. Auch östrogen und Proge¬ steron zeigen bei der Wundheilung eine ähnliche Wirkung. Auch die topische Anwendung von Triamzinolon-Acetat zeigt vereinzelt eine Verbesserung des Nervenregeneration.
Aus operations- und heilungstechnischen Gruünden ist es weiter vorteilhaft, wenn das Medikament zusätzlich einen Fibrinkleber aus Aprotinin-CaCl∑ ; Thrombin und Fibrinogen; TissucolW2 (Rote Liste: 47047) aufweist. Das Medikament kann auch zusätzlich Tenside, Lösungsmittel, Lδsungsver- mittler, Stabilisatoren, Antioxidantien, wie Dithioery- thrit, aufweisen, um die Haltbarkeit und Wirkung der Zusam¬ mensetzung zu gewährleisten. — c -
Die Applikationsform des Medikaments ist dabei vorteilhaf¬ terweise dem Behandlungsverfahren angepaßt. Aufgrund der verschiedenen Anwendungsmoglichkeiten erscheinen vor allem folgende Applikationsformen des Medikaments vorteilhaft: als Injektionslδsung, als Infusionslδsung für lokale und/oder systemische Infusionen, als therapeutisches System, z.B. als Dispenserimplantat, Dispenserkugeln, als Lösung und Gelee zum Bestreichen oder als Zwischenfüllung.
Die vorteilhaften Wirkung des erfindungsgemäßen Medikaments bei der Regeneration von Nerven ergeben sich aus verschie¬ denen Tierversuchen. Die Ergebnisse der Versuche sind in den Figuren 1-5 graphisch dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 ein Schema zur Durchführung der Tierversuche;
Figur 2 die klinische Auswertung der Tierversuche hin¬ sichtlich der durchschnittlichen motorischen Leistung der rechten Hinterpfote;
Figur 3 die repräsentative Ableitung des evozierten spinalen Potentials und der evozierten Muskelaktivität in der intrinsischen Fußmuskulatur nach Reizung des N. ischiadicus proximal bzw. distal der Durchtrennungs¬ stelle an einem Versuchstier, wobei neben der epidura- len Naht und Fibrinabdichtung auch das erfindungsge¬ mäße Medikament verwendet wurde;
Figur 4 analog der Figur 3 eine repräsentative Ablei¬ tung des evozierten spinalen Potentials und der evozierten Muskelaktivität in der intrinsischen Fu߬ muskulatur nach Reizung des N. ischiadicus, nur wurde ein Tier aus der Kontrollgruppe verwendet; Figur 5 die Veränderung der Amplitude des evozierten spinalen Potentials in Versuchs- und Kontrollgruppe als Funktion der Zeit nach der Operation;
Figur 6 die Höhe der nach Reizung des N. ischiadicus proximal der Nervendurchtrennung gemessenen Amplituden in der intrinsischen Fußmuskulatur in Kontroll- und Versuchsgruppe;
Figur 7 die Durchschnittswerte der gemessenen Nerveπ- leitgeschwindigkeit (NLG) in Kontroll- und Versuchs- ■ gruppe; und
Figur 8a die absolute Gesamtfaserzahl in Versuchs- und Kontrollgruppe 5 mm distal der Nervendurchtrennungs- stelle 12 Wochen nach der Durchtrennung und
Figur 8b deren relative Häufigkeit als Funktion der Gesamtfaserdurchmesser der myelinisierten Nerven¬ fasern.
Durchführung der Tierversuche
Operationstechnisch wurde folgendermaßen vorgegangen: In Nembutalnarkose (40-50 mg/kg Körpergewicht) wurde der rechte N. ischiadicus der Wistarratte lateral bis zur Auf- zweigung in N. tibialis und N. peronaeus freigelegt. Dann wurden 3 Markierungsfäden (9-0 EthilonW2 , BV-4, monofil, Polyamid, der Fa. Ethicon) , um ein Drehen der Nerven zu verhindern, epineural in Längsrichtung plaziert. Die Ner¬ vendurchtrennung erfolgte mit glattem Schnitt ca 1 cm pro¬ ximal der Aufzweigung mit Hilfe einer Mikroschere.
Die epineurale Naht erfolgte mit 6 Fäden 9-0 Ethilon. Unter der der epiduralen Schicht wurde dann jeweils ca. 1mm pro¬ ximal und distal der Trennungstelle zwischen den Nervenen- den langsam 0,05 ml gelöstes IL-lß (50 E; der Fa. Genzy e) in einer Konzentration von 1000 E/ml injiziert. Die Injek¬ tion erfolgte langsam, so daß das Weiterlaufen der 11-1- δsung in den Durchtrennungsbereich unter dem Operations¬ mikroskop verfolgt werden konnte. Das verwendete Inter- leukin-1 beta der Ratte besaß ein Molekulargewicht von 17 5000 Dalton; es wurde kurz vor der Injektion in Pufferlö¬ sung aufgelöst. Der Nahtbereich wurde dann mit 0,05 ml Fibrinkleber (100 i.E. Aprotinin-Calciumchlorid/ml + 50 i.E. Thrombin und Fibrinogengemisch; Tissucolwz) ummantelt, um zu verhindern, daß das Interleukin-1 aus dem Transsek- tionsbereicht entweicht. Die Versuchsgruppe bestand" aus 5 Tieren.
Die Ko trollgruppe (6 Tiere) wurde gleich behandelt und untersucht. Es wurde allerdings kein Interleukin-1 sondern physiologische Kochsalzlösung injiziert.
Die Tiere der Versuchs- und Kontrollgruppe wurden über einen Zeitraum von 3 Monaten beobachtet. Die Tiere wurden vor der Operation sowie 7, 12, 15, 25, 32, 40, 60 (80., bei IL-1) und 90 Tage nach der Operation vollständig neuro- physiologisch untersucht. Um ein autonomes Denervierungs- verhalten (Anbeißen der Hinterpfote) der Tiere ausschließen zu können, wurden diese im gleichen Intervall fotographisch dokumentiert. Nach 3 Monaten wurden alle Versuchstiere und 3 Kontrolltiere "klinisch" und πtorphometrisch beurteilt. Der Ablauf des Versuchs und der Analysen ist in Figur 1 schematisch dargestellt.
Klinische Befunde
Die klinischen Befunde sind in Figur 2 graphisch darge¬ stellt. Auf der Vertikalachse ist der SFI nach de Medi- nacelli in Procent aufgetragen und auf der Ordinate der postoperative Zeitpunkt. Die Graphik zeigt die durch- schnittliche motorische Leistung der rechten Hinterpfote in der Versuchs- (11-1 + Naht/Fibrin) und der Kontrollgruppe (nur Naht/Fibrin) . Es sind Mittelwerte mit Standardabwei¬ chung des klinischen Index (SFI = sciatic functional index) nach Medinaceli gezeigt. Die Versuchsgruppe umfaßt 5 und die Kontrollgruppe 6 Tiere. In der Versuchsgruppe ist die klinische motorische Leistung im Mittel erhöht. Der Unter- . schied ist signifikant (p<0,05). So war in der Versuchs¬ gruppe nach 90 Tagen bei allen Tieren ein abgeschwächter Zehenspreizreflex auszulösen. Bei der Kontrollgruppe hinge¬ gen zeigten nur 3 Tieren diesen Reflex, die anderen nicht. '
Die Werte der Versuchsgruppe sind durch schräge Linien und Punke dargestellt. Sie betragen (Mittelwert) m = -79%', (Standardabweichung) sd= -12,4. Die Werte der Kontroll¬ gruppe sind durch schwarze Balken dargestellt. Mittelwert m = -102%, Standardabweichung sd = -9,3. Nach 60 Tagen betru¬ gen die Werte in der Versuchsgruppe m = -93 %, sd = -11 und in der Kontrollgruppe m = -106 % sd = -11,3. Bei früheren Meßpunkten waren keine Unterschiede festzustellen.
Neurophysiologsiche Befunde
Zur neurophysiologischen Abschätzung des so atosensiblens Systems wurden die evozierten spinalen Potentiale nach Ab¬ leitung in Höhe Ll unter gleichzeitiger Reizung des N. tibialis distal der Durchtrennung in Höhe des Achillesseh- nenansatzes durchgeführt. Zur Beurteilung des motorischen Systems wurde die durch Reizung des N, ischiadicus proximal und distal der Durchtrennung evozierte Muskelantwort der intrinsischen Fußmuskulatur (CAMP) abgeleitet. Dabei wurde ein Hauptaugenmerk auf die Amplitude der Muskelantwort gelegt, die als Maß der motorischen Reinnervation herange¬ zogen wird. - 1 C -
Figur 3 zeigt die repräsentative Ableitung des. evozierten spinalen Potentials (SSEP Ll, linke Spur) und der evozier¬ ten Muskelaktivität in der intrinsischen Fußmuskulatur (CAMP, rechte Spur) nach Reizung des N. ischiadicus proxi¬ mal (CAMP) bzw. distal (SSEP) der Durchtrennungsteile an einem Versuchstier nach e'iner epiduralen Naht und Fibrinab¬ dichtung und unter Verwendung des erfindungsgemäßen Medika¬ ments. Das betreffende Tier entwickelte unmittelbar nach der Durchtrennung des Nervs eine komplette Fußparese, die sich ab dem 60. klinischen Tag deutlich besserte. Die Fil¬ tereinstellung betrug LF: 10 Hz + HF: 10 kHz, das SSEP (linke Spur) entspricht 64 gemittelten Anworten. Das CAMP (rechte Spur) entspricht einer einmaligen Reizung des Nerven. Es wurden supramaximale Reize verwendet. Wenn eine Schwellwertfestlegung wegen kompletter Parese nicht möglich war, so erfolgte die Reizung durch Anlegen von 40 mV.
Man beachte die deutliche Amplitudenzunahme im CAMP nach 60 und 90 Tagen (Beispiele D und E) , die mit einer deutlichen klinischen Besserung einherging. Die klinischen und neuro- physiologischen Meßwerte der nicht-operierten Gegenseite waren unauffällig.
Figur 4 zeigt eine analoge Untersuchung an einem Kontroll¬ tier. Die Durchtrennungsteile wurde nur durch epiduraler Naht und Fibrinabdichtung behandelt, es erfolgte aber keine Behandlung mit Interleukin.
Das Kontrolltier entwickelte gleichfalls unmittelbar nach der Durchtrennung des Nervs eine komplette Fußparese, die sich mit der Zeit nur geringfügig besserte. Die Filterein¬ stellung betrug LF: 10 Hz + HF: 10 kHz. Das SSEP der linken Seite entpricht 64 gemittelten Antworten. Das CAMP ent¬ spricht einer einmaligen Reizung des Nerven. Es wurden supramaximale Reize verwendet. War eine Schwellenfestlegung wegen kompletter Parese nicht möglich, wurde mit 40 mV gereizt.
Man beachte im Vergleich zu Figur 3 die geringe Zunahme des CAMP am 60. und 90. postoperativen Tag. Die somatosensible Antwort unterscheidet sich vom Versuchstier durch ein ver¬ spätetes Auftreten des SSEP. Die klinischen und neurophy- siologischen Meßwerte der nicht-operierten Gegenseite waren unauffällig.
Evoziertes spinales Potential
Die Figur 5 zeigt die Amplitudenwerte (SSEP-Ll) der evozierten spinalen Nervenpotentiale in μV in Höhe Ll in Versuchs- und Kontrollgruppe als Funktion der Zeit nach der Operation. Die Reizung erfolge im rechten N. tibialis distal der Nervendurchtrennung in Höhe des Ansatzes der Achillessehne. Der Reizpunkt lag somit ca. 3,5 cm von der Durchtrennungsstelle enfernt.
Am 15. postoperativen Tag war ein signifikanter Unterschied (p<0,001) zwischen den beiden Gruppen u beobachten. Die zugehörigen Meßwerte waren:.
Postop. Tag Versuch Kontroll Signifikanz
0 25,0 μV p<0,923;
12 0,o μV
15 9,833μV p<0,001;
19 10,5 μV p<0,085;
25 10,5 μV p<0,22;
32 9,66 μV p<0,492
40 9,66 μV p<0,195
60 10,44 μV p<0,133
90 14,8 μV p<0,54)
Es sind jeweils Mittelwerte m angegeben.
Die erste negativen Spitze zur Festlegung der Latenz konnte wegen des geschwungenen Kurvenverlaufs nicht eindeutig bestimmt werden. Aufgrund dieser methodischen Unsicherheit wurde daher auf die Berechung verzichtet. Im Gegensatz zum CAMP war auch die reproduzierbare Ableitung der Amplitude des SSEP im regenerierenden Nerven im Verlauf der Beobach¬ tungen erschwert. Dies zeigt sich auch durch eine erhöhte Standardabweichung verglichen mit den CAMP-Versuchen.
Evozierte Muskelaktivitat der intrinsischen Fußmuskulatur
(CAMP)
Die Ergebnisse sind in Figur 6 graphisch dargestellt. Es wird die Höhe der nach Reizung des N. ischiadicus proximal der Nervendurchtrennung gemessenen Amplituden in der intrinsischen Fußmuskulatur (in mV) gemessen.
In der mit 11-1 behandelten Gruppe (Karos) ist eine signi¬ fikante A plitudenerhδhung der evozierten Muskelpotentials verglichen mit der Kontrollgruppe (schwarze Vierecke) nach 60 und 90 Tagen zu beobachten.
Meßergebnisse (Mittelwert m) und Vergleich von Versuchs¬ und Kontrollgruppe präop.: : 5 mV/4,58 mV; sd: 0,5/1,29; 7. Freiheitsgr.; p<0,618.
40 Tage postop: m: 0,12 mV/OmV; sd: 0,179/0,9; 9. Frei¬ heitsgr. p<0,131.
60 Tage postop.: m: 1,04 mV/0,133 mV; sd: 0,467/0,327; 9. Freiheitsgr.: p<0,004.
90 Tage postop.: m: 3,1 mV/1,517 mV; sd: 0,477/0,436; 9. Freiheitsgr.; p<0,0004.
90 Tage postop.: m: 3,1 mV/1,517 mV; sd: 0,447/0,436; 9. Freiheitsgr.; p<0,0001) . Die Mittelwerte mit Standardabweichung entsprechen Ablei¬ tungen von insgesamt 11 Tieren (Versuchsgruppe n=5; Kon¬ trollgruppe n=6)
Die evozierte Muskelantwort der inrinsischen Fußmuskulatur im vorgenannten Versuch der behandelten Seite zeigte eine hohe Reproduzierbarkeit bei im Verlauf zu beobachtender intra- und interindividueller konstanter Zunahme der Ampli¬ tude des CMAP ab dem 40.- 60 postoperativen Tag in beiden Gruppen. Bis zum 32. postoperativen Tag war in beiden Grup¬ pen auf der behandelten Seite kein Potential in der abhän¬ gigen Fußmuskulatur ableitbar. Ab dem 40. postoperative'n Tag konnte in der Versuchsgruppe (11-1, 5 Tiere) bei 2 Tieren ein Potential abgeleitet werden. Im Gegensatz dazu war dies bei keinem der Tiere der Kontrollgruppe möglich.
Während am 60. postoperativen Tag eines der Kontrolltiere ein nachweisbares Potential aufwies, war dies bei allen Tieren' der Experimentalkgruppe zu beobachten. Am Ende der Beobachtungsperiode war in beiden Gruppen ein CAMP bei allen Tieren auslδsbar. Die Zunahme der Amplitude des CAMP in beiden Gruppen ging in hohem Maß mit dem postoperativen Beobachtungszeitraum einher (dies war beim SSEP nicht zu beobachten) , insbesondere die intraindividuelle Auswertung gab eine kontinuierlich Zunahme der Amplitude.
Motorische Nervenleitgeschwindigkeit (NLG)
Die Figur 7 zeigt graphisch dargestellt und ausgewertet die Höhe der motorischen NLG in m/s (Vertikalachse) präoperativ und 90 Tage postoperativ in der Versuchs- und der Kontroll¬ gruppe. Es sind die Durchschnittswerte mit Standardabwei¬ chung der gemessenen Nervenleitgeschwindigkeit (NLG) gezeigt. Die Bestimmung der NLG ergab sich aus der Ablei¬ tung der Muskelantwort nach Reizung des N. Ischiadicus pro- ximal und distal des Nervendurchtrennungsbereichs. War ein CAMP an 2 unterscheidlichen Reizstellen nicht nachweisbar, wurde dieses Tier nicht in die statische Berechnung der NLG einbezogen.
Nach 60 Tagen war in der Kontrollgruppe bei einem Tier die Bestimmung der NLG möglich; in der Versuchsgruppe (mit Interleukin-1) hingegen bei allen. Nach 90 Tagen konnte bei¬ allen Tieren beider Gruppen die NLG gemessen werden. Der Unterschied der motorischen Nervenleitgeschwindigkeit nach 90 Tagen Behandlung ist signifikant.
Morpho etrische Untersuchung
Das Ergebnis der morphometrische Untersuchung bei Versuchs¬ und Kontrollgruppe ist in den Figur 8a und b gezeigt.
Sie zeigen, daß bezüglich der relativen Verteilung des Gesamtfaserdurchmessers kein Unterschied zwischen Versuchs¬ und Kontrollgruppe besteht. Die absolute Gesamtfaserzahl in Versuchs- und Kontrollgruppe distal der Nervendurchtren¬ nungsstelle ist aber signifikant verschieden. Damit bestä¬ tigt sich, daß tatsächlich mehr Nerven nach Behandlung mit Interleukin nachwachsen
Figur 8a zeigt die Gesamtzahl der myelinisierter Fasern 5 mm distal der Nervendurchtrennungsstelle 12 Wochen nach der Durchtrennung. Die Auszählung zeigt, daß bei der Versuchs¬ gruppe die Gesamtfaserzahl (m: 13336) gegenüber der Kon¬ trolle (m: 9685) deutlich höher liegt. Dieser Unterschied besitzt ein Signifikanzniveau von p<0,004. In Figur 8b ist die relative Häufigkeit (%) (Vertikalachse) als Funktion des Gesamtdurchmessers yelinisierter Fasern (μm) 3 Monate nach der Durchtrennungen gezeigt (Versuchs¬ gruppe = schwäre Balken; Kontrollgruppe = schraffierte Bal¬ ken) . Auf der Horizontalachse ist der Gesamtnervenfaser¬ durchmesser in Schritten von 0,5μm angegeben. Der mittlere Durchmesser des Axons betrug in der Versuchsgruppe 2,108 μm (sd: 1,032), in der Kontrollgruppe 2,271 μm (sd:l,068) . Die G-Ratio betrug in der Versuchsgruppe m:0,539 (sd: =,097) , in der Kontrollgruppe m: =,587 (sd: 0,095). Alle weiteren * Parameter der beiden Gruppen waren ebenfalls gleich.
Die Befunde zeigen, verglichen mit einer Kontrollgruppe, eine erhebliche Verbesserung neuophysiologischer Parameter und klinisch funktioneller Werte, die Gesamtzahl der myeli¬ nisierter Axone 5 mm distal der Durchtrennung waren erhöht, die morphometrischen Parameter blieben unverändert.
Welcher- pathophysiologischer Mechanismus hinter diesen verbesserten funktionellen Nervenregenerationsergebnis steht, kann nur hypothetisch beurteilt werden. Möglicher¬ weise werden die Membraneigenschaften der Nervenfasern im Sinne einer verbesserten Resistenz gegen schädigende Ein¬ flüsse stabilisiert, die sich im submikroskopischen Bereich abspielen.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Verwendung von Botenstoffen des Immunsystems zur Her¬ stellung eines Medikaments zur Regeneration von Nerven.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Botenstoffe ausgewählt sind aus der Gruppe der Kinine, insbesondere der Zytokine und Lymphokine, der Leukotriene, der Prostaglandine, der Interleukine und der Interferone sowie Kombinationen davon.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Botenstoff Interleukin-1 (IL-1) ist.
ERSATZBLATT 08
- 7 -
4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Botenstoff alpha-Interleukin-1 (IL- la) ist.
5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Botenstoff beta-Interleukin-1 (II- lß) ist.
6. ' Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das beta-Interleukin-1 zwischen 50 - 5000 Einheiten/ml im Medikament enthalten ist.
7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet, daß der Botenstoff gentechnisch gewonnes humanes Interleukin-1 ist.
8. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Medikament zusätzlich bindegewebs- lδsende und/oder narbenzerstδrende Stoffe aufweist.
9. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Medikament zusätzlich Kollagenasen und/oder Pepti- dasen aufweist.
10. Verwendung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Medikament zwischen 100 - 10 000 E/ml Kollagenase enthält.
11. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Medikament zusätzlich Substanzen, wie Prolinderivate, insbesondere cis-Hydroxyprolin, D-Peni- cillamin, aufweist, die in vivo die Synthese von Kollagen und Kollagenfasern inhibieren.
12. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Medikament zusätzlich wachstumsfσr- dernde Hormone und Faktoren, wie Progesteron, östrogen, Methyl-Prednisolon, Triamzinolon-Acetat, Corticosteroide, Insulin, PDGF (engl.: platelet-derived growth factor) , GH (Wachstumshormon) , FGF (Fibroblastenwachstumsfaktor) , CNTF (ziliärer neurotropher Faktor) , Purpurin, Activin, sowie deren Abkömmlinge aufweist.
13. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Medikament zusätzlich einen Fibrin¬ kleber aus Aprotinin-CaCl2 ; Thrombin und Fibrinogen; Tissucolwz (Rote Liste: 47047) aufweist.
14. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Medikament zusätzlich Tenside, Lösungsmittel, LδsungsVermittler, Stabilisatoren, Antioxi- dantien, wie Dithioerythrit, aufweist.
15. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Applikationsform des Medikaments ausgewählt ist aus der Gruppe Injektionslösung, Infusions- lδsung für lokale und/oder systemische Infusion, therapeu¬ tisches System, wie Dispenserimplantat, Dispenserkugeln, Lösung und Gelee zum Bestreichen.
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