DE102005026051A1

DE102005026051A1 - Mischung für die photodynamische Therapie, basierend auf Chlorin e6 und Pyrrolidonderivaten

Info

Publication number: DE102005026051A1
Application number: DE102005026051A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr. Haupt
Original assignee: HAEMATO SCIENCE GES fur PHARM; Haemato-Science Gesellschaft fur Pharmazeutische Praparate und Diagnostika Mbh
Current assignee: APO-CARE PHARMA GMBH, DE
Priority date: 2005-06-07
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2006-12-14

Abstract

Beschrieben wird eine Mischung, umfassend oder bestehend aus: DOLLAR A (a) Chlorin e¶6¶ und/oder einem oder mehreren Chlorin- e¶6¶-Derivaten der Formel I, DOLLAR F1 wobei unabhängig voneinander DOLLAR A M entweder ein zweiwertiges Metallion oder zwei H bedeutet, von denen je eines an eines der Stickstoffatome gebunden ist DOLLAR A und DOLLAR A jedes M' jeweils unabhängig von den anderen Wasserstoff oder ein metallisches Kation bedeutet DOLLAR A sowie DOLLAR A (b) einem oder mehreren Pyrrolidonderivaten der Formel II, DOLLAR F2 worin DOLLAR A R gegebenenfalls substituiertes verzweigtes oder unverzweigtes Alkyl mit 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 oder mehr C-Atomen bedeutet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Mischungen (Zubereitungen) zur Verwendung in der photodynamischen Therapie (PDT), wobei als Photosensibilisator (PS) Chlorin e₆ und/oder ein oder mehrere Chlorin e₆-Derivate eingesetzt werden.
Die photodynamische Therapie (PDT) ist ein vielversprechender Ansatz zur Behandlung von Tumoren. PDT basiert auf der Fähigkeit von Photosensibilisatoren, sich selektiv im Tumorgewebe anzureichern. Zudem kommt es bei einer (Laser-)Belichtung des im Tumorgewebe angereicherten Photosensibilisators zur Fluoreszenz, was eine Lokalisierung des Tumors ermöglicht.
Bei der Bestrahlung kommt es zudem zur Bildung von Singulett-Sauerstoff sowie gegebenenfalls zur Bildung von freien Radikalen, wodurch eine Kette chemischer Reaktionen ausgelöst wird, welche zur Zerstörung von Bestandteilen des Tumorgewebes führen. Das zerstörte Tumorgewebe wird anschließend nekrotisiert und aus dem Organismus ausgeschieden. An Photosensibilisatoren (PS) für die photodynamische Tumor-Therapie werden die folgenden Anforderungen gestellt:

1. Eine möglichst langwellige Absorption (λ_max > 650 nm; wobei λ_max das Absorptionsmaximum ist): Die Lichtdurchlässigkeit von Gewebe steigt mit zunehmender Wellenlänge; Photosensibilisatoren mit langwelliger Absorption können daher bei Bestrahlung des Gewebes mit langwelligem Licht auch in vergleichsweise tiefen Gewebeschichten noch ihre Funktion ausüben.
2. Eine möglichst große molekulare Extinktion (∊ ≈ 40000 bis 50000) im Bereich der Wellenlänge des Absorptionsmaximums: Eine hohe Extinktion ermöglicht den Einsatz nur geringer Mengen des Photosensibilisators.
3. Eine Fluoreszenzquantenausbeute im Bereich von ca. 20%. Hierdurch wird eine Lokalisierung des erkrankten Gewebes (des Tumors) erreicht.
4. Eine Quantenausbeute der Singulett-Sauerstoff-Produktion durch Sensibilisierung im Bereich von ca. 80%: Der mit hoher Quantenausbeute erzeugte Singulett-Sauerstoff zerstört das Tumorgewebe.
5. Eine möglichst selektive Anreicherung des Photosensibilisators im Tumorgewebe: Eine selektive Anreicherung im Tumorgewebe ist erforderlich, damit gesundes Gewebe bei einer Bestrahlung (während der PDT) nicht mit zerstört wird.

Chlorin e₆ ist als Photosensibilisator zur Verwendung in der photodynamischen Therapie bekannt. Es sei an dieser Stelle hingewiesen auf: M.V. Parkhots et al., Journal of Applied Spektroskopy, Vol. 70, No. 6, 2003, 921-926; J. Photochem Photobiol B. 1992 Apr 15; 13(1):51-7; US 4977177 ; US5,002,962 ; US 5,004,811 ; US 5,330,741 ; US 2003023081 ; EP 1 380 295 A1 ; RU 2183956 ; RU 2152790 ; RU 2054476 C1 .
Chlorin e₆ kann in hoher Reinheit hergestellt werden, zum Beispiel in einer Reinheit von nicht weniger als 90%. Der Einsatz von Chlorin e₆ mit einer Reinheit von nicht weniger als 90%, vorzugsweise nicht weniger als 95% ist bevorzugt. Pharmazeutische Zusammensetzungen, die Chlorin e₆ enthalten, besitzen eine starke Absorptionsbande im sichtbaren Bereich des längerwelligen Lichts. Solches Licht dringt vergleichsweise tief in biologisches Gewebe ein und kann mit dort angereichertem Chlorin e₆ unter Bildung von Singulett-Sauerstoff wechselwirken. Bei Verwendung von Chlorin e₆ in der PDT besteht daher die Möglichkeit der Behandlung relativ massiver und tiefliegender Tumore. Chlorin e₆ ist nach intravenöser Verabreichung sehr tumorotrop, wird mit hoher Geschwindigkeit von Tumorgewebe aufgenommen, besitzt eine niedrige Phototoxizität und wird innerhalb einiger Tage vollständig aus dem Körper ausgeschieden. 24 Stunden nach der Verabreichung von Chlorin e₆ sind nur noch 4% bis 6% der verabreichten Menge im menschlichen Organismus nachzuweisen.
Von den oben genannten fünf Anforderungen an effiziente Photosensibilisatoren erfüllt Chlorin e₆ in Modellsystemen die vier erstgenannten Anforderungen sehr gut. Allerdings wurde in praxisnäheren Untersuchungen festgestellt, dass Chlorin e₆ in polaren Lösungen und beispielsweise auch im Cytosol von Zellen aggregiert, wodurch die Quantenausbeuten der Fluoreszenz und der Singulett-Sauerstoff-Produktion (Anforderungen 3. und 4.) erheblich herabgesetzt werden und die Effizienz der PDT erheblich vermindert wird.
Zudem zeigt Chlorin e₆ – wenn es ohne weitere Hilfsmittel verabreicht wird – keine signifikante Anreicherung im Tumorgewebe. Hierfür ist vermutlich ein nur unzureichender Chlorin e₆-Transport in der Blutbahn (aufgrund der schlechten Löslichkeit von Chlorin e₆ im Blut) und/oder eine nur geringe Affinität von Chlorin e₆ zum erkrankten Gewebe maßgeblich.
RU 2152790 und WO 2004/089409 A2 betreffen Mischungen von Chlorin e₆ mit Polyvinylpyrrolidon in unterschiedlichen Gewichtsverhältnissen. Solche Mischungen besitzen (abhängig von ihrer jeweiligen Zusammensetzung) eine verbesserte Stabilität in Lösung sowie im lyophilisierten Zustand bei Zimmertemperatur, im Vergleich mit Chlorin e₆ und seinen Salzen. Die in der WO 2004/089409 A2 offenbarten Mischungen besitzen zudem eine im Vergleich mit nicht in Mischungen vorliegendem Chlorin e₆ deutlich bessere Selektivität für die Anreicherung des Chlorin e₆ im Krebsgewebe gegenüber dem gesunden Gewebe.
Als nachteilig bei Einsatz eines Chlorin e₆-Polyvinylpyrrolidon-Gemisches wird es jedoch angesehen, dass angesichts der polymeren Struktur und der daraus resultierenden breiten Molekulargewichtsverteilung des Mischungspartners Polyvinylpyrrolidon das Gesamtgemisch nicht eindeutig strukturell definiert ist. Eine eindeutige strukturelle Definition pharmazeutisch aktiver Mischungen ist jedoch für den therapeutischen Einsatz insbesondere beim Menschen klar bevorzugt und anzustreben.
Es war deshalb die primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Alternative zu den bisher bekannten (PDT-)Präparaten auf Basis von Chlorin e₆ anzugeben, welche die vorstehend geschilderten Nachteile nicht oder zumindest nur in reduziertem Maße aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Angabe einer Mischung (Zubereitung) umfassend oder bestehend aus:

(a) Chlorin e₆ und/oder einem oder mehreren Chlorin e₆-Derivaten der Formel I
wobei unabhängig voneinander M entweder ein zweiwertiges Metallion oder zwei H bedeutet, von denen je eines an eines der Stickstoffatome gebunden ist und jedes M' jeweils unabhängig von den anderen Wasserstoff oder ein metallisches Kation bedeutet sowie
(b) einem oder mehreren Pyrrolidonderivaten der Formel II
worin R gegebenenfalls substituiertes verzweigtes oder unverzweigtes Alkyl mit 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 oder mehr C-Atomen bedeutet.

Hierbei bedeutet in der Formel II der Rest R vorzugsweise Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, tert.-Butyl, Pentyl, verzweigtes oder unverzweigtes Alkyl mit 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 oder mehr C-Atomen. Diese Alkylreste sind gegebenenfalls mit polaren oder unpolaren Gruppen substituiert.
In Formel I bedeutet M vorzugsweise Mg, Zn, Sn, Pd oder Pt. Diese Metallionen haben einen positiven Effekt auf die photodynamische Aktivität.
Jedes M' bedeutet in Formel I jeweils unabhängig von den anderen vorzugsweise Li, Na, K, Mg/2, Ca/2.
Besonders bevorzugt sind erfindungsgemäße Mischungen (insbesondere mit den vorstehend als bevorzugt angegebenen Bedeutungen der Reste), in denen das Verhältnis m_a/m_b der Gesamtmasse m_a an Chlorin e₆ und/oder dem einen oder den mehreren Chlorin e₆-Derivaten der Formel I zu der Gesamtmasse m_b des oder der Pyrrolidonderivate der Formel II im Bereich von 0,01 : 1 bis 20: 1 liegt, vorzugsweise im Bereich von 0,5 : 1 bis 10 : 1.
Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, dass die Pyrrolidonderivate der Formel II, welche in der erfindungsgemäßen Mischung neben Chlorin e₆ und/oder dem oder den Chlorin e₆-Derivaten vorliegen, sowohl einen guten Transport des Photosensibilisators über die Blutbahn als auch eine gute Anreicherung des Photosensibilisators im Tumor (und in Präkanzerosen) bewerkstelligen. Dass bei der Anwesenheit strukturell eindeutig definierter Pyrrolidonderivate der Formel II der Transport des Chlorin e₆ bzw. des oder der Chlorin e₆-Derivate der Formel I über die Blutbahn ermöglicht bzw. deutlich verbessert wird, konnte zum Beispiel anhand von CAM-Assays (Chick Chorioallantoic Membrane Bioassay) bestätigt werden.
Zudem hat sich gezeigt, dass die photophysikalischen Eigenschaften des (der) Chlorin e₆ (-Derivate) in Gegenwart der Pyrrolidonderivate der Formel II positiv beeinflusst werden. Insbesondere werden die Quantenausbeuten der für die Sensibilisierung wichtigen photophysikalischen Prozesse und die Lebensdauer von Transienten positiv beeinflusst. Fluoreszenz-Löschung, die bei Aggregation von Chlorinen und Chlorinderivaten auftritt, wird in Gegenwart der Pyrrolidonderivate der Formel II verhindert oder drastisch reduziert.
Bei Einsatz der erfindungsgemäß besonders bevorzugten Reste M ergeben sich Mischungen, die Chlorin e₆-Derivate mit besonders guten photophysikalischen Eigenschaften umfassen, da die bevorzugten Reste M aufgrund des Schweratomeffektes die Bildung des Transienten T¹ (Triplett), der wiederum zur Singulett-Sauerstoff-Produktion führt, positiv beeinflussen.
Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass die Anwesenheit der Pyrrolidonderivate der Formel II in den erfindungsgemäßen Mischungen die Aggregation von Chlorin e₆ bzw. dem oder den Chlorin e₆-Derivaten der Formel I verhindert oder zumindest drastisch reduziert. Die erfindungsgemäßen Gemische besitzen daher die für Chlorin e₆ maximale Absorption ∊ ≈ 40000 (bei λ_max). Zudem besitzen die erfindungsgemäßen Mischungen aufgrund der Abwesenheit von Aggregationsphänomenen eine maximale Quantenausbeute für die Fluoreszenz (ca. 20%) und für die Singulett-Sauerstoff-Produktion (ca. 80%), und zwar überraschenderweise auch in polaren Lösungsmitteln und im Cytosol von Zellen.
Bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Mischung lagert sich das darin enthaltene Chlorin e₆ bzw. das oder die Chlorin e₆-Derivate der Formel I schnell und deutlich in erkranktem Tumorgewebe (und Präkanzerosen) an. Dies wurde durch Tests an in-vivo-Tumormodellen an Nacktmäusen bestätigt.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Mischung (wobei für die bevorzugten Reste in den eingesetzten Verbindungen und deren Mischungsverhältnisse das oben gesagte gilt) als Arzneimittel bzw. zur Herstellung eines Arzneimittels für die photodynamische Therapie.
Die Erfindung betrifft zudem die Verwendung einer erfindungsgemäßen Mischung (wobei für die bevorzugten Reste und Mischungsverhältnisse das oben gesagte gilt) als Photosensibilisator und/oder Fluoreszenswirkstoff, insbesondere zu (a) nicht-therapeutischen und nicht-diognostischen Zwecken oder (b) in einem photodynamischen Verfahren zur Diagnose und/oder Therapie von Tumoren oder Präkanzerosen.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Pyrrolidonderivats der Formel II
worin
R gegebenenfalls substituiertes Alkyl, verzweigtes oder unverzweigtes Alkyl mit 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 oder mehr C-Atomen bedeutet
oder einer Mischung mehrerer solcher Pyrrolidonderivate
als Mittel zur
Verminderung oder Reduzierung der Aggregation in polarer Lösung von Chlorin e₆ und/oder einem oder mehreren Chlorin e₆-Derivaten der Formel I
wobei unabhängig voneinander
M entweder ein zweiwertiges Metallion oder zwei H bedeutet, von denen je eines an eines der Stickstoffatome gebunden ist
und
jedes M' jeweils unabhängig von den anderen Wasserstoff oder ein metallisches Kation bedeutet. Dabei gelten die obigen Ausführungen zu bevorzugten Ausgestaltungen entsprechend.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wurde zudem gefunden, dass sich erfindungsgemäße Mischungen zur Herstellung von Arzneimitteln für andere Anwendungen als die Behandlung von Tumorerkrankungen und Präkanzerosen eignen.
Es hat sich gezeigt, dass erfindungsgemäße Mischungen eine gute Wirksamkeit auf der Haut zeigen, so dass mit erfindungsgemäßen Mischungen bzw. entsprechenden Zusammensetzungen Hauterkrankungen gut behandelt werden können, sowohl als Präventionsmaßnahmen als auch zur Therapie. Insbesondere wirken erfindungsgemäße Mischungen bei Pilzerkrankungen sowie bei Psoriasis, Akne und ähnlichen Hauterkrankungen. Die erfindungsgemäßen Mischungen sind wirksam gegen Dermatophyten, Schimmelpilze und Hefen sowie altersbezogene Makulardegeneration (AMD) ((Augenkrankheit)).
Des weiteren sind die erfindungsgemäßen Mischungen zur Epilierung, das heißt zur Haarentfernung geeignet.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit auch Mittel zur prophylaktischen oder therapeutischen oder kosmetischen Behandlung der Haut, insbesondere zur Behandlung von Pilzerkrankungen der Haut, Psoriasis oder zur Haarentfernung, wobei das Mittel eine erfindungsgemäße Mischung umfasst. Hinsichtlich der bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Mischung gilt dabei das zuvor gesagte.

Claims

Mischung umfassend oder bestehend aus: (a) Chlorin e₆ und/oder einem oder mehreren Chlorin e₆-Derivaten der Formel I
wobei unabhängig voneinander M entweder ein zweiwertiges Metallion oder zwei H bedeutet, von denen je eines an eines der Stickstoffatome gebunden ist und jedes M' jeweils unabhängig von den anderen Wasserstoff oder ein metallisches Kation bedeutet sowie (b) einem oder mehreren Pyrrolidonderivaten der Formel II
worin R gegebenenfalls substituiertes verzweigtes oder unverzweigtes Alkyl mit 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 oder mehr C-Atomen bedeutet.
Mischung nach Anspruch 1, wobei R Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, tert.-Butyl, Pentyl, verzweigtes oder unverzweigtes Alkyl mit 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 oder mehr C-Atomen ist.
Mischung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei M Mg, Zn, Sn, Pd oder Pt bedeutet und/oder jedes M' jeweils unabhängig von den anderen Li, Na, K, Mg/2 oder Ca/2 bedeutet.
Mischung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis m_a/m_b der Gesamtmasse m_a an Chlorin e₆ und/oder dem einen oder den mehreren Chlorin e₆-Derivaten der Formel I zu der Gesamtmasse m_b des oder der Pyrrolidonderivate der Formel II im Bereich von 0,01 : 1 bis 20: 1 liegt, vorzugsweise im Bereich von 0,5 : 1 bis 10 : 1.
Verwendung einer Mischung nach einem der vorangehenden Ansprüche als Arzneimittel bzw. zur Herstellung eines Arzneimittels für die photodynamische Therapie.
Verwendung einer Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Photosensibilisator und/oder Fluoreszenzwirkstoff, insbesondere zu (a) nicht-therapeutischen und nicht-diagnostischen Zwecken oder (b) in einem photodynamischen Verfahren zur Diagnose und/oder Therapie von Tumoren oder Präkanzerosen.
Verwendung eines Pyrrolidonderivats der Formel II
worin R gegebenenfalls substituiertes Alkyl, verzweigtes oder unverzweigtes Alkyl mit 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 oder mehr C-Atomen bedeutet oder einer Mischung mehrerer solcher Pyrrolidonderivate als Mittel zur Verminderung oder Reduzierung der Aggregation in polarer Lösung von Chlorin e₆ und/oder einem oder mehreren Chlorin e₆-Derivaten der Formel I
wobei unabhängig voneinander M entweder ein zweiwertiges Metallion oder zwei H bedeutet, von denen je eines an eines der Stickstoffatome gebunden ist und jedes M' jeweils unabhängig von den anderen Wasserstoff oder ein metallisches Kation bedeutet.