-
Gebiet der Erfindung
-
Die
Erfindung betrifft eine pharmazeutische Zusammensetzung enthaltend
einen natürlichen oder synthetischen Wirkstoff, die Verwendung
einer solchen pharmazeutischen Zusammensetzung zur Herstellung eines
Arzneimittels zur Behandlung einer Erkrankung, welche mit einem
veränderten Stoffwechsel erkrankter Zellen einhergeht,
ein Verfahren zur Herstellung einer solchen pharmazeutischen Zusammensetzung
sowie ein Behandlungsverfahren unter Verwendung eines solchen Arzneimittels.
-
Stand der Technik und Hintergrund der
Erfindung.
-
Schon
vor mehr als 3000 Jahren wurden in Ägypten ätherische Öle
aus Pflanzen und/oder deren Blüten gewonnen. Den Anwendern
waren bereits die konservierenden Eigenschaften dieser Naturprodukte
bekannt und unter Verwendung dieser Öle wurden Pulver,
Salben und Verbände hergestellt und u. a. bei der Einbalsamierung
von Toten verwendet.
-
Dieses
Wissen über die antibiotischen Eigenschaften dieser Pflanzenextrakte
wurde über Autoren der Antike wie Dioscurides und Hippokrates
sowie Mediziner der Neuzeit wie Avicennia und Culpeper vor dem Vergessen
bewahrt und erweitert. Diese Kenntnisse wurden im vergangenen Jahrhundert
von Gattefosse zur Entwicklung der "Aromatherapie" genutzt (D.
Krämer, Neue Therapien mit ätherischen Ölen
und Edelsteinen, Isotrop-Verlag, Bad Camberg, ISBN 978-3-940395-00-9).
-
Trotz
ihrer bekannten antiseptischen Eigenschaften wurden die medizinischen
Anwendungen dieser ätherischen Öle dank einer
immer leistungsfähigeren pharmazeutischen Industrie und
deren stetigen Neuentwicklungen immer weiter reduziert. Immer häufiger
auftretende Resistenz von Keimen gegenüber modernen Antibiotika
geben jedoch Anlass neue Anwendungen "alter Heilstoffe" zu entwickeln. Allerdings
zeichnen sich ätherische Öle in reiner Form besonders
durch ihre toxischen Wirkungen auf das zentrale Nervensystem, die
Nieren und die Atemwege aus. Hinsichtlich ihrer Wirkungsstärke
auf den Menschen bestehen erhebliche Unterschiede. Sehr giftig sind
z. B. Kampfer, Eukalyptus-(Cineol) und Pfefferminzöl (Menthol).
Etwas weniger giftig sind Terpentinöl, Orangen-/Zitronenschalen-,
Teebaum- und Nelkenöl. Prinzipiell sollten ätherische Öle
nur in verdünnter Form angewandt werden. Bei hoher Dosierung
sind allergische Reaktionen sowie asthmatische Anfälle
möglich. Der Kontakt ätherischer Öle
mit Augen oder Schleimhäuten führt zu schweren
Reizungen.
-
Unabhängig
hiervon ist bei modernen synthetischen Wirkstoffen ebenfalls eine
Zelltoxizität gegeben, teilweise beruhen diese Wirkstoffe
sogar darauf, beispielsweise im Bereich der Chemotherapie bei Tumorerkrankungen.
Hier stellt sich dann das Problem des "Targeting", d. h. die Wirkstoffe
erst ihre Wirkung entfalten zu lassen, wenn sie in erkrankte Zellen
aufgenommen werden, wobei der Wirkstoff in geeigneter Weise dergestalt
maskiert werden muss, dass gesunde Zellen den Wirkstoff demgegenüber gar
nicht erst oder nur reduziert aufnehmen.
-
Technisches Problem der Erfindung
-
Der
Erfindung liegt daher das technische Problem zu grunde, eine pharmazeutische
Zusammensetzung anzugeben, welche einen toxischen natürlichen
oder synthetischen Wirkstoff so modifiziert, dass er seine toxische
Wirkung erst im Zielgewebe bzw. den Zielzellen entwickelt.
-
Grundzüge der Erfindung und bevorzugte
Ausführungsformen.
-
Zur
Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung
eine pharmazeutische und/oder kosmetische Zusammensetzung enthaltend
ein Konjugat eines natürlichen oder synthetischen Wirkstoffes
mit einer reaktiven Gruppe oder mit mehreren reaktiven Gruppen mit
Gelatine.
-
Mit
der Erfindung wird Folgendes erreicht. Während niedermolekulare
Wirkstoffe (Mw 30 bis 5000 Da, meist bis 200 Da), beispielsweise
niedermolekulare, lipophile ätherische Öle, sehr
schnell über normale Zellen der Haut, Schleimhäute
bzw. inneren Oberflächen wie Darmwand etc. resorbiert werden,
trifft dieses Verhalten für covalent an Gelatine gebundene
niedermolekulare Wirkstoffe nicht zu. Somit sind unerwünschte
Nebenwirkungen, wie Hautreizungen, allergische Reaktionen, etc.,
nicht zu erwarten. Nach einer covalenten Bindung des Wirkstoffes,
beispielsweise des ätherischen Öls, an Gelatine
werden dessen biologische Eigenschaften von denjenigen des Trägerproteins
maskiert und gleichzeitig temporär deaktiviert. Das Konjugat
unterscheidet sich hinsichtlich seiner Biokinetik nicht von der
ursprünglichen Gelatine. Dadurch, dass normale Zellen keine
Proteine oder Proteinfragmente zur Abdeckung ihres Energiebedarfes
aufnehmen, werden gesunde Organe nicht durch Aufnahme von Protein-gebundenen
Wirkstoffen belastet. Im Gegensatz zu gesundem Gewebe (Zellen) nehmen
krankhaft veränderte Zellen, beispielsweise Zellen in entzündlichen
Prozessen, stark proliferierende Zellen z. B. Krebszellen, Zellen
einer Neurodermitis etc., Gelatinefragmente zur Abdeckung ihres
Stickstoff- und Energiebedarfs auf. Die Aktivierung des Wirkstoffes
erfolgt daher erst innerhalb der betroffenen Zellen während
des lysomalen Abbaus des Proteinfragments. Der Wirkstoff wird dabei
freigesetzt und kann lokal seine Wirkung, beispielsweise seine zelltoxische
Wirkung, entfalten. Durch diesen Prozess ist man in der Lage, Wirkstoffe über
einen unspezifischen Prozess gezielt in die gewünschten
Zellen einzubringen. Bei Zellen mit normalem Stoffwechsel erfolgt
dagegen keine Wirkstoffeinbringung bzw. Aufnahme. Die Erfindung
ermöglicht letztendlich eine sogenannte "targeted therapy" von
Zielgeweben.
-
Schließlich
ermöglicht die Erfindung an sich schwer wasserlösliche
Substanzen durch eine kovalente Kopplung mit der Gelatine wässerlöslich
zu machen und so die Pharmakokinetik bzw. Aufnahme erheblich zu
verbessern, ebenso wie die technische Verarbeitung zu vereinfachen.
An Gelatine gebundene Substanzen sind schließlich wesentlich
stabiler gegenüber oxidativen Einflüssen, wenn
sie offen mit Luft in Berührung kommen, i. e. die Lagerfähigkeit wird
verbessert.
-
Als
Konjugat ist ein Molekül bezeichnet, welches zumindest
ein Gelatinemolekül und ein Wirkstoffmolekül in
covalenter Bindung enthält.
-
Gelatine
ist ein Biopolymer, ein Peptid, und enthält im Wesentlichen
als Monomere die Aminosäuren Alanin, Arginin, Asparaginsäure,
Glutaminsäure, Glycin, Histidin, Hydroxylysin, Hydroxyprolin, Isoleucin,
Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Prolin, Serin, Threonin,
Tyrasin (Typ A, nicht Typ B), und Valin. Dabei ist die Aminosäurenverteilung
für Typ A und Typ B Gelatine unterschiedlich. Hauptbestandteile
sind in beiden Fällen Glycin (ca. 25–35 Mol-%),
Prolin (ca. 13–18 Mol-%), Hydroxyprolin (ca. 13–18
Mol-%), und Alanin (ca. 15 Mol-%). Die Seitengruppen der Aminosäuren
des Polymers tragen dabei teilweise chemische Gruppen, welche reaktiv sein
können. Das mittlere Molekulargewicht der Peptidmoleküle
in Gelatine liegt typischerweise im Bereich von Mw = 25.000–40.000
Da, insbesondere von Mw = 30.000 bis 35.000.
-
Eine
reaktive Gruppe eines Wirkstoffes ist eine chemische Gruppe, welche
in der Lage ist, mit einer chemischen Gruppe einer Seitengruppe
eines Gelatine Peptids eine covalente Bindung einzugehen. Hierunter
fallen u. a. Ketogruppen, Aldehydgruppen, Hydroxylgruppen, Carboxylgruppen,
und Amingruppen. ätherische Öle enthalten insbesondere
Keto- und/oder Aldehydgruppen. In Frage kommende Wirkstoffe haben
typischerweise ein Molekulargewicht von weniger als 5.000 Da, insbesondere weniger
als 1.000 Da, vorzugsweise weniger als 500 Da, typischerweise weniger
als 200 Da.
-
Das
Molverhältnis von Gelatine zu Wirkstoff ist grundsätzlich
beliebig und kann im Bereich von 100:1 bis 1:10, insbesondere 10:1
bis 1:5, liegen. Bevorzugt ist eine Molverhältnis im Bereich
2:1 bis 1:2.
-
Eine
erfindungsgemäße pharmazeutische Zusammensetzung
enthält in der Regel weniger als 10 Gew.-%, vorzugsweise
weniger als 5 Gew.-%, insbesondere weniger als 1 Gew.-%, ungebundenen Wirkstoff,
bezogen auf die eingesetzte Menge an Wirkstoff und gemessen beispielsweise
mit einer Standard HPLC-Methode.
-
Der
natürliche Wirkstoff kann ausgewählt sein aus
der Gruppe bestehend aus "Campher 1,7,7-Trimethyl-bicyclo[2.2.1]heptan-2-on
(Rosmarin) Carvon: 1-Methyl-4-isopropenyl-6-cyclo-hexen-2-on (Kümmelöl),
Cuminaldehyd: 4-Isopropylbenzaldehyd, Kreuzkümmel, Menthon:
2-Isopropyl-5-methylcyclohexanon (Pfefferminzöl), Perillaaldehyd:
(S)-4-Isopropenylcyclohexen-1-carbaldehyd (Kreuzkümmel),
Zimtaldehyd: Gammaphenylacrolein (Zimtbaumrinde), und Vanillin:
4-Hydroxy-3-methoxy-benzaldehyd (Gewürzvanille)". Der synthetische Wirkstoff
kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus "Doxorubicin,
Salicylsäure, Aminopterin, Methotrexat, und Nucleosiden".
Grundsätzlich sind jedoch beliebige natürliche
oder synthetische Wirkstoffe einsetzbar, sofern sie reaktive Gruppen
im vorstehenden Sinne ausfweisen.
-
Die
einsetzbare Gelatine kann grundsätzlich beliebig sein,
sei es Typ A oder Typ B, sei es aus Rinderhaut, Schweinehaut oder
Knochen. Bevorzugt ist Gelatine aus Schweinehaut (Typ A) in pharmazeutischer
Reinheit und Qualität.
-
Eine
erfindungsgemäße pharmazeutische und/oder kosmetische
Zusammensetzung enthält typischerweise a) 0,005 bis 100
Gew.-% zumindest eines Konjugats eines natürlichen oder
synthetischen Wirkstoffes mit einer reaktiven Gruppe oder mit mehreren
reaktiven Gruppen mit Gelatine, b) 0 bis 99,99 Gew.-% galenischer
Hilfs- und/oder Trägerstoffe, c) 0 bis 99,99 Gew.-% eines
von der Komponente a) verschiedenen Wirkstoffs oder mehrerer von
der Komponente a) verschiedener Wirkstoffe, wobei sich die Komponenten
a) bis e) stets zu 100% addieren.
-
Bevorzugt
sind für die Komponente a): 1 bis 100 Gew.-%, insbesondere
10 bis 80 Gew.-% Bevorzugt sind für die Komponente b):
0,01 bis 99 Gew.-%, insbesondere 1 bis 80 Gew.-% Bevorzugt sind
für die Komponente c): 0,01 bis 20 Gew.-%.
-
Die
galenische Herrichtung einer erfindungsgemäßen
pharmazeutischen Zusammensetzung kann in fachüblicher Weise
erfolgen. Geeignete feste oder flüssige galenische Zubereitungsformen
sind beispielsweise Granulate, Pulver, Dragees, Tabletten, (Mikro-)Kapseln,
Suppositorien, Sirupe, Säfte, Suspensionen, Emulsionen,
Tropfen oder Lösungen zur Vernebelung (Aerosole), transdermale
Systeme, sowie Präparate mit protrahierter Wirkstoff-Freigabe, bei
deren Herstellung übliche Hilfsmittel wie Trägerstoffe,
Spreng-, Binde-, Überzugs-, Quellungs-, Gleit- oder Schmiermittel,
Geschmacksstoffe, Süßungsmittel und Lösungsvermittler,
Verwendung finden. Als Hilfsstoffe seien Magnesiumcarbonat, Titandioxid, Lactose,
Mannit und andere Zucker, Talcum, Milcheiweiß, Stärke,
Zellulose und ihre Derivate, tierische und pflanzliche Öle
wie Lebertran, Sonnenblumen-, Erdnuss- oder Sesamöl, Polyethylenglycole
und Lösungsmittel, wie etwa steriles Wasser und ein- oder mehrwertige
Alkohole, beispielsweise Ethanol oder Glycerin, genannt. Eine erfindungsgemäße
pharmazeutische Zusammensetzung ist dadurch herstellbar, dass mindestens
ein erfindungsgemäß verwendetes Konjugat in definierter
Dosis mit einem pharmazeutisch geeigneten und physiologisch verträglichen
Träger und ggf. weiteren geeigneten Wirk-, Zusatz- oder Hilfsstoffen
mit definierter Dosis gemischt und zu der gewünschten Darreichungsform
hergerichtet wird.
-
Im
Rahmen der Erfindung ist die Komponente a) erhältlich durch
chemische Reaktion des natürlichen oder synthetischen Wirkstoffes
in einer wäßrigen Lösung der Gelatine.
Im Einzelnen kann die Komponente a) dadurch erhältlich
sein, dass eine wäßrige Lösung der Gelatine,
insbesondere in isotoner Kochsalzlösung, hergestellt wird,
dass eine Lösung des synthetischen oder natürlichen
Wirkstoffes in einem Alkohol, insbesondere in Ethanol, hergestellt
wird, und dass die Lösung des synthetischen oder natürlichen
Wirkstoffes in die Lösung der Gelatine eingebracht und
der synthetische und/oder natürliche Wirkstoff mit der
Gelatine reagiert wird. Das Massenverhältnis des eingesetzten
synthetischen oder natürlichen Wirkstoffes zur eingesetzten
Gelatine kann im Bereich 1:10.000 bis 1:10, vorzugsweise 1:1.000
bis 1:20, liegen.
-
Die
Erfindung lehrt des Weiteren die Verwendung einer erfindungsgemäßen
pharmazeutischen Zusammensetzung zur Herstellung eines Arzneimittels
zur Behandlung einer Erkrankung, welche mit einem veränderten
Stoffwechsel, insbesondere einer Aufnahme von Proteinen oder Proteinfragmenten
zur Abdeckung des zellulären Energiebedarfs, erkrankter
Zellen einhergeht. Dabei wird zunächst das Konjugat hergestellt
und dann das Konjugat in der gewünschten Darreichungsform
galenisch hergerichtet.
-
Die
Erkrankung kann beispielsweise eine Tumorerkrankung oder Neurodermitis
sein. Konkrete Erkrankungen, für welche die Erfindung nutzbar
ist sind beispielsweise: Erkrankungen, die durch Hyperproliferation
und fehlende Zelldifferenzierung, gekennzeichnet sind, beispielsweise
Tumorerkrankungen und Präkanzerosen, wie Darmtumore, Magentumore,
Blasentumore, Lungentumore, oder Erkrankungen, hyperproliferative
Erkrankungen der Haut, wie Psoriasis, Pituriasis subia pilasis,
Akne, Ichthyosis, Pruritus, Erkrankungen, die durch Störung
des Gleichgewichts des Immunsystems gekennzeichnet sind, insbesondere
Ekzeme.
-
Die
Erfindung lehrt des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung einer
erfindungsgemäßen pharmazeutischen Zusammensetzung
mit den folgenden Verfahrensstufen: A) die Gelatine wird in einer
wäßrigen Lösung, insbesondere in einer
NaCl-Lösung, gelöst, B) die Lösung aus
Stufe A) wird mit einer alkoholischen Lösung, insbesondere
einer Lösung in Ethanol, des synthetischen oder natürlichen
Wirkstoffs versetzt, C) die Gelatine und der synthetische oder natürliche
Wirkstoff werden miteinander reagiert, D) optional wird das Reaktionsprodukt
aus der Stufe C) mit galenischen Hilfs- und/oder Trägerstoffen
gemischt und/oder hierin gelöst. Die Stufen A bis C werden
vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 70°C,
insbesondere von 40 bis 60°C durchgeführt. In
der Stufe A kann NaHCO3 zugegeben werden.
-
Die
Erfindung betrifft des Weiteren (in Hinblick auf die USA) ein Verfahren
zur Prophylaxe und/oder Behandlung einer Erkrankung, welche mit einem
veränderten Stoffwechsel, insbesondere einer Aufnahme von
Proteinen oder Proteinfragmenten zur Abdeckung des zellulären
Energiebedarfs, erkrankter Zellen einhergeht, wobei einer erkrankten
Person oder einer Person, die zu erkranken droht, eine physiologisch
wirksame Dosis einer erfindungsgemäßen pharmazeutischen
Zusammensetzung dargereicht wird.
-
Schließlich
lehrt die Erfindung ein Konjugat eines natürlichen oder
synthetischen Wirkstoffes mit einer reaktiven Gruppe oder mit mehreren
reaktiven Gruppen mit Gelatine.
-
Die
Ausführungen zu verschiedenen Aspekten der Erfindung gelten
dabei stets analog für die anderen Aspekte der Erfindung.
-
Als
Gabeeinheiten sind Dosen von 0,1 bis 100 mg Wirkstoff möglich.
Bevorzugt ist allerdings ein Bereich von 1 bis 20 mg Wirkstoff.
-
Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich 3 Ausführungsformen
darstellenden Beispielen näher erläutert.
-
Beispiel 1: Herstellung einer ersten erfindungsgemäßen
pharmazeutischen Zusammensetzung
-
1
g Gelatine wird zusammen mit 50 mg NaHCO3 (etwa
0,6 mmol) in 20 ml isotoner Kochsalzlösung bei 20°C
zunächst gequollen und nach etwa 15 min im Wasserbad bei
50°C zu einer klaren wässrigen Lösung
gebracht.
-
10
mg Cuminaldehyd (MG: 148,21; d = 0,981, Sigma-Aldrich, Taufkirchen,
Germany, = 10,19 μl, = 67,4 μmol) werden mit 50 μl
absolutem Ethanol verdünnt und direkt in die klare Gelatinelösung
eingebracht. An der Einlaufstelle bildet sich eine milchigweiße
Trübung, die sich jedoch sofort wieder auflöst.
-
Es
resultiert eine farblose, klare Gelatinelösung, die bei
Abkühlung auf Raumtemperatur erstarrt.
-
Beispiel 2: Herstellung einer zweiten
erfindungsgemäßen pharmazeutischen Zusammensetzung
-
1
g Gelatine wird zusammen mit 50 mg NaHCO3 (etwa
0,6 mmol) in 20 ml isotoner Kochsalzlösung bei Raumtemperatur
zunächst gequollen und nach etwa 15 min im Wasserbad bei
50°C zu einer klaren wässrigen Lösung
gebracht.
-
10
mg Perillaaldehyd (MG: 150,22; d = 0,965, Sigma-Aldrich Taufkirchen,
Germany, = 10,36 μl, = 66,6 μmol) werden mit 50 μl
absolutem Ethanol verdünnt und direkt in die klare Gelatinelösung
eingebracht. An der Einlaufstelle bildet sich eine milchigweiße
Trübung, die sich jedoch sofort wieder auflöst.
-
Es
resultiert eine farblose, klare Gelatinelösung, die bei
Abkühlung auf Raumtemperatur erstarrt.
-
Beispiel 3: Herstellung einer dritten
erfindungsgemäßen pharmazeutischen Zusammensetzung
-
1
g Gelatine wird zusammen mit 50 mg NaHCO3 (etwa
0,6 mmol) in 20 ml isotoner Kochsalzlösung bei Raumtemperatur
zunächst gequollen und nach etwa 15 min im Wasserbad bei
50°C zu einer klaren wässrigen Lösung
gebracht.
-
10
mg Zimtaldehyd (MG: 132,16; d = 1,048, Sigma-Aldrich, Taufkirchen,
Germany, = 9,54 μl, = 76 μmol) werden mit 50 μl
absolutem Ethanol verdünnt und direkt in die klare Gelatinelösung
eingebracht. An der Einlaufstelle bildet sich eine milchigweiße
Trübung, die sich jedoch sofort wieder auflöst.
-
Es
resultiert eine farblose, klare Gelatinelösung, die bei
Abkühlung auf Raumtemperatur erstarrt.
-
Qualitätskontrolle
-
Die
in den Beispielen 1 bis 3 erhaltenen Konjugate lassen sich wie folgt
prüfen. Eingesetzt werden DC-Alufolien 5 × 10
cm, Kieselgel 60 F259 (E. Merck, Darmstadt,
Germany). Als Laufmittel kommt Aceton, 2-Propanol, Wasser (25, 10,
5 v/v) zum Einsatz. Das Auftragsvolumen beträgt 2,5 μl
(der 5%igen Gelatinelösung). Die Laufstrecke beträgt
65 mm. Die Entwicklung des Chromatogramms erfolgt mit Joddampf in
einer Jodkammer. Es ergeben sich die folgenden Rf-Werte: alle Gelatine
Konjugate 0,00, Cuminaldehyd 0,61, Perillaaldehyd 0,58, und Zimtaldehyd
0,55.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - D. Krämer,
Neue Therapien mit ätherischen Ölen und Edelsteinen,
Isotrop-Verlag, Bad Camberg, ISBN 978-3-940395-00-9) [0003]