DE19513630A1 - Neue Verwendung von AMPA-Agonisten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von AMPA-Agonisten zur Herstellung von Arzneimitteln, die eine Expression des Ciliary Neurotrophic Factors (CNTF) und des Transforming Growth Factor β2 (TGF-β2) bewirken.

Die Rolle von excitatorischen Aminosäuren im Zentralnervensystem (ZNS) hat in den letzten Jahren zunehmendes Interesse gewonnen. So wurde Glutamat als Neurotransmitter im ZNS identifiziert und mindestens 3 weitere Subtypen von EAA-Rezeptoren sind bekannt, die nach den spezifischen Agonisten N-Methyl-Aspartat (NMDA), Kainat (KA) und (RS)α-Amino-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolpropionsäure (AMPA) benannt sind.

Zu den Krankheiten, die durch Veränderungen in der glutamatergen Neurotransmission ausgelöst werden können, gehören beispielsweise neurodegenerative Störungen wie Morbus Parkinson, Morbus Huntington, Morbus Alzheimer, Senile Demenz, Multiinfarkt Demenz, Aids Demenz, Amyotrophe Lateralsklerose, olivopontozerebellare Degeneration, Epilepsie; Zellschäden durch Hypoglykämie, Hypoxie, Ischämie und Störungen des Energiestoffwechsels; neuronale Schäden, die durch Schädigung des Gehirns ausgelöst werden wie Schlaganfall, Gehirntrauma und Asphyxie sowie Psychosen, Schizophrenie, Angstzustände, Schmerzzustände, Migräne und Emesis. Auch funktionelle Störungen wie Gedächtnisstörungen (Amnesie), Störungen des Lernprozesses, Vigilanzerscheinungen und Entzugserscheinungen nach chronischer Einnahme von Suchtmitteln wie sedative Arzneimittel, Halluzinogenen, Alkohol, Kokain und Opiaten basieren auf der Dysfunktion glutamaterger Neurotransmission.

CNTF ist ursprünglich als Faktor charakterisiert worden, der die Lebensdauer parasympatischer ciliärer Neuronen erhöht. Es ist jedoch auch bekannt, daß CNTF die Lebensdauer anderer neuronaler Zelltypen erhöht und die Differenzierung von Neuronen und Glia-Zellen induziert. Astrocyten können CNTF in vivo synthetisieren. Dies ist auch nach Läsionen möglich. Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß AMPA- Agonisten, die Expression von CNTF in Astrozyten steigern.

TGF-β2 gehört zur Familie der Transforming Growth Factors α und β, die in vielen Geweben der Mammalier vorkommen und vielfältige Wirkungen zeigen. Sie beeinflussen beispielsweise Zellwachstum und -differenzierung, Migration, Rezeptorfunktion und Proteinsynthese und sie interagieren mit anderen Wachstumsfaktoren. Für die TGF-βs wurde eine neuroprotektive Wirkung nachgewiesen, d. h. eine Schädigung von kultivierten Nervenzellen durch Zyanid oder Glutamat in vitro oder die Infarzierung von Gehirngewebe nach einer Unterbrechung der Durchblutung bei der Maus oder der Ratte konnte durch TGF-β1-3 vermindert werden.

Die pharmakologische Wirksamkeit wurde mittels der nachfolgend beschriebenen Teste ermittelt:
Die Kultivierung von Astrozyten erfolgte in Anlehnung an McCarthy and DeVellis (1980.) Dazu wurden die Cortices von neugeborenen Fischer-344-Ratten entnommen, die Zellen dissoziiert und in Kulturflaschen mit DMEM/10%/FKS ausgesät.

Durch die Präparations- und Kulturbedingungen wurden mindestens 95% reine Astrozytenkulturen erhalten, die nach Erreichen der Konfluenz mit Trypsin abgelöst und auf die doppelte Anzahl Kulturflaschen verteilt wurden. Die Behandlung mit Pharmaka erfolgte nach der 3.Phase bei konfluenten Kulturen.

24 Stunden vor der Behandlung wurden die Zellen dreimal mit kaltem Phosphatpuffer gewaschen und mit serumfreiem Medium inkubiert.

Die Applikation von AMPA-Agonisten erfolgte dann auch in serumfreien Medium in einer Konzentration von 0.6×10^-3 Mol/l. Die Inkubationszeit betrug 4 Stunden und 15 Minuten. Anschließend wurden die Kulturen mit einer denaturierenden Guanidinium- Thiocyanatlösung versetzt.

Die RNA wurde nach der Methode von Chomzynski und Sacchi (1987) extrahiert und nach dem Northern-Blotting mit ³²P-markierten Sonden detektiert. Die mit AMPA- Agonisten behandelten Kulturen zeigen bei einer Dosierung von 12 mg 2-Amino-3-(3- hydroxy-5-methyl-isoxazol-4-yl)propansäure (AMPA) eine gegenüber der Kontrolle 5- bis 10-fach hochregulierte Messenger-Ribonkleinsäure von CNTF und TGF-β2, während Glutamat keine Wirkung zeigt.

AMPA-Agonisten eignen sich daher zur Herstellung von Arzneimitteln zur Neuroprotektion und zur Behandlung von Erkrankungen, die durch Veränderung der Funktion des AMPA-Rezeptor-Komplexes ausgelöst werden.

Die Behandlung mit den erfindungsgemäßen Verbindungen verhindert bzw. verzögert die infolge der Erkrankung auftretenden Zellschädigungen und funktionellen Störungen und vermindert die dadurch entstehenden Symptome.

Zu den Krankheiten, die von der Dysfunktion excitatorischer Aminosäuren bzw. veränder­ ter glutamaterger Neurotransmission ausgelöst werden können, gehören beispielsweise neurodegenerative Störungen wie Morbus Parkinson, Morbus Huntington, Morbus Alz­ heimer, Senile Demenz, Multiinfarkt Demenz, Aids Demenz, Aids-Enzephalopathie, Amyotrophe Lateralsklerose, olivopontozerebellare Degeneration, Epilepsie; Zellschäden durch Hypoglykämie, Hypoxie, Ischämie und Störungen des Energiestoff-wechsels; neuronale Schäden, die durch Schädigung des Gehirns ausgelöst werden wie Schlaganfall, Gehirntrauma und Asphyxie sowie Psychosen, Schizophrenie, Angstzustände, Schmerzzustände, Migräne und Emesis. Auch funktionelle Störungen wie Gedächtnisstörungen (Amnesie), Störungen des Lernprozesses, Vigilanzerscheinungen und Entzugserscheinungen nach chronischer Einnahme von Suchtmitteln wie sedative Arzneimittel, Halluzinogenen, Alkohol, Kokain und Opiaten basieren auf der Dysfunktion glutamaterger Neurotransmission.

Durch übliche pharmakologische Teste können die Indikationen gezeigt werden.

Die Erfindung umfaßt auch pharmazeutische Mittel, die die genannten Verbindungen enthalten, deren Herstellung sowie die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen zur Herstellung von Arzneimitteln, die zur Behandlung und Prophylaxe der vorstehend genannten Krankheiten eingesetzt werden. Die Arzneimittel werden nach an sich bekann­ ten Verfahren hergestellt, indem man den Wirkstoff mit geeigneten Träger-, Hilfs- und/ oder Zusatzstoffen in die Form eines pharmazeutischen Präparates bringt, das für die en­ terale oder parenterale Applikation geeignet ist. Die Applikation kann oral oder sublingual als Feststoff in Form von Kapseln oder Tabletten oder als Flüssigkeit in Form von Lösun­ gen, Suspensionen, Elixieren oder Emulsionen oder rektal in Form von Suppositorien oder in Form von gegebenenfalls auch subcutan anwendbaren Injektionslösungen erfolgen. Als Hilfsstoffe für die gewünschte Arzneimittelformulierung sind die dem Fachmann bekann­ ten inerten organischen und anorganischen Trägermaterialien geeignet wie zum Beispiel Wasser, Gelatine, Gummi arabicum, Milchzucker, Stärke, Magnesiumstearat, Talk, pflanzliche Öle, Polyalkylenglykole usw . . Gegebenenfalls können darüber hinaus Kon­ servierungs-, Stabilisierungs-, Netzmittel, Emulgatoren oder Salze zur Veränderung des osmotischen Druckes oder Puffer enthalten sein.

Die pharmazeutischen Präparate können in fester Form zum Beispiel als Tabletten, Dragees, Suppositoren, Kapseln oder in flüssiger Form zum Beispiel als Lösungen, Suspensionen oder Emulsionen vorliegen.

Als Trägersysteme können auch grenzflächennahe Hilfsstoffe wie Salze der Gallensäuren oder tierische oder pflanzliche Phospholipide, aber auch Mischungen davon sowie Liposome oder deren Bestandteile verwendet werden.

Für die orale Anwendung sind insbesondere Tabletten, Dragees oder Kapseln mit Talkum und/oder Kohlenwasserstoffträger oder -binder, wie zum Beispiel Lactose, Mais- oder Kartoffelstärke, geeignet. Die Anwendung kann auch in flüssiger Form erfolgen, wie zum Beispiel als Saft, dem gegebenenfalls ein Süßstoff beigefügt wird.

Für die parenterale Anwendung sind insbesondere Injektionslösungen oder Suspensionen, insbesondere wäßrige Lösungen der aktiven Verbindungen in polyhydroxyethoxyliertem Rizinusöl, geeignet.

Die Dosierung der Wirkstoffe kann je nach Art der Anwendung, Alter und Gewicht des Patienten, Art und Schwere der zu behandelnden Erkrankung und ähnlichen Faktoren variieren. Die tägliche Dosis kann als einmal zu verabreichende Einzeldosis oder unterteilt in 2 oder mehrere Tagesdosen gegeben werden. Die Verbindungen werden in einer Dosiseinheit von 0,05 bis 100 mg aktiver Substanz in einem physiologisch verträglichen Träger eingebracht. Im allgemeinen wird eine Dosis von 0,1 bis 500 mg/Tag, vorzugsweise 0,1 bis 50 mg/Tag, angewendet.

Unter AMPA-Agonisten versteht man Verbindungen, die an den AMPA-Rezeptor binden und die biologische Antwort auslösen. Unter AMPA-Partialagonisten sind Verbindungen zu verstehen, die den AMPA-Rezeptor direkt aktivieren, aber einen schwächeren max. Effekt ausüben. Darunter sind auch Modulatoren des AMPA-Rezeptors zu verstehen: Die Methoden zur Bestimmung der AMPA-agonistischen Aktivität sind bekannt.

Als Verbindungen, die die erfindungsgemäße Wirkung zeigen, seien beispielsweise die folgenden Klassen von AMPA-Agonisten, AMPA-Partialagonisten und Modulatoren des AMPA-Rezeptors genannt:
AMPA und AMPA-Derivate wie (RS)-2-Amino-3-(3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazol-yl­ propionsäure (RS-AMPA); S-AMPA (J. Med. Chem. 1994, 3252-62); 2-Amino-2-(3- hydroxy-4-methylisoxazol-4-yl)-essigsäure (AMAA) (J. med. Chem. 1992, 107; (RS)-2- N-Methyl-amino-3-(3-hydroxy-5-methyl-isoxazol-4-yl)-propionsäure(CN--Methyl-AMPA) (Eur. J. med. Chem. Chim. Ther. 1986, 433); (RS)-2-Amino-3-(3-hydroxy-5-phenyl-4- isoxazol-yl)-propionsäure (RS-APPA) (J. Med. Chem. 37, No. 7, 878-84, 1994); S-APPA; (RS)-2-Amino-3-(3-hydroxy-5-ethyl-4-isoxazolyl)-propionsäure (Et-AMPA); (RS)-2- Amino-3-(3-hydroxy-5-t-butylisoxazol-4-yl)-propionsäure (ATPA) (TIPS, Special Report), 1990, 8); (RS)-2-Amino-3-(3-hydroxy-5-brommethyl-isoxazol-4-al)-propionsäure (ABPA) (Eur. J. med. Chem, Chim. Ther. 1986, 433); (RS)-2-Amino-3-(3-hydroxy-5- trifluormethyl-4-isoxazolyl)-propionsäure (Eur. J. Chem. (1992), 479-484; (RS)-2-Amino- 4-(3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolyl)-butansäure (Homo-AMPA); (RS)-3-Hydroxy- 5,6,7,8-tetrahydro-4H-isoxazol[5,4-c]-azepin-8-carbonsäure (Homo-7-HPCA); (RS)-3- Hydroxy-4,5,6,7-tetrahydroisoxazolo[5,4-c]-pyridin-7-carbonsäure (7HPCA) (Eur. J. Med. Chem. 1993, 791-800); (RS)-3-Hydroxy-4,5,6,7-tetrahydroisoxazolo[5,4-c]-pyridin-5- carbonsäure (5-HCPA) (MPS Special Report 1990, 8); 2-Amino-3-′Hydroxy-cyclohept-4- eno-isoxazol-4-yl)-propionsäure (4-AHCP) (TIPS, Special Report 1990, 8); (R,S)-2- Amino-3-(4-hydroxy-1,2,5-thiadiazol-3-yl)-propionsäure (LY-262466); Derivate der Homo-Ibotensäure wie (R,S) 3-[4-X-3-Hydroxyisoxalol-5-yl]-2-amino-propionsäure mit X = Br (Br-HIBO) (TIPS, Special Report 1990, 8) X = Methyl(4-Methyl-HIBO) (Eur. J. med. Chem. Chim. Ther. 1986, 433), X = n-Butyl oder CH₂CH₂OH (J. med. Chem. 1992, 3513), Derivate der (R,S) 2-Amino-3-(5-Hydroxy-3-X-isoxazol-4-yl)-propionsaure wie zum Beispiel X = H (TAN-959A), X = i-Propyl, X = Cyclopropyl, X = Cyclopentyl (Chem. Pharm. Bull. 1991, 1199), Derivate der (R,S)2-Amino-3-(4-X-5-hydroxyisoxazol- 3-yl)-propionsäure wie zum Beispiel X = Methyl (Chem. Pharm. Bull. 1992, 381); Derivate der 2-Amino-3-(3-carbohydroxy-5-X-isoxazol-4-yl)-propionsaure wie zum Beispiel X = Methyl(J. med. Chem. 1992, 107) sowie etwas unselektivere Agonisten wie Kainatsäure, 2-Amino-3-(2,6-dioxo-1,2,3,6-tetrahydro-pyrimidin-3-yl)-propionsäure- (Willardine), 2-Amino-3-(2,6-dioxo-1,2,3,6-tetrahydro-5-brom-pyrimidin-3-yl)- propionsäure (5-Br-Willardine), 2-Amino-3-(3,4-dioxo-1,2,4-oxadiazol-2-yl)-propionsäure (Quisqualinsäure), (TIPS, Special Report, 1990, 8).

Cyclothiazid (Brain Res. 1993, 345 8), Amiracetam, Pirazetam, Oxiracetam,
Glutaminsaure und deren Derivate wie LY 300020 (Bioorg. Med. Chem. Lett. 1993, 95 8), Aspartat.

Die Herstellung der Wirkstoffe erfolgt nach den bekannten oder analog zu bekannten Verfahren.

Claims (3)

1. Verwendung von AMPA-agonistisch wirkenden Verbindungen zur Herstellung von Arzneimitteln, die eine Expression des Ciliary Neurotrophic Factors (CNTF) und des Transforming Growth Factor β2 (TGF β2) bewirken.

2. Verwendung von AMPA-agonistisch wirkenden Verbindungen zur Herstellung von Arzneimitteln zur neuroprotektiven und symptomatischen Behandlung von Erkrankungen, die durch Veränderungen der Funktion des AMPA-Rezeptor-Komplexes ausgelöst werden.

3. Verwendung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß Zellschädigungen behandelt werden.