DE19821831A1 - Pharmazeutische Präparate zur gezielten Substitution des Estrogenmangels im Zentralnervensystem - Google Patents
Pharmazeutische Präparate zur gezielten Substitution des Estrogenmangels im ZentralnervensystemInfo
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- DE19821831A1 DE19821831A1 DE1998121831 DE19821831A DE19821831A1 DE 19821831 A1 DE19821831 A1 DE 19821831A1 DE 1998121831 DE1998121831 DE 1998121831 DE 19821831 A DE19821831 A DE 19821831A DE 19821831 A1 DE19821831 A1 DE 19821831A1
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- A61K31/56—Compounds containing cyclopenta[a]hydrophenanthrene ring systems; Derivatives thereof, e.g. steroids
- A61K31/565—Compounds containing cyclopenta[a]hydrophenanthrene ring systems; Derivatives thereof, e.g. steroids not substituted in position 17 beta by a carbon atom, e.g. estrane, estradiol
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von ausgewählten Steroiden zur Herstellung pharmazeutischer Präparate zur gezielten Substitution des Estrogenmangels im Zentralnervensystem (ZNS) ohne Beeinflussung anderer Organe oder Systeme. DOLLAR A Diese Steroide zeichnen sich dadurch aus, daß sie im Gegensatz zu systemisch wirksamen natürlichen und synthetischen Estrogenen, inklusive 17alpha-Estradiol, selektive neurotrope estrogen-ähnliche Transkriptionswirkung besitzen. DOLLAR A Es wurde überraschend festgestellt, daß die ausgewählten Steroide in ihrer erfindungsgemäßen Verwendung DOLLAR A - eine selektive Beeinflussung der Transkrition estrogen-abhängiger Gene im ZNS und Veränderungen entsprechender physiologischer Parameter verursachen; DOLLAR A - ZNS-spezifische Transkriptionseffekte in solchen Dosen aufweisen, die in Geweben des Reproduktionssystems keine biologischen Effekte haben; DOLLAR A - ZNS-spezifischen Transkriptionseffekte bei solchen Dosierungen aufweisen, in denen weder 17beta-Estradiol, noch 17alpha-Estradiol, eine Wirksamkeit zeigen; DOLLAR A - und die Transkription estrogen-abhängiger Gene im ZNS nicht über die Wirkung von sekundär gebildetem 17beta-Estradiol beeinflussen.
Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung von ausgewählten Steroiden zur
Herstellung pharmazeutischer Präparate zur gezielten Substitution des
Estrogenmangels im ZNS ohne Beeinflussung anderer Organe oder
Systeme.
Diese Steroide zeichnen sich dadurch aus, daß sie im Gegensatz zu
systemisch wirksamen natürlichen und synthetischen Estrogenen, in
klusive 17α-Estradiol, selektive neurotrope estrogen-ähnliche Trans
kriptionswirkung besitzen.
Diese Steroide sind Verbindungen der allgemeinen Formel I
in der R1 ein Wasserstoffatom, eine Hydroxylgruppe oder eine Alkyl
oxygruppe von 1 bis 5 C-Atomen darstellt, R2 ein Wasserstoffatom, ei
ne Alkylgruppe von 1 bis 5 C-Atomen, eine Acylgruppe von 1 bis 5 C-Ato
men, eine Gruppierung der allgemeinen Formel SO2NR10R11, wobei
R10 und R11 unabhängig voneinander jeweils ein Wasserstoffatom, eine
Alkylgruppe von 1 bis 5 C-Atomen oder zusammen mit dem Stickstoff
eine Pyrrolidino-, Piperidino- oder Morpholinogruppe bedeuten, R3 ein
Wasserstoffatom oder eine Hydroxylgruppe darstellt, R4 ein Wasser
stoffatom, eine Hydroxylgruppe oder eine Alkylgruppe bis 5 C-Atomen
bedeutet, R5 und R6 unabhängig voneinander jeweils ein Wasserstoffa
tom oder ein Halogenatom bedeuten, R7 für ein Wasserstoffatom oder
eine Methylgruppe steht, R8 ein Wasserstoffatom und eine Hydroxyl
gruppe, ein Oxogruppe oder eine Gruppierung der allgemeinen Formel
CR12R13 bedeutet, in der R12 und R13 unabhängig voneinander jeweils
ein Wasserstoffatom oder ein Halogenatom darstellen, R9 eine Methyl- oder
Ethylgruppe bedeutet, Z für eine C,C-Doppelbindung oder einen
substituierten oder unsubstituierten Cyclopropanring steht und die
Gruppierung <CR5R6 entweder α- oder β-ständig angeordnet ist, wobei
R7 β-ständig ist, wenn <CR5R6 α-ständig ist und umgekehrt.
Eine abrupte oder allmähliche Abnahme der Estrogen-Konzentrationen
im Organismus kann sowohl bei Frauen als auch bei Männern unter
physiologischen (zunehmendes Alter, Menopause) und pathologischen
Bedingungen (Gonadektomie, Einsatz von GnRH-Analoga als supple
mentäre Krebstherapie) auftreten.
Zu den bekanntesten klinischen Symptomen des Estrogen-Ausfalls ge
hören Störungen der Thermoregulation in der Form von Hitzewallungen,
Osteoporose und erhöhte Prädisposition zu Herz- und Kreislauf-
Erkrankungen (Netter A, The menopause. In: Thibault C, Levasseur
MC, Hunter RHF (eds), Reproduction in Mammals and Man, Ellipses,
Paris, 627-642, 1993).
Neueste klinische Studien (van den Beld AW et al., The role of estro
gens in physical and psychosocial well-being in elderly men, The Aging
Male 1 (Suppl. 1), 54, 1998) haben eindeutige Beweise für eine Sen
kung der Serum-Estrogenspiegel mit zunehmendem Alter beim Mann
erbracht. Dadurch wird das Vorhandensein und die pathophysiologische
Relevanz eines "Estrogen-Mangelsyndroms" beim alternden Mann un
terstrichen.
Das Gehirn stellt ein sehr wichtiges Zielorgan der Estrogenwirkung dar.
Estrogene haben einen entscheidenden physiologischen Einfluß auf
viele neurobiologische Prozesse. Ihre Effekte lassen sich im allgemei
nen in zwei großen Gruppen - organisierende und aktivierende - klassi
fizieren (McEwen BS et al., Steroid hormones as mediators of neural
plasticity, J Steroid Biochem Mol Biol 39: 223-232, 1991).
Die Ersteren betreffen hauptsächlich die geschlechtsspezifische Orga
nisation neuraler Substrate während der frühen Ontogenese.
Die zweite Gruppe umfaßt spezifische Veränderungen in der Funktion
neuraler Regelkreise unter dem Einfluß von Estrogenkonzentrationen,
die aus der physiologischen Sekretion der Gonaden nach der Ge
schlechtsreife resultieren. Die aktivierenden Effekte von Estrogenen im
ZNS kommen u. a. bei den folgenden physiologischen Prozessen zum
Ausdruck:
geschlechtsspezifische Regulation der Gonadotropin-Sekretion (Fink G, Gonadotropin secretion and ist control. In: Knobil E, Neil JD (eds), The Physiology of Reproduction, Raven Press, New York, 1349-1376, 1988),
Steuerung des Sexualverhaltens (Baum MJ et al., Hormonal basis of proceptivity and receptivity in female primates, Arch Sex Behav 6: 173-192, 1977),
Regulation der neuroendokrinen Reagibilität auf Streß (Viau V, Meaney MJ, Variations in the hypothalamic-pituitary-adrenal response to stress during the estrous cycle in the rat, Endocrinology 129: 2503-2511, 1991),
Lernen und Retention von Verhaltensmustern mit adaptiver Relevanz (O'Neal MF et al., Estrogen affects performance of ovariectomized rats in a two-choice water-escape working memory task, Psychoneuroen docrinology 21: 51-65, 1996),
Aufrechterhaltung der Reaktionsbereitschaft von neurochemischen Me chanismen, die für die Gewährleistung der Vigilanz und adäquaten In formationsverarbeitung unentbehrlich sind (Fink G et al., Estrogen con trol of central neurotransmission: effects on mood, mental state and memory, Gell Mol Neurobiol 16: 325-344, 1996),
dynamische Veränderungen der Dichte interneuronaler Kontakte in Hirnstrukturen mit entscheidender Rolle für die kognitive Leistung und den emotionalen Status (Wooley CS, McEwen BS, Estradiol mediates fluctuations in hippocampal synapse density during the estrous cycle in the adult rat. J Neurosci 12: 2549-2554, 1992).
geschlechtsspezifische Regulation der Gonadotropin-Sekretion (Fink G, Gonadotropin secretion and ist control. In: Knobil E, Neil JD (eds), The Physiology of Reproduction, Raven Press, New York, 1349-1376, 1988),
Steuerung des Sexualverhaltens (Baum MJ et al., Hormonal basis of proceptivity and receptivity in female primates, Arch Sex Behav 6: 173-192, 1977),
Regulation der neuroendokrinen Reagibilität auf Streß (Viau V, Meaney MJ, Variations in the hypothalamic-pituitary-adrenal response to stress during the estrous cycle in the rat, Endocrinology 129: 2503-2511, 1991),
Lernen und Retention von Verhaltensmustern mit adaptiver Relevanz (O'Neal MF et al., Estrogen affects performance of ovariectomized rats in a two-choice water-escape working memory task, Psychoneuroen docrinology 21: 51-65, 1996),
Aufrechterhaltung der Reaktionsbereitschaft von neurochemischen Me chanismen, die für die Gewährleistung der Vigilanz und adäquaten In formationsverarbeitung unentbehrlich sind (Fink G et al., Estrogen con trol of central neurotransmission: effects on mood, mental state and memory, Gell Mol Neurobiol 16: 325-344, 1996),
dynamische Veränderungen der Dichte interneuronaler Kontakte in Hirnstrukturen mit entscheidender Rolle für die kognitive Leistung und den emotionalen Status (Wooley CS, McEwen BS, Estradiol mediates fluctuations in hippocampal synapse density during the estrous cycle in the adult rat. J Neurosci 12: 2549-2554, 1992).
Das enorme neurotrope Potential von Estrogenen findet einen Ausdruck
in ihrer Fähigkeit,
die Expression von einer Reihe von ZNS-spezifischen Genen zu indu zieren, deren Produkte für das Überleben von Nervenzellen von kriti scher Bedeutung sind (Miranda RC, Sohrabji F, Toran-Allerand CD, Presumptive estrogen target neurons express mRNA for both the neu rotrophins and neurotrophin receptors: a basis for potential develop ment interactions of estrogen with the neurotrophins, Mol Gell Neurosci 4: 510-525, 1993),
die Vielfalt und Qualität der Signalübertragung im ZNS (Luine VN Estradiol increases choline acetyltransferase activity in specific basal forebrain nuclei and projection areas of female rats, Exp Neurol 89: 489-490, 1985); (Weiland N, Glutamic acid decarboxylase messenger ribonucleic acid is regulated by estradiol and progesterone in the hip pocampus, Endocrinology 131: 2697-2702, 1992); (Bossé R, Di Paolo T, The modulation of brain dopamine and GABAA receptors by estradiol: a clue for CNS changes occurring at menopause, Gell Mol Neurobiol 16: 199-212, 1996) zu gewährleisten
und die Resistenz von Nervenzellen gegenüber pathologischen Einwir kungen zu erhöhen (Goodman Y et al., Estrogens attenuate and corti costerone exacerbates excitotoxicity, oxidative injury, and amyloid b-peptide toxicity in hippocampal neurons, J Neurochem 66: 1836-1844, 1996).
die Expression von einer Reihe von ZNS-spezifischen Genen zu indu zieren, deren Produkte für das Überleben von Nervenzellen von kriti scher Bedeutung sind (Miranda RC, Sohrabji F, Toran-Allerand CD, Presumptive estrogen target neurons express mRNA for both the neu rotrophins and neurotrophin receptors: a basis for potential develop ment interactions of estrogen with the neurotrophins, Mol Gell Neurosci 4: 510-525, 1993),
die Vielfalt und Qualität der Signalübertragung im ZNS (Luine VN Estradiol increases choline acetyltransferase activity in specific basal forebrain nuclei and projection areas of female rats, Exp Neurol 89: 489-490, 1985); (Weiland N, Glutamic acid decarboxylase messenger ribonucleic acid is regulated by estradiol and progesterone in the hip pocampus, Endocrinology 131: 2697-2702, 1992); (Bossé R, Di Paolo T, The modulation of brain dopamine and GABAA receptors by estradiol: a clue for CNS changes occurring at menopause, Gell Mol Neurobiol 16: 199-212, 1996) zu gewährleisten
und die Resistenz von Nervenzellen gegenüber pathologischen Einwir kungen zu erhöhen (Goodman Y et al., Estrogens attenuate and corti costerone exacerbates excitotoxicity, oxidative injury, and amyloid b-peptide toxicity in hippocampal neurons, J Neurochem 66: 1836-1844, 1996).
Klinische Befunde implizierten den Estrogenmangel als kausalen Faktor
in der Pathogenese des Morbus Alzheimer und deuten auf die Möglich
keit einer Estrogen-Substitution, die klinische Manifestation bzw. Pro
gredienz dieser Erkrankung aufzuhalten (Henderson VW et al., Estro
gen replacement therapy in older women: comparisons between Alz
heimer's disease cases and controls, Arch Neurol 51: 896-900, 1994);
(Paganini-Hill A, Henderson VW, Estrogen deficiency and risk of Alz
heimer's disease, Am J Epidemiol, 140: 256-261, 1994).
Eine Reihe von Neuropeptiden, deren Gentranskription durch physiolo
gische Estrogenmengen beeinflusst wird (z. B. Oxytozin und Arginin-
Vasopressin) spielen eine wichtige Rolle bei der Steuerung emotionaler
Verhaltenskomponenten (Adan RA, Burbach JP, Regulation of vaso
pressin and oxytocin gene expression by estrogen and thyroid hormone,
Progr Brain Res 92: 127-136, 1992).
Berichte in der Fachliteratur weisen darauf hin, daß Estrogenmangel
mit einer deutlichen Abschwächung der Fähigkeit des Organismus, re
aktive Sauerstoffspezies und freie Radikale zu eliminieren, einhergeht
(Niki E, Nakano M, Estrogens as antioxidants. Methods Enzymol 186:
330-333, 1990); (Lacort M et al., Protective effects of estrogens and
catecholestrogens against peroxidative membrane damage in vitro, Li
pids 30: 141-146, 1995). Der Überschuß an freien Radikalen wird in
Mechanismen der zellulären Schädigung in mehreren Organen und Sy
stemen impliziert und mit der Pathogenese von neurodegenerativen Er
krankungen im Zusammenhang gebracht (Smith CD et al., Excess brain
protein oxidation and enzyme dysfunction in normal aging and in Alz
heimer's disease. Proc Natl Acad Sci USA 88: 10 540-10 543, 1991);
(Hastings TG, Zigmond MJ, Neurodegenerative disease and oxidative
stress: insights from an animal model of Parkinsonism. In: Fiskum G
(ed), Neurodegenerative Diseases, Plenum Press, New York, 37-46,
1996). Daher wird der Estrogen-Substitution auch eine Rolle im Sinne
der Aufrechterhaltung und Erhöhung der endogenen antioxidativen Ka
pazität beigemessen (Behl C et al., 17β-Estradiol protects neurons from
oxidative stress-induced cell death in vitro, Biochem Biophys Res
Commun 216: 473-482, 1995).
Zum gegenwärtigen Zeitpunkt erfolgt die Estrogen-Substitution mit na
türlichen und synthetischen Estrogenen, deren Wirkung in allen Estro
genrezeptor-enthaltenden Organen und Systemen auftritt, d. h. praktisch
im gesamten Körper. Da jedoch diese Estrogene bereits in geringen
pharmakologischen Dosen eine starke Zellproliferation in Geweben des
weiblichen Genitaltraktes (Endometrium) und dem Brustdrüsenepithel
verursachen, die schließlich in einer karzinogener Entdifferenzierung
ausarten, ist ihre Anwendung für die Therapie von Symptomen eines
Estrogen-Mangels im ZNS durch mehrere Gegenindikationen begrenzt
(Bernstein BA, Ross RK, Henderson BE, Relationship of hormone use
to cancer risk. J Natl Cancer Inst Monograph 12: 137-147, 1992).
Die proliferativen Effekte von Estrogenen gelten als unmittelbare Risi
kofaktoren für die Entstehung einer benignen Prostata-Hyperplasie
und/oder Gynäkomastie beim Mann (Knabbe C, Endokrine Therapie von
Prostataerkrankungen. In: Allolio B Schulte HM (eds), Praktische Endo
krinologie, Urban & Schwarzenberg, München, 645-651, 1996).
Aus diesem Grund wurde die Estrogen-Substitution beim Mann, trotz
erwiesenen Indikationen, nie ernsthaft in Erwägung gezogen.
Die Verwendung von natürlichen und synthetischen Estrogenen mit sy
stemischer Wirkung - d. h. in allen Organen und Systemen des Körpers - zur
Behandlung von neurodegenerativen Erkrankungen wird durch die
folgenden Patente beansprucht:
US 4,897,389, US 5,554,601 und WO 95/12402, WO 97/03661, DE 43 38 314 C1.
US 4,897,389, US 5,554,601 und WO 95/12402, WO 97/03661, DE 43 38 314 C1.
- - US 4,897,389 schützt die Anwendung von Estradiol, Estron und Estriol, allein oder in Kombination mit Gonadotropinen, Androge nen, anabolen Androgenen oder humanem Wachstumshormon, zur Behandlung seniler Demenz, Morbus Parkinsoni, zerebraler Atrophie, Morbus Alzheimeri, zerebellarer Atrophie, senilem oder essentiellem Tremor.
- - US 5,554,601 und WO 95/12402 schützt die Anwendung von estrogenen Substanzen, darunter auch solche, die eine geringfü gige "sexuelle Aktivität" aufweisen, zur Protektion von Nervenzel len vor progredienter Schädigung und dem Zelltod, und zur Be handlung neurodegenerativer Erkrankungen. Als Beispiel für eine Substanz mit geringfügiger "sexueller Aktivität" und neuroprotek tiver Wirkung wird 17α-Estradiol angeführt.
- - WO 97/03661 schützt die Anwendung von nicht-estrogenen Sub stanzen, die in ihrer Struktur mindestens zwei Ringstrukturen auf weisen, wobei mindestens eine davon ein terminaler phenolischer Ring ist, und deren Molekülgewicht weniger als 1000 Dalton beträgt, zur Gewährleistung von Neuroprotektion.
- - DE 43 38 314 C1 beschreibt Steroide mit phenolischer A-Ring- Struktur, deren radikalfangenden und antioxidativen Eigenschaften unabhängig vom Maß der estrogen-ähnlichen Wirksamkeit sind. Die se Verbindungen können zur Prophylaxe und Therapie radikalvermit telter Zellschädigungen eingesetzt werden.
In all diesen Patentschriften soll die therapeutische und neuroprotektive
Effizienz der enthaltenen Substanzen auf einen oder mehrere der fol
genden Endeffekten basieren:
- - Stimulation der Biosynthese von natürlichen neuronalen Wachs tumsfaktoren;
- - Stimulation der Aktivität von Acetylcholin-synthetisierenden Enzy men bzw. der Aufnahme (Uptake) von Substraten der Acetylcholin- Synthese;
- - direkte Zytoprotektion durch Erhöhung der Resistenz von Nervenzel len gegenüber dem Entzug von Nährsubstraten bzw. Wachstumsfak toren;
- - Verminderung der Empfindlichkeit von Nervenzellen gegenüber frei en Radikalen und reaktiven Sauerstoff-Spezies, die infolge einer traumatischen bzw. neurotoxischen Einwirkung freigesetzt werden.
Jedoch werden in keiner der aufgeführten Patentschriften Steroide mit
selektiven estrogen-ähnlichen neurotropen Transkriptionseffekten dar
gestellt; d. h. solche, die bei einer Dosierung in vivo, die im reprodukti
ven System keine signifikante biologische Wirkung zeigen, die Trans
kription estrogen-abhängiger Gene im ZNS in einem estrogen-ähnlichen
Modus beeinflussen.
Insbesondere gilt es zu unterstreichen, daß die in den Patentschriften
US 5,554,601 und WO 95/12402 beschriebene Wirkung von
17α-Estradiol - einer Substanz, die eine reduzierte Estrogenität im
Genitaltrakt aufweist (Clark JH et al., Effects of estradiol 17α on nuclear occu
pancy of the estrogen receptor, stimulation of nuclear type II sites, and
uterine growth, J Steroid Biochem 16: 323-328, 1982) - sich nur auf die
Protektion von kultivierten Nervenzellen vor dem durch den Entzug von
Nährmittel induzierten Zelltod bezieht, wobei die relative Potenz von
17α-Estradiol mit derjenigen von 17β-Estradiol nicht evaluiert wurde.
Daraus kann man schlußfolgern, daß aus den bisher veröffentlichten
Untersuchungen und Patentschriften jegliche Hinweise für eine selekti
ve neurotrope Wirkung von 17α-Estradiol bzw. seinen Derivaten fehlen,
während 17β-Estradiol bekanntlich keine ZNS-Selektivität aufweist und
damit als ein Estrogen mit systemischer Wirkung einzustufen ist. Die
Patentschriften WO 97/03661 und DE 43 38 314 C1 interpretieren die
zytoprotektive Wirkung von Estrogenen für eine Konsequenz der radi
kalfangenden Eigenschaften ihres terminalen phenolischen A-Rings.
Eine dissoziierte neurotrope Wirkung von 17α-Estradiol, die auf einer
Beeinflussung der Transkription von estrogen-sensitiven Genen basiert,
wurde weder innerhalb der Patentschrift untersucht, noch wurde in der
Literatur darüber berichtet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, pharmazeutische Präparate
zur gezielten Substitution des Estrogenmangels im Zentralnervensy
stem (ZNS) ohne Beeinflussung anderer Organe oder Systeme zu fin
den.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ausgewählte
Steroide zur Herstellung pharmazeutischer Präparate verwendet wer
den, die die Substitution des Estrogenmangels im ZNS ohne Beeinflus
sung anderer Organe oder Systeme gewährleisten.
Die Steroide zeichnen sich dadurch aus, daß sie im Gegensatz zu sy
stemisch wirksamen natürlichen und synthetischen Estrogenen, inklusi
ve 17α-Estradiol, selektive neurotrope estrogen-ähnliche Transkripti
onswirkung besitzen.
Es wurde überraschend festgestellt, daß die ausgewählten Steroide in
ihrer erfindungsgemäßen Verwendung
- - eine selektive Beeinflussung der Transkription estrogen-abhängiger Gene im ZNS und Veränderungen entsprechender physiologischer Pa rameter verursachen;
- - ZNS-spezifische Transkriptionseffekte in solchen Dosen aufwei sen, die in Geweben des Reproduktionssystems keine biologische Effek te haben;
- - ZNS-spezifischen Transkriptionseffeke bei solchen Dosierungen aufweisen, in denen weder 17β-Estradiol, noch 17α-Estradiol, eine Wirksamkeit zeigen;
- - und die Transkription estrogen-abhängiger Gene im ZNS nicht über die Wirkung von sekundär gebildetem 17β-Estradiol beeinflussen.
Diese Steroide sind Verbindungen der allgemeinen Formel I
in der R1 ein Wasserstoffatom, eine Hydroxylgruppe oder eine Alkyl
oxygruppe von 1 bis 5 C-Atomen darstellt, R2 ein Wasserstoffatom, ei
ne Alkylgruppe von 1 bis 5 C-Atomen, eine Acylgruppe von 1 bis 5 C-Atomen,
eine Gruppierung der allgemeinen Formel SO2NR10R11, wobei
R10 und R11 unabhängig voneinander jeweils ein Wasserstoffatom, eine
Alkylgruppe von 1 bis 5 C-Atomen oder zusammen mit dem Stickstoff
eine Pyrrolidino-, Piperidino- oder Morpholinogruppe bedeuten, R3 ein
Wasserstoffatom oder eine Hydroxylgruppe darstellt, R4 ein Wasser
stoffatom, eine Hydroxylgruppe oder eine Alkylgruppe bis 5 C-Atomen
bedeutet, R5 und R6 unabhängig voneinander jeweils ein Wasserstoffa
tom oder ein Halogenatom bedeuten, R7 für ein Wasserstoffatom oder
eine Methylgruppe steht, R8 ein Wasserstoffatom und eine Hydroxyl
gruppe, ein Oxogruppe oder eine Gruppierung der allgemeinen Formel
CR12R13 bedeutet, in der R12 und R13 unabhängig voneinander jeweils
ein Wasserstoffatom oder ein Halogenatom darstellen, R9 eine Methyl- oder
Ethylgruppe bedeutet, Z für eine C,C-Doppelbindung oder einen
substituierten oder unsubstituierten Cyclopropanring steht und die
Gruppierung <CR5R6 entweder α- oder β-ständig angeordnet ist, wobei
R7 β-ständig ist, wenn <CR5R6 α-ständig ist und umgekehrt.
Bevorzugte Verbindungen sind
15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol,
15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-18a-homo-estra-1,3,5(10),8-te traen-3,17α-ol,
17α-Hydroxy-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3-yl-pen tanoat,
17-Methylen-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3-ol,
15βH,3'H-3',3'-difluoro-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-te traen-3,17α-diol,
17-Methylen-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3-yl-sul famat,
17-Difluoromethylen-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-te traen-3-ol,
3-Methoxy-15β-methyl-3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-te traen-3-ol,
15α-Methyl-3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol,
17-Difluoromethylen-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-te traen-3-yl-(tetramethylenimino)sulfonat,
17-Methylen-3'H-cycloprop[8,9]-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-e stra-1,3,5(10)-trien-3-ol.
15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol,
15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-18a-homo-estra-1,3,5(10),8-te traen-3,17α-ol,
17α-Hydroxy-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3-yl-pen tanoat,
17-Methylen-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3-ol,
15βH,3'H-3',3'-difluoro-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-te traen-3,17α-diol,
17-Methylen-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3-yl-sul famat,
17-Difluoromethylen-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-te traen-3-ol,
3-Methoxy-15β-methyl-3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-te traen-3-ol,
15α-Methyl-3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol,
17-Difluoromethylen-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-te traen-3-yl-(tetramethylenimino)sulfonat,
17-Methylen-3'H-cycloprop[8,9]-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-e stra-1,3,5(10)-trien-3-ol.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist die erfindungsgemäße
Verwendung der Verbindungen zur Herstellung pharmazeutischer Prä
parate zur Prophylaxe und Therapie der altersabhängigen Verminde
rung der kognitiven Leistung, der altersbedingten und perimenopausa
len Dysphorie, des premenstruellen Syndroms, der Neurose und Neur
asthenie, von Angstzustände und -neurosen, von Hitzewallungen nach
Estrogen-Deprivation (Menopause, Gonadektomie, Behandlung mit
GnRH-Analoga) und der psychogenen Hemmung des Sexualverhaltens.
Es wurde festgestellt, daß dabei das Risiko einer Beeinträchtigung
hormonsensitiver Gewebe des Reproduktionssystems (Endometrium,
Myometrium, Prostata, Brustdrüse) im Sinne einer unkontrollierter
Proliferation und Karzinogenese weitgehend ausgeschlossen werden
kann.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch pharmazeutische
Präparate zur oralen und parenteralen, incl. topischen, rektalen,
subcutanen, intravenösen, intramuskulären, intraperitonealen, intrana
salen, intravaginalen, intrabukkalen oder sublingualen Applikation, die
neben üblichen Träger- und Verdünnungsmitteln eine in dem Anspruch
1 aufgezeigte Verbindung als Wirkstoff enthalten.
Als pharmazeutische Formulierungen können zur Anwendung kommen:
- - Tabletten oder Dragees von 0,1 bis 2 mg täglich oral,
- - Ampullen von 0,1 bis 2 mg täglich als subkutane Injektion,
- - Pflaster mit transdermaler Freisetzung von 0,05 bis 2 mg täglich,
- - subkutane Implantate mit täglicher Freisetzungskapazität von 0,05 bis 2 mg,
- - Gele und Cremen mit transdermaler Freisetzung von 0,05 bis 2 mg täglich,
- - bukkal applizierbare Systeme mit einer täglichen Freisetzung von 0,1 bis 1 mg.
Die Arzneimittel der Erfindung werden mit den üblichen festen oder
flüssigen Trägerstoffen oder Verdünnungsmitteln und den üblicherweise
verwendeten pharmazeutisch-technischen Hilfsstoffen entsprechend der
gewünschten Applikationsart mit einer geeigneten Dosierung in bekann
ter Weise hergestellt.
Am Beispiel von 15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-te
traen-3,17α-diol (Verbindung der allgemeinen Formel I:
R1=R2=R3=R4=R5=R6=R7=H; R8=α-OH, β-H; R9=CH3;
Z=C,C-Doppelbindung) - nachfolgend in den Abbildungen als Prototyp substanz dokumentiert - wird die erfindungsgemäße selektive estroge nähnliche Wirkung experimentell im Vergleich mit 17β-Estradiol und 17α-Estradiol nachgewiesen.
R1=R2=R3=R4=R5=R6=R7=H; R8=α-OH, β-H; R9=CH3;
Z=C,C-Doppelbindung) - nachfolgend in den Abbildungen als Prototyp substanz dokumentiert - wird die erfindungsgemäße selektive estroge nähnliche Wirkung experimentell im Vergleich mit 17β-Estradiol und 17α-Estradiol nachgewiesen.
Geschlechtsreife (drei Monate alt, Gewicht 250 ± 30 g) weibliche Wistar-
Ratten (Tierzucht Schönwalde GmbH, Deutschland) wurden unter
Ketamin-Narkose ovarektomiert. Nach 14 Tagen wurden die Tiere sub
kutan mit osmotischen Minipumpen (Alzett, USA) implantiert, die eine
Tagesdosis von 0,01, 0,1, 0,3,1, 3, 30 und 100 µg der zu untersuchen
den Substanzen (15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-te
traen-3,17α-diol, 17β-estradiol und 17α-estradiol) über 7 Tage freisetzten;
die Kontrolltiere erhielten ein entsprechendes Volumen an Vehikel
(Propylenglykol). Am 7. Behandlungstag wurden die Tiere getötet und
die Uterus-Feuchtgewichte (bezogen auf 100 g Körpergewicht) ermit
telt.
Abb. 1 zeigt die uterotrope Wirkung von verschiedenen Dosen von
17β-Estradiol (Rechteck-Symbole), 17α-Estradiol (Kreis-Symbole) und
15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol,
(Dreieck-Symbole) bei ovariektomierten Ratten. Jeder Punkt stellt den
Mittelwert ± Standardfehler (x ± SEM) von 7-10 Versuchstieren dar; das
schattierte Feld zeigt die Streuungsbreite dieses Parameters in Place
bo-behandelten Tieren (OVX).
Es ist ersichtlich, daß mit 17β-Estradiol eine signifikante Vergrößerung
des Uterus bereits bei Tagesdosen von 0,03 bis 0,1 µg erzielt wurde.
Für einen vergleichbaren uterotropen Effekt benötigte man Tagesdosen
von 100 µg 17α-Estradiol bzw. 30 µg der Substanz
15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol.
Dieses Ergebnis zeigt, daß die Wirksamkeit von 15βH,3'H-Cy
cloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol im weiblichen
Genitaltrakt etwa 1000fach geringer als diese von 17β-Estradiol und
vergleichbar mit derjenigen von 17α-Estradiol ist.
Brustkrebszellen MCF-7/2A, die die Alpha-Isoform des Estrogenrezep
tors (ERα) exprimieren, wurden mit dem Reporter-Plasmid EREwtcLUC
stabil transfiziert. Der Reporter enthält den Estrogen-Response Ele
ment (ERE) von Vitellogenin, einen Thymidinkinase-Promotor und das
Luciferase-codierende Gen von Photinus pyralis. Die Zellkultur wurde
für 7 Tage vor Beginn-des Experiments in steroid-freiem Medium kulti
viert und anschließend mit 17β-Estradiol, 17α-Estradiol bzw. der Sub
stanz 15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol
in vier verschiedenen Konzentrationen (10-11, 10-10, 10-9 und 10-8 M)
für 48 Stunden inkubiert. Die Zellen wurden lysiert und die Transkripti
on des Luciferase-Reportergens wurde durch Bestimmung der Lucifera
se-Aktivität mit einem spezifischen Testansatz (Serva/Promega,
Deutschland) ermittelt.
Abb. 2 zeigt die Induktion der Transkription eines stabil transfizierte
nestrogen-abhängigen Reporter-Gens (Luciferase) in Estrogenrezeptor
exprimierenden Brustkrebszellen MCF-7 nach 48-stündiger Behandlung
mit verschiedenen Dosen von 17β-Estradiol (Rechteck-Symbole), 17α-
Estradiol (Kreis-Symbole) und 15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-e
stra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol (Dreieck-Symbole). Die
Abbildung stellt die Mittelwerte von zwei unabhängigen Versuchen dar.
Es ist ersichtlich, daß die untersuchten Substanzen dosis-abhängig die
Transkription des Reporters stimulieren. Die Effizienz von 15βH,3'H-Cy
cloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol und 17α-Estradiol
ist um eine Größenordnung (d. h. 10fach) geringer als diese von
17β-Estradiol.
Dieses Ergebnis zeigt, daß die Substanz 15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-e
stra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol eine um das mehrfache schwächere
Estrogenwirkung in Brustkrebs-Gewebe hat.
Geschlechtsreife (drei Monate alt, Gewicht 250±30 g) weibliche Wistar-
Ratten (Tierzucht Schönwalde GmbH, Deutschland) wurden unter
Ketamin-Narkose ovarektomiert. Nach 14 Tagen wurden die Tiere sub
kutan mit osmotischen Minipumpen (Alzett, USA) implantiert, die eine
Tagesdosis von 0,01, 0,1 und 1 µg der zu untersuchenden Substanzen
(15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol,
17β-estradiol und 17α-estradiol) über 7 Tage freisetzten; die Kontroll
tiere erhielten ein entsprechendes Volumen an Vehikel
(Propylenglykol). Unmittelbar nach der Tötung der Tiere, wurden die
Uterus-Feuchtgewichte (bezogen auf 100 g Körpergewicht) ermittelt.
Die Messenger-Ribonukleinsäure (mRNA), die die Biosynthese von
Oxytozin codiert, wurde durch in-situ-Hybridisierung mit einer spezifi
schen radioaktiv-markierten Oligodeoxynukleotid-Sonde nach einer
etablierten Methode (Fischer D et al, Lactation as a model of naturally
reversible hypercorticalism: plasticity in the mechanism governing hy
pothalamo-pituitary-adrenal activity in the rat, J Clin Invest 96:
1208-1215, 1995), 1995) im hypothalamischen Nucleus paraventricularis
(PVN) dargestellt. Behandlungsbedingte Veränderungen in der Trans
kription des Oxytocin-Gens wurden durch densitometrische Messungen
der spezifischen Hybridisierungssignale innerhalb der definierten ana
tomischen Strukturen quantifiziert.
Abb. 3 zeigt die Induktion von Oxytozin-codierenden Transkripten
(OT mRNA; obere Graphik) im hypothalamischen paraventrikulären Nu
kleus ovariektomierter Ratten nach chronischer subkutaner Behandlung
mit 17β-Estradiol (Kreis-Symbole), 17α-Estradiol (Rechteck-Symbole)
und 15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol
(Dreieck-Symbole) in drei verschiedenen Dosierungen. Die untere Gra
phik zeigt die Effekte der getesteten Substanzen auf das Uterusge
wicht. Jeder Punkt stellt x ± SEM von 5-7 Einzelbestimmungen. Das
schattierte Feld zeigt die Streuungsbreite des entsprechenden Parame
ters in Vehikel-behandelten Ratten. Die Sternzeichen bezeichnen signi
fikante Unterschiede (p < 0,05) im Vergleich zu der Kontrollgruppe
(OVX).
Die Ergebnisse zeigen, daß 15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-te
traen-3,17α-diol die Transkription des Oxytozin-Gens im
PVN dosisabhangig stimuliert, wobei der Stimulationseffekt demjenigen
von 17β-Estradiol sehr ähnlich ist. Allerdings sind die neurotropen
Transkriptionseffekte von 15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-te
traen-3,17α-diol, unterschiedlich als bei 17β-Estradiol, mit keiner Ute
rus-Vergrößerung assoziiert. In den verwendeten Dosierungen hatte
17α-Estradiol keinen Einfluß auf die Konzentrationen von Oxytozin-mRNA
im hypothalamischen PVN.
Diese Ergebnisse dokumentieren eine selektive estrogen-ähnliche Wir
kung von 15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol
im Gehirn der weiblichen Ratte.
Das Untersuchungsmaterial stammte von Tieren, die im unter Beispiel 3
beschriebenen Experiment behandelt wurden. Das Gen bcl-2 codiert die
Synthese eines Proteins, das in der Kaskade der Zellproliferation in
volviert ist und dem programmierten Zelltod (Apoptose) entgegenwirkt
(Merry DE, Korsmeyer SJ, Bcl-2 gene family in the nervous system, Ann
Rev Neurosci 20: 245-267, 1997). Die Transkription dieses Gens wird
durch Estrogene stimuliert (Kandouz M et al., Antagonism between
estradiol and progestin on Bcl-2 expression in breast cancer cells,
Int J Cancer 68: 120-125, 1996).
Gyrus dentatus ist ein Bestandteil der hippokampalen Formation, in
dem die Neurogenese bei der Ratte auch im Erwachsenenalter persi
stiert (Gould E et al, Proliferation of granule cell precursors in the
dentate gyrus of adult monkeys is diminished by stress, Proc Natl Acad
Sci USA 96: 3168-317, 1998) und bcl-2 exprimiert ist. Bcl-2-Transkripte
wurden in Hirnschnitten durch in-situ-Hybridisierung mit einer spezifi
schen Oligonukleotid-Sonde (Clark RSB et al., Apoptosis-suppressor
gene bcl-2 expression after traumatic brain injury in rats, J Neurosci
17: 9172-9182, 1997) dargestellt, und nach der im Beispiel 3 beschrie
benen Methode densitometrisch quantifiziert.
Abb. 4 zeigt den Einfluß von drei verschiedenen Dosen von
17β-Estradiol (Kreis-Symbole), 17α-Estradiol (Rechteck-Symbole) und
15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol
(Dreieck-Symbole) auf die Expression von bcl-2 im Gyrus dentatus des
Hippokampus ovariektomierter Ratten; Zeichen und Abkürzungen wie in
Abb. 3.
Die Behandlung mit der Substanz 15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-e
stra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol resultierte in einer dosisabhängigen Sti
mulation der Expression von bcl-2 im Gyrus dentatus. Der Effekt war
mit demjenigen, der durch gleiche Dosen 17β-Estradiol ausgelöst wur
de, identisch. Die Substanz 17α-Estradiol hatte in den verwendeten
Dosierungen keinen Effekt auf die Transkription von bcl-2 - ersichtlich
aus Abb. 4.
Diese Ergebnisse zeigen, daß in der verwendeten Dosierung, 15βH,3'H-Cy
cloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol die Transkription
des antiapoptotischen Gens bcl-2 im ZNS nach einem estrogen
ähnlichen Modus beeinflußt, ohne daß eine Wirkung am Uterus auftritt.
Bindungsstellen mit identischen biochemischen Charakteristika für das
Peptidhormon Oxytozin sind im Myometrium und im ZNS vorhanden. In
beiden Organen verursacht akute oder chronische Estrogen-
Behandlung einen Anstieg der Anzahl (Dichte) von Oxytozin-
Rezeptoren. Die Hirnstrukturen, in denen dieser Parameter besonders
empfindlich auf Estrogene reagiert, sind Nucleus interstitialis striae
terminalis, Nucleus ventromedialis und der amygdaloide Nuklearkom
plex. Estrogen-bedingte Induktion von Oxytozin-Rezeptoren in diesen
Strukturen befindet sich in einer kausalen Relation zur Ausprägung von
einer Reihe von prosozialen Verhaltensmustern, darunter auch Sexual
verhalten (Insel TR, Oxytocin - a neuropeptide for affiliation: evidence
from behavioral, receptor autoradiographic, and comparative studies,
Psychoneuroendocrinology 17: 3-35, 1992).
Zu Bestimmungen der Dichte von Oxytozin-Rezeptoren in definierten
anatomischen Strukturen ist die autoradiographische Darstellung durch
Bindung des radioaktiv markierten Oxytozin-Rezeptorantagonisten
d(CH2)5-Tyr(Me)2, Thr4, Orn8-[125l]Tyr9-Vasotocin (125I-OVTA) die Me
thode der Wahl (Kremarik P et al., Histoautoradiographic detection of
oxytocin- and vasopressin-binding sites in the telencephalon of the rat,
J Comp Neurol 333: 343-359, 1993).
Gefrierschnitte vom Gehirn und Uterus von ovariektomierten Ratten, die
7 Tage lang eine tägliche subkutane Dosis von 1 µg 15βH,3'H-Cy
cloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol, 17β-Estradiol
bzw. 17α-Estradiol erhielten (vgl. Beispiel 3), wurden mit 125I-OVTA
(NEN DuPont, Deutschland) in einer Konzentration von 50 pM inku
biert. Anschließend wurden Filmautoradiogramme erstellt, die zur densi
tometrischen Bestimmung der Oxytozin-Bindungsstellen nach einem
etablierten Verfahren verwendet wurden (Patchev VK et al., Oxytocin
binding sites in rat limbic and hypothalamic structures: site-specific
modulation by adrenal and gonadal steroids. Neuroscience 57:
537-543, 1993).
Abb. 5 zeigt die-spezifische Bindung eines 125I-markierten Liganden des
Oxytozin-Rezeptors (125I-OVT) im Myometrium und in zwei estrogen
sensitiven Hirnstrukturen, dem hypothalamischen ventromedialen Nu
kleus (VMN) und dem Nucleus interstitialis striae terminalis (BNST),
nach einer 7-tägigen Behandlung mit 17β-Estradiol (schwarze Säulen),
17α-Estradiol (schraffierte Säulen) und 15βH,3'H-Cyclo
prop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol (graue Säulen) in einer Tagesdosis
von 1 µg. Die Sternzeichen zeigen signifikante Unterschiede (p < 0,05)
im Vergleich zu Placebo-behandelten ovariektomierten Ratten (OVX).
Die rechte Graphik stellt die Effekte der getesteten Substanzen auf die
Proliferation des Endometriums dar. Jede Säule repräsentiert x ± SEM
von 4-5 Einzelbestimmungen.
Die Ergebnisse dieser Untersuchung sind ebenfalls auf Abb. 5 darge
stellt. Die Behandlung mit 17β-Estradiol und 15βH,3'H-Cy
cloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol resultierte in ei
nem signifikanten Anstieg der Dichte von Oxytozin-Rezeptoren in allen
untersuchten Hirnstrukturen, wobei 15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-e
stra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol im VMN einen schwächeren Effekt als
17β-Estradiol zeigte. Die Substanz 17α-Estradiol war bei der verwende
ten Dosierung in keiner Hirnstruktur wirksam. Im Myometrium verur
sachte 17β-Estradiol eine starke Induktion von Oxytozin-
Bindungsstellen, während 17α-Estradiol und die Substanz 15βH,3'H-Cy
cloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol eine signifikant
geringere Wirkung zeigten. Die computer-gestützte Messung der Stärke
des Endometriums in den Uteruspräparaten zeigte, daß die Tagesdosis
von 1 µg 17β-Estradiol eine signifikante endometriale Proliferation ver
ursacht, während 15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetra
en-3,17α-diol und 17α-Estradiol in einer äquivalenten Dosierung die Stärke
des Endometriums nicht beeinflussen.
Zusammenfassend zeigen die unter Beispiel 5 dargestellten Resultate,
daß die Substanz 15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-te
traen-3,17α-diol einen biochemischen Parameter - den Oxytozin-Rezeptor - der
sowohl für das reproduktive System (Myometrium) als auch für das
ZNS charakteristisch ist, vorwiegend im Zentralnervensystem beein
flusst und sich durch diese selektive neurotrope Wirkung von den na
türlichen Estrogenen 17β-Estradiol und 17α-Estradiol qualitativ unter
scheidet.
Es ist bekannt, daß eine Verminderung der Estrogenkonzentrationen
mit einer Erniedrigung der Lern- und Gedächtnisleistung assoziiert ist
(Kopera H, Estrogens and psychic functions. Aging and estrogens,
Front Hormone Res. 2: 118-133, 1973).
Eine Korrelation zwischen Serum-Estrogenspiegel und kognitiver Lei
stung wurde auch im Tierversuchsmodell nachgewiesen (Kondo Y, Su
zuki K, Sakuma Y,Estrogen aleviates cognitive dysfunction following
transient brain ischemia in ovariectomized gerbils, Neurosci Lett 238:
45-48, 1997).
Zur Vergleichsuntersuchung des Einflusses der Substanzen 15βH,3'H-Cy
cloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol, 17β-Estradiol
und 17α-Estradiol auf die kognitive Leistung wurde das folgende Expe
riment durchgeführt:
Geschlechtsreife weibliche Wistar-Ratten (Gewicht 240 ± 20 g) wurden unter Nembutal-Narkose ovarektomiert. Eine Woche nach der Operation wurde mit täglicher subkutaner Verabreichung der Substanzen in den folgenden Tagesdosen begonnen: 17β-Estradiol, 1 µg; 17α-Estradiol, 100 µg; 15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol, 30 µg. Die gesamte Behandlungsdauer war 14 Tage. Am 5. und 6. Behandlungstag wurden Trainingssitzungen zum Erlernen eines kondi tionierten Escape-Verhaltens nach einer etablierten Methode (Diaz- Veliz G et al., Influence of the estrous cycle, ovariectomy and estradiol replacement upon the acquisition of conditioned avoidance responses in rats, Physiol Behav 46: 397-401, 1989) durchgeführt. Jedes Tier wurde in einer Sitzung 50 Mal der Kombination aus einem unbedingten (elektrische Reizung) und zwei konditionierenden Stimuli (Licht- und Schall-Signal) exponiert. Am 7. Behandlungstag wurde die Retention des erlernten Verhaltensmusters getestet. Nach einer 6-tägigen Unter brechung der Lernsitzungen, wurde am 14. Behandlungstag die Extink tion des erlernten konditionierten Verhaltens ermittelt. Die Anzahl der korrekten Verhaltensreaktionen (Escape in das "sichere" Abteil des Ap parats innerhalb von drei Sekunden nach Präsentation der konditionie renden Signale) aus 50 aufeinanderfolgenden Expositionen wurde als Kriterium für die Bewertung der Retention bzw. Extinktion des erlernten Verhaltens verwendet.
Geschlechtsreife weibliche Wistar-Ratten (Gewicht 240 ± 20 g) wurden unter Nembutal-Narkose ovarektomiert. Eine Woche nach der Operation wurde mit täglicher subkutaner Verabreichung der Substanzen in den folgenden Tagesdosen begonnen: 17β-Estradiol, 1 µg; 17α-Estradiol, 100 µg; 15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol, 30 µg. Die gesamte Behandlungsdauer war 14 Tage. Am 5. und 6. Behandlungstag wurden Trainingssitzungen zum Erlernen eines kondi tionierten Escape-Verhaltens nach einer etablierten Methode (Diaz- Veliz G et al., Influence of the estrous cycle, ovariectomy and estradiol replacement upon the acquisition of conditioned avoidance responses in rats, Physiol Behav 46: 397-401, 1989) durchgeführt. Jedes Tier wurde in einer Sitzung 50 Mal der Kombination aus einem unbedingten (elektrische Reizung) und zwei konditionierenden Stimuli (Licht- und Schall-Signal) exponiert. Am 7. Behandlungstag wurde die Retention des erlernten Verhaltensmusters getestet. Nach einer 6-tägigen Unter brechung der Lernsitzungen, wurde am 14. Behandlungstag die Extink tion des erlernten konditionierten Verhaltens ermittelt. Die Anzahl der korrekten Verhaltensreaktionen (Escape in das "sichere" Abteil des Ap parats innerhalb von drei Sekunden nach Präsentation der konditionie renden Signale) aus 50 aufeinanderfolgenden Expositionen wurde als Kriterium für die Bewertung der Retention bzw. Extinktion des erlernten Verhaltens verwendet.
Abb. 6 zeigt den Einfluß von 17β-Estradiol (schwarze Säulen),
17α-Estradiol (schraffierte Säulen) und 15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-e
stra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol (graue Säulen) auf die Äquisition und
Retention eines neuen Verhaltensmusters bei ovariektomierten Ratten
(offene Säulen; OVX). Die Sternzeichen zeigen signifikante Unterschie
de im Vergleich zu den Placebo-behandelten Tieren (OVX) am entspre
chenden Testtag. Die folgenden Uterusgewichte (x ± SEM; n = 8-10 pro
Behandlungsgruppe; Angaben in mg/100 g KG) wurden nach 14-tägiger
Behandlung ermittelt: OVX, 53 ± 2; 17β-Estradiol, 187 ± 9;
17α-Estradiol, 100 ± 5; 15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-te
traen-3,17α-diol, 108 ± 4.
Es ist ersichtlich, daß die Substanz 15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-e
stra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol in der verwendeten Dosierung einen
estrogen-ähnlichen stimulierenden Effekt auf die Retention des erlern
ten Verhaltensmusters hat, wobei die uterotrope Wirkung signifikant
geringer ist, als diese von 17β-Estradiol in einer täglichen Dosis von 1 µg.
Dieses Ergebnis weist nach, daß 15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-e
stra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol die kognitive Leistung wie ein Estrogen
beeinflußt, während in reproduktiven Organen eine geringfügige prolife
rative Wirkung zeigt.
Ovariektomierte Ratten erhielten tägliche subkutane Dosen von 100 µg
17α-Estradiol, 30 µg 15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-te
traen-3,17α-diol bzw. 1 µg 17β-Estradiol über 7 Tage (vgl. Beispiel
6). Am letzten Behandlungstag wurden die Serumkonzentrationen von
17β-Estradiol im den drei Versuchsgruppen ermittelt und mit denjenigen
bei vehikel-behandelten Kontrolltieren verglichen.
Abb. 7 zeigt Serumwerte von 17β-Estradiol nach einer 7-tägiger subku
taner Behandlung ovariektomierter Ratten mit 17β-Estradiol (schwarze
Säule), 17α-Estradiol (schraffierte Säule) und 15βH,3'H-Cy
cloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol (graue Säule) in
den angegebenen Dosierungen. Sternzeichen bezeichnen signifikante
Differenzen im Vergleich zu den Werten, die bei Placebo-behandelten
Tieren gemessen wurden; die Letzteren waren unterhalb der Nachweis
grenze der Methode; jede Behandlungsgruppe bestand aus 7 Tieren.
Es ist ersichtlich, daß nach der Applikation von 17β-Estradiol und
17α-Estradiol in den erwähnten Dosierungen meßbare Konzentrationen von
17β-Estradiol im Serum registriert werden. Chronische subkutane Be
handlung mit 15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetra
en-3,17α-diol verursacht keinen Anstieg der endogenen
17β-Estradiolspiegel. Dieses Ergebnis weist darauf, daß die beobachteten
pharmakologischen Effekte nach der Verabreichung von 15βH,3'H-Cy
cloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol nicht auf eine
Biotransformation der Substanz zu 17β-Estradiol zurückzuführen sind.
Claims (3)
1. Verwendung von Steroiden der allgemeinen Formel I
wobei
R1 ein Wasserstoffatom, eine Hydroxylgruppe oder eine Alkyloxygruppe von 1 bis 5 C-Atomen darstellt,
R2 ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe von 1 bis 5 C-Atomen, eine Acylgruppe von 1 bis 5 C-Atomen, eine Gruppierung der allgemeinen Formel SO2NR10R11,
wobei R10 und R11 unabhängig voneinander jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe von 1 bis 5 C-Atomen oder zusammen mit dem Stickstoff eine Pyrrolidino-, Piperidino- oder Morpholinogruppe
bedeuten,
R3 ein Wasserstoffatom oder eine Hydroxylgruppe darstellt,
R4 ein Wasserstoffatom, eine Hydroxylgruppe oder eine Alkylgruppe bis 5 C-Atomen bedeutet,
R5 und R6 unabhängig voneinander jeweils ein Wasserstoffatom oder ein Halogenatom bedeuten,
R7 für ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe steht,
R8 ein Wasserstoffatom und eine Hydroxylgruppe, eine Oxogruppe
oder eine Gruppierung der allgemeinen Formel CR12R13 bedeutet,
in der R12 und R13 unabhängig voneinander jeweils ein Wasserstoffatom oder ein Halogenatom darstellen,
R9 eine Methyl- oder Ethylgruppe bedeutet,
Z für eine C,C-Doppelbindung oder einen substituierten oder unsubstituierten Cyclopropanring steht
und die Gruppierung <CR5R6 entweder α- oder β-ständig angeordnet ist, wobei R7 β-ständig ist, wenn <CR5R6 α-ständig ist und umgekehrt,
zur Herstellung pharmazeutischer Präparate zur gezielten Substitution des Estrogenmangels im Zentralnervensystem (ZNS) ohne Beeinflussung anderer Organe oder Systeme.
wobei
R1 ein Wasserstoffatom, eine Hydroxylgruppe oder eine Alkyloxygruppe von 1 bis 5 C-Atomen darstellt,
R2 ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe von 1 bis 5 C-Atomen, eine Acylgruppe von 1 bis 5 C-Atomen, eine Gruppierung der allgemeinen Formel SO2NR10R11,
wobei R10 und R11 unabhängig voneinander jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe von 1 bis 5 C-Atomen oder zusammen mit dem Stickstoff eine Pyrrolidino-, Piperidino- oder Morpholinogruppe
bedeuten,
R3 ein Wasserstoffatom oder eine Hydroxylgruppe darstellt,
R4 ein Wasserstoffatom, eine Hydroxylgruppe oder eine Alkylgruppe bis 5 C-Atomen bedeutet,
R5 und R6 unabhängig voneinander jeweils ein Wasserstoffatom oder ein Halogenatom bedeuten,
R7 für ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe steht,
R8 ein Wasserstoffatom und eine Hydroxylgruppe, eine Oxogruppe
oder eine Gruppierung der allgemeinen Formel CR12R13 bedeutet,
in der R12 und R13 unabhängig voneinander jeweils ein Wasserstoffatom oder ein Halogenatom darstellen,
R9 eine Methyl- oder Ethylgruppe bedeutet,
Z für eine C,C-Doppelbindung oder einen substituierten oder unsubstituierten Cyclopropanring steht
und die Gruppierung <CR5R6 entweder α- oder β-ständig angeordnet ist, wobei R7 β-ständig ist, wenn <CR5R6 α-ständig ist und umgekehrt,
zur Herstellung pharmazeutischer Präparate zur gezielten Substitution des Estrogenmangels im Zentralnervensystem (ZNS) ohne Beeinflussung anderer Organe oder Systeme.
2. Verwendung von Steroiden nach Anspruch 1,
wobei diese Steroide
15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol,
15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-18a-homo-estra-1,3,5(10),8-tetraen- 3,17α-ol,
17α-Hydroxy-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetra en-3-yl-pentanoat,
17-Methylen-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetra en-3-ol,
15βH,3'H-3',3'-difluoro-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-te traen-3,17α-diol,
17-Methylen-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetra en-3-yl-sulfamat,
17-Difluoromethylen-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-te traen-3-ol,
3-Methoxy-15β-methyl-3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-te traen-3-ol,
15α-Methyl-3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol,
17-Difluoromethylen-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-te traen-3-yl-(tetramethylenimino)sulfonat,
17-Methylen-3'H-cycloprop[8,9]-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-e stra-1,3,5(10)-trien-3-ol.
15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol,
15βH,3'H-Cycloprop[14,15]-18a-homo-estra-1,3,5(10),8-tetraen- 3,17α-ol,
17α-Hydroxy-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetra en-3-yl-pentanoat,
17-Methylen-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetra en-3-ol,
15βH,3'H-3',3'-difluoro-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-te traen-3,17α-diol,
17-Methylen-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetra en-3-yl-sulfamat,
17-Difluoromethylen-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-te traen-3-ol,
3-Methoxy-15β-methyl-3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-te traen-3-ol,
15α-Methyl-3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-tetraen-3,17α-diol,
17-Difluoromethylen-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-estra-1,3,5(10),8-te traen-3-yl-(tetramethylenimino)sulfonat,
17-Methylen-3'H-cycloprop[8,9]-15βH,3'H-cycloprop[14,15]-e stra-1,3,5(10)-trien-3-ol.
3. Verwendung von Steroiden nach Anspruch 1 und 2
zur Herstellung pharmazeutischer Präparate zur Prophylaxe und Therapie
der altersabhängigen Verminderung der kognitiven Leistung,
der altersbedingten und perimenopausalen Dysphorie,
des premenstruellen Syndrom,
von Neurose und. Neurasthenie,
von Angstzuständen und -neurosen,
von Hitzewallungen nach Estrogen-Deprivation (Menopause, Gonadektomie, Behandlung mit GnRH-Analoga),
der psychogenen Hemmung des Sexualverhaltens.
zur Herstellung pharmazeutischer Präparate zur Prophylaxe und Therapie
der altersabhängigen Verminderung der kognitiven Leistung,
der altersbedingten und perimenopausalen Dysphorie,
des premenstruellen Syndrom,
von Neurose und. Neurasthenie,
von Angstzuständen und -neurosen,
von Hitzewallungen nach Estrogen-Deprivation (Menopause, Gonadektomie, Behandlung mit GnRH-Analoga),
der psychogenen Hemmung des Sexualverhaltens.
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Citations (4)
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US4791099A (en) * | 1984-10-29 | 1988-12-13 | Chaovanee Aroonsakul | Method of treatment for central nervous system diseases such as Alzheimer's's disease |
DE4429398A1 (de) * | 1994-08-09 | 1996-02-15 | Jenapharm Gmbh | Pharmazeutische Zusammensetzungen mit Estra-1,3,5(10)-trien-Derivaten |
US5554601A (en) * | 1993-11-05 | 1996-09-10 | University Of Florida | Methods for neuroprotection |
DE19524937A1 (de) * | 1995-07-08 | 1997-01-09 | Jenapharm Gmbh | Pharmazeutische Präparate zur Prophylaxe und Therapie radikalvermittelter Zellschädigungen und zur medikamentösen Substitution beim Mann |
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1998
- 1998-05-15 DE DE1998121831 patent/DE19821831A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19524937A1 (de) * | 1995-07-08 | 1997-01-09 | Jenapharm Gmbh | Pharmazeutische Präparate zur Prophylaxe und Therapie radikalvermittelter Zellschädigungen und zur medikamentösen Substitution beim Mann |
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