DE19933704A1

DE19933704A1 - Verwendung einer lipophile Gase enthaltenden Präparation zur Neuroprotektion und Neuroregeneration

Info

Publication number: DE19933704A1
Application number: DE1999133704
Authority: DE
Inventors: Michael Georgieff
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-07-19
Filing date: 1999-07-19
Publication date: 2001-01-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung, die sich als neuroprotektives und/oder neuroregeneratives Mittel eignet.

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer flüssigen Präpa ration, die ein lipophiles Gas gelöst enthält, zur Neuropro tektion und Neuroregeneration.

Es ist allgemein bekannt, daß eine cerebrale Hypoxie/Ischämie eine pathophysiologische Kaskade auslöst, die zu Membran- und Zellzerstörung und schließlich zum Tod von Nervenzellen führt. Es wird allgemein diskutiert, daß bei dieser Kaskade die Aktivierung von NMDA- und nicht-NMDA-Rezeptoren eine wichtige Rolle spielt. Wenn nämlich diese Rezeptoren stimu liert werden durch hohe Glutamat- oder Aspartat- Konzentrationen, kommt es zu einer intrazellulären Akkumulie rung von Na⁺- und Ca⁺⁺-Ionen und schließlich zu einem Aufquel len der Zellen. Am Ende dieser unerwünschten Kaskade steht dann der Zellentod. In der Forschung hat man sich insbesonde re den sogenannten NMDA-Rezeptor-Antagonisten als potentiel len neuroprotektive Arzneimittel/Drogen zugewandt. So haben Studien erwiesen, daß Ketamin in großen Dosen verabreicht ein Neurodefizit vermindern kann. Die Verabreichung eines Bolus mit einer geringen Dosis erbrachte jedoch nicht die erwünsch ten Wirkungen. Bekannt ist auch, daß verletzte Neuronen eine verbesserte Überlebensrate haben und ein axonales Wachstum dann beobachtet wird, wenn man beispielsweise Ratten mit S(+)-Ketamin behandelt. Der klinische Einsatz von Ketamin wird jedoch häufig wegen der beträchtlichen Nebenwirkungen (z. B. erhöhter Blutdruck) nicht erwogen.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Präparation bereitzustellen, die eine neuroprotektive bzw. neuroregenerative Wirkung, aber nicht die Nebenwirkungen von Ketamin zeigt.

Dieses Problem wird durch eine wäßrige Lösung behoben, die gelöst ein lipophiles Gas enthält. Unter lipophilem Gas wird hier ein bei Standardbedingungen (Atmosphärendruck, 20°C) gasförmiges Molekül oder Verbindung verstanden, die eine ge wisse Fettlöslichkeit hat. Ausdruck hierfür ist beispielswei se ein Öl/Gas-Koeffizient von < etwa 0,05 (Krypton, 0,5; Ar gon, 0,15; Lachgas, 1,4; Xenon, 1,9). Üblicherweise wird ein Öl wie n-Octanol zur Messung dieses Koeffizienten eingesetzt. Den lipophilen Charakter kann man auch über die sogenannte Ostwald-Löslichkeit (s. Gerald L. Pollak et al. in J. Chem. Phys. 90 (11), 1989, "Solubility of Xenon in 45 Orga nic Solvents Including Cycloalkanes, Acids and Alkanals: Ex periment and Theory") erfassen. Die Ostwald-Löslichkeit für Xenon bei 25°C beträgt beispielsweise in n-Hexan 4,8. Unter lipophil im Sinne der vorliegenden Erfindung kann man alter nativ ein solches Gas verstehen, daß eine Ostwald-Löslichkeit < etwa 1,0 in n-Hexan bei 25°C aufweist. Dieses lipophile Gas kann in sehr kleinen Konzentrationen vorliegen. Insbesondere im Falle von Xenon als lipophiles Gas tritt zusätzlich eine deutliche analgetische und anästhetische Wirkung in Erschei nung. Es wurde jetzt überraschenderweise festgestellt, daß eine intravasiv gegebene, flüssige Präparation einen neuro protektiven und neuroregenerativen Effekt hat.

Die erfindungsgemäße Präparation wird insbesondere intravenös verabreicht, wobei es vorteilhaft ist, einen Bolus von 20-30 ml gefolgt von einer längeren Infusion bis zu mehreren Tagen mit einer Rate von 0,1-2 ml/min einzusetzen.

Als Modellfall für eine erfindungsgemäße Präparation wird ei ne wäßrige Fettemulsion angesehen, die gelöst Xenon mit Kon zentrationen von 0,2-10 ml/ml der Präparation enthält (die Konzentrationsangabe bezieht sich hier auf die Standardbedin gung: 20°C und Atmosphärendruck). Die Xenon-Konzentration in einer solchen Präparation hängt von einer Vielzahl von Fakto ren ab, insbesondere den Eigenschaften des Trägers. In der Regel wird man die erfindungsgemäßen Präparationen bis an die Sättigungsgrenze mit Xenon "beladen". Bei einer 10%igen Fet temulsion können ohne weiteres Xenon-Konzentrationen von 0,3- 5 ml Xenon/ml Präparation erreicht werden. Diese Fettemulsio nen sind zumindest in gasdicht verschlossenen Behältern hin reichend stabil, so daß das des Xenon während üblicher Lage rungszeiten nicht wieder als Gas freigesetzt wird. Darüber hinaus hat sich gezeigt, daß diese Emulsionen auch die übli che Hitzesterilisierung bei etwa 121°C überstehen.

Die Lipidphase der Präparation, die das Gas aufnimmt, d. h. lösen und/oder dispergieren kann, wird im wesentlichen durch sog. Fette gebildet, wobei es sich im wesentlichen um Ester von langkettigen und mittellangkettigen Fettsäuren handeln kann. Solche Fettsäuren, gesättigt oder ungesättigt, enthal ten 8 bis 20 Kohlenstoffatome. Daneben können aber auch ome ga-3- oder omega-6-Fettsäuren eingesetzt werden, die bis zu 30 Kohlenstoffatome enthalten können. Als veresterte Fett säuren bieten sich insbesondere pflanzliche Öle an, wie z. B. Baumwollsamenöl, Sojabohnenöl, Distelöl, Fischöl und dgl. Hauptbestandteil dieser natürlich vorkommenden Öle sind die Triglyceride der Fettsäuren. Von besonderer Bedeutung sind Präparationen, die als sog. Öl-in-Wasser-Emulsionen vorlie gen. Dabei macht der Fettanteil der Emulsion üblicherweise 5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-% aus. Neben dem Fett ist aber in der Regel ein Emulgator vorhanden, wobei sich Sojaphosphatide, Gelatine oder auch Eiphosphatid bewährt haben. Solche Emulsionen können hergestellt werden, indem das mit Wasser nicht mischbare Öl in Gegenwart des Emulgators, in der Regel ein oberflächenaktives Mittel, in Wasser emulgiert wird. Neben dem Wasser können auch andere polare Lösemittel, wie beispielsweise Ethanol, Glycerin (Propylenglykol, Hexy lenglykol, Polyethylenglykol, Glykolmonoether, ein mit Wasser mischbarer Ester, etc.) vorhanden sein. Das Edelgas kann be reits in einer vorausgehenden Verfahrensstufe in die Li pidphase eingebracht worden sein. Im einfachsten Fall bietet sich aber an, die fertiggestellte Emulsion mit dem Xenön zu beladen. Dies kann bei unterschiedlichen Temperaturen erfol gen, beispielsweise bei Temperaturen von 1°C bis zu Raumtem peratur. Hierbei ist es zuweilen hilfreich, das Gefäß, in dem sich die Emulsion befindet, mit einem Druck von beispielswei se bis zu 8 Atmosphären oder darüber zu beaufschlagen.

Erfindungsgemäß lassen sich Fettemulsionen einsetzen, wie sie bei der intravenösen Ernährung zum Einsatz kommen. Diese Fet temulsionen bestehen im wesentlichen aus einer geeigneten Fettgrundlage (Sojabohnenöl oder Sonnenblumenkernöl) und ei nem gutverträglichen Emulgator (Phosphatide). Allgemein ge bräuchliche Fettemulsionen sind Intralipid®, Intrafat®, Li pofundin®S und Liposyn®. Genauere Angaben zu diesen Fett emulsionen kann man G. Kleinberger und H. Pamperl, Infusi onstherapie, 108-117 (1983) 3, entnehmen. Die Fettemulsionen enthalten im allgemeinen noch Zusätze, welche die Osmolarität der wäßrigen Phase, die die in Form von Liposomen vorliegende Fettphase umgibt, Blutisoton machen. Hierzu kann man Glyce rin und/oder Xylit verwenden. Darüberhinaus ist es häufig sinnvoll, der Fettemulsion ein Antioxidationsmittel zuzuge ben, um eine Oxidation der ungesättigten Fettsäuren zu ver hindern. Hierfür eignet sich insbesondere Vitamin E (DL- Tocopherol).

Als Lipidphase besonders vorteilhaft, insbesondere bei einer Öl-in-Wasser-Emulsion, sind sog. Liposomen, die sich aus den oben erwähnten Triglyceriden aber auch allgemein aus sog. Phospholipidmolekülen bilden lassen. Diese Phospholipidmole küle bestehen im allgemeinen aus einem wasserlöslichen Teil, der durch mindestens eine Phosphatgruppe gebildet wird, und einem Lipidteil, der sich von einer Fettsäure bzw. deren Ester ableitet.

In der US-A-5 334 381 wird im Detail erläutert, wie man Lipo somen mit Gas beladen kann. Ganz allgemein gesprochen wird eine Vorrichtung mit den Liposomen gefüllt, d. h. mit einer Öl-in-Wasser-Emulsion, und dann wird die Vorrichtung mit dem Gas darin unter Druck gesetzt. Dabei kann die Temperatur bis auf 1°C abgesenkt werden. Unter Druck löst sich das Gas all mählich auf und gelangt in die Liposomen. Bei einer Entspan nung des Drucks kann es dann zur Ausbildung von kleinen Gas blasen kommen, die aber jetzt von den Liposomen eingekapselt werden. Somit ist es praktisch möglich, beispielsweise Xenon gas oder andere Gase unter hyperbaren Bedingungen in einer Fettemulsion zu halten. Auch solche Präparationen können er findungsgemäß verwendet werden, solange es nicht zur Ausbil dung einer separaten Gasphase außerhalb der Liposomen kommt und vorausgesetzt, daß die angestrebte pharmakologische Wir kung eintritt.

Die Lipide, die die Liposomen ausbilden, können von natürli cher oder synthetischer Herkunft sein. Solche Materialien sind beispielweise Cholesterol, Phosphatidylcholin, Phospha tidyl-ethanolamin, Phosphatidylserin, Phosphatidylglycerin, Phosphatidylinositol, Sphingomyelin, Glycosphingolipide, Glucolipide, Glycolipide, usw. Die Oberfläche der Liposomen kann weiterhin mit einem Polymer modifiziert sein, beispiels weise mit Polyethylenglycol.

Eine Lipidemulsion mit einem lipophilen Gas kann beispiels weise die folgenden Bestandteile enthalten:
5-20 g Sojabohnenöl (10 g)
5-30 g Triglyceride der C₈-C₁₀-Fettsäuren (beispielsweise Miglyol® der Hüls AG, Marl, Deutschland) (10 g)
0,5-2 g Ei-Lecithin (1,2 g)
1-3 g Glycerol (2,5 g)
0-0,1 g (0,03 g) Natriumoleat
Rest Wasser auf 100 ml.

Eine solche Präparation läßt sich ohne weiteres wie zuvor be schrieben mit 10-100 ml und darüber des lipophilen Gases be laden. Beispielsweise kann man so vorgehen, daß man zunächst das lipophile Gas wie beispielsweise Xenon in einer Mischung aus Sojabohnenöl und Fettsäuretriglyceriden auflöst und dann im Anschluß die Ölphase mit der wäßrigen Phase (die die ande ren Bestandteile enthält) vermischt und schließlich emul giert. Ein Emulsion kann unter anderem mittels eines Homoge nisators erreicht werden. Dadurch erhält man Öltröpfchen ei ner Größe < 1 µm (Durchmesser), wobei der größte Teil des li pophilen Gases dann in den Öltröpfchen vorliegt (80-99%). Ei ne solche Emulsion läßt sich ohne weiteres hitzesterilisieren und bei Temperaturen zwischen 4 und 25°C länger lagern. Vor teilhaft ist es, wenn man bei der Herstellung der Präparation unter eine Atmosphäre des lipophilen Gases, beispielsweise Xenon, arbeitet. Darüberhinaus sind auch rein wäßrige Lösun gen einsetzbar, wobei es sich anbietet, diesen Lösungen Sub stanzen zuzusetzen, die die Auflösung des Xenons in der Prä paration erleichtern. Häufig haben gerade bereits die zuvor beschriebenen, allgemein bekannten Lokalanästhetika diese Ei genschaft, da sie einen lipophilen Rest aufweisen. Ein ande res Beispiel für eine Verbindung, die die Auflösung des lipo philen Gases insbesondere in wäßrigen Lösungen fördert ist unter anderem Vitamin E bzw. davon abgeleitete Tocopherole oder Komplexbildner, wie die in der EP-A-0357163 beschriebe nen Cavitate oder Clathrate.

Claims

1. Verwendung einer flüssigen Präparation, die gelöst ein lipophiles Gas enthält, zur Herstellung eines neuroprotekil ven oder neuroregenerativen Mittels.

2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei das lipophile Gas Xe non ist.