DE2262787C2

DE2262787C2 - Antibacterial agent

Info

Publication number: DE2262787C2
Application number: DE2262787A
Authority: DE
Inventors: Frederick Marvin Rahway N.J. Kahan
Original assignee: Merck and Co Inc
Current assignee: Merck and Co Inc
Priority date: 1972-02-03
Filing date: 1972-12-21
Publication date: 1982-09-23
Also published as: GB1421023A; FR2181703B1; FR2181703A1; CA1024448A; NL177183B; IL41358A; BE794913A; NL177183C; NL7300636A; IL41358A0; IE37134B1; IE37134L; DE2262787A1; HK86479A

Description

example 1

Weibliche Mause mit einem Durchschnittsgewicht von 21,0 g werden Intraperltoneal mit 0,5 ml einer Verdünnung einer 16-Stunden-Boulllon-Kultur, welche den angegebenen Erreger enthalt, geimpft. (Die Schwere der Infektion wird In jedem einzelnen Fall als ein Vielfaches der Verdünnung der Bouillon-Kultur, welche für 50% der nichtbehandelten Tiere tödlich Ist, das heißt als LD₅₀, dargestellt.) Dosierungen von 3-Fluor-D-alanln (FSA) 10 Female mice with an average weight of 21.0 g are inoculated intraperltoneally with 0.5 ml of a dilution of a 16-hour Boulllon culture containing the specified pathogen. (The severity of the infection is shown in each individual case as a multiple of the dilution of the broth culture, which is fatal for 50% of the untreated animals, that is, as LD _50. ) Doses of 3-fluoro-D-alanln (FSA ) 10

und von D-Cycloserln werden einzeln und als Kombination der beiden Verbindungen In einem festen Verhältnis von 1 :1 In einem 0,5 ml Volumen subkutan In den Rükken der Tiere geimpft, und zwar sofort nach der Inflzlening und danach In einem zwei- und vierstündigen Intervall. Die Ergebnisse dieses Versuches werden als ED_S0-Doslerung ausgedrückt. Die ED^-Dosierung Ist die statistisch Interpolierte Dosis, die erforderlich Ist, um 50% der infizierten Tisre 7 Tage nach der Infizienwg und Behandlung zu schützen:and of D-Cyclosers are inoculated individually and as a combination of the two compounds in a fixed ratio of 1: 1 in a 0.5 ml volume subcutaneously in the back of the animals, namely immediately after inflation and then in a two- and four-hour period Interval. The results of this experiment are expressed as ED _S0 -Doslerung. The ED ^ Dose is the Statistically Interpolated Dose required to protect 50% of the infected Tisre 7 days after infection and treatment:

InfektionsorganismusInfectious organism

ED50 + mg/Dosis nach 0, 2, 4 StundenED50 + mg / dose after 0, 2, 4 hours Einzelkomponenten KombinationCombination of individual components LD₅₀ FDA Cycloserin FDA + CycloserinLD ₅₀ FDA cycloserine FDA + cycloserine

Staphylococcus aureus 2949Staphylococcus aureus 2949

Proteus morganll 3376 > 100 > 2,0 > 5,0 0,57 + 0,57Proteus morganll 3376> 100> 2.0> 5.0 0.57 + 0.57

Serratla species 3374 3 1,7 2,5 0,18 + 0,18Serratla species 3374 3 1.7 2.5 0.18 + 0.18

Die Vermlnderuiit der Dosierung bei der FDA-Cycloserln-Kombinätion ver°!!chen mit der Dos!erun° für die Einzelkomponenten, geht aus der folgenden Tabelle hervor: The diameter of the dosage in the case of the FDA-cycloserine combination ver ° !! check with the dose! erun ° for the Individual components, can be seen from the following table:

InfeküonsorganlsmusInfectious organism

ED₃₀ für Kombination, ausgedrückt als ungefährer Prozenlsk;z der ED₅₀ für die Elnzelkomponcnten FDA CycloserinED ₃₀ for combination, expressed as an approximate percentage of the ED ₅₀ for the individual components FDA cycloserine

Staphylococcus aureus 5% 9%Staphylococcus aureus 5% 9%

Proteus morganll 25% \0% Proteus morganll 25% \ 0%

Serratla species )0% 7%Serratla species) 0% 7%

Example 2

Gruppen von fünf weiblichen Mäusen mit einem Durchschnittsgewicht von 21,0 g werden intraperltoneal mit 0.5 ml einer verdünnten FlelschbrUhkultur von Escherlchla coil 2017, welche 3 LD₅₀ des bakteriellen Erregers entspricht, geimpft. Im Anschluß daran werden die In der nachfolgenden Tabelle angegebenen Dosierungen an 3-Fluor-D-alanln (FDA) und D-Cycloserln In einem Volumen von 0,5 ml subkutan In den Rücken gespritzt.Groups of five female mice with an average weight of 21.0 g are inoculated intraperltoneally with 0.5 ml of a diluted bottle broth culture of Escherlchla coil 2017, which _{corresponds to 3 LD 50 of} the bacterial pathogen. Subsequently, the doses of 3-fluoro-D-alanine (FDA) and D-cyclosene given in the table below are injected subcutaneously into the back in a volume of 0.5 ml.

In der ersten Reihe der folgenden Tabelle wird jeweils die Zahl der überlebenden Mäuse (aus jeder Gruppe von fünf Infizierten Mäusen) für die angegebene Dosierung von 3-Fluor-D-alanln (In mg) angegeben. In der ersten vertikalen Spalte wird die Zahl der überlebenden Tiere für die angegebenen Dosierungen von Cycloserin allein (In mg) gezeigt. In der zweiten vertikalen Spalte ist die Zahl der überlebenden Mäuse angegeben, wenn man eine Kombination von 5,0 mg 3-Fluor-D-alanln mit den angegebenen Mengen Cycloserin (In mg) anwendet.The number of surviving mice (from each group of five infected mice) for the stated dosage of 3-fluoro-D-alanln (in mg). In the first vertical column shows the number of surviving animals for the indicated dosages of cycloserine alone (In mg) shown. In the second vertical column is the Number of surviving mice indicated when one combined 5.0 mg of 3-fluoro-D-alanln with the indicated Use amounts of cycloserine (in mg).

mgmg

D-Cycloserln
pro DosisD-cyclose
per dose

0,019 mg
0.039 mg
0,078 mg0.019 mg
0.039 mg
0.078 mg

0,156 mg
0,312 mg
0,625 mg
1,25 mg
2,5 mg0.156 mg
0.312 mg
0.625 mg
1.25 mg
2.5 mg

5,0 mg5.0 mg

Anzahl der überlebenden Mäuse in jeder Gruppe aus jeweils fünf Infizierten TierenNumber of surviving mice in each Group of five infected animals each

0 mg 3-Fluor-D-alanin pro Dosis0 mg 3-fluoro-D-alanine per dose

0,0^ mg 0,312 mg 1,25 mg 5,0 mg0.0 ^ mg 0.312 mg 1.25 mg 5.0 mg

Es Ist bemerkenswert, daß bei einer 1,25 mg Dosierung von 3-Fluor-D-alanln allein 80% der Tiere überleben, während bei einer Dosierung von 5,0 mg (auf Grund desIt is noteworthy that at a 1.25 mg dosage 80% of the animals survive from 3-fluoro-D-alanin alone, while at a dosage of 5.0 mg (due to the

«5 Autoantagonismus) nur eine 20%lge Überlebensrate vorliegt. Eine Kombinationsdosierung von 5,0 mg 3-Fluor-D-alanln und 0.156 mg Cycloserin (bei dieser Menge gibt Cycloserin alleine keinen Schutz) ergibt einen Überlebensprozentsatz von 100, das heißt, daß durch 0,156 mg«5 autoantagonism) there is only a 20% survival rate. A combination dosage of 5.0 mg 3-fluoro-D-alanln and 0.156 mg cycloserine (at this amount cycloserine alone does not give protection) gives a survival percentage of 100, that is, that by 0.156 mg

so Cycloserin der durch eine 5,0 mg Dosierung von 3-Fluor-D-alanln verursachte Autoantagonismus vollkommen unterbunden wird.so cycloserine by a 5.0 mg dosage of 3-fluoro-D-alanln caused autoantagonism is completely prevented.

Claims

Patentanspruch:Claim:

Antibakteriell^ Mittel, dadurch gekennzeichnet, daß als aktive Bestandteile 3-Fluor-D-aIanln oder ein pharmakologlsch verträgliches Salz davon und D-Cycloserln enthalten sind.Antibacterial agents, characterized in that 3-fluoro-D-aIanln as active ingredients or a pharmacologically acceptable salt thereof and D-cyclosers are included.

3-Fluor-D-alanln, dessen Deuteroanaloge und niedere Alkylester und pharmakologlsch verträgliche Salze sind wertvolle antibakteriell Wirkstoffe. Sie sind aktiv gegenüber pathogenen Bakterien, und zwar sowohl gegenüber gram-positiven als auch gram-negativen, einschließlich solchen der Gattungen Streptococcus, Escherlchia, Staphylococcus. Pseudomonas, Diplococcus, Klebslella, Proteus, Mycobacterlum, Serratia, Vibrio und Pastcurclla und insbesondere gegenüber Bakterien der Species Escherichia co!!, Proteus vulgarls, Prnieus mirabllls, Proteus morganll, Streptomyces pyogenes, Pseudomonas aeruginosa. Staphylococcus aureus und Aerobacter aerogenes.3-Fluoro-D-alanln, its deutero-analogs and lower Alkyl esters and pharmacologically compatible salts are valuable antibacterial agents. They are active against pathogenic bacteria, both against gram-positive as well as gram-negative, including those of the genera Streptococcus, Escherlchia, Staphylococcus. Pseudomonas, Diplococcus, Klebslella, Proteus, Mycobacterlum, Serratia, Vibrio and Pastcurclla and in particular against bacteria of the species Escherichia co !!, Proteus vulgarls, Prnieus mirabllls, Proteus morganll, Streptomyces pyogenes, Pseudomonas aeruginosa. Staphylococcus aureus and Aerobacter aerogenes.

3-Fluor-D-alanin wirkt jedoch bei hohen Konzentrationen aulaniagonistlsch. Diese Eigenschaft stellt dort einen Nachteil dar. wo dieser Wirkstoff In hohen Dosierungen eingesetzt wird, bzw. dort, wo während der Behandlung, beispielsweise eines Patienten mit einer verminderten Nlereni unktion, hohe, autantagonistische Konzentrationen entstehen können. Da höhere Dosierungen an 3-FIuor-D-alanin sicher gehandhabt werden können, 1st es vorteilhaft, bei der Behandlung von Infektionen 3-Fiuor-D-alanln In einer genügend hohen Dosierung anzuwenden, um einen wirksamen antibakteriellen Schutz gegen die am meisten reslstenten Organismen, durch die die Infektion verursacht werden kann, zu erzielen. Bei diesen hohen Dosierungen wirkt 3-Fluor-D alanin, wie erwähnt, autantagonistisch hinsichtlich der empfindlicheren Mikroorganismen, die ebenfalls vorhanden sein können.However, 3-fluoro-D-alanine has an aulaniagonistic effect at high concentrations. This quality puts one there Disadvantage. Where this active ingredient is used in high doses, or where, during the treatment, For example, a patient with a reduced Nlereni function, high, autantagonistic concentrations can arise. Because higher dosages 3-FIuor-D-alanine can be safely handled 1st It is advantageous in the treatment of infections 3-Fiuor-D-alanln In a sufficiently high dosage to apply effective antibacterial protection against the most resilient organisms, which can cause the infection. At these high doses, 3-fluoro-dalanine has an autantagonistic effect, as mentioned, with regard to the more sensitive microorganisms that are also present could be.

Es wurde nun erfindungsgemäß festgestellt, daß die aulantagonistische Wirkung von 3-Fluor-D-alanin, die bei höherer Konzentrationen auftritt, vollständig durch D-Cycloserln (nachstehend auch nur als Cycloserin bezeichnet) als FDA-Autantagonlst-Inhlbitor unterdrückt werden kann.It has now been found according to the invention that the the aulantagonistic effect of 3-fluoro-D-alanine, which occurs at higher concentrations, is fully carried out D-cycloserine (hereinafter also referred to simply as cycloserine) suppressed as an FDA autantagonist inhibitor can be.

Beispielsweise unterdrückt 3-Fluor-D-a!anln In einer Konzentration von 3,2 ng/ml vollkommen das Wachstum virulenter Kulturen von Escherichia coil (Stamm 2017). jedoch findet bei höherer Konzentration (d. h. bei 50 Mg/ml) ein erhebliches Wachstum des Organismus, wie er charakteristisch für die autantagonistische Wirkung von 3-Fluor-D-analln Ist, statt. Wird 3-Fluor-D-alanln bei einer Konzentration von 50 Mg/ml zusammen mit Cycloserin In einer Konzentration von nur 0,39 μg/ml eingesetzt, so wird das Wachstum von Escherichia coil vollständig unterdrückt. Überraschenderwelse stellt die genannte Cycloserln-Konzentratlon von 0,39 |ig/ml, die vollständig als FDA-Autantagonlst-lnhlbltor ausreicht, weniger als 2 Prozent der minimalen Cycloserln-Konzentratlon (25 ng/ml) dar, bei der das Wachstum von Escherichia coll-Organlsmen vollständig gehemmt wird.For example, 3-fluoro-D-α suppresses in one Concentration of 3.2 ng / ml perfect the growth of virulent cultures of Escherichia coil (strain 2017). however, at a higher concentration (i.e. at 50 mg / ml) there is considerable growth of the organism, as it is characteristic of the autantagonistic effect of 3-fluoro-D-analln, instead. Used together with 3-fluoro-D-alanln at a concentration of 50 mg / ml Cycloserine At a concentration of only 0.39 μg / ml used, the growth of Escherichia coil completely suppressed. Surprising catfish represents the called cycloserine concentration of 0.39 μg / ml, the is completely sufficient as an FDA auto-antagonist represents less than 2 percent of the minimum cycloserine concentration (25 ng / ml) at which the growth of Escherichia coll organisms is completely inhibited.

Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Kombination von 3-Fluor-D-alanln und Cycloserin einen bemerkenswerten Svnerglsmus auf. Die antibakterielle Wirksamkeit dieser Kombination beträgt mehr als das 15-In addition, the combination of 3-fluoro-D-alanine and cycloserine according to the invention has a remarkable degree of synergy. The antibacterial effectiveness of this combination is more than the 15- fache der einzelnen Komponenten, So erfordert beispielsweise die vollständige Hemmung des Wachstums einer bereits vorhandenen Kultur von Escherichia coil (Stamm 2017) eine minimale Konzentration von 25 Mg/ml Imtimes the individual components, for example, requires complete inhibition of the growth of a pre-existing culture of Escherichia coil (strain 2017) a minimum concentration of 25 mg / ml Im Falle von Cycloserin und von 3,21 μg/ml Im Falle von 3-Fluor-D-alanln, während bei kombinierter Anwendung von 3-Fluor-D-alanln und Cycloserin bereits bei einer Konzentration von jeweils 1,56 μg/ml die entsprechende vollständige Wachstumshemmung erzielt wird, was eineCase of cycloserine and of 3.21 μg / ml in the case of 3-fluoro-D-alanln, while with combined use of 3-fluoro-D-alanln and cycloserine at a concentration of 1.56 μg / ml each the corresponding complete growth inhibition is achieved what a

ίο 2fache Verminderung der 3-Fluor-D-alanln-Konzentratlon und eine über 15fache Verminderung der Konzentration an Cycloserin bedeutet.ίο means a 2-fold reduction in the 3-fluoro-D-alanin concentration and a 15-fold reduction in the concentration of cycloserine.

Antibakterielle Mittel vom Cycloserln-Typ, wie Cycloserin selbst, werden für die Behandlung von aktiver pul-Cycloserine-type antibacterial agents, such as cycloserine itself, are used for the treatment of active pul- monarer oder extrapulmonarer Tuberkulose (einschließlich Nierenerkrankungen) verwendet, und zwar In Fällen, bei denen der Infizierte Organismus gegen Arzneimittel, wie Streptomycin und Isonlazid, reslstent geworden Ist. Diese antibakteriellen Mittel werden auch fc/ bestimmtemonar or extrapulmonary tuberculosis (including kidney disease) used in cases in which the infected organism against drugs, like streptomycin and isonlazide, has become reslstent. These antibacterial agents are also fc / certain akute Infektionen der Harnwege verwendet. Aber selbst bei diesen kritischen Infektionen werden sie nur wenig eingesetzt, was darauf zurückzuführen Ist, daß bei den verhältnismäßig hohen Dosierungen (mehr als 1 000 mg täglich), wie sie für eine effektive Therapie erforderlichacute urinary tract infections used. But even they are rarely used in these critical infections, which is due to the fact that in the relatively high doses (more than 1,000 mg daily) as required for effective therapy sind, schwere negative Reaktionen Im Nervensystem, wie Kopfschmerzen, Schwindel oder Krämpfe, auftreten. Deshalb Ist die lSfache Verbindung der Cycloserln-Komponente, wie sie durch die vorerwähnte Kombination, bei der jede einzelne Verbindung nur In einer Konzentrationare, severe negative reactions in the nervous system, such as headache, dizziness, or cramps. Therefore, the compound of the cycloserine component by the aforementioned combination is 1 fold of every single connection only in one concentration von 1,56 μg/ml vorhanden ist, erzielt wird, außerordentlich wichtig Im Hinblick auf die negativen Reaktionen, die bei den gewöhnlich erforderlichen, hohen Cycloserlndosen auftreten. Daher ermöglicht die erfindungsgemäße Kombination nicht nur die Anwendung von hohenof 1.56 μg / ml is present, is achieved, extremely important with regard to the negative reactions, which occur with the high doses of cyclosene usually required. Therefore, the invention enables Combination not just the application of high Dosen an 3-Fluor-D-alanln bei einer vollständigen Unterdrückung des Autantagonismus, sondern auch die Verwendung von Cycloserin In einer um das 15fache verminderten Dosis. Die erfindungsgemäße Kombination wird für antlbakDoses of 3-fluoro-D-alanln with a complete suppression of the autantagonism, but also the use of cycloserine in a dose reduced by 15 times. The combination according to the invention is used for antlbak terlelle Zwecke in Form von pharmazeutischen Zuberei tungen verabreicht, die 3-Fluor-D-alanln Im Gemisch mit Cycloserin und einem pharmakologlsch verträglichen Träger enthalten. Das Verhältnis von Fluor-D-alanln zu Cycloserin beträgt Im allgemeinen etwa 1 : 120 bis etwageneral purposes in the form of pharmaceutical preparations treatments administered that 3-fluoro-D-alanln in a mixture with cycloserine and a pharmacologically compatible Carrier included. The ratio of fluoro-D-alanln to Cycloserine is generally about 1: 120 to about 200: 1, wobei ein Bereich von etwa I : 4 bis etwa 4: 1 bevorzugt wird.200: 1, with a range from about 1: 4 to about 4: 1 being preferred.

Beispiele für Salze von 3-Fluor-D-alanln sind das Natrium-, Calcium- oder Hydrochlorldsalz. Für oral zu verabfolgende Mittel der Erfindung, wieExamples of salts of 3-fluoro-D-alanln are these Sodium, calcium or hydrochloride salt. For agents of the invention to be administered orally, such as Kapseln, Tabletten oder flüssige Lösungen oder Suspensionen, kommen übliche, pharmakoKjglsch verträgliche Träger In Frage. Füclnjektlonspräperate werden ebenfalls übliche Träger verwendet. Geeignete Präperate für die orale Anwendung können Verdünnungsmittel, GranuCapsules, tablets or liquid solutions or suspensions, come usual, pharmakoKjglsch compatible Carrier in question. Füclnjektlonspräperate are also usual carrier used. Suitable preparations for oral use can include thinners, granules llerhllfsmittel, Stabilisatoren, Bindemittel, geschmacks verbessernde Substanzen und Beschichtungsmittel enthalten, wie sie allgemein auf diesem Gebiet eingesetzt werden. Die Dosen der erfindungsgemäßen Mittel können Innerhalb eines weiten Bereichs variieren. Die Her-Fillers, stabilizers, binders, flavor contain improving substances and coating agents, as are generally used in this field will. The doses of the agents according to the invention can vary within a wide range. The Her- stellung eines oral verabreichbaren Mittels erfolgt beispielsweise durch Vermischen der Einzelkomponenten in trockenem, puivcrförmigem Zustand mit Gelatine, Stärke, Magneslumstearat und Alginsäure und anschließendes Verpressen zu Tabletten. Man kann die Elnzel-An orally administrable agent is set up, for example, by mixing the individual components in dry, powdery state with gelatin, Starch, magnesium stearate and alginic acid followed by compression into tablets. One can see the Elnzel komponenten aber auch In wässriger Lösung zusammengehen und das Lösungsmittel abdampfen, um die Kombination dann In Form einer besonders guten Abmlschung der Komponenten zu erhalten.But components also come together in an aqueous solution and evaporate the solvent to form a particularly good mixture of the components.