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Antitumoral wirkende Mittel
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Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von bekannten wasserlöslichen
Homo- oder Copolymerisaten als antitumoral wirkende Mittel.
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Es ist schon bekannt geworden, daß copolymere, komplexe Cu11 - und
Co11-Salze der Xthylenmaleinsäure gegen das Walker-Sarkom wirksam sind. (J. Med.
Chem. 12 (1969), 1180).
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Polyäthylen-Sorbitanmonooleat (Tween 80) ist schon für die Immunisierung
gegen den hyperdiploiden Ehrlich-Tumor verwendet worden (Experientia 29 (1973),
710).
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Weiterhin wurden Polykationen verschiedenen Typs, z.B.
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Polyamidamine, Poly-N-morphinoäthylacrylamid und N-Oxid-Polymere auf
Hemmung der Metastasierung geprüft mit dem Ergebnis, daß nur die Tumorzellaussaat,
nicht aber das Metastasenwachstum in situ bzw. Lymphknotenmetastasen beeinflußt
werden konnten (J. Med. Chem. 16 (1973), 496).
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Ferner wurde die Wirksamkeit von Polymeren mit Carboxylgruppen gegen
das Sarkom 180 in Abhängigkeit vom Molekulargewicht, der Ladungsdichte sowie der
Metall-Bindungsfähigkeit der Polycarboxylgruppen beschrieben (Dissertation Abstr.
Intern. B 33 (1973), 5745).
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Polyanionen, z.B. Poly-Ammoniumacrylat, Acrylsäure-acrylamid sowie
Copolymere des Äthylen-Maleinsäureanhydrid sollen im Zusammenhang mit ihrer Antitumorwirkung
einen Heparinähnlichen Effekt, daneben eine Virushemmung besitzen und außerdem die
Immunreaktionen steigern (J. Med. Chem. 17 (1974), 1335).
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Andere Autoren prüften auf Verhinderung der Cytotoxizität von Quarz
auf Kulturen von Makrophagen (Brit. J. Pharmocol.
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38, (1970), wobei sich je nach Versuchsanordnung Wirkungsunterschiede
zwischen sterisch verschiedenen Formel des Moleküls ergaben.
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Ein Kondensat aus Poly-oxypropylen und Poly-oxyäthylen (Pluronix F
68) erwies sich als wirksam gegen den Metastasenangang des Walker 256 Ascites Tumors,
wahrscheinlich durch Beeinflussung der Blutgerinnungsfähigkeit (Cancer 29 (1972),
171).
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In therapeutischen Versuchen am Sarkom 180 mit polymeren Pyrimidin-Verbindungen
vom Typ N-Puryl, oder pyrimidyl)-N-puryl-pyrimidyl-äthylendiamin zeigte sich eine
25 %ige Verlängerung der Überlebenszeit der tumortragenden Mäuse, wobei die zusätzliche
Einführung von 1-Deoxy-ribose-5-fluoropyrimidin in das Molekül die Wirkung verstärkte.
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Aus allen diesen Arbeiten geht hervor, daß die Antitumorwirkung der
bisher untersuchten Polymere an den verwendeten experimentellen Tumoren oft nur
an der unteren Grenze der Signifikanz liegt und verschiedentlich nur auf prophylaktische
oder adjuvantive Effekte beschränkt ist. Nachteilig erscheint außerden, daß die
zitierten Untersuchungen vielfach an allogenen, zur Spontanregression neigenden
Mäusetumoren und nicht systematisch und unter kliniknahen Versuchsanordnungen durchgeführt
wurden. Meist fehlen Angaben zur Toxizität der Präparate, obwohl die Applikation
hoher Dosierungen von Substanzen mit einem Molekulargewicht von über 30 000 eine
mangelhafte Ausscheidung bzw. Speicherung in den Geweben vermuten läßt.
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Es wurde nun gefunden, daß wasserlösliche Homo- oder Copolymerisate,in
die ungesättigte Mono- oder Polyhydroxylverbindungen und/oder deren Derivate, wie
Ester oder Urethane, eingebaut sind, starke antitumorale Eigenschaften besitzen.
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Überraschenderweise zeigen diese Substanzen im Molekulargewichtsbereich
von 1000 bis 50 000 signifikante kurative Wirkungen an soliden Tumoren syngener
Systeme in einem breiten Dosisbereich von 0,5 bis 500 mg/kg, vorzugsweise 5 bis
250 mg/kg unter klinknahen Versuchsanordnungen und Applikationsarten. Die therapeutische
Breite der Substanzen erweist sich dabei also ungewöhnlich groß (LD 50, i.v.: 5000
mg/kg, therapeutische Dosis: 0,5 bis 500 mg/kg).
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Die erfindungsgemäßen Mittel stellen somit eine wichtige Bereicherung
der Therapie dar.
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Besonders eignen sich als Wirkstoffe für die erfindungsgemäßen Mittel
Hono- und Copolymerisate der folgenden Formeln:
Darin bedeuten:
R' Alkyl, Cycloalkyl oder Aryl, R" Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl oder Aryl,
A
Wasserstoff oder Methyl B Wasserstoff oder Methyl Y und Z Einheiten von mit den
ungesättigten Homo- oder Polyhydroxyverbindungen bzw. deren Derivaten copolymerisierbaren
Monomeren mit der Maßgabe, daß die Wasserlöslichkeit des Copolymerisats gewährleistet
ist, q 30 bis 100 Mol.-% p 0 bis 70 Mol.-% und r 0 bis 70 Mol.-%.
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Als copolymerisierbare Monomere Y und Z können beispielsweise verwendet
werden: Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Acrylsäure, gegebenenfalls
in Salzform, Acrylamid, Fumar- oder Maleinsäurehalbamide, gegebenenfalls in Salzform,
Styrol, Hydroxyalkyl-(meth)-acrylat, Sulfoalkyl(meth)-acrylat, Vinylpyrolidon, Vinylcaprolactam,
Vinylpyridin, Vinylimidazol, Allylhydantoin oder Methacrylsäuresalicylat.
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Die Mengenanteile der einzelnen Comonomeren, die die erfindungsgemäß
verwendbaren Copolymerisate aufbauen, lassen sich in weiten Grenzen variieren. Jedoch
muß die Zusammensetzung derart gewählt sein, daß ein wasserlösliches Copolymerisat
entsteht.
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Beispiele für erfindungsgemäß zu verwendende Homo- oder Copolymerisate,
die ungesättigte Mono- bzw. Polyhydroxyverbindungen eingebaut enthalten und/oder
deren Derivate sind folgende:
Die erfindungsgemäß verwendeten ungesättigten Mono- bzw.
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Polyhydroxyverbindungen sind bekannt. Aus diesen Substanzen können
nach bekannten Verfahren durch Veresterung zahlreiche Ester und durch Umsetzung
mit Isocyanaten die entsprechende Urethane hergestellt werden.
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Die Herstellung der Homo- und Copolymerisate aus den Monomeren erfolgt
durch radikalische Polymevisation mit Hilfe von Peroxiden, z.B. Benzoylperoxid,
Di-tert.-Butylperoxid, Dilauroylperoxid, Dicumylperoxid, tert.-Butylhydroperoxid,
Cumolhydroperoxid, Diacetylperoxid, Percarbonsäureestern, (z.B. Tert.-Butylperacetat,
-perbenzoat, -peroktoat, -perpirallat, -perisobutynat), Percarbonaten (z.B. Isopropylperoxidicarbonat,
Athylhexylpercarbonat), Acylsulfonylperoxiden (z.B. Acetylcyclohexansulfonylperoxid)
oder Azoverbindungen (z.B. Azodiisobuttersäurenitril).
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Grundsätzlich können alle üblichen Polymerisationstechniken angewandt
werden. bevorzugt sind die Substanz-, Lösungs- und Fällungspolymerisation. Homopolymerisate
werden besonders durch Polymerisation in Substanz erhalten, bei den Co-und Terpolymerisaten
wird die Lösungs- und Fällungspolymerisation bevorzugt.
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Nun lassen sich aber einige ungesättigte Hydroxyverbindungen selbst
nicht homo- oder copolymerisieren. Homo- oder Copolymerisate, die Hydroxylgruppen
enthalten sollen, können jedoch dadurch hergestellt werden, daß man entsprechende
Ester homo- oder copolymerisiert, und nachträglich Verseifung der Estergruppen zu
den Hydroxygruppen vorzugsweise nach Zemplen am Polymeren durchführt.
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Die erfindungsgemäßen polymeren Mittel haben bei äußerst niedriger
Toxizität eine starke antitumorale Wirkung gegen tierische und menschliche Tumoren
und sollen daher zur Bekämpfung von durch Tumoren verursachten Erkrankungen verwendet
werden.
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Die erfindungsgemäßen Mittel wurden hergestellt, indem man die Wirkstoffe
in physiologischer Kochsalzlösung löst. Die dabei erhaltenen Lösungen wurden intraperitoneal,
intravenös oder intramuskulär appliziert. Der therapeutische Dosierbereich reicht
von 0,5 bis 500 mg/kg, vorzugsweise 5 bis 250 mg/kg. Die ungewöhnliche Breite dieses
Bereichs beruht auf der enormen Ungiftigkeit der Wirkstoffe. Die Konzentrationen,
in denen die Lösungen angewendet werden, liegen dementsprechend bei 0,05 bis 1 %.
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Die in der Tabelle 1 aufgeführten Substanzen wurden in zahlreichen
Versuchen unter verschiedenen Testbedingungen am Mäusesarkom 180,ein Teil von ihnen
zusätzlich auch am Mäusefibrosarkom MCS 4 auf die Induktion von Tumorwirkungen geprüft
(Tabelle 1) Die Methodik der Untersuchungen an diesen beiden experimentellen Tumoren
sind in den nachstehenden Versuchsbedingungen a) und b) enthalten. Aus den darin
enthaltenen Angaben zur Versuchsauswertung geht hervor, daß Tumorgewichts-Indices-0,5
als deutliche bzw. gute Wirkungen anzusehen sind.
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Versuchsbeschreibung a) TUMOR-TESTE AM SARKOM MCS 4 AUF C57B1-M0USEN
Tierart: C57B1-Mäuse Verfahren: Stammhaltung: 10-1 Tage nach letzter Transplantation
Verimpfung einer Tumorsuspension des MCS 4 in 0,5 ml 0,9 %iger NaCl-Lösung s.c.
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oder i.m. auf 20-22 g schwere C57B1-Mäuse.
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Vorbereitung von Immun-Screening-Testen: 10-14 Tage nach letzter
Transplantation Verimpfung von 8 x 105 Tumorzellen in 0,5 ml 0,9 %iger NaCl-Lösung
s.c. auf 20 g schwere C57B1-Mäuse.
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Behandlung: Wahlweise i.p., s.c., i.m., i.v.-Injektion der erforderlichen
Präparatlösung 1 x 7 Tage vor oder 7 Tage nach Tumortransplantation.
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Versuchsdauer: Ab Tumortransplantation 4 Wochen.
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Dann Abtötung der Tiere und Präparation der Tumoren.
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Auswertungsparameter: Hemmung des Tumorwachstums.
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Quantitative Ermittlung durch Errechnung eines Tumorgewichts-Index
(TG-Index) nach der Formel
Tumorgewicht der behandelten Tier-TG-Index
= gruppe Tumorgewicht der Kontrollgruppe Beurteilung der Ergebnisse: TG-Index 1,0-0,8
= keine Wirkung; 0,7-0,6 = Wirkungsandeutung; 0,5-0,4 = deutliche Wirkung; 0,3-0,2
= gute Wirkung; 0,1-0,0 = sehr gute Wirkung. Rezidivfreiheit bei Versuchsende =
Heilung.
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Beurteilung der Nebenwirkungen: Im Versuchsverlauf Feststellung der
Tierverluste, Beurteilung des Allgemeinzustandes der Versuchstiere, Bestimmung der
Körpergewichtsveränderung, Registrierung der Leukozytenzahlen im peripheren Blut,
Suche nach makroskopischen Veränderungen an den Organen.
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Versuchsbeschreibung b) TUMOR-TESTE AM SARKOM 180 AUF SWISS-MÄUSEN
Tierart: Swiss-Mäuse Verfahren: Stammhaltung: Am 7. Tag nach letzter Transplantation
Verimpfung von 1 x 106 Asciteszellen des Sarkoms 180 in 0,5 ml 0,9 %iger NaCl-Lösung
i.p. auf 20-22 g schwere Schwiss-Mäuse(Koloniezucht).
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Vorbereitung von Screening-Testen: Gleiches Verfahren wie Stammhaltung,
jedoch Tumorzellenverimpfung von 5 x 105 Asciteszellen in 0,3 ml s.c.
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Behandlung: Wahlweise i.p., s.c., i.m., i.v.-Injektion der erforderlichen
präparatlösungen, insgesamt 1 x, entweder am 7. Tag vor Tumortransplantation oder
am 7. Tag nach Tzmortransplantation.
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Versuchsdauer: 28 Tage. Dann Abtötung der Tiere und Präparation der
Tumoren.
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Auswertungsparameter: Hemmung des Tumorwachstums.
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Quantitative Ermittlung durch Errechnung des Tumorgewichts-Indes (TG-Index)
nach der Formel TumDrgewicht der behandelten Tiergruppe TG-Indes = T m rgewicht
der Kontrollgruppe Beurteilung der Testergebnisse: TG-Index 1,0-0,8 = keine Wirkung;
0,7-0,6 = Wirkungsandeutung; 0,5-0,4 = deutliche Wirkung; 0,3-0,2 = gute Wirkung;
0,1-0,0 = sehr gute Wirkung.
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Rezidivfreiheit nach 3 Monaten = Dauerheilung.
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Beurteilung der Nebenwirkungen: Im Versuchsverlauf Feststellung der
Tierverluste, Beurteilung des Allgemeinzustandes der Versuchstiere, Bestimmung der
Körpergewichtsveränderungen, Registrierung der Leukozytenzahlen im peripheren Blut,
Suche nach makroskopischen Veränderungen an den Organen.
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Die Testergebnisse mit den aufgeführten Präparaten in der Tabelle
1 (Parameter: Tumorgewichts- (TG)-Index) lassen erkennen, daß die Sustanzen sowohl
am Sarkom 180, ein Teil von ihnen auch am Fibrosarkom MCS 4 bei verschiedenen Dosierungen
und Applikationsarten sowie an verschiedenen Behandlungstagen deutliche Tumorhemmwirkungen
zu induzieren vermögen.
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Tabelle 1
| Sarkan 180 Fibrosarkan MCS 4 |
| Verbind Dosis Appl. Behdlgs. Tumor- Dosis Aryl. Behdlgs. TumDr- |
| dung mg/kg Tag + gewichts mg/kg Tag + gewichts- |
| 1 x -Index 1 x . ~ |
| I 1 i.v. -7 0,2 0,05 i.v. -3 0,46 |
| 1 i.v. +7 0,3 0,25 i.v. -3 0,52 |
| II 1 i.v. -7 0,36 0,05 i.v. +2 0,54 |
| 5 5 i.v. +7 1,09 10 i.p. -7 0,49 |
| III 10 i.p. -4 0,5 25 i.p. -4 0,41 |
| 25 i.p. +3 0,6 50 i.p. +3 0,55 |
Tag - 7 = 7 Tage vor Tumortransplantation Tag + 7 = 7 Tage nach Tumortransplantation
Die Strukturformeln der in der Tabelle 1 genannten Verbindungen I bis III sind aus
der folgenden Tabelle 2 ersichtlich.
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Tabelle 2:
| CH2 - CH - CE - CR |
| 2 2 |
| CH-O-CONH-CH |
| 1 3 |
| CE2-0-CONH-CE3 |
| 2 3 |
| ( CH2 - Cli - CH2 - CE ) II |
| +,N\ -O-CO-NH-CH3 |
| 0w |
| III |
| H2H291 ) |
| 00H2 CH2H3<X»NH2 |
Experimenteller Teil
| 1. Momomere Aus- Fp.: nD20 |
| beute °C |
| 3-Amninocarboxi-propen-1 CH2=CH 87 |
| CH-O-CO-NH2 |
| 3-Methylamino-carboxi-propen-1 CH2=CH 80 1,4430 |
| CH2-O-CO-NH-CH3 |
| 3-i-Propylamino-carboxi-propen-1 CH2=CH 40 1,4408 |
| CH2-O-CO-NH-CH-(CH3)2 |
| 3-Butylamino-carboxy-propen-1 CH2=CH 83 1,4490 |
| CH2-O-CO-NH-(CH2)3CH3 |
| 3-Cyclohexylamino-carboxi-propen-1 CH2=CH 90 30-32 |
| CH2-O-CO-NH-# |
| 3-Phenylamino-carboxi-propen-1 CH2=CH 65 70 |
| CH2-O-CO-NH-# |
| Aus- Fp.: nD20 |
| beute % °C |
| 3,4-Bis-(methyl-aminocarboxi)-buten-1 CH2=CH-CH-O-CO-NH-CH3
85,7 66-70 |
| CH2-O-CO-NH-CH3 |
| 3,4-Bis-(iospropyl-aminocarboxi)-buten-1 CH2=CH-CH-O-CO-NH-CH-(CH3)2
87 96-99 |
| CH2-O-CO-NH-CH-(CH3)2 |
| 3,4-Bis-(buthyl-aminocarboxi)-buten-1 CH2=CH-CH-O-CO-NH-(CH2)3CH3
81,2 45 |
| CH2-O-CO-NH-(CH2)3-CH3 |
| 3,4-Bis-(cyclohexyl-aminocarboxi)-buten-1 CH2=CH-CH-O-CO-NH-#
85 150-53 |
| CH2-O-CO-NH-# |
| 3,4-Bis-(phenyl-aminocarboxi)-buten-1 CH2=CH-CH-O-CO-NH-# 81
121-23 |
| CH2-O-CO-NH-# |
| Ausbeute Fp.: nD20 |
| % °C |
| CH3 |
| 2-Methylaminocarboxy-äthylmethacrylat CH2=C 68 1,4590 |
| COO-CH2-CH2-O-CO-NH-CH3 |
| CH3 |
| 2-Isopropylaminocarboxy-äthylmethacrylat CH2=C 69,3 54-57 |
| COO-CH2-CH2-O-CO-NH-CH-(CH3)2 |
| CH3 |
| 2-Buthylaminocarboxy-äthylmethacrylat CH2=C 86 1,4602 |
| COO-CH2-CH2-O-CONH-(CH2)3CH3 |
| CH3 |
| 2-Cycloheyxylaminocarboxy-äthylmethacrylat CH2=C 71 44-51 |
| COO-CH2-CH2-O-CO-NH-# |
| CH3 |
| 2-Phenylaminocarboxy-äthylmethacrylat CH2=C 85 40-42 |
| COO-CH2-CH2-O-CO-NH-# |
| Ausbeute Fp.: nD20 |
| % °C |
| 2-Methylaminocarboxi-äthylacrylat CH2=CH 86,5 1,4630 |
| COO-CH2-CH2-O-CO-NH-CH3 |
| 2-Iospropylaminocarboxi-äthylacrylat CH2=CH 63 34-37 |
| COO-CH2-CH2-O-CO-NH-CH-(CH3)2 |
| 2-Buthylaminocarboxi-äthylacrylat CH2=CH 71 1,4609 |
| COO-CH2-CH2-O-CO-NH-(CH2)3CH3 |
| 2-Cyclohexylaminocarboxi-äthylacrylat CH2=CH 65,5 52-55 |
| COO-CH2-CH2-O-CO-NH-# |
| 2-Phenylaminocarboxi-äthylacrylat CH2=CH 88,5 59 |
| COO-CH2-CH2-O-CO-NH-# |
2. Polymere Beispiel 1 Copolymerisat aus Acrylsäureamid und Carbamidsäureallylester
In 100 Gew.-Teilen Benzol werden 20,2 Gew.-Teile Carbamidsäureallylester und 14,2
Gew.-Teile Acrylsäureamid gelöst.
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Nach Zugabe von 0,35 Gew.-Teilen Azodiisobutyronitril wird auf 80°C
erwärmt und 6 Stunden gerührt. Während dieser Zeit fällt das Polymere aus, es wird
abgesaugt, nachgewaschen und getrocknet.
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Ausbeute: (79 % der Theorie) Erweichungspunkt: 2700C Beispiel 2 Copolymerisat
aus Acrylsäure und 3-Phenyl-aminocarboxipropen-1
Analog Beispiel 1 werden 50 Mol.-% Acrylsäure und 50 Mol.-% Phenylaminocarboxi-propen-
1 polymerisiert.
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Ausbeute: 85 % Erweichungspunkt: 128-1500C #rel.: 1,45 Beispiel 3
Copolymerisat aus Acrylsäureamid und 3,4-Bis-(methyl-aminocarboxy-)buten-1
50 Mol.-% Acrylsäureamid und 50 Mol.-% 3,4-Bis-(methylamino-carboxi-)buten-1 werden
wie in Beispiel 1 beschrieben polymerisiert.
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Ausbeute: 73 % Erweichungspunkt: 197-2000C Beispiel 4 Copolymerisat
aus N-Vinylpyrrolidon und 3,4-Bis-(methylaminocarboxi-) buten- 1
Wenn man 50 Mol.-% 3,4-Bis-(methyl-aminocarboxi-)buten-1 und 50
Mol.-% N-Vinylpyrrolidon analog Beispiel 1 polymerisiert, so erhält man ein weißes
in Wasser lösliches Polymerisat in 87 % iger Ausbeute mit einem Erweichungspunkt
von 110-112°C.
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n rel.: 1,07 Beispiel 5 Copolymerisat aus Acrylsäureamid und 3,4-Bis-(butyl-aminocarboxi-)
buten- 1
Das Copolymerisat aus 50 Mol.-% Acrylsäureamid und 50 Mol.-% 3, 4-Bis- (butyl-aminocarboxi-)buten-1
wird, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt.
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Ausbeute: 66 % Erweichungspunkt: 270-2770C Beispiel 6 Copolymerisat
aus 2-Hydroxi-äthylmethacrylat und Maleinsäureanhydrid
In 500 Gew.-Teilen Essigsäureäthylester werden 60 Gew.-Teile 2-Hydroxi-äthylmethacrylat,
49 Gew.-Teile Maleinsäureanhydrid und 1 Gew.-Teil tert.-Butylperoktoat gelöst und
auf 80°C erwärmt. Innerhalb von 6 Stunden fällt das Polymere aus. Es wird abgesaugt,
mit Essigester nachgewaschen und getrocknet.
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Ausbeute: 92 Gew.-Teile (84 % der Theorie) Verseifung zum Na-Salz
der polymeren Carbonsäure der Formel
In 500 Vol-Teilen Methanol werden 40 Gew.-Teile Natriumhydroxid gelöst. Dann trägt
man 100 Gew.-Teile des Copolymerisats portionsweise ein und erhitzt die Suspension
auf 65 9C. Nach 4 Stunden wird abgesaugt, neutral gewaschen und getrocknet.
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Beispiel 7 Polymeres 3,4-Bis- (methylaminocarboxi-) buten- 1 der Formel
100 Gew.-Teile 3,4-Bis-(methyl-aminocarboxi)-buten-1 werden mit 2 Gew.-Teilen Di-tert.-butylperoxid
versetzt und 5 Stunden auf 130-14O0C erwärmt. Dann wird das viskose Polymere durch
Eingießen und Ausrühren in Essigsäureäthylester gereinigt. Nach Abdekantieren des
Lösungsmittels wird das Homopolymerisat getrocknet.
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Ausbeute: 86 Gew.-Teile = 86 % der Theorie Beispiel 8 Copolymerisat
aus N-Vinylpyrrolidon und 3-Methylaminocarboxi-propen- 1
In 250 Vl. -Teilen Benzol werden 70 Gew.-Teile Vinylpyrrolidon
und 30 Gew.-Teile 3-Methylaminocarboxi-propen-1 gelöst und auf 80°C erwärmt. Nach
Zugabe von 1 Gew.-Teil Azodiisobutyronitril wird 5 Stunden gerührt, dabei fällt
das Polymere aus, es wird abgesaugt und getrocknet.
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Ausbeute: 93 Gew.-Teile = 93 % der Theorie