DE3405227A1

DE3405227A1 - Verbesserung in bezug auf die behandlung von oestrogenmangelzustaenden

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Publication number: DE3405227A1
Application number: DE19843405227
Authority: DE
Inventors: Joachim Georg Bellaire Tex. Liehr
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-02-22
Filing date: 1984-02-14
Publication date: 1984-08-23
Also published as: EP0117117A1; AU556749B2; IT1174487B; AU2457184A; GB8403832D0; GB2135189B; GB2135189A; IT8419609A0; JPS59157023A

Description

— ΟΙ Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf 2-Fluoröstradiol und dessen

Verwendung bei der Behandlung von Östrogenmangelzuständen. 5

Eine längerzeitige Behandlung von Versuchstieren mit exogenen Östrogenen unter Einschluß von Steroidhormonen, wie Östron, Östradiol und Östriol, soll Berichten zufolge in den Testis-, Endometrium-, Ovarial-, Zervikal- und Lymphgeweben, in Mammagewebe, im Adrenalkortex, in den Nieren und in den Hypophysenvorderlappen Tumore hervorrufen. Ferner sollen auch synthetische Östrogenverbindungen, wie DES, das Auftreten von Tumoren bei Versuchstieren erhöhen.

Der genaue Mechanismus der Bildung von Tumoren durch diese Hormone ist noch unbekannt. Einige Forscher sind der Ansicht, daß den Östrogenen bei der Ethologie von Brustkrebs und anderen gynäkologischen Krebsen eher eine duldende als ursächliche Rolle zukommt. Verschiedene epidemiologische Studien zeigen, daß eine Anwendung von Östrogen bei postmenopausalen Frauen mit einem erhöhten Risiko von Endometriumkrebs (Goodman und Gilman - The Pharmacological Basis of Therapeutics, 6. Auflage, Seiten 1426 und 1429 bis 1430 (McMillan, New York 1980)) in Verbindung steht.

Diesbezüglich sind die Forscher der Ansicht, daß die am Ring A polyhydroxylierten Östrogene, nämlich die hauptsächlichen Produkte des Östradiol- oder Östronstoffwechsels, die nahezu keine östrogene Wirksamkeit haben, für die karzinogene oder karzinofördernde Wirkung von Östradiol verantwortlich sein könnten. Diese Polyhydroxymetaboliten, nämlich 2- und 4-Hydroxyöstradiol oder 2- und 4-Hydroxyöstron (Catechole oder ortho-Dihydroxybenzole), sind die hauptsächlichen Bioumwandlungsprodukte von Östradiol bei den meisten Arten und dafür bekannt, daß sie in vitro covalent an Protein oder Peptide und DNA gebunden werden. Zu beachten ist dabei, daß sich eine solche Bin-

dung an Protein durch vorherige Methylierung des Catechols unterdrücken läßt.

Ist die Oxidation des Phenolrings tatsächlich eine notwendige Stufe, die zu einer erhöhten Anzahl an Tumoren bei Versuchstieren führt, dann sollte eine Störung der metabolischen Oxidation zu einer Hemmung der Einleitung von Krebs durch östrogene führen. Auf dieser Hypothese aufbauend konnten gemäß Proc. 72. Annual Meeting Am. Assoc. Can. Res.

22, 11 (1981) (Li und Li) durch chronische Verabreichung von Hemmstoffen für mikrosomale Zytochrom-P-450-enzyme (Oxidationsenzyme) durch diethylstilbestrolinduzierte Renalkarzinome bei syrischen Hamstern gehemmt werden. Eine andere Möglichkeit zur Verhinderung einer Karzinogenese durch Östrogene würde eine solche Abwandlung der Struktur von östrogenen sein, daß hierdurch eine Oxidation zu einem Catechol unterbunden wäre.

Diesbezügliche Forschungen haben ergeben, daß die Tumorgenität von Dibenzo_i/a,i./pyren durch Fluorierung in den Stellungen 2, 3 und/oder 10 herabgesetzt werden kann. Eine Oxidation des Kohlenwasserstoffrings zu einem Catechol hat dagegen eine Tumorbildung durch diese Verbindung zur Folge.

Es scheint offenbar eine genetische Prädisposition für Krebs von ostrogenabhangigen Geweben bei Frauen zu bestehen, da das Risiko zur Erkankung an Brustkrebs bei Verwandten ersten Grades um zwei- bis dreimal höher ist (CMA Journal 121, 505 bis 508 (1979)). Unter diesen Umständen kommt dem erhöhten Risiko einer Einleitung von Krebs durch Verabreichung von Östrogen zur Behandlung von Östrogenmangelzuständen ein hohes Gewicht gegen über einer solchen Therapie zu. Einfacher ausgedrückt bedeutet dies, daß eine Frau, die in der Furcht lebt, daß sie infolge eines von ihren Verwandten herrührenden stärkeren Krebsrisikos als normal einen Brustkrebs, Zervixkrebs, Uteruskrebs oder Ovarialkrebs bekommen kann, in vielen Fällen anstatt der

Möglichkeit zu einer Linderung durch Einnahme von Östrogen eine Menopause, fliegende Hitze und andere menopausa-Ie Symptome ertragen muß. Die Erfindung ist auf diese Gruppe von Frauen gerichtet, nämlich Frauen mit genetischer Prädisposition für Krebs infolge östrogenempfindlicher Gewebe.

Erfindungsgemäß wird daher ein Östrogen mit geringerem Krebseinleitungspotential geschaffen, das sich bei Frauen zur Behandlung von Menopause oder sonstigen östrogenmangelzuständen verwenden läßt.

Die Erfindung ist besonders auf eine Möglichkeit zur Linderung der Symptome von Östrogenmangelzuständen bei Frauen, und zwar insbesondere Frauen mit genetischer Prädisposition für Krebs infolge östrogensensitiver Gewebe, gerichtet, indem man solche Frauen mit 2-Fluoröstradiol behandelt. Hierbei kann es sich um Frauen handeln, bei deren Verwandten ersten Grades es ein oder mehr Krebserkrankungen an östrogensensitiven Geweben gibt. Zu Verwandten ersten Grades gehören Eltern, Geschwister und Kinder.

Der häufigste Östrogenmangelzustand ist Menopause, die auf natürliche Weise oder durch Einleitung durch Zerstörung der Funktion der Eierstöcke entweder durch einen chirurgischen Eingriff oder durch Bestrahlung kommen kann. Die Symptome einer Menopause sind nicht nur unangenehm, sondern können auch eine Osteoporose beinhalten, so daß die Menopause gewöhnlich durch Ergänzung des Östrogenman-

go gels durch Verabreichung von Östrogen behandelt wird. Zu den herkömmlich verschriebenen Östrogenen zur Linderung menopausaler Symptome gehören DES (Diethylstilbestrol), konjugierte Formen von Östrogenen, wie Equilin, Östron und dergleichen, Ethinylöstradiol, Hexöstrol und Dienöstrol.

nc Ein Östrogen mit niedrigerem Potential zur Einleitung von Krebs bei gegenüber Östrogen empfindlichem Gewebe wäre daher natürlich von großem Wert, und zwar insbesondere für Frauen mit einer genetischen Prädisposition für solche

Neoplasmen.

Durch die folgenden Versuche soll gezeigt werden, daß 2-Fluoröstradiol im Vergleich zu Östradiol eine Erniedrigung des Auftretens an östrogeninduzierten Tumoren ergibt. Hierzu mißt man zuerst die Östrogenität dieser Verbindungen und auch von isomerem 4-Fluoröstradiol nach zwei verschiedenen Methoden. Die erste Methode besteht in einer Bestimmung der Zunahme des Gewichts des Uterus von ovari- *° ektomierten geschlechtlich unreifen Ratten nach Verabfolgung von Östrogen. Die Ergebnisse dieses Versuchs-zeigen, daß die fluorierten Verbindungen etwa gleich östrogen sind wie Östradiol. Hierzu geht man wie folgt vor.

Weibliche Sprague-Dawley-Ratten mit einem Alter von 3 bis 4 Wochen werden ovariektomiert. 4 Tage nach der Ovariektomie teilt man die Tiere in vier Gruppen mit gleichem Gruppengewicht auf (17 Tiere pro Gruppe, mittleres Gewicht 90 HH 1 g pro Tier) und beginnt mit der Östrogenbehandlung'. Die Tiere erhalten einmal täglich drei Tage lang subkutane Injektionen von 3,5 μg Östrogen in 0,7 ml Kochsalzlösung pro Tier. Zur Herstellung physiologischer Kochsalzlösungen löst man das Östrogen in Ethanol und verdünnt diese Lösung dann so lange mit physiologischer Kochsalzlösung, bis man ein Gemisch aus 5 % Ethanol und 95 % Kochsalz hat. Die Kontrollgruppe erhält lediglich Kochsalz. Am 4. Tag werden die Tiere getötet, ihre Uteri herausgeschnitten, von Luminalflüssigkeit befreit und gewogen. Die in der später folgenden Tabelle 1 angegebenen Daten sind Mittelwerte aus den Uterusgewichten {in mg) und den entsprechenden berechneten Standardabweichungen.

Bei der zweiten Methode mißt man das Gewicht beider Testes der männlichen syrischen Hamster, die auch beim später beschriebenen in vivo-Karzinogenitätsversuch verwendet werden, am 224. Tag nach subkutaner Implantation von 25 mg-Pellets von Östrogen. Die Gewichte werden in g gemessen

und als Prozentwert des gesamten Körpergewichts ausgedrückt. Eine Behandlung von Tieren mit abgewandelten Östrogenen oder mit östradiol führt zu einer Schrumpfung der Testes auf etwa 10 % der Gewichte der Testes der unbehandelten Kontrollgruppe der Hamster.

Der obige Versuch wird wie folgt durchgeführt.

Man implantiert männlichen syrischen Hamstern mit einem Alter von 3 bis 4 Wochen (Harlan/Sprague Dawley, Madison, Wisconsin) subkutan ein 25 mg-Implantat, das aus 10 % Cholesterin und 90 % Östrogen besteht. Ein zweites 25 mg-Pellet mit der gleichen Zusammensetzung implantiert man 106 Tage nach der ersten Behandlung mit Östrogen. Die Behandlung mit Östrogen wird nach dem in National Cancer Institute Monograph 2, 1 bis 57 (1959) (Kirkman) beschriebenen Verfahren durchgeführt. Kontrolltiere werden nicht behandelt. 224 Tage nach Beginn der Behandlung wiegt man die Hamster, tötet sie, schneidet ihnen beide Testes heraus und bestimmt ihr Gewicht in g. Die in der folgenden Tabelle 1 angegebenen Daten sind die Bereiche der Testesgewichte aus vier Tieren je Gruppe ausgedrückt als Prozentwerte der gesamten Körpergewichte.

In dieser Tabelle 1 sind in der ersten Spalte die Namen der untersuchten Verbindungen angegeben, während aus der zweiten Spalte die Gewichte der Testes der männlichen Hamster (als Prozentwerte des gesamten Körpergewichts) hervorgehen und in der dritten Spalte die Uterusgewichte angeführt sind.

— 7 — Tabelle 1

Östrogene Wirksamkeit von Östradiolen

5 Verbindung

Bereich des Gewichts der Testes männlicher Hamster (% des gesamten Körpergewichts )

Uterusgewichte weiblicher Ratten (mg) + Fehlergrenze

2-Fluoröstraäiol

4-Fluoröstradiol

östradiol
Kontrolle

0,18 bis 0,25

0,18 bis 0,28

0,12 bis 0,26 1,85 bis 2,06

92 bis 20

118 bis 19

114 bis 20

33 bis 6

20 κ

Diese Östrogenitätsergebnisse passen gut zu den in J. Med. Chem. 23, 994 (1980) (Heiman et al.) berichteten Ergebnissen, wo die östrogenrezeptorbindungsaffinitäten der fluorierten östrogene angegeben sind. Ausgedrückt als die

Verhältnisse aus den Assoziationskonstanten (K_ ^{er xn ung}/ Östradiol

χ 100) ergibt sich für 2-Fluoröstradiol eine

Bindungsaffinität von 86 und für 4-Fluoröstradiol eine Bin dungsaffinität von 128.

In Proc. Soc. Neuroscience 8, 52 (1982) (Pfeiffer et al·.) wird über Messungen der Östrogenrezeptoraffinität von 2- und 4-Fluoröstradiol in Cytosol des präoptischen Bereichs des Hypothalamus, der Hypophyse und des Uterus beschrieben. Hiernach zeigen die fluorierten Östradiole eine hohe Rezeptoraffinität. Die biologischen Wirkungen der fluorierten Östrogene, wie eine Auslösung luteinisierender Hormonstöße, in Form von Prozeptivität, nämlich eines Ausdrucks von Sexualinteresse bei der Frau als Reaktion auf eine Anregung durch den Mann, siehe Hormones and Behavior 7, 105 (1976) (F.A. Beach)) und von Lordoseverhalten bei Ratten sind nach Proc. Soc. Neuroscience 8, 18,7 (1982) (MacLusky et aL) und nach Fogarty International Conference (im Druck) (Krey et al.) vergleichbar zu denen, die von östradiol hervorgerufen werden.

* Die Karzinogenität der gleichen Östrogene wird an männlichen syrischen Hamstern in vivo gemessen. Östrogen allein führt nach subkutaner Verabreichung von Ostrogenimplantaten bei 100 % der männlichen Tierpopulation zu Karzinomen bei den Reinigungszellen der Niere. Dieser Nierentumor ist östrogeninduziert und zur Entwicklung und zum Wachstum Östrogenabhängig. Ergänzt man das Östrogen nicht alle 3 Monate oder entfernt die Implantate chirurgisch, dann kommt es innerhalb weniger Wochen zu einer Tumorregression. In ähnlicher Weise hat sich gezeigt, daß eine von einem Karzinom der Reinigungszellen der Niere von syrischen Hamstern stammende Tumorzellinie in vivo stark östrogenabhängig ist und 10 Tage nach Entfernung der Östrogenquelle eine 90 %-ige Tumorregression zeigt. Das spontane Auftreten von Nierentumor bei syrischen Hamstern ohne Östrogenbehandlung ist sehr selten. Die obigen Tatsachen werden in Nat'l. Can. Inst. Monograph 1, 1 (1959) (Kirkman), J. Nat'l. Can. Inst. 24, 1057 (1960) (McGregor et al.) und Endocrin. 98, 1260 (1976) (Sirbasku et.al.) besprochen.

Die Bestimmung der Karzinogenität wird so durchgeführt, wie dies in Tabelle 1 für die Bestimmung der Östrogenaktivität bei männlichen Hamstern beschrieben ist (was bedeutet, daß die auf Tumoren nach 224 Tagen untersuchten Tiere die gleichen sind wie bei der Herkunft der Testes). Beim Versuch zur Ermittlung der Karzinogenität werden 279 und 345 Tage nach Beginn der Behandlung auch weitere Gruppen an Tieren untersucht. Man schneidet den Tieren die Köpfe ab, schneidet ihre Nieren heraus und betrachtet sie visuell bezüglich des Vorkommens von Karzinomen der Reinigungszellen der Niere. Von allen Nieren werden Schnitte zubereitet und histologisch untersucht. Die Ergebnisse der histologischen Untersuchungen gehen aus der folgenden Tabelle 2 hervor. In der ersten Spalte dieser Tabelle ist der Name der jeweils untersuchten Verbindung angegeben, während aus der zweiten Spalte die Gesamtanzahl an unter-

suchten Tieren hervorgeht, in der dritten Spalte die Anzahl an toten Tieren angeführt ist und aus der vierten, fünften und sechsten Spalte die Versuchsergebnisse der histologischen Untersuchung auf Karzinome der Reinigungszellen der Niere zu den angegebenen Zeitintervallen hervorgehen.

Tabelle 2

Karzinogenität abgewandelter östrogene in vivo

Verbindung

Anzahl an Tieren

Anzahl
an toten
Tieren*

Anzahl an Tieren mit Tumoren/ Anzahl an zu verschiedenen Tagen nach subkutaner Implantation von Östrogen untersuchten Tieren

224 Tage 279 Tage 345 Tage

östradiol

2-Fluoröstradiol

4-Pluoröstradiol

Kontrolle

18 15

15 10

5
3

2
0

4/4
0/4

1/4**
0/3

5/5 0/4

3/6 0/3

0/4 0/3

0/3 0/4

* Die Anzahl an toten Tieren schließt diejenigen Tiere ein, die im Verlaufe des Versuchs aus verschiedenen Ursachen verendet sind. Tumore erscheinen etwa 6 Monate nach Verabreichung der östrogenpellets. Diese Gruppe schließt alle Hamster ein, die während der ersten 6 Monate des Versuchs verendet sind, da Tumore in den Zellen dieser Tiere nicht zu erwarten und nicht sichtbar waren. Nach 6 Monaten verendete Hamster sind ebenfalls in dieser Gruppe eingeschlossen, falls ihre Nieren infolge einer Gewebedegeneration nicht entnommen werden konnten. Ein verendeter Hamster mit entnehmbaren Nieren war auch bei der ersten untersuchten Gruppe bei 279 Tagen vorhanden (mit 4-Fluoröstradiol behandeltes Tier ohne Nierenkarzinom) .

**Zwei von vier histologisch untersuchten Tieren sind präneoplastisch.

Die Tabelle 2 macht deutlich, daß das 2-Fluoröstradiol im Vergleich zu Östradiol oder 4-Fluoröstradiol bei gleichen Östrogendosen ein wesentlich niedrigeres Potential zur Hervorrufung von Karzinomen bei den Reinigungszellen der Niere hat. Eine reine Blockierung der ortho-Oxidation von Östradiol zu einem Catechol, wie bei 4-Fluoröstradiol, reicht allein nicht aus, um die Bildung von Karzinomen bei Reinigungszellen der Niere bei Hamstern durch Östrogen zu unterbinden. Dies zeigt, daß 2-Fluoröstradiol ein hochöstrogenes und doch nicht karzinogenes Mittel bei diesem bestimmten Tiermodell ist. Diese Erkenntnis ist insofern einmalig, als hierdurch das erste Mal eine Auftrennung von Östrogenität und Karzinogenität östrogener Hormone gezeigt werden konnte.

Die nach 345 Tagen beobachteten Daten belegen, daß das zirkulierende Östrogen abgenommen hat und möglicherweise zu seiner normalen unbehandelten Grundlinienkonzentration zurückgekehrt ist, und daß es zu der früher bereits be- ^O schriebenen Regression der vorherigen Tumore gekommen ist. Solche Ergebnisse sind in Anbetracht der oben beschriebenen Untersuchungen nicht überraschend, die die hohe Östrogenabhängigkeit dieser Tumore zeigen.

Die bei diesen Untersuchungen verwendeten Fluoröstradiole werden nach dem in J. Org. Chem. 33, 2469 (1968) (Utne et al.) beschriebenen Verfahren synthetisiert.

Östrogene, wie das erfindungsgemäß zu verwendende 2-Fluoröstradiol, werden normalerweise nicht nur in ihrer freien Form, sondern auch in Form ihrer pharmazeutisch annehmbaren Ester oder Ether verabreicht. Hierunter werden Ester und Ether verstanden, die sich bei einer Hormonersatztherapie verwenden lassen, und hierzu gehören unter anderem die Acetate, Benzoate, Propionate, Hemisuccinate und Natriumhemisuccinate, Heptanoate, Undecanoate, Caproate, Valerate, Enanthoate, Sulfate und Salze von Sulfaten, Phos-

phate und Salze von Phosphaten, Cyclopentanpropionate (Cypionate), Methyl- und Ethylether und auch glycosidische Ether, wie die Glucoside, Glucosidacetate, Maltoside und Maltosidacetate. Das 2-Fluoröstradiolmolekül besitzt ferner auch zwei freie Hydroxygruppen, die einzeln oder beide verethert oder verestert sein können. Zu pharmazeutisch annehmbaren Estern oder Ethern gehören daher auch die entsprechenden Diester und Diether. Zu Beispielen für disubstituierte Derivate gehören unter anderem das Diacetat, Dipropionat und Bis(cyclopentanpropionat).

Zur Behandlung von Östrogenmangelzuständen, wie der Menopause, kann das 2-Pluoröstradiol für eine orale Verabreichung gewöhnlich in Form von Tabletten oder Kapseln formuliert sein, die im allgemeinen 0,10 bis 0,25 mg Wirkstoff, und vorzugsweise 1 bis 2 mg Wirkstoff, pro Tablette enthalten. Eine typische Dosis zur Behandlung menopausaler Symptome kann etwa 1 bis 2 mg pro Tag betragen, wobei sich den Bedürfnissen des jeweiligen Patienten entsprechend jedoch auch höhere oder niedrigere Dosen anwenden lassen.

Diese östrogene können auch parenteral verabreicht werden. In einem solchen Fall kann man 2-Fluoröstradiol oder einen

²^ pharmazeutisch annehmbaren Ester oder Ether hiervon in einer physiologisch annehmbaren Flüssigkeit lösen. Zu Beispielen für solche physiologisch annehmbare Flüssigkeiten gehören Wasser zur Injektion, isotonische normale Kochsalzlösung oder sonstige geeignete und übliche Lösungsmittel. Andere bekannte Verabreichungsformen von Östrogenen können ebenfalls auf 2-Fluoröstradiol angewandt werden. Hierzu gehören beispielsweise den Wirkstoff langsam freisetzende Implantate, den Wirkstoff langsam freisetzende intramuskuläre Depotinjektionen, Vaginaleinlagen, Pellets oder sonstige, dem Fachmann bekannte Verabreichungsformen.

Claims

. JOACHIM GEORG LIEHR Bellaire, Texas/V.St.A.

Verbesserung in bezug auf die Behandlung von Östrogen

mangelzuständen

Patentansprüche

Verwendung von 2-Fluoröstradiol oder einem pharmaannehmbaren Ester oder Ether hiervon zur Linderung von Symptomen von östrogenmangelzuständen bei Frauen.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der zu lindernde Östrogenmangelzustand Menopause ist.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die zu behandelnde Frau eine ererbte Prädisposition ostrogenrezeptiver Gewebe für Krebs hat.