DE3780972T2 - Verwendung von spezifischen n-methyl-d-aspartat-rezeptor-antagonisten zur praevention und behandlung von neurodegeneration. - Google Patents

Verwendung von spezifischen n-methyl-d-aspartat-rezeptor-antagonisten zur praevention und behandlung von neurodegeneration.

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Description

  • Die Erfindung betrifft spezifische Antagonisten für N- Methyl-D-aspartatrezeptoren (NMDA), die zur Vorbeugung und/oder Behandlung von Neurodegenerationen in pathologischen Zuständen, wie Schlag, Hypoglykämie, cerebraler Lähmung, vorübergehendem cerebralem ischämischem Anfall, cerebraler Ischämie bei Herz- Lungen-Eingriffen oder Herzstillstand, perinataler Asphyxie, Epilepsie, Huntingtons Chorea, Alzheimers Krankheit, Olivo- Ponto-cerebellare Atrophie, Anoxie, etwa durch Ertrinken, Rückenmarksverletzung und Vergiftung durch exogene NMDA-Gifte (bei spielsweise einige Formen von Lathyrismus) dienen können.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Exzessive Erregung durch Neurotransmitter kann die Degeneration und den Tod von Neuronen verursachen. Es wird angenommen, daß diese excitotoxische Wirkung verantwortlich für den Verlust von Neuronen bei Schlaganfällen, Cerebrallähmungen, cerebraler Ischämie, perinataler Asphyxie, Epilepsie, im Alter und bei Alzheimers Krankheit, Huntingtons Chorea und anderen chronischen neurodegenerativen Störungen ist.
  • Für diese neurodegenerativen Erkrankungen gibt es keine spezifischen Therapien, jedoch könnten Verbindungen, die spezifisch die excitatorische Neurotransmission an NMDA-Rezeptoren antagonisieren, bei derartigen Störungen einen neuen therapeutischen Ansatz bieten (R. Schwarcz und B. Meldrum, The Lancet, 140 (1985)).
  • Mit der Erfindung wird jetzt die Verwendung einer Verbindung der Strukturformel
  • oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes davon, worin
  • R (1) Wasserstoff,
  • (2) C&sub1;&submin;&sub5;-Alkyl, vorzugsweise Methyl oder Ethyl,
  • (3) C&sub2;&submin;&sub5;-Alkenyl, vorzugsweise Vinyl oder Allyl,
  • (4) Phenyl- (oder substituiertes Phenyl)-(C&sub1;&submin;&sub3;-alkyl), vorzugsweise Benzyl oder substituiertes Benzyl, worin der Substituent Halogen ist, etwa Fluor, Chlor oder Brom,
  • (5) C&sub3;&submin;&sub6;-Cycloalkyl, vorzugsweise Cyclopropyl oder Cyclohexyl,
  • (6) (C&sub3;&submin;&sub6;-Cycloalkyl)-(C&sub1;&submin;&sub3;-alkyl) oder
  • (7) Di(C&sub1;&submin;&sub5;-alkyl)amino-(C&sub1;&submin;&sub5;-alkyl), insbesondere Dimethylaminopropyl ist;
  • R¹ (1) Wasserstoff,
  • (2) C&sub1;&submin;&sub5;-Alkyl, vorzugsweise Methyl oder Ethyl,
  • (3) C&sub2;&submin;&sub5;-Alkenyl, vorzugsweise Vinyl oder Allyl,
  • (4) Phenyl-(C&sub1;&submin;&sub3;-alkyl), vorzugsweise Benzyl,
  • (5) C&sub3;&submin;&sub6;-Cycloalkyl, vorzugsweise Cyclopropyl oder Cyclohexyl oder
  • (6) (C&sub3;&submin;&sub6;-Cycloalkyl)-(C&sub1;&submin;&sub3;-alkyl) ist;
  • R² (1) C&sub1;&submin;&sub5;-Alkyl, vorzugsweise Methyl oder Ethyl,
  • (2) C&sub3;&submin;&sub5;-Alkenyl, vorzugsweise Allyl,
  • (3) Phenyl-(C&sub1;&submin;&sub3;-alkyl), vorzugsweise Benzyl,
  • (4) (C&sub3;&submin;&sub6;-Cycloalkyl)-(C&sub1;&submin;&sub3;-alkyl),
  • (5) Di(C&sub1;&submin;&sub5;-alkyl)amino-(C&sub1;&submin;&sub5;-alkyl), insbesondere Dimethylaminopropyl, oder
  • (6) C&sub2;&submin;&sub3;-Hydroxyalkyl, vorzugsweise Hydroxyethyl ist und
  • R³ und R&sub4; unabhängig
  • (1) Wasserstoff,
  • (2) Halogen, etwa Chlor, Brom, Fluor oder Jod,
  • (3) C&sub1;&submin;&sub5;-Alkoxy, vorzugsweise Methoxy,
  • (4) Trifluormethylthio,
  • (5) Cyano,
  • (6) Carboxy oder
  • (7) Hydroxy ist
  • zur Herstellung einer pharmazeutischen Formulierung zur Vorbeugung und/oder Behandlung von durch exzessive Anregung von auf N-Methyl-D-aspartat-Rezeptoren wirkende Neurotransmitter verursachte Neurodegenerationen ermöglicht.
  • Die Verbindungen mit den oben gezeigten Strukturformeln sind in den US-Patenten 4 399 141, 4 374 838 und 4 064 139 beschrieben. Von allen wird festgestellt, daß sie als Krampfhemmer brauchbar sind. Von den in US-4 374 838 beschriebenen Verbindungen wird zusätzlich festgestellt, daß sie als Anxiolytica, Antidepressiva, Muskelrelaxantien und bei der Behandlung von gemischter Angst-Depression, minimaler Gehirnfehlfunktion und extrapyramidalen Störungen, wie Parkinsons Krankheit, brauchbar sind, während von den in US-4 064 139 beschriebenen Verbindungen zusätzlich festgestellt wird, daß sie als schwache Beruhigungsmittel, Muskelrelaxantien und für die Behandlung von extrapyramidalen Störungen, wie Parkinsons Krankheit geeignet sind.
  • Eine bevorzugte Gruppe von Verbindungen zur Verwendung in der Erfindung ist die, worin R&sub1; Wasserstoff ist.
  • Eine andere bevorzugte Gruppe von Verbindungen zur Verwendung in der Erfindung ist die, worin R¹, R³ und R&sup4; Wasserstoff sind.
  • Bevorzugte Definitionen für R² sind C&sub1;&submin;&sub5;-Alkyl, insbesondere Methyl oder Ethyl, und Hydroxyethyl.
  • Bevorzugte Definitionen für R sind Wasserstoff, C&sub1;&submin;&sub5;-Alkyl oder Benzyl.
  • Eine bevorzugte Spezies zur Verwendung in der Erfindung ist 5-Methyl-10,11-dihydro-5H-dibenzo[a,d]cyclohepten-5,10-imin (welche nachstehend als "MK-801" bezeichnet wird) oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz davon.
  • Die erfindungsgemäß hergestellte pharmazeutische Formulierung kann in üblicher Weise an die orale, rektale oder parenterale Verabreichung der erwünschten Verbindung in Dosen von beispielsweise etwa 0,01 bis 50 mg/kg, vorzugsweise etwa 0,05 bis 10 mg/kg und insbesondere etwa 0,05 bis 0,5 mg/kg/Tag angepaßt werden und in einem Regime von 1 bis 4 mal täglich verabreicht werden.
  • Die erfindungsgemäß hergestellten pharmazeutischen Formulierungen können in üblicher Weise als Tabletten, Pillen, Kapseln, Pulver oder Körnchen für die orale Verabreichung, sterile parenterale Lösungen oder Suspensionen für die parenterale Verabreichung oder Suppositorien für die rektale Verabreichung hergestellt werden.
  • Die Verbindungen zur erfindungsgemäßen Verwendung binden sich mit hoher Affinität und auf reversible und sättigende Weise an Membranen der Gehirnrinde der Ratte. Zusätzlich blockieren diese nützlichen Verbindungen wirksam und selektiv die Antwort auf NMDA in einem Gehirnschnitt der Rattenhirnrinde, wobei dieser Antagonismus anscheinend nicht konkurrierend ist.
  • Bindungsstudien
  • Die Bindung von (³H)-MK-801 ans Rattenhirn in vitro wurde in einer rohen synaptosomalen Membranfraktion (P2) durchgeführt, die aus Rattenhirnrinde nach einer modifizierten Methode von Hulme et al., Molecular Pharmacology 14, 737-750 (1978) erhalten worden waren. Eine große Anzahl excitatorisch und inhibitorisch wirkender Medikamente konnte (³H)-MK-801 bis zu einer Konzentration von 10&supmin;&sup4; M nicht verdrängen. Andererseits traten Analoga von MK-801 in die (³H)-MK-801-Bindung in dosisabhängiger Weise ein, wie in den Tabellen I, II und III gezeigt. Tabelle I Verdrängungswirkung von Analoga von MK-801 Verbindung Tabelle II Verdrängungswirkung von Analoga von MK-801 Verbindung Tabelle III
  • Studien an Gehirnrindenschnitten
  • Die Wirkung von MK-801 und seinen Analoga auf die Antwort auf NMDA und ähnliche wurde unter Verwendung von Gehirnrindenschnitten der Ratte bewertet, wie von Harrison et al., Brit. J. Pharmacol., 84, 381-391 (1985) beschrieben. Neuronen der Cortex werden in dieser Präparation durch Anwendung eines NMDA-Bads depolarisiert. MK-801 ergibt eine dosisabhängige Depression der Antwort auf NMDA mit einer Schwellendosis von etwa 100 nM und vollständiger Unterdrückung der Antwort bei 1 uM. Im Gegensatz dazu bleiben die Antworten auf Kainat und Quisqualet von MK-801 in Dosen von bis zu 30 um völlig unbeeinflußt.
  • Die apparenten Wirkungen von MK-801 und seinen Analoga sind in Tabelle IV wiedergegeben; sie korrelieren eng mit Ergebnissen aus (³ H)-MK-801-Bindungsstudien.
  • Tabelle IV
  • Verbindung Scheinbare Wirkung als NMDA-Antagonist
  • Kb(uM)
  • L-640,689 (MK-801) 0.08
  • L-639,057 0.50
  • L-641,285 0.10
  • L-640,690 0.30
  • L-627,891 1.13
  • L-639,470 3.00
  • L-637,686 2.00
  • L-632,938 0.64
  • L-633,170 0.30
  • L-633,744 0.47
  • Tabelle IV (Fortsetzung)
  • L-637,939 0.09
  • L-638,204 0.31
  • L-639,015 3.10
  • L-639,420 0.20
  • L-639,441 1.00
  • L-639,442 0.40
  • L-639,902 0.20
  • L-640,688 0.87
  • L-641,291 0.51
  • L-641,294 0.05
  • L-641,368 1.00
  • L-665,039 0.13
  • Die Antwort auf NMDA und Quisqualet wurde an Gehirnrindenschnitten von 4 Ratten untersucht, die zuvor mit MK-801 (1 mg/ kg, i.p.) 2 Stunden vor der Opferung behandelt worden waren. Die Antwort auf NMDA war merklich geringer, was zu einer Verschiebung der NMDA-Dosis-Antwort-Kurve um ungefähr das 2,4- fache führte, wenn mit der mittleren NMDA-Dosis-Antwort-Kurve von unbehandelten Tieren verglichen. Die Antwort auf Quisqualet war weit weniger betroffen, wobei nur die höchste Dosis wenig vermindert war.
  • Diese Ergebnisse zeigen, daß MK-801, wenn peripher in vernünftigen Dosen verabreicht, NMDA-Rezeptor-vermittelte Ereignisse an zentralen Neuronen blockiert.
  • Neuroprotektionsstudien
  • a) Ischämie wurde in Wüstenrennmäusen durch 10- oder 30- minütige einseitige Blockierung der Carota induziert. Die Wiederherstellung des Blutflusses nach der Blockierung wurde visuell geprüft, und die Tiere wurden weitere 4 Tage leben gelassen. Das Ausmaß der neuronalen Degeneration im Hippocampus wurde bewertet. Testtiere wurden durch Verabreichung von MK-801 in Dosen von 1 und 10 mg/kg (i.p.) eine Stunde vor der Arterienblockierung behandelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle V angegeben. Tabelle V Kontrolle (a) 10 Min. Blockierung Zahl der Tiere mit Schäden Zahl der ungeschädigten (B) 30 Min. Blockierung Zahl der überlebenden Tiere Zahl der toten
  • b) Die rechte Carota von Wüstenrennmäusen wurde 10 Min. blockiert, wobei MK-801 in einer Dosis von 1 mg/kg (i.p.) eine Stunde vorher und danach 1, 3, 5, 10 und 15 Stunden nach der Blockierung verabreicht wurde. Die Tiere wurden weitere 4 Tage leben gelassen und das Ausmaß der neuronalen Schäden im Hippocampus bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI wiedergegeben. Tabelle VI Kontrolle MK-801-behandelt Zahl der Tiere mit Schäden Zahl der ungeschädigten
  • c) Ischämie wurde in Wüstenrennmäusen durch 5-minütige Blockierung beider Caroten induziert. Die Wiederherstellung des Blutflusses nach der Blockierung wurde visuell geprüft, wonach die Tiere weitere 4 Tage leben gelassen wurden. Das Ausmaß der neuronalen Degeneration im Hippocampus wurde gemessen. Die Testtiere wurden durch Verabreichung von MK-801 in Dosen von 1, 3 und 10 mg/kg (i.p.) eine Stunde vor der Blockierung behandelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle VIZ wiedergegeben. Tabelle VII (Nr.) Fläche der neuronalen Degeneration (mm²) %-Anteil der Tiere mit vollem Schutz Kontrolle
  • d) Die neuroprotektive Wirksamkeit von Verbindungen zur Verwendung gemäß der Erfindung wurde ferner durch Messen der Fähigkeit der Verbindungen getestet, die Zunahme des Calciumspiegels im Hippocampus von Wüstenrennmäusen nach der bilateralen Arterienblockierung zu verhindern. Die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle VIII wiedergegeben. Tabelle VIII Depression von (Ca²&spplus;) im Hippocampus Verbindung Relative Wirksamkeit

Claims (5)

1. Verwendung einer Verbindung der Strukturformel
oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes davon, worin
R (1) Wasserstoff
(2) C&sub1;&submin;&sub5;-Alkyl,
(3) C&sub2;&submin;&sub5;-Alkenyl,
(4) (gegebenenfalls substituiertes Phenyl)-(C&sub1;&submin;&sub3;-Alkyl),
(5) C&sub3;&submin;&sub6;-Cycloalkyl,
(6) (C&sub3;&submin;&sub6;-Cycloalkyl)-(C&sub1;&submin;&sub3;-alkyl) oder
(7) Di(C&sub1;&submin;&sub5;-alkyl)amino-(C&sub1;&submin;&sub5;-alkyl) ist;
R¹ (1) Wasserstoff,
(2) C&sub1;&submin;&sub5;-Alkyl,
(3) C&sub2;&submin;&sub5;-Alkenyl,
(4) Phenyl-(C&sub1;&sub3;-alkyl),
(5) C&sub3;&submin;&sub6;-Cycloalkyl oder
(6) (C&sub3;&submin;&sub6;-Cycloalkyi)-(C&sub1;&submin;&sub3;-alkyl) ist;
R² (1) C&sub1;&submin;&sub5;-Alkyl,
(2) C&sub3;&submin;&sub5;-Alkenyl,
(3) Phenyl-(C&sub1;&submin;&sub3;-alkyl),
(4) (C&sub3;&submin;&sub6;-Cycloalkyl)-(C&sub1;&submin;&sub3;-alkyl)
(5) Di(C&sub1;&submin;&sub5;-alkyl)amino-(C&sub1;&submin;&sub5;-alkyl) oder
(6) C&sub2;&submin;&sub3;-Hydroxyalkyl ist; und
R³ und R&sup4; unabhängig
(1) Wasserstoff,
(2) Halogen,
(3) C&sub1;&submin;&sub5;=Alkoxy,
(4) Trifluormethylthio,
(5) Cyano,
(6) Carboxy oder
(7) Hydroxy sind;
zur Herstellung einer pharmazeutischen Formulierung zur Vorbeugung und/oder Behandlung einer Neurodegeneration, die durch exzessive Erregung durch auf N-Methyl-D-aspartat- Rezeptoren wirkende Neurotransmitter verursacht ist.
2. Verwendung nach Anspruch 1, worin R Wasserstoff ist.
3. Verwendung nach Anspruch 1, worin R¹, R³ und R&sup4; Wasserstoff sind, R Wasserstoff, C&sub1;&submin;&sub5;-Alkyl, Phenyl-C&sub1;&submin;&sub3;-alkyl oder Chlorphenyl-C&sub1;&submin;&sub3;-alkyl ist und R² C&sub1;&submin;&sub5;-Alkyl oder Hydroxy-C&sub2;&submin;&sub3;-alkyl ist.
4. Verwendung nach Anspruch 1, worin die Verbindung 5-Methyl- 10,11-dihydro-5H-dibenzo[a,d]cyclohepten-5-10-imin oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz davon ist.
5. Verwendung nach Anspruch 1 bis 4, worin die Verbindungen rechtsdrehend sind.
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