DE4121483A1 - Neue verwendung von quisqualat-rezeptor-antagonisten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die neue Verwendung von Antagonisten des Quis­ qualat-Rezeptor-Komplexes oder deren physiologisch verträglichen Salzen als Arzneimittel zur Prävention und Behandlung des Morbus Parkinson sowie pharmazeutische Mittel, die diese Verbindungen enthalten und deren Kombi­ nation mit Antiparkinsonmitteln mit synergistischer Wirkung.

Im zentralen Nervensystem von Säugern, einschließlich der Menschen sind hohe Konzentrationen von exzitatorischen Aminosäuren wie Glutamat und Aspartat (Fonnum, F., J. Neurochem. 42: 1-11, 1984) vorhanden. Für die exzitatorischen Aminosäuren existieren verschiedene Rezeptoren, die ent­ sprechend ihrer spezifischen Agonisten als N-methyl-D-Aspartat (NMDA)-, Kainat (KA)- und Quisqualat (QUIS)-Rezeptor bezeichnet werden. Die Quis­ qualat-Rezeptoren werden nach den spezifischen Agonisten (RS)-α-Amino-3- hydroxy-5-methyl-4-isoxazolpropionat auch AMPA-Rezeptoren genannt. Die synaptische Funktion der exzitatorischen Aminosäure L-Glutamat wird vor­ wiegend über AMPA-Rezeptoren vermittelt.

Aus klinischen und tierexperimentellen Befunden gibt es Hinweise, daß es bei der Parkinson′schen Krankheit (PD) als Folge des striatalen Mangels an Dopamin zu gesteigerter glutamaterger Neurotransmission in verschiedenen Kernen der Basalganglien kommt. Das Neostriatum (NEO) stellt die Eingangs­ struktur der Basalganglien dar: es erhält vom Cortex eine massive gluta­ materge Projektion und von der Substantia nigra pars compacta (SNC) die dopaminerge nigrostriatale Bahn, die bei der PD degeneriert. Vom NEO gibt es direkte Bahnen zu den Ausgangskernen der Basalganglien, dem internen Pallidumglied (GPi) und der Substantia nigra pars reticulata (SNR), sowie indirekte, die über das externe Pallidumglied (GPe) und den Nucleus subthalamicus (STH) verlaufen. Der STH erhält eine eigene direkte gluta­ materge Innervation vom Cortex; seine zu den Ausgangskernen projizierenden Neurone benutzen ebenfalls L-Glutamat als Transmitter.

Die synaptischen Funktionen von Dopamin im NEO sind komplex. Seine Wirkung auf die zum GPe projizierenden striatalen Neurone ist vorwiegend inhibi­ torisch, so daß als Folge des striatalen Dopaminmangels, wie er bei der PD vorliegt, die exzitatorischen glutamatergen Einflüsse auf diese Neurone überwiegen. Da sowohl die striatale Bahn zum GPe, als auch die von dort ausgehende zum STH projizierende Bahn inhibitorisch sind, kommt es bei der PD im STH zum Phänomen der Disinhibition mit Anstieg der tonischen Zellak­ tivität. Über seine glutamatergen Projektionen bewirkt der STH schließlich eine pathologisch gesteigerte neuronale Aktivität in den Ausgangskernen der Basalganglien. Untersuchungen an Tiermodellen der PD zeigen, daß es nach Gabe dopaminerger Substanzen zu einer Normalisierung der gesteigerten exzitatorischen Neurotransmission kommt, die parallel zu der "klinischen" Besserung läuft.

Überraschenderweise zeigte es sich, daß Quisqualat-Rezeptor-Antagonisten die pathologisch gesteigerte neuronale Aktivität hemmen und die glutamaterge Transmission im NEO, STH und den Ausgangskernen der Basal­ ganglien blockieren und daher als Arzneimittel zur Behandlung der PD ver­ wendet werden.

Auf Grund ihres Wirkmechanismus üben Quisqualat-Rezeptor-Antagonisten auch neuroprotective Wirkung aus, insbesondere auch gegenüber den möglichen neurotoxischen Wirkungen, die durch dopaminerge Arzneimittel ausgelöst werden, die in Kombination mit QA-Rezeptor-Antagonisten verabreicht werden können. Daher können sie auch als Arzneimittel zur präventiven Behandlung der PD verwendet werden.

Erfindungsgemäß geeignet sind Verbindungen oder deren physiologisch ver­ trägliche Salze, die hohe Affinität zu den zentralen AMPA-Rezeptoren besitzen und selektiv die synaptischen Wirkungen von Quisqualat aufheben. Solche Quisqualat-Rezeptor-Antagonisten sind beispielsweise in EP-A-3 74 534, EP-A-3 48 872, EP-A-2 83 959 und EP-A-2 83 954 beschrieben. Insbesondere geeignet sind Quinoxalin- und Quinoxalindion-Derivate mit selektiver und nicht selektiver Wirkung auf AMPA-Rezeptoren wie 6-Nitro7-sulfamoyl-ben­ zo(f)-quinoxalin-2,3-(1H,4H)-dion (NBQX), 6,7-Dinitroquinoxalin-2,3-dion (DNQX) und 6-Cyano-7-nitroquinoxalin-2,3-dion (CNQX).

Die physiologisch verträglichen Salze leiten sich von Alkali- oder Erd­ alkalimetallen oder den üblichen anorganischen oder organischen Säuren wie Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Zitronen­ säure, Maleinsäure oder Furmarsäure ab.

Die erfindungsgemäße Wirkung wird am Beispiel von 6-Nitro-7-sulfamoylben­ zo(f)-quinoxalin-2,3(1H,4H)-dion mit den folgenden Testen gezeigt:

Die Versuche wurden an männlichen Wistar Ratten (Schering AG, Berlin, BRD) mit einem Gewicht zwischen 220 und 240 g durchgeführt. Sie wurden unter kontrollierten Bedingungen mit freiem Zugang zu Futter und Wasser gehalten. Alle Versuche fanden zwischen 10 und 14 Uhr statt. Die Messungen begannen 5 Minuten nach der Applikation der Substanz und wurden über 60 Minuten durchgeführt.

Alle Substanzen wurden intraperitoneal (i.p.) in einem Volumen von 0,5 ml pro Kilogramm Körpergewicht verabreicht. Kontrolltiere erhielten ein ent­ sprechendes Volumen physiologischer Kochsalzlösung. Die folgenden Substan­ zen wurden benutzt: Reserpin, α-Methyl-p-tyrosin, Benserazid und 6-Nitro- 7-sulfamoylbenzo(f)quinoxalin-2,3(1H,4H)-dion (NBQX). Reserpin wurde in einem Tropfen Eisessig gelöst und mit demineralisiertem Wasser verdünnt. Benserazid und α-Methyl-p-Tyrosin wurden in physiologischer Kochsalzlösung gelöst. NBQX wurde mit einer kleinen Menge 1 N NaOH in Lösung gebracht und dann mit physiologischer Kochsalzlösung verdünnt. Der pH wurde auf 7,4 eingestellt.

Ein computerisiertes Digiscan-16 System (Omnitech, Columbus OH, USA) wurde zur Messung der lokomotorischen Aktivität benutzt. Jeder Aktivitäts­ messer besteht aus einem Plexiglas-Käfig (40·40·40 cm), der von 48 horizontalen und vertikalen Infrarot-Sensoren umgeben ist. Die Gesamtzahl der Lichtschrankenunterbrechungen wurde als Maß der lokomotorischen Akti­ vität gemessen.

Die tonische Elektromyogramm-(EMG-) Aktivität wurde vom M. gastrocnemius­ soleus (GS) wacher Ratten mit Hilfe Teflon-isolierter Drahtelektroden abgeleitet. Die Tiere wurden dazu in belüftete Plexiglas-Boxen gesetzt, so daß ihre Hinterbeine durch Schlitze im Boden der Boxen heraushingen. Die elektrischen Signale wurden verstärkt, gefiltert (5 Hz-10 kHz) und gleichgerichtet. Die integrierte EMG-Aktivität wurde jeweils über Perioden von 5 Minuten gemittelt. Die Spontanaktivität der reserpinisierten Tiere vor Applikation der Substanzen wurde in 2 Segmenten gemessen und diente als Ausgangswert.

Auslösung von kontralateralen Rotationen an unilateral Substantia nigra­ lädierten Ratten. Männliche Wistar-Ratten wurden 8 Monate vor dem Experi­ ment durch Injektion von 16 µg 6-Hydroxydopamin (6-OHDA) in die linke Substantia nigra lädiert. Die Messung der Rotationen erfolgte in automati­ sierten Rotometern. Die Tiere wurden in Plexiglas-Halbschalen (Durchmesser 40 cm) gesetzt und mechanisch mit einem Winkelschrittgeber verbunden. Die Bewegungen mit und entgegen dem Uhrzeigersinn wurden getrennt in 10-Minuten-Intervallen für 2 Stunden erfaßt.

Die Ergebnisse dieser Versuche lassen sich wie folgt zusammenfassen:

An normalen Ratten führt NBQX (10-30 mg/kg i.p.) zu keiner Steigerung der Lokomotion (Fig. 1). Die Entleerung der zentralen Monoaminspeicher durch Vorbehandlung mit Reserpin (5 mg/kg i.p. 24 Stunden vor dem Experi­ ment) und α-Methyl-p-Tyrosin (250 mg/kg i.p. 4 Stunden vor dem Experiment) bewirkt eine massive Verminderung der normalen Lokomotion, die durch L-DOPA (50-150 mg/kg i.p.) (in Kombination mit Benserazid, 100 mg/kg i.p.) in dosisabhängiger Weise wieder aufgehoben werden kann (Fig. 2) NBQX (5-30 mg/kg i.p.) steigert die lokomotorische Aktivität reserpinisierter Ratten nicht (Fig. 3). Kombiniert man dagegen NBQX (5 mg/kg i.p.) mit L-DOPA (50-150 mg/kg i.p.), kommt es zu einer Linksver­ schiebung der L-DOPA Dosis-Wirkungskurve, so daß eine gleichbleibende Wirkung mit weniger als der Hälfte von L-Dopa erzielt werden kann (Fig. 2).

Die tonische EMG-Aktivität im GS reserpinisierter Ratten stellt ein quan­ titatives Maß der muskulären Rigidität dar. Sie kann durch L-DOPA (50-150 mg/kg i.p.) in dosisabhängiger Weise unterdrückt werden (Fig. 4). NBQX (5 -30 mg/kg i.p.) hat einen ähnlichen, jedoch kürzer anhaltenden Effekt (Fig. 5). Kombiniert man Schwellendosen von NBQX (5 mg/kg i.p.) und L-DOPA (50 mg/kg i.p.), die jeweils allein keinen Einfluß auf die EMG-Aktivität ausüben, kommt es zu einer vollständigen Unterdrückung der EMG-Aktivität (Fig. 6).

In Dosierungen von 0,78, 3,13 und 12,5 mg/kg i.p. sind durch NBQX weder kontralaterale noch ipsilaterale Rotationen auszulösen (Fig. 7). Dagegen führt L-DOPA (25, 50 und 100 mg/kg i.p.) nach Vorbehandlung mit Benserazid (100 mg/kg i.p. - 15 Minuten) zu einer dosisabhängigen Induktion kontra­ lateraler Rotation (Fig. 8). Bei kombinierter Behandlung mit einer Schwel­ lendosis von L-DOPA (25 mg/kg i.p.) und NBQX (12,5 mg/kg i.p.), eine Dosis die per se inhibitorisch wirkt, ist eine signifikante Induktion kontrala­ teraler Rotationen zu beobachten (Fig. 9).

In gleicher Weise wurde NBQX an Pinselohräffchen geprüft, bei denen durch das Neurotoxin MPTP ein Parkinsonsyndrom erzeugt worden war. Diese Affen zeigen wie der Parkinsonpatient eine starke Verminderung der Beweglich­ keit. Für die hier beschriebenen Experimente wurden die Tiere in Käfige gesetzt, die mit Infrarotlichtschranken ausgerüstet wurden. Die Zahl der Lichtschrankenunterbrechungen wurde automatisch registriert und als Maß der Beweglichkeit über 2 Stunden gemessen.

Gruppen von 4 Tieren wurden entweder mit Lösungsmittel, 20 mg/kg L-Dopa und 20 mg/kg Benserazid, 6,25 mg/kg NBQX oder einer Kombination von L-Dopa, Benserazid und NBQX in gleicher Dosierung behandelt. Die gewählte Dosis von L-Dopa hatte keinen Effekt, NBQX allein hemmte die Beweglich­ keit, während die Kombinationsbehandlung zu einer statistisch signifikan­ ten Stimulation der lokomotorischen Aktivität im Sinne eines Synergismus führte (Abb. 10 a+b). In einem weiteren Experiment wurde die gleiche Dosis von L-Dopa und Benserazid mit unterschiedlichen Dosen von NBQX (0,39; 1,56; 6,25 mg/kg i.p.) kombiniert. Hier konnte gezeigt werden, daß der Effekt von NBQX dosisabhängig ist (Abb. 10 c+d).

Diese Untersuchungen zeigen, daß Antagonisten der AMPA-Rezeptoren in Dosierungen, die allein ohne Wirkungen sind, nach systemischer Applikation die Wirkung von L-DOPA auf die Akinese und muskuläre Rigidität reserpin­ isierter Ratten verstärken. Auch die Wirkung von L-DOPA im 6-OHDA-Rota­ tionsmodell und am MPTP-lädierten Primaten wird verstärkt.

Als Folge der Blockade der zentralen AMPA-Rezeptoren, also der Strukturen, die beim Morbus Parkinson eine erhöhte neuronale Aktivität aufweisen, eignen sich Verbindungen mit selektiver und nicht-selektiver Wirkung auf AMPA-Rezeptoren sowohl zur symptomatischen Behandlung des Morbus Parkinson als auch zur Kombination mit herkömmlichen Antiparkinsonmitteln wie L-DOPA, L-DOPA in Kombination mit Benserazid und Dopaminagonisten wie beispielsweise Lisurid, Bromokriptin, Amantadin-Derivate, Memantin und seine Derivate und den in EP-A-3 51 352 beschriebenen Verbindungen.

Durch Kombination der erfindungsgemäßen Arzneimittel mit herkömmlichen Antiparkinsonmitteln wird die zu verabfolgende Dosis des herkömmlichen Arzneimittels verringert und deren Wirkung gesteigert.

Auf Grund der Untersuchungsergebnisse üben die erfindungsgemäß verwendeten Quisqualat-Rezeptor-Antagonisten auch neuroprotektive Wirkung aus, die die Degeneration dopaminerger Neuronen verhindern, insbesondere gegenüber den möglichen neurotoxischen Wirkungen, die durch die herkömmlichen Antiparkinsonmittel hervorgerufen werden. Das Fehlen psychotomimetischer Nebenwirkungen ist ebenfalls vorteilhaft.

Die Erfindung umfaßt auch pharmazeutische Mittel, die die genannten Verbindungen enthalten, deren Herstellung sowie die Verwendung der erfin­ dungsgemäßen Verbindungen zur Herstellung von Arzneimitteln, die zur Behandlung und Prophylaxe der vorstehend genannten Krankheiten eingesetzt werden. Die Arzneimittel werden nach an sich bekannten Verfahren herge­ stellt, indem man den Wirkstoff mit geeigneten Träger-, Hilfs- und/oder Zusatzstoffen in die Form eines pharmazeutischen Präparates bringt, das für die enterale oder parenterale Applikation geeignet ist. Die Applika­ tion kann oral oder sublingual als Feststoff in Form von Kapseln oder Tabletten oder als Flüssigkeit in Form von Lösungen, Suspensionen, Elixieren oder Emulsionen oder rektal in Form von Suppositorien oder in Form von gegebenenfalls auch subcutan anwendbaren Injektionslösungen erfolgen. Als Hilfsstoffe für die gewünschte Arzneimittelformulierung sind die dem Fachmann bekannten inerten organischen und anorganischen Träger­ materialien geeignet wie zum Beispiel Wasser, Gelatine, Gummi arabicum, Milchzucker, Stärke, Magnesiumstearat, Talk, pflanzliche Öle, Polyalkylen­ glykole usw. Gegebenenfalls können darüber hinaus Konservierungs-, Stabi­ lisierungs-, Netzmittel, Emulgatoren oder Salze zur Veränderung des osmotischen Druckes oder Puffer enthalten sein.

Die pharmazeutischen Präparate können in fester Form zum Beispiel als Tabletten, Dragees, Suppositorien, Kapseln oder in flüssiger Form, zum Beispiel als Lösungen, Suspensionen oder Emulsionen vorliegen.

Die Dosierung der Wirkstoffe kann je nach Verabfolgungsweg, Alter und Gewicht des Patienten, Art und Schwere der zu behandelnden Erkrankung und ähnlichen Faktoren variieren. Die tägliche Dosis beträgt 0,001-0,034 mg, wobei die Dosis als einmal zu verabreichende Einzeldosis oder unterteilt in 2 oder mehrere Tagesdosen gegeben werden kann.

In den erfindungsgemäßen Kombinationspräparaten mit synergistischer Wirkung können die Wirkstoffe in einer Formulierung oder auch in jeweils getrennten Formulierungen vorliegen, wobei die gesamte Dosis einmalig verabreicht oder in mehrere Dosen geteilt wird.

Die tägliche Dosis der Wirkstoffe in den Kombinationspräparaten beträgt für das herkömmliche Antiparkinsonmittel 2 mg bis 1500 mg und für den Quisqualat-Rezeptor-Antagonisten 1 mg bis 500 mg, besonders geeignet sind Dosen von 5 mg bis 100 mg.

Claims (7)

1. Verwendung von selektiven und nicht selektiven Quisqualat-Rezeptor- Antagonisten oder deren physiologisch verträglichen Salzen zur Herstellung eines Arzneimittels zur Prävention und Behandlung des Morbus Parkinson.

2. Verwendung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Quisqualat-Rezeptor-Antagonist ein Chinoxalin- oder Chinoxalindion- Derivat ist.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Quisqualat-Rezeptor-Antagonist 6-Nitro-7-sulfamoyl-benzo(f)-qinoxa­ lin-2,3-(1H,4H)-dion, 6,7-Dinitroquinoxalin-2,3-dion oder 6-Cyano-7- nitroquinoxalin-2,3-dion.

4. Verwendung nach Anspruch 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß der Quisqualat-Rezeptor-Antagonist mit Dopamin-Agonisten und/oder L-3,4-Dihydroxyphenyl-alanin kombiniert wird.

5. Pharmazeutische Mittel enthaltend eine wirksame Menge eines selek­ tiven oder nicht selektiven Antagonisten des Quisqualat-Rezeptor- Komplexes oder dessen physiologisch verträglichen Salzes zur Anwen­ dung nach Anspruch 1.

6. Pharmazeutisches Mittel nach Anspruch 5 in Kombination mit L-DOPA und/oder Dopamin-Agonisten.

7. Verfahren zur Herstellung eines pharmazeutischen Mittels nach Anspruchs 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, daß man den Wirkstoff mit den geeigneten Träger-, Hilfs- und/oder Zusatzstoffen in eine geeignete Darreichungsform bringt.