DE4340767C2 - Verwendung von Ketamin als Parkinson-Therapeutikum - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von 2-(2-chlor­ phenyl)-2-(methylamino)-cyclohexanon (Ketamin) in subanaesthetischen Dosen von 20 bis 200 µg/kg als Therapeutikum bei Parkinson-Erkrankungen.

Ketamin ist erstmals beschrieben in US 32 54 124 und hat seither eine breite Anwendung als intravenös zu verabreichendes Anaesthetikum gefunden. Die Auftrennung des Racemats in die optischen Isomeren ist beschrieben in DE 20 62 620. Es hat sich herausgestellt, daß (+)- Ketamin die höhere Wirksamkeit aufweist und (-)-Ketamin teilweise für unerwünschte Nebenwirkungen verantwort­ lich ist.

Für die Behandlung von Parkinson-Erkrankungen ist die Verwendung von Memantin und Amantadin bekannt. Die therapeutische Wirksamkeit dieser Substanzen ist auf ihren Antagonismus gegenüber N-Methyl-D-Aspartat-Effek­ ten (NMDA) zurückzuführen (Lupp et al, J. Pharmacol. Exp. Ther. 263, 717-724 (1992)).

Auch von Ketamin sind antagonistische Wirkungen am NMDA-Kanal bekannt (Lodge und Johnson, Trends Neurosci. 11, 81 (1990)).

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß Ketamin in Konzentrationen, die weit unter denjenigen seiner anaesthetischen Wirksamkeit liegt, für die Behandlung von Parkinson-Erkrankungen Verwendung finden kann. Zur Erzielung einer anaesthetischen Wirkung ist eine Ketamin-Injektion von 0.7 bis 2 mg/kg Körpergewicht erforderlich. Die dabei erzielten Plasmaspiegel liegen bei 5 bis 50 µM und die Konzentrationen im Gehirn betragen 50 bis 500 µM. Für die erfindungsgemäße An­ wendung ist jedoch bereits eine Dosierung im Bereich von 20-200 µg/kg Körpergewicht ausreichend, die zu einer Plasmakonzentration von 0.05-0.5 µM und einer Hirnkonzentration von 0.5-5 µM führt.

Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung von Ketamin und seinen pharmakologisch verträglichen Salzen in subanaesthetischen Dosen von 20 bis 200 µg/kg bei der Behandlung von Parkinson-Erkrankungen.

Die Salze werden in üblicher Weise durch Neutralisation der Base mit anorganischen oder organischen Säuren er­ halten.

Als anorganische Säuren kommen zum Beispiel Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure oder Bromwasserstoffsäure, als organische Säuren zum Beispiel Carbon-, Sulfo- oder Sulfonsäuren wie Essigsäure, Weinsäure, Milchsäure, Propionsäure, Glykolsäure, Malonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Gerbsäure, Succinsäure, Alginsäure, Benzoe­ säure, 2-Phenoxybenzoesäure, 2-Acetoxybenzoesäure, Zimtsäure, Mandelsäure, Zitronensäure, Apfelsäure, Salicylsäure, 3-Aminosalicylsäure, Ascorbinsäure, Embonsäure, Nicotinsäure, Isonicotinsäure, Oxalsäure, Aminosäuren, Methansulfonsäure, Ethansulfonsäure, 2- Hydroxyethansulfonsäure, Ethan-1,2-disulfonsäure, Benzolsulfonsäure, 4-Methylbenzolsulfonsäure oder Naphthalin-2-sulfonsäure in Frage.

Die erfindungsgemäß verwendeten Arzneimittel enthalten neben den üblichen Hilfs-, Träger- und Zusatzstoffen eine wirksame Dosis von Ketamin oder eines seiner Salze von 20-200 µg/kg bezogen auf das Körpergewicht der behandlungsbedürftigen Person.

Als Applikationsformen kommen sowohl parenterale als auch topische Zubereitungen in Frage. Bei letzteren kommen vor allem transdermale Systeme in Frage, die eine konstante Aufrechterhaltung der erfindungsgemäßen therapeutischen Konzentrationen erlauben.

Bevorzugt ist die parenterale Applikation, da sie die sicherste Form ist, eine gezielte Wirkstoffmenge direkt ohne weitere Verfälschung durch andere Faktoren gezielt einzusetzen.

Zubereitungen zur parenteralen Applikation enthalten 0.1 bis 5 mg, bevorzugt 0.1 bis 2 mg Ketamin pro Dosiseinheit und können in separaten Dosiseinheits­ formen wie z. B. Ampullen oder Vials vorliegen. Vor­ zugsweise werden Lösungen des Wirkstoffes verwendet, bevorzugt wäßrige Lösungen und vor allem isotonische Lösungen, aber auch Suspensionen. Diese Injektions­ formen können als Fertigpräparat zur Verfügung gestellt werden oder erst direkt vor der Anwendung durch Mischen der wirksamen Verbindung, zum Beispiel des Lyophilisats, gegebenenfalls mit weiteren festen Trägerstoffen, mit dem gewünschten Lösungs- oder Suspensionsmittel zubereitet werden. Für topische Applikationsformen ist selbstverständlich eine höhere Wirkstoffkonzentration als die für parenterale Zuberei­ tungen genannte angezeigt.

Parenterale wie topische Formen können sterilisiert sein und/oder gegebenenfalls Hilfsstoffe wie Konservierungsmittel, Stabilisatoren, Netzmittel, Penetrationsmittel, Emulgatoren, Spreitmittel, Lösungs­ vermittler, Salze zur Regelung des osmotischen Drucks oder zur Pufferung und/oder Viskositätsregulatoren ent­ halten.

Derartige Zusätze sind zum Beispiel Tartrat- und Citrat-Puffer, Ethanol, Komplexbildner (wie Äthylen­ diamin-tetraessigsäure und deren nicht-toxische Salze). Zur Regelung der Viskosität kommen hochmolekulare Polymere in Frage wie beispielweise flüssiges Poly­ ethylenoxid, Carboxymethylcellulosen, Polyvinyl­ pyrrolidone, Dextrane oder Gelatine. Feste Trägerstoffe sind zum Beispiel Stärke, Lactose, Mannit, Methyl­ cellulose, Talkum, hochdisperse Kieselsäuren, höher­ molekulare Fettsäuren (wie Stearinsäure), Gelatine, Agar-Agar, Calciumphosphat, Magnesiumstearat, tierische und pflanzliche Fette, feste hochmolekulare Polymere (wie Polyethylenglykol).

Ölige Suspensionen für parenterale oder topische Anwendungen können vegetabile synthetische oder semisynthetische Öle, wie beispielsweise flüssige Fettsäureester mit jeweils 8 bis 22 C-Atomen in den Fettsäureketten, zum Beispiel Palmitin-, Laurin-, Tridecyl-, Margarin-, Stearin-, Arachin-, Myristin-, Behen-, Pentadecyl-, Linol-, Elaidin-, Brasidin-, Eruca- oder Ölsäure, die mit ein- bis dreiwertigen Alkoholen mit 1 bis 6 C-Atomen wie beispielsweise Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Pentanol oder deren Isomere, Glycol oder Glycerol verestert sind, sein. Derartige Fettsäureester sind beispielsweise handelsübliche Miglyole, Isopropylmyristat, Isopropyl­ palmitat, Isopropylstearat, PEG, 6-Caprinsäure, Capryl/Caprinsäureester von gesättigten Fettalkoholen, Polyoxyethylenglyceroltrioleate, Ethyloleat, wachs­ artige Fettsäureester wie künstliches Entenbürzel­ drüsenfett, Kokosfettsäure-isopropylester, Ölsäure­ oleylester, Ölsäuredecylester, Milchsäureethylester, Dibuthylphthalat, Adipinsäurediisopropylester, Polyol- Fettsäureester u. a. Ebenso geeignet sind Silikonöle verschiedener Viskosität oder Fettalkohole wie Iso­ tridexylalkohol, 2-Octyldodecanol, Cetylstearyl-Alkohol oder Oleylalkohol, Fettsäuren wie beispielsweise Öl­ säure. Weiterhin können vegetabile Öle wie Rizinusöl, Mandelöl, Olivenöl, Sesamöl, Baumwollsaatöl, Erdnußöl oder Sojabohnenöl Verwendung finden. Die genannten Stoffe haben zudem die Eigenschaften eines Spreit­ mittels, das heißt es erfolgt eine besonders gute Ver­ teilung auf der Haut.

Als Lösungsmittel, Gelbbildner und Lösungsvermittler kommen in Frage Wasser oder mit Wasser mischbare Lösungsmittel. Geeignet sind zum Beispiel Alkohole wie beispielsweise Ethanol oder Isopropylalkohol, Benzyl­ alkohol, 2-Octyldodecanol, Polyethylenglykole, Phthalate, Adipate, Propylenglyklol, Glycerin, Di- oder Tripropylenglykol, Wachse, Methylcellosolve, Cello­ solve, Ester, Morpholine, Dioxan, Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid, Tetrahydrofuran, Cyclohexanon etc.

Als Filmbildner können Celluloseether verwendet werden, die sich sowohl in Wasser als auch in organischen Lösungsmitteln lösen bzw. anquellen können und nach dem Trocknen eine Art Film bilden, wie beispielsweise Hydroxypropylcellulose, Methylcellulose, Ethylcellulose oder lösliche Stärken.

Mischformen zwischen Gel- und Filmbildnern sind durchaus ebenfalls möglich. Hier kommen vor allem ionische Makromoleküle zur Anwendung, wie beispiels­ weise Natriumcarboxymethylcellulose, Polyacrylsäure, Polymethacrylsäure und deren Salze, Natriumamylopek­ tinsemiglykolat, Alginsäure oder Propylenglykol-Alginat als Natriumsalz, Gummi arabicum, Xanthan-Gummi, Guar- Gummi oder Carrageenan.

Als weitere Formulierungshilfsmittel können eingesetzt werden: Glycerin, Paraffin unterschiedlicher Vis­ kosität, Triethanolamin, Collagen, Allantoin, Novanti­ solsäure, Parfümöle.

Auch die Verwendung von Tensiden, Emulgatoren oder Netzmitteln kann zur Formulierung notwendig sein, wie zum Beispiel von Na-Laurylsulfat, Fettalkoholether­ sulfaten, Di-Na-N-lauryl-β-iminodipropionat, polyoxy­ ethyliertes Rizinusöl oder Sorbitan-Monooleat, Sorbi­ tan-Monostearat, Cetylalkohol, Lecithin, Glycerinmono­ stearat, Polyoxyethylenstearat, Alkylphenolpoly­ glykolether, Cetyltrimethylammoniumchlorid oder Mono- /Dialkylpolyglykolether-orthophosphorsäure-mono­ ethanolaminsalze.

Stabilisatoren wie Montmorillonite oder kolloidale Kieselsäuren zur Stabilisierung von Emulsionen oder zur Verhinderung des Abbaus der aktiven Substanzen wie Antioxidantien, beispielsweise Tocopherole oder Butylhydroxyanisol, oder Konservierungsmittel, wie p- Hydroxybenzoesäureester, können ebenfalls zur Zuberei­ tung der gewünschten Formulierungen gegebenenfalls erforderlich sein.

Zur Förderung der Penetration enthalten transdermale Formulierungen vorzugsweise organische, gut hautverträgliche Lösungsmittel wie Ethanol, Methyl­ pyrrolidon, Polyethylenglykol, Oleylalkohol, Octanol, Linolsäure, Triacetin, Propylenglykol, Glycerin, Solketal oder Dimethylsulfoxid.

Die Herstellung, Abfüllung und die Verschließung der Präparate erfolgt unter den üblichen antimikrobiellen und aseptischen Bedingungen. Auch für topischen beziehungsweise transdermalen Einsatz erfolgt eine Abpackung möglichst in separaten Dosiseinheiten zur Erleichterung der Handhabung, auch hier wie bei parenteralen Formen gegebenenfalls aus Stabilitäts­ gründen durch separate Abpackung der Wirkstoffe beziehungsweise deren Kombinationen als Lyophilisat, gegebenenfalls mit festen Trägerstoffen, und den erforderlichen Lösungsmitteln etc.

Die pharmakologische Wirksamkeit von Ketamin für die erfindungsgemäße Lehre wird durch folgende Studie belegt:
Kaninchen beiderlei Geschlechts mit einem Gewicht von 1.7-2.5 kg wurden mittels einer Guillotine dekapitiert. Das Gehirn wurde rasch entnommen, der N. caudatus der rechten und der linken Hirnhälfte aus seinem topographischen Gefüge gelöst und mit einem Gewebeschneider in 0.3 mm dicke Schnitte mit einem Feuchtgewicht von 2.5-4 mg zerteilt. Die Schnitte wurden 30 min lang mit 0.1 µM [³H]Cholin (spez. Aktivität 87.6 Ci/mmol) bei 37°C inkubiert, dann in Glas-Superfusionskammern überführt und mit physio­ logischer Pufferlösung ebenfalls bei 37°C super­ fundiert. Die sowohl für die Inkubation als auch für die Superfusion verwendete, mit 5% CO₂/95 O₂ gesättigte und auf pH = 7.4 eingestellte Pufferlösung setzte sich wie folgt zusammen (in mM): NaCl 122.2, KCl 1.8, CaCl₂ 1.3, NaHCO₃ 25, KH₂PO₄ 1.2, Glucose 11, Na₂EDTA 0.03. Das Superfusat wurde nach 50 min Vor­ perfusion in 5-min Fraktionen gesammelt. NMDA (10 µM, wenn nicht anders vermerkt) wurde dem Medium für je 2 min nach einer Superfusionszeit von 60 min (S₁) und 100 min (S₂) zugegeben. Die zu untersuchenden Substanzen (+)-, (-)- und (±)-Ketamin sowie die Vergleichssub­ stanzen Memantin, Amantadin, Dizolcipine ((+)-5-methyl- 10.11-dihydro-5H-dibenzo(a,d)cyclohepten-5,10-imine maleate) und AP-5 ((+)-2-amino-5-phosphopentanoic acid) wurden dem Superfusat 15 min vor S₂ zugesetzt. Am Ende der Superfusion wurde der Tritiumgehalt der Superfusat­ fraktionen und der Gewebeschnitte mittels Flüssig­ keitsszintillationszählung bestimmt. Die "fractional rate of [³H]outflow" pro 5-min Fraktion und die stimulationsbedingte Tritiumabgabe wurden als Prozent­ satz des Gewebetritiumgehaltes zu Beginn der entsprechenden 5-minütigen Sammelperiode des Super­ fusates angegeben. Die Effekte der vor S₂ zugesetzten Substanzen auf die NMDA-evozierte Tritium-Freisetzung wurden als Quotienten S₂/S₁ quantifiziert. Alle Ergeb­ nisse wurden als Mittelwerte + S.E.M. angegeben, wobei das Fehlerfortpflanzungsgesetz berücksichtigt wurde, wenn ein Mittelwert als Funktion eines anderen Mittel­ werts ausgedrückt wurde. Die Existenz von Mittelwerts­ unterschieden wurde mittels Einweg-Varianzanalyse, ge­ folgt von Scheff´s Test, geprüft. Die Auswertung der Konzentrations-Wirkungskurven von NMDA erfolgte durch nicht-lineare Regressionsanalyse, um den Maximaleffekt (S₂/S₁)_max und die Dissoziationskonstante K_D zwischen NMDA und Rezeptorbindungsstelle zu schätzen.

Die durch 10 µM NMDA bei der ersten Stimulation (S₁) ausgeschüttete Tritiummenge betrug 2.24 ± 0.06% des Gewebetritiums; der entsprechende Wert bei S₂ lag bei 1.66 ± 0.06%. Der Kontrollquotient S₂/S₁ betrug ent­ sprechend 0.74 ± 0.02, n = 15.

Wie aus Abb. 1 zu ersehen ist hemmten (+)- und (-)-Ketamin im niedrigen mikromolaren Bereich konzentrationsabhängig die NMDA-evozierte ACh- Freisetzung. (±)-Ketamin zeigte eine im Vergleich zu (+)-Ketamin fast identische Konzentrations-Wirkungs­ kurve, die aus Gründen der Übersichtlichkeit wegge­ lassen wurde. Von den Vergleichssubstanzen war Dizolcipine wesentlich potenter, die Adamantane Memantin und Amantadin waren weniger potent als (+)- Ketamin.

Um die Art des Antagonismus von (+)-Ketamin herauszu­ finden, wurden Konzentrations-Wirkungskurven von NMDA in Abwesenheit oder Gegenwart von (+)-Ketamin (1 µM), bzw., zum Vergleich, von Dizolcipine (0.1 µM) und AP-5 (100 µM) erstellt, indem nach einer ersten Stimulation mit 10 µM NMDA die zweite Stimulation mit variablen Konzentration von NMDA erfolgte und der jeweilige Antagonist gegebenenfalls 15 min vor S₂ zugefügt wurde (Abb. 2). Das zur Auswertung dieser Konzentrations-Wirkungskurven durch nicht-lineare Regressionsanalyse verwendete mathematische Modell beruhte auf der Annahme einer direkten Proportionalität zwischen Rezeptorbesetzung durch NMDA und evozierter Ach-Freisetzung (Feuerstein et al, Naunyn- Schmiedeberg′s Arch. Pharmacol. 347, 171, 1993). In Gegenwart von (+)-Ketamin und Dizolcipine zeigten sich die Konzentrations-Wirkungskurven deutlich abgeflacht, d. h. die Maximaleffekte waren wesentlich reduziert, während in Gegenwart des kompetitiven Antagonisten AP-5 die Konzentrations-Wirkungskurve parallel nach rechts wanderte (nicht gezeigt) und der Maximaleffekt 111±6.7% des in Abwesenheit eines Antagonisten ermittelten Vergleichswertes von 100 ± 4.0% betrug. Die Dissoziationskonstante K_D, die in Abwesenheit eines Antagonisten bei 10^{-3.94 ± 0.06} M lag, vergrößerte sich in Gegenwart von (+)-Ketamin oder Dizolcipine nicht, nahm jedoch in Anwesenheit von AP-5 auf 10^{-3.09 ± 0.06} M zu. Aus der Rechtsverschiebung der Konzentrations- Wirkungskurve durch AP-5 ergab sich ein pA₂ Wert für diese Substanz von 4.78 ± 0.13. Abgesehen von dem nicht-kompetitiven Bild der durch die Antagonisten (+)- Ketamin und Dizolcipine hervorgerufenen Kurvenabflachung, ergab sich ein weiterer Aspekt der antagonistischen Wirkung dieser Substanzen aus der Darstellung ihrer prozentualen Hemmwirkung in Abhängigkeit von der jeweils verwendeten NMDA-Konzen­ tration. Wie in Abb. 3 gezeigt, nahm der durch die gleichbleibende Antagonistenkonzentration hervorge­ rufene prozentuale Hemmeffekt mit steigender Konzen­ tration von NMDA zu.

Man kann davon ausgehen, daß es bei der Inkubation von Hirngewebe mit [³H)Cholin in der relativ geringen Konzentration von 0.1 µM zu einer selektiven Aufnahme des radioaktiv markierten Acetylcholinvorläufers in cholinerge Neurone kommt (Jope, Brain Res Rev 1, 313, 1979). Da die evozierte Tritium-Ausschüttung aus Hirn­ schnitten, die mit [³H]Cholin inkubiert wurden, vor allem die Freisetzung von ACh widerspiegelt (Richardson und Szerb, Br. J. Pharmacol. 52, 499, 1974), wird im folgenden von ACh-Freisetzung statt von Tritium-Frei­ setzung gesprochen. Bei der NMDA-evozierten ACh-Aus­ schüttung aus Schnitten des N. caudatus des Kaninchens handelt es sich um eine exozytotische Freisetzung von ACh aus cholinergen Terminalen nach Auslösung von Akti­ onspotentialen durch die Aktivierung von somato­ dendritischen NMDA-Rezeptoren (Lupp et al. J. Pharma­ col. Exp. Ther. 263, 717, 1992). Die Vermittlung der Freisetzung durch NMDA-Rezeptoren ergibt sich unter anderem auch aus der Hemmwirkung des klassischen NMDA- Kanalblockers Dizolcipine in nanomolaren Konzen­ trationen, wobei sich diese Hemmwirkung typischerweise als "use-dependent" zeigte. "Use-dependence" bedeutet, daß die Antagonisten-bedingte, prozentuale Verminderung des Effektes einer bestimmten NMDA-Konzentration mit steigender Konzentration von NMDA zunimmt, was aus Abb. 3 hervorgeht. Dieser Typ eines Antagonismus gilt neben Memantin und Amantadin auch für Ketamin, wobei in diesem Beispiel der nicht-kompetitive, "use­ dependent" Charakter nur für das potentere Enantiomer, also (+)-Ketamin, gezeigt wurde. Im Unterschied zu diesem "use-dependent" Antagonismus steht die klassische Rechtsverschiebung der Konzentrations- Wirkungskurve durch einen kompetitiven Antagonisten wie AP-5, dessen Potenz sich in dem gefundenen pA₂-Wert in guter Übereinstimmung mit der Literatur widerspiegelt (Greenwood et al, Br. J. Pharmacol. 103, 1385, 1991).

Abb. 1 zeigt Effekte von Dizolcipine, (+)-Ketamin, (-)- Ketamin, Memantin und Amantadin auf die NMDA-evozierte ACh-Freisetzung im N. caudatus des Kaninchens.

Die Schnitte wurden mit [³H)Cholin inkubiert und danach mit Mg⁺⁺-freier Lösung superfundiert. NMDA (10 µM) wurde für je 2 min nach einer Superfusionszeit von 60 min (S₁) und 100 min (S₂) zugegeben. Die getesteten Substanzen wurden dem Superfusionsmedium in den auf der Abszisse genannten Konzentrationen jeweils 15 min vor S₂ bis zum Ende der Superfusionszeit zugesetzt. Ihre Effekte auf die evozierte Tritium-Freisetzung wurden in Prozent der entsprechenden Kontrollen ausgedrückt. Alle Mittelwerte (aus je 6-12 Einzelwerten) unterhalb 80% der Kontroll-Mittelwerte waren von diesen signifikant verschieden (P zumindest < 0.01).

Abb. 2 zeigt Effekte von Dizolcipine und (+)-Ketamin auf die Konzentrations-Wirkungskurve der NMDA-evozier­ ten ACh-Freisetzung im N. caudatus des Kaninchens.

Die Schnitte wurden mit (³H)Cholin inkubiert und danach mit Mg⁺⁺-freier Lösung superfundiert. NMDA wurde für 2 min nach einer Superfusionszeit von 60 min (S₁) in der Konzentration von 10 µM und nach 100 min (S₂) in den variablen, auf der Abszisse genannten Konzentrationen zugegeben. Dizolcipine (0.1 µM) und (+)-Ketamin (1 µM) waren gegebenenfalls bereits 15 min vor S₂ bis zum Ende der Superfusionszeit zugegen. Die Effekte von NMDA auf die evozierte Tritium-Freisetzung in Abwesenheit und Gegenwart der Antagonisten wurden als Quotienten S₂/S₁ ausgedrückt. Die Symbole zeigen Mittelwerte aus je 6-12 Einzelwerten; die Sigmoiden wurden durch nicht-lineare Regressionsanalyse unter Verwendung aller Einzelwerte erstellt.

Abb. 3 zeigt die gefundenen Hemmwirkungen der Antagonisten bei jeder NMDA-Konzentration als Prozent der zugehörigen NMDA-Effekte in Abwesenheit der Antagonisten.

Claims (3)

1. Verwendung von 2-(2-chlorphenyl)-2-(methylamino)­ cyclohexanon (Ketamin) und seinen pharmakologisch verträglichen Salzen in subanäesthetischen Dosen von 20 bis 200 µg/kg zur Therapie von Parkinson-Erkrankungen.

2. Verwendung von (+)-Ketamin gemäß Anspruch 1.

3. Verwendung von Ketamin gemäß Anspruch 1 oder 2 in Form eines parenteralen Arzneimittels.