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Die vorliegende Erfindung ist auf
Zusammensetzungen gerichtet, die bestimmte 15-Hydroxyeicosatetraensäurederivate
enthalten, die zur Behandlung von trockenem Auge nützlich sind.
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Hintergrund der Erfindung
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Trockenes Auge, allgemein auch bekannt
als Keratoconjunctivitis sicca, ist ein häufiges ophthalmisches Leiden,
das Millionen von Amerikanern jedes Jahr befällt (Schein et al., Prevalence
of dry eye among the elderly. American J. Ophthalmology, 124:723–738 (1997)).
Der Zustand ist besonders weit verbreitet unter Frauen nach der
Menopause aufgrund hormoneller Veränderungen nach dem Ende der
Fruchtbarkeit. Das trockene Auge kann den Einzelnen in verschiedener
Schwere befallen. In milden Fällen
kann ein Patient Brennen, ein Gefühl der Trockenheit und eine
persistierende Reizung empfinden, die oft durch kleine Körper verursacht
wird, die sich zwischen Augenlid und Augenoberfläche einnisten. In schweren
Fällen
kann die Sicht wesentlich beeinträchtigt sein. Andere Krankheiten,
wie Sjögren's Krankheit und narbiger
Pemphigus manifestieren Komplikationen mit trockenem Auge.
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Obwohl es scheint, dass das trockene
Auge durch eine Anzahl nicht verwandter pathogener Ursachen entsteht,
hat jedes Auftreten der Komplikation den gleichen Effekt, d.h. das
Zusammenbrechen des präokularen
Tränenfilms,
was zur Dehydratisierung der freigelegten äußeren Oberfläche und
vielen der oben aufgeführten
Symptome führt
(Lemp, Report of the Nation Eye Institute/Industry Workshop on Clinical
Trials in Dry Eyes, The CLAO Journal, Band 21, Nr. 4, Seiten 221–231 (1995)).
Vier Ereignisse wurden festgestellt, von denen angenommen wird,
dass sie einzeln oder in Kombination zu dem Zustand von trockenem
Auge führen:
a) verringerte Tränenproduktion
oder erhöhte
Verdampfung der Tränen;
b) verminderte Dichte von Bindehautbecherzellen; c) erhöhte Hornhautschuppung
und d) Destabilisierung der Hornhaut-Tränen-Grenzfläche (Gilbard, Dry eye: pharmacological
approaches, effects, and progress. The CLAO Journal (22:141–145 (1996)).
Ein weiteres größeres Problem
ist die verringerte Mucinproduktion der Bindehautzellen und/oder
Hornhautepithelzellen, die die Augenoberfläche schützt und schmiert (Gipson und
Inatomi, Mucin genes expressed by ocular surface epithelium. Progress
in Retinal and Eye Research, 16:81–98 (1997)).
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Praktiker haben verschiedene Ansätze zur
Behandlung von trockenem Auge unternommen. Ein häufiger Ansatz besteht darin,
den Augentränenfilm
zu ergänzen
und zu stabilisieren unter Verwendung so genannter künstlicher
Tränen,
die während
des Tages eingetropft werden. Ein weiterer Ansatz bestand in der
Verwendung von Augeneinlagen, die einen Tränenersatz liefern oder die
endogene Tränenerzeugung
stimulieren.
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Beispiele für den Tränenersatzansatz schließen die
Verwendung von gepufferten isotonischen Kochsalzlösungen und
wässrigen
Lösungen
ein, die wasserlösliche
Polymere enthalten, die die Lösungen
viskoser machen und daher weniger leicht vom Auge abgestoßen werden.
Die Tränenrekonstitution
wird auch versucht, indem ein oder mehrere Komponenten des Tränenfilms
bereitgestellt werden, wie Phospholipide und Öle. Beispiele für diese
Behandlungsansätze
werden in den U.S.-Patenten Nr.
4
131 651 (Shah et al.),
4
370 325 (Packman),
4
409 205 (Shively),
4
744 980 und
4 883 658 (Holly),
4 914 088 (Glonek),
5 075 104 (Gressel et al.)
und
5 294 607 (Glonek
et al.) offenbart.
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U.S.-Patente, die auf die Verwendung
von Augeneinlagen zur Behandlung von trockenem Auge gerichtet sind,
schließen
3 991 759 (Urquhart) ein.
Eine weitere halbfest-Therapie schließt die Verabreichung von Carrageenen
(
5 403 841 , Lang) ein,
die bei Kontakt mit dem natürlich
auftretenden Tränenfilm
gelieren.
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Ein weiterer kürzlicher Ansatz beinhaltet
die Bereitstellung von schmierenden Substanzen anstelle von künstlichen
Tränen.
U.S.-Patent Nr.
4 818 537 (Guo)
offenbart die Verwendung einer schmierenden auf Liposomen basierenden
Zusammensetzung.
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Außer den obigen Anstrengungen,
die hauptsächlich
auf die Linderung der mit dem trockenen Auge verbundenen Symptome
gerichtet sind, wurden auch Methoden und Zusammensetzungen verfolgt,
die auf die Behandlung des Zustandes des trockenen Auges gerichtet
sind. Z.B. offenbart U.S.-Patent Nr.
5
041 434 (Lubkin) die Verwendung von Geschlechtssteroiden,
wie konjugierten Östrogenen,
um den Zustand des trockenen Auges bei Frauen in der Postmenopause
zu behandeln; U.S.-Patent Nr.
5
290 572 (MacKeen) offenbart die Verwendung von fein verteilten
Calciumionenzusammensetzungen, um den Präokulartränenfilm zu stimulieren und
U.S.-Patent Nr.
4 966 773 (Gressel et al)
offenbart die Verwendung von mikrofeinen Teilchen von einem oder
mehreren Retinoiden zur Normalisierung des Augengewebes.
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Obwohl diese Ansätze einigen Erfolg zeigten,
bleiben immer noch Probleme bei der Behandlung von trockenem Auge.
Die Verwendung von Tränenersatz
erfordert, obwohl zeitweise wirksam, im Allgemeinen eine wiederholte
Anwendung im Verlauf der Wachzeit des Patienten. Es ist nicht ungewöhnlich,
dass ein Patient die künstliche
Tränenlösung 10
bis 20 Mal im Verlauf des Tages anwenden muss. Eine solche Unternehmung
ist nicht nur lästig
und zeitaufwändig,
sondern auch möglicherweise
sehr teuer. Es wurde berichtet, dass vorübergehende Symptome von trockenem
Auge, die mit einem refraktiven chirurgischen Eingriff verbunden
sind, in einigen Fällen
6 Wochen bis 6 Monate oder mehr nach dem chirurgischen Eingriff
dauern.
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Die Verwendung von Augeneinlagen
ist auch problematisch. Außer
den Kosten sind sie oft beschwerlich und unangenehm. Weiterhin können sie
als Fremdkörper,
die ins Auge eingeführt
werden, eine Kontaminationsquelle sein, die zu Infektionen führt. In
Situationen, in denen der Einsatz bzw. die Einlage nicht selbst einen
Tränenfilm
erzeugt und liefert, müssen
künstliche
Tränen
immer noch regelmäßig und
häufig
abgegeben werden.
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Im Hinblick auf das vorher Ausgeführte gibt
es einen eindeutigen Bedarf für
eine wirksame Behandlung von trockenem Auge, die die Symptome lindern
kann und auch die zugrunde liegenden physikalischen und physiologischen
Mängel
von trockenem Auge behandeln kann und sowohl angenehm als auch billig
zu verabreichen ist.
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Mucine sind Proteine, die stark glycosyliert
sind mit auf Glucosamin basierenden Anteilen. Mucine liefern für Epithelzellen
schützende
und gleitende bzw. schmierende Wirkungen, insbesondere für solche
von Schleimhautmembranen. Es wurde gezeigt, dass Mucine von Vesikeln
ausgeschieden werden und an die Oberfläche des Bindehautepithels von
menschlichen Augen abgegeben werden (Greiner et al., Mucus Secretory
Vesicles in Conjunctival Epithelial Cells of Wearers of Contact
Lenses, Archives of Ophthalmology, Bd. 98, Seiten 1843–1846 (1980);
und Dilly et al., Surface Changes in the Anaesthetic Conjunctiva
in Man, with Special Reference to the Production of Mucus from a
Non-Goblet-Cell Source, British Journal of Ophthalmology, Bd. 65,
Seiten 833–842
(1981)). Eine Anzahl der vom Menschen stammenden Mucine, die sich
in dem apicalen und subapicalen Hornhautepithel befinden, wurden
gefunden und kloniert (Watanabe et al., Human Corneal and Conjunctival
Epithelia Produce a Mucin-Like Glycoprotein for the Apical Surface,
Investigative Ophthalmology and Visual Science, Bd. 36, Nr. 2, Seiten
337–344
(1995)). Kürzlich
entdeckte Watanabe ein neues Mucin, das über die apicalen und subapicalen
Hornhautzellen ebenso wie über
Bindehautepithel des menschlichen Auges ausgeschieden wird (Watanabe
et al., IOVS, Bd. 36, Nr. 2, Seiten 337–344 (1995)). Diese Mucine
liefern Schmierung und ziehen zusätzlich Feuchtigkeit und talgartiges
Material zur Schmierung und zur Lichtbrechung der Hornhaut an und
halten es.
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Mucine werden auch in anderen Teilen
des Körpers
erzeugt und ausgeschieden, einschließlich der Lungenatemwege und
genauer von Becherzellen, die zwischen Tracheal/Bronchialepithelzellen
gestreut sind. Es wurde gezeigt, dass bestimmte Arachidonsäuremetaboliten
die Mucinproduktion in diesen Zellen stimulieren. Yanni berichtete über die
erhöhte
Sekretion von Schleimhautglycoproteinen in Rattenlunge durch Hydroxyeicosotetraensäure-("HETE")-Derivate (Yanni
et al., Effect of Intravenously Administered Lipoxygenase Metabolites
on Rat Tracheal Mucous Gel Layer Thickness, International Archives
of Allergy And Applied Immunology, Bd. 90, Seiten 307–309 (1989)).
In ähnlicher
Weise berichtete Marom über
die Erzeugung von Schleimhautglycoproteinen in menschlicher Lunge
durch HETE-Derivate (Marom et al., Human Airway Monohydroxyeicosatetraenoic
Acid Generation and Mucus Release, Journal of Clinical Investigation,
Bd. 72, Seiten 122–127
(1983)). Nirgendwo im Stand der Technik wurde jedoch die Verwendung
von HETE-Derivaten vorgeschlagen, um die Mucinproduktion in Augengewebe
als Behandlung für
trockenes Auge zu stimulieren.
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Die übliche Behandlung für trockenes
Auge, wie oben diskutiert, schließt die Verabreichung von künstlichen
Tränen
in das Auge mehrere Male am Tag ein. Andere Mittel, die zur Erhöhung von
Mucin- und/oder Tränenproduktion
im Auge beansprucht werden, schließen gefäßaktives intestinales Polypeptid
(Dartt et al., Vasoactive intestinal peptide-stimulated glycoconjugate
secretion from conjunctival goblet cells. Experimental Eye Research,
63:27–34
(1996)), Gefarnat (Nakmura et al., Gefarnate stimulates secretion
of imucin-like glycoproteins by corneal epithelium in vitro and
protects corneal epithelium from dessication in vivo, Experimental Eye
Research, 65:569–574
(1997)) und die Verwendung von Liposomen (U.S.-Patent Nr.
4 818 537 ), Androgenen (U.S.-Patent
Nr.
5 620 921 ), Melanozyten
stimulierenden Hormonen (U.S.-Patent Nr.
4 868 154 ) und Phosphodiesteraseinhibitoren
(U.S.-Patent Nr.
4 753 945 ),
Retinoiden (U.S.-Patent Nr.
5
455 265 ) ein. Viele dieser Verbindungen oder Behandlungen
leiden jedoch unter einem Mangel an Spezifität, Wirksamkeit und Potenz und
keines dieser Mittel wurde bisher als therapeutisch nützliches
Produkt zur Behandlung von trockenem Auge und verwandten Krankheiten
der Augenoberfläche
vermarktet. Von besonderer Relevanz für die vorliegende Erfindung
ist die beanspruchte Verwendung von Hydroxyeicosatetraensäurederivaten
zur Behandlung von trockenem Auge (U.S.-Patent Nr.
5 696 166 ). Es bleibt noch ein Bedarf
für eine
wirksame Therapie zur Behandlung von trockenem Auge und verwandten
Krankheiten.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung ist auf
Zusammensetzungen und deren Verwendung zur Herstellung eines Arzneimittels
zur Behandlung von trockenem Auge und anderen Leiden, die die Benetzung
des Auges erfordern, einschließlich
Symptomen von trockenem Auge, die mit einem refraktiven chirurgischen
Eingriff, wie LASIK-Chirurgie
verbunden sind, gerichtet. Genauer offenbart die vorliegende Erfindung
Derivate von (5Z,8Z,11Z,13E)-15-Hydroxyeicosa-5,8,11,14-tetraensäure (15-HETE),
bei denen die ω-Kette
so modifiziert ist, dass die metabolische Oxidation an C-15 gehemmt
ist, die nützlich
sind zur Behandlung von Leiden der Art trockenem Auge. Die Zusammensetzungen
werden bevorzugt topisch in das Auge verabreicht.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Die in der ω-Kette modifizierten 15-HETE-Derivate
der vorliegenden Erfindung sind solche der Formel 1
worin
R
1 CO
2R, CONR
2R
3, CH
ZOR
4,
CH
2NR
5R
6,
CH
2N
3, CH
2Hal, CH
2NO
2, CH
2SR
20,
COSR
21 oder 2,3,4,5-Tetrazol-1-yl ist, wobei
R
H oder ein pharmazeutisch annehmbares Kation ist oder CO
2R einen pharmazeutisch annehmbaren Esteranteil
bildet;
NR
2R
3 und
NR
5R
6 gleich oder
verschieden sind und eine freie oder funktionell modifizierte Aminogruppe
beinhalten;
OR
4 eine freie oder funktionell
modifizierte Hydroxygruppe beinhaltet;
Hal F, Cl, Br oder I
ist;
SR
20 eine freie oder funktionell
modifizierte Thiolgruppe beinhaltet;
R
21 H
oder ein pharmazeutisch annehmbares Kation ist oder COSR
21 einen pharmazeutisch annehmbaren Thioesteranteil
bildet;
A, B, C, D gleich oder verschieden sind und C
1-C
5-Alkyl, C
2-C
5-Alkenyl, C
1-C
5-Cyclopropyl,
C
2-C
5-Alkinyl oder eine
C
3-C
5-Allenylgruppe
sind;
E
ist, wobei
OR
7 eine freie oder funktionell modifizierte
Hydroxygruppe beinhaltet;
X = (CH
2)
m, oder (CH
2)
mO, worin m = 1 bis 6 und
Y ein Phenylring
ist, der gegebenenfalls mit Alkyl, Halogen, Trihalogenmethyl, Acyl
oder einer freien oder funktionell modifizierten Hydroxy-, Amino-
oder Thiolgruppe substituiert ist oder
X-Y = (CH
2)
pY
1, worin p = 0
bis 6 und
worin
W = CH
2, O, S(O)
q, NR
8, CH
2CH
2,
CH=CH, CH
2O, CH
2S(O)
4, CH=N oder CH
2NR
8; worin q = 0 bis 2 und R
8 = H,
Alkyl oder Acyl;
Z = H, Alkyl, Acyl, Halogen, Trihalogenmethyl
oder eine freie oder funktionell modifizierte Amino-, Thiol- oder Hydroxygruppe
und
--- = eine Einfach- oder Doppelbindung oder
X-Y =
Cyclohexyl.
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Soweit bekannt, wurde über keine
der erfindungsgemäßen Verbindungen
bisher in der Literatur berichtet. Im Schutzbereich der Erfindung
sind auch einzelne Enantiomere der Titelverbindungen enthalten, ebenso
wie deren racemische und nicht racemische Mischungen. Die einzelnen
Enantiomere können
enantioselektiv aus dem geeigneten enantiomerreinen oder angereicherten
Ausgangsmaterial synthetisiert werden, wie unten beschrieben. Alternativ
können
sie enantioselektiv aus racemischen/nicht racemischen oder achiralen
Ausgangsmaterialien synthetisiert werden (Asymmetric Synthesis;
J.D. Morrison und J.W. Scott, Herausgeber; Academic Press Publishers:
New York, 1983–1985,
Bd. 1 bis 5; Principles of Asymmetric Synthesis; R.E. Gawley und
J. Aube, Herausgeber; Elsevier Publishers: Amsterdam 1996). Sie
können
auch aus racemischen und nicht racemischen Mischungen mit einer
Anzahl bekannter Methoden isoliert werden, z.B. durch Reinigung
einer Probe mit chiraler HPLC (A Practical Guide to Chiral Separations
by HPLC; G. Subramanian, Herausgeber; VCH Publishers: New York 1994;
Chiral Separations by HPLC; A.M. Krstulovic, Herausgeber; Ellis
Horwood Ltd. Publishers, 1989) oder durch enantioselektive Hydrolyse
einer Carbonsäureesterprobe durch
ein Enzym (M. Ohno; M. Otsuka, Organic Reactions, Bd. 37, Seite
1 (1989)). Der Fachmann auf diesem Gebiet erkennt, dass racemische
und nicht racemische Mischungen mit verschiedenen Mitteln erhalten
werden können,
unter anderem durch nicht-enantioselektive
Synthese, teilweise Auftrennung oder sogar das Vermischen von Proben
mit verschiedenen enantiomeren Verhältnissen, ohne darauf beschränkt zu sein.
Im Schutzbereich der Erfindung enthalten sind auch die einzelnen
Isomere, die im Wesentlichen frei von den jeweiligen Enantiomeren
sind.
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Die Ausdrücke "pharmazeutisch annehmbares kationisches
Salz"/"pharmazeutisch annehmbarer
Esteranteil/pharmazeutisch annehmbarer Thioesteranteil", wie sie hier verwendet
werden, bedeuten jeden kationischen Salz/Ester/Thioester-Anteil,
der für
die therapeutische Verabreichung an einen Patienten mit jedem üblichen
Mittel geeignet wäre,
ohne erhebliche schädliche
Folge für
die Gesundheit und "ophthalmisch
annehmbares kationisches Salz"/"ophthalmisch annehmbarer
Ester/ophthalmisch annehmbarer Thioesteranteil" bedeutet jeden pharmazeutisch annehmbaren
kationischen Salz/Ester/Thioester-Anteil, der geeignet wäre für eine ophthalmische
Anwendung, d.h. nicht toxisch und nicht reizend. Wellenlinien zeigen,
dass die Konfiguration entweder alpha (α) oder beta (ß) sein
kann. Schraffierte Linien zeigen die α-Konfiguration. Eine durchgezogene
dreieckige Linie zeigt die β-Konfiguration.
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Der Ausdruck "freie Hydroxygruppe" bedeutet ein OH. Der Ausdruck "funktionell modifizierte
Hydroxygruppe" bedeutet
ein OH, das funktionalisiert wurde, um einen Ether, bei dem eine
Alkyl-, Aryl-, Cycloalkyl-, Heterocycloalkyl-, Alkenyl, Cycloalkenyl-,
Heterocycloalkenyl, Alkinyl- oder Heteroarylgruppe den Wasserstoff ersetzt;
einen Ester, bei dem eine Acylgruppe den Wasserstoff ersetzt; ein
Carbamat, bei dem eine Aminocarbonylgruppe den Wasserstoff ersetzt,
oder ein Carbonat, bei dem eine Aryloxy-, Heteroaryloxy-, Alkoxy-,
Cycloalkoxy-, Heterocycloalkoxy-, Alkenyloxy-, Cycloalkenyloxy-,
Heterocycloalkenyloxy- oder Alkinyloxycarbonylgruppe den Wasserstoff
ersetzt, zu bilden. Bevorzugte Anteile schließen OH, OCH2C(O)CH3, OCH2C(O)C2H5, OCH3,
OCH2CH3, OC(O)CH3 und OC(O)C2H5 ein.
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Der Ausdruck "freie Aminogruppe" bedeutet ein NH2.
Der Ausdruck "funktionell
modifizierte Aminogruppe" bedeutet
ein NH2, das funktionalisiert wurde, um
eine Aryloxy-, Heteroaryloxy-, Alkoxy-, Cycloalkoxy-, Heterocycloalkoxy-,
Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Heterocycloalkenyl-, Alkinyl- oder Hydroxyaminogruppe,
wobei die geeignete Gruppe eines der Wasserstoffatome ersetzt, eine
Aryl-, Heteroaryl-, Alkyl-, Cycloalkyl-, Heterocycloalkyl-, Alkenyl-,
Cycloalkenyl-, Heterocycloalkenyl- oder Alkinylaminogruppe, wobei
die geeignete Gruppe ein oder beide Wasserstoffatome ersetzt; ein
Amid, wobei eine Acylgruppe eines der Wasserstoffatome ersetzt;
ein Carbamat, wobei eine Aryloxy-, Heteroaryloxy-, Alkoxy-, Cycloalkoxy-,
Heterocycloalkoxy-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Heterocycloalkenyl-
oder Alkinylcarbonylgruppe eines der Wasserstoffatome ersetzt oder
einen Harnstoff, bei dem eine Aminocarbonylgruppe eines der Wasserstoffatome
ersetzt, zu bilden. Kombinationen dieser Substitutionsmuster, z.B.
ein NH2, bei dem eines der Wasserstoffatome
durch eine Alkylgruppe ersetzt ist und das andere Wasserstoffatom
durch eine Alkoxycarbonylgruppe ersetzt ist, fallen auch unter die
Definition einer funktionell modifizierten Aminogruppe und sind
im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung enthalten. Bevorzugte
Anteile schließen
NH2, NHCH3, NHC2H5, N(CH3)2, NHC(O)CH3, NHOH und NH(OCH3)
ein.
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Der Ausdruck "freie Thiolgruppe" bedeutet ein SH. Der Ausdruck "funktionell modifizierte
Thiolgruppe" bedeutet
ein SH, das funktionalisiert wurde, um einen Thioether, bei dem
eine Alkyl-, Aryl-, Cycloalkyl-, Heterocycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-,
Heterocycloalkenyl-, Alkinyl- oder Heteroarylgruppe den Wasserstoff
ersetzt; oder einen Thioester, bei dem eine Acylgruppe den Wasserstoff
ersetzt, zu bilden. Bevorzugte Anteile schließen SH, SC(O)CH3,
SCH3, SC2H5, SCH2C(O)C2H5 und SCH2C(O)CH3 ein.
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Der Ausdruck "Acyl" bedeutet
eine Gruppe, die mit einem Kohlenstoffatom verbunden ist, das eine Doppelbindung
zu einem Sauerstoffatom und eine Einfachbindung zu einem anderen
Kohlenstoffatom aufweist.
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Der Ausdruck "Alkyl" schließt geradkettige oder verzweigte
aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen ein, die gesättigt sind
und 1 bis 15 Kohlenstoffatome haben. Die Alkylgruppen können durch
ein oder mehrere Heteroatome, wie Sauerstoff, Stickstoff oder Schwefel
unterbrochen sein, und können
mit anderen Gruppen substituiert sein, wie Halogen, Hydroxyl, Aryl,
Cycloalkyl, Aryloxy oder Alkoxy. Bevorzugte geradkettige oder verzweigte
Alkylgruppen schließen
Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl und t-Butyl ein.
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Der Ausdruck "Cycloalkyl" schließt geradkettige oder verzweigte,
gesättigte
oder ungesättigte
aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen ein, die verbunden sind, um
einen oder mehrere Ringe zu bilden, die kondensiert oder isoliert
sein können.
Die Ringe können
mit anderen Gruppen substituiert sein, wie Halogen, Hydroxyl, Aryl, Aryloxy,
Alkoxy oder Niedrigalkyl. Bevorzugte Cycloalkylgruppen schließen Cyclopropyl,
Cyclobutyl, Cyclopentyl und Cyclohexyl ein.
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Der Ausdruck "C1-C5-Cyclopropyl" bedeutet eine Alkylkette mit 1 bis
5 Kohlenstoffatomen, die eine Cyclopropylgruppe enthält, wobei
die Cyclopropylgruppe in einer Alkylkette beginnen, enthalten sein
oder enden kann.
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Der Ausdruck "Heterocycloalkyl" bezieht sich auf Cycloalkylringe, die
mindestens ein Heteroatom, wie O, S oder N, im Ring enthalten und
können
kondensiert oder isoliert sein. Die Ringe können mit anderen Gruppen substituiert
sein, wie Halogen, Hydroxyl, Aryl, Aryloxy, Alkoxy oder Niedrigalkyl.
Bevorzugte Heterocycloalkylgruppen schließen Pyrrolidinyl, Tetrahydrofuranyl,
Piperazinyl und Tetrahydropyranyl ein.
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Der Ausdruck "Alkenyl" schließt geradkettige oder verzweigte
Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen mit mindestens
einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung ein, wobei die Kette
gegebenenfalls durch ein oder mehrere Heteroatome unterbrochen ist.
Die Kettenwasserstoffe können
durch andere Gruppen, wie Halogen, ersetzt sein. Bevorzugte geradkettige
oder verzweigte Alkenylgruppen schließen Ally1, 1-Butenyl, 1-Methyl-2-propenyl
und 4-Pentenyl ein.
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Der Ausdruck "Cycloalkenyl" schließt geradkettige oder verzweigte,
gesättigte
oder ungesättigte
aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen ein, die verbunden sind, um
ein oder mehrere nicht aromatische Ringe zu bilden, die eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung
enthalten, die kondensiert oder isoliert sein können. Die Ringe können mit
anderen Gruppen substituiert sein, wie Halogen, Hydroxyl, Alkoxy
oder Niedrigalkyl. Bevorzugte Cycloalkenylgruppen schließen Cyclopentenyl
und Cyclohexenyl ein.
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Der Ausdruck "Heterocycloalkenyl" bezieht sich auf Cycloalkenylringe,
die ein oder mehrere Heteroatome, wie O, N oder S, im Ring enthalten
und kondensiert oder isoliert sein können. Die Ringe können mit
anderen Gruppen substituiert sein, wie Halogen, Hydroxyl, Aryl,
Aryloxy, Alkoxy oder Niedrigalkyl. Bevorzugte Heterocycloalkenylgruppen
schließen
Pyrrolidinyl, Dihydropyranyl und Dihydrofuranyl ein.
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Der Ausdruck "Carbonylgruppe" bedeutet ein an ein Sauerstoffatom
doppelt gebundenes Kohlenstoffatom, wobei das Kohlenstoffatom zwei
freie Valenzen hat.
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Der Ausdruck "Aminocarbonyl" bedeutet eine freie oder funktionell
modifizierte Aminogruppe, die mit ihrem Stickstoffatom an das Kohlenstoffatom
einer Carbonylgruppe gebunden ist, wobei die Carbonylgruppe selbst
an ein weiteres Atom über
sein Kohlenstoffatom gebunden ist.
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Der Ausdruck "Niedrigalkyl" bedeutet Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen
(C1-C6). Der Ausdruck "Halogen" bedeutet Fluor,
Chlor, Brom oder Iod.
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Der Ausdruck "Aryl" bedeutet
auf Kohlenstoff basierende Ringe, die aromatisch sind. Die Ringe
können
isoliert sein, wie Phenyl, oder kondensiert, wie Naphthyl. Die Ringkohlenstoffatome
können
durch andere Gruppen ersetzt sein, wie Niedrigalkyl, Halogen, freies
oder funktionalisiertes Hydroxy, Trihalogenmethyl, etc. Bevorzugte
Arylgruppen schließen
Phenyl, 3-(Trifluormethyl)phenyl, 3-Chlorphenyl und 4-Fluorphenyl
ein.
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Der Ausdruck "Heteroaryl" bezieht sich auf aromatische Kohlenwasserstoffringe,
die mndestens ein Heteroatom, wie O, S oder N, im Ring enthalten.
Heteroarylringe können
isoliert sein, mit 5 oder 6 Ringatomen, oder kondensiert, mit 8
bis 10 Atomen. Die Heteroarylring-Wasserstoffatome oder Heteroatome
mit offener Valenz können
mit weiteren Gruppen substituiert sein, wie Niedrigalkyl oder Halogen.
Beispiele für
Heteroa rylgruppen schließen
Imidazol, Pyridin, Indol, Chinolin, Furan, Thiophen, Pyrrol, Tetrahydrochinolin,
Dihydrobenzofuran und Dihydrobenzindol ein.
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Die Ausdrücke "Aryloxy", "Heteroaryloxy", "Alkoxy", "Cycloalkoxy", "Heterocycloalkoxy", "Alkenyloxy", "Cycloalkenyloxy", "Heterocycloalkenyloxy" und "Alkinyloxy" bedeuten eine Aryl-,
Heteroaryl-, Alkyl-, Cycloalkyl-, Heterocycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-,
Heterocycloalkenyl- oder Alkinylgruppe, die über eine Sauerstoffbindung
gebunden ist.
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Die Ausdrücke "Alkoxycarbonyl", "Aryloxycarbonyl", "Heteroaryloxycarbonyl", "Cycloalkoxycarbonyl", "Heterocycloalkoxycarbonyl", "Alkenyloxycarbonyl", "Cycloalkenyloxycarbonyl", "Heterocycloalkenyloxycarbonyl" und "Alkinyloxycarbonyl" bedeuten eine Alkoxy-,
Aryloxy-, Heteroaryloxy-, Cycloalkoxy-, Heterocycloalkoxy-, Alkenyloxy-,
Cycloalkenyloxy-, Heterocycloalkenyloxy- oder Alkinyloxygruppe,
die von ihrem Sauerstoffatom an das Kohlenstoffatom einer Carbonylgruppe
gebunden ist, wobei die Carbonylgruppe selbst an ein weiteres Atom über ein
Kohlenstoffatom gebunden ist.
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Bevorzugte Verbindungen der vorliegenden
Erfindung schließen
solche der Formel I ein, worin
R
1 CO
2R ist, wobei R H oder ein ophthalmisch annehmbares
kationisches Salz ist oder CO
2R einen ophthalmisch
annehmbaren Esteranteil bildet;
A, B, C, D gleich oder verschieden
sind und CH
2CH
2,
CH=CH, C≡C
oder
sind;
ist, wobei R
7 H
oder CH
3 ist;
X CH
2CH
2 oder CH
2O ist und
Y
Phenyl, gegebenenfalls substituiert mit Halogen, Trifluormethyl
oder einer freien oder funktionalisierten Hydroxygruppe, ist oder
X-Y
= Cyclohexyl oder
X-Y = Y
1,
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Zu den besonders bevorzugten gehören die
Verbindungen 1 bis 4, deren Herstellungen im Detail in den folgenden
Beispielen 1 bis 4 ausgeführt
sind:
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Beispiel
1
Synthese von 1
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(5Z,11Z,13E)-(15RS)-15-Hydroxy-16-phenoxy-17,18,19,20-tetranoreicosa-5,11,13-triensäure (1)
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Die Behandlung von Phenol mit Kaliumcarbonat
und Bromacetaldehyddiethylacetal liefert Phenoxyaldehyddiethylacetal.
Die Behandlung mit wässriger
HCl gefolgt von der Zugabe des Zwischenproduktaldehyds zu einer
Lösung
von Ethinyllithium mit –78°C liefert
Alkin 5. Die Behandlung von 1-Hexin (6) mit n-BuLi und Paraformaldehyd
liefert einen Propargylalkohol als Zwischenprodukt, der aufeinander
folgend mit KH/1,3-Diaminopropan
und I2/Morpholin behandelt wird, um Iodalkin
7 zu liefern. Die Reduktion von 7 mit Dikaliumazodicarboxylat/Essigsäure in Methanol
liefert das cis-Vinyliodid 8. Die durch Palladium katalysierte Kupplung
von 8 mit Propargylalkohol 5 ergibt Enindiol 9. Die Reduktion von
9 mit LiAlH4 liefert Diol 10, das zu Aldehyd
11 oxidiert wird unter Verwendung von katalytischem 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinoxylradikal
(TEMPO) und stöchiometrischem
N-Chlorsuccinimid (NCS). Die Wittig-Kondensation von 11 mit (4-Carboxybutyl)triphenylphosphoniumbromid
in Gegenwart von Kalium-t-butoxid (KOBut)
liefert 1.
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Beispiel
2
Synthese von 2
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(5Z,11Z)-(15RS)-15-Hydroxy-16-phenoxy-17,18,19,20-tetranoreicosa-5,11-dien-l3-insäure (2)
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Die Oxidation von Diol 9 mit katalytischem
TEMP/stöchiometrischem
NCS liefert Aldehyd 12, der mit 4-(Carboxybutyl)triphenylphosphoniumbromid
in Gegenwart von KOBut kondensiert wird,
was 2 liefert.
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Beispiel
3
Synthese von 3
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(5Z,11Z)-(15RS)-15-Cyclohexyl-15-hydroxy-16,17,18,19,20-pentanoreicosa-5,11-dien-13-insäure (3)
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Die Zugabe von Cyclohexancarboxaldehyd
zu einer Lösung
von Ethinyllithium mit –78°C liefert
Alkinol 13, das mit Vinyliodid 8 unter Sonogashira-Bedingungen [katalytisches
PdCl2(PPh3)2, katalytisches CuI, Et2NH] gekuppelt
wird, was Enin 14 ergibt. Die Oxidation von 14 mit katalytischem
TEMPO/stöchiometrischem
NCS liefert Aldehyd 15, der mit 4-(Carboxybutyl)triphenylphosphoniumbromid
in Gegenwart von KOBut kondensiert wird,
was 3 liefert.
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Beispiel
4
Synthese von 4
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(5Z,11Z,13E)-(15RS)-15-Cyclohexyl-15-hydroxyeicosa-5,11,13-triensäure (4)
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Die Reduktion von Enin 14 mit LiAlH4 liefert Dien 16, das zu Aldehyd 17 oxidiert
wird unter Verwendung von katalytischem TEMPO/stöchiometrischem NCS. Die Wittig-Kondensation
von 17 mit 4-(Carboxybutyl)triphenylphosphoniumbromid in Gegenwart
von KOBut liefert 4.
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Die Verbindungen der vorliegenden
Erfindung können
in verschiedenen Arten von pharmazeutischen Zusammensetzungen enthalten
sein gemäß dem Fachmann
auf diesem Gebiet bekannten Formulierungstechniken. Bevorzugt werden
diese Verbindungen in Lösungen
für topische
ophthalmische Verabreichung formuliert. Der Anteil an Peroxyverbindungen
in den HETE-Derivat-Rohmaterialien, der verwendet wird, um die pharmazeutischen
Präparate
der vorliegenden Erfindung herzustellen, kann einen Einfluss auf
die biologische Aktivität
des HETE-Derivats haben. Obwohl der genaue Zusammenhang nicht gezeigt
wurde, ist es bevorzugt, Rohmaterialquellen für das HETE-Derivat zu verwenden,
die Peroxyverbindungen in Anteilen von nicht mehr als etwa 0,3 ppm
enthalten. Methoden, um Peroxygehalte zu bestimmen, sind im Stand
der Technik bekannt (z.B. Europäische
Pharmakopöe
1997, 3. Ausgabe, Methode 2.5.5 – Peroxidwert).
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Die erfindungsgemäßen ophthalmischen Zusammensetzungen
enthalten eine oder mehrere Verbindungen der vorliegenden Erfindung
in einem pharmazeutisch annehmbaren Träger. Verschiedene Arten von Trägern können verwendet
werden. Wässrige
Lösungen
sind allgemein bevorzugt, aufgrund der Leichtigkeit der Formulierung,
der biologischen Kompatibilität
ebenso wie der Fähigkeit
von Patienten, solche Zusammensetzungen leicht zu verabreichen,
indem 1 bis 2 Tropfen der Lösungen
in die betroffenen Augen getropft werden. Die erfindungsgemäßen Verbindungen
können
jedoch auch leicht in andere Arten von Zusammensetzungen eingearbeitet
werden, wie Suspensionen, viskose oder halbviskose Gele oder andere
Arten von festen oder halbfesten Zusammensetzungen. Suspensionen
können
für solche
Verbindungen der vorliegenden Erfindung bevorzugt sein, die weniger
löslich
in Wasser sind. Die ophthalmischen Zusammensetzungen der vorliegenden
Erfindung können auch
verschiedene andere Inhaltsstoffe enthalten, wie Puffer, Konservierungsmittel, Co-Lösungsmittel
und die Viskosität
beeinflussende Mittel.
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Ein geeignetes Puffersystem (z.B.
Natriumphosphat, Natriumacetat oder Natriumborat) kann zugegeben
werden, um eine pH-Verschiebung unter Lagerbedingungen zu verhindern.
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Antioxidantien können den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
zugegeben werden, um die aktiven Inhaltsstoffe vor einer Oxidation
während
der Lagerung zu schützen.
Beispiele für
solche Antioxidantien schließen
Vitamin E und Analoga davon, Ascorbinsäure und butyliertes Hydroxytoluol
(BHT) ein.
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Ophthalmologische bzw. ophthalmische
Produkte werden typischerweise in Mehrfachdosisform verpackt. Konservierungsmittel
sind daher erforderlich, um eine mikrobielle Verseuchung während der
Verwendung zu verhindern. Geeignete Konservierungsmittel schließen ein:
Benzalkoniumchlorid, Thimerosal, Chlorbutanol, Methylparaben, Propylparaben,
Phenylethylalkohol, Edetatdinatrium, Sorbinsäure, Polyquaternium-1 oder
andere Mittel, die dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt sind.
Solche Konservierungsmittel werden typischeweise in einem Anteil
von 0,001 bis 1,0 Gew.-%/Volumen ("% G/V") angewendet.
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Allgemein variieren die für die oben
beschriebenen Zwecke verwendeten Dosen, sind jedoch in einer wirksamen
Menge vorhanden, um die Mucinproduktion im Auge zu erhöhen und
dadurch den Zustand des trockenen Auges zu überwinden oder zu verbessern.
Der Ausdruck "pharmazeutisch
wirksame Menge",
wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf eine Menge, die den
Zustand des trockenen Auges bei einem menschlichen Patienten verbessert.
Wenn die Zusammensetzungen topisch dosiert werden, werden sie im
Allgemeinen in einem Konzentrationsbereich von 0,001 bis etwa 1,0%
G/V mit 1 bis 2 Tropfen ein- bis viermal am Tag verabreicht.
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Der Ausdruck "pharmazeutisch annehmbarer Träger", wie er hier verwendet
wird, bezieht sich auf irgendeinen Träger, der, wenn er formuliert
wird, sicher ist und über
den gewünschten
Verabreichungsweg die geeignete Abgabe einer wirksamen Menge mindestens
einer Verbindung der vorliegenden Erfindung liefert.
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In einer Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen ophthalmischen
Zusammensetzungen Ethanol zusätzlich
zu einer Verbindung der Formel (I). Der Ausdruck "eine wirksame Konzentration
an Ethanol", wie
er hier verwendet wird, bezieht sich auf eine Konzentration, die
die biologische Wirksamkeit der Zusammensetzungen der Formel (I)
in vivo verbessert. Allgemein wird angenommen, dass die Konzentration
an Ethanol, die für
die Verstärkung
der Verbindungen der Formel (I) notwendig ist, in etwa proportional
der Konzentration der Verbindungen) der Formel (I), die verabreicht
wird/werden, ist. Wenn eine relativ hohe Konzentration der Verbindungen)
der Formel (I), z.B. mehr als 0,01% G/V, verabreicht wird, kann
die Konzentration von Ethanol in solchen Zusammensetzungen proportional
geringer sein als bei analogen Zusammensetzungen, die geringere
Konzentrationen an Verbindungen der Formel (I) enthalten. Allgemein
liegt jedoch die Ethanolkonzentration, die in den ophthalmischen
Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung enthalten ist, im Bereich
von etwa 0,001 bis 2% G/V. Zusammensetzungen, die Konzentrationen
der Formel (I) von etwa 0,00001 bis 0,02% G/V enthalten, enthalten
bevorzugt Ethanol in einer Konzentration von etwa 0,005 bis 0,2% G/V
und am meisten bevorzugt etwa 0,02 bis 0,10% G/V. Ein Beispiel für eine topisch
verabreichbare ophthalmische Formulierung gemäß dieser Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unten angegeben.
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Die obige Zusammensetzung wird mit
der folgenden Methode hergestellt. Die Chargenmengen an Polyoxyl-40-Stearat,
Borsäure,
Natriumchlorid, Dinatriumedetat und Polyquaternium-1 werden eingewogen
und gelöst,
indem sie in 90% der Chargenmenge an gereinigtem Wasser gerührt werden.
Der pH-Wert wird mit NaOH und/oder HCl auf 7,5 ± 0,1 eingestellt. Unter Gelblicht
oder verminderter Beleuchtung wird die Chargenmenge einer Verbindung
der Formel (I) als Vorratslösung
in Ethanol und die zusätzliche
Menge an Ethanol, die für
die Charge notwendig ist, abgemessen und zugegeben. Gereinigtes
Wasser wird auf 100% zugegeben. Die Mischung wird 5 Minuten lang
gerührt,
um sie zu homogenisieren und dann durch eine sterilisierende Filtermembran
in ein steriles Aufnahmegefäß filtriert.
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Bevorzugt wird das obige Verfahren
durchgeführt
unter Verwendung von Behältern
aus Glas, Kunststoff oder anderem nicht metallischem Material oder
Behältern,
die mit solchen Materialien ausgekleidet sind.