DE60012163T2

DE60012163T2 - Verwendung von ap-1 aktivatoren zur behandlung von glaukom und erhöhtem augenblutdruck

Info

Publication number: DE60012163T2
Application number: DE60012163T
Authority: DE
Inventors: L. Debra SHADE; Iok-Hou Pang; F. Abbot CLARK
Original assignee: Alcon Manufacturing Ltd
Current assignee: Alcon Research LLC
Priority date: 1999-04-20
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2004-11-11
Anticipated expiration: 2020-04-08
Also published as: ES2223502T3; DK1169026T3; BR0009862A; DE60012163D1; EP1169026B1; PT1169026E; JP2002542189A; HK1039568A1; AU4223100A; ATE270883T1; WO2000062769A2; WO2000062769A3; AU766199B2; EP1169026A2; HK1039568B; CA2369126A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Behandlung von Glaukom und Augenhochdruck. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von Verbindungen, die die Aktivität von Aktivatorprotein-1 (AP-1) erhöhen, um Glaukom und Augenhochdruck zu behandeln.
Hintergrund der Erfindung
Glaukom ist eine fortschreitende Krankheit, die zu einer Schädigung des Nervus opticus und schließlich zum Totalverlust des Sehens führt. Die Ursachen dieser Krankheit waren über viele Jahre Gegenstand umfangreicher Untersuchungen, sind aber immer noch nicht voll verstanden. Das Hauptsymptom von und/oder der Risikofaktor für die Krankheit ist ein erhöhter Intraokulardruck (IOP) oder Augenhochdruck.
Die Gründe, warum der IOP bei Glaukompatienten erhöht ist, werden nicht vollständig verstanden. Es ist bekannt, dass erhöhter IOP zumindest teilweise kontrolliert werden kann, indem Arzneimittel verabreicht werden, die entweder die Erzeugung von Kammerwasser innerhalb des Auges reduzieren, wie Betablocker und Carboanhydraseinhibitoren, oder den Abfluss des Kammerwassers aus dem Auge erhöhen, wie cholinerge Agonisten und Sympathomimetika.
Alle Arten von Arzneimitteln, die derzeit verwendet werden, um Glaukom zu behandeln, haben potenziell ernste Nebenwirkungen. Cholinerge Agonisten, wie Pilocarpin, können unscharfes Sehen und andere Nebenwirkungen im Auge verursachen, was entweder zu einer verringerten Akzeptanz durch den Patienten oder zur Beendigung der Therapie führt. Systemisch verabreichte Carboanhydraseinhibitoren können auch ernste Nebenwirkungen verursachen, wie Erbrechen, Dyspepsie, Müdigkeit und metabolische Azidose, die das Befinden des Patienten beeinträchtigen kann und/oder den Abbruch der Behandlung erfordern kann. Außerdem ist von einigen Betablockern bekannt, dass sie mit Nebenwirkungen in der Lunge verbunden sind, die ihrer Wirkung auf Beta-2-Rezeptoren im Lungengewebe zuzurechnen sind. Sympathomimetika verursachen Tachykardie, Arrythmie und Bluthochdruck. Es besteht daher ein ständiger Bedarf nach neuen Therapien, die einen erhöhten IOP, der mit Glaukom verbunden ist, kontrollieren.
Aktivatorprotein-1 (AP-1) ist ein dimerer Gentranskriptionspromotor, der aus Untereinheitsproteinen aufgebaut ist, die die Produkte von mindestens drei verschiedenen Proto-Onkogenfamilien sind: Jun-(c-Jun, v-Jun, JunB, JunD), Fos-(c-Fos, v-Fos, FosB, FosB2, Fra-1, Fra-2) oder aktivierende Transkriptionsfaktor-(B-ATF, ATF2, ATF3/LRF1)-Familien. Unkomplexierte Monomere und Homo- und Heterodimere dieser Proteinuntereinheiten wurden in einer Vielzahl von Säugetier- und Nichtsäugetiergeweben beobachtet (Foletta et al., Transcriptional regulation in the immune systems: all roads lead to AP-1, J. Leukoc Biol., Bd. 63, Seiten 139-152 (1998) und Karin et al., AP-1 function and regulation, Curr. Opin. Cell Biol., Bd. 9, Seiten 240-246 (1997)).
AP-1 bindet an spezifische DNA-Sequenzen innerhalb der Enhancer-Regionen vieler Gene (z.B. TPA (12-O-Tetradecanoylphorbol-13-acetat), Response-Elemente (TREs) oder cyclische AMP-Response-Elemente (CREs)) und fördert die Aktivierung des jeweiligen Gens. Beispiele für Gene, die AP-1-Konsensussequenzen in ihren Enhancer-Regionen enthalten, schließen die Gene für SV40 und Humanmetallothionein IIA ein (Lee et al., Activation of transcription by two factors that bind promoter and enhancer sequences of the human metallothionein gene and SV40, Nature, Bd. 325, Seiten 368-372). Die Bindungsaffinität von AP-1 für verschiedene Response-Elemente scheint von dem Dimerkomplex der spezifischen Proteinuntereinheit abzuhängen. Diniere, die aus Jun/Jun oder Jun/Fos zusammengesetzt sind, binden allgemein TREs, wohingegen ATF/ATF- oder Jun/ATF-Dimere bevorzugt CREs binden (Whitmarsh et al., Transkription factor AP-1 regulation by mitogen-activated protein kinase signul transduction pathways, J. Mol. Med., Bd. 74, Seiten 589-607 (1996) und Karin et al., Current Opin. Cell Biol., Bd. 9, Seiten 240-246 (1997)). Die biologischen Konsequenzen der durch AP-1 vermittelten Gentranskription können auch variieren, abhängig von der Dimerzusammensetzung. Z.B. wird die Induktion der Glutathion-S-Transferasegene bei der Maus offensichtlich durch ein Fos/Jun-Heterodimer vermittelt, das mindestens eine TRE-Sequenz bindet innerhalb des Antioxidans-Response-Elements des Gens (Ainbinder et al., Regulatory mechanisms involved in activator-protein-1 (AP-1)-mediated activation of glutathione-S-transferase gene expression by Chemial agents, Eur. J. Biochem., Bd. 243, Seiten 49-57 (1997); Xie et al., ARE- and TREmediated regulation of gene expression, J. Biol. Chem., Bd. 270, Seiten 6894-6900 (1995)) und von einem c-Jun/ATF-2-Komplex wurde gezeigt, dass er an ein CRE bindet, das an der Aktivierung des T-Zellgens für den Tumornekrosefaktor α beteiligt ist (Foletta et al., J. Leukoc. Biol., Bd. 63, Seiten 139-152 (1998)).
Über verschiedene AP-1-Aktivatoren wurde bereits berichtet, einschließlich β-Naphthoflavon und tert.-Butylhydrochinon (tBHQ) (Ainbinder et al., Eur. J. Biochem., Bd. 243, Seiten 49-57 (1997); Ainbinder et al., Signaling pathways in the induction of c-fos and c-jun proto-oncogenes by 3-methylcholanthrene, Receptors and Signal Transduction, Bd. 7, Seiten 279-289 (1998) und Ozaki et al., The comparative effects of haloperidol, (–)-sulpiride, and SCH23390 on c-fos and c-jun mRNA expressions, and AP-1 DNA binding activity, Eur. Neurosychopharmacol., Bd. 7, Seiten 181-187 (1997)). Nirgendwo im Stand der Technik wurde jedoch gelehrt oder vorgeschlagen, dass AP-1-Aktivatoren geeignet sein könnten, um Glaukom oder Augenhochdruck zu behandeln.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf Zusammensetzungen und die Verwendung von Verbindungen für die Herstellung von Zusammensetzungen zur Behandlung von Glaukom und Augenhochdruck gerichtet. Genauer ist die Erfindung auf Zusammensetzungen mit bestimmten AP-1-Aktivatoren gerichtet und auf Methoden zur Verwendung dieser AP-1-Aktivatoren zur Herstellung von Zusammensetzungen zur Behandlung dieser Krankheiten. Bevorzugte Zusammensetzungen und Verwendungen enthalten tBHQ.
Beschreibung der Zeichnung
1 ist ein Diagramm, das die Wirkungen von tBHQ auf IOP in einem Humanokularperfusionsorgan-Kulturmodell zeigt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf Zusammensetzungen und die Verwendug der Verbindungen zur Herstellung von Zusammensetzungen zur Behandlung von Glaukom und Augenhochdruck gerichtet.
Die Verbindungen, die für Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung und Verwendungen geeignet sind, sind AP-1-Aktivatoren. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass die Stimulierung der AP-1-Aktivität zur Transkription von mRNAs und der entsprechenden Translation von Proteinen führt, die geeignet sind, die Aufrechterhaltung oder Senkung des IOP zu bewirken. Der Ausdruck "AP-1-Aktivator", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf solche Moleküle, die den IOP über eine AP-1-vermittelte Transkription senken. Solche Aktivatoren können Mittel einschließen, die (1) die Bildung und Expression von Proteinen erhöhen, die AP-1-Komplexe) enthalten, (2) die Bildung solcher Komplexe verbessern oder (3) die Bindung eines AP-1-Komplexes an regulatorische/Promotorstellen von zellulären Genen fördern. Die AP-1-Aktivatoren, die für die vorliegende Erfindung verwendet werden, sind ausgewählt aus β-Naphthoflavon, tert.-Butylhydrochinon (tBHQ), Haloperidol und 3-Methylcholanthren. Der am meisten bevorzugte AP-1-Aktivator ist tBHQ.
AP-1-Aktivatoren können mit im Stand der Technik bekannten Methoden gefunden werden. Z.B. ist ein Anstieg des Pegels an DNA gebundenem AP-1-Komplex, wie er durch einen elektrophoretischen Mobilitätsverschiebungs-Assay untersucht wird, ein akzeptiertes Mittel zum Nachweis von aktivierter AP-1-Aktivität. Eine solche DNA-Bindung kann mit dem folgenden Protokoll bestimmt werden:
DNA-Bindungsassay
Zielzellgewebe (z.B. menschliches Trabekelnetzwerkgewebe (Trabeculum corneosclerale) und/oder kultivierte Zellen) wird mit oder ohne einen AP-1-Aktivatorkandidaten behandelt. Kernextrakte der Zellen werden dann hergestellt mit der Methode von Schreiber et al., Rapid detection of octamer binding proteins with 'miniextracts' prepared from a small number of cells, Nucleic Acids Res., Bd. 17, Seite 6419 (1989). Assays zur Verschiebung der elektrophoretischen Mobilität werden dann mit den Kernextrakten durchgeführt, wie von Ainbinder et al., Regulator mechanisms involved in activator protein-1 (AP-1)-mediated activation of glutathione-S-transferase gene expression by chemical agents, Eur. J. Biochem., Bd. 243, Seiten 49-57 (1997) beschrieben. Kurz gesagt, werden Extrakte mit einer ³²P-markierten AP-1-Oligonucleotidsonde extrahiert und die entstehenden Komplexe werden abgetrennt durch nicht denaturierende Acrylamidgelelektrophorese. Die Pegel an DNA-Bindungsaktivität können dann bestimmt werden durch Analyse der Autoradiogramme der getrockneten Gele. Unter Verwendung dieser Methode wurde für Verbindungen, wie tBHQ gezeigt, dass sie AP-1-Aktivatoren sind.
Andere AP-1-Aktivatoren können mit im Stand der Technik bekannten Routinemethoden gefunden werden. Z.B. können Methoden, die in den folgenden Literaturstellen offenbart werden, nützlich sein, um andere AP-1-Aktivatoren der vorliegenden Erfindung aufzufinden:

(1) Ainbinder et al., Regulatory mechanisms involved in activator-protein-1 (AP-1)-mediated activation of glutathione-S-transferase gene expression by chemical agents, Eur. J. Biochem., Bd. 243, Seiten 49-57 (1997)
(2) Ainbinder et al., Signaling pathways in the induction of c-fos and c-jun proto-oncogenes by 3-methylcholanthrene, Receptors and Signal Transduction, Bd. 7, Seiten 279-289 (1998);
(3) Ozaki et al., The comparative effects of haloperidol, (–)-sulpiride, and SCH23390 on c-fos and c-jun mRNA expressions, and AP-1 DNA binding activity, Eur. Neuropsychopharmacol., Bd. 7, Seiten 181-187 (1997) und
s(4) Xie et al., ARE- and TRE-mediated regulation of gene expression, J. Biol. Chem., Bd. 270, Seiten 6894-6900 (1995) und die vorhergehenden Artikel werden durch Bezugnahme miteingeschlossen.

Beispiel 1
Das folgende Beispiel erläutert die Wirkung eines AP-1-Aktivators, tBHQ, auf die Fähigkeit des Abfließens, wie sie demonstriert wird unter Verwendung eines Humanokularperfusionsorgan-Kulturmodells. Pharmazeutische Kandidaten, die die Ausfließfähigkeit aufrechterhalten oder erhöhen, werden als geeignet zur Behandlung oder Kontrolle von IOP und damit dem Glaukom angesehen. Die Untersuchung wurde wie folgt durchgeführt:
Menschliche Spenderaugen wurden weniger als 24 Stunden nach dem Tod verwendet. Der Augapfel wurde nach der Entfernung von Glaskörper, Linse, Zonula und Iris und dem größten Teil des Ciliarkörpers äquatorial aufgeschnitten. Das anteriore Segment wurde dann auf eine Perfusionsschale montiert, mit Zellkulturmedium mit einem konstanten hydrostatischen Druck von 10 mm Ng perfundiert (Johnson et al., Human trabecular meshwork organ culture: A new method. Invest Ophthalmol Vis Sci., Bd. 28, Seiten 945-953 (1987); Erickson-Lamy et al., Outflow facility studies in the perfused human ocular anterior segment, Exp. Eye Res., Bd. 52, Seiten 723-731 (1991) und Clark et al., Dexamethasone-induced ocular hypertension in perfusion cultured human eyes, Invest. Ophthalmol. Vis. Sci., Bd. 36, Seiten 478-489 (1995)). Die Durchflussrate des Perfusats wurde gemessen, indem der Vorrat nach vorbestimmten Zeiträumen gewogen wurde. Nach 2 bis 4 Tagen zur Equilibrierung wurde ein Auge jedes Spendenpaars mit der Testverbindung, tBHQ (10 μM) perfundiert, während das andere mit Träger perfundiert wurde (Kontrolle). Die Ergebnisse sind in 1 und Tabelle 1 unten gezeigt: Tabelle 1 Wirkung von t-BHQ (10 μM) auf die wässrige Ausflussrate in menschlicher Okularperfusionsorgankultur
Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass die AP-1-Aktivatoren der vorliegenden Erfindung geeignet sind, um die Ausflussfähigkeit eines Säugetierauges zu erhöhen, was zu einem aufrechterhaltenen oder gesenkten IOP führt, und daher nützlich sind zur Behandlung von Glaukom oder Augenhochdruck.
Der bevorzugte Verabreichungsweg für die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung ist topisch. Die Herstellung von topisch ophthalmischen Zusammensetzungen ist im Stand der Technik wohl bekannt. Allgemein sind topisch ophthalmische Zusammensetzungen, die erfindungsgemäß nützlich sind in Form einer Lösung, Suspension, eines Gels oder formuliert als Teil einer Vorrichtung, wie eines Kollagenstücks oder einer anderen biologisch abbaubaren oder nicht biologisch abbaubaren Vorrichtung. Verschiedene Hilfsstoffe können in den topisch ophthalmischen Lösungen, Suspensionen oder Gelen der vorliegenden Erfindung enthalten sein. Z.B. können Puffer (z.B. Borat, Carbonat, Phosphat), Tonizitätsmittel (z.B. Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Polyole), Konservierungsmittel (z.B. Polyquaternium, Polybiguanide, Benzalkoniumchlorid), Komplexbildner (z.B. EDTA), die Viskosität verbessernde Mittel (z.B. polyethoxylierte Glycole) und solubilisierende Mittel (z.B. polyethoxylierte Rizinusöle, einschließlich Polyoxyl-35-Rizinusöl (Cremophor EL^®, BASF Corp. Parsippany, NJ); Polysorbat 20, 60 und 80; Pluronic^® F-68, F-84 und P-103 (BASF Corp.) oder Cyclodextrin) in den topisch opthalmischen Zusammensetzungen enthalten sein. Bevorzugte Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung enthalten jedoch keine Konservierungsmittel oder Tonizitätsmittel, von denen bekannt ist, dass sie das Auge negativ beeinflussen oder reizen.
Eine Vielzahl von Gelen kann für topisch ophthalmische Gelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung nützlich sein einschließlich von Carbomeren, Polyvinylalkohol-Boratkomplexen oder Xanthan-, Gelan- oder Guargummen, ohne darauf beschränkt zu sein. Topisch ophthalmische biologisch erodierbare und nicht biologisch erodierbare Vorrichtungen sind im Stand der Technik bekannt und können für die topische Anwendung für AP-1-Aktivatoren geeignet sein. Siehe z.B. A.L. Weiner, Polymeric Drug Delivery Systems For the Eye in Polymeric Site-specific Pharmacotherapy, Herausgeber A.J. Domb, John Wiley & Sons, Seiten 316-327 (1994). Während spezielle Inhaltsstoffe und Mengen, die in topisch ophthalmischen Zusammensetzungen enthalten sind, die für die Methoden der vorliegenden Erfindung nützlich sind, variieren, werden spezielle topisch ophthalmische Zusammensetzungen formuliert, um die Verabreichung eines oder mehrerer AP-1-Aktivatoren topisch ins Auge zu bewirken.
Im Allgemeinen variieren die Dosen von AP-1-Aktivatoren, die für die oben beschriebenen Zwecke verwendet werden, aber sie sind in einer Menge wirksam, um den IOP aufrechtzuerhalten oder zu senken oder in sonstiger Weise Glaukom oder Augenhochdruck zu behandeln. Der Ausdruck "pharmazeutisch wirksame Menge", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die Menge eines AP-1-Aktivators, die einem Säugetier verabreicht wird, die den IOP aufrechterhält oder senkt oder in anderer Weise glaukomatöse Zustände des Patienten verbessert. Die AP-1-Aktivatoren sind normalerweise in den hier beschriebenen Zusammensetzungen in einer Menge von etwa 0,00001 bis etwa 2,0 Gew.-%/Volumen (% G/V), bevorzugt 0,01 bis 2% G/V enthalten. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können topisch an das Auge abgegeben werden, etwa ein- bis sechsmal am Tag.
Der Ausdruck "pharmazeutisch annehmbarer Träger", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf irgendeine Formulierung, die sicher ist und für die geeignete Abgabe einer wirksamen Menge mindestens eines AP-1-Aktivators der vorliegenden Erfindung auf dem gewünschten Verabreichungsweg sorgt.
Bevorzugte Formulierungen von AP-1-Aktivatorkombinationen der vorliegenden Erfindung sind in den folgenden Beispielen 2 bis 3 enthalten:
Beispiel 2
Topisch ophthalmische Formulierung:
Beispiel 3
Topisch ophthalmische Formulierung:
Beispiel 4
Bevorzugte Formulierung für eine topisch ophthalmische Lösung:

Claims

Topische Zusammensetzung zur Behandlung von Glaukom oder Augenhochdruck enthaltend einen AP-1-Aktivator ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus β-Naphthoflavon, tert.-Butylhydrochinon, Haloperidol und 3-Methylcholanthren und einen pharmazeutisch annehmbaren Träger.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der AP-1-Aktivator tert.-Butylhydrochinon ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung etwa 0,01 bis 2,0% G/V t-HBQ; etwa 0,28% G/V Natriumphosphat; etwa 0,8% G/V Natriumchlorid; etwa 0,01% G/V Benzalkoniumchlorid; etwa 0,5% G/V HPMC; etwa 0,1 % G/V Edetatdinatrium und Wasser enthält.
Verwendung eines AP-1-Aktivators ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus β-Naphthoflavon, tert.-Butylhydrochinon, Haloperidol und 3-Methylcholanthren zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von Glaukom oder Augenhochdruck.
Verwendung nach Anspruch 4, wobei der AP-1-Aktivator tert.-Butylhydrochinon ist.
Verwendung nach Anspruch 4, wobei die Zusammensetzung etwa 0,01 bis 2,0% G/V t-HBQ; etwa 0,28% G/V Natriumphosphat; etwa 0,8% G/V Natriumchlorid; etwa 0,01% G/V Benzalkoniumchlorid; etwa 0,5% G/V HPMC; etwa 0,1% G/V Edetatdinatrium und Wasser enthält.