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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Acetylsalicylsäure (ASA)
("acetylsalicylic
acid"), 1,25-Dihydroxycholecalciferol
(1,25-DHC) und Calcium zusammen mit einem pharmazeutisch annehmbaren Träger zur
Herstellung eines Medikaments zur Prävention der Entstehung und/oder
Progression von kolorektalem Krebs beim Menschen. Die Erfindung
betrifft außerdem
ein pharmazeutisches Medikament, umfassend eine Kombination aus
ASA, 1,25-DHC und Calcium in einer Kombinationsdosierung zusammen
mit einem pharmazeutisch annehmbaren Träger.
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Kolorektaler
Krebs (CRC) ("colorectal
cancer") ist eine
der führenden
Krebsformen in der westlichen Welt (1,3 Millionen pro Jahr und über 600.000
Todesfälle
jährlich).
In Dänemark
ist die Häufigkeit
ungefähr
65 pro 100.000 Einwohner und korreliert mit dem Alter. Gleichzeitig
zu einem Rückgang
beim Tabakrauchen in westlichen Industrieländern und einer erhöhten Lebenserwartung
wird erwartet, dass CRC über
die nächsten Dekaden
der häufigste
solide Krebs wird.
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Die
große
Mehrheit von CRC-Fällen
sind sporadische Krebse, für
welche es nicht möglich
ist, eine genetische Disposition zu etablieren. Effektive CRC-Prävention
in wohl definierten Risikogruppen würde einen signifikanten Effekt
auf die Volksgesundheit haben.
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In
der Durchschnittspopulation ist das Lebenszeit-Risiko, CRC zu bekommen,
6%, und das Risiko, an der Krankheit zu sterben, ist 3% (1, 2, 3).
Bei Verwandten ersten Grades von Patienten mit CRC ist das Risiko einige
Male höher.
In seltenen Fällen
sind die disponierenden Faktoren für CRC hereditärer kolorektaler
Krebs ohne Polyposis (HNPCC) ("hereditary
non-polyposis colorectal cancer"),
wobei es möglich
ist, das Vorhandensein von Mutationen in Mismatch-Reparaturgenen
festzustellen, familiäre
adenomatöse
Polyposis (FAP, Mutation im APC-Gen), oder entzündliche Darmerkrankungen (ulcerative
Kolitis und Morbus Crohn), wobei diese Faktoren im ganzen 5 bis
15% ausmachen.
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Es
besteht kein Zweifel, dass Nahrungsmittel der wichtigste kausale
Faktor sind; einschließlich
Tierproteinen und Fetten, welche in der westlichen Welt in zunehmendem
Maße in übermäßigen Mengen
anstelle von Getreide, Früchten
und Gemüse
gegessen werden. Die Häufigkeit
von CRC ist zunehmend, sie ist unter Vegetariern jedoch nur von
halber Größe wie bei
Fleisch-Essern (4). Der während
der letzten Dekaden gemachte Fortschritt mit Operationstechniken,
Adjuvans-Behandlung etc. hat die Mortalität in keinem erwähnenswerten
Ausmaß verringert.
CRC-Screening bedeutet das Aufspüren
von Krebsen in einem frühen
Stadium und das Entfernen von Darmpolypen, aber bisher haben Studien
jedoch nicht gezeigt, dass Screening das Vorkommen reduziert. Das
Gesamt-Fünfjahres-Überleben
in Dänemark
ist etwa 30% und hängt
vom Zustand zur Zeit der Diagnose ab. Ungefähr 25% der Patienten haben
zur Zeit der Diagnose disseminierten Krebs und befinden sich jenseits
einer Heilung. Dreiviertel von CRC-Patienten unterziehen sich einer
Operation, die die Heilung beabsichtigt; trotzdem sterben 50% dieser
Patienten innerhalb von 5 Jahren wegen Wiederauftretens.
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Bei
den heute bekannten Wahlmöglichkeiten
und Ergebnissen einer Behandlung wird nur effektive Prophylaxe in
der Lage sein, CRC-Morbidität
und -Mortalität
entscheidend zu reduzieren (3, 5).
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In
den letzten Jahren liegt der Fokus in der Anerkennung der Tatsache,
dass eine Operation meistens nicht als die einzige Modalität ausreicht
und dass die meisten zytotoxischen Systeme gegen solide Tumoren ineffektiv
sind, sehr stark auf Krebsprophylaxe.
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Der
Ausdruck Chemoprophylaxe deckt die Verwendung von pharmazeutisch
aktiven nicht-zytotoxischen Mitteln oder natürlich vorkommenden Nährstoffen
ab, die gegen das Auftauchen und die Entwicklung von Klonen mutierter,
maligner Zellen schützen.
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1994
etablierte das National Cancer Institute, USA, eine Chemopräventive
Abteilung ("Chemopreventive
Branch"), um die
existierenden Daten zu analysieren und neue Studien zu initiieren.
Die NCI-CB ist auch zu dem Schluss gekommen, dass CRC ein attraktives
Target für
die Krebsprophylaxe ist, weil er ein häufiger Krebs mit einer hohen
Mortalität
ist. Jedoch ist keine annehmbare Behandlung verfügbar.
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Mit
wohl definierten Vorläufern
in der Form kolorektaler Adenome ist eine wohl defi nierte Mehrstufenkarzinogenese
kartiert worden, und die Risikogruppen sind außerdem gut definiert.
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Manche
Studien haben auf eine umgekehrte Korrelation zwischen der individuellen
Aufnahme von nicht-steroidalen antiinflammatorischen Medikamenten
(NSAID) ("non-steroid anti-inflammatory
drugs") hingewiesen,
und auf Calcium und Vitamin D3 und das Risiko,
CRC zu entwickeln. Die zur Frage stehenden Studien sind experimentelle
Tiermodelle von kolorektaler Karzinogenese, prospektive Studien
von Patienten mit FAP und epidemiologische Studien, die die Form
retrospektiver Fallkontrollstudien und prospektiver Kohorten- und Interventionsstudien
annehmen (6–17).
In Schlussfolgerung haben 21 von 23 epidemiologischen Studien gezeigt,
dass die reguläre
Verwendung von NSAIDs das Risiko von CRC von bis zu 50% reduziert
(18). Jedoch sind die Daten nicht klar hinsichtlich Dosierung und
Verwendungsdauer. Die am häufigsten
untersuchten Arzneimittel sind Acetylsalicylsäure, Sulindac, Piroxicam und
Indomethacin.
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Einige Übersichtsartikel
und Leitartikel sind publiziert worden, welche die Ergebnisse als
interessant ansehen, aber die existierenden Daten haben weder zu
irgendwelchen angemessenen Empfehlungen geführt noch irgendwelche klinische
Signifikanz erwiesen (12). Dies ist vorwiegend wegen der gut bekannten
unerwünschten
Effekte von NSAIDs und der Anerkennung, dass der stärkste Hinweis
des Effekts dieser Mittel nicht existiert, d.h. prospektive, randomisierte
Doppelblindversuche in menschlichen Populationen.
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Die
American Cancer Society ist zu dem Schluss gekommen, dass gegenwärtige Daten
von epidemiologischen, klinischen, pharmakologischen und toxikologischen
Studien zeigen, dass Acetylsalicylsäure gegen CRC-Entwicklung schützt (13),
und die FDA untersucht gegenwärtig,
ob alleine genommene Acetylsalicylsäure als Chemoprophylaxe von
CRC bestätigt
werden sollte oder ob weitere Phase III-Studien notwendig sein werden.
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Tierexperimentdaten
zeichnen ein aussichtsreiches Bild pharmakologisch aktiver Arzneimittel,
die mit unterschiedlichen Wirkmechanismen effektive chemoprophylaktische
Mittel zu sein scheinen. Jedoch sind einzelne epidemiologische Studien
von Calcium und Vitamin D (oder Milchprodukten) in Bezug auf CRC
inkonsistent. Von 13 Studien von Calcium (neun Fallkontroll- und
vier Kohorten-Studien), zeigen acht eine signifikante inverse Korrelation,
berichten drei Studien von insignifikanten Korrelationen, wohingegen
zwei nicht in der Lage sind, irgendeine Korrelation zu zeigen.
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Von
fünf epidemiologischen
Studien (drei Kohortenstudien und zwei Fallkontrollstudien) über den
Einfluss von Vitamin D auf das CRC-Risiko zeigen zwei eine signifikante
inverse Korrelation, wohingegen der Rest keine Signifikanz aufweist.
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Die
Aufeinanderfolge Epithel – Adenom – Karzinom
ist ein Prozess, der viele Jahre benötigt (5 bis 10 Jahre). CRC
unterscheidet sich von vielen anderen Krebsarten insofern, dass
Mutationen in Zellzyklus-regulierenden Genen und Genprodukten kaum
beobachtet werden. CRC ist durch Mutationen in kritischen Tumorsuppressorgenen
(APC, DCC, p53, MCC) und Onkogenen (K-ras) und Hochregulation von
Wachstumsfaktoren (insbesondere die EGF-Familie) und enzymatische Aktivität (insbesondere
Cyclooxygenase) charakterisiert.
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Obwohl
CRC eine häufige
Krebsart ist, ist sein Vorkommen nur 65 pro 100.000 Einwohner und
eine kontrollierte klinische Studie, bei der die Endpunkte invasiver
Krebs und Krebs-bezogene Todesfälle
sind, würde
die Registrierung 10.000er Individuen erfordern und würde einige
Jahrzehnte lang laufen und astronomische Finanzquellen erfordern.
Gesunde Individuen fühlen
sich nicht angetrieben, an wissenschaftlichen Studien teilzunehmen,
die Langzeitmedizinaufnahme einschließen, und die Ergebnisse irgendeiner
solchen Studie würden
Irritationen unterliegen.
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Über 95%
von CRC entwickeln sich aus Adenomen, welche in wissenschaftlichen
Studien von Menschen und in Tierexperimenten akzeptierte CRC-Vorläufer sind.
Andere Biomarker schließen
Genomänderungen
(Mutationen etc.), aberrante Kryptenfokusse (ACF) ("aberrant crypt foci"), Ornithindecarboxylaseaktivität, Cyclooxygenaseaktivität und den
Prostaglandinspiegel in der Mucosa ein, welche als dazwischen liegende Endpunkte
verwendet werden.
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Kolorektale Karzinogenese
und Calcium:
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In
der westlichen Welt ist die durchschnittliche tägliche Aufnahme von Calcium
wesentlich unterhalb der empfohlenen Tagesdosis (RDA) ("recommended dietary
allowance") von
800 bis 1200 mg/Tag, zunehmend auf 1500 mg/Tag für ältere Menschen. In westlichen
Ländern
hat jeder Erwachsene eine durchschnittliche tägliche Aufnahme von 750 bis
850 mg Calcium (14).
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Ungefähr 30% des
Calciums aus der Nahrung werden aus dem Darmkanal absorbiert, und
Vitamin D3 stimuliert die Absorption. Die
Absorption ist sowohl transzellulär (bei niedrigem Calciumgehalt
der Nahrung) und parazellulär.
Die verbleibende Menge an Calcium im Darmlumen bindet freie Fettsäuren und
sekundäre Gallensäuren durch
Bildung unlöslicher
Seifen und reduziert den lokalen reizenden Effekt dieser Säuren im Kolon.
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Insbesondere
Desoxycholinsäure
(DCA) ("deoxycholic
acid"), welche in
der epithelialen Oberfläche des
Kolon Epitheliolyse produziert, wird als die am stärksten karzinogene
und mitogene der sekundären
Gallensäuren
angesehen (15). Epitheliolyse induziert wirksame Proliferation in
den Krypten, wahrscheinlich als Ergebnis des Ausgesetztseins der
Basalmembran. In der aktivierten Phase (S-Phase) sind die Zellen
gegenüber Karzinogenen
wie DCA, freien Fettsäuren
etc. sensitiver (16). In vivo kann der schädliche Effekt von 5 mM DCA durch
Erhöhen
der Ca-Konzentration im Darmlumen von 0 auf 4 mM verhindert werden.
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In
mehreren Fällen
haben die Ergebnisse von Fallkontrollstudien und Kohortenstudien
einen signifikanten Zusammenhang zwischen einem hohen Ernährungscalciumspiegel
und einer Reduktion des Risikos an CRC-Entwicklung gezeigt. Jedoch
sind die Ergebnisse nicht unzweideutig, obwohl große Datenvolumen von
experimentellen Tierstudien alle in dieselbe Richtung weisen (14).
Eine prospektive Studie zeigt eine signifikante Reduktion der Rate
von Polypen-Wiederauftreten und eine signifikante Zunahme an Krebs
betreffendem Überleben,
folgend auf CRC-Operation bei Calciumsupplementen (Calciumcarbonat
2 g/Tag) (17).
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Die
Bildung unlöslicher
Calciumseifen wird nach wie vor als der wichtigste Mechanismus der
Krebspräventionswirkung
von Calcium angesehen, jedoch ist in den letzten Jahren der Fokus
in zunehmendem Maße auf
die zentrale Rolle von Calcium bei der intrazellulären Signaltransduktion
gerichtet worden. Calcium ist ein Schlüsselfaktor beim Aufrechterhalten
normaler Zellmembranfunktion, und Calciumfluss über die Zellmembran spielt
eine zentrale Rolle beim Vermitteln intrazellulärer Signaltransduktion, welche
mehrere zelluläre Funktionen
reguliert. Weiterhin hängt
die Expression zellulärer
Oberflächencadherine,
welche notwendig ist, um den intrazellulären Kontakt aufrecht zu erhalten,
von der Gegenwart von Calcium ab. Insbesondere bei Darmkrebszellen
korreliert die Explosion von Cadherinen mit der Differenzierungsrate
und dem klinischen Ergebnis (19).
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Die
Reduktion der Calciumkonzentration in der Interzellularflüssigkeit
setzt die Zellantwort auf wachstumsregulierende Faktoren herab und
reduziert die Permeabilität
von Zellmembranen. Wenn die Calciumkonzentration reduziert ist,
nehmen die Raten bei Proliferation und Dedifferenzierung zu.
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Calcium
trägt zur
Regulation aller Zellteilungs- und Zelldifferenzierungsphasen, in
erster Linie durch die Aktivierung verschiedener Proteinkinasen
(cAMP-abhängige
Kinase, Ca-Calmodulin-abhängige
Proteinkinasen, Proteinkinase C) bei (20, 21). Calcium unterdrückt Ornithindecarboxylase,
ein Tumor-förderndes
Enzym (14) und reduziert die Anzahl an K-ras-Mutationen im mit dem Karzinogen 1,2-Dimethylhydrazin
stimulierten Kolonepithel (22). K-ras-Mutationen sind eine der frühen genomischen Änderungen
bei der Karzinogenese. K-ras-Mutationen
treten in ungefähr
85% der Adenokarzinome und ungefähr
55% der Adenome auf, aber ras-Mutationen existieren selbst in bis
zu 50% der ACF.
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Erhöhte Calciumwerte
produzieren gesteigerte Differenzierung von Epithelzellen mit gleichzeitiger Wachstumsunterdrückung, jedoch
verlieren neoplastische Kolonepithelzellen ihre Calciumantwort vermutlich bei
einer der späten
Stufen der Epithel-Karzinomsequenz (16).
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Die
Stimulation mit Karzinogenen im präneoplastischen Stadium ruft
luminale Proliferation der Kolonkrypten-proliferierenden Zellen,
ein erhöhtes
Proliferationsverhältnis
und erhöhtes
Vorkommen von ACF hervor, welches auch in Individuen mit erhöhtem Risiko
von Kolonkrebs beobachtet wird (HNPCC- und FAP-Patienten). Bei Calciumverabreichung
können
Zellen in den Krypten auf ein normales Proliferationsverhältnis und normale
geographische Verteilung von sich nicht-teilenden Zellen in den
zwei luminalen Dritteln der Krypten und proliferierenden Zellen
am unteren Ende der Krypten konvertiert werden (23).
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R.
G. Montoya et al., "Chemoprevention
of gastrointestinal cancer",
CANCER AND METASTASIS REVIEWS (1997) 16/3–4 (405–419) offenbaren mehrere Verbindungen,
die für
die Prävention
von Kolonkrebs verwendet werden. Vit D3 wird
nicht erwähnt,
und der Verweis auf Ca betrifft die Theorie betreffend der Bildung unlöslicher
Calciumseifen.
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WO
96/41645 offenbart die Verwendung von COX2-Inhibitoren
zur Verwendung bei der Behandlung von Entzündung.
-
B.
C. Pence et al.: Experimental chemoprevention of colon carcinogenesis
by combined calcium and aspirin (Meeting Abstract), Proc., Annu.
Meet. AM Assoc. Cancer Res. (1994). Band 35, S. A3719. ISSN: 0197-016X
beschreibt, dass die Tumorlast in Gruppen, die nur während der
Promotion mit Ca oder ASA versorgt waren, am niedrigsten war. Supplementation
während
Progression war weniger effektiv.
-
John
A. Sokoloski et al.: Introduction of the differentation of HL-160
romyelocytic leukemia cells by nonsteroidal anti-inflammatory agents
in combination with low levels of Vit D3;
Leuk. Res. (1998) 22(2), 153–161,
1998. Dieser Artikel offenbart, dass D3 einen
zunehmenden Effekt auf NSAID aufweist. Jedoch haben nur Derivate
mit Rezeptor-bindenden Eigenschaften diesen Effekt und nicht D3-Analoga ohne Rezeptor-bindenden Effekt
und mit dem Calcium-erhöhenden
Effekt diesen erhöhenden
Effekt auf die NSAID. Die Studie ist mit Leukämiezellen durchgeführt.
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Kolorektale Karzinogenese
and Vitamin D3:
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Vitamin
D3 (D3) erhöht Serumcalcium
durch Unterstützen
der Absorption von Calcium und Phosphat aus dem Intestinalkanal
und Mobilisieren von Calcium aus Knochen. D3 ist
in der Nahrung vorhanden. Es wird durch ultraviolette Strahlung
aus 7-Dehydrocholesterin gebildet, einem Provitamin, das in der
menschlichen Haut und in Fettgeweben in vielen Tieren vorliegt.
D3 metabolisiert durch sukzessive Hydroxylierung,
zuerst in der Leber, in 25-Hydroxycholecalcipherol, und dann in
den Nieren zu 1,25-Dihydroxycholecalcipherol (1,25-DHC) oder 24,25-DHC,
welches die hormonell aktiven Metabolite von D3 sind
(1,25-DHC > 24,25-DHC).
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Zusätzlich zu
seinem antioxidativen Effekt gleicht 1,25-DHC in seiner chemischen
Struktur und seinem Wirkmechanismus Steroidhormonen, weil 1,25-DHC
die Zellmembran passiert und an ein spezifisches zytoplasmatisches
Rezeptorprotein bindet. Dieser Hormonrezeptorkomplex wird während Translokation
in den Zellkern, wo er an DNA bindet und mRNA-Transkription und
Proteinsynthese initiiert, aktiviert. In der Kernmembran befinden
sich Rezeptoren für
1,25-DHC (Kern Vitamin D-Rezeptoren mit hoher Affinität, VDR),
welche zur Regulation des Calciumflusses über Zellmembranen beitragen
(17).
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1,25-DHC
moduliert Signaltransduktion, inhibiert Proliferation und DNA-Synthese,
moduliert onkogene Expression von c-myc, c-fos und c-jun, induziert
Differenzierung und vermutlich Apoptose. VDRs sind sowohl in normaler
Kolonmucosa als auch in kolorektalen Karzinomen identifiziert worden
(24). 1,25-DHC erhöht intrazelluläres Calcium
und stimuliert verschiedene Proteinkinasen. 1,25-DHC stimuliert
die Transkription des Calbindin D-Gens in Kolonozyten, was, wie man annimmt,
transzelluläre
Calciumabsorption erhöht.
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Eine
wirksame Hochregulierung (300–400%)
von VDR findet in neoplastischen Kolonzyten statt. Dies kann als
eine adaptive Antwort auf Tumorzellwachstum, wodurch die Zelle ihr
Differenzierungspotenzial erhöht,
interpretiert werden. Diese Reaktion verschwindet bei fortgeschritteneren
Stadien der Krankheit (> T3), wo
angenommen wird, dass der Vitamin D-Verteidigungsmechanismus inaktiviert
wird (25).
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In
vitro inhibiert 1,25-DHC das Wachstum von menschlichen Kolonkrebs-Zelllinien
(LoVo) einschließlich
CEA-produzierender Zelllinien. In vivo (Mäuse) kann 1,25-DHC das Wachstum
von soliden menschlichen Heterotransplantaten unterdrücken (17,
26). Ein paar Kohortenstudien menschlicher Populationen haben eine signifikante
Reduktion bei Risiko, kolorektalen Krebs zu entwickeln, bei der
Aufnahme von Vitamin D3 (oder seinem aktiven
Metaboliten 1,25-DHC), resultierend in Serumkonzentrationen über 20 ng/ml
gezeigt (6, 7).
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Die
RDA für
Vitamin D3 ist 10 μg/Tag, welche sich bei älteren Frauen
ohne Östrogensubstitution
auf 20 μg/Tag
erhöht
(6, 7, 27). Die empfohlene Dosis von 1,25-DHC ist 0,01 μg/kg Körpergewicht
(BW, "body weight") dreimal wöchentlich.
In Osteoporose-Studien ist gezeigt worden, dass 0,75 μg/Tag Hyperkalziämie induzieren.
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Neue
synthetische D3-Analogon-Zubereitungen haben
100–200
Mal den antiproliferativen Effekt und Effekt auf Differenzierung
und nur 0,5 Mal den hyperkalziämischen
Effekt von 1,25-DHC.
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Zwei
NCI-CB fördernde
Studien von 1,25-DHC 0,5 μg
oder D3 400 IE und Calciumcarbonat 1500
mg sind 1994 initiiert worden.
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Von
Studien von Knochenmineral-Turnover ist bekannt, dass Vitamin D
und Calcium voneinander abhängige
Faktoren sind, und dies hat sich auch im Fall der Regulation der
Zellteilung und Zelldifferenzierung erwiesen.
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Kolorektale Karzinogenese
und Cyclooxygenaseinhibitoren (Acetylsalicylsäure (ASA) und andere NSAIDs) und
CRC:
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Der
regulierende Effekt von Cyclooxygenaseinhibitoren (COX-Inhibitoren)
auf das Kolonepithel ist im Zusammenhang mit der Behandlung von
chronischen entzündlichen
Darmerkrankungen und FAP untersucht worden.
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Auf
dem Level der Molekularbiologie ist ein Krebs vorbeugender Effekt
von COX-Inhibitoren
nicht im Detail identifiziert worden, aber es wird angenommen, dass
er mit dem Einfluss dieser Arzneimittel auf den Arachidonsäuremetabolismus
und die Prostaglandinsynthese durch das Blockieren von Cyclooxygenaseenzymen (COX)
in Verbindung steht.
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Zwei isomere Formen sind
identifiziert worden: COX1 und COX2:
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COX1 ist die konstitutive Form. Im oberen Gastrointestinaltrakt
beeinflusst sie den Schutz der Mucosa durch Induzieren von Bicarbonatsekretion
und Mucinproduktion in erster Linie durch Prostaglandin E (PGE), welches
das quantitativ dominante Produkt des COX1-Turnover von Arachidonsäure ist.
COX2 ist eine induzierbare Form. Sie wird
insbesondere durch Entzündungstimuli
induziert und sie katalysiert die Bildung proinflammatorischer Zytokine
einschließlich
PGE2 und PGFα, welche
den mutagenen Effekt von Karzinogenen durch Proliferationsinduktion,
Suppression des Immunsystems und Stimulation von Angiogenese stärken. PGE2 übt
seinen inhibitorischen Effekt durch negative Feedback-T-Zellproliferation
und Lymfokinproduktion aus.
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Arachidonsäure (AA,
5,8,11,14-Eicosatetraensäure)
stammt aus dem Zellturnover von Phospholipiden (PL), die in der
Zellmembran lokalisiert sind. AA wird in erster Linie durch Hydrolyse
der Esterbindung, die AA an PL bindet, aus PL freigesetzt. In den
meisten Zelltypen geschieht dies durch direkte Aktivierung des Enzyms Phospholipase
A2. Die Phospholipase A2-Aktivität
stellt den allgemeinen Faktor dar, der die Rate an AA-Freisetzung,
und folglich die Produktionsrate für alle Eicosanoide (PG, Prostacycline,
Thromboxane und Leukotriene) reguliert.
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AA
metabolisiert über
den COX-Stoffwechselweg zu Eicosanoiden, welche die Zellteilung
stimulieren, wie es bei Entzündungszuständen gesehen
wird, oder über
den Lipoxygenase-Stoffwechselweg zu Hydroperoxiden (HPETE) und Hydroxyverbindungen
(HETE). Der dritte Weg für
Arachidon-Stoffwechsel ist via Cytochrom P450 zu HETE und EET (Epoxyeicosantriensäure). Es
ist gezeigt worden, dass Blockieren der Lipoxygenaseaktivität Wachstumsfaktor-induzierte
Kolontumorzellproliferation inhibiert (28).
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Der
COX-Inhibitor ASA (Aspirin und andere) und sein Metabolit Salicylat
blockieren die Bildung von PG aus AA durch irreversible Acetylierung
von COX (29), was AA den Zugang zum aktiven Zentrum des Enzyms verwehrt.
Die COX-Aktivität
kann nur durch Herstellung neuer COX-Moleküle wiederhergestellt werden, und
folglich sind Zellen ohne Proteinsynthese wie z.B. Plättchen nicht
in der Lage, COX-Aktivität
wieder aufzunehmen. Der hauptsächliche
chemopräventive
Effekt von ASA wird angesehen, die COX2-Inhibition
zu sein (30), welche in dem Metabolisieren von AA via einem Lipoxygenase-Stoffwechselweg
zu 15-HETE (Leukotrien mit antiinflammatorischen und antimitogenen
Effekten) resultiert.
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Die
meisten anderen NASAIDs (Piroxicam, Sulindac und Indomethacin) blockieren
COX auf eine reversible und dosisabhängige Weise, weshalb ASA ein
wirksamerer PG-Inhibitor
ist. Wie es von dem oben stehenden her erscheint, gibt es verschiedene
Wirkmechanismen, und hängt
die PG-Kaskade außerdem
von dem Calcium-regulierten Signaltransduktionssystem ab (21).
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Einige
klassische Karzinogene werden während
der COX-Reaktion als Elektronendonoren verwendet, und sie werden
durch diese Reaktion aktiviert (hohe DNA-Affinität). Unter ihnen sind polycyclische
aromatische Kohlenwasserstoffe, Aflatoxine, halogenierte Pestizide, aromatische
Amine und Phenolverbindungen. Folglich aktiviert COX potenzielle
Karzinogene in aktive DNA-schädliche
Metabolite.
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In
vitro-Studien zeigen, dass die meisten NSAIDs einen antiproliferativen
Effekt auf menschliche Kolonkrebszelllinien haben (Hat-29, SW-80,
DLD-1) (31).
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In
vitro-Studien zeigen außerdem,
dass, obwohl der NSAID-Effekt auf die PG-Synthese eliminiert wird (beispielsweise
durch die Verwendung von Sulindac-Metaboliten ohne COX-Inhibition),
das Wachstum von menschlichen Kolonkrebszelllinien trotzdem inhibiert
wird. Dies deutet auf verschiedene Wirkmechanismen hin, einschließlich dem
Vermögen,
signifikant Apoptose zu induzieren (28, 32), und die Modulation
von Calciumtransmembranfluss und intrazelluläre Verbindungen (33).
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Es
ist gezeigt worden, dass NSAID verschiedene Endonukleasen inhibieren;
dies sind Enzyme, die DNA-Moleküle
spalten. Vermutlich spielen sie eine zentrale Rolle bei der genomischen
Instabilität,
die eine der Charakteristika kolorektaler Vielstufen-Karzinogenese
ist (32). Andere molekularbiologischen Mechanismen sind im Detail
in (35) diskutiert.
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Ein
interessanter Punkt ist, dass, im Gegensatz zu anderen NSAIDs, von
ASA gezeigt worden ist, dass sie die Proliferation und Lumenbildung
in co-kultivierten normalen Kolonepithelzellen (Karzinomzellen im
Kompartement 2) inhibiert. Dies wird als ein Ausdruck der Inhibition
der Wachstum-fördernden
Signale von Karzinomzellen interpretiert. Andere Bereiche, in welchen
sich ASA von anderen NSAIDs unterscheidet, sind irreversible COX-Inhibition und niedriges
Plasma-Binden (ungefähr
50% im Vergleich zu ungefähr
90%).
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Es
ist gefunden worden, dass menschliche kolorektale Neoplasmen, sowohl
Adenome als auch Adenokarzinome, große Mengen von PG, insbesondere
vom E-Typ (31, 36), produzieren, und genau ist gefunden worden,
dass COX2-Aktivität in 85–90% von kolorektalen Karzinomen
2 bis 50-fach hervorgehoben ist (35). Insbesondere von dem APC-Verlust
der Heterozygozität
(LOH) ("loss of
heterozygocity")
glaubt man, dass er COX2-Expression in einem
früheren
Stadium neoplastischer Entwicklung sowohl in Epithel- als auch Stromazellen
stimuliert. Jedoch kann es genau die Stroma-COX1-Aktivität sein,
die die Expression verschiedener angiogenetischer Faktoren (VEGF,
bFGF und TGFβ1)
stimuliert.
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Andere
proneoplastische Effekt von COX sind die Änderung von TGF-beta von einem
antiproliferativen Wachstumsfaktor zu einem proproliferativen Wachstumsfaktor
und verringerte interzelluläre(r)
und zellulär-stromale(r)
Kontakt/Kommunikation, und dadurch das För dern von Angiogenese und Metastasierung.
Diese Eigenschaften von COX deuten an, dass die Inhibitionen beider
Isoformen wichtige Effekte gegen CRC haben können (38).
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Eine
der drei Domänen
des COX-Moleküls
(COX-Domäne,
EGF-Domäne
und Membranbindemotiv) an sich gleicht dem epidermalen Wachstumsfaktor
(Ligand für
den EGF-Rezeptor
ist auch TGFα).
Aus diesem Grund würde
eine mögliche
Inaktivierung der gesamten Domäne
bei einem Versuch, optimale Prophylaxe zu erreichen, interessant
sein.
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Der
COX-Inhibitor ASA (Aspirin und andere) und sein Metabolit Salicylat
blockieren die Bildung von PG aus AA durch irreversible Acetylierung
von COX (37), was AA den Zugang zum aktiven Zentrum des Enzyms verwehrt.
Die COX-Aktivität
kann nur durch Produktion neuer COX-Moleküle wieder hergestellt werden und
deshalb sind Zellen ohne Proteinsynthese, wie z.B. Plättchen,
nicht in der Lage, COX-Aktivität
wieder aufzunehmen. Der hauptsächliche
chemopräventive
Effekt von ASA wird angesehen, COX2-Inhibition
zu sein (38), welche im Metabolisieren von AA via einem Lipoxygenase-Stoffwechselweg
zu 15-HETE (Leukotrien
mit antiinflammatorischen und antimitogenen Effekten) resultiert.
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Die
meisten anderen NSAIDs (Piroxicam, Sulindac und Indomethacin) blockieren
COX auf eine reversible und dosisabhängige Weise, weshalb ASA ein
potenterer PG-Inhibitor
ist. Wie von dem oben stehenden sichtbar wird, gibt es mehrere Wirkmechanismen,
und hängt
die PG-Kaskade außerdem
von dem Calcium-regulierten Signaltransduktionssystem ab (21).
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Mehre
große
epidemiologische Studien von COX-Inhibitoren in der Form von Kohortenstudien,
Fallkontrollstudien und prospektiven Interventionsstudien haben
einen signifikanten präventiven
Effekt (Reduktion des relativen Risikos von 40 bis 50%), insbesondere
von ASA auf CRC nach Langzeit (2 bis 10 Jahre)-Therapie in den Dosen,
die verwendet werden, um ischämische
Herzkrankheit zu verhindern, gezeigt (11–13, 39–42). In einer Kohorte von
Patienten mit ulcerativer colitis, ist, folgend auf nur 3 Monate
Sulphasalazin-Therapie, eine relative Risikoreduktion von 0,38 (0,2
bis 0,7) gefunden worden.
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Mit
Tierversuchen war man in der Lage, einen signifikanten protektiven
Effekt (50 bis 60%) von beispielsweise Indomethacin und Piroxicam
in Ratten, die dem Karzinogen Dimethylnitrosamin oder Azoxymethan
(Methylazoxymethanol) ausgesetzt waren, zu zeigen (43–46).
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Die
häufigsten
unerwünschten
Effekte in Verbindung mit Langzeitverabreichung von NSAIDs sind
gastroduodenale Ulceration und Bluten wegen niedriger PG- und Thrombo xan
A2-Spiegel im Gastrointestinaltrakt. PG
stimuliert Mucinproduktion und Bicarbonatsekretion, und Thromboxan
A2 zeigt Plättchenaggregation an. Diese
Komplikationen stehen in erster Linie in Beziehung zur Inhibition
des konstitutiven COX1-Enzyms.
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Unerwünschte Effekte
und Komplikationen hängen
in erster Linie von der Verwendung von NASAIDs als analgetische
oder antiinflammatorische Mittel in signifikant höheren Dosen
zusammen, jedoch sind sie auch in niedrigeren Dosen potentielle
Fortsetzungen nach Langzeitverwendung.
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Eine Übersicht
von 16 Kohorten-Studien und Fallkontrollstudien zeigte, dass das
Risiko, schwere unerwünschte
NSAID-induzierte gastrointestinale Effekte zu entwickeln, sich auf
2 bis 4% pro Jahr, bei analgetischen und antiinflammatorischen täglichen
Dosen, beläuft
(14). Bei Niedrigdosis-Aspirinprophylaxe von kardiovaskulärer Krankheit
wurde gefunden, dass die relative Risikoreduktion in Bezug auf Schlaganfall,
akutem Myokard-Infarkt und/oder Kardiovaskulärtod ungefähr 25% ist (47).
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Die "Physicians" Health-Studie (325
mg Acetylsalicylsäure
qod) fand, dass es zusätzlich
zu einer signifikanten Reduktion des Risikos von akutem Myokardial-Infarkt,
signifikant mehr Fälle
von Melaena und Epistaxis als in der Placebo-Gruppe gab, jedoch
weder Cerebral-Hämorrhagie
noch unspezifisches gastrointestinales Bluten (einschließlich Hämatemesis)
(39).
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Es
bestehen zahlreiche Daten über
die Pharmakokinetiken und Toxizität von COX-Inhibitoren, insbesondere was ASA betrifft.
Die FDA hat gefunden, dass beispielsweise Acetylsalicylsäure ein
sicheres und effizientes antiinflammatorisches und analgetisches
Mittel, und für
Schalter- bzw. Ladentischverkäufe
gut geeignet ist. Es sind keine weiteren toxikologischen Studien
notwendig, um die Verwendung von Acetylsalicylsäure bei der Chemoprävention
zu beurteilen (48–49).
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Dwerryhouse
et al. (53) offenbaren den positiven Einfluss der Aufnahme von Calcium/Vitamin
D3 auf CRC. 1,25-Dihydroxcholecalciferol
wird als aktiver Metabolit von Vitamin D3 identifiziert.
Dieses Dokument erwähnt
außerdem
den vorteilhaften Effekt von Aspirin auf Prävention von CRC.
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Patent
US 5,770,215 ist auf Multivitamin-Zusammensetzungen
zur Inhibition vaskulärer
Okklusionen gerichtet. Es offenbart Zusammensetzungen, enthaltend
Vitamine, eine vaskuläre
Okklusion inhibierende Substanz, bevorzugt ASA, und Mineralien.
Die Vitamine schließen
Vitamin D
3 ein, und die Mineralien schließen Calcium
ein. Die Brauchbarkeit zur Behandlung und Prävention einer weiten Vielfalt
von Krankheiten wird erwähnt,
darin eingeschlossen auch die Reduktion der Gefahr von CRC.
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Pence
et al. (54) offenbart Testergebnisse von einem Azoxymethan-induzierten
Kolonkrebsmodell bei Ratten. Calcium erwies sich bei Cholsäure-geförderter
Kolonkarzigenese als ein effektiveres chemopräventives Mittel als ASA. ASA
fehlte in dieser Studie jeder größere schützende Effekt.
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Die
Karzinogenese bei kolorektalem Krebs involviert eine Anzahl genetischer Änderungen
und epigenetischer Faktoren, wie z.B. erhöhte Expression von Wachstumsfaktoren
und Unterdrückung
von Wachstumsinhibitoren, was nicht notwendigerweise zugrundeliegende
Mutationen impliziert (was jedoch beispielsweise bei erhöhter COX-Expression
auftritt). Daten von epidemiologischen Studien und Tierversuchen
zeigen, dass Vitamin D3 und Calcium pharmakologisch
aktiv sein können,
wenn sie als Chemoprophylaxe von CRC verwendet werden. Jedoch ist
der Effekt moderat. Einige epidemiologische Studien in menschlichen
Populationen zeigen eine Reduktion (40 bis 50%) des relativen Krebsrisikos
in Populationen an, die ASA kontinuierlich verwenden; Es gibt jedoch
keinen Konsens, was die Dosierung und die Behandlungsdauer betrifft.
Die Risiko-Reduktion in Bezug auf CRC konnte zweimal die Risikoreduktion
von kardiovaskulären
Ereignissen sein.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Es
existieren keine prospektiven randomisierten Doppelblindstudien.
Krebs-Chemoprophylaxe-Studien
sind extrem teuer, weil sie zwangsläufig eine sehr hohe Anzahl
von Individuen einschließen
und jahrelang laufen müssen,
wenn die Studienendpunkte invasiver Krebs und krebsbezogene Mortalität sein sollen.
Aus diesen Gründen
besteht eine zunehmende Tendenz, sich auf epidemiologische Studien
von intermediären Endpunkten
(z.B. Polypen, ACF, etc.), Tierversuche gentechnisch modifizierter
oder karzinogen stimulierter Tierpopulationen und biologische Modelle
zum Untersuchen unterschiedlicher Biomarker (Mutationen, Wachstumsfaktoren
etc.) zu verlassen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung manifestiert sich der CRC-präventive Effekt der folgenden
Kombination von Zubereitungen in einer signifikanten Reduktion des
Vorkommens und der Gesamt-Morbidität und -Mortalität von kolorektalem
Krebs. Um diesen Effekt zu erreichen, wird jedoch angenommen, dass
es wichtig ist, die Zubereitung konsistent als Prophylaxe über eine
lange Zeit (wahrscheinlich mehr als 1 Jahr), genau wie für die Prävention
von ischämischer
Herzkrankheit und Osteoporose, zu nehmen.
-
Durch
Kombinieren von ASA mit 1,25-DHC mit Calcium wird ein synergistischer
Effekt erreicht, so dass die Mengen der individuellen Arzneimittel
vermutlich reduziert werden und die Toxizität dadurch auf einen unerheblichen
Level reduziert wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann ein überraschender
Effekt durch eine Kombinationsdosierung erhalten werden, umfassend
einzelne Arzneimittel, welche ihre Effekte auf spezifische Bereiche
der Karzinogenese ausüben:
Modifikation von Signaltransduktion und Expression von Onkogenen,
Reduktion des karzinogenen Einflusses auf das Kolonepithel und intrazelluläre und interzelluläre Signaltransduktion,
COX-Inhibition und vermutlich Apoptose.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der zu behandelnde Mensch ein Patient, welcher wegen zugrunde
liegender Krankheit oder einem genetisch Defekt Gefahr läuft, Kolorektalkrebs
zu entwickeln, wie z.B. HNPCC-Patienten, Polypen-Patienten, Patienten
mit einer CRC-Vorgeschichte. Außerdem
Individuen über
50 Jahren, die Verwandte ersten Grades von Patienten mit kolorektalem
Krebs sind (Risiko, CRC zu entwickeln, 2- bis 4-fach erhöht) (12
bis 25%).
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Für Verwandte
ersten Grades von Individuen mit diagnostiziertem CRC vor dem Alter
von 50 Jahren oder für
Individuen mit zwei Verwandten ersten Grades mit CRC erhöht sich
das Risiko, unabhängig
vom Alter, 4 bis 6 Mal (24 bis 36%).
-
Für Träger von
HNPCC-Mutationen ist das Risiko von CRC 75% im Alter von 65 Jahren
und das Risiko von metachronem Krebs ist 10 Jahre im Anschluss an
Resektion des Primärtumor
45%.
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Für Patienten
mit chronischen entzündlichen
Darmerkrankungen (Colitis ulcerosa und Morbus Crohn) erhöht sich
das Risiko 4 bis 25 Mal (Lebenszeit-Risiko 12 bis 75% bei Patienten,
die nach mehr als 10 Jahren Krankheit nicht mit einer Operation
behandelt sind), abhängig
von der Dissemination und Dauer der Krankheit.
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Dementsprechend
ist die Verwendung gemäß der vorliegenden
Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform geeignet, worin
der Mensch ausgewählt
ist aus der Gruppe, die Gefahr läuft,
kolorektalen Krebs zu entwickeln, weil er ein Verwandter ersten
Grades zu einem Patienten mit kolorektalem Krebs ist, und/oder das
Gen/die Gene für
hereditären
nicht-polypösen kolorektalen
Krebs (HNPCC) trägt,
und/oder familiäre
adenomatöse
Polypose, kolorektale Adenome und/oder eine entzündliche Darmerkrankung wie
z.B. Colitis ulcerosa oder Morbus Crohn aufweist.
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Die
Zubereitungen könnten
wie folgt kombiniert werden:
500 mg Calcium (Calciumcarbonat
1250 mg) und/oder
0,5 μg
1,25-DHC (oder Vitamin D3 400 IE oder D3-Analogon, z.B. 0,25 μg Calcitriol oder 0,005 μg Calcitriol/kg Körpergewicht)
und
75 mg ASA oder Analog reversibler oder irreversibler COX2-Inhibitor.
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Die
Hauptvoraussetzungen für
eine zur Chemoprophylaxe entworfene Zubereitung schließen ein: niedriger
Preis, hohe Compliance und ultra-niedrige Toxizität; es wird
angenommen, dass durch Zugeben von 1,25-DHC und Calcium die Menge
des COX-Inhibitors (ASA) reduziert werden kann, so dass die mit
ASA in Beziehungen stehenden unerwünschten Effekte auf einen vernachlässigbaren
Level reduziert werden können, ohne
seine Wirkung zu reduzieren. Für
Acetylsalicylsäure
haben die unerwünschten
Effekte, die auf Langzeitanwendung folgen, die FDA zögern lassen,
bevor sie Acetylsalicylsäure
als Chemoprophylaxe für
CRC zugelassen haben.
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Zubereitungen
mit spezifischer Wirkung im Kolon, wie beispielsweise 5-ASA, können sich
möglicherweise
in Kombination mit Mucosa-protektiven Wirkstoffen als geeignet erweisen.
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ASA
und andere NSAIDs sind für
Schalter- bzw. Ladentischverkäufe
für analgetische
und antiinflammatorische Verwendung anerkannt. Ähnlich werden Kombinationspräparate,
enthaltend D3 und Calcium (beispielsweise
Calciumcarbonat 150 mg = Calcium 500 mg + D3 400
IE) über
den Ladentisch zur Osteoporose-Prophylaxe verkauft.
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Zuerst
wurden in vivo-Studien der Wirkung des oben Stehenden in der Form
von Tierexperimenten mit dem Institute for Toxicology of the Danish
Veterinary and Food Administration (DVFA) durchgeführt. Die
Ergebnisse der Studien sind in Tabelle 1 gezeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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In
einer Ausführungsform
betrifft die Erfindung die Reduktion der effektiven Dosierung von
ASA in einer chemoprophylaktischen Behandlung von kolorektalem Krebs
in einem Menschen durch gleichzeitige Verabreichung mit einer nicht-toxischen
Dosierung von 1,25-DHC
und Ca in der Form einer Kombinationsdosierung. Dies ist durch die
Tatsache bedingt, dass überraschend
gezeigt worden ist, dass die Zugabe von dem 1,25-DHC und Calcium
die notwendige Dosierung von Acetylsalicylsäure verringern kann, um die
Bildung aberranter Krypten-Fokusse ("abberant crypt foci") in einer Modell-Ratte sowohl hinsichtlich
Größe als auch Anzahlen
zu verringern. Dementsprechend betrifft die Erfindung außerdem die
Prävention
der Entstehung und/oder Progression von kolorektalem Krebs beim
Menschen, umfassend die Verabreichung einer Kombinationsdosierung
von ASA, 1,25-DHC und Calcium an den Menschen.
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Durch
Prävention
und chemoprophylaktiven Effekt ist Prävention von kolorektalem Krebs
oder der Entstehung und/oder Progression von kolorektalem Krebs
und/oder der Effekt des Reduzierens der Bildung von Bedingungen,
die prä-maligne
für kolorektalen
Krebs sind, gemeint.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung nimmt man an, dass die Verabreichung der Kombinationsdosierung
regelmäßig mit
einer durchschnittlichen täglichen
Dosierung von ASA im Bereich von 50 mg und 500 mg, vorzugsweise
im Bereich von 25 bis 400 mg, stärker
bevorzugt im Bereich von 50 bis 300 mg, noch stärker bevorzugt im Bereich von
75 bis 150 mg, wie z.B. im Bereich von 75 bis 100 mg verabreicht
werden sollte.
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Die
Kombinationsdosierung umfasst ferner den Vitamin D3-Metaboliten
1,25-Dihydroxycholecalcipherol im Bereich von 0,1 μg bis 2 μg. Das Calcium
in der Kombinationsdosierung kann vorzugsweise im Bereich von 200
mg bis 3500 mg sein, z.B. ist Calcium im Bereich von 250 mg bis
3000 mg, z.B. im Bereich von 300 mg bis 2500 mg, vorzugsweise im
Bereich von 400 bis 2000 mg, bevorzugter im Bereich von 500 bis
1000 mg, wie z.B. 750 mg.
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Wie
oben genannt, sollte die Behandlung oder Prävention über einen langen Zeitraum fortgesetzt
werden, um den besten Effekt zu ergeben, jedoch wird angenommen,
dass ein nützlicher
Effekt nach einer Behandlung von wenigstens 3 Monaten erhalten werden
kann. Entsprechend wird die Verabreichung vorzugsweise wenigstens
6 Monate lang fortgesetzt, wie z.B. wenigstens 1 Jahr lang, vorzugsweise
wenigstens 2 Jahre lang. Allerdings können Personen mit hohem Risiko
ihr restliches Leben lang gemäß der vorliegenden
Erfindung behandelt werden.
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In
einem wichtigen Aspekt resultiert die Verabreichung der Kombinationsdosierung
in der Prävention der
Entstehung oder Progression von kolorektalem Krebs, die über den
Effekt der Verabreichung jeder der individuellen Bestandteile in
derselben täglichen
Dosierung und im selben Zeitraum hinausgeht.
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Bei
der erfindungsgemäßen Verwendung
weist die Kombinationsdosierung einen präventiven Effekt auf, welcher,
verglichen mit dem Effekt der individuellen effektiven Bestandteile,
synergistisch ist.
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Ein
erfindungsgemäßer additiver
Effekt kann als ein Effekt der Summe an Prävention durch jede der Substanzen
ASA, das Vitamin D3 bzw. das Ca oder durch
einen Effekt der Summe an Prävention
durch die Auswahl von zweien der Substanzen ASA, dem Vitamin D3 und dem Ca und dem präventiven Effekt der verbleibenden
Substanz berechnet werden.
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Mit
erfindungsgemäßem synergistischen
Effekt ist vorzugsweise ein Effekt gemeint, welcher höher als der
oben offenbarte additive Effekt ist. Eine geeignete Referenz für die Berechnung
ist in Beispiel 1, welches eine Studie der Bildung aberranter Kryptenfokusse
in induziertem Rattenkolon offenbart, gezeigt.
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Der
COX-Inhibitor kann irgendeiner sein, der auf einen oder mehrere
der Mechanismen wirkt, ausgewählt
aus reversibler oder irreversibler Acetylierung von COX1,
reversibler oder irreversibler Acetylierung von COX2,
Inhibition von Angiogenese, Inhibition von Arachidonsäure-Stoffwechsel,
Blockieren von AA-Stoffwechsel, inhibiert die Stimulation der Proliferation,
die vom epidermalen Wachstumsfaktor hervor gerufen wird, und Stimulation
von Apoptose. Der COX-Inhibitor ist ASA. Das Vitamin D3 ist
1,25-Dihydroxycholecalcipherol.
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Die
ASA wirkt vorzugsweise durch einen oder mehrere der folgenden Mechanismen:
Inhibieren von Zellproliferation; Inhibition der Hochregulierung
pro-proliferativer Mittel, wie z.B. Wachstumsfaktoren; Modulation
von Signaltransduktion; und Induktion von Apoptose. Auch die Inhibition
von Angiogenese und Inhibition von Arachidonsäure-Stoffwechsel kann das Ziel
bzw. Target für
die ASA sein. In einem weiteren Aspekt wirkt der Cyclooxygenase-Inhibitor durch Verringern
der Bildung potenzieller Karzinogene in DNA-schädigende Metabolite.
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Das
Vitamin-1,25-DHC wirkt vorzugsweise durch einen oder mehrere der
folgenden Mechanismen: Inhibieren von Zellproliferation; Inhibition
von DNA-Synthese; Modulation von Signaltransduktion; Induktion von Differenzierung;
und Induktion von Apoptose.
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Der
aktive Mechanismus des Calciums ist gemäß der vorliegenden Erfindung
vorzugsweise ein Effekt auf die Expression zellulärer Oberflächencadherine
und Intra- und Extrazell-Signaltransmission.
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Ein
sehr wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fund, dass
die Verwendung das Risiko, kolorektalen Krebs in dem individuellen
Menschen, der die Behandlung empfängt, zu entwickeln, um wenigstens
10% oder mehr, verglichen zum Effekt, erhalten durch irgendeine
der individuellen Bestandteile in der gleichen Dosierung und im
gleichen Verabreichungszeitraum, reduzieren kann. Die Reduktion
kann wenigstens 20% oder mehr sein, und unter gewissen Umständen, z.B.
für Hochrisikopatienten,
selbst 30% oder mehr. Der Effekt kann wie in dem Beispiel offenbart,
durch die Anzahl aberranter Kryptenfokusse in AOM-induzierten Ratten,
die die Verabreichung der Kombinationsdosierung empfangen, gemessen
werden.
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Die
Kombinationsdosierung gemäß der Erfindung
ist die Kombinationsdosierung, umfassend ASA, 1,25-DHC und Ca. Diese
Bestandteile sind alle gut bekannte Arzneimittel.
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In
einer noch weiteren Ausführungsform
betrifft die Erfindung die Verwendung von ASA, 1,25-DHC und Calcium
zusammen mit einem pharmazeutisch annehmbaren Träger zur Herstellung eines Medikaments
zur Prävention
der Entstehung und/oder Progression von kolorektalem Krebs beim
Menschen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Medikament
in Form einer Kombinationsdosierung, die die ASA, das 1,25-DHC und
das Calcium umfasst.
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Die
Verwendung kann gemäß irgendeiner
der oben beschriebenen Verwendungen sein, und in einer noch weiteren
Ausführungsform
betrifft die Erfindung ein beliebiges derartiges pharmazeutisches
Medikament. Das pharmazeutische Medikament kann demgemäss eine
Kombination eines Cyclooxygenase (COX)-Inhibitors, eines Vitamin
D3 einschließlich Analoga und Metaboliten
davon und/oder Calcium umfassen. In einem weiteren Aspekt ist das
pharmazeutische Medikament ein derartiges Medikament, wie irgendeine
der Kombinationsdosierungen, verabreicht gemäß irgendeiner der oben beschriebenen
Verwendungen.
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Dementsprechend
betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung die Verwendung von einem
Cyclooxygenase (COX)-Inhibitor, einem Vitamin D3 einschließlich Analoga
und Metaboliten davon und Calcium zusammen mit einem pharmazeutisch
annehmbaren Trägers
zur Herstellung eines Medikaments zur Prävention der Entstehung und/oder
Progression von kolorektalem Krebs beim Menschen.
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In
einem noch weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein
pharmazeutisches Medikament, umfassend eine Kombination eines Cyclooxygenase
(COX)-Inhibitors, eines Vitamin D3 einschließlich Analoga und
Metaboliten davon und von Calcium in einer Kombinationsdosierung
zusammen mit einem pharmazeutisch annehmbaren Träger.
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Das
pharmazeutische Medikament gemäß der Erfindung
ist vorzugsweise ein Medikament, wobei die Kombinationsdosierung
den Vitamin D3-Metaboliten 1,25-Dihydroxycholecalcipherol
im Bereich von 0,1 μg
bis 2 μg,
wie beispielsweise im Bereich von 0,2 μg bis 1,5 μg, vorzugsweise im Bereich von
0,3 bis 1 μg,
stärker bevorzugt
im Bereich von 0,4 μg
bis 0,75 μg,
wie z.B. 0,5 μg,
umfasst.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist das pharmazeutische Medikament eines, wobei die Kombinationsdosierung
Calcium im Bereich von 200 mg bis 3000 mg, wie z.B. im Bereich von
300 mg bis 2500 mg, vorzugsweise im Bereich von 400 bis 2000 mg,
stärker
bevorzugt im Bereich von 500 bis 1000 mg, wie z.B. 750 mg, umfasst.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das erfindungsgemäße pharmazeutische
Medikament, wobei die Kombinationsdosierung ASA im Bereich von 50
mg und 500 mg, vorzugsweise im Bereich von 25 bis 400 mg, stärker bevorzugt
im Bereich von 50 bis 300 mg, noch stärker bevorzugt im Bereich von
75 bis 150 mg, wie z.B. im Bereich von 75 bis 100 mg, umfasst. Das
am stärksten
bevorzugte Medikament umfasst 50 bis 75 mg ASA, 500–1000 mg
Ca, und 0,5 bis 1 μg
25-Dihydroxycholecalcipherol.
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Mit
einer Dosierung gemäß der vorliegenden
Erfindung sind individuelle Dosierungen, beispielsweise in einer
Einzelschachtel oder einer physikalischen Einheit eines oder mehrerer
der Bestandteile gemeint. Die Kombinationsdosierung kann außerdem verschiedene
COX-Inhibitoren sowie verschiedene Vit D3-Analoga und/oder
-Metaboliten umfassen.
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Dementsprechend
ist, in einer bevorzugten Ausführungsform,
das Pharmakon ein Pharmakon, das alle drei Bestandteile umfasst,
um die richtige individuelle Dosierung und Patienten-Compliance
zu sichern.
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Die
COX-Inhibitoren gemäß der vorliegenden
Erfindung, zusätzlich
zu der ASA, schließen
andere im Fachgebiet bekannte NSAIDs ein.
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BEISPIEL 1
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Der Einfluss von 1α,25-(OH)2-Vitamin D3, Calcium
und Acetylsalicylsäure
auf AOM-induzierte
aberrante Kryptfokusse und kolorektale Tumoren in Rattenkolon.
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Materialien und Verfahren
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Tiere
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128
männliche,
3 bis 4 Wochen alte F344/Mol-Ratten, SPF (F344/Ntac@Mol) wurden
von M & B (LI. Skensved,
Dänemark)
erworben.
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Ernährungsweisen
-
Allen
Gruppen von Ratten wird gereinigte pulverisierte Kost angeboten.
Die Mengen an 1α,25(OH)2D3, Calcium und
Acetylsalicylsäure
in der Kost für
jede Gruppe sind in Tabelle 1 dargestellt.
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Chemikalien
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Azoxymethan
(AOM) wurde von Sigma Chemical (St. Louis, MO) erhalten. 1α,25(OH)2D3 wurde von Leo
Pharmaceutical Products, Ballerup, Dänemark bereitgestellt. Acetylsalicylsäure (ASA)
("acetylsalicylic acid") wurde von Nycomed
Danmark A/S erhalten.
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Haltung
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Die
Tiere wurden in Wegwerf-Käfig
aus Kunststoff mit einem eingesetzten Stahlgitterboden, zu zwei Tieren
pro Käfig,
in flexiblen Film-Isolierern (Isotec 12134, Olac, Oxford, GB) während der
Dosierungsperiode und 1 Woche nach der Beendigung des Dosierens
mit AOM gehalten. Für
den verbleibenden Zeitraum der Studie wurden die Tiere in Drahtkäfigen aus
Edelstahl mit zwei Tieren pro Käfig
gehalten. Während
der Studie wurde die Temperatur bei 21 ± 1°C beibehalten, die relative
Feuchtigkeit bei 55 ± 5%,
die Luft wurde 10 Mal pro Stunde ausgetauscht, und fluoreszierendes
Licht von 2100 bis 0900 war an.
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Experimentelles Design
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Die
Tiere wurden zufällig
zu acht experimentellen Gruppen von 16 Tieren zugeordnet und mit
ihrer jeweiligen Kost 19 Tage lang gefüttert (Tabelle 1). Dann wurden
alle Gruppen mit AOM, 15 mg/kg Körpergewicht subkutan
2 Mal mit einwöchigem
Abstand, dosiert. Die Tiere wurden über einen 16-wöchigen Beobachtungszeitraum
auf ihrer jeweiligen Kost gehalten. Das Körpergewicht, Nahrungsmittel-
und Wasserverbrauch wurden wöchentlich
gemessen. Bei Beendigung der Studie wurden 10 Tiere von jeder der
Gruppen 1, 6, 7 und 8 24 h lang getrennt in Metabolismus-Käfige platziert.
Nach Spülen
mit 10 ml Wasser wurde der Urin zur Bestimmung von Volumen, pH,
Calcium und Kreatinin gesammelt. 18 Wochen nach der ersten AOM-Injektion
wurden die Tiere geopfert und Serum wurde zur späteren Analyse von Acetylsalicylsäure gesammelt.
Das Abdomen und die Brusthöhle
aller Tiere wurden untersucht, um makroskopische Änderungen
aufzudecken. Das Gewicht der Nieren und Nebennieren wurde aufgezeichnet.
Diese Organe, der Magen, der Dünndarm
und die Schilddrüse
mit Nebenschilddrüsen
wurden in 4%igem gepufferten Formaldehyd in Erwartung eines zukünftigen
Erfordernisses einer histopathologischen Untersuchung konserviert.
Der Dickdarm wurde longitudinal geschnitten, in 0,9% NaCl gespült, und
in zwei Teile gleicher Länge
geteilt, auf einer Korkplatte festgesteckt, und in kaltem 4%igem
neutralen gepufferten Formaldehyd gemäß (1) fixiert.
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TABELLE
1 Behandlungsschema
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Urinanalyse
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Die
Analyse von Kreatinin und Calcium wurde unter Verwendung eines Combas
Mira S-Analysegeräts unter
Verwendung des für
jeden Parameter relevanten Kits (Roche Diagnostic Systems) analysiert.
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Bewertung von ACF
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Die
ACF wurden durch Giemsa-Färbung
visualisiert unter Verwendung eines Stereomikroskops bei 40-facher
Vergrößerung aufgezeichnet
und in klein (1–3
Krypten), mittel (4–6
Krypten), groß (7–9 Krypten),
extragroß (≥ 10 Krypten),
und ACF > 7 (> 7 Krypten) eingeteilt.
Die ACF wurden gemäß (1) von
normalen Krypten unterschieden.
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Bewertung von Tumoren
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Bei
Grobuntersuchung oder unter Stereomikroskop wurden tumorverdächtige Kolongewebeabweichungen
in Paraffin eingelegt, 4–6 μm geschnitten
und mit Hämatoxylin
und Eosin für
histopathologische Untersuchung gefärbt.
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Statistische Analyse
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Alle
Daten sind als Mittelwert ± SE
(Standardfehler) dargestellt. Einfache Varianzanalyse ("one way analysis
of variance") mit
wiederholten Messungen bei einem Faktor wurden verwendet, um das
Körpergewicht
und den Nahrungsmittel- und Wasserverbrauch zu analysieren. Die
Analysen wurden, falls signifikant, von einem LSD-Test ("Least Significant
Difference test")
gefolgt. Die Daten von Organgewichten, Urinchemie und ACF wurden
durch eine einfache Varianzanalyse, gefolgt von den Mittelwerten
der kleinsten Quadrate ("Least
Squares Means"),
analysiert. Die Varianzhomogenität
unter Gruppen wurde durch Beurteilung von Standard-Residual-Plots
(allgemeines lineares Modell-Verfahren, "General Linear Model procedure") ausgewertet. Die
Daten tumortragender Tiere wurden durch Fishers-Exact-Test analysiert. Ein p < 0,05 wurde als signifikant
angesehen. Die gesamte statistische Analyse wurde unter Verwendung
von SAS Ausgabe 6.12 durchgeführt.
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Ergebnisse
und Diskussion
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Urinchemie
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Das
Harnvolumen, der pH, die Konzentration an Calcium und Kreatinin
von Gruppe 1, 6, 7 und 8 wurden untersucht (siehe Tabelle 2). Die
Konzentration an Calcium war in Gruppe 6 und 8 statistisch signifikant verringert.
Eine nicht signifikante Abnahme wurde auch in Gruppe 7 beobachtet.
Der Effekt wird wahrscheinlich durch eine 1α,25(OH)2D3-induzierte renale Retention von Calcium
verursacht. Der pH von Gruppe 7 war statistisch signifikant höher als
der Kontrollwert. Weil in Gruppen 6 und 8 keine signifikanten Änderungen
beobachtet wurden, ist dies wahrscheinlich ein Zufall. Die Ergebnisse
demonstrieren ferner, dass kein Nebeneffekt der Kombinationsbehandlung
gemäß der Erfindung
beobachtet wird.
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Organgewicht
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Das
relative Organgewicht wurde pro 100 g Körpergewicht berechnet. Das
End-Körpergewicht,
das absolute Gewicht an Nieren und Nebennieren, und das relative
Gewicht der Nebennieren, waren durch die Behandlung nicht beeinflusst.
Das relative Nierengewicht von Gruppe 5 und 8 war, wenn verglichen
mit der Kontrollgruppe, erhöht.
Die Änderungen
sind geringfügig,
und es wird nicht angenommen, dass sie in Bezug zur Behandlung stehen.
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ACF und Tumoren
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ACF
als intermediäre
Biomarker und nicht Tumore/Krebse waren Endpunkte für diese
Studie. Trotzdem entwickelte eine Anzahl an Tieren während des
Versuche Tumoren. Gemäß der Adenom – Karzinom-Sequenz
stellen Tumore Karzinogenese im späten Zustand dar und sind deshalb
in die Ergebnisse eingeschlossen. Große ACF, extra-große ACF und
Tumore stellen Läsionen
mit signifikanter Korrelation zum nachfolgenden invasiven Krebs
und Krebs-bezogenen Tod dar. Die Gruppe von Tieren mit Läsionen,
enthaltend mehr als sieben Krypten (ACF > 7) wird als Hoch-Risikotiere bezüglich Krebsentwicklung
beachtet.
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Die
Gesamtanzahl und Verteilung von ACF und Tumoren sind in Tabelle
3 und Anhang 3 dargestellt.
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Tiere,
die auf einer Niedrigcalciumkost von 2500 ppm (was eine ältere menschliche
Population der westlichen Welt nachahmt), waren am anfälligsten
für ACF-Entwicklung.
Zunehmende Calciumspiegel in der Kost reduzierten die Anzahl von
ACF signifikant. Bei Tieren, denen 7500 ppm Calcium und 1,25(OH)2D3 zugeführt wurde,
wurde eine statistisch signifikante Abnahme der Gesamtanzahl von
ACF, im Vergleich zur Gruppe 1 und 2, beobachtet (35,1 im Vergleich
zu 61,7 bzw. 31,1 im Vergleich zu 88,3). Bei Tieren, die mit 7500
ppm Calcium, 1,25(OH)2D3 und
ASA versorgt wurden, wurde eine nicht-signifikante Reduktion an
Gesamt-ACF, wenn verglichen zu Gruppe 1, beobachtet (44,6 im Vergleich
zu 61,7).
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TABELLE
3 Mittlere
Anzahl aberranter Kryptenfokusse (ACF)("aberrant crypt foci") oder von Tumoren in AOM-induzierten Ratten,
die mit Ernährungsweisen
versorgt wurden, die 1α,25(OH)
2D
3, Acetylsalicylsäure und
verschiedene Dosen an Calcium enthielten
a–b
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Wenn
man die Hochrisikogruppe (ACF > 7)
auf der Niedrigcalcium-Kost (2500 ppm) mit der Hochrisikogruppe,
behandelt mit den drei aktiven Komponenten (Gruppe 6) vergleicht,
sieht man eine hoch signifikante Verringerung der Anzahl von Kolonläsionen (ACF > 7) (6,1 im Vergleich
zu 1,8, p = 0,0001).
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TABELLE
A Allgemeine
lineare Modelle-Vorgehensweise Mittelwerte
der kleinsten Quadrate (LSMEAN)
-
Wahrscheinlichkeit
von LSMEAN(i) = LSMEAN(j)
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Getrennte
Zugabe von Calcium, 1α,25(OH)2D3 oder ASA, oder
von Kombinationen von zweien, ergab auch signifikante Verringerungen
bei ACF, was einen schützenden
Effekt anzeigt. Der am stärksten
ausgeprägte
Effekt wurde mit der Kombination aller dreier Bestandteile erhalten,
was auf einen additiven/synergistischen Effekt hinweist.
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Wenn
man Niedrigcalcium-Ernährungsweisen
betrachtet, war die Zunahme der Gesamtzahl von ACF in Gruppe 8 in
erster Linie durch eine Zunahme an kleinen ACF bedingt. Wohingegen
in Gruppe 2, zusätzlich zu
einer nicht-statistisch signifikanten Zunahme an kleinen ACF (p
= 0,061), statistisch signifikante Zunahmen an ACF mittlerer und
große
Größe sowie
ACF > 7 beobachtet
wurden. Dies zeigt, dass die Zugabe von 1α,25(OH)2D3 und ASA zum Futter gegen die Progression
von kleinen ACF bei Tieren schützt,
denen sub-optimales Calcium (2500 ppm) gegeben wird. Wenn man Calcium
auf einen höheren
Level anhebt (5000 ppm), sieht und erkennt man einen offensichtlichen
Trend (1,8 im Vergleich zu 3,2, p = 0,19), der den Antikrebseffekt von
1α,25(OH)2D3 und ASA unterstützt.
-
In
Schlussfolgerung resultiert die Behandlung von Tieren, denen eine
Niedrigcalciumkost mit der Kombination von 1α,25(OH)2D3, Ca und ASA gegeben wird, in einer statistisch
signifikanten Reduktion bei der Entwicklung prä-neoplastischer Kolonläsionen.
-
Tumoren
-
Tumortragende
Ratten wurden in allen Gruppen beobachtet (Tabelle 4). Die dargelegten
Ergebnisse sollten mit Vorsicht betrachtet werden, weil weitere
histologische Untersuchung zur endgültigen Auswertung erforderlich
ist. Bei der Autopsie erschienen einige der Läsionen sehr prominent und tumurähnlich,
rötlich,
erhöht
und 1 bis 15 mm im Durchmesser. Wohingegen andere Läsionen weniger
erhöht
waren und dieselbe Farbe wie die Mucosa hatten. Einige Tiere hatten
mehr als einen Tumor, oft zwei bis drei. Andere Läsionen wurden nur
beobachtet, wenn der Daran für
das Zählen
von ACF unter dem Stereomikroskop untersucht wurde. Tumoren wurden
auch im Dünndarm
eines Tieres von Gruppe 1, 5, 7 und 8 beobachtet. In Gruppe 2 trugen
zwei Tiere Tumoren in ihrem Dünndarm
(nicht histologisch untersucht). Die höchste Anzahl tumortragender
Tiere und Gesamtanzahl an Tumoren wurden in Gruppe 3 und 4 gesehen.
Gruppe 8, die den niedrigsten Level an Calcium in Kombination mit
ASA und 1α,25(OH)2D3 empfing, hatte,
gefolgt von der Gruppe 1, die niedrigste Tumorlast. Wenn man die
tumortragender Tiere von Gruppe 2 und 8 vergleicht (wobei beide
Calcium auf dem niedrigsten Level empfingen), zeigen die Ergebnisse
einen schützenden
Effekt der ASA und 1α,25(OH)2D3-Kombination.
Eine ähnliche,
jedoch weniger ausgeprägte
Tendenz, wird erkannt, wenn man Gruppe 3 und 6 (die beide den höchsten Level
an Calcium empfingen) vergleicht.
-
Die
Tumordaten zeigen, dass die Kombination von 1α,25(OH)2D3 und ASA, verabreicht an Tiere, die entweder
mit dem hohen oder niedrigen Calciumspiegel gefüttert wurden (Gruppe 6 und
8), dazu neigte, die Anzahl tumortragender Tiere und die Gesamtanzahl
an Tumoren, wenn verglichen mit der relevanten Kontrollgruppe, die
denselben Calciumspiegel empfing, zu reduzieren. Obwohl die Reduktion
nicht statistisch signifikant ist, zeigt dies einen Schutz gegen
Progression von ACF zu Adenomen an. Insbesondere bei dem Niedrigcalciumspiegel,
wo die höchste
Gesamtanzahl an ACF aufgezeichnet wurde, jedoch die niedrigste Anzahl tumortragender
Tiere.
-
TABELLE
4. Kolorektaler Tumor in AOM-induzierten Ratten, denen Kost gefüttert wurde,
die 1α,25(OH)
2D
3, Acetylsalicylsäure und
verschiedene Dosen an Calcium enthielt – vorläufige Daten
a
-
BEISPIEL 2
-
Die in vivo-Studie des
Effekts auf die Prävention
von CRC in AOM (Azoxymethan)-induzierten
Ratten
-
Die
Ratten werden subkutan ("s.
c.") 1 × Woche
in zwei Wochen mit AOM-Lösung
induziert.
-
Der
Effekt der spezifischen Behandlung wird aufgrund der Anzahl aberranter
Kryptfokusse (ACF) des Kolons/Rektums in den AOM-induzierten Ratten
ausgewertet. Die Punktzahl aberranter Krypten wird durch Stereomikroskopie
(40×)
nach Färben
mit Giemsa-Lösung
(6 ml konz. Giemsa in 50 ml PBS, pH 7,1) ausgewertet. Die Kryptengröße wird
als klein, mittel, groß und
X-groß bzw.
extra-groß kategorisiert.
Die Anzahl von Tieren ist 80, wobei 16 in jeder Gruppe sind. Die
Medikamente werden mit dem Futter verabreicht. Die Sektion ist 18
Wochen nach der ersten Dosierung. Das Ca im Futter ist 5000/10000
ppm, das 1,24-DHC ist 2,5 μg/kg. Daten
für Gewicht,
Futter und Wasser werden aufgezeichnet und analysiert. Behandlung:
Gruppe
1: | Kontrolltiere |
Gruppe
2: | 200
ppm Aspirin (Acetylsalicylsäure) |
Gruppe
3: | Ca
und 1,25-DHC |
Gruppe
4: | 200
ppm Aspirin, Ca und 1,25-DHC |
Gruppe
5: | 100
ppm Aspirin, Ca und 1,25-DHC |
-
-
-
-
-
"Klein" in der dritten Spalte
ist die Summe von klein und mittel der ersten Spalte.
-
"Groß" in der dritten Spalte
ist die Summe von groß und
extra-groß der
zweiten Spalte.
-
Das
Risiko maligner Entwicklung (APC und ras-Mutationen) wird zu großen und
extra-großen
Krypten in Beziehung gesetzt.
-
Die
im allgemeinen als präventiv
erachtete Aspirindosierung ist 400–500 ppm in AOM-induzierten F344-Ratten.
-
Die
Ergebnisse zeigen, dass es nicht möglich ist, die Aspirindosierung
auf 200 ppm zu reduzieren, weil diese Dosierung ohne Effekt ist
(Gruppe 2). Jedoch ergibt die Zugabe von Ca und 1,25-DHC eine signifikante Reduktion
an großen
ACF (Gruppe 4). Die Ergebnisse von Gruppe 3 und 4 sind eigenartig,
weil es scheint, als ob die Gegenwart von Aspirin ein nachteiliger
entgegenwirkender Effekt ist. Es sollte angemerkt werden, dass die
Ratten, wie durch Nierensteine gezeigt, unter Hyperkalziämie litten.
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