DE60029252T2 - Anwendung von scopolaminsalzen - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine vorbeugende Behandlung, basierend auf der Verabreichung von Scopolamin als ein Mittel, um der Entwicklung von Epilepsie vorzubeugen, die sich nach einem Vorfall von epileptischem Zustand, Kopfverletzung, einschließlich solchen, die durch neurochirurgische Verfahren verursacht sind, sowie durch akute Verletzungsvorfälle im allgemeinen ergeben können.
• Epilepsie ist definiert als ein Zustand, bei dem sich motorische oder nichtmotorische Anfälle wiederholen, auch in der Abwesenheit eines toxisch-metabolischen oder fieberhaften Hintergrundes. Die obengegebene Definition unterscheidet eindeutig zwischen einem nichtepileptischen Anfall, der oftmals ein einzelnes isoliertes Ereignis ist, zusammenhängend mit einer metabolischen Störung oder Vergiftung, und echten Epilepsien. Auch wenn sowohl epileptische als auch nicht epileptische Anfälle ähnliche klinische Manifestation haben können, einen krampfhaften Anfall, setzt Epilepsie einen permanent veränderten Hintergrundzustand voraus. In dieser Art und Weise ist das Nervensystem von Personen mit Epilepsie in gewisser Art in seiner Anatomie, Physiologie und Pharmakologie unterschiedlich von dem von Personen ohne Epilepsie.
• Epilepsie hat eine hohe Verbreitung mit einer jährlichen Häufigkeit im Bereich von 11 bis 131/100.000 und eine Verbreitung von 1,5% in der allgemeinen Bevölkerung (Guerreiro and Guerreiro, 1993). Die Ätiologie dieses Zustandes kann, obwohl in den meisten Fällen unbekannt, manchmal eindeutig an einen vorhergehenden Verletzungsfall geknüpft werden. Als solches rangiert die Häufigkeit von Epilepsie als eine Konsequenz von ernsthaften Kopfverletzungen von 15 bis 80%, abhängig vom Umfang, der Stelle und der Ernsthaftigkeit des verletzten Hirnbereiches (Gumnit RJ. Epilepsy and brain injury. In: Epilepsy updated: Causes and treatment, P. Robb (Hrsg.), Symposia Specialists, Chicago, Seiten 177–183, 1980). In der Tat ist das Risiko, nach ernsthafter Kopfverletzung Epilepsie zu entwickeln, dreizehn Mal höher als das der allgemeinen Bevölkerung.
• Einige Patienten mit Epilepsie sind unempfänglich für die vorhandene pharmakologische Behandlung und könnten für die Neurochirurgie indiziert sein. Jedoch resultiert auch in den besten medizinischen Zentren ein chirurgischer Eingriff nicht immer in vollständiger Unterdrückung von Anfällen (Germano IM, Poulin N und Olivier A. Reoperation for recurrent temporal lobe epilepsy. Journal of Neurosurgery, 81: 31–36, 1994). Tatsächlich ist es möglich, dass in jenen Fällen, bei denen der epileptische Mittelpunkt vollständig entfernt wurde und noch weiterhin eine Fortdauer von Anfällen nach der Operation vorhanden ist, die Operation selbst ein Hirntrauma verursacht hat, das Epilepsie auslösen kann (Sperling MR, Skolnick J und O'Connor MJ. Prognostic value of auras after temporal lobectomy. Epilepsia 38 (Suppl. 8): 80, 1997). Wie bereits erwähnt, sind ernsthafte Kopfverletzungen eindeutig mit der späteren Entwickelung von Epilepsie verknüpft.
• Die derzeit erhältlichen antiepileptischen Arzneimittel können Anfälle bei 70% der Personen mit Epilepsie kontrollieren (Yacubian EMT. Tratamento medicamentoso das epilepsias. Lemos Editorial, São Paulo, 1999). Trotz dieses relativen Erfolges bei der Anfallkontrolle ist die vorhandene Medikation nicht wirklich antiepileptisch, sondern eher gegen den Anfall. Die erhältliche Medikation für die Behandlung von Epilepsie verändert oder unterdrückt nicht die zugrundeliegende epileptische Bedingung, sondern unterdrückt lediglich die epileptischen Anfälle. Tatsächlich haben bis heute alle der gut untersuchten klinischen Versuche, die unternommen wurden, um ein wirkliches antiepileptisches Mittel aufzufinden, sowohl bei Patienten, die bereits Epilepsie haben (Möglichkeit, um Epilepsie zu unterdrücken) als auch nach ernsthafter Kopfverletzung (Möglichkeit, Epilepsie vorzubeugen), insofern versagt (Temkin NR. Dikmen SS und Winn HR. Clinical trials for seizure prevention. In: Antiepileptic drug development. J French, I Leppik und MA Dichter (Hrsg.), Lippincott-Raven Publishers, Philadelphia, Seiten 179–88. 1998). Darüber hinaus ist aus CN 1089485 , CN 1089473 , Lyeth et al. und Rote Liste 1990 die Verwendung von Scopolamin für die Herstellung von Pharmazeutika auch in Verbindung mit Epilepsie bekannt. Als eine Konsequenz gibt es trotz des bekannten Risikos zur Entwicklung von Epilepsie, das nach ernsthaften Bedingungen vorhanden ist, die mit Verletzungen des Nervensystems verknüpft sind, keine prophylaktische Strategie, die derzeit erhältlich ist (Mello LEAM. O desenvolvimento medicamentoso de novas estruturas moleculares. In: Tratamento medicamentuso das epilepsias. EMT Yacubian (Hrsg.). Lemos Editorial. São Paulo. Seiten 107–115, 1999; Temkin et al., 1998 op. Cit.).
• Die vorliegende Erfindung ist gerichtet auf die Prophylaxe von Epilepsien, die nach ernsthafter Kopfverletzung auftreten können. Sie basiert auf Ergebnissen mit einem Modell von experimenteller Epilepsie bei Ratten. In einer ersten Serie von Experimenten bei Ratten wurde beobachtet, dass die selektive Zerstörung einer speziellen neuronalen Population, die Acetylcholin herstellt (basale vorhirncholinergische Neuronen), die spätere Entwicklung von Epilepsie unterdrückt. Unter der Annahme, dass die Ergebnisse eine Konsequenz für die funktionelle Blockade der basalen vorhirncholinergischen Neuronen haben könnte, wurde ein reversibeler pharmakologischer Antagonist dieses Systems getestet. Demzufolge haben wir Scopolamin, einen cholinergischen Antagonisten, verwendet, um sein Potential bei der Vorbeugung für die Entwicklung von Epilepsie in einem Modell von Epilepsie bei Ratten zu bewerten.
• Die vorliegende Erfindung basiert auf einem experimentellen Modell von Epilepsie, bei dem bei Ratten das Eintreten von Hirnverletzung durch die Verabreichung von Pilocarpin, einem cholinergischen Antagonisten, durchgeführt wurde. Gemäß der Originalbeschreibung dieses Modells gibt es etwa 20 bis 30 Tage nach Pilocarpininjektion sowohl bei Ratten als auch Mäusen den Beginn von spontan wiederauftretenden epileptischen Anfällen (Turski WA, Cavalheiro EA, Schwarz M, Czuczwar SJ, Kleinrok Z und Turski L. Limbic seizures produced by pilocarpine in rats: behavioural, electroencephalographic and neuropathological study. Behavioral Brain Research, 9: 315–335, 1983; Mello LEAM, Cavalheiro EA, Babb TL, Kupfer WR, Pretorius JK, Tan AM und Finch DM. Circuit mechanisms of seizures in the pilocarpine model of chronic epilepsy: cell loss and mossy fiber sprouting. Epilepsia 34: 985–995, 1993). Aufgrund seiner speziellen Merkmale ist das Pilocarpinmodell derzeit eines der drei am weitesten verwendeten experimentellen Modelle für die Untersuchung von Epilepsie.
• Bisher gab es kein experimentelles Verfahren, von dem bekannt war, dass es wirksam ist bei der Vorbeugung der weiteren Entwicklung von Epilepsie in den Pilocarpin- oder ähnlichen Modellen von Epilepsie. In der Arbeit, die durch die vorliegenden Erfinder entwickelt wurde, wurde gezeigt, dass es durch die Verwendung von Escopolamin möglich ist, die Entwicklung von spontanen wiederauftretenden Anfällen, d.h. von Epilepsie, sowohl in Pilocarpin- als auch in Kainatmodellen (ein anders Mittel, das dazu fähig ist, Epilepsie auszulösen) für Epilepsie, zu verzögern oder sogar zu unterdrücken. Bei solchen Tieren, die möglicherweise darin fortschreiten, epileptische Anfälle zu entwickeln, sind diese bei einer signifikant geringeren Frequenz als im Vergleich zu der von Tieren, die nicht mit Scopolamin behandelt wurden. Die vorliegende Erfindung betrifft demzufolge die Verwendung von Scopolaminsalzen wie in Anspruch 1 beansprucht.
• Scopolamin, zusammen mit Atropin, ist ein klassischer cholinergische Agonist und ist dafür bekannt, muskarinische Rezeptoren zu blockieren. Diese Arzneien sind bekannt für ihre Fähigkeit, cholinergische Übertragung zu blockieren, die anderenfalls über Muskarinrezeptoren vermittelt wird. Für unsere Experimente verwendeten wir erwachsene männliche Wistar-Ratten, die unter kontrollierten Bedingungen von Temperatur, Licht/Dunkel-Zyklen, in Gruppen von bis zu sechs Tieren in Polypropylenkästen mit freiem Zugang zu Wasserhahn und Rattenfutterpellets gehalten wurden. Ratten wurden der intraperitonealen Verabreichung von Pilocarpin in einer Dosis von 320 mg/kg zur Erzeugung von epileptischem Zustand unterzogen.
• Wie erwartet führt die systemische Verabreichung von Pilocarpin zu einer Abfolge von Verhaltensveränderungen, wie z.B. Bewegungslosigkeit, Körperzittern und/oder krampfhaftes Rucken des Kopfes und orofacial stereotypisierten Bewegungen, begleitet von übermäßigem Speichelfluss. Der epileptische Zustand, ein Zustand von ununterbrochenem epileptischem Anfall, entwickelte sich im Mittel bei 19 ± 5 min nach der Injektion von Pilocarpin. Die Kontrollgruppe (n = 12) unterscheidet sich nicht von der experimentellen Gruppe (n = 8) in Bezug auf diese Latenz für den Beginn des epileptischen Zustandes. Tatsächlich werden die Tiere statistisch verteilt und einer der beiden Gruppen (Kontrolle und Experiment), basierend auf dieser Latenz, zugeteilt. Etwa neunzig Minuten nach dem Beginn des epileptischen Zustandes wird den Tieren Natriumthiopental mit einer Dosis von 25 mg/kg intraperitoneal injiziert, ein Standardverfahren im Pilocarpinmodell, um die anderenfalls hohe Sterblichkeitsrate zu verringern.
• Zwei Stunden nach dem Auftreten des epileptischen Zustandes wird den Tieren in der experimentellen Gruppe die erste Anfangsdosis Scopolamin (2 mg/kg) intraperitoneal injiziert. Diese Dosis ist doppelt so viel wie notwendig ist, um bei Nagern Gedächtnisbeeinträchtigungen auszulösen (Ruday JW. Scopolamine administered before and after training impairs both contextual and auditory fear conditioning. Neurobiology of Learning and Memory, 65: 73, 1996; Elrod K und Bucafusco JJ. An evaluation of the mechanisms of scopolamine-induced impairment in two passive avoidance protocols. Pharmacology Biochemistry and Behavior 29: 15, 1998).
• Die ersten drei aufeinanderfolgenden Tage wird Scopolamin alle 6 Stunden gegeben, um das Aufrechterhalten eines stabilen therapeutischen Levels zuzulassen, da seine Halbwertszeit 2,9 ± 1,2 Stunden ist. Am Ende dieser Dreitagesperiode (die notwendige Periode, um Überleben aufgrund von Stress, der durch das Erzeugen des epileptischen Zustandes verursacht ist, sicher zu stellen), werden den Tieren subkutan osmotische Pumpen (Alzet^®, Modell 2002) implantiert, um einen gleichmäßigen therapeutischen Gehalt an Scopolamin für die folgenden vierzehn Tage sicherzustellen. Für die Tiere der Kontrollgruppe wird zwei Stunden nach dem Auftreten des epileptischen Zustandes die Verabreichung von steriler Kochsalzlösung (0,9% NaCl) anstelle von Scopolamin mit einem ähnlichen Protokoll begonnen.
• Im Pilocarpinmodell für Epilepsie entwickeln die Tiere ein paar Wochen nach der Verabreichung von Pilocarpin und dem Erzeugen des epileptischen Zustands spontane epileptische Anfälle, die auftreten, solange wie das Tier am Leben gelassen wird. Es wird angenommen, dass ein derartiger epileptischer Zustand einige Arten von epileptischen Anfällen bei Menschen adäquat nachahmt und die Abfolge von Ereignissen, die bei posttraumatischen Epilepsien stattfinden, eng reflektieren kann.
• Etwa fünfzehn bis zwanzig Tage nach dem Erzeugen des epileptischen Zustandes, der berichteten Dauer für die Latenzzeit für das Auftreten von spontanen Anfällen, wird die Beobachtung der Verhaltensanfälle mit einer Videokamera für etwa 12 Stunden/Woche begonnen. Basierend auf unserer Eingangshypothese, dass die experimentelle Gruppe (behandelt mit Scopolamin) entweder eine wesentliche Reduktion haben würde oder keine spontanen epileptischen Anfälle zeigen wird und um daher ein falsches negatives Ergebnis zu vermeiden, wird die Probenrate der Videoüberwachung für diese Tiere 24 Stunden/Woche durchgeführt. Die Tiere werden für etwa 120 Tage nach dem Erzeugen des epileptischen Zustandes beobachtet. Die aufgenommenen Videobänder werden routinemäßig auf einem 29 inch großen Fernsehschirm bewertet und die beobachteten Anfälle für jedes Tier werden aufgezeichnet.
• Die Latenz für den Beginn der Videoaufzeichnungssitzungen war 18,6 ± 2,9 Tage für die Kontrollgruppe und 18,4 ± 2,8 Tage für die experimentelle Gruppe und somit innerhalb des Zeitraums, der für das Auftreten von spontanen Anfällen berichtet ist. Obwohl wir keine Videobeobachtung der spontanen Anfälle vom ersten Tag an nach dem Auftreten des epileptischen Zustandes durchgeführt haben und trotz der Basis der Probennahme unserer Anfallszählmethode glauben wir, dass es interessant ist, die Latenz für das Entwickeln von spontanen Anfällen zu beschreiben.
• Die Latenz für das Entwickeln von spontanen Anfällen, wie in Tabelle 1 veranschaulicht, zeigt eindeutig einen Unterschied zwischen den beiden Gruppen. Es ist wichtig zu erwähnen, dass trotz der oben erwähnten Einschränkungen bezüglich des Beginns der Videoüberwachung und der Art der Probennahme solcher Aufzeichnungen die erhaltenen Werte für die Kontrollgruppe auffallend ähnlich sind zu jenen, über die bereits in den verschiedenen Veröffentlichungen berichtet wurde, die das Epilocarpinmodell charakterisieren. Die Ähnlichkeit hilft uns daher, unsere Verfahren für die Beobachtung von spontanen Anfällen zu validieren.
• Tabelle 1. Länge der Latenzzeit für die Entwicklung des ersten aufgezeichneten spontanen epileptischen Anfalls für die experimentelle und die Kontrollgruppe.

  
• Daten ausgedrückt als Mittel ± Standardabweichung; Zahl in Klammern drückt den Latenzbereich in Tagen aus; *p < 0,03 (Mann-Whitney).
• Wie man sehen kann deuten die in Tabelle 1 wiedergegebenen Daten eindeutig auf einen schützenden Effekt der angewendeten Therapie hin (chronische Infusion von Scopolamin für vierzehn Tage) bezüglich der Entwicklung von spontanen epileptischen Anfällen in diesem Modell. Tatsächlich ist die mittlere Latenz der Experimentalgruppe doppelt so groß wie die der Kontrollgruppe. Allein dieser Effekt würde, falls in menschlichen klinischen Studien repliziert, bereits einen Hauptvorteil bei der Kontrolle von posttraumatischen Epilepsien darstellen.
• Der Vergleich zwischen der Kontroll- und der experimentellen Gruppe bezüglich der Anfallsfrequenz ergibt ebenfalls statistisch signifikante Unterschiede (siehe Tabelle 2).
• Tabelle 2. Frequenz von spontanen epileptischen Anfällen für die Kontroll- und experimentelle Gruppe.

  
• Daten ausgedrückt als Mittelwert ± Standardabweichung; Zahl in Klammern drückt den Latenzbereich in Tagen aus; *p < 0,02 (Mann-Whitney).
• Tabelle 2 zeigt eindeutig, dass die mittlere Frequenz der spontanen epileptischen Anfälle für die Kontrollgruppe dreimal so hoch ist wie für die experimentelle Gruppe (behandelt mit Scopolamin). Für jeden individuellen Anfall jedoch haben wir keine Unterschiede zwischen den beiden Gruppen bezüglich seiner qualitativen oder quantitativen Natur gefunden. Die zeitliche Verteilung von solchen Anfällen über den Zeitraum von 120 Tagen mit Ausnahme der bereits erwähnten Unterschiede, ist zwischen den beiden Gruppen ebenfalls ähnlich. In beiden Gruppen tendierten Tiere, die eine höhere Frequenz an spontanen Anfällen haben, eher dazu, solche Anfälle in Clustern zu manifestieren, als einen Anfall in einer Sitzung, gefolgt von Sitzungen mit keinen Anfällen. Während jedoch lediglich zwei Tiere (25%) der Scopolamin-behandelten Gruppe Anfälle in Cluster haben, zeigen sieben Tiere (58%) der Kontrollgruppe Clusteranfälle. Daher ergibt auch in diesem anderen Merkmal die Behandlung mit Scopolamin einen Schutz. In der klinischen Situation gibt es keinen Zweifel, dass das Auftreten von Anfällen in Clustern die Lebensqualität von Patienten mit Epilepsie dramatisch verschlechtert.
• Eines der wichtigsten Ergebnisse ist, dass am Ende der viermonatigen Beobachtungsperiode nach dem Eintreten von epileptischem Zustand und nach 200–300 Stunden Videomonitoring von jedem Tier aus der Experimentalgruppe ein Tier vorhanden war, bei dem kein Anfall aufgezeichnet wurde und ein weiteres Tier, bei dem lediglich ein spontaner Anfall aufgezeichnet wurde. In der Kontrollgruppe hatte im Vergleich dazu, obwohl eine viel geringere Gesamtanzahl an Anfallsprobennahmestunden, das Tier mit dem geringsten Absolutwert 3 aufgezeichnete spontane Anfälle (korrespondierend zu dem Wert 20, ausgedrückt im unteren Variationsbereich der Kontrollgruppe in Tabelle 2).
• Unsere Ergebnisse schlagen vor, dass die chronische Verabreichung (z.B. die kontinuierliche Infusion, mehrfache Verabreichung, transdermale Verabreichung) von Scopolamin für 14 Tage nach einer größeren Kopfverletzung das Potential hat, die spätere Entwicklung von Epilepsie zu verringern oder zu blockieren. Bei erwachsenen, männlichen Wistar-Ratten ergab die Verabreichung von 2 mg/kg alle sechs Stunden, gefolgt von der chronischen Verabreichung einer äquivalenten Dosis mit osmotischen Pumpen, einen klaren antiepileptogenen Effekt. Die mögliche Verwendung der vorliegenden Erfindung bei Menschen wird natürlich auf klinischen Versuchen basieren müssen, um die angemessenen Dosierungen und Behandlungsdauern festzulegen, um optimale Ergebnisse zu erreichen. Die derzeitigen Ergebnisse unterstützen die Entwicklung von klinischen Studien mit Scopolaminbehandlung direkt nach dem Auftreten von größeren Kopfverletzungen beim Menschen. Bei der Häufigkeit von größeren Kopfverletzungen und dem starken klinischen Verdacht, dieses Geschehen mit der späteren Entwicklung von Epilepsie zu verbinden, sollte es nicht schwierig sein, die notwendige Anzahl an Patienten zu werben, um eine vorläufige Beurteilung der vorgeschlagenen Therapie durchzuführen. Letztendlich ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass derzeit keine Therapie vorhanden ist, die in diesem Fall verwendet werden kann.

Claims (3)

1. Verwendung von Scopolaminsalzen für die Herstellung eines Medikaments zur Verhinderung der Entwicklung von nicht-kongenitaler Epilepsie.
2. Verwendung von Scopolaminsalzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Entwicklung von nicht-kongenitaler Epilepsie die Folge von Unfällen mit schwerem Hirntrauma sein könnte, wobei dieses Medikament nach diesen Unfällen mit schwerem Hirntrauma verabreicht werden soll, um die Entwicklung von nicht-kongenitaler Epilepsie zu verhindern.
3. Verwendung von Scopolaminsalzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Entwicklung von nicht-kongenitaler Epilepsie die Folge von Operationen zur Entfernung von anatomischen Strukturen von epileptogenetischer Natur sein könnte, wobei dieses Medikament nach diesen Operationen zur Entfernung von anatomischen Strukturen von epileptogenetischer Natur verabreicht werden soll, um die Entwicklung von nicht-kongenitaler Epilepsie zu verhindern.