DE60030842T2

DE60030842T2 - VERWENDUNG VON ZUSAMMENSETZUNGEN ENTHALTEND CldC ALS STRAHLUNGSSENSIBILISATOREN IN DER BEHANDLUNG VON NEOPLASTISCHEN ERKRANKUNGEN

Info

Publication number: DE60030842T2
Application number: DE60030842T
Authority: DE
Inventors: B. Sheldon Aventura GREER
Original assignee: Halogenetics Inc
Current assignee: Halogenetics Inc
Priority date: 1999-03-01
Filing date: 2000-03-01
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2020-03-02
Also published as: AU3354500A; ATE339960T1; DK1156827T3; WO2000051639A3; EP1156827B1; PT1156827E; CY1106296T1; WO2000051639A2; EP1156827A2; WO2000051639A9; DE60030842D1; ES2273672T3

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Mittel, welche zur Behandlung von Tumoren mittels Strahlung von Nutzen sind, indem sie Tumorzellen gegenüber der Strahlung sensibilisieren. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung von Mitteln gemäß Anspruch 1 zur Behandlung von Tumoren, indem die Mittel vor und/oder während des Verlaufs einer Strahlenbehandlung verabreicht werden. Die Mittel können eine selektive Radiosensibilisierung von Tumoren bewirken. Die Mittel sind ferner an einer tumorgerichteten Hypomethylierung beteiligt. Die erfindungsgemäßen Mittel umfassen 5-Chlor-2'-desoxycytidin (Cytochlor oder CldC), welches in Kombination mit einem Cytidindesaminase-Inhibitor (beispielsweise Tetrahydrouridin (H₄U) oder Zebularin (Zb)) verabreicht wird, oder umfassen ohne einen Cytidindesaminase-Inhibitor verabreichtes CldC, wenn diese mit neuen Quellen, neuen Bestrahlungsplänen und/oder neue Tumorarten kombiniert werden. Die erfindungsgemäßen Mittel umfassen ferner 4-N-Methylamino-5-fuor-2'-desoxycytidin (4-N-Methylamino FdC), welches in Kombination mit einem Cytidindesaminase-Inhibitor verabreicht werden kann.
Hintergrund der Erfindung
In früheren Studien an Nagertumoren (1–3) hat der Erfinder herausgefunden, dass die Notwendigkeit bestand, N-(Phosphonacetyl)-L-aspartat (PALA) und 5-Fluor-2'-desoxycytidin (FdC) plus Tetrahydrouridin (H₄U) oder 5-Fluor-2'-desoxyuridin (FdU) in Kombination mit 5-Chlor-2'-desoxycytidin (Cytochlor, CldC) zu verabreichen, um eine klinisch relevante Radiosensibilisierung zu erzielen. Der Erfinder gab an und veröffentlichte (1–3), dass das Protokoll keinerlei Modifikationen zulässt, d.h. dass die Notwendigkeit bestand, drei Arzneimittel in Kombination mit Cytochlor zu verabreichen, um eine biologisch signifikante Radiosensibilisierung zu bewirken. Darüber hinaus beschreiben Perez et al. (Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 10 (8): 1453–1458) eine Verwendung von 5-Chlor-2'-desoxycytidin in Kombination mit Tetrahydrouridin als Radiosensibilisator von Tumoren. Optimale Bedingungen für eine Radiosensibilisierung unter Verwendung von 5-Chlor-2'-desoxycytidin in Kombination mit Tetrahydrouridin konnten jedoch lediglich dann erzielt werden, wenn die Tumorzellen zuvor mit Inhibitoren der Pyrimidinbiosynthese, d.h. mit N-(Phosphonacetyl)-L-aspartat (PALA) und 5-Fluor-2'-desoxyuridin oder 5-Fluor-2'-desoxycytidin + Tetrahydrouridin inkubiert wurden.
Ferner offenbart WO 85/01871 A die Verwendung von 5-Chlor-2'-desoxycytidin in Kombination mit Tetrahydrouridin und/oder 2'-Desoxyhydrouridin in einem Verfahren zur Sensibilisierung neoplastischen Gewebes gegenüber Strahlung.
Lawrence et al. (Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 16 (5): 1243–1246) offenbaren die Verwendung der halogenierten Desoxycytidine 5-Brom-2'-desoxycytidin und 5-Brom-2'-desoxycytidin zur selektiven Radiosensibilisierung von und einer selektiven Cytotoxizität gegenüber menschlichen Melanomzellen.
Im Übrigen offenbaren Mundinger et al. (Acta Neurochirurgica 42 (1–2): 73–77) und Wollner et al. (Proc. Am. Soc. Clin. Oncol. Annu. Meet. 5: 46) die Verwendung der Radiosensibilisatoren 5-Brom-2'-desoxyuridin und 5-Brom-2'-desoxycytidin in Kombination mit Iridium-192- und Yttrium-90-Bestrahlung zur Behandlung von Karzinomen, z.B. multiformen Glioblastomen.
Keines dieser Dokumente enthält jedoch eine Offenbarung oder eine Andeutung betreffend die Verwendung von 5-Chlor-2'-desoxycytidin in Kombination mit einem Cytidindesaminase-Inhibitor und/oder 4-N-Methylamino FdC zur Herstellung eines Medikaments zur Verabreichung in der Strahlentherapie von menschlichen, mit Hypermethylierung assoziierten Tumoren.
Seinem Protokoll unter Verwendung von PALA, FdC, H₄U und CldC in seinen Studien an menschlichen Tumoren in Nacktmäusen folgend, stellte der Erfinder überraschenderweise und unerwartet fest, dass eine klinisch relevante und biologisch bedeutende Radiosensibilisierung bei ausschließlicher Verwendung von CldC auftrat, wenn menschliche, mit Hypermethylierung assoziierte Tumore untersucht wurden.
Zusammenfassung der Erfindung
In Anbetracht der über einen Zeitraum von 18 Jahren an Nagertumoren gesammelten intensiven Erfahrungen des Erfinders entdeckte der Erfinder überraschenderweise und unerwartet, dass in unvorhersehbarer Weise eine klinisch relevante und biologisch bedeutende Radiosensibilisierung bei ausschließlicher Verwendung von Cytochlor (CldC) und einem weiteren Arzneimittel, Tetrahydrouridin (H₄U), auftrat, wenn menschliche Tumore untersucht wurden.
In einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines tumorbehandelnden Mittels, umfassend:

(a) 5-Chlor-2'-desoxycytidin und einen Cytidindesaminase-Inhibitor, wobei das Mittel 5-Fluor-2'-desoxycytidin (FdC), 5-Fluor-2'-desoxyuridin (FdU) und N-(Phosphonacetyl)-L-aspartat (PALA) nicht enthält,
(b) 5-Chlor-2'-desoxycytidin und 4-N-Methylamino FdC, oder
(c) 5-Chlor-2'-desoxycytidin, 4-N-Methylamino FdC und einen Cytidindesaminase-Inhibitor,

In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von (A) einem tumorbehandelnden Mittel, umfassend:

In noch einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines Gen-hypomethylierenden Mittels, umfassend:

(a) 5-Chlor-2'-desoxycytidin und einen Cytidindesaminase-Inhibitor
(b) 5-Chlor-2'-desoxycytidin und 4-N-Methylamino FdC, oder
(c) 5-Chlor-2'-desoxycytidin, 4-N-Methylamino FdC und einen Cytidindesaminase-Inhibitor,

In noch einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine pharmazeutische Zusammensetzung, welche 5-Chlor-2'-desoxycytidin und 4-N-Methylamino FdC umfasst.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann CldC während eines Behandlungszeitraums mit konstanter Dosis verabreicht werden (Schema mit konstanter Dosis an CldC), mit zeitlich schrittweiser Erhöhung der Dosis verabreicht werden (Schema mit schrittweiser Erhöhung der Dosis an CldC), oder mit einer hohen Aufsättigungsdosis gefolgt von einer niedrigeren Erhaltungsdosis verabreicht werden (CldC-Aufsättigungsschema).
Das nachfolgende Experiment unter Verwendung des Schemas mit schrittweiser Erhöhung der Dosis an CldC zeigt, dass die gemeinsame Verabreichung von Cytochlor und Tetrahydrouridin eine klinisch signifikante Radiosensibilisierung (eine mehr als 3- bis 4-fache Dosiserhöhung ohne Toxizität) bereitstellt. Nacktmäuse, welche einen aus menschlichen Prostatatumorzellen (PC-3) bestehenden Tumor aufwiesen, wurden im Experiment einer 8-wöchigen Behandlung unterzogen. CldC und H₄U wurde den Mäusen in den Wochen 1–4 und 8 in Kombination verabreicht, wobei in den Wochen 5–7 (den Wochen einer Pause) keine Verabreichung von CldC und H₄U stattfand. Im Experiment wurde ein Schema mit schrittweiser Erhöhung der Dosis an CldC verwendet, in welchem die Dosis an CldC in jeder der Wochen 2–4 um 10% erhöht wurde, wobei in Woche 8 die gleiche Dosis an CldC verabreicht wurde wie in Woche 4, die Dosis an H₄U in den Wochen 1–4 und 8 jedoch konstant gehalten wurde. Die Mäusen erhielten am späten Mittwoch-, Donnerstag- und Freitagnachmittag jeder Woche Strahlung in einer Dosis von 3.5 Gy. Die Gesamtdosis an Strahlung betrug 52.5 Gy, welche über 15 Fraktionen verteilt zugeführt wurde. Die schrittweise Erhöhung der Dosis an CldC, welches ausschließlich in Kombination mit H₄U verabreicht wurde, führte bei Nacktmäusen zu 3/5 Heilungen eines bestrahlten menschlichen Prostatatumors (PC-3), während mittels des Standardprotokolls unter Verwendung von CldC und allen drei Biomodulatoren 2/6 Heilungen auftraten. Bei ausschließlicher Verwendung von Arzneimitteln (0/4) oder ausschließlicher Verwendung von Strahlung (0/5) traten keine Heilungen auf.
Neben dem vorstehend beschriebenen Schema mit schrittweiser Erhöhung der Dosis an CldC kann das CldC-Aufsättigungsschema verwendet werden. Im CldC-Aufsättigungsschema beginnt die Behandlung zunächst mit Aufsättigungsdosen an CldC, gefolgt von Erhaltungsdosen an CldC. Verglichen mit dem Schema steigender Dosen an CldC kann mittels des CldC-Aufsättigungsschemas sogar eine noch höhere Heilungshäufigkeit erzielt werden. Die Verabreichung von CldC in relativ hohen Aufsättigungsdosen führte bei den Testsubjekten zu keiner Erhöhung des Gewichtsverlusts, so dass in Aufsättigungsdosen verabreichtes CldC keine Nebenwirkungen besitzt. Eine vor kurzem unter Verwendung des menschlichen Prostatatumors PC-3 durchgeführte Tumorinhibierungsstudie zeigte, dass hohe Aufsättigungsdosen an CldC gefolgt von einer niedrigeren Erhaltungsdosis an CldC, wobei eine konstante Dosis an H₄U in Kombination mit CldC verabreicht wird, zu dramatischer Wirksamkeit führte, wobei die Wirksamkeit die mittels des Schemas mit steigender Dosis an CldC erzielte Wirksamkeit übertrifft, in welchem die Dosis an CldC in den Wochen 2–4 einer 8-wöchigen Behandlung jede Woche um 10% erhöht wurde, wobei in den Wochen 4 und 8 die gleiche Dosis an CldC verwendet und die Dosis des in Kombination mit CldC verabreichten H₄U konstant gehalten wurde.
Eine Toxizitätsstudie bei gemeinsamer Verabreichung von CldC und H₄U in Mäusen zeigt, dass CldC plus H₄U in extrem hohen Dosen, welche weit über jeder plausiblen therapeutischen Dosis lagen, nicht toxisch war. Intensive Studien, umfassend Histopathologie sowie hämatologische und biochemische Analysen, zeigten keinerlei Toxizität von CldC plus H₄U in Mäusen. Darüber hinaus war CldC plus H₄U für Hunde oder Affen nicht toxisch. In Affen und Mäusen erhöhte H₄U die Halbwertszeit von CldC. Dies stellt einen äußerst bedeutenden Indikator für die Wirksamkeit von CldC plus H₄U bei der Behandlung von Erkrankungen, insbesondere von Tumoren in Menschen, dar. Diese Entdeckung zeigt, dass hohe Aufsättigungsdosen gefolgt von Erhaltungsdosen zum Erlangen einer therapeutischen Wirksamkeit verwendet werden können.
Die erfindungsgemäßen Mittel umfassen

(a) CldC plus Tetrahydrouridin (H₄U),
(b) CldC plus Zebularin (Zb), (4, 5, 6)
(c) 5-Chlor-2'-desoxycytidin (CldC) plus einen sich von H₄U und Zb unterscheidenden Cytidindesaminase-Inhibitor (d.h. einen neuen Cytidindesaminase-Inhibitor), oder
(d) CldC und 4-N-Methylamino FdC ± einen Cytidindesaminase-Inhibitor.

Die Mittel der vorliegenden Erfindung werden zur Behandlung von Tumoren mit Strahlung kombiniert. Die Mittel können ferner in Kombination mit neuen Strahlenquellen oder im Rahmen neuer Bestrahlungspläne zur Behandlung von Tumoren, umfassend neue Tumorarten, welche mit den im Stand der Technik beschriebenen Verfahren nicht behandelbar sind, angewendet werden. Soweit nicht anderweitig angegeben, bedeutet der Ausdruck „A plus B" nachfolgend, dass entweder (a) Substanz A und Substanz B einem Subjekt etwa gleichzeitig verabreicht werden, oder (b) Substanz A und Substanz B dem Subjekt mit einer kurzen zeitlichen Unterbrechung getrennt voneinander verabreicht werden, wobei „eine kurze zeitliche Unterbrechung" im Bereich von etwa 0.1 Minuten bis etwa 60 Minuten, bevorzugt von etwa 0.5 Minuten bis etwa 30 Minuten, und stärker bevorzugt von etwa 0.5 Minuten bis etwa 10 Minuten liegen kann. Gleichermaßen bedeutet der Ausdruck „A ± B", soweit nicht anderweitig angegeben, dass Substanz A mit oder ohne Substanz B verabreicht wird, und, sofern Substanz A in Kombination mit Substanz B verabreicht wird, Substanz A und Substanz B dem Subjekt entweder etwa gleichzeitig oder aber mit einer kurzen zeitlichen Unterbrechung getrennt voneinander verabreicht werden, wobei „eine kurze zeitliche Unterbrechung" wie vorstehend definiert ist.
Neue Tumorarten, insbesondere menschliche Tumore, welche beispielhafte Zielstrukturen der Mittel dieser Erfindung, umfassend

(a) CldC plus H₄U,
(b) CldC plus Zb,
(c) CldC plus einen sich von H₄U und Zb unterscheidenden Cytidindesaminase-Inhibitor, oder
(d) CldC und 4-N-Methylamino FdC ± einen Cytidindesaminase-Inhibitor,

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Eine der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Hypomethylierung eines Gens im Rahmen der Strahlentherapie durch Verabreichen eines Biomodulators, 4-NCH₃-Amino-5-fluor-2-desoxycytidin oder 4-N-Methylamino FdC, mit neuer Funktion. 4-N-Methylamino FdC stellt einen Inhibitor eines neuen Zielenzyms dar: 5-Methylcytosin-DNA-Transferase. Die Struktur dieses Analogons mit neuer Funktion ist nachfolgend dargestellt:
4-N-Methylamino FdC
Dieses Analogon (4-N-Methylamino FdC) kann eine neue, unerwartete Funktion als tumorgerichtetes hypomethylierendes Mittel einnehmen, indem es Gene reaktiviert, welche durch Hypermethylierung von CG-Dinukleotiden in der Promotorregion (Kontrollregion) der DNA inaktiviert sind. Obwohl 4-N-Methylamino FdC gemeinsam mit anderen Derivaten von FdC synthetisiert worden war, als FdC bei Sloan Kettering im Jahr 1961 (7) erstmals synthetisiert wurde, wurde 4-N-Methylamino FdC als Antitumormittel umgehend verworfen. Der Hauptgrund, weshalb es verworfen wurde, war die Erkenntnis, dass es sich in seiner Wirkungsweise von 5-Fluoruracil oder 5-Fluordesoxyuridin nicht unterschied. Offensichtlich wurde sein Nutzen als hypomethylierendes Mittel nicht erkannt, da die Beobachtung einer Hypermethylierung kritischer Gene in Tumoren eine neuere Entwicklung darstellt.
Viele menschliche Tumore weisen hohe Spiegel an Desoxycytidinkinase (dC-Kinase) auf, welche ein Enzym darstellt, das an der Verwertung sowohl von Purinen als auch von Pyrimidinen beteiligt ist. Tumore, welche hohe Spiegel an dC-Kinase und ein hohes Maß an Hypermethylierung kritischer Gene in Tumoren aufweisen, sind für diesen Ansatz unter Verwendung des Radiosensibilisators CldC ± des hypomethylierenden Mittels 4-N-Methylamino FdC ± eines Cytidindesaminase-Inhibitors in höchstem Maße zugänglich, da der erste Schritt der Aktivierung (Anabolismus) dieser Analoga die Phosphorylierung mittels dC-Kinase ist.
4-N-Methylamino FdC stellt ein mittelmäßiges Substrat für Cytidindesaminase dar. Wird es ohne einen Cytidindesaminase-Inhibitor verabreichet, so besitzt es das Potential, die tumorgerichteten Antimetaboliten 5-Fluoruracil, 5-Fluor-2'-dUMP, 5-Fluor-UMP und höhere tumorgerichtete DNA- und RNA-Anaboliten sowie das hypomethylierende Mittel 4-N-Methylamino-5-fluor-dCTP in ausgewogener Weise zu bilden, so dass die Vielzahl an Derivaten, wenn in Kombination mit H₄U verabreicht, die Wirksamkeit von FdC übertrifft.
Mehr als die Hälfte der Tumorsuppressorgene, von welchen bekannt ist, dass sie infolge von Keimbahnmutationen an vererbten Formen menschlicher Karzinome beteiligt sind, sind nunmehr gut charakterisiert, um in Verbindung mit einer anomalen Methylierung der Promotorregion transkriptionell ausgeschaltet zu werden. An diesen menschlichen Karzinomen beteiligt sind das Tumorsuppressorgen, welches Retinoblastom, ein Kinder befallendes tödliches Karzinom, kontrolliert, VHL, ein Suppressor menschlicher Nierentumore, sowie p16, ein Suppressor einer Vielzahl menschlicher Tumore, umfassend Glioblastom und maligne Lymphome des Gehirns. Diese menschlichen Gehirntumore haben sich einer Kontrolle mittels Strahlung entzogen. Eine mit Hypermethylierung assoziierte Inaktivierung des Tumorsuppressors p15 1NK43 wurde in Glioblastomen ebenfalls nachgewiesen. Menschliches Blasenkarzinom zeigt ebenfalls Anzeichen einer Hypermethylierung des p16-Suppressorgens. In der Tat wurde eine anomale p16-Methylierung im Plasma und Serum von Leberkarzinompatienten entdeckt. 60% aller Individuen mit nicht-kleinzelligem Lungenkarzinom zeigten eine anomale Hypermethylierung in mindestens einem der nachfolgenden Gene: p16, dem metastatischen Suppressorgen „todesassoziierte" Proteinkinase, dem Detoxifikationsgen, Glutathion- S-Transferase, und dem DNA-Reparaturgen O⁶-Methylguanin-DNA-Methyltransferase. Normal gepaartes Lungengewebe zeigte keine Anomalien. 73% der Proben wiesen anomal methylierte DNA in passenden Serumproben auf. MLH-1 führt, sobald es durch Methylierung ausgeschaltet ist, zu Mikrosatelliteninstabilitäten bei Dickdarm-, Magen- und Endometriumkarzinomen. Dies führt zu einer genetischen Instabilität des Tumors, was zu Progression, Metastasierung, Aggressivität sowie einer Resistenz des Tumors gegenüber Therapie führt. Von äußerster Bedeutung ist für diese Erfindung, dass dieses Tumorsuppressorgen MLH-1 für die Reparatur von Basenfehlpaarungen kodiert. Wird dieses Gen ausgeschaltet, ist der Tumor gegenüber einer Behandlung mit Arzneimitteln, Strahlung und Radiosensibilisierung resistent. Eine Hypomethylierung dieses Gens mit Hilfe der Materialien dieser Erfindung erhöht die mittels CldC bewirkte Radiosensibilisierung.
BRCA1, ein menschliches Brusttumorsuppressorgen, sowie das Peutz-Jegher-Suppressorgen werden durch die erhöhte Aktivität von 5-Methylcytosin-DNA-Transferase in menschlichen Tumoren ausgeschaltet. Der Verlust der Expression des Retinolsäurerezeptor-β-Gens in Brusttumoren und benachbartem Gewebe scheint eine Folge von Hypermethylierung zu sein. Der Verlust der Expression des Fhit-Gens tritt häufig bei Patienten mit nicht-kleinzelligem Lungenkarzinom, welche chronische Raucher sind, auf; eine Hypermethylierung scheint hierbei beteiligt zu sein. Die Erhöhung der Aktivität von 5-Methylcytosin-DNA-Transferase stellt ein frühzeitiges Erkennungszeichen für die Progression menschlicher Lungentumore dar. Die Inaktivierung von CACNAIG, einem T-artigen Calciumkanal-Gen, wird in vielen menschlichen Tumoren durch anomale Methylierung an seiner 5-CpG-Insel bewirkt. Die Expression von KAI geht durch Hypermethylierung im Zuge der Progression menschlichen Kolorektalkarzinoms verloren. Das menschliche Tumorsuppressorgen APC unterdrückt die Bildung multipler adenomatöser Polypen des Dickdarms und des Rektums. Es wurde festgestellt, dass es durch Methylierung in Patienten inaktiviert ist, deren Polypen eine Progression zu Kolorektalkarzinom vollzogen haben. In der Tat tritt im Zuge einer experimentellen, kolorektalen chemischen Karzinogenese in Mäusen eine anomale Regulierung der Expression von 5-Methylcytosin-DNA-Transferase auf. Eine Methylierung des metastatischen CD44-Suppressorgens tritt bei menschlichem Prostatakarzinom auf. Eine Methylierung an der CpG-Insel des Endothel-β-Rezeptorgens tritt üblicherweise bei menschlichem Prostatakarzinom auf. Bei menschlichem Eierstockkarzinom ist häufig das CPC 3-Gen ausgeschaltet.
Die vorstehende Zusammenfassung macht es erforderlich, die Vorzüge einer Kombination eines Radiosensibilisators, z.B. CldC, mit einem tumorgerichteten hypomethylierenden Mittel, z.B. 4-N-Methylamino FdC, als neue Möglichkeit zur Kontrolle vieler menschlicher Karzinome in Betracht zu ziehen.
Viele im Kindheits- und Erwachsenenalter auftretende Tumore, wie beispielsweise Hepatoblastom und Rhabdomyosarkom, sind eine Folge des Verlusts genetischer Prägung. 4-N-Methylamino FdC besitzt aufgrund seiner hypomethylierenden Wirkung das Potential, diesen Verlust an genetischer Prägung rückgängig zu machen.
Ein weiterer unerwarteter Vorteil der Hypermethylierungsaktivität der Mittel dieser Erfindung ist, dass sie die Einbindung wirksamerer Ansätze zur Reaktivierung ausgeschalteter Tumorsuppressorgene gestattet. Es wurde gezeigt, dass Inhibitoren von Histondeacetylase (wie beispielsweise Trichostatin, Phenylbutyrat und Hexamethylenbisacetamid) in Bezug auf eine Wiederherstellung der Genexpression solange unwirksam sind, bis zunächst eine Demethylierung der Genpromotoraktivität stattgefunden hat. Die Demethylierung mittels CldC plus einem Cytidindesaminase-Inhibitor in Kombination mit 4-N-Methylamino FdC ± H₄U oder einem anderen Cytidindesaminase-Inhibitor in Kombination mit Inhibitoren von Histondeacetylase eröffnet neue Verfahren der Krebstherapie in Säugern, wie beispielsweise insbesondere in Menschen.
Innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung liegt die Behandlung eines Tumors, in welchem bestimmte Gene ausgeschaltet sind, mit Strahlung, was zur Bildung des Tumors führt oder zu 1) einem aggressiveren Tumor, 2) einem metastatischen Tumor, 3) einem genetisch instabilen Tumor, welcher zu aggressiven Subklonen des Tumors führt, oder 4) einem gegenüber einer Arzneimittel- oder Strahlenbehandlung resistenten Tumor führt. Die Aktivität von CldC oder 4-N-Methylamino FdC bei der mittels Hypomethylierung bewirkten Wiedereinschaltung dieser Gene kann auf diese Weise die Aktivität der für a) Reparaturenzyme, b) freie Radikale zerstörende Enzyme, c) Inhibitoren von Angiogenese, d) Glykoproteine, welche eine Migration von Tumorzellen verhindern (Metastasierung), e) Zellrezeptoren für Hormone oder Hormonanaloga, f) Tumoroberflächenantigene, deren Verlust dazu führt, dass der Tumor dem Immunsystem des Patienten entkommt, kodierenden Gene wiederherstellen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bewirkt die Hypomethylierung von Tumor-DNA die Wiederherstellung der genetischen Stabilität, indem Mutationshotspots durch Inhibierung des Zielenzyms 5-Methylcytosin-DNA-Transferase entfernt werden.
Die vorliegende Erfindung umfasst einen selektiven Schutz von Normalgewebe, insbesondere im Rahmen der Kontrolle von Prostatakarzinom mittels Strahlung.
Die neue Technologie der vorliegenden Erfindung führt zu einer dramatischen Erhöhung der Bestrahlungsdosis, so dass eine Dosis von 70 Gy gegenüber Tumoren, insbesondere menschlichen Tumoren, die gleiche Wirkung aufweist wie eine Dosis von 210 oder 280 Gy, ohne dabei eine Schädigung des darunter liegenden Normalgewebes zu bewirken. Alternativ kann der Strahlungsonkologe eine deutlich geringere Bestrahlungsdosis, wie beispielsweise 23.3 Gy, bereitstellen und auf diese Weise eine Abtötung von Tumoren bewirken, welche normalerweise mit 70 Gy oder 93 Gy (einer gefährlich hohen Dosis) erzielt wird, wodurch eine Schädigung von Normalgewebe verhindert wird.
Die vorliegende Erfindung zeigt einen neuen Weg des Schutzes von Normalgewebe im Rahmen der Bestrahlung von Tumoren wie beispielsweise Urogenitaltumoren, umfassend Prostatatumore, auf, indem Bisulfit mit oder ohne Cystein unmittelbar vor der Strahlenbehandlung verabreicht wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die 1a–e fassen die in tabellarischer Form nachstehend beschriebenen Daten graphisch zusammen. Die 1a–d zeigen Daten aus Tumorinhibierungsstudien, während 1e Gewichtsverlustdaten zeigt. Das ausgefüllte Dreieck in den 1a–e stellt den letzten Tag der Behandlung dar.
1a. Die Wirkung hoher Dosen an 5-Iod-2'-desoxyuridin (untersucht bei seiner maximal tolerablen Dosis).
1b. Ergebnisse bei Anwendung des Standardprotokolls mit CldC, H₄U, FdC und PALA.
1c. Ergebnisse bei steigenden Dosen an CldC und konstanter Dosis an H₄U, wie in Tabelle 3 dargestellt.
1d. Ergebnisse bei ausschließlicher Anwendung von Röntgenstrahlung.
1e. Gewichtsverlust- und Genesungsdaten. Es ist zu beachten, dass steigende Dosen an CldC bei einem Gewichtsverlust, welcher nicht größer war als bei ausschließlicher Anwendung von Röntgenstrahlung, gut toleriert wurden.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
I. Vereinfachung eines komplexen Protokolls
CldC und ein einzelner hiermit in Kombination verabreichter Cytindesaminase-Inhibitor wie beispielsweise Tetrahydrouridin (H₄U) oder Zebularin (Zb) reichen überraschenderweise und unerwartet aus, um eine substantielle Radiosensibilisierung von Tumoren, umfassend menschliche Tumore, bereitzustellen, während eine Radiosensibilisierung und Selektivität, ausreichend hohe Spiegel an CldU im Pool sowie ein Einbau von CldU in Tumor-DNA mit mehreren (fünf) Nagertumoren (von denen alle untersucht wurden) nicht erzielt wurde, bis alle vier Arzneimittel (CldC, H₄U, FdC und PALA) verabreicht wurden (Santos 1990; Greer 1990; Greer 1995). Folglich ist diese Vereinfachung des Protokolls von vier Arzneimitteln auf zwei Arzneimittel unerwartet.
Eine Studie (8), welche auf den Erkenntnissen des Erfinders basierte, diesen folgte und dazu durchgeführt wurde, die Erkenntnisse des Erfinders in Bezug auf CldC als Radiosensibilisator zu erweitern, verwendete Nagertumore (ein mittels Strahlung induziertes Fibrosarkom, RIF-1). Die Forscher zeigten, dass CldC ± H₄U in äquimolaren Dosen 5-Brom-2-desoxyuridin (BrdU) als Radiosensibilisator deutlich unterlegen war. Lediglich wenn toxische Dosen an CldC verwendet wurden, wurde eine geringfügige Radiosensibilisierung bewirkt (ein Dosiserhöhungsverhältnis (dose enhancement ratio) von 1.6 mit zweifelhafter klinischer Relevanz, insbesondere im Hinblick auf die beobachtete Toxizität). Das System verwendete eine in vitro durchgeführte Bestrahlung von Suspensionen aus Maustumorzellen, nachdem den Mäusen für 72 Stunden CldC ± H₄U oder BrdU eingeflösst worden war. Im Gegensatz hierzu werden die Tumore in den Studien des Erfinders mit fraktionierten Dosen bestrahlt, während die Tumore in den Mäusen heranwachsen – ähnlich der klinischen Behandlung menschlicher Tumore.
Diese eine geringfügige Dosiserhöhung anzeigenden Ergebnisse mit Nagertumoren (8) in Kombination mit der Komplexizität des Protokolls, welches zum Erreichen einer 3- bis 4-fachen Dosiserhöhung bei Nagertumoren vier Arzneimittel erfordert, führte bei einem führenden Strahlungsonkologen zu dem Schluss, dass eine Anwendung der Technologie unter Verwendung von CldC aufgrund der widersprüchlichen und unbedeutenden Ergebnisse in klinischen Studien ausgeschlossen ist, wie in einer Veröffentlichung aus dem Labor des Onkologen im Jahr 1994 (9) dargelegt wird. Die vorstehenden Überlegungen unterstreichen die Bedeutung der Wirksamkeit der neu entwickelten Vereinfachung des Protokolls der vorliegenden Erfindung, wie anhand jüngster Studien des Erfinders an menschlichen Tumoren in Nacktmäusen anstelle von Nagertumoren in herkömmlichen Mäusen dargelegt wurde, was nunmehr die Entwicklung einer Technologie zur Behandlung menschlicher Tumore in Patienten mit Karzinomen gestattet.
Tabelle 1 zeigt das allgemeine Schema des Arzneimittelverabreichungsplans, welchem in der Vergangenheit bei Nagertumoren und menschlichen Tumoren bis zu der unerwarteten Entdeckung gefolgt wurde, dass auf zwei der Modulatoren, N-(Phosphonacetyl)-L-aspartat (PALA) und 5-Fluor-2'-desoxycytidin (FdC) (+H₄U), verzichtet werden kann.
Die obere Tabelle von Tabelle 2 fasst die Ergebnisse von Experimenten, welche bei Anwendung des Standardprotokolls unter Verwendung von CldC, H₄U, FdC und PALA erhalten wurden, in Bezug auf 5 in Nacktmäuse implantierte menschliche Tumore zusammen. Umfasst sind in dieser Tabelle die Ergebnisse des Experiments, in welchem die Protokolle modifiziert wurden. Die untere Tabelle von Tabelle 2 fasst die Ergebnisse eines Experiments zusammen, welches die Verwendung steigender Dosen an CldC plus einer konstanten Dosis an H₄U umfasste; PALA und FdC wurden nicht gemeinsam mit diesen verabreicht.
Tabelle 3 gibt an, wie die Dosis an CldC in den Wochen I bis IV erhöht wurde.
Die Gesamtstrahlendosis betrug 52.5 Gy, welche in 15 Fraktionen von jeweils 3.5 Gy zugeführt wurde. Die Tumore wurden am späten Mittwoch-, Donnerstag- und Freitagnachmittag bestrahlt. Es ist zu beachten, dass 3/5 Heilungen mit steigenden Dosen an CldC auftraten, während bei Anwendung des vollständigen Protokolls 2/6 Heilungen auftraten. Eine Untersuchung der Gewichtsverlustdaten deutet darauf hin, dass die Erhöhung der Dosis an CldC mit dem Ziel des Erlangens von Tumorkontrolle nicht zu Morbidität oder zu Nebenwirkungen führt. Der Gewichtsverlust entspricht jenem, welcher bei ausschließlicher Bestrahlung erhalten wird, und kann vollständig rückgängig gemacht werden.
CldC stellt einen wirksamen Radiosensibilisator von Tumoren, insbesondere von menschlichen Tumoren, dar, wenn es anfänglich in hohen Dosen (Aufsättigungsdosen gefolgt von Erhaltungsdosen) verwendet wird, oder wenn es mit steigenden Dosen oder konstant hohen Dosen in Kombination mit H₄U oder Zb oder einem anderen Cytindesaminase-Inhibitor verwendet wird. Verglichen mit dem im Stand der Technik verwendeten Standardprotokoll ist das neue Protokoll einfacher, wodurch sich die klinische Anwendung von CldC praktikabler gestaltet.
Ohne an den hierin vorgeschlagenen Wirkmechanismus gebunden sein zu wollen, nimmt der Erfinder an, dass die Wirksamkeit von CldC teilweise auf der erwarteten Erhöhung von dC-Kinase und dCMP-Desaminase in Tumoren, insbesondere in menschlichen Tumoren, basiert. Im Gegensatz zur Gentherapie, in welcher für Enzyme kodierende Gene den Zielzellen beispielsweise mittels Retroviren zugeführt werden, basiert die vorliegende Erfindung teilweise auf Enzymen, welche in menschlichen Tumoren intrinsisch erhöht sind, was bedeutet, dass die Enzyme bereits vorhanden sind. Die vorliegende Erfindung nutzt diese Erhöhung der Enzyme (welche für den Erfolg des Tumors von Bedeutung sind) zum therapeutischen Vorteil. Die Wirksamkeit von CldC basiert ferner auf der Fähigkeit von CldC, aufgrund der Elektronegativität des Cl-Atoms und seines mittleren van der Waals-Radius einige vorteilhafte biochemische Eigenschaften von FdC einerseits und sowohl von BrdUMP als auch von IdUMP und deren Anaboliten andererseits aufzuweisen. Der Erfinder merkt an, dass a) hohe Dosen an in Tumoren aus CldC gebildetem CldUMP die hiermit konkurrierenden Spiegel an TTP nicht nur übersteigen, sondern aufgrund der Affinität von CldUMP für Thymidylat-Synthetase dessen Bildung inhibieren. Eine Einzelstudie in Santi's Laboratorium (10) zeigte, dass der Ki-Wert von CldUMP größer war als jener von FdUMP, jedoch deutlich geringer als jener von BrdUMP und IdUMP (die Ki-Werte für die Inhibierung von Thymidylat-Synthetase der nachfolgenden Substanzen sind: FdUMP = 0.015, CldUMP = 0.19, BrdUMP = 1.4, und IdUMP = 1.6). CldUMP wird im Gegensatz zu BrdUMP und IdUMP von Thymidylat-Synthetase nicht dehalogeniert (11). b) Chloruracil, welches in Tumoren aus CldC stammt, vermittelt eine Reparatur durch Uracil-N-Glykosylase (eine Eigenschaft von Uracil und 5-Fluoruracil). Folgt im Anschluss die apurinische/apyrimidinische Endonuklease, sollte dies zu zusätzlichen DNA-Einzelstrangbrüchen in Tumorzellen führen, was eine Reparatur übersteigen und zur Radiosensibilisierung führen sollte. Die Anreicherung von dUMP aufgrund der in „a)" vorstehend beschriebenen Inhibierung von Thymidylat-Synthetase sollte aufgrund der resultierenden Anreicherung von Uracil in der DNA zu weiteren DNA-Strangbrüchen führen (12). c) CldUTP, welches in Tumoren selektiv aus CldC gebildet wird, inhibiert aufgrund der Inhibierung von Nukleosiddiphosphat-Reduktase konkurrierende Pools von TTP (eine Eigenschaft von BrdUTP), welches einen ausgezeichneten Inhibitor dieses Enzyms darstellt. Das durch diese Inhibierung verursachte Ungleichgewicht des Nukleotidpools sollte in Anbetracht von Studien mit anderen Reduktaseinhibitoren zu tumorgerichteter Apoptose und Strangbrüchen führen, welchen den bei 20 Gy erhaltenen äquivalent sind (13). d) CldC besitzt in DNA die Fähigkeit, 5-Methylcytosin-DNA-Transferase auf gleiche Weise zu inhibieren, wie FdC dieses Enzym inhibiert (14–16). Das Prozessierungsenzym 5-Methylcytosin-DNA-methyltransferase wird mittels eines ähnliches Mechanismus inhibiert, über welchen FdUMP Thymidylat-Synthetase inhibiert (16). Beide Enzyme treffen an der 5-Position anstelle eines elektronegativen Halogens normalerweise auf ein Wasserstoffatom, welches sie entfernen müssen, um es durch eine Methylgruppe zu ersetzen. Beide Enzyme werden kovalent inhibiert, da sie die elektronegative Fluor- oder Chlorgruppe nicht entfernen können.
Der Erfinder möchte betonen, dass ein bedeutendes Merkmal des aus CldC gebildeten CldUMP jenes ist, dass CldUMP Thymidylat-Synthetase (TS), eine bedeutende Quelle des normalen Metaboliten TTP (welcher mit CldUTP um den Einbau in die DNA konkurriert), inhibieren kann. Aus diesem Grund übersteigt CldC in hohen Konzentrationen nicht nur die zellulären Pools an TTP, sondern inhibiert auch deren Bildung. Dies könnte erklären, weshalb auf FdC und PALA in den Behandlungsverfahren der vorliegenden Erfindung ohne Verlust der Wirksamkeit von CldC plus H₄U verzichtet werden kann. FdC und PALA dienen im Standardprotokoll hauptsächlich einer Verringerung der Pools an TTP.
II. Neue Strahlenquellen
Die Technologie der vorliegenden Erfindung ist auf die im Stand der Technik verwendeten Strahlenquellen sowie auch auf neue Strahlenquellen anwendbar.
A. Protonen
Für tiefliegende Tumore können die Verfahren der vorliegenden Erfindung Protonen als Strahlenquelle verwenden. In der Strahlentherapie von Tumoren können Protonen als Strahlenquelle mit (a) CldC plus H₄U, (b) CldC plus Zb, (c) CldC plus einem sich von H₄U oder Zb unterscheidenden Cytidindesaminase-Inhibitor, oder (d) CldC und 4-N-Methylamino FdC ± einem Cytidindesaminase-Inhibitor kombiniert werden.
Sofern nicht anderweitig angegeben, bedeutet der Ausdruck „Verabreichen von CldC und 4-N-Methylamino FdC ± einen Cytidindesaminase-Inhibitor" über die gesamte Patentanmeldung hinweg, dass (A) CldC plus ein Cytidindesaminase-Inhibitor plus 4-N-Methylamino FdC verabreicht wird, (B) CldC plus ein erster Cytidindesaminase-Inhibitor getrennt von 4-N-Methylamino FdC ± einem zweiten Cytidindesaminase-Inhibitor verabreicht wird, (C) CldC getrennt von 4-N-Methylamino FdC ± einem Cytidindesaminase-Inhibitor verabreicht wird, oder (D) CldC getrennt von 4-N-Methylamino FdC verabreicht wird, wobei die ersten und zweiten Cytidindesaminase-Inhibitoren gleich oder verschieden sein können.
B. Brachytherapie
Aufgrund der mittels Cytochlor (CldC) bewirkten Sensibilisierung gegenüber geringen Strahlendosisleistungen kann eine in der Nähe eines Tumors, z.B. eines Prostata- oder Brusttumors, implantierte Strahlenquelle, wie beispielsweise Yttrium-90-Nadeln oder Iridium-Nadeln, mit (a) CldC plus H₄U, (b) CldC plus Zb, (c) CldC plus einem sich von H₄U oder Zb unterscheidenden Cytidindesaminase-Inhibitor, oder (d) CldC und 4-N-Methylamino FdC ± einem Cytidindesaminase-Inhibitor in der Strahlentherapie von Tumoren kombiniert werden, um ein merkliches Ansprechverhalten zu erreichen, welches mittels externer Bestrahlung nicht erzielt werden kann.
C. Monoklonale Antikörper, welche an Radionuklide gebunden sind (beispielsweise Yttrium-90)
Aufgrund der mittels Cytochlor bewirkten Sensibilisierung gegenüber geringen Strahlendosisleistungen kann ein Subjekt im Rahmen der Strahlentherapie von Tumoren eine systemische Behandlung mit (a) CldC und H₄U, (b) CldC und Zebularin, (c) CldC plus einem sich von H₄U oder Zebularin unterscheidenden Cytidindesaminase-Inhibitor, oder (d) CldC und 4-N-Methylamino FdC ± einem Cytidindesaminase-Inhibitor erhalten, wobei die systemische Behandlung an die Verabreichung von monoklonalen Antikörpern, welche an ein Radionuklid gebunden sind, an das Subjekt gekoppelt ist. Dies eröffnet der Technologie aufgrund der Tatsache, dass es die Behandlung einer metastatischen Erkrankung gestattet, eine völlig neue Dimension. Der monoklonale Antikörper spürt die Nester metastatischer Foci auf und löscht diese aus, sobald sie eine Migration von der Primärstelle vollzogen haben. Es ist aufgrund des Zuschauereffekts (Bystander-Effekt) nicht erforderlich, dass der monoklonale Antikörper (mAb) an das Radionuklid, z.B. Yttrium-90, gebunden ist, um mit jeder Zelle des metastastischen Klons wechselzuwirken, was bedeutet, dass Zellen, welche sich in der Nähe der Zelle befinden, die den mAb auf sich gezogen hat, trotzdem ein Ziel für die β-Strahlung darstellen. Die vorliegende Erfindung macht die Behandlung von Krebsmetastasen praktikabel.
Die beiden Unzulänglichkeiten dieses „theoretischen Ansatzes" waren: a) das von der Tumorzelle ausgesendete Signal war zu schwach, d.h. die meisten Tumore verbergen ihre einzigartigen Oberflächenantigene, b) die Zielstruktur war gegenüber dem „intelligenten Geschoss" nicht hinreichend empfindlich. Die vorliegende Erfindung begegnet diesen beiden Problemen durch a) die Hypomethylierungswirkung von CldC, sobald es als solches in die DNA eingebaut wird, oder von 4-N-Methylamino FdC, was zur Expression von Tumoroberflächenantigenen führt, welche als Signal dienen können, um den an Yttrium-90 konjugierten mAb selektiv auf sich zu ziehen, und b) die Radiosensibilisierungswirkung von CldC. Die Auslöschung einer metastatischen Erkrankung an unbekannten Stellen ist ein höchst kritischer und neuer Aspekt dieser Erfindung.
D. Das Gamma-Messer
Die Verwendung mehrerer Strahlenquellen, welche allesamt auf einen sehr kleinen Bereich eines soliden Tumors, z.B. eines Gehirntumors, ausgerichtet sind, stellt einen Ansatz dar, welcher die Aussichten in Bezug auf eine Kontrolle des soliden Tumors, wie beispielsweise eines Glioblastoms und anderen Gehirntumoren, verbessert hat. Es besteht jedoch das Bedürfnis hinsichtlich einer wirksameren tumorgerichteten Abtötung. Menschliche Tumore des Gehirns weisen 125- bis 130-fach höhere Spiegel an dCMP-Desaminase auf als die umliegende Hirnrinde. dCMP-Desaminase stellt das Enzym dar, welches für die Umwandlung des Prodrugs CldC in den Radiosensibilisator CldUTP verantwortlich ist.
Die Kombination von CldC und Gammastrahlung aus dem Gamma-Messer bietet ein großes Potential für die Heilung von soliden Tumoren, insbesondere von Gehirntumoren.
Einem Patienten können die Mittel der vorliegenden Erfindung, d.h. (a) CldC und H₄U, (b) CldC und Zebularin, (c) CldC und ein sich von H₄U oder Zebularin unterscheidender Cytidindesaminase-Inhibitor, oder (d) CldC und 4-N-Methylamino FdC ± ein Cytidindesaminase-Inhibitor, oral oder mittels intravenöser Infusion verabreicht werden, und er kann ferner 3 bis 4 Behandlungen mit dem Gamma-Messer erhalten. Eine Infusion der Mittel über die Halsschlagader oder über eine Vene mittels einer tragbaren Pumpe eine Woche vor Behandlung mit dem Gamma-Messer und während einer Behandlungswoche mit dem Gamma-Messer stellt das Verfahren der Wahl dar, wenn eine orale Verabreichung nicht von Erfolg gekrönt ist.
E. 3-Dimensionale konformale Strahlung
Durch Verwendung mehrerer unterschiedlicher Winkel anstelle einer Strahlenebene kann die Schädigung von Normalgewebe verringert werden, indem die Strahlung auf unterschiedliche Bereiche des Normalgewebes verteilt wird. Neben diesem 3D-Ansatz kann die Strahlenquelle durch Verwendung eines Multileaf-Kollimators modifiziert werden, so dass sich die Strahlung der Form des Tumors anpasst, wobei zunächst die Tumorform mittels computergestützer Tomographie bestimmt wird. Die Verwendung der Mittel der vorliegenden Erfindung, d.h. (a) CldC und H₄U, (b) CldC und Zebularin, (c) CldC plus ein sich von H₄U oder Zebularin unterscheidender Cytidindesaminase-Inhibitor, oder (d) CldC und 4-N-Methylamino FdC ± ein Cytidindesaminase-Inhibitor, in Kombination mit 3D-konformaler Strahlentherapie besitzt das Potential, eine Heilung von Tumoren bereitzustellen, welche anderweitig nicht möglich wäre. Die Kombination kann eine signifikante Verringerung rektaler Blutungen, Inkontinenz und Impotenz im Rahmen der Handhabung von Prostatakrebs bewirken, oder kann das Ausmaß der Progression, Metastasierung und Tumoraggressivität von Prostatatumoren verringern.
F. Stereotaktische Radiochirurgie
Die Mittel der vorliegenden Erfindung, d.h. (a) CldC und H₄U, (b) CldC und Zebularin, (c) CldC plus ein sich von H₄U oder Zebularin unterscheidender Cytidindesaminase-Inhibitor, oder (d) CldC und 4-N-Methylamino FdC ± ein Cytidindesaminase-Inhibitor, können ferner mit stereotaktischer Radiochirurgie kombiniert werden, um die Wirksamkeit der Strahlentherapie zu erhöhen. Dies umfasst die Verwendung eines stereotaktischen Rahmens und wird üblicherweise zur Behandlung von Gehirntumoren verwendet. Die stereotaktische Radiochirurgie kann zur Behandlung von Tumorgewebe, welches nicht dem Gehirn entstammt, angepasst werden.
III. Neue Verfahren der Zuführung
A. Nachhaltige, langsame intratumorale Freisetzung von CldC und den Modulatoren
Polymere wie beispielsweise Bis(p-carboxyphenoxy)propansebacinsäure sowie andere Mittel wie beispielsweise Lecithinsuspensionen können verwendet werden, um eine nachhaltige intratumorale Freisetzung von CldC und einem Cytidindesaminase-Inhibitor, z.B. H₄U, mit oder ohne 4-N-Methylamino FdC zu erzielen. Andere im Fachbereich bekannte, für eine nachhaltige, langsame Freisetzung vorgesehene Formulierungen können ebenfalls verwendet werden.
B. Perfusion des Tumors mit CldC und den Modulatoren
IV. Neue Desaminase-Inhibitoren
Neben Tetrahydrouridin (H₄U) und Zebularin (1-β-Ribofuranosyl-1,2-dihydropyrimidin-2-on), d.h. Zb, ist die Verwendung anderer Desaminase-Inhibitoren zur Erhöhung der Wirksamkeit von CldC und/oder FdC als Radiosensibilisator und Modulator im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen.
Da Tetrahydrouridin in Säuren instabil ist, ist es nicht zweckmäßig, Tetrahydrouridin oral zu verabreichen, sofern nicht eine beschichtete Form des Arzneimittels verwendet wird. Eine orale Verabreichung kann für die anderen Arzneimittel möglich sein. Eine orale Verabreichung stellt selbstverständlich die ideale Verabreichungsform dar. Da CldC, FdC und 4-N-Methylamino FdC Prodrugs sind, können CldC, FdC und 4-N-Methylamino FdC oral verabreicht werden, wobei die enterische Form eine gewünschte Verabreichungsform darstellt.
Cytidindesaminase-Inhibitoren, welche sich von Tetrahydrouridin und Zebularin unterscheiden, können die Nachfolgenden umfassen.

A. Pyrimidin-2-on-Nukleoside wie beispielsweise 5-F-Pyrimidin-2-on-Nukleosid (4, 5, 6), welche sich von 1-β-Ribofuranosyl-1,2-dihydropyrimidin-2-on unterscheiden.
B. F-Pyrimidin-2-on-Nukleoside.
C. Diazepin-2-1-Nukleoside. Diazepin-2-1-Nukleoside wirken in gleicher Weise auf Adenosindesaminase-Inhibitoren, welche starke Inhibitoren darstellen. Diazepin-2-1-Nukleoside sind säurelabil, jedoch sehr wirksam, wobei sie 10-mal stärker wirksam sind als Tetrahydrouridin. Diazepin-2-1-Nukleoside führen zu einer höheren Wirksamkeit von CldC und/oder FdC als Radiosensibilisator bzw. Modulator.
D. 1-(2-Desoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-1,2-dihydropyrimidin-2-on.
E. 2'-Desoxy-2'-F-arazebularin.
F. Diazoepinon.
G. 4-Hydromethyl-2-oxopyrimidin-2-on-Nukleosid.
H. 2'-Fluor-2'-desoxyarabinosyltetrahydrouracil, welches wahrscheinlich nicht N-glykosidisch gespalten wird.

V. Die vorliegende Erfindung zeigt die stärkste Wirkung gegenüber menschlichen Tumoren, welche hohe Spiegel an 5-Methylcytosin-DNA-Transferase aufweisen. Ein hoher Spiegel an 5-Methylcytosin-DNA-Transferase ist ein charakteristisches Merkmal vieler Tumore.
5-Methylcytosin-DNA-Transferase stellt ein neues Zielenzym dar, welches mittels (a) FdC plus H₄U, (b) 4-N-Methylamino FdC mit oder ohne einen Cytidindesaminase-Inhibitor, z.B. H₄U oder Zb, oder (c) CldC mit oder ohne einen Cytidindesaminase-Inhibitor, z.B. H₄U oder Zb, inhibiert wird. 5-Methylcytosin-DNA-Transferase stellt ein mutagenes, Karzinome verursachendes Enzym dar, welches für die Metastasierung, Tumorprogression und Resistenz gegenüber einer Therapie verantwortlich ist (17, 18).
5-Methylcytosin-DNA-Transferase kann für die Entstehung des Tumors verantwortlich sein. Die chlorierten und fluorierten Pyrimidinanaloga inhibieren dieses Prozessierungsenzym irreversibel und nicht-stöchiometrisch. Das Enzym wird lediglich in Gegenwart von S-Adenosylmethionin inhibiert. Der Inhibierungsmechanismus lautet wie folgt: das Enzym entfernt üblicherweise ein N aus der 5-Position von Cytosin in der DNA und fügt eine Methylgruppe aus S-Adenosylmethionin hinzu. Liegen CldC, FdC oder 4-N-Methylamino FdC in der DNA vor, kann das Enzym das elektronegative Chlor oder Fluor nicht entfernen, wobei es in dieser Position festsitzt und untätig verweilt. Das Prozessierungsenzym kann die DNA nicht durchlaufen, wobei es die Transkription beeinträchtigt und es unterlässt, die stromabwärts liegenden CG-Dinukleotide im Tochterstrang gegenüber von G^meC im Elternstrang zu methylieren.
Die Mittel der vorliegenden Erfindung, d.h. (a) CldC + H₄U, (b) CldC + Zb, (c) CldC plus ein sich von H₄U oder Zb unterscheidender Cytidindesaminase-Inhibitor, oder (d) CldC und 4-N-Methylamino FdC ± ein Cytidindesaminase-Inhibitor, führen zu einer tumorgerichteten Hypomethylierung. In der Vergangenheit wurden FdC + H₄U zugegeben, um die konkurrierenden Pools von TTP zu verringern, welche den Einbau von CldUTP in die Tumor-DNA beeinträchtigen. 4-N-Methylamino FdC bewirkt im Falle einer gemeinsamen Verabreichung mit einem Cytidindesaminase-Inhibitor keine Verringerung der TTP-Pools, sondern dient stattdessen ausschließlich als tumorgerichtetes hypomethylierendes Mittel. CldC wirkt in hohen Dosen ebenso wie FdC als hypomethylierendes Mittel, wobei es gleichzeitig als Radiosensibilisator sowie als Inhibitor von Reduktase (ebenso wie BrdU und IdU) und als Inhibitor von Thymidylat-Synthetase, einem Zielenzym in der Chemotherapie von Karzinomen (ebenso wie FdU oder 5-Fluoruracil), wirkt.
Was im Rahmen der vorliegenden Erfindung als überraschend und unerwartet betrachtet wird, ist die Tatsache, dass CldC ein Arzneimittel mit vielen Facetten darstellt, welches sich in mancher Hinsicht wie 5-Brom-2'-desoxyuridin oder 5-Iod-2'-desoxyuridin und in anderer Hinsicht wie 5-Fluor-2'-desoxyuridin oder FdC verhält.
VI. Einer der Aspekte der vorliegenden Erfindung nutzt ein Nukleosidanalogon, 4-N-Methylamino-5-fluor-2'-desoxycytidin (4-N-Methylamino FdC), mit einer neuen, unvorhersehbaren Funktion.
Die Struktur des neuen Arzneimittels 4-N-Methylamino FdC ist vorstehend dargestellt. 4-N-Methylamino FdC erfordert nicht zwingend die gemeinsame Verabreichung eines Cytidindesaminase-Inhibitors. Es stellt lediglich ein mittelmäßiges Substrat von Cytidindesaminase dar. Wird es in Kombination mit H₄U verabreicht, fungiert 4-N-Methylamino FdC lediglich als hypomethylierendes Mittel, ohne dabei FdUMP, FUMP, FUra, FdU oder FUTP oder FdUTP zu erzeugen. Es bewirkt keine Beeinträchtigung der RNA-Prozessierung und erzeugt keine Inhibitoren von Thymidylat-Synthetase, wie es bei 5-Fluoruracil (FUra), 5-Fluor-desoxyuridin (FdU) oder 5-Fluordesoxycytidin (FdC) der Fall ist.
VII. Die Mittel der vorliegenden Erfindung, z.B. (a) CldC plus H₄U, (b) CldC plus Zebularin, (c) CldC plus ein sich von H₄U oder Zb unterscheidender Cytidindesaminase-Inhibitor, oder (d) CldC und 4-N-Methylamino FdC ± ein Cytidindesaminase-Inhibitor, sind im Falle einer Kombination mit Strahlung insbesondere gegen Tumore, wie beispielsweise menschliche Tumore, wirksam, welche aufgrund der Tatsache, dass sie keine Tumoroberflächeantigene wie z.B. HLA exprimieren, nicht immunogen sind. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere bei Tumoren wirksam, welche Tumoroberflächen- oder HLA-Antigene maskieren, d.h. nicht-immunogene Tumore.
Diese nicht-immunogenen Tumore schalten Antigen-bildende Gene durch Hypermethylierung aus. Die Mittel der vorliegenden Erfindung, d.h. (a) CldC plus H₄U, (b) CldC plus Zebularin, (c) CldC plus ein sich von H₄U oder Zb unterscheidender Cytidindesaminase-Inhibitor, oder (d) CldC und 4-N-Methylamino FdC ± ein Cytidindesaminase-Inhibitor, führen zur Expression von Tumoroberflächenantigenen (HLA-Antigene). Dies gestattet es dem Patienten, eine Immunantwort gegen den Tumor zu erzeugen und gewährleistet die Wirksamkeit der Verwendung monoklonaler Antikörper, welche an Radionuklide gebunden sind, gegen die metastatischen Foci des Tumors. Die Mittel der vorliegenden Erfindung besitzen eine bemerkenswerte Wirkung bei Tumoren, welche ihre einzigartigen Antigene „verbergen" (und viele erfolgreiche Tumore verbergen ihre Antigene), so dass eine höhere Wirksamkeit erzielt wird. Dies steht im Einklang mit der Zielsetzung der Strahlentherapie, welche es ist, die durch den Tumor bewirkten Belastungen zu senken, so dass das Immunsystem des Patienten die verbleibenden überlebenden Zellen kontrollieren kann.
VIII. Die Mittel der vorliegenden Erfindung, z.B. (a) CldC plus H₄U, (b) CldC plus Zebularin, (c) CldC plus ein sich von H₄U oder Zb unterscheidender Cytidindesaminase-Inhibitor, oder (d) CldC und 4-N-Methylamino FdC ± ein Cytidindesaminase-Inhibitor, sind im Falle einer Kombination mit Strahlung insbesondere gegen Tumore, z.B. menschliche Tumore, wirksam, welche infolge Inaktivierung eines Tumorsuppressorgens entstehen.
Die Mittel der vorliegenden Erfindung sind insbesondere gegen Tumore wirksam, welche infolge Ausschaltung (Hypermethylierung) von Tumorsuppressorgenen entstanden sind. Da viele Tumore infolge Inaktivierung eines Tumorsuppressorgens – nicht durch Mutation oder Deletion, sondern durch Methylierung, was zur Ausschaltung von Genen führt – entstehen, spielen die Mittel der vorliegenden Erfindung, d.h. (a) CldC plus H₄U, (b) CldC plus Zebularin, (c) CldC plus ein sich von H₄U oder Zb unterscheidender Cytidindesaminase-Inhibitor, oder (d) CldC und 4-N-Methylamino FdC ± ein Cytidindesaminase-Inhibitor, eine Rolle bei der Reexpression des inaktiven Tumorsuppressorgens, was anschließend zur Heilung der Tumore führt.
IX. Die Mittel der vorliegenden Erfindung, z.B. (a) CldC plus H₄U, (b) CldC plus Zebularin, (c) CldC plus ein sich von H₄U oder Zb unterscheidender Cytidindesaminase-Inhibitor, oder (d) CldC und 4-N-Methylamino FdC ± ein Cytidindesaminase-Inhibitor, sind im Falle einer Kombination mit Strahlung insbesondere bei Cadherintumoren wirksam, welche infolge Ausschaltung des Cadherin-Gens zu metastatischen Subklonen führen. Dies tritt beispielsweise häufig bei Brust- und Prostatatumoren sowie Plattenepithelkarzinomen der Lunge auf.
Menschliche Tumore erfahren infolge Inaktivierung des für Cadherin kodierenden Gens häufig eine Metastasierung, wobei Cadherin ein klebriges Glykoprotein darstellt, welches eine Migration von Zellen an entfernte Stellen verhindert. Dieses Gen wird häufig nicht durch Mutation oder Deletion, sondern durch Methylierung inaktiviert, was zu einer Ausschaltung des Gens führt. Die meisten metastatischen Brusttumore sind mit Cadherin assoziiert, d.h. es fehlt ihnen die Expression des Cad-Gens.
X. Die Mittel der vorliegenden Erfindung, z.B. (a) CldC plus H₄U, (b) CldC plus Zebularin, (c) CldC plus ein sich von H₄U oder Zb unterscheidender Cytidindesaminase-Inhibitor, oder (d) CldC und 4-N-Methylamino FdC ± ein Cytidindesaminase-Inhibitor, sind im Falle einer Kombination mit Strahlung insbesondere bei Tumoren aktiv, welche nicht mit Östrogen- und Androgenanaloga behandelt werden können, da die Hormonrezeptoren fehlen.
Menschliche Brust- und Prostatatumore können mittels Hormonanaloga kontrolliert werden, sofern ihre Hormonrezeptoren intakt sind. So sind beispielsweise annährend 40% aller Brusttumore in Bezug auf Östrogenrezeptoren (ER) negativ und können daher nicht mit Tamoxifen behandelt werden. Es wurde gezeigt, dass in der überwiegenden Mehrheit aller Fälle das ER-Gen nicht durch Mutation oder Deletion, sondern durch Methylierung von Cytosin inaktiviert ist.
XI. Die Mittel der vorliegenden Erfindung, z.B. (a) CldC plus H₄U, (b) CldC plus Zebularin, (c) CldC plus ein sich von H₄U oder Zb unterscheidender Cytidindesaminase-Inhibitor, oder (d) CldC und 4-N-Methylamino FdC ± ein Cytidindesaminase-Inhibitor, sind im Falle einer Kombination mit Strahlung insbesondere bei Tumoren wirksam, welche niedrige Spiegel an Glutathion-S-Transferase aufweisen. Glutathion-S-Transferase stellt ein Antioxidationsenzym dar, wobei dessen Ausschaltung zur Bildung von Tumoren geführt haben kann. Seine Ausschaltung kann zu Subklonen des Tumors führen, welche aggressiver sind, in erhöhtem Maße metastasieren und gegenüber einer Therapie in erhöhtem Maße resistent sind.
XII. Die Mittel der vorliegenden Erfindung, z.B. (a) CldC plus H₄U, (b) CldC plus Zebularin, (c) CldC plus ein sich von H₄U oder Zb unterscheidender Cytidindesaminase-Inhibitor, oder (d) CldC und 4-N-Methylamino FdC ± ein Cytidindesaminase-Inhibitor, sind im Falle einer Kombination mit Strahlung insbesondere bei Tumoren wirksam, welche niedrige Spiegel an O⁶-Methylguaninmethyltransferase aufweisen. O⁶-Methylguaninmethyltransferase stellt ein Reparaturenzym dar, welches alkylierte Purine repariert. Seine Ausschaltung kann zu Subklonen des Tumors führen, welche aggressiver sind, gegenüber einer Therapie in erhöhtem Maße resistent sind und in erhöhtem Maße metastasieren.
XIII. Die Mittel der vorliegenden Erfindung, z.B. (a) CldC plus H₄U, (b) CldC plus Zebularin, (c) CldC plus ein sich von H₄U oder Zb unterscheidender Cytidindesaminase-Inhibitor, oder (d) CldC und 4-N-Methylamino FdC ± ein Cytidindesaminase-Inhibitor, sind in Kombination mit Strahlung insbesondere bei Tumoren wirksam, welche niedrige Spiegel des Gewebeinhibitors von Metalloproteinase-3 aufweisen. Der Gewebeinhibitor von Metalloproteinase-3 (TIMP-3) kann das Tumorwachstum, eine Angiogenese, Invasion und Metastasierung in vielen menschlichen Tumoren unterdrücken.
XIV. Die Mittel der vorliegenden Erfindung, z.B. (a) CldC plus H₄U, (b) CldC plus Zebularin, (c) CldC plus ein sich von H₄U oder Zb unterscheidender Cytidindesaminase-Inhibitor, oder (d) CldC und 4-N-Methylamino FdC ± ein Cytidindesaminase-Inhibitor, sind im Falle einer Kombination mit Strahlung insbesondere bei Tumoren wirksam, welche infolge einer Mutation des p53-Tumorsuppressorgens entstanden sind. Die Analoga bewirken die Umwandlung eines instabilen menschlichen Tumors in einen genetisch stabileren Tumor.
Viele menschliche Tumore sind genetisch instabil und führen zu in erhöhtem Maße metastasierenden, aggressiveren Subklonen, welche ferner gegenüber einer Therapie resistent sein können. Der Grund hierfür liegt darin, dass eine unangemessene Methylierung von Cytosin mittels 5-Methylcytosin-DNA-Transferase stattgefunden hat. Wird ^MeC entweder spontan oder mittels des tumorigenen Enzyms 5-Methylcytosin-DNA-Transferase desaminiert, so führt dies zu einer Mutation (einer Umwandlung von C nach T). Tumore wie beispielsweise jene der Prostata vollziehen eine Progression zu verstärkter Tumorigenese, indem sie Mutationen des p53-Tumorsuppressorgens akkumulieren. Mit Hilfe des Tumorsuppressorgens p53 finden Umwandlungen von C nach T sehr häufig in menschlichen Tumoren der Lunge (46%), des Dickdarms (79%), der Blase (47%), der Eierstöcke (36%), des Gehirns (75%) und der Brust (40%) statt. Diese Umwandlungen beruhen auf der Wirkung von 5-Methylcytosin-DNA-Transferase, welche nicht nur C an CG-Dinukleotiden methyliert, sondern auch ^MeCG unter Bildung von TG-Basenpaaren desaminiert, und darüber hinaus das Basenfehlpaarungsreparaturenzym an einer Reparatur von TG-Basenfehlpaarungen hindert (TA und CG stellen die normalen Basenpaarungen dar). 5-Methylcytosin-DNA-Transferase methyliert in der DNA bemerkenswerterweise auch Uracil, welches entweder durch spontane Desaminierung von Cytosin oder durch Wirkung von 5-Methylcytosin-DNA-Transferase erzeugt wird (17). Dieses bildet ein TG-Basenpaar und verhindert somit indirekt die Entfernung von Uracil aus der DNA, welches normalerweise durch eine mit Uracil-N-Glykosidase beginnende Reparaturkaskade aus der DNA entfernt würde. 5-Methylcytosin-DNA-Transferase inhibiert Uracil-N-Glykosidase auch direkt.
Somit stellt die Methyltransferase ein mutagenes und tumorigenes Enzym dar (18), welches in vielen menschlichen Tumoren erhöht ist (19, 20). 5-Methylcytosin-DNA-Transferase stellt die Zielstruktur der Desoxycytidin-Analoga dieser Erfindung dar. Aus diesem Grund macht die Wirkung der Desoxycytidin-Analoga auf 5-Methylcytosin-DNA-Transferase in Kombination mit einer Radiosensibilisierung das Verfahren der Verwendung von CldC im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu einem leistungsfähigen Ansatz, um menschliche Karzinome zu kontrollieren. Die Inaktivierung von p53 ist in Anbetracht der Tatsache, dass Tumore und Tumorzelllinien, welchen p53 fehlt, gegenüber Strahlung resistent sind, von höchster Bedeutung.
^MeC stellt einen „Mutationshotspot" dar, wobei die Mittel der vorliegenden Erfindung, d.h. (a) CldC plus H₄U, (b) CldC plus Zebularin, (c) CldC plus ein sich von H₄U oder Zb unterscheidender Cytidindesaminase-Inhibitor, oder (d) CldC und 4-N-Methylamino FdC ± ein Cytidindesaminase-Inhibitor, diese Hotspots infolge Hypomethylierung entfernen können.
Die Punkte VII–IX basieren auf der Erhöhung von 5-Methylcytosin-DNA-Transferase in menschlichen Tumoren und der Fähigkeit der Mittel der vorliegenden Erfindung, d.h. (a) CldC plus H₄U, (b) CldC plus Zebularin, (c) CldC plus ein sich von H₄U oder Zb unterscheidender Cytidindesaminase-Inhibitor, oder (d) CldC und 4-N-Methylamino FdC ± ein Cytidindesaminase-Inhibitor, Gene zu hypomethylieren, welche durch Hypermethylierung ausgeschaltet wurden.
CldC besitzt den Vorteil, dass es sowohl ein Radiosensibilisator als auch ein hypomethylierendes Mittel ist. 4-N-Methylamino FdC ist kein Radiosensibilisator, stellt im Falle einer gemeinsamen Verabreichung mit H₄U oder einem anderen Cytidindesaminase-Inhibitor jedoch ein stärkeres hypomethylierendes Mittel dar. Wird 4-N-Methylamino FdC ohne einen Cytidindesaminase-Inhibitor verabreicht, so stellt 4-N-Methylamino FdC immer noch keinen Radiosensibilisator dar. 4-N-Methylamino FdC bleibt jedoch ein hypomethylierendes Mittel und erzeugt ferner eine große Anzahl an Antimetaboliten, welche an DNA- und RNA-Metabolismus beteiligte Tumorenzyme inhibieren.
Die Bedeutung und Neuheit dieses Ansatzes ist jene, dass sie in angemessenerem Maße eine Heilung von Tumoren ohne Schädigung des darunter liegenden Gewebes sicherstellt. Anstelle der Verwendung einer hohen Strahlendosis, welche Normalgewebe schädigen könnte (trotz der hohen Selektivität des Radiosensibilisators dieser Erfindung), umfasst die vorliegende Erfindung eine unabhängige Strategie oder einen unabhängigen Ansatz gegen die verbleibenden Zellen des Tumors, welche der tödlichen Wirkung der Strahlung möglicherweise entkommen sind. CldC selbst und die Nukleosidanaloga machen CldC aufgrund der Tatsache, dass sie infolge Inhibierung von 5-Methylcytosin-DNA-Transferase möglicherweise eine Doppelrolle bei der Beeinflussung der Genexpression in überlebenden Tumorzellen einnehmen, zu einem wirksameren Radiosensibilisator. Dies bewirkt eine wirksamere Sicherstellung vollständiger Tumorkontrolle, oder verhindert zumindest eine Progression und Metastasierung von Tumoren, indem A) die Tumorzellen durch Reaktivierung von Tumorsuppressorgenen in einen Normalzustand zurückversetzt werden, und B) die genetische Stabilität der überlebenden Zellen wiederhergestellt wird, indem 1) die Transkription von mRNA-kodierten Genen, deren Proteinprodukte eine weitere DNA-Modifizierung verhindern, reaktiviert wird (zusätzliche Veränderungen in der DNA können zu einer weiteren Progression in Richtung einer Neoplasie führen), 2) die Expression von Enzymen, welche Veränderungen in der DNA der überlebenden Zellen reparieren, reaktiviert wird, oder stärker direkt 3) die über eine Aufrechterhaltung der Methylierung bewirkte epigenetische Vererbung von Mutationshotspots in der DNA der überlebenden Zellen verhindert wird.
XV. Die vorliegende Erfindung gestattet eine Behandlung, in welcher der Tumor vor einer Arzneimittelbehandlung bestrahlt wird, um eine erhöhte Aktivität von Desoxycytidinkinase (dCK) in den Zielzellen zu induzieren. Desoxycytidinkinase bewirkt eine anfängliche Umwandlung von CldC, FdC und 4-N-Methylamino FdC zu deren Anaboliten CldCMP, FdCMP bzw. 4-N-Methylamino FdCMP.
Die Strahlung aktiviert auch Thymidinkinase (TK), welche die Umwandlung von aus CldC und FdC stammendem CldU und FdU in höhere Metaboliten verstärkt.
XVI. Im Falle von menschlichem Prostatakarzinom nutzt die Technologie ein Zäpfchen, welches die langsame Freisetzung einer geringen Dosis an Bisulfit bewirkt, um das Rektum durch Inaktivierung von 5-CldC zu schützen und es in Desoxyuridin umzuwandeln (ein sicherer normaler Metabolit und ein Antagonist in Bezug auf Toxizität und Radiosensibilisierung). Dies schützt das Rektum vor der Wirkung von Strahlung, ohne dabei die Radiosensibilität des Prostatatumors zu verringern. Bisulfat desaminiert und dehalogeniert CldC als Vorläuferverbindung für DNA und dehalogeniert CldU, wenn es in die DNA von Rektalgewebe eingebaut wird. Umliegendes, nicht-tumorales Genitalgewebe kann auch durch kontrollierte lokale Verabreichung von Bisulfit, einem Fänger von freien Radikalen, geschützt werden.
Dem Patienten wird 1 h vor Bestrahlung seines Prostatatumors ein rektales Zäpfchen, welches die langsame Freisetzung einer niedrigen, sicheren Dosis an Bisulfit mit oder ohne Cystein (ebenfalls ein Fänger von freien Radikalen) bewirkt, verabreicht. Der Patient wird zunächst auf eine Empfindlichkeit gegenüber Bisulfit untersucht. Asthmatikern oder Patienten, welche einen Mangel an Sulfitoxidase aufweisen, wird dieser Behandlungsablauf nicht zuteil. Eine Empfindlichkeit gegenüber Bisulfit ist außerordentlich selten.
Die Mittel der vorliegenden Erfindung umfassen (a) CldC plus H₄U, (b) CldC plus Zebularin, (c) CldC plus einen sich von H₄U oder Zb unterscheidenden Cytidindesaminase-Inhibitor, oder (d) CldC und 4-N-Methylamino FdC ± einen Cytidindesaminase-Inhibitor. Neben H₄U oder Zb kann auch 2'-Desoxytetrahydrouridin (dH₄U) als Cytidindesaminase-Inhibitor verwendet werden.
Einige Aspekte der Erfindung machen sich drei Eigenschaften von CldC, nämlich dessen Eigenschaft als (1) Radiosensibilisator, (2) hypomethylierendes Mittel, und (3) indirekter Inhibitor der Bildung eines konkurrierenden Metaboliten, zunutze. Durch Nutzung dieser drei Eigenschaften von CldC vereinfacht die vorliegende Erfindung die aus dem Stand der Technik bekannten klinischen Behandlungsregime. So können die Mittel der vorliegenden Erfindung beispielsweise ohne Verabreichung eines Inhibitors zur Bildung eines Metaboliten, d.h. TTP, verabreicht werden, welcher mit dem Einbau eines radiosensibilisierenden Metaboliten, d.h. CldUTP, von CldC in die DNA konkurriert, wobei derartige Inhibitoren 5-Fluor-2'-desoxycytidin (FdC), 5-Fluor-2'-desoxyuridin (FdU) oder N-(Phosphonacetyl)-L-aspartat (PALA) sein können.
Die Mittel der vorliegenden Erfindung sind bei der Behandlung von Tumoren, bevorzugt von soliden Tumoren, wirksam. Die Tumore, welche mit den Mitteln der vorliegenden Erfindung behandelt werden können, umfassen Tumore der Brust, der Lunge, des Gehirns, der Leber, der Nieren, der Eierstöcke, der Gebärmutter, des Hodens, des Pankreas, des Gastrointestinaltraktes, von Kopf und Nacken, des Nasopharynx, der Haut, der Prostata, sowie des orofazialen Bereichs.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann CldC einem Subjekt, welches diesem bedarf, in einer Dosis von etwa 5 mg pro kg Körpergewicht pro Tag bis hin zu etwa 10 g pro kg Körpergewicht pro Tag verabreicht werden. Die bevorzugte Dosis beträgt etwa 50 mg pro kg Körpergewicht pro Tag bis hin zu etwa 6 g pro kg Körpergewicht pro Tag. Die anderen Mittel der vorliegenden Erfindung, d.h. H₄U, Zebularin, Cytidindesaminase-Inhibitoren, welche sich von H₄U oder Zebularin unterscheiden, sowie 4-N-Methylamino FdC können dem Subjekt in einer Dosis im Bereich von etwa 1/50-tel bis etwa ½, bevorzugt von etwa 1/30-tel bis etwa 1/10-tel, der Dosis von CldC verabreicht werden.
Die Mittel der vorliegenden Erfindung können entweder über einen gesamten Behandlungszeitraum hinweg in etwa der gleichen Dosis, in einem steigenden Dosisregime, oder in einem Aufsättigungsdosisregime verabreicht werden, in welchem eine Aufsättigungsdosis etwa das 2- bis 5-fache einer Erhaltungsdosis beträgt. Alternativ kann die Dosis für die Mittel der vorliegenden Erfindung auf Basis der Einschätzung eines Fachmanns während eines Behandlungszeitraums entsprechend dem Zustand des behandelten Subjekts und/oder der Schwere der behandelten Erkrankung in geeigneter Weise variiert werden.
Die Mittel der vorliegenden Erfindung können ein- bis viermal pro Tag verabreicht werden. Die Behandlung mit den Mitteln der vorliegenden Erfindung kann täglich wiederholt werden, oder sie kann für bis zu mehrere Tage während der Behandlung des Tumors zeitlich ausgesetzt werden. Mit der Bestrahlung kann nach der ersten Verabreichung von CldC begonnen werden. Alternativ kann mit der Bestrahlung nach einem Zeitraum von etwa 4 Stunden bis etwa 18 Stunden, bevorzugt von etwa 6 bis 14 Stunden, nach der letzten Verabreichung von CldC begonnen werden.
Die Strahlendosis kann die gleiche sein oder 1/4 bis 3/4 der Dosis betragen, die Patienten erhalten, welchen die Mittel der vorliegenden Erfindung nicht verabreicht werden.
Die Dosen der Mittel der vorliegenden Erfindung, der Zeitraum zwischen den Verabreichungen, sowie die Häufigkeit der Verabreichung können von einem Fachmann auf Grundlage des Zustands des zu behandelnden Patienten und der Schwere der zu behandelnden Erkrankung bestimmt werden. Der Zeitraum zwischen Arzneimitteltherapie und Strahlenbehandlung kann ebenfalls variiert werden.
Die Mittel der vorliegenden Erfindung können parenteral oder enteral verabreicht werden. Damit Tetrahydrouridin oral verabreicht werden kann, muss es jedoch in einer Formulierung vorliegen, welche es vor Säuren schützt. Die parenterale Form umfasst intravenöse, subkutane, intramuskuläre oder intraperitoneale Injektion, intravenöse oder intraarterielle Infusion, oder eine dermale Verabreichung. Ebenfalls innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung liegt die Behandlung von Tumoren oder der Schutz von Normalgewebe im Zuge der Strahlentherapie von Tumoren, indem die Mittel der vorliegenden Erfindung mittels Formulierungen, welche eine langsame Freisetzung bewirken und gemäß den im Fachbereich bekannten Verfahren hergestellt wurden, verabreicht werden.
Die Mittel der vorliegenden Erfindung können mit oder ohne einen pharmazeutisch annehmbaren Träger in einer pharmazeutischen Zusammensetzung verabreicht werden. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst eine pharmazeutische Zusammensetzung, welche CldC und 4-N-Methylamino FdC mit oder ohne einen pharmazeutisch annehmbaren Träger oder Hilfsstoff umfasst. Die Subjekte, welche mit Hilfe der Mittel der vorliegenden Erfindung behandelt werden können, umfassen Tiere wie beispielsweise Säuger, und insbesondere Menschen.
Die Mittel der vorliegenden Erfindung sind kommerziell erhältlich oder können von einem Fachmann aus Zwischenstufen, welche kommerziell erhältlich sind, hergestellt werden. Die Herstellungsverfahren der meisten Mittel der vorliegenden Erfindung sind in den U.S.-Patenten Nr. 4,894,364 und 5,985,266 offenbart.
Andere Literaturstellen, welche von Interesse sein könnten, sind ebenfalls nachstehend aufgeführt (21–69).
Literaturstellen

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Tabelle 1
Das Standardprotokoll (StP) gibt die Bolusdosen von i.p. verabreichten Arzneimitteln sowie den Verabreichungsplan von Arzneimitteln und Strahlung an. Dieses Protokoll wurde für 3 bis 5 Wochen verfolgt, wie in Tabelle 2 dargestellt. PALA: N-(Phosphonacetyl)-L-aspartat; FdC: 5-Fluor-2'-desoxycytidin; CldC: 5-Chlor-2'-desoxycytidin; H₄U: Tetrahydrouridin. Zeitplan

*(mg/kg)

Tabelle 3

Claims

Verwendung eines tumorbehandelnden Mittels, umfassend: (a) 5-Chlor-2'-desoxycytidin und einen Cytidindesaminase-Inhibitor, wobei das Mittel 5-Fluor-2'-desoxycytidin (FdC), 5-Fluor-2'-desoxyuridin (FdU) und N-(Phosphonacetyl)-L-aspartat (PALA) nicht enthält, (b) 5-Chlor-2'-desoxycytidin und 4-N-Methylamino FdC, oder (c) 5-Chlor-2'-desoxycytidin, 4-N-Methylamino FdC und einen Cytidindesaminase-inhibitor, zur Herstellung eines Medikaments zur Verabreichung in der Strahlentherapie von menschlichen, mit Hypermethylierung assoziierten Tumoren, welche aus der Gruppe bestehend aus menschlichen Tumoren der Brust, der Lunge, des Gehirns, der Leber, der Nieren, der Eierstöcke, des Hodens, des Pankreas, des Gastrointestinaltraktes, von Kopf und Nacken, des Nasopharynx, der Haut, der Prostata sowie des orofazialen Bereichs ausgewählt sind, und wobei das tumorbehandelnde Mittel zur Verabreichung im Anschluss an das Einwirken einer Menge an Strahlung auf das Subjekt vorgesehen ist, welche ausreichend ist, um eine erhöhte Desoxycytidinkinase (dCK)- und/oder eine erhöhte Thymidinkinase (TK)-Aktivität in Zielzellen in dem menschlichen Tumor oder in den menschlichen Tumoren zu induzieren, und wobei das tumorbehandelnde Mittel zur Verabreichung vor einem weiteren Einwirken einer tumorbehandelnden, wirksamen Menge an Strahlung auf das Subjekt vorgesehen ist.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei das tumorbehandelnde Mittel umfasst: (a) 5-Chlor-2'-desoxycytidin und 4-N-Methylamino FdC, oder (b) 5-Chlor-2'-desoxycytidin, 4-N-Methylamino FdC und einen Cytidindesaminase-Inhibitor, zur Herstellung eines Medikaments zur Verabreichung in der Strahlentherapie von menschlichen, mit Hypermethylierung assoziierten Tumoren, welche aus der Gruppe bestehend aus menschlichen Tumoren der Brust, der Lunge, des Gehirns, der Leber, der Nieren, der Eierstöcke, der Gebärmutter, des Hodens, des Pankreas, des Gastrointestinaltraktes, von Kopf und Nacken, des Nasopharynx, der Haut, der Prostata sowie des orofazialen Bereichs ausgewählt sind.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das tumorbehandelnde Mittel zur Verabreichung in einer Formulierung mit verzögerter Freisetzung vorgesehen ist.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Cytidindesaminase-Inhibitor Tetrahydrouridin, Desoxytetrahydrouridin, ein Pyrimidin-2-on-Nukleosid, ein F-Pyrimidin-2-on-Nukleosid, ein Diazepin-2-1-Nukleosid, 1-(2-Desoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-1,2-dihydropyrimidin-2-on, 2'-Desoxy-2'-F-arazebularin, Diazoepinon, 4-Hydromethyl-2-oxopyrimidin-2-on-Nukleosid oder 2'-Fluor-2'-desoxyarabinosyltetrahydrouracil ist.
Verwendung nach Anspruch 4, wobei das Pyrimidin-2-on-Nukleosid 1-β-Ribofuranosyl-1,2-dihydropyrimidin-2-on (Zebularin) oder 5-Fluorpyrimidin-2-on-Nukleosid ist.
Verwendung nach Anspruch 5, wobei der Cytidindesaminase-Inhibitor Tetrahydrouridin oder Zebularin ist.
Verwendung nach Anspruch 6, wobei der Cytidindesaminase-Inhibitor Tetrahydrouridin ist.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Strahlung aus der Gruppe bestehend aus Protonenstrahlung als Strahlenquelle, Strahlung aus einer in der Nähe des menschlichen Tumors implantierten Strahlenquelle, Strahlung aus einem an monoklonale Antikörper gebundenen Radionuklid, Strahlung in einem Gamma-Messer, 3D-konformaler Strahlung sowie Strahlung in der stereotaktischen Radiochirurgie ausgewählt ist.
Verwendung nach Anspruch 8, wobei die in der Nähe des menschlichen Tumors implantierte Strahlenquelle Yttrium-90-Nadeln oder Iridium-Nadeln umfasst.
Verwendung nach Anspruch 8, wobei das Radionuklid Yttrium 90 ist.
Verwendung von (A) einem tumorbehandelnden Mittel, umfassend: (a) 5-Chlor-2'-desoxycytidin und einen Cytidindesaminase-Inhibitor, wobei das Mittel 5-Fluor-2'-desoxycytidin (FdC), 5-Fluor-2'-Desoxyuridin (FdU) und N-(Phosphonacetyl)-L-aspartat (PALA) nicht enthält, (b) 5-Chlor-2'-desoxycytidin und 4-N-Methylamino FdC, oder (c) 5-Chlor-2'-desoxycytidin, 4-N-Methylamino FdC und einen Cytidindesaminase-Inhibitor, und (B) Bisulfit zur Herstellung eines Medikaments zur Verabreichung in der Strahlentherapie von menschlichen, mit Hypermethylierung assoziierten Tumoren, welche aus der Gruppe bestehend aus menschlichen Tumoren der Brust, der Lunge, des Gehirns, der Leber, der Nieren, der Eierstöcke, des Hodens, des Pankreas, des Gastrointestinaltraktes, von Kopf und Nacken, des Nasopharynx, der Haut, der Prostata sowie des orofazialen Bereichs ausgewählt sind, und wobei das tumorbehandelnde Mittel zur Verabreichung vor Einwirken einer tumorbehandelnden, wirksamen Menge an Strahlung auf das Subjekt vorgesehen ist.
Verwendung nach Anspruch 11 und von (C) Cystein vor Einwirken von Strahlung auf das Subjekt.
Verwendung eines Gen-hypomethylierenden Mittels, umfassend: (a) 5-Chlor-2'-desoxycytidin und einen Cytidindesaminase-Inhibitor (b) 5-Chlor-2'-desoxycytidin und 4-N-Methylamino FdC, oder (c) 5-Chlor-2'-desoxycytidin, 4-N-Methylamino FdC und einen Cytidindesaminase-Inhibitor, zur Herstellung eines Medikaments zur Verabreichung in der Strahlentherapie eines menschlichen Tumors, welcher aus mindestens einem hypermethyliertem Gen resultiert und aus der Gruppe bestehend aus menschlichen Tumoren der Brust, der Lunge, des Gehirns, der Leber, der Nieren, der Eierstöcke, der Gebärmutter, des Hodens, des Pankreas, des Gastrointestinaltraktes, von Kopf und Nacken, des Nasopharynx, der Haut, der Prostata sowie des orofazialen Bereichs ausgewählt ist, in einer Menge, welche wirksam ist, um mindestens ein hypermethyliertes Gen zu hypomethylieren, und wobei das Gen-hypomethylierende Mittel zur Verabreichung vor Einwirken einer tumorbehandelnden, wirksamen Menge an Strahlung auf das Subjekt vorgesehen ist.
Verwendung nach Anspruch 13, wobei der Cytidindesaminase-Inhibitor Tetrahydrouridin, Desoxytetrahydrouridin, ein Pyrimidin-2-on-Nukleosid, ein F-Pyrimidin-2-on-Nukleosid, ein Diazepin-2-1-Nukleosid, 1-(2-Desoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-1,2-dihydropyrimidin-2-on, 2'-Desoxy-2'-F-arazebularin, Diazoepinon, 4-Hydromethyl-2-oxopyrimidin-2-on-Nukleosid oder 2'-Fluor-2'-desoxyarabinosyltetrahydrouracil ist.
Verwendung nach Anspruch 14, wobei das Pyrimidin-2-on-Nukleosid 1-β-Ribofuranosyl-1,2-dihydropyrimidin-2-on (Zebularin) oder 5-Fluorpyrimidin-2-on-Nukleosid ist.
Verwendung nach Anspruch 15, wobei der Cytidindesaminase-Inhibitor Tetrahydrouridin oder Zebularin ist.
Verwendung nach Anspruch 16, wobei der Cytidindesaminase-Inhibitor Tetrahydrouridin ist.
Verwendung nach Anspruch 13, wobei das Gen-hypomethylierende Mittel Gene, welche in einem menschlichen Tumor ausgeschaltet sind, hypomethyliert, um (A) die Aggressivität des menschlichen Tumors, (B) die Neigung des menschlichen Tumors zur Metastasierung, (C) die genetische Instabilität des menschlichen Tumors, und/oder (D) die Resistenz des menschlichen Tumors gegenüber einer Arzneimittel- oder Strahlenbehandlung zu verringern.
Verwendung nach Anspruch 13, wobei das Gen-hypomethylierende Mittel umfasst: (c) 5-Chlor-2'-desoxycytidin und 4-N-Methylamino FdC, oder (d) 5-Chlor-2'-desoxycytidin, 4-N-Methylamino FdC und einen Cytidindesaminase-Inhibitor.
Pharmazeutische Zusammensetzung, welche 5-Chlor-2'-desoxycytidin und 4-N-Methylamino FdC umfasst.