DE60103384T2

DE60103384T2 - Metabotrope glutamatrezeptorantagonisten zur behandlung von toleranz und abhängigkeit

Info

Publication number: DE60103384T2
Application number: DE60103384T
Authority: DE
Inventors: Mauro Corsi; François CONQUET
Original assignee: Glaxo Group Ltd
Current assignee: Glaxo Group Ltd
Priority date: 2000-03-09
Filing date: 2001-03-09
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2021-03-10
Also published as: US20030195139A1; ES2220727T3; HK1053262A1; EP1267869A1; CN1427720A; JP2003525902A; SE1267869T3; TR200401862T4; WO2001066113A1; PT1267869E; AU3763401A; NZ521228A; DK1267869T3; EP1267869B1; CA2402341A1; DE60103384D1; AU783869B2; GB0005700D0; SE1267869T5; ATE267013T1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Gewöhnungs- und Abhängigkeitstherapie. Insbesondere betrifft sie Durchmusterungsverfahren zur Identifizierung neuer Produkte, die in der Gewöhnungs- und Abhängigkeitstherapie verwendet werden können.
Hintergrund der Erfindung
Sucht ist eine chronische Gehirnerkrankung, die bei Menschen in einer Vielzahl von Verhalten und in einer Reihe von sozialen Umständen auftritt. Obwohl sie ein komplexes Phänomen ist, ist ihre medizinische Definition eine Störung des zentralen Nervensystems (ZNS), die als Verhaltensstörung aufgrund eines neurobiologischen Ungleichgewichts im Gehirn zutage tritt (Leshner, 1997, Science 278, 45). Individuen können nach einer großen Vielzahl von Faktoren süchtig werden, einschließlich Substanzen wie Drogen. Der zwanghafte und unfreiwillige Aspekt der Drogenabhängigkeit kann sich mit anderen Zwangsverhalten wie Spielsucht und zwanghafter sexueller Aktivität überlappen.
In bezug auf Drogenmißbrauch wird ein Abhängigkeitsverhalten in einer multifaktoriellen Weise induziert und aufrechterhalten, wobei die unkonditionierten Verstärkungseigenschaften der Mißbrauchsdroge eine zentrale Rolle spielen. Es gibt viele unterschiedliche Substanzen, von denen Personen abhängig werden können, einschließlich Opiate, Benzodiazepine, Amphetamin, Nikotin, Kokain und Ethanol.
Die Auswirkungen von Drogenmißbrauch sind immens. Z.B. ist die Nikotinabhängigkeit die am weitesten verbreitete Art der Drogenabhängigkeit. Ein Drittel der weltweiten Bevölkerung über 15 Jahre sind Raucher. Rauchen nimmt weiterhin unter Heranwachsenden zu, und die WHO schätzt, daß es im Jahr 2025 10 Millionen Tabak-bezogene Todesfälle pro Jahr geben wird. Das Aufhören mit dem Rauchen kann eine Reihe von Symptomen bei abhängigen Individuen hervorrufen, einschließlich Verlangen, Depression, Angstzustand, Konzentrationsschwierigkeit und Gewichtszunahme. Trotz einer Vielzahl verfügbarer Behandlungen versagen viele Raucher dabei, das Rauchen aufzugeben.
Es gibt deshalb einen großen, unterfüllten Bedarf auf dem Gebiet des Drogenmißbrauchs für pharmakologische Mittel, die wirksamer als die derzeit verfügbaren zur Reduzierung der Entzugssymptome und noch wichtiger zur Reduzierung der Rückfallraten sind. Tatsächlich ist das Einstellen des Rauchens ein therapeutisches Gebiet mit allgemein schlechten Ergebnissen: eine durchschnittliche 30%ige Erfolgsrate im Vergleich mit 50 bis 80 % für Alkoholismus, Opioid- und Kokainabhängigkeit (nach 6 Monaten).
Dennoch ist das Grundprinzip für den pharmakologischen Eingriff noch stark, weil nur die Pharmakotherapie potentiell auf eine Population wirkt, die größer als diejenige ist, die mit psychosozialen Eingriffen behandelt wird, und daher diese herkömmlichen Methoden durch Verbesserung der Therapietreue und Behandlungsqualität verbessern kann.
Glutamat ist der Transmitter der großen Mehrheit der exzitatorischen Synapsen im Säugetier-ZNS und spielt eine wichtige Rolle in einer großen Vielzahl von ZNS-Funktionen. In der Vergangenheit wurde angenommen, daß die Wirkungen vom Glutamat im Säugetiergehirn ausschließlich durch Aktivierung Glutamat-kontrollierter ("gated") Kationenkanäle vermittelt werden, die als ionotrope Glutamatrezeptoren bezeichnet werden: siehe Watkins & Evans, Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol., 21, 165 (1985). In der Mitte der 1980iger begannen jedoch Hinweise auf die Existenz von Glutamatrezeptoren, die direkt an einen zweiten Boten über G-Proteine gekuppelt sind, mit der Entdeckung eines Glutamatrezeptors aufzutreten, der an die Aktivierung der Phosphonoinositid-Hydrolyse gekuppelt ist. Dies führte zur Entdeckung einer neuen Familie von Glutamatrezeptoren, die als metabotrope Glutamatrezeptoren (mGluRs) bezeichnet werden: siehe z.B. Sladeczek et al., Nature, 317, 717 (1985) und Sugiyama et al., Nature, 325, 531 (1987).
Die Suche nach mGluR-bezogenen cDNAs hat in der Isolierung von acht Genen resultiert, die spezifische mGluRs codieren. Diese Rezeptoren werden mGluR1 bis mGluR8 genannt. Auf der Basis ihrer Aminosäure-Sequenzidentität können die acht mGluRs in drei Gruppen klassifiziert werden. Gruppe I schließt mGluRl und mGluR5 ein, Gruppe II mGluR2 und mGluR3, und Gruppe III mGluR4, mGluR6, mGluR7 und mGluR8. Während mGluRs der Gruppe I den Inositphosphatmetabolismus und die Mobilisierung von intrazellulärem Ca²⁺ stimulieren, sind mGluRs sowohl der Gruppe II als auch der Gruppe II negativ an Adenylylcyclase gekuppelt (Schoepp & Conn, Trend Pharmacol. Sci. 14, 13, 1993 und Pin & Duvoisin, Neuropharmacology, 34, 1 (1995)).
WO 98/40407 offenbart eine neue Familie synaptischer Aktivierungsproteine (insbesondere Homer), von denen gefunden wurde, daß sie mGluR5 oder mGluRlα binden. Es wird nahegelegt, daß diese Proteine in Durchmusterungstests verwendet werden können, um Verbindungen zu identifizieren, die mit dieser Bindung wechselwirken oder diese modulieren, und daß die Verbindungen vielleicht als Wirkstoffe zur Behandlung von Epilepsie, abnormaler Gehirnentwicklung, Nervenverletzung, Trauma oder bestimmten chemischen Abhängigkeiten verwendet werden können. Es gibt jedoch keinen Hinweis, ob solche Verbindungen selbst Agonisten oder Antagonisten der Rezeptoraktivität sein würden, oder ob sie überhaupt irgendeinen anderen Effekt als das Wechselwirken mit der Bindung von Homer an den Rezeptor haben würden.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Erfindung beruht auf unseren Befunden, daß:

(i) eine Verbindung, die als selektiver Antagonist des metabotropen Glutamatrezeptors, mGluR5, wirken kann, das Wiedereinsetzen Nikotin-suchenden Verhaltens bei Ratten im Anschluß an Exposition mit experimentellen Determinanten des Rauchrückfalls reduzieren kann; und
(ii) mGluR5-Knockout-Mäuse keine Kokain-induzierte Hyperaktivität zeigen und keine Reaktion auf die verstärkenden Eigenschaften von Kokain zeigen und sich bei keiner untersuchten Dosis Amphetamin selbst verabreichen.

Wir schlagen vor, daß die pharmakologische Blockierung von mGluR5 zur negativen Regulierung von Dopamin-2-(D2)-Rezeptoren führt, was wiederum die dopaminerge Aktivität reduziert. Die Reduktion der dopaminergen Aktivität führt zu einer Reduktion des Rückfalls beim Rauchen. Wir schlagen ebenfalls vor, daß mGluR5 verantwortlich für die hyperaktive Reaktion auf Kokainverabreichung ist und ebenfalls eine wesentliche Komponente des durch Kokain und Amphetamin induzierten Belohnungsprozesses ist.
Außerdem schlagen wir vor, daß mGluR5 am "emotionellen Lernen" beteiligt ist. Sucht impliziert, daß ein Individuum zunächst "gelernt" hat, wie es abhängig ist, bevor es süchtig wird. Jeder Memorisierungsprozeß geht voraus, und wir legen nahe, daß mGluR5 verantwortlich für den "Lern"-Prozeß der Abhängigkeit ist, unabhängig vom Typ der betreffenden Abhängigkeit. Der mGluR5-Rezeptor ist somit für das Einsetzen des Abhängigkeitsprozesses erforderlich, vor der letztlichen Einrichtung der physiologischen Sucht. Erfindungsgemäß wird daher die Verwendung eines Antagonisten von mGluR5, typischerweise humanem mGluR5, in der Herstellung eines Medikaments zur Verwendung in einem Verfahren der Gewöhnungs- oder Abhängigkeits therapie, Bulimia nervosa, Anorexia nervosa oder Zwangsstörung bereitgestellt.
Die Erfindung stellt ebenfalls bereit:

– einen Antagonisten von mGluR5 zur Verwendung in einem Verfahren zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers durch Therapie;
– ein Verfahren der Behandlung eines Patienten, der an Gewöhnung oder Abhängigkeit leidet, wobei das Verfahren das Verabreichen einer therapeutisch wirksamen Menge eines Antagonisten von mGluR5 an den Patienten umfaßt;
– eine pharmazeutische Zusammensetzung, die einen Antagonisten von mGluR5 und einen pharmazeutisch akzeptablen Träger oder Verdünnungsstoff umfaßt;
– Erzeugnisse, die einen Antagonisten von mGluR5 und ein Therapeutikum als Kombinationszubereitung zur gleichzeitigen, separaten oder aufeinanderfolgenden Verwendung in der Behandlung eines Zustands enthalten, für den das Therapeutikum verwendet wird, worin die Verwendung des Therapeutikums in Abwesenheit des Antagonisten zu einer Gewöhnung an oder eine Abhängigkeit von dem Therapeutikum führen könnte;
– die Verwendung von mGluR5 zur Identifizierung eines Erzeugnisses zur Verwendung in der Behandlung von Gewöhnung oder Abhängigkeit;
– ein Verfahren zur Identifizierung eines Erzeugnisses zur Verwendung in der Behandlung von Gewöhnung oder Abhängigkeit, umfassend: (a) Inkontaktbringen eines Testerzeugnisses mit mGluR5 unter Bedingungen, die in Abwesenheit des Testerzeugnisses zu Aktivität des mGluR5 führen würden, und (b) Bestimmen, ob das Testerzeugnis der mGluR5-Aktivität entgegenwirkt, um dadurch zu bestimmen, ob das Testerzeugnis in der Behandlung von Gewöhnung an oder Abhängigkeit von Substanzen verwendet werden kann;
– ein durch das Verfahren der Erfindung identifiziertes Erzeugnis;
– ein Erzeugnis der Erfindung zur Verwendung in einem Verfahren zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers durch Therapie;
– die Verwendung eines Erzeugnisses der Erfindung zur Herstellung eines Medikaments zur Verwendung in der Gewöhnungs- oder Abhängigkeitstherapie;
– ein Verfahren zur Behandlung eines Patienten, der an Gewöhnung oder Abhängigkeit leidet, wobei das Verfahren das Verabreichen einer therapeutisch wirksamen Menge eines Erzeugnisses der Erfindung umfaßt;
– eine pharmazeutische Zusammensetzung, die ein Erzeugnis der Erfindung und einen pharmazeutisch akzeptablen Träger oder Verdünnungsstoff umfaßt; und
– Erzeugnisse, die ein Erzeugnis der Erfindung und ein Therapeutikum als Kombinationszubereitung zur gleichzeitigen, separaten oder aufeinanderfolgenden Verwendung in der Behandlung eines Zustands enthalten, für den das Therapeutikum verwendet wird, worin die Verwendung des Therapeutikums in Abwesenheit des Erzeugnisses zu einer Gewöhnung oder einer Abhängigkeit von dem Therapeutikum führen könnte.

Kurze Beschreibung der Figuren
1(a) zeigt die Wirkungen von Kokain auf die motorische Aktivität einer Mausmutante (•) und einer Maus vom Wildtyp (∎). Die horizontale Aktivität wurde alle 5 Minuten während einer Sitzung von 60 min gemessen. Den Mäusen wurde Kochsalzlösung i.p. injiziert, und sie wurden in die Vorrichtung zum Zeitpunkt 0 gesetzt. Zum Zeitpunkt 15 min wurde den Mäusen 10 mg/kg Kokain i.p. injiziert, und sie wurden erneut in die Vorrichtung gesetzt. Die Statistik (einseitige Varianzanalyse; n = 5–12) wurde durch Vergleich der Werte aus dem Zeitkasten 20 bis 60 min durchgeführt. Die Standardfehler sind ausgelassen.
(b) zeigt die Wirkungen von Kokain auf die motorische Aktivität von Mausmutanten (gefüllte Balken) und von Mäusen vom Wildtyp (offene Balken). Der Gesamtbetrag der Messung der horizontalen Aktivität während der 60-minütigen Sitzung wurde als Prozentanteil der Trägerbehandlungswirkung (% Auszählungen gegenüber Träger) berechnet. Den Mäusen wurde Kochsalzlösung i.p. injiziert, und sie wurden in die Vorrichtung zum Zeitpunkt 0 gegeben. Zum Zeitpunkt 15 min wurde den Mäusen 10, 20 oder 40 mg/kg Kokain i.p. injiziert, und sie wurden erneut in die Vorrichtung gesetzt. Die Statistik (einseitige Varianzanalyse gefolgt von Dunnett; * = P<0,05; n = 14–16) wurde durch Vergleich der Werte vom Zeitkasten 20 bis 60 min durchgeführt. Die Standardfehler sind ausgelassen.
2 zeigt die Ergebnisse der Kokain-Selbstverabreichungsexperimente;
(a) Lernaufgabenexperiment mit Futterverstärker (Zuckermilch) zeigt, daß sowohl mGlu(+/+) (gefüllter Balken) als auch (–/–) (offener Balken) ein gleiches operantes Verhalten lieferten; und
(b) Dosis-Reaktionskurve bei unterschiedlichen Kokaindosen im Selbstverabreichungs-Musterbeispiel für Mäuse vom Wildtyp (∎) und Knockout-Mäuse (O).
3 zeigt die Ergebnisse der Dopamin-Mikrodialyse im Nucleus accumbens von Mäusen vom Wildtyp (a) und Knockout-Mäusen (b) nach Injektion von 10 mg/kg Kokain oder Kochsalzpuffer intraperitoneal.
4 zeigt die d-Amphetamin-Selbstverabreichung in mGluR5-Knockout(–/–)-Mäusen.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Antagonisten von mGluR5 zur Behandlung von Gewöhnung oder Abhängigkeit. Das mGluR5 ist bevorzugt humanes mGluR5.
Ein Antagonist von mGluR5 ist eine Substanz, die die Wirkung eines Liganden (Agonisten) vermindert oder aufhebt, der typischerweise mGluR5 aktiviert. Somit kann der Antagonist z.B. ein chemischer Antagonist, ein pharmakokinetischer Antagonist, ein Antagonist durch Rezeptorblockierung, ein nicht-kompetitiver Antagonist oder ein physiologischer Antagonist sein.
Ein chemischer Antagonist ist derjenige, der den Liganden in Lösung bindet, so daß die Wirkung des Liganden verloren geht.
Ein pharmakokinetischer Antagonist ist derjenige, der wirksam die Konzentration des Wirkstoffs an seiner Wirkungsstelle reduziert, z.B. durch Erhöhung der Geschwindigkeit des Stoffwechselabbaus des aktiven Liganden.
Der Antagonismus durch Rezeptorblockierung beinhaltet zwei wichtige Mechanismen: reversiblen kompetitiven Antagonismus und irreversiblen (oder Nicht-Gleichgewichts-) kompetitiven Antagonismus. Der reversible kompetitive Antagonismus tritt auf, wenn die Dissoziationsgeschwindigkeit der Antagonistenmoleküle ausreichend hoch ist, so daß bei Zugabe des Liganden eine Verdrängung der Antagonistenmoleküle aus den Rezeptoren wirksam erfolgt. Natürlich kann der Ligand ein gebundenes Antagonistenmolekül nicht hinauswerfen oder umgekehrt. Ein irreversibler oder nichtgleichgewichtiger, kompetitiver Antagonismus erfolgt, wenn der Antagonist sehr langsam oder überhaupt nicht vom Rezeptor dissoziiert, mit dem Ergebnis, daß keine Veränderung in der Antagonistenbelegung auftritt, wenn der Ligand eingesetzt wird. Daher ist der Antagonismus unüberwindbar.
Der nicht-kompetitive Antagonismus beschreibt die Situation, in der der Antagonist an einer Stelle in der Signalleitung, die zur Erzeugung einer Reaktion durch den Liganden führt, blockiert.
Der physiologische Antagonismus ist ein frei verwendeter Begriff zur Beschreibung der Wechselwirkung von zwei Stoffen, deren entgegengesetzte Wirkungen im Körper dazu neigen, einander aufzuheben.
Ein Antagonist kann ebenfalls eine Substanz sein, die die Expression von funktionellem mGluR5 vermindert oder aufhebt. So kann ein Antagonist z.B. eine Substanz sein, die die Expression des Gens vermindert oder aufhebt, das mGluR5 codiert, die Translation von mGluR5-RNA vermindert oder aufhebt, die posttranslationale Modifikation von mGluR5-Protein vermindert oder aufhebt, oder die Insertion von mGluR5 in die Zellmembran vermindert oder aufhebt.
Bevorzugte Antagonisten sind diejenigen, die zu einer Reduktion der Aktivierung durch den Liganden von wenigstens 10 %, wenigstens 20 %, wenigstens 30 %, wenigstens 40 %, wenigstens 50 %, wenigstens 60 %, wenigstens 70 %, wenigstens 80 %, wenigstens 90 %, wenigstens 95 % oder wenigstens 99 % bei einer Konzentration des Antagonisten von 1 μg/ml, 10 μg/ml, 100 μg/ml, 500 μg/ml, 1 mg/ml, 10 mg/ml, 100 mg/ml führen. Der prozentuale Antagonismus stellt die prozentuale Abnahme der Aktivität von mGluR5 in einem Vergleich von Assays in Gegenwart und Abwesenheit des Antagonisten dar. Jede Kombination der oben genannten Grade des prozentualen Antagonismus und der Konzentration des Antagonisten kann verwendet werden, um einen Antagonisten der Erfindung zu definieren, wobei ein größerer Antagonismus bei niedrigeren Konzentrationen bevorzugt ist.
Ein Antagonist zur Verwendung in der Erfindung kann ein relativ nicht-spezifischer Antagonist sein, der ein Antagonist von mGluRs allgemein ist. Bevorzugt wirkt jedoch ein Antagonist nur mGluRs der Gruppe I entgegen. Besonders bevorzugt ist ein in der Erfindung verwendeter Antagonist ein selektiver Antagonist von mGluR5. Ein selektiver Antagonist von mGluR5 ist derjenige der mGluR5 entgegenwirkt, aber anderen mGluRs nur schwach oder im wesentlichen überhaupt nicht entgegenwirkt. Die am meisten bevorzugten Antagonisten sind diejenigen, die selektiv mGluR5 bei niedrigen Konzentrationen entgegenwirken können, z.B. diejenigen, die einen Antagonismusgrad von 50 % oder mehr bei einer Konzentration von 100 μg/ml oder weniger verursachen.
Selektive mGluR5-Antagonisten können somit typischerweise eine wenigstens 100-fach größere Aktivität an einem mGluR5-Rezeptor als an einem mGluR1-Rezeptor aufweisen, bevorzugt eine wenigstens 200-fach größere Aktivität und am meisten bevorzugt eine wenigstens 400-fach größere Aktivität. Sie können einen hohen Grad an Selektivität und Affinität als Antagonisten des humanen und/oder Ratten-mGluR5 aufzeigen.
Geeignete Antagonisten zur Verwendung in der Erfindung werden in EP-A-0807621, WO 99/02497, WO 00/20001 und WO 00/63166 offenbart. wie in WO 99/02497 offenbart wird, können deshalb geeignete Antagonisten die Formel (I) besitzen:
R₁ Wasserstoff, Niederalkyl, Hydroxy-niederalkyl, Niederalkylamino, Piperidino, Carboxy, verestertes Carboxy, amidiertes Carboxy, unsubstituiertes oder Niederalkyl-, Niederalkoxy-, Halogen- und/oder Trifluormethyl-substituiertes N-Niederalkyl-N-phenylcarbamoyl, Niederalkoxy, Halogen-niederalkyl oder Halogen-niederalkoxy angibt;
R₂ Wasserstoff, Niederalkyl, Carboxy, verestertes Carboxy, amidiertes Carboxy, Hydroxy-niederalkyl, Hydroxy, Niederalkoxy oder Niederalkanoyloxy, 4-(4-Fluor-benzoyl)-piperidin-1-yl-carboxy, 4-t-Butyloxycarbonyl-piperazin-1-yl-carboxy, 4-(4-Azido-2-hydroxybenzoyl)-piperazin-1-ylcarboxy oder 4-(4-Azido-2-hydroxy-3-iod-benzoyl)-piperazin-1-ylcarboxy anzeigt;
R₃ Wasserstoff, Niederalkyl, Carboxy, Niederalkoxy-carbonyl, Niederalkyl-carbamoyl, Hydroxy-niederalkyl, Di-niederalkyl-aminomethyl, Morpholinocarbonyl oder 4-(4-Fluor-benzoyl)-piperidin-1-yl-carboxy darstellt;
R₄ Wasserstoff, Niederalkyl, Hydroxy, Hydroxy-niederalkyl, Aminoniederalkyl, Niederalkylamino-niederalkyl, Di-niederalkylamino-niederalkyl, unsubstituiertes oder Hydroxy-substituiertes Niederalkylenaminoniederalkyl, Niederalkoxy, Niederalkanoyloxy, Amino-niederalkoxy, Niederalkylamino-niederalkoxy, Di-niederalkylamino-niederalkoxy, Phthalimido-niederalkoxy, unsubstituiertes oder Hydroxy- oder 2-Oxoimidazolidin-1-yl-substituiertes Niederalkylenamino-niederalkoxy, Carboxy, verestertes oder amidiertes Carboxy, Carboxy-niederalkoxy oder verestertes Carboxy-niederalkoxy darstellt;
X eine gegebenenfalls Halogen-substituierte Niederalkenylen- oder -alkinylen-Gruppe darstellt, die über vicinale gesättigten Kohlenstoffatome oder eine Azo-Gruppe (-N=N-) gebunden ist, und
R₅ eine aromatische oder heteroaromatische Gruppe anzeigt, die unsubstituiert ist oder mit einem oder mehreren Substituenten substituiert ist, ausgewählt aus Niederalkyl, Halogen, Halogen-niederalkyl, Halogenniederalkoxy, Niederalkenyl, Niederalkinyl, unsubstituiertem oder Nieder alkyl-, Niederalkoxy-, Halogen- und/oder Trifluormethyl-substituiertem Phenyl, unsubstituiertem oder Niederalkyl-, Niederalkoxy-, Halogenund/oder Trifluormethyl-substituiertem Phenyl-niederalkinyl, Hydroxy, Hydroxy-niederalkyl, Niederalkanoyloxy-niederalkyl, Niederalkoxy, Niederalkenyloxy, Niederalkylendioxy, Niederalkanoyloxy, Amino-, Niederalkylamino-, Niederalkanoylamino- oder N-Niederalkyl-N-niederalkanoylamino-niederalkoxy, unsubstituiertem oder Niederalkyl-, Niederalkoxy-, Halogen- und/oder Trifluormethyl-substituierten Phenoxy, unsubstituiertem oder Niederalkyl-, Niederalkoxy-, Halogen- und/oder Trifluormethyl-substituiertem Phenyl-niederalkoxy, Acyl, Carboxy, verestertem Carboxy, amidiertem Carboxy, Cyano, Carboxy-Niederalkylamino, verestertem Carboxy-niederalkylamino, amidiertem Carboxy-niederalkylamino, Phosphono-niederalkylamino, verestertem Phosphono-niederalkylamino, Nitro, Amino, Niederalkylamino, Di-niederalkylamino-acylamino, N-Acyl-N-niederalkylamino, Phenylamino, Phenyl-niederalkylamino, Cycloalkyl-niederalkylamino oder Heteroaryl-niederalkylamino, von denen jedes unsubstituiert oder Niederalkyl-, Niederalkoxy-, Halogen- und/oder Trifluormethyl-substituiert sein kann; ihre N-Oxide und ihre pharmazeutisch akzeptablen Salze.
Verbindungen der Formel (I), die basische Gruppen haben, können Säureadditionssalze bilden, und Verbindungen der Formel (I) mit sauren Gruppen können Salze mit Basen bilden. Verbindungen der Formel (I) mit basischen Gruppen und zusätzlich mit wenigstens einer sauren Gruppe können ebenfalls innere Salze bilden. Ebenfalls eingeschlossen sind sowohl vollständige als auch partielle Salze, d.h. Salze mit 1, 2 oder 3, bevorzugt 2 Äquivalenten von Base pro Mol Säure der Formel (I), oder Salze mit 1, 2 oder 3 Äquivalenten, bevorzugt 1 Äquivalent von Säure pro Mol Base der Formel (I). Nur die pharmazeutisch akzeptablen, nicht-toxischen Salze werden therapeutisch verwendet, und sie sind daher bevorzugt.
Halogen in der vorliegenden Beschreibung zeigt Fluor, Chlor, Brom oder Iod an. Niederalkyl ist typischerweise C_1-6-, z.B. C_1-4-Alkyl. Niederalkoxy ist typischerweise C_1-6-, z.B. C_1-4-Alkoxy. Niederalkinyl ist typischerweise C_2-5-Alkinyl. Niederalkanoyl ist typischerweise C_2-5-Alkanoyl. Niederalkylen ist typischerweise C_2-5-Alkylen. Niederalkenylen ist typischerweise C_2-5-Alkenylen. Niederalkinylen ist typischerweise C_2-4-Alkinylen.
Wenn X eine Alkenylen-Gruppe darstellt, ist die trans-Konfiguration bevorzugt.
Bevorzugte Verbindungen der Formel (I) sind diejenigen, worin gilt:
X stellt eine gegebenenfalls Halogen-substituierte (C_2-4)-Alkenylen oder -Alkinylen-Gruppe dar, die über vicinale ungesättigte Kohlenstoffatome gebunden ist.
R₁ ist Wasserstoff, (C_1-4)-Alkyl, (C_1-4)-Alkoxy, Hydroxy-(C_1-4)alkyl, Cyano, Ethinyl, Carboxy, (C_1-4)-Alkoxycarbonyl, Di-(C_1-4)alkylamino, (C_1-6)-Alkylaminocarbonyl oder Trifluormethylphenylaminocarbonyl,
R₂ ist Wasserstoff, Hydroxy-(C_1-4)-alkyl, Hydroxy-(C_1-4)-alkyl, (C_1-4)-Alkoxy, Carboxy, (C_2-5)-Alkanoyloxy, (C_1-4)-Alkoxycarbonyl, Di(C_1-4)-alkylamino-(C_1-4)-alkanoyl, Di-(C_1-4)alkylaminomethyl, 4-(4-Fluorbenzoyl)-piperidin-1-ylcarboxy, 4-t-Butyloxycarbonyl-piperazin-1-yl-carboxy, 4-(4-Azido-2-hydroxybenzoyl)-piperazin-1-yl-carboxy oder 4-(4-Azido-2-hydroxy-3-iod-benzoyl)-piperazin-1-yl-carboxy,
R₃ ist Wasserstoff, (C_1-4)-Alkyl, Carboxy, (C_1-4)-Alkoxycarbonyl, (C_1-4)-Alkyl-carbamoyl, Hydroxy-(C_1-4)-alkyl, Di-(C_1-4)-alkylaminomethyl, Morpholinocarbonyl oder 4-(4-Fluor-benzoyl)-piperidin-1-yl-carboxy,
R₄ ist Wasserstoff, Hydroxy, (C_1-4)-Alkoxy, Carboxy, (C_2-5)-Alkanoyloxy, (C_1-4)-Alkoxy-carbonyl, Amino-(C_1-4)-alkoxy, Di-(C_1-4)-alkylamino-(C_1-4)-alkoxy, Di-(C_1-4)-alkylamino-(C_1-4)-alkyl, Carboxy(C_1-4)-alkylcarbonyl, (C_1-4)-Alkoxycarbonyl-(C_1-4)-alkoxy, Hydroxy-(C_1-4)-alkyl, Di-(C_1-4)-alkylamino-(C_1-4)-alkoxy oder m-Hydroxy-p-azidophenylcarbonylamino-(C_1-4)-alkoxy, und
R₅ ist eine Gruppe der Formel:
worin gilt:
R_a und R_b sind unabhängig Wasserstoff, Hydroxy, Halogen, Nitro, Cyano, Carboxy, (C_1-4)-Alkyl, (C_1-4)-Alkoxy, Hydroxy-(C_1-4)-alkyl, (C_1-4)-Alkoxycarbonyl, (C_2-7)-Alkanoyl, (C_2-5)-Alkanoyloxy, (C_2-5)-Alkanoyloxy- (C_1-4)-alkyl, Trifluormethyl, Trifluormethoxy, Trimethylsilylethinyl, (C_2-5)-Alkinyl, Amino, Azido, Amino-(C_1-4)-alkoxy, (C_2-5)-Alkanoylamino(C_1-4)-alkoxy, (C_1-4)-Alkylamino-(C_1-4)-alkoxy, Di-(C_1-4)-alkylamino(C_1-4)-alkoxy, (C_1-4)-Alkylamino, Di-(C_1-4)-alkylamino, Monohalogenbenzylamino, Thienylmethylamino, Thienylcarbonylamino, Trifluormethylphenylaminocarbonyl, Tetrazolyl, (C_2-5)-Alkanoylamino, Benzylcarbonylamino, (C_1-4)-Alkylaminocarbonylamino, (C_1-4)-Alkoxycarbonylaminocarbonylamino oder (C_1-4)-Alkylsulfonyl,
R_c ist Wasserstoff, Fluor, Chlor, Brom, Hydroxy, (C_1-4)-Alkyl, (C_2-5)-Alkanoyloxy, (C_1-4)-Alkoxy oder Carboxy und
R_d ist Wasserstoff, Halogen oder (C_1-4)-Alkyl.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel (I) sind diejenigen, worin X wie oben definiert ist und
R₁ Wasserstoff, (C_1-4)-Alkyl, (C_1-4)-Alkoxy, Cyano, Ethinyl oder Di-(C_1-4)-alkylamino ist,
R₂ Wasserstoff, Hydroxy, Carboxy, (C_1-4)-Alkoxycarbonyl, Di-(C_1-4)-alkylaminomethyl, 4-(4-Fluor-benzoyl)-piperidin-1-yl-carboxy, 4-t-Butyloxycarbonyl-piperazin-1-yl-carboxy, 4-(4-Azido-2-hydroxybenzoyl)-piperazin-1-yl-carboxy oder 4-(4-Azido-2-hydroxy-3-iod-benzoyl)-piperazin-1-yl-carboxy ist,
R₃ wie oben definiert ist,
R₄ Wasserstoff, Hydroxy, Carboxy, (C_2-5)-Alkanoyloxy, (C_1-4)-Alkoxycarbonyl, Amino-(C_1-4)-alkoxy, Di-(C_1-4)-alkylamino-(C_1-4)-alkoxy, Di(C_1-4)-alkylamino-(C_1-4)alkyl oder Hydroxy-(C_1-4)alkyl ist und
R₅ eine Gruppe der Formel
ist, worin gilt:
R_a und R_b sind unabhängig Wasserstoff, Halogen, Nitro, Cyano, (C_1-4)-Alkyl, (C_1-4)-Alkoxy, Trifluormethyl, Trifluormethoxy oder (C_2-5)-Alkinyl, und R_c und R_d sind wie oben definiert.
Weitere selektive mGluR-Antagonisten sind 2-Arylalkenyl-, 2-Heteroarylalkenyl-, 2-Arylalkinyl-, 2-Heteroaryl-alkinyl-, 2-Arylazo- und 2-Heteroarylazo-pyridine, insbesondere 6-Methyl-2-(phenylazo)-3-pyridinol, (E)-2-Methyl-6-styryl-pyridin und (Phenylazo)-3-pyridinol, (E)-2-Methyl-6-styryl-pyridin und Verbindung der Formel (II):
worin
R₁ Wasserstoff, (C_1-4)-Alkyl, (C_1-4)-Alkoxy, Cyano, Ethinyl oder Di(C_1-4)-alkylamino ist,
R₂ Wasserstoff, Hydroxy, Carboxy, (C_1-4)-Alkoxycarbonyl, Di-(C_1-4)-alkylaminomethyl, 4-(4-Fluor-benzoyl)-piperidin-1-yl-carboxy, 4-t-Butyloxycarbonyl-piperazin-1-yl-carboxy, 4-(4-Azido-2-hydroxybenzoyl)-piperazin-1-yl-carboxy oder 4-(4-Azido-2-hydroxy-3-iod-benzoyl)-piperazin-1-yl-carboxy ist,
R₃ Wasserstoff, (C_1-4)-Alkyl, Carboxy, (C_1-4)-Alkoxycarbonyl, (C_1-4)-Alkylcarbamoyl, Hydroxy-(C_1-4)-alkyl, Di-(C_1-4)-alkylaminomethyl, Morpholinocarbonyl oder 4-(4-Fluor-benzoyl)-piperazin-1-yl-carboxy ist,
R₄ Wasserstoff, Hydroxy, Carboxy, (C_2-5)-Alkanoyloxy, (C_1-4)-Alkoxycarbonyl, Amino-(C_1-4)-alkoxy, Di-(C_1-4)-alkylamino-(C_1-4)-alkoxy, Di-(C_1-4)-alkylamino-(C_1-4)-alkyl oder Hydroxy-(C_1-4)-alkyl ist und
R₅ eine Gruppe der Formel:
ist, worin
R_a und R_b unabhängig Wasserstoff, Halogen, Nitro, Cyano, (C_1-4)-Alkyl, (C_1-4)-Alkoxy, Trifluormethyl, Trifluormethoxy oder (C_2-5)-Alkinyl sind und
R_c Wasserstoff, Fluor, Chlor, Brom, Hydroxy-(C_1-4)-alkyl, (C_2-5)-Alkanoyloxy, (C_1-4)-Alkoxy oder Cyano ist; und
R_d Wasserstoff, Halogen oder (C_1-4)-Alkyl ist; in freier Form oder in Form von pharmazeutisch akzeptablen Salzen.
Geeignete Phenylglycin-Verbindungen werden in EP-A-0807621 offenbart. Phenylglycin-Verbindungen, die in der Erfindung nützlich sind, können somit die folgende Formel (III) haben:
worin R¹ Wasserstoff, Hydroxy oder C_1-6-Alkoxy ist;
R₂ Wasserstoff, Carboxy, Tetrazolyl, -SO₂H, -SO₃H, -OSO₃H, -CONHOH, -P(OH)OR', -PO(OH)OR', -OP(OH)OR' oder -OPO(OH)OR' ist, worin R' Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, C_2-6-Alkenyl oder Aryl-C_1-6-aryl ist;
R₃ Wasserstoff, Hydroxy oder C_1-4-Alkoxy ist; und
R₄ Fluor, Trifluormethyl, Nitro, C_1-6-Alkyl, C_3-7-Cycloalkyl, C_2-6-Alkenyl, C_2-6-Alkinyl, C_1-6-Alkylthio, Heteroaryl, gegebenenfalls substituiertes Aryl, gegebenenfalls substituiertes Aryl-C_1-6-alkyl, gegebenenfalls substituiertes Aryl-C_2-6-alkenyl, gegebenenfalls substituiertes Aryl-C_2-6-alkinyl, gegebenenfalls substituiertes Aryloxy, gegebenenfalls substituiertes C_1-6-Alkoxy, gegebenenfalls substituiertes Arylthio, gegebenenfalls substituiertes Aryl-C_1-6-alkylthio oder -CONR"R"', -NR"R"', -OCONR"R"' oder -SONR"R"' ist, worin R" und R"' jeweils Wasserstoff, C_1-6-Alkyl oder Aryl-C_1-6-alkyl sind oder R" und R"' zusammen einen C_3-7-Alkylen-Ring bilden;
oder ein Salz oder Ester davon.
In einer Ausführungsform sind R¹, R² und R³ nicht alle Wasserstoff. In einer anderen Ausführungsform ist R⁴ nicht Fluor, wenn R² und R³ Wasserstoff sind und R¹ Hydroxy ist.
In den obigen Formeln kann eine Alkyl-Gruppe linear oder verzweigtkettig sein, wie z.B. Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl und Isobutyl, und es ist bevorzugt Methyl oder Ethyl. Eine C_2-6-Alkenyl-Gruppe schließt z.B. Vinyl, Prop-2-enyl, But-3-enyl, Pent-4-enyl und Isopropenyl ein. Eine bevorzugte Alkenyl-Gruppe hat die Formel R-CH=CH-, worin R C_1-4-Alkyl ist. Eine Alkinyl-Gruppe schließt z.B. Pro-2-inyl, But-3-inyl und Pent-t-inyl ein. Eine bevorzugte Alkinyl-Gruppe hat die Formel R-C=C-, worin R C_1-4-Alkyl ist. Eine C_3-7-Cycloalkyl-Gruppe ist bevorzugt z.B. Cyclopropyl, Cyclopentyl oder Cyclohexyl, und diese Gruppen können gegebenenfalls mit einem oder zwei Methyl-Substituenten substituiert sein.
Eine Aryl-Gruppe ist bevorzugt Phenyl oder Naphthyl, und eine gegebenenfalls substituierte Phenyl- oder Naphthyl-Gruppe ist gegebenenfalls mit z.B. einem oder mehreren Substituenten, bevorzugt 1 bis 3 Substituenten, substituiert, ausgewählt aus C_1-4-Alkyl, speziell Methyl, C_1-4-Alkoxy, speziell Methoxy und Ethoxy, Carboxy, Hydroxy, Cyano, Halogen, speziell Brom, Chlor und Fluor, Trifluormethyl, Nitro, Amino, C_1-4-Acylamino und C_1-4-Alkylthio. Eine Naphthyl-Gruppe kann 1-Naphthyl oder 2-Naphthyl sein. Wenn sie substituiert ist, ist eine Phenyl- oder Naphthyl-Gruppe bevorzugt mit 1 bis 3 Substituenten substituiert. Eine Aryl-C_1-6-alkyl-Gruppe ist eine solche Gruppe, die über eine Alkylen-Kette gebunden ist, z.B. Aryl(CH₂)_n, worin n 1 bis 6 ist, und ein besonders bevorzugtes Beispiel ist Benzyl. Bevorzugte Beispiele für Gruppen sind wie folgt:
Aryloxy – gegebenenfalls substituiertes Phenoxy;
Aryl-C_1-6-alkoxy – gegebenenfalls substituiertes Phenylmethoxy oder Phenylethoxy;
Arylthio – gegebenenfalls substituiertes Phenylthio;
Aryl-C_1-6-alkylthio – gegebenenfalls substituiertes Phenylmethylthio oder Phenylethylthio.
Eine Heteroaryl-Gruppe kann eine Aryl-Gruppe mit einem oder mehreren Heteroatomen im Ring sein. Der Begriff schließt kondensierte Ringstrukturen ein. Bevorzugt enthält die Heteroaryl-Gruppe ein oder zwei Heteroatome, die aus Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel ausgewählt sind. Sie enthält bevorzugt 5 bis 10 Kohlenstoffatome und kann z.B. die folgende Formel
worin Q -O-, -S- oder -NR- ist und R Wasserstoff oder C_1-4-Alkyl ist.
Alternativ umfaßt eine Heteroaryl-Gruppe einen benzkondensierten Ring, wie z.B.
und weitere Heteroaryl-Gruppen schließen ein:
Speziell bevorzugte Heteroaryl-Gruppen sind Pyrrolyl, Thienyl oder Furanyl, wobei bevorzugte Beispiele 2-Thienyl und 2-Furanyl sind, und auch Pyridyl, insbesondere 2- und 3-Pyridyl.
Die Gruppe R² ist bevorzugt Wasserstoff, Carboxy oder Tetrazolyl und speziell Carboxy, und die Gruppe R⁴ ist bevorzugt C_1-6-Alkyl, C_2-6-Alkenyl, gegebenenfalls substituiertes Phenyl, gegebenenfalls substituiertes Phenyl-C_1-6-alkyl, gegebenenfalls substituiertes Phenoxy, gegebenenfalls substituiertes Phenylthio oder gegebenenfalls substituiertes Phenyl-C_1-6-alkylthio.
Die Gruppen R¹ und R³ sind jeweils bevorzugt Wasserstoff oder Hydroxy.
Beispiele für besondere Antagonisten von mGluR5, die in der Erfindung nützlich sind, schließen 2-Methyl-6-(phenylethinyl)-pyridin (MPEP), 2-Methyl-6-[(1E)-2-phenylethenyl]pyridin, 6-Methyl-2-(phenylazo)-3-pyridinol, (RS)-α-Methyl-4-carboxyphenylglycin (MCPG) und Analoga und Derivate davon ein.
Ein Antagonist von mGluR5 kann in einem Verfahren zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers verwendet werden. Die Behandlung kann eine prophylaktische Behandlung sein. Insbesondere können solche Antagonisten in der Gewöhnungs- und/oder Abhängigkeitstherapie verwendet werden. Antagonisten können ebenfalls in der Herstellung eines Medikaments zur Verwendung in der Gewöhnungs- und/oder Abhängigkeitstherapie verwendet werden. Der Zustand eines Patienten, der an Gewöhnung und/oder Abhängigkeit leidet, kann durch Verabreichung eines Antagonisten von mGluR5 verbessert werden. Eine therapeutisch wirksame Menge eines Antagonisten von mGluR5 kann an einen bedürftigen menschlichen Patienten gegeben werden.
Gewöhnung und Abhängigkeit können erfindungsgemäß behandelt werden. Gewöhnung und Abhängigkeit sind separate Phänomene.
Gewöhnung beschreibt eine Zunahme der zur Erzeugung einer gegebenen pharmakologischen Wirkung erforderlichen Dosis einer besonderen Substanz. Im Falle von Opiaten entwickelt sich z.B. Gewöhnung schnell.
Abhängigkeit beinhaltet zwei separate Komponenten, und zwar physische und psychische Abhängigkeit. Die physische Abhängigkeit ist durch ein eindeutiges Abstinenzsyndrom gekennzeichnet, so daß der abrupte Entzug einer Substanz (Einstellung) z.B. zu erhöhter Reizbarkeit oder körperlichem Zittern führen kann. Die genaue Natur des Abstinenzsyndroms ist mit der besonderen betreffenden Substanz verbunden. Die Erfindung kann in der Behandlung von Abstinenzsyndrom/Einstellung verwendet werden.
Psychische Abhängigkeit ist komplexer als physische Abhängigkeit und wahrscheinlich wichtiger in der Entwicklung von zwangsweiser Substanzaufnahme (d.h. Sucht). Typischerweise kehren Opiatsüchtige, die sich vollständig vom Abstinenzsyndrom erholen, später wahrscheinlich zur Dorgeneinnahme zurück. In Tiermodellen der psychischen Abhängigkeit von Opiaten auf Basis der Messung der Möglichkeit von Drogen, als Verstärker in Untersuchungen der operanten Konditionierung zu wirken, überdauert der Verstärkungseffekt der Droge die Dauer des physischen Abstinenzsyndroms. Die Erfindung kann in der Behandlung von psychischer Abhängigkeit und in der Reduktion oder Aufhebung der Verstärkungswirkungen von Drogen verwendet werden.
Die Erfindung ist auf die Behandlung von vielen unterschiedlichen Formen von Gewöhnung oder Abhängigkeit anwendbar. Gewöhnung oder Abhängigkeit kann reduziert oder aufgehoben werden. Typischerweise ist die Erfindung auf die Behandlung von Substanzgewöhnung oder Substanzabhängigkeit anwendbar.
Im Zusammenhang von Substanzgewöhnung und -abhängigkeit ist die Erfindung sowohl auf das anwendbar, was allgemein als "Mißbrauch" bezeichnet werden kann, wie z.B. Nikotinsucht im Falle von Rauchern oder der Genuß anderer Freizeitdrogen, als auch auf die therapeutische Verwendung. Z.B. kann die therapeutische Verwendung von Benzodiazepinen und Opiaten zu Gewöhnung und/oder Abhängigkeit von diesen Drogen führen. Es ist eindeutig vorteilhaft, daß diese Konsequenzen von pharmakologischen Therapiewirkungen gelindert oder aufgehoben werden.
Somit kann ein Antagonist eines mGluR5 zur Verhinderung der Sucht nach einem therapeutischen Pharmazeutikum verwendet werden. In einer solchen Anwendung wird der Antagonist von mGluR5 verabreicht, bevor das therapeutische Pharmazeutikum selbst verabreicht wird, nachdem das Pharmazeutikum verabreicht wurde, oder nach dem Entzug des Pharmazeutikums, oder er kann zusammen mit dem Pharmazeutikum verabreicht werden.
Die Erfindung ist ebenfalls von Bedeutung für die Behandlung eines breiten Spektrums von anderen suchtbezogenen Zuständen. Z.B. kann ein Antagonist von mGluR5 in der Behandlung von Bulimia nervosa, Anorexia nervosa, Wett- und Glücksspielabhängigkeit, Geschlechtssucht, Abhängigkeit von sportlicher Aktivität oder Zwangsstörung verwendet werden. Ein Antagonist von mGluR5 kann somit zur Behandlung von obsessiven und/oder zwanghaften Verhalten und der obsessiven und/oder Zwangskomponente einer Vielzahl von Störungen verwendet werden, wie Spielsucht und/oder zwanghafte sexuelle Aktivität.
Die Erfindung sieht die Behandlung von Gewöhnung an und Abhängigkeit von einer Anzahl von Substanzen vor. Die Erfindung ist besonders nützlich in der Behandlung von Abhängigkeit von Nikotin, z.B. zur Behandlung der Entzugswirkungen der Raucheinstellung. Somit kann die Erfindung in der Behandlung von Phänomenen verwendet werden, die mit der Raucheinstellung zusammenhängen, einschließlich Verlangen, Depression, Angst, Konzentrationsschwierigkeit und Gewichtszunahme. Entzugssymptome, die mit der Raucheinstellung verbunden sind, können reduziert werden.
Die Erfindung ist ebenfalls nützlich in der Behandlung von Kokain-, Amphetamin- und Alkoholsucht. Abhängigkeit von Kokain, Amphetaminen und Alkohol kann reduziert oder aufgehoben werden. Gewöhnung an und Abhängigkeit von Amphetamin-bezogenen Drogen wie Dextroamphetamin, Methylamphetamin, Methylphenidat und Fenfluramin können ebenfalls unter Verwendung eines Antagonisten von mGluR5 behandelt werden.
Die Erfindung ist ferner nützlich in der Behandlung von Opiatgewöhnung oder -abhängigkeit, in beiden "Mißbrauchs"-Zusammenhängen, z.B. Abhängigkeit von Heroin und pharmazeutische Zusammenhänge, z.B. in der Prophylaxe von Morphingewöhnung und/oder -abhängigkeit. Zusätzlich kann Gewöhnung und Abhängigkeit von Benzodiazepinen, einschließlich Diazepam und Temazepam, durch die Verwendung eines Antagonisten von mGluR5 behandelt werden.
Antagonisten von mGluR5 können in einer Vielzahl von Arzneiformen verabreicht werden. So können sie oral verabreicht werden, z.B. als Tabletten, Pastillen, Lutschtabletten, wäßrige oder ölige Suspensionen, dispergierbare Pulver oder Granalien. Die Antagonisten können ebenfalls parenteral verabreicht werden, entweder subkutan, intravenös, intramuskulär, intrasternal, transdermal oder durch Infusionstechniken. Die Inhibitoren können ebenfalls als Suppositorien verabreicht werden. Ein Arzt wird in der Lage sein, den erforderlichen Verabreichungsweg für jeden besonderen Patienten zu bestimmen.
Die Formulierung eines Antagonisten vom mGluR5 wird von Faktoren abhängen wie z.B. der Natur des genauen Antagonisten, ob eine pharmazeutische oder veterinärmedizinische Verwendung beabsichtigt ist, etc. Ein Antagonist von mGluR5 kann zur gleichzeitigen, separaten oder aufeinanderfolgenden Verwendung formuliert werden.
Ein Antagonist von mGluR5 wird typischerweise zur Verabreichung in der vorliegenden Erfindung mit einem pharmazeutisch akzeptablen Träger oder Verdünnungsstoff formuliert. Der pharmazeutische Träger oder Verdünnungsstoff kann z.B. eine isotonische Lösung sein. Z.B. können feste orale Formen zusammen mit der aktiven Verbindung Verdünnungsstoffe enthalten, z.B. Lactose, Dextrose, Saccharose, Cellulose, Maisstärke oder Kartoffelstärke; Schmiermittel, z.B. Kieselerde, Talkum, Stearinsäure, Magnesium- oder Calciumstearat und/oder Polyethylenglykole; Bindemittel, z.B. Stärken, Gummi arabicum, Gelatine, Methylcellulose, Carboxymethylcellulose oder Polyvinylpyrrolidon; Tablettensprengmittel, z.B. Stärke, Alginsäure, Alginate oder Natriumstärkeglykolat; Brausemischungen; Farbstoffe; Süßungsmittel; Benetzungsmittel wie z.B. Lecithin, Polysorbate, Laurylsulfate; und allgemein nicht-toxische und pharmakologisch inaktive Stoffe, die in pharmazeutischen Formulierungen verwendet werden. Solche pharmazeutischen Zubereitungen können in bekannter Weise hergestellt werden, z.B. mittels Misch-, Granulierungs-, Tablettierungs-, Dragier- oder Filmüberzugsverfahren.
Flüssige Dispersionen zur oralen Verabreichung können Sirupe, Emulsionen oder Suspensionen sein. Die Sirupe können als Träger z.B. Saccharose oder Saccharose mit Glycerin und/oder Mannit und/oder Sorbit enthalten.
Suspensionen und Emulsionen können als Träger z.B. ein natürliches Gummi, Agar, Natriumalginat, Pectin, Methylcellulose, Carboxymethylcellulose oder Polyvinylalkohol enthalten. Die Suspensionen oder Lösungen für intramuskuläre Injektionen können zusammen mit der aktiven Verbindung einen pharmazeutisch akzeptablen Träger enthalten, z.B. steriles Wasser, Olivenöl, Ethyloleat, Glykole, z.B. Propylenglykol, und nach Wunsch eine geeignete Menge Lidocainhydrochlorid.
Lösungen zur intravenösen Verabreichung oder Infusion können als Träger z.B. steriles Wasser enthalten, oder sie können bevorzugt in Form von sterilen, wäßrigen, isotonischen Kochsalzlösungen sein.
Eine therapeutisch wirksame Menge eines Antagonisten von mGluR5 wird an einen Patienten verabreicht. Die Dosis eines Antagonisten von mGluR5 kann gemäß verschiedenen Parametern bestimmt werden, speziell gemäß der verwendeten Substanz; dem Alter, Gewicht und Zustand des zu behandelnden Patienten; dem Verabreichungsweg; und dem erforderlichen Schema. Wiederum wird ein Arzt in der Lage sein, den erforderlichen Verabreichungsweg und die Dosierung für jeden besonderen Patienten zu bestimmen. Eine typische tägliche Dosis beträgt ca. 0,1 bis 50 mg pro kg Körpergewicht, gemäß der Aktivität des spezifischen Inhibitors, dem Alter, Gewicht und Zustand des zu behandelnden Patienten, dem Typ und der Schwere des Schadens und der Häufigkeit und dem Weg der Verabreichung. Bevorzugt betragen tägliche Dosierungsmengen 5 mg bis 2 g.
Die Erfindung stellt ebenfalls Verfahren zur Identifizierung von Erzeugnissen bereit, die in einem Verfahren zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers durch Therapie verwendet werden können, insbesondere in der Behandlung von Gewöhnung oder Abhängigkeit. Solche Verfahren umfassen im wesentlichen die Bestimmung, ob ein Testerzeugnis ein mGluR5-Antagonist ist, und die Bestimmung, ob ein so identifizierter Antagonist in der Behandlung von Substanzgewöhnung oder -abhängigkeit verwendet werden kann.
Antagonisten von mGluR5 werden oben definiert, und jeder geeignete Test kann verwendet werden, um zu bestimmen, ob ein Testerzeugnis ein mGluR5-Antagonist ist. Bevorzugt wird jeder Test verwendet werden, der für die Hochleistungsdurchmusterung geeignet ist, z.B. wird der Test Idealerweise in einer einzelnen Vertiefung einer Kunststoff-Mikrotiterplatte durchgeführt.
Jedes geeignete Testformat kann zur Identifizierung eines Antagonisten von mGluR5 verwendet werden. Bevorzugt sind Testformate so angepaßt, daß sie in einer einzelnen Vertiefung einer Kunststoff-Mikrotierplatte durchgeführt werden können. So können Assays zur Verwendung in Hochleistungs-Durchmusterungstechniken angepaßt werden.
Ein Beispiel für einen Assay zur Bestimmung der Aktivität einer Testverbindung als Antagonist von mGluR5 umfaßt das Exprimieren von mGluR5 in CHO-Zellen, die mit cDNAs transformiert wurden, die das mGluR5-Rezeptorprotein codieren (Daggett et al., 1995, Neuropharmacology 34, 871). Das mGluR5 wird dann durch die Addition von Quisqualat und/oder Glutamat aktiviert und kann z.B. durch die folgende Messung untersucht werden: (i) Phosphoinosit-Hydrolyse (Litschig et al., 1999, Mol. Pharmacol. 55, 453); (ii) Anreicherung von [3H)-Cytidinphosphat-diacylglycerin (Cavanni et al., 1999, Neuropharmacology 38, A10); oder Fluoreszenznachweis von Calciumzufluß in Zellen (Kawabata et al., 1996, Nature 383, 89; Nakahara et al., 1997, J. Neurochemistry 69, 1467). Der Assay wird sowohl in Gegenwart als auch Abwesenheit eines Testerzeugnisses durchgeführt um zu bestimmen, ob die Testverbindung der Aktivität des Testerzeugnisses entgegenwirken kann.
Geeignete Kontrollexperimente können durchgeführt werden. Z.B. könnte ein mutmaßlicher Antagonist von mGluR5 mit mGluR1 getestet werden, um die Spezifität des mutmaßlichen Antagonisten zu bestimmen, oder mit anderen Rezeptoren ohne Bezug zu mGluRs, um die Möglichkeit auszuräumen, daß er ein allgemeiner Antagonist von Zellmembranrezeptoren ist.
Geeignete Testerzeugnisse zur Identifizierung eines mGluR5-Antagonisten schließen kombinatorische Bibliotheken, definierte chemische Einheiten, Peptide und Peptidmimetika, Oligonukleotide und natürliche Produktbibliotheken ein. Die Testerzeugnisse können in einer anfänglichen Durchmusterung von z.B. zehn Erzeugnissen pro Reaktion verwendet werden, und die Erzeugnisse von Chargen, die einen Antagonismus zeigen, können individuell getestet werden. Weiterhin können Antikörpererzeugnisse (z.B. monoklonale und polyklonale Antikörper, einkettige Antikörper, Chimäre Antikörper und CDR-grafted Antikörper) verwendet werden.
Testerzeugnisse, die Aktivität in Assays zeigen wie in den oben beschriebenen, können in in-vivo-Systemen getestet werden, wie z.B. in Tiermodellen der Substanzabhängigkeit, z.B. Nikotin-, Kokain- oder Amphetaminabhängigkeit. Geeignete Modelle werden in den nachfolgenden Beispielen beschrieben.
Die Erfindung stellt somit Erzeugnisse bereit, die identifiziert werden durch ein Verfahren zur Identifizierung eines Erzeugnisses, das in einem Verfahren zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers durch Therapie verwendet werden kann, insbesondere in der Behandlung von Gewöhnung oder Abhängigkeit. Solche Erzeugnisse können in Verfahren zur Behandlung wie oben beschrieben verwendet werden.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung:
Beispiel 1
Einleitung
Es wurde weithin berichtet, daß Signale in bezug auf Rauchen eine Hauptrolle in der Beibehaltung von Tabakrauchen, Verlangen nach Zigaretten, Schwierigkeit der Weiterführung der Abstinenz und im Rückfall zum Rauchen spielen. Humanlaboruntersuchungen haben gezeigt, daß Signale in bezug auf Rauchen ihren konditionierten Wert aus der Verbindung mit Nikotinverstärkung erfahren, die aus dem Zigarettenrauchen erhalten wird. Die Nikotin-Selbstverabreichung bei Labortieren ist ein allgemein anerkanntes Modell für Nikotin-Verstärkungseigenschaften, wobei spezifische Nikotinaufnahme- und Nikotinsuchverhalten induziert und für mehrere Wochen aufrecht erhalten werden können. Es wurde gezeigt, daß ein dopaminerger Antagonismus oder Schädigungen der Dopamin-Reaktionswege die Nikotin-Selbstverabreichung reduzieren.
Es wurde gezeigt, daß dieses Modell auf den ersten Blick Gültigkeit besitzt, wenn die Verhaltenseffekte aufgrund von determinanten Faktoren des Rückfalls zum Rauchen nachgeahmt werden: die erneute Exposition mit Nikotin oder mit einem Streßzustand kann das Niktotinsuchverhalten bei Ratten nach langzeitiger Nikotinabstinenz und Auslöschung des Nikotin-Selbstverabreichungsverhaltens wiedereinsetzen: Chiamulera et al., Psychopharmacology, 127, 102 (1996); Buczek et al., Psychopharmacology, 144, 183 (1999). Ein Protokoll, wonach es möglich ist, den Rückfall bei Ratten zu induzieren, indem sie Determinanten des Rückfalls nach kurzzeitiger Abstinenz ausgesetzt werden, wird beschrieben in Chiamulera et al., Arch. Pharmacol., 358, R578 (1998).
Ergebnisse
Die Verbindung 2-Methyl-6-(phenylethinyl)-pyridin (MPEP) ist ein selektiver und hochwirksamer Antagonist von mGluR5-Rezeptoren gemäß Bewertung an rekombinanten mGluR5-Rezeptoren im Vergleich zu ionotropen Glutamatrezeptoren und anderen mGluRs. Die Pharmakologie dieser Verbindung wurde in Zellinien, Zellkulturen, pharmakologischen in-vitro-Assays und systemisch gegebener in-vivo-Elektrophysiologie charakterisiert.
MPEP wurde an Ratten verabreicht, um die Wirkung gegen den Nikotinsuchrückfall in einem Modell zu bewerten, das schon mit bestehender (Nikotinvorbelastung) oder potentieller (Mecamylamin) Raucheinstellungs-Pharmakotherapie validiert wurde. Männliche Wistar-Ratten (Charles River), die auf 240 bis 260 g gehalten wurden (85 % ihres Körpergewichts ad libitum), wurden verwendet. Die Tiere wurden individuell in einem temperaturgesteuerten Raum mit einem 12 h-Hell/12 h-Dunkel-Zyklus gehalten.
Die Ratten wurden trainiert, für die Nikotininfusion (0,03 mg/kg/Infusion) in operanten Skinner-Boxen einen Hebel zu drücken. Nikotin wurde in heparinisierter Kochsalzlösung (0,09 % NaCl + 0,5 IE/ml Heparin) gelöst und mit NaOH auf pH 7,4 eingestellt. Nikotindosen werden als mg der freien Base/kg Körpergewicht pro Infusion ausgedrückt. Nach Aneignung des operanten Verhaltens wurden die Ratten auf einem täglichen Schema der Nikotin-Selbstverabreichung für wenigstens 2 bis 3 Wochen gehalten. Bei diesen experimentellen Bedingungen war eine stabile Leistung des Drogenaufnahmeverhaltens (gemessen als Anzahl von Nikotininfusionen oder Anzahl von Nikotin-gepaarten Hebeldrückungen für die Sitzung) das Kriterium für die Aneignung und Beibehaltung der Niktoinabhängigkeit.
Am Testtag, 24 Stunden nach der letzten Nikotin-Selbstverabreichungssitzung, wurden die Ratten mit einem mehrfachen "Rückfallschema" in Kontakt gebracht, das aus zwei Komponenten bestand: zuerst eine 30-minütige Phase mit Kontakt mit der Umgebung (Kammer) und, abhängig von der Reaktion, mit konditionierten Stimuli (Ton + Signallampe), die zuvor mit der Nikotin-Selbstverabreichung gepaart waren. Am Ende der ersten Komponente wurde eine unbedingte subkutane (s.c.) Injektion von Nikotin 0,15 mg/kg an die Ratten zur Vorbereitung abgegeben, und die Nikotin-gepaarten Hebeldrückungen (aber ohne Folgen bei Reaktion) wurden während der zweiten 120-minütigen Phase gemessen ("Nikotinkomponente"). Die s.c. Nikotininjektion induzierte eine Wiedereinsetzung der Reaktion, die signifikant größer als nach der Kochsalzlösungsinjektion war.
Die pharmakologische Charakterisierung dieses Protokolls wurde unter Verwendung zweier Standardbehandlungen für die Raucheinstellung durchgeführt (Rose & Corrigall, Psychopharmacology, 130, 28, 1997). Die Vorbehandlung mit Mecamylamin (1 mg/kg s.c., gegeben unmittelbar vor dem Beginn der Rückfallsitzung) oder die Nikotinvorbelastung (0,03 mg/kg i.v., gegeben 30 min vor der Sitzung), aber ohne entsprechende Träger, war in der Lage, die Nikotin-gepaarten Hebeldrückungen während der "Nikotinkomponente" signifikant zu reduzieren (–68 % bzw. –49 % im Vergleich zur Reaktion nach Trägerbehandlung; P=<0,05 Student-t-Test). Jedoch wurde keine signifikante Wirkung auf die Reaktion während der "Signalkomponente" beobachtet.
MPEP wurde in Kochsalzlösung (0,09 % NaCl) gelöst und an die Ratten in den Dosen von 1 und 10 mg/kg oder Träger intravenös als Einzelbolus in einem Volumen von 1 ml/kg Körpergewicht 5 Minuten vor dem Beginn der Rückfalltestsitzung verabreicht. Die Untersuchung der Wirkstoffvorbehandlungswirkungen wurde an unterschiedlichen Testsitzungstagen vorgenommen. Wenigstens zwei stabile Selbstverabreichungssitzungen vergingen zwischen den unterschiedlichen Rückfalltestsitzungen.
MPEP induzierte eine Inhibierung der Wiedereinsetzung der Reaktion für Nikotin-gepaarte Hebel bei beiden Dosen von 1 und 10 mg/kg (–60 % bzw. –86 % im Vergleich zur Reaktion nach Trägerbehandlung; P=<0,05 Varianzanalyse) während der "Signalkomponente". Beide Dosen waren ebenfalls signifikant wirksam zur Reduzierung der Wiedereinsetzung während der "Nikotinkomponenten"-Phase bei allen Zeitpunkten mit einer maximalen Wirkung gemessen in der 90. Minute: –42 % bzw. –98 % im Vergleich zur Reaktion nach Trägerbehandlung; P=<0,05 Varianzanalyse.
Somit haben wir gezeigt, daß eine Verbindung, die als selektiver Antagonist von mGluR5 wirkt, die Wiedereinsetzung des Nikotinsuchverhaltens von Ratten im Anschluß an Kontakt mit experimentellen Determinanten des Rückfalls reduzieren kann. Es wird angenommen, daß die pharmakologische Blockade der mGluR5-Rezeptoren negativ den D2-Rezeptor modulieren und deshalb die dopaminerge Aktivität reduzieren kann, die dem Wirkstoffsuchverhalten zugrundeliegt, einschließlich Rauchrückfall.
Beispiel 2
Einleitung
Zur Untersuchung der Mechanismen, die der Kokainabhängigkeit zugrunde liegen, haben wir die physiologischen und Verhaltenswirkungen von Kokain auf mGluR5-Knockout-Mäuse untersucht. Um mögliche Mausstammvariationen zu berücksichtigen, wurde der Knockout separat in zwei Inzuchtstämmen abgeleitet: C57Black/6 und 129Sv. Die hier vorgestellten Untersuchungen wurden an diesen zwei Stämmen durchgeführt.
Materialien und Methoden
Gen-Targeting: mGluR5-Knockout-Mäuse wurden wie folgt erzeugt: ein genomisches Fragment von 8,5 kb, das das letzte Exon des Maus-mGluR5-Gens enthielt, wurde aus einer ES-Zell-isogenen DNA-Bibliothek isoliert. Eine Neomycin-Resistenzkassette und TK-Selektionseinheit wurden gemäß Standardverfahren in die zwei SacII-Orte des letzten Exons inseriert, was zu einer Deletion von 360 bp in der codierenden Sequenz des mGluR5-Gens führte. Die Mutation wurde durch Southern-Blot durch Schneiden der genomischen DNA mit EcoRI nachgewiesen, was zu einer WT-Bande von 5,1 kb und einer mutierten Bande von 2,2 kb nach Hybridisierung mit einer internen Sonde führte. Heterozygote und homozygote Tiere wurden dann wie zuvor beschrieben²³ erzeugt, und die Abwesenheit von mGluR5 wurde mit einem mGluR5-Antikörper (Upstate Biotech) bestätigt. Zusätzlich wurde Heterozygote separat mit Inzuchtmäusen C57B1/6J und 129SvPasIco für 5 Generationen gekreuzt. Mutante Homozygote sowie WT-Mäuse wurden dann durch Kreuzen von Heterozygoten der fünften Generation innerhalb jedes Hintergrunds erhalten. Die hier vorgestellten Untersuchungen wurden mit erwachsenen WT (+/+)- und KO (–/–)-Mäusen aus diesen Kreuzungen durchgeführt.
Kokain-Selbstverabreichung: Männliche mGluR5 (+/+)- und (–/–)-Mäuse wurden in einem temperaturgesteuerten Vivarium mit einem 12/12 h Hell/Dunkel-Zyklus (Licht ein um 7.00 morgens) mit ad libitum verfügbarem Futter und Wasser gehalten, ausgenommen während des Verhaltenstrainings und der Verhaltensuntersuchung. Alle Futtertrainings- und Wirkstoff-Selbstverabreichungsverfahren wurden in operanten Kammern vollendet (MedAssociates, Georgia, VT, USA), die mit 2 Hebeln (einer aktiv, der andere inaktiv; ausgeglichen zwischen den Probanden) an einer Wand und mit einem in der Mitte der gegenüberliegenden Wand befindlichen Flüssigkeitsschöpfer ausgerüstet waren. Die experimentellen Parameter und die Datenaufnahme wurde mit einem 2BM-kompatiblen PC unter Verwendung der Software MedPC for Windows (Med Associates, Georgia, VT., USA) gesteuert. Intravenöse Injektionen wurden durch eine Infusionspumpe (Modell A, Razel Scientific) durch Tygon-Schläuche (0,02 Zoll Innendurchmesser (ID) × 0,06 Zoll Außendurchmesser (OD), 0,02 Zoll Wand) übertragen, die an einem Ende mit einem Drehlager aus rostfreiem Stahl und einer Gegengewichteinheit (Instech, King of Prussia, PA, USA), um die freie Bewegung des Tieres zu erlauben, und am anderen Ende mit der Katheterbasis verbunden war, die in der mittelskapularen Region der Maus befestigt war.
Die Mäuse wurden zunächst trainiert, einen Hebel zu drücken, um einen flüssigen Verstärker (Vollmilch mit Saccharose, 60 g/l) unter einem festen Verhältnis 1 Unterbrechung 1 Sekunde Verstärkungsschema zu verdienen. Nachdem die Mäuse 30 Verstärker während einer einstündigen Sitzung unter diesem Schema verdienten, wurden die Schemaerfordernisse über die Sitzungen bis zu einem festen Verhältnis 2 Unterbrechung 20 Sekunden Schema erhöht, was identisch mit dem Verstärkungsschema ist, das anschließend während der Kokain-Selbstverabreichung verwendet wurde. Dieses Training verringert typischerweise die für die Tiere erforderliche Zeit, um die intravenöse Selbstverabreichung zu erwerben, und erlaubt ebenfalls die Beurteilung von Unterschieden in der Lerngeschwindigkeit und/oder der Fähigkeit zur Durchführung der operanten Aufgabe, getrennt von der Beurteilung der Verstärkungswirkungen der Wirkstoffe.
Nach Aneignung der Hebeldrückaufgabe wurden die Mäuse mit einer Sauerstoff-Halothan-Mischung (0,8–1,5 % Halothan) anästhesiert, und es wurde ihnen ein intravenöser Halsdauerkatheter wie zuvor beschrieben implantiert (Caine et al., 1999, Psychopharmacology 147, 22–24; Deroche et al. 1997, Pharmacol. Biochem. Behav. 57, 429–40). Die Katheter bestanden aus Silastic-Schlauch, verbunden mit einer Leitkanüle aus rostfreiem Stahl (Plastics One, Roanoke, VA), gebogen in einem rechten Winkel und umhüllt in Zahnzement, verankert mit 1,0 cm² von weichem Stoffnetz. Der Schlauch wurde subkutan von der mittelskapularen Region des Tieres zur rechten äußeren Halsader geführt, wo er eingeführt und mit chirurgischem Faden gesichert wurde. Man ließ die Tiere sich wenigstens 48 Stunden von der Operation erholen, bevor ihnen Zugang zum Kokain gewährt wurde. Zur Sicherstellung von Durchgängigkeit wurden die Katheter täglich mit ca. 0,01–0,03 ml Kochsalzlösung gespült, die Heparin enthielt (30 USP-Einheiten/ml). Wenn sie sich nicht in Verwendung befanden, wurden die Katheter mit einer kurzen Länge von Tygon-Schlauch verschlossen, der mit Monofilament verstopft war. Die Katheterdurchgängigkeit wurde mit Brevital Sodium (1 % Methohexitalnatrium, Eli Lilly, Indianapolis, IN) am Ende des Selbstverabreichungsexperiments zur Verifizierung der Katheterdurchgängigkeit getestet. Tiere mit durchgängigen Kathetern wiesen einen ausgeprägten Verlust von Muskeltonus innerhalb von 2 Sekunden nach intravenöser (i.v.) Injektion von Brevital auf.
Alle Mäuse wurden mit Kokain (0,8 mg/kg/Injektion, 50 μl über 2 Sekunden) trainiert, wobei 2 Hebeldrückungen auf den aktiven Hebel die Infusionspumpe betätigten und eine Einzelinjektion von Wirkstofflösung unter einem festen Verhältnis (FR) 2 Schema mit einem 20-sekündigem Unterbrechungszeitraum (TO20s) übertrugen (wobei währenddessen Hebeldrückungen aufgezeichnet wurden, aber keine programmierten Konsequenzen hatten), bis eine stabile Basislinie erreicht war (3 aufeinanderfolgende Sitzungen mit <20 % Variation vom Mittelwert und >75 % aktiver Nasenstoßreaktion). Nachdem die Mäuse eine stabile Basislinie-Selbstverabreichung erreichten, wurde eine Kokain-Dosis-Reaktions-Kurve bestimmt, indem den Mäusen Zugang zu verschiedenen Dosen von Kokain (0,0, 0,4, 0,8, 1,6 und 3,2 mg/kg/Injektion) während einzelner täglicher Sitzungen in einem Aufbau mit lateinischem Quadrat gegeben wurde. Die Anzahl von verdienten Kokaininjektionen pro Sitzung bei jeder Dosis wurde aufgezeichnet, und die Anzahl von Injektionen bei jeder Dosis wurde während wenigstens zwei separaten Sitzungen bei jeder Dosis bestimmt.
Weil mGluR5 (–/–)-Mäuse darin versagten, eine stabile Kokain-Selbstverabreichung zu erwerden, und statt dessen ihr Hebeldrücken während 3 bis 5 Sitzungen von Zugang zu Kokain erlosch, wurden sie erneut trainiert, um den Hebel für Futter bis zum Kriterium (30 Futterverstärker pro Sitzung) zwischen jeder Kokaindosis zu drücken. Dieses Verfahren wurde eingerichtet, so daß die mGluR5 (–/–)-Mäuse eine Nicht-Null-Reaktionsrate während der ersten wenigen Sitzungen von Zugang zu jeder Dosis von Kokain hatten. Typischerweise erforderte dieses erneute Futtertraining nur 1 oder 2 Sitzungen, bevor der Test mit der anschließenden Kokaindosis fortgesetzt wurde. mGluR5 (–/–)-Mäuse wurden mit der gleichen Dosis von Kokain wie die mGluR5 (+/+)-Mäuse in einer Dosisreihenfolge mit lateinischem Quadrat getestet und wurden bei jeder Dosis getestet, bis sich die Reaktion bei weniger als 5 Injektionen pro Sitzung stabilisierte.
Mikrodialyse: Die transzerebrale Mikrodialysetechnik wurde zur Messung von DA-Spiegeln im Nucleus accumbens der Wildtyp- sowie Knockout-Mäuse verwendet. Tiere wurden mit Chloralhydrat (450 mg/kg/10 ml i.p.) anästhesiert und in eine stereotaxische Vorrichtung für kleine Tiere nur mit dem Schnauzenadapter plaziert. Der Schädel wurde freigelegt, und die lateralen Muskel wurden eingeschnitten und verschoben, um das Scheitelbein zu zeigen. Ein 1 mm-Loch wurde auf jeder Seite gebohrt, und eine zuvor vorbereitete horizontale Mikrodialysesonde (Zocchi et al., 1998, Neuroscience 82, 2) wurde in ein Loch mit einem Mikromanipulator eingeführt und durch das gesamte Gehirn geschoben, um am gegenüberliegenden Loch auszutreten. Die Koordinaten wurden berechnet, um die Sonde auf der Höhe des Nucleus accumbens (A: 2,2 mm, V: –4,6 vom Bregma) zu positionieren. Die Enden der Sonde wurden an 5 mm lange Kanülen aus rostfreiem Stahl geklebt und auf dem Schädel mit Epoxidkleber gesichert. Die Haut wurde zugenäht, wobei ein Schlitz zurückblieb, um den Durchtritt der Kanülen zu erlauben. Die Tiere wurden einzeln für wenigstens 24 h untergebracht, bevor das Experiment begann.
Am Tag des Experiments wurden die Kanülen mit Polyethylenschlauch (PE 10) verbunden, durch den eine künstliche Gehirn-Rückenmarksflüssigkeit (KCl 4 mM, NaCl 147 mM, CaCl₂, 1,3 mM) durch die Sonde mit einer stetigen Fließgeschwindigkeit von 1 μl/min gepumpt wurde. Der Schlauch war mit einem Flüssigkeitsdrehring verbunden, um dem Tier die freie Bewegung zu erlauben. Vier Stunden Perfusion ließ man hindurchleiten, bevor die Behandlung i.p. injiziert wurde. Proben wurden alle 20 Minuten für 3 Stunden im Anschluß an die Behandlung aufgefangen und unmittelbar bei –80°C eingefroren. Die Lokalisierung der Sonde wurde in jedem Tier am Ende des Experiments unter Verwendung eines Kriostaten und eines Vergrößerungsglases überprüft.
Ergebnisse
Basisspiegel der lokomotorischen Aktivität von mGluR5(–/–)-Mäusen waren nicht signifikant unterschiedlich von Mäusen vom Wildtyp, wie es durch Gewöhnungstests nachgewiesen wurde (nicht gezeigt). In einem vorläufigen Experiment zeigten die erhaltenen Ergebnisse, wenn die Mäuse mit dem Dopamin-Wiederaufnahmeinhibitor Kokain behandelt wurden (10 mg/kg, i.p.), daß Mäusemutanten nicht die erwartete Zunahme der Bewegung hatten (1a). Ein definitives Experiment erfolgte unter Verwendung unterschiedlicher Dosen von Kokain, um die reduzierte Mutantenempfindlichkeit auf die stimulierenden Wirkungen von Kokain zu charakterisieren. Mäuse aus beiden Gruppen wurden mit Kokain 10, 20, 40 mg/kg i.p. oder Träger an unterschiedlichen Testtagen entlang einer statistischen Dosierungsreihenfolge behandelt (d.h. alle Probanden erhielten alle Behandlungen). Kokain induzierte eine kokainbezogene Zunahme der horizontalen Aktivität im Wildtyp, aber nicht in der Mutantengruppe von Mäusen (1b), was die vorhergehenden Befunde bestätigt. Außerdem induzierte eine hervorgerufene 4 mg/kg-Injektion i.v. von Kokain keine offensichtliche Wirkung auf die Knockout-Tiere. Daher legen unsere Befunde nahe, daß mGluR5 wesentlich für die kokaininduzierte Hyperaktivität ist.
Es ist allgemein bekannt, Psychostimulans-induzierte Hyperaktivität nicht die Verstärkungseffekte von Kokain widerspiegelt, die die Hauptursache von Drogenabhängigkeit sind (Koob et al., 1988, Neuron, 21, 467–476). Um diesen letzteren Effekt besser zu beurteilen, haben wird das intravenöse (i.v.) Kokain-Selbstverabreichungsverfahren sowohl an mGluR5-Mäusemutanten als auch Mäusen vom Wildtyp angewendet (Epping-Jordan et al., 1998, Brain Research, 784, 105). Die Tiere wurden zuerst mit Futter trainiert, damit sie ein operantes Verhalten annahmen, das im Drücken eines aktiven Hebels unter definierten Bedingungen bestand. Wie in 2a gezeigt wird, nahmen sowohl mutierte als auch Tiere vom Wildtyp erfolgreich und mit der gleichen Rate die Aufgabe der Futteraufnahme vor der Kokain-Selbstverabreichung an. Dies war ein wichtiges Kontrollexperiment, da eine gewisse Lernbeeinträchtigung bei mGluR5(–/–)-Mäusen berichtet wurde (Lu et al., 1997, J. Neurosci. 17, 5196–5205). Falls Mäuse vom Wildtyp Kokain mit 0,8 mg/kg in einer stabilen Weise selbstverabreichten (d.h. nach 6 Tagen), zeigten mGluR5(–/–)-Mäuse eine Auslöschung der Reaktion und beendeten das Drücken des aktiven Hebels nach drei Sitzungen. Außerdem selbstverabreichten mGluR5-Knockout-Mäuse Kokain bei keiner getesteten Dosis (von 0,4 bis 3,2 mg/kg/Injektion), während Mäuse vom Wildtyp eine standardmäßig Dosis-Reaktions-Kurve mit einer optimalen Dosis-Reaktions-Kurve mit einem Maximum bei 0,8 mg/kg zeigten (2b). Die Ergebnisse aus dem Futtertraining legen nahe, daß das Versagen bei den mGluR5(-/-)-Mäusen, die Kokain-Selbstverabreichung zu erwerben, nicht aufgrund einer Unfähigkeit besteht, die operante Hebeldrückaufgabe zu lernen. Die Ergebnisse der Kokain-Selbstverabreichungsexperimente legen nahe, daß die Verstärkungseigenschaften von Kokain bei Mäusen fehlen, denen das Gen für mGluR5 fehlt. Dann kann mGluR5 zusätzlich zur Hyperaktivitätsreaktion ebenfalls eine wesentliche Komponente des Belohnungsprozesses sein, der durch Kokain induziert wird.
Verschiedene Untersuchungen haben berichtet, daß die Behandlung mit Psychostimulantien eine Freisetzung von DA im ventralen Striatum von Nagetieren induzierte (Koob et al., 1998, supra). Zusätzlich wurde eine enge Korrelation zwischen der lokomotorischen Aktivität und Mesoaccumbens-DR-Freisetzung als Reaktion auf Psychostimulantien festgestellt (Zocchi et al., 1998, supra). Weil mGluR5(–/–)-Mäuse weder eine lokomotorische Reaktion noch ein Suchtverhalten für Kokain zeigten, untersuchten wir die Spiegel der DA-Freisetzung im Nucleus accumbens bei Mäusen vom Wildtyp und Mäusemutanten nach Kokainbehandlung (MD). Wie in 3 gezeigt wird, zeigten Mikrodialyseexperimente, daß die Spiegel der DA-Freisetzung ähnlich im Nucleus accumbens von sowohl Kontroll- als auch Knockout-Mäusen nach 10 mg/kg Kokaininjektion IP waren, was nahelegt, daß die Abwesenheit von mGluR5 weder die präsynaptische Freisetzung von Mesoaccumbens-DA noch die Funktion des DA-Transporters (DAT) beeinflußt, da beide Kurven den gleichen Peak und die gleiche Abnahme von DA-Konzentrationen zeigen (3). Außerdem zeigten an den zwei Genotypen durchgeführte Historadiographieuntersuchungen keine Unterschiede an den DA-Bindungsniveaus, was keine Veränderung in der Expression von DA-Rezeptoren in den Mäusemutanten nahelegt (nicht gezeigt).
Kürzliche Untersuchungen haben gezeigt, daß die Aktivierung von mGluRs im Nucleus accumbens nicht nur die DA-Freisetzung erhöhte, sondern ebenfalls eine DA-abhängige Lokomotoraktivierung induzierte (Attarian und Amalric, 1997, Eur. J. Neurosci. 9, 809; Kim und Venzia, 1997; J. Phar. Exp. Ther., 283, 962; Vezina und Kim, Neurosci. Behav. Rev. 23, 577). Es wurde gezeigt, daß diese Wirkung durch den nicht-selektiven mGluR-Antagonisten der Gruppe I, α-Methyl-4-carboxyphenylglycin (MCPG), blockiert wird. Diese Ergebnisse legen eine Wechselwirkung zwischen mGlu-Rezeptoren und der dopaminergen Übertragung nahe. Das die Abwesenheit von mGluR5, wie hier berichtet, nicht die DA-Freisetzung im Nucleus accumbens von Mäusemutanten beeinflußt, kann mGluR5 dann eine Kontrolle der postsynaptischen Seite der Synapse über die dopaminerge Aktivität ausüben. Damit wurde gezeigt, daß dieser Rezeptor postsynaptisch lokalisiert ist – wie mGluRs der Gruppe I (Romano et al., 1995, Comp. Neurol. 355, 3). Andererseits könnte die oben beschriebene Wechselwirkung mit der DA-Freisetzung durch mGluRs der Gruppe II oder III vermittelt sein, von denen bekannt ist, daß sie die synaptische Aktivität von der präsynaptischen Seite der Synapse steuern.
Die Forschung hat sich hauptsächlich auf das Verständnis des Beitrags der dopaminergen und serotininergen Systeme in der Drogenabhängigkeit konzentriert (Koob et al. 1998, supra). Jedoch ergaben kürzliche Untersuchungen zur DA-Rezeptoren und DA-Traansporter-(DAT)-Knockout-Mäusen unerwartete Ergebnisse (siehe Drago et al. 1998, Dev. Neurosci, 20, 2–3 für eine Übersicht). D2-Rezeptor-Mäusemutanten haben eine abnormale spontane Lokomotoraktivität, aber zeigen noch eine Lokomotorreaktion auf i.p.-Injektionen von Opioiden (Maldonado et al. 1997, Nature, 388). Zusätzlich ist es bemerkenswert, daß D1-Rezeptor- oder DAT-Knockout-Mäuse, für die keine Erhöhung der Lokomotoraktivität. nach Kokaininjektion beobachtet wurde, ebenfalls ein abnormales spontanes Verhalten hatten (Miner et al. 1995, Neuroreport 6; Giros et al., 1996, Nature, 379). Im Gegensatz dazu sind mGluR5-Mäusemutanten nicht spontan hyperaktiv und zeigten dennoch eine Abwesenheit der Lokomotorreaktion auf Kokain in beiden Hintergründen, C57B16 und 129Sv (1). Daher kann unzweifelhaft festgestellt werden, daß Kokain nicht die Lokomotoraktivität in den mGluR5-Knockout-Mäusen erhöht.
Die Tatsache, daß die Mausmutante für das DAT-Gen, obwohl sie hyperaktiv ist, noch Kokain selbstverabreicht, legt nahe, daß die dopaminerge Übertragung nicht der Haupteffektor des durch Kokainverstärkung induzierten Belohnungsprozesses sein muß (Rocha et al. 1998, Nature Neurosci. 1, 2). Im Gegensatz legen hier gezeigte Ergebnisse, die zeigen, daß mGluR5-Knockout-Mäuse Kokain nicht bei jeder getesteten Dosis selbstverabreichen, stark nahe, daß mGluR5 eine kritische Rolle im Belohnungsmechanismus spielt. Weil die Mutation über die Embryogenese der Maus hinweggetragen wird, können einige Veränderungen in der neuronalen Entwicklung aufgetreten sein, die wiederum wichtige Konsequenzen im Einsetzen des Belohnungsprozesses im Erwachsenenalter sein könnten. Dennoch legt die Tatsache, daß die DA-Freisetzung im Nucleus accumbens von mGluR5(-/-)-Mäusen nicht beeinflußt ist, wie es durch Mikrodialyseuntersuchungen gezeigt wird, nahe, daß die dopaminerge Reaktion zumindest auf diesem Niveau in der Mutante erhalten ist. Es ist bemerkenswert, daß dieses Ergebnis im Gegensatz zu einer allgemeain zugelassenen Aussage steht, wonach erhöhtes DA eine zwingende Bedingung für Kokain-Verstärkungseffekte ist (Koob et al., 1998, supra). Es ist möglich, daß mGluR5 synergistisch mit dem dopaminergen System und an der postsynaptischen Seite des Neurons wirkt, um Belohnungsmechanismen sowie eine durch Kokain induzierte Hyperaktivitätsreaktion zu vermitteln. Daher wurde kürzlich eine kooperative Aktivität zwischen Dopaminrezeptoren und metabotropen Glutamatrezeptoren im präfrontalen Kortex von Mäusen beschrieben (Otani et al., 1999, J. Neurosci. 19, 9788–9802). Zusammen mit den Ergebnissen aus anderen Knockout-Untersuchungen betonen unsere Daten die Bedeutung von Glutamat als einem der Hauptneurotransmitter von Mißbrauchsdrogen und mGluR5 als wesentliches Element des Belohnungsprozesses.
Zusammenfassend haben wir gezeigt, daß mGluR5-Knockout-Mäuse, obwohl sie keinen offensichtlichen Phänotyp haben, eine Abwesenheit von Lokomotorreaktion auf Kokaininjektion zeigten. Zusätzlich verabreichten mGluR5(-/-)-Mäuse Kokain bei keiner getesteten Dosis selbst, wohingegen mGluR5(+/+)-Mäuse eine standardmäßige Dosis-Reaktions-Kurve zeigten. Schließlich wurde Dopamin (DA) nach Kokainbehandlung sowohl von Mäusemutanten als auch Mäusen vom Wildtyp ähnlich im Nucleus accumbens freigesetzt, was einen Signaltransduktions-vermittelten Effekt von mGluR5 auf das dopaminerge System nahelegt. Unsere Ergebnisse zeigen, daß zusätzlich zu Dopamin Glutamat durch mGluR5 eine wesentliche Rolle in der Abhängigkeit von Psychostimulantien spielt.
Beispiel 3: d-Amphetamin-Selbstverabreichung
Alle Unterbringungs-, Trainings-, Operations- und Testbedingungen für Experimente der d-Amphetamin-Selbstverabreichung waren identisch mit denjenigen, die in den Experimenten der Kokain-Selbstverabreichung verwendet wurden, oben in Beispiel 2 beschrieben. Männliche mGluR5(–/–)-Mäuse wurden zunächst auf d-Amphetamin-Selbstverabreichung (0,2 mg/kg/Injektion) unter einem festen Verhältnis (FR) 2 Schema mit einer 20-sekündigen Unterbrechung (TO20s) getestet.
Die Ergebnisse sind in 4 gezeigt. Alle untersuchten Mäuse versagten darin, die Selbstverabreichung bei dieser anfänglichen Dosis zu erwerben. Die Mäuse wurden ebenfalls bei Dosen von 0,1, 0,05 und 0,0 (Kochsalzlösung) mg/kg/Injektion d-Amphetamin getestet und zeigten eine fast vollständige Auslöschung der Reaktion bei allen Dosen, einschließlich Kochsalzlösung, innerhalb 5 Sitzungen. Wie in den Kokain-Selbstverabreichungsexperimenten wurden mGluR5(–/–)-Mäuse, weil sie darin versagten, eine stabile d-Amphetamin-Selbstverabreichung zu erwerben, erneut bis zum Kriterium zwischen jeder d-Amphetamindosis trainiert, um den Hebel für flüssige Verstärker zu drücken. Dieses Verfahren wurde eingerichtet, so daß mGluR5(–/–)-Mäuse eine nicht-Null-Reaktionsrate während der ersten wenigen Sitzungen bei Zugang zu jeder Dosis von d-Amphetamin hatten. Das Versagen von mGluR5(–/–)-Mäusen, die d-Amphetamin-Selbstverabreichung zu erwerben, legt nahe, daß mGluR5 eine wesentliche Rolle in den Verstärkungseigenschaften von d-Amphetamin hat.

Claims

Verwendung eines Antagonisten des metabotropen Glutamatrezeptors 5 (mGluR5) in der Herstellung eines Medikaments zur Verwendung in einem Verfahren der Gewöhnungs- oder Abhängigkeitstherapie.
Verwendung gemäss Anspruch 1 in der Behandlung der Abhängigkeit vom Rauchen.
Verwendung gemäss Anspruch 1 in der Behandlung von Gewöhnung an oder Abhängigkeit von Substanzen.
Verwendung gemäss Anspruch 1 in der Behandlung des Entzugs oder des Absetzens von Substanzen.
Verwendung gemäss Anspruch 3 oder 4, worin die Substanzen Nikotin, Kokain, Amphetamin oder damit verwandte Wirkstoffe, ein Benzodiazepin, ein Opiat oder Ethanol ist.
Verwendung gemäss Anspruch 3 oder 4, worin die Substanzen ein Therapeutikum ist.
Verwendung gemäss Anspruch 6, worin das Therapeutikum Amphetamin oder damit verwandte Wirkstoffe, ein Benzodiazepin oder ein Opiat ist.
Erzeugnisse, die einen Antagonisten von mGluR5 und ein Therapeutikum als Kombinationszubereitung zur gleichzeitigen, separaten oder aufeinanderfolgenden Verwendung in der Behandlung eines Zustands enthalten, für den das Therapeutikum verwendet wird, worin die Verwendung des Therapeutikums in Abwesenheit des Antagonisten zu einer Gewöhnung an oder einer Abhängigkeit von dem Therapeutikum führen könnte.
Verwendung eines Erzeugnisses, das durch ein Durchmusterungsverfahren identifiziert wird, welches umfasst: (a) In-Kontakt-Bringen eines Testerzeugnisses mit mGluR5 unter Bedingungen, die in Abwesenheit des Testerzeugnisses zu Aktivität des mGluR5 führen würden; und (b) Bestimmen, ob das Testerzeugnis der mGluR5-Aktivität entgegenwirkt, um dadurch zu bestimmen, ob das Testerzeugnis in der Behandlung von Gewöhnung an oder Abhängigkeit von Substanzen verwendet werden kann, zur Herstellung eines Medikaments zur Verwendung in der Gewöhnungs- oder Abhängigkeitstherapie.
Erzeugnisse, die ein Erzeugnis, das durch ein Durchmusterungsverfahren wie in Anspruch 9 definiert identifiziert wurde, und ein Therapeutikum enthalten, als Kombinationszubereitung zur gleichzeitigen, separaten oder aufeinanderfolgenden Verwendung in der Behandlung eines Zustands, für den das Therapeutikum verwendet wird, worin die Verwendung des Therapeutikums in Abwesenheit des Erzeugnisses zu einer Gewöhnung an oder Abhängigkeit von dem Therapeutikum führen könnte.
Verwendung eines Antagonisten des metabotropen Glutamatrezeptors 5 (mGluR5) in der Herstellung eines Medikaments zur Verwendung in der Behandlung von Bulimia nervosa, Anorexia nervosa, Spielsucht, Geschlechtssucht oder Zwangsstörungen.