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HINTERGRUND DER ERFINDUNG:
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Humanadrenerge
Rezeptoren sind integrale Membranproteine, die in zwei weite Klassen
eingeteilt werden, die α-
und die β-adrenergen
Rezeptoren. Beide Typen übermitteln
die Wirkung des peripheren sympathetischen Nervensystems durch Bindung
von Catecholaminen, Norepinephrin und Epinephrin.
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Norepinephrin
wird durch adrenerge Nervenendungen erzeugt, während Epinephrin durch die
adrenale Medulla erzeugt wird. Die Bindungsaffinität adrenerger
Rezeptoren für
diese Verbindungen bildet eine Grundlage für die Klassifizierung: α-Rezeptoren neigen
zu einer stärkeren
Bindung von Norepinephrin als von Epinephrin, und einer wesentlich
stärkeren
als der der synthetischen Verbindung Isoproterenol. Die bevorzugte
Bindungsaffinität
dieser Hormone ist für
die β-Rezeptoren
umgekehrt. In vielen Geweben sind die funktionellen Antworten, wie
beispielsweise die Kontraktion der glatten Muskulatur, die durch α-Rezeptorenaktivierung
induziert wird, den Antworten, die durch β-Rezeptorbindung induziert wird,
entgegengesetzt.
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Später wurde
die funktionelle Unterscheidung zwischen α- und β-Rezeptoren
weiter unterstrichen und durch die pharmakologische Charakterisierung
dieser Rezeptoren über
verschiedene tierische und Gewebequellen verfeinert. Als Ergebnis
wurden die α-
und β-adrenergen
Rezeptoren weiter unterteilt in α1-, α2-, β1- und β2-Subtypen.
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Die
funktionellen Unterschiede zwischen α1- und α2-Rezeptoren wurden erkannt,
und Verbindungen, die selektive Bindung zwischen diesen beiden Subtypen
zeigen, wurden entwickelt. So wurde in WO 92/0073 über die
selektive Fähigkeit
des R(+)-Enantiomers von Terazosin berichtet, selektiv adrenerge
Rezeptoren vom α1-Subtyp
zu binden. Die α1/α2-Selektivität dieser
Verbindung wurde als dadurch signifikant offenbart, dass die agonistische Stimulierung
der α2-Rezeptoren
als die Sekretion von Epinephrin und Norepinephrin inhibierend beschrieben
wurde, wohingegen der Antagonismus des α2-Rezeptors als die Sekretion
dieser Hormone erhöhend
beschrieben wurde. Daher wurde behauptet, dass die Verwendung von
nichtselektiven α-adrenergen
Blockern, wie beispielsweise Phenoxybenzamin und Phentolamin, durch
ihre α2-adrenergen
Rezeptor-hervorgerufene Induktion einer erhöhten Plasmacatecholaminkonzentration
und die begleitenden physiologischen Folgeerscheinungen (erhöhte Herzfrequenz
und Kontraktion der glatten Muskulatur) beschränkt ist.
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Bezüglich eines
allgemeinen Hintergrunds zu α-adrenergen
Rezeptoren wird die Aufmerksamkeit des Lesers auf Robert R. Ruffolo,
jr., α-Adrenoreceptors:
Molecular Biology, Biochemistry and Pharmacology (Progress in Basic
and Clinical Pharmacology series, Karger, 1991) gelenkt, worin die
Basis der α1/α2-Subklassifizierung,
die Molekularbiologie, die Signalübertragung, die Agonisten-Struktur-Aktivitätsbeziehungen,
die Rezeptorfunktionen und die therapeutischen Anwendungen von Verbindungen, die α-adrenerge
Rezeptoraffinität
zeigen, untersucht wurde.
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Die
Klonierung, Sequenzierung und Expression von α-Rezeptor-Subtypen aus tierischen
Geweben führte
zur Unterklassifizierung der α1-Adrenorezeptoren α1A, α1B und α1D. Entsprechend
wurden die α2-Adrenorezeptoren
in α2A-, α2B- und α2C-Rezeptoren
eingeteilt. Jeder α2-Rezeptor-Subtyp scheint seine
eigenen pharmakologischen und Gewebebesonderheiten zu zeigen. Verbindungen,
die einen Grad an Spezifität
für einen
oder mehrere dieser Untertypen besitzen, können spezifischere therapeutische
Mittel für
eine gegebene Indikation sein als ein α2-Rezeptor-Panagonist (wie beispielsweise
der Wirkstoff Clonidin) oder ein Panantagonist.
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Neben
anderen Indikationen, wie beispielsweise der Behandlung von Glaukom,
Hochdruck, sexueller Dysfunktion und Depression sind bestimmte Verbindungen
mit α2-adrenergischer
Rezeptor-Agonistenaktivität
als Analgetika bekannt. Viele Verbindungen mit einer solchen Aktivität liefern
jedoch nicht die Aktivität
und Spezifität,
die bei der Behandlung von Erkrankungen, die durch α2-Adrenorezeptoren reguliert
werden, wünschenswert
sind. Beispielsweise wird für
zahlreiche Verbindungen, die als wirksame Mittel zur Behandlung
von Schmerzen gefunden werden, regelmässig festgestellt, dass sie
unerwünschte
Nebenwirkungen aufweisen, wie beispielsweise, dass sie bei systemisch
wirksamen Dosierungen Unterdruck und Sedierung hervorrufen. Es besteht
ein Bedarf für
neue Wirkstoffe, die eine Schmerzlinderung bewirken, ohne diese
unerwünschten
Nebenwirkungen hervorzurufen. Darüber hinaus besteht ein Bedarf
für Mittel,
die eine Wirksamkeit gegen Schmerzen zeigen, insbesondere chronische
Schmerzen, wie beispielsweise chronische neuropathische und viscerale
Schmerzen.
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GB-PS
1 499 485, veröffentlicht
am 1. Februar 1978, beschreibt bestimmte Thiocarbamidderivate; einige
davon werden als zur Behandlung von Zuständen, wie beispielsweise Hochdruck,
Depression oder Schmerzen, wirksam beschrieben.
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ERFINDUNGSGEMÄSSE ZIELE:
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Ein
erfindungsgemässes
Ziel ist die Bereitstellung von Verbindungen und Zusammensetzungen,
die zur Behandlung von Erkrankungen, die durch α2-Adrenorezeptoren reguliert
werden, geeignet sind.
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Ein
erfindungsgemässes
Ziel ist die Bereitstellung neuer Verbindungen mit im wesentlichen
analgetischer Aktivität
zur Behandlung chronischer Schmerzen, unabhängig von deren Ursprung. Chronische
Schmerzen können
ohne Beschränkung
visceralen, entzündlichen
oder neuropathischen Ursprungs sein. Derartige chronische Schmerzen
können
das Ergebnis oder die Begleiterscheinung von Zuständen sein,
die Arthritis (einschliesslich rheumatoider Arthritis), Spondylitis,
gichtiger Arthritis, Osteoarthritis, jugendlicher Arthritis und
Autoimmunerkrankungen, einschliesslich Lupus Erythematosus, einschliessen.
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Diese
Zusammensetzungen können
auch im Zusammenhang mit der Behandlung von chronischen gastrointestinalen
Entzündungen, Crohn-Krankheit,
Gastritis, Reizdarmerkrankung (IBD) und ulcerativer Colitis verwendet
werden, sowie zur Behandlung von visceralen Schmerzen, einschliesslich
Schmerzen, die durch Krebs hervorgerufen werden, oder die Begleiterscheinungen
bei der Behandlung von Krebs durch beispielsweise Chemotherapie
oder Strahlentherapie darstellen.
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Diese
Zusammensetzungen können
im Zusammenhang mit der Behandlung anderer chronischer Schmerzsymptome
und insbesondere zur Behandlung chronischer Formen neuropathischer Schmerzen
verwendet werden, insbesondere von Neuralgie, Herpes, Deafferentierungsschmerz
und diabetischen Neuropathien.
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Noch
ein weiteres erfindungsgemässes
Ziel ist die Bereitstellung solcher Verbindungen, die eine gute
Aktivität
aufweisen, wenn sie durch perorale, parenterale, intranasale, ophthalmische
und/oder topische Dosierung oder Injektion zugeführt werden.
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DE 26 10 865 offenbart Thioharnstoffderivate der
allgemeinen Struktur PhCHR-NH-CS-NR
2 und deren
Verwendung für
verschiedene Indikationen, einschliesslich akuter Schmerzen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG:
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Verbindungen der Formel:
worin R
1 F
oder H ist, R
2 ist Cl oder H und R
3 ist F oder H, und worin R
2 und
R
3 beide H sind, wenn R
1 F
ist, und wenn R
1 H ist, dann ist R
2 Cl und R
3 ist F;
und Alkylester davon, sowie pharmazeutisch annehmbare Salze dieser
Verbindungen.
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Die
Erfindung richtet sich ferner auf die Verwendung solcher Verbindungen
in Medikamenten zur Behandlung chronischer Schmerzen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG:
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Gemäss einem
Aspekt ist die vorliegende Erfindung auf Verbindungen der Formel
(1) gerichtet:
worin R
1 F
oder H ist, R
2 ist Cl oder H und R
3 ist F oder H, und worin R
2 und
R
3 beide H sind, wenn R
1 F
ist, und wenn R
1 H ist, dann ist R
2 Cl und R
3 ist F;
und Alkylester davon, sowie pharmazeutisch annehmbare Salze dieser
Verbindungen.
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Bevorzugte
Verbindungen dieser Struktur sind die folgende Verbindung (nachfolgend
als Formel (2) bezeichnet):
Formel
(2) und die folgende Verbindung (nachfolgend als Formel
(3) bezeichnet):
Formel
(3) und deren Alkylester und pharmazeutisch annehmbare
Derivate und/oder Salze dieser Verbindungen.
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Die
Anmelder haben entdeckt, dass diese Verbindungen α2-Rezeptoren,
insbesondere α2B-Rezeptoren,
aktivieren. Zusätzlich
wirken diese Verbindungen als hochwirksame Analgetika, insbesondere
in chronischen Schmerzmodellen, mit minimalen unerwünschten
Nebenwirkungen, wie beispielsweise Sedierung und kardiovaskulärer Depression,
die üblicherweise
bei Agonisten von α2-Rezeptoren
beobachtet werden.
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Diese
Verbindungen können
in pharmazeutisch wirksamen Dosierungen verabreicht werden. Derartige
Dosierungen sind üblicherweise
die Minimaldosen, die zur Erzielung der gewünschten therapeutischen Wirkung
erforderlich sind; bei der Behandlung von chronischen Schmerzen
entspricht diese Menge ungefähr
derjenigen, die zur Verringerung der durch die Schmerzen hervorgerufenen
Beeinträchtigung
auf tolerierbare Niveaus notwendig ist. Im allgemeinen liegen derartige
Dosen im Bereich von 1–1.000
mg/Tag, weiter bevorzugt im Bereich von 10–500 mg/Tag. Die tatsächlich zu
verabreichende Menge der Verbindung in einem beliebigen gegebenen
Fall wird jedoch durch den Arzt unter Berücksichtigung der wesentlichen
Begleitumstände,
wie beispielsweise der Schwere des Schmerzes, des Alters und des
Gewichts des Patienten, der gesamten körperlichen Verfassung des Patienten,
der Ursache des Schmerzes und des Verabreichungsweges bestimmt.
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Die
Verbindungen sind geeignet zur Behandlung von Schmerzen bei Säugern, insbesondere
bei Menschen. Vorzugsweise wird die Verbindung dem Patienten oral
in einer beliebigen annehmbaren Form verabreicht, wie beispielsweise
als Tablette, Flüssigkeit,
Kapsel, Pulver und dergleichen. Andere Wege können jedoch wünschenswert
oder erforderlich sein, insbesondere wenn der Patient unter Übelkeit leidet.
Solche anderen Wege können
ohne Ausnahme transdermale, parenterale, subkutane, intranasale,
intrathekale, intramuskuläre,
intravenöse
oder intrarektale Zuführungswege
einschliessen. Zusätzlich können die
Formulierungen so ausgelegt sein, dass sie die Freisetzung der aktiven
Verbindung über
einen vorgegebenen Zeitraum verzögern
oder die freigesetzte Wirkstoffmenge zu einem vorgegebenen Zeitpunkt
während
des Therapieverlaufs sorgfältig steuern.
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Ein
weiterer erfindungsgemässer
Aspekt betrifft therapeutische Zusammensetzungen, die die Verbindungen
der Formel (1) und Alkylester und pharmazeutisch annehmbare Derivate
und/oder Salze dieser Verbindungen und ein pharmazeutisch annehmbares
Streckmittel umfassen. Ein solches Streckmittel kann ein Träger oder
ein Verdünnungsmittel
sein; dieses wird üblicherweise
mit der aktiven Verbindung vermischt oder es verdünnt die
aktive Verbindung oder schliesst diese ein. Wenn er ein Verdünnungsmittel
ist, kann der Träger
ein festes, halbfestes oder flüssiges
Material sein, das als Streckmittel oder Träger für die aktive Verbindung wirkt.
Die Formulierungen können
ferner Benetzungsmittel, Emulgatoren, Konservierungsmittel, Süssmittel und/oder
Aromastoffe einschliessen. Wenn sie als ophthalmische oder Infusionszusammensetzung
verwendet wird, enthält
die Formulierung üblicherweise ein
oder mehrere Salz(e), die den osmotischen Druck der Formulierung
beeinflusst.
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Gemäss einem
weiteren Aspekt betrifft die Erfindung die Behandlung von chronischen
Schmerzen durch Verwendung der Formel (1) und pharmazeutisch annehmbarer
Alkylester, Salze und Derivate davon in einem Medikament für einen
Säuger,
der dessen bedarf. Wie oben erwähnt
wird die Verbindung üblicherweise
in einer Form formuliert, die mit der gewünschten Zuführungsart konsistent ist.
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Es
ist bekannt, dass chronische Schmerzen (wie beispielsweise Schmerzen
durch Krebs, Arthritis und zahlreiche neuropathische Verletzungen)
und akute Schmerzen (wie beispielsweise der Schmerz, der durch einen
unmittelbaren mechanischen Reiz, wie beispielsweise durch einen
Gewebeschnitt, Kniff, Stich oder eine Quetschung hervorgerufen wird)
bestimmte neurologische Phänomene
darstellen, die zu einem grossen Ausmass entweder durch unterschiedliche
Nervenfasern und Neurorezeptoren oder durch eine Umordnung oder
Veränderung
der Funktion dieser Nerven durch chronische Stimulierung übertragen
werden. Das Gefühl
akuter Schmerzen wird relativ rasch übertragen, vorwiegend durch
afferente Nervenfasern, die als C-Fasern bezeichnet werden, die
normalerweise einen hohen Schwellenwert für mechanische, thermische und
chemische Stimulierung besitzen. Während die Mechanismen chronischer
Schmerzen nicht vollständig
verstanden sind, kann eine akute Gewebeverletzung innerhalb von
Minuten oder Stunden nach der ursprünglichen Reizung zu Sekundärsymptomen
führen,
einschliesslich einer regionalen Verringerung der notwendigen Reizhöhe zur Auslösung einer Schmerzantwort.
Dieses Phänomen,
das typischerweise in einem Bereich auftritt, der aus der Stelle
des Ortes des ursprünglichen Reizes
stammt (aber grösser
als dieser ist), wird als Hyperalgesie bezeichnet. Die sekundäre Antwort
kann zu einer erheblich verstärkten
Empfindlichkeit gegenüber
mechanischer oder thermischer Reizung führen.
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Die
A-afferenten Fasern (Aβ und
Aδ-Fasern) können mit
einem niedrigeren Schwellenwert gereizt werden als C-Fasern und
scheinen an dem Gefühl chronischer
Schmerzen beteiligt zu sein. Beispielsweise ist unter normalen Bedingungen
die niedrige Schwellenwertstimulierung dieser Fasern (wie beispielsweise
leichtes Bürsten
oder Kitzeln) nicht schmerzhaft. Unter bestimmten Bedingungen, wie beispielsweise
solchen, die einer Nervenverletzung folgen oder bei herpesvirusgesteuerten
Zuständen, die
als Gürtelrosen
bekannt sind, kann selbst eine leichte Berührung oder ein Streifen der
Bekleidung sehr schmerzhaft sein. Dieser Zustand wird als Allodynie
bezeichnet und es scheint, dass er zumindest teilweise durch Aβ-afferente
Nerven übertragen
wird. An dem Gefühl
chronischer Schmerzen können
auch C-Fasern beteiligt sein, in diesem Fall erscheint es jedoch
klar, dass das anhaltende Feuern der Neuronen im Lauf der Zeit eine
gewisse Veränderung
hervorruft, die dann zu dem Gefühl
chronischer Schmerzen führt.
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Mit "akuten Schmerzen" sind unmittelbare Schmerzen
von üblicherweise
hohem Schwellenwert gemeint, die durch eine Verletzung, wie beispielsweise
einen Schnitt, eine Quetschung, eine Verbrennung oder durch chemische
Stimulierung, wie beispielsweise derjenigen, die durch Einwirkung
von Capsaicin, dem aktiven Bestandteil von Chilli, hervorgerufen
werden.
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Mit "chronischen Schmerzen" sind Schmerzen gemeint,
die sich von akuten Schmerzen unterscheiden, wie beispielsweise
neuropathische Schmerzen, viscerale Schmerzen [einschliesslich solcher,
die durch die Crohn-Erkrankung
und Reizdarmsyndrom (IBS) hervorgerufen werden] und ausstrahlende
Schmerzen.
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BEISPIELE
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BEISPIEL 1 – Synthese
von 1-(3-Chlor-2-fluorbenzyl)-3-(2-hydroxyethyl)-thioharnstoff
(Formel (2))
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1
Moläquivalent
3-Chlor-2-fluorbenzylbromid (kommerziell erhältlich von z.B. Lancaster Synthesis, Ltd.)
wird mit 2 Moläquivalenten
Kaliumisothiocyanat in Dimethylformamid (DMF), das 0,5 Moläquivalente NaI
enthält,
bei 90°C
für 5 Stunden
unter Rühren
umgesetzt, wodurch 3-Chlor-2-fluorbenzylisothiocyanat erhalten
wird. Die Reaktionsmischung wird auf Raumtemperatur abgekühlt und
die Lösung
mit Wasser verdünnt
und mit Ether extrahiert. Die Etherphase, die das Produkt enthält, wird
abgezogen und die Reaktionsmischung zweimal mit frischem Ether extrahiert.
Die Etherphasen werden vereinigt und das Produkt in einer Speed
Vac®-Vakuumzentrifuge
(unter Hausvakuum) in einem Wasserbad von etwa 45°C eingeengt.
Nach Verdampfen des Ethers ist das ungereinigte 3-Chlor-2-fluorbenzylisothiocyanat
eine viskose Flüssigkeit.
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3,57
g dieser Verbindung werden mit 3 Moläquivalenten Ethanolamin in
Acetonitril vermischt, und dann wird eine katalytische Menge (weniger
als 1%) DMAP (N-N-Dimethylaminopyridin) zugegeben. Die Reaktionsmischung
wird für
14 Stunden bei Raumtemperatur unter konstantem Rühren inkubiert. Die resultierende
Lösung
wird dann unter Verwendung der Speed Vac®-Vakuumzentrifuge
in einem Wasserbad von 60–70°C eingeengt.
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Das
Produkt, 1-(3-Chlor-2-fluorbenzyl)-3-(2-hydroxyethyl)-thioharnstoff, wird
mittels Flüssigchromatografie
unter Verwendung von 200–300
mesh-Silicagel in einer Glassäule
gereinigt. Die eingeengte Reaktionslösung wird auf die Säule aufgebracht
und die Lösung
wird mit 3 Säulenvolumina
Lösungsmittel
A (50% Ethylacetat/50% Hexane) gewaschen. Das Produkt wird dann
unter Verwendung von 2–3
Säulenvolumina
des Lösungsmittels
B (10% Methanol/90% Ethylacetat) eluiert. Das eluierte Produkt wird
erneut zur Entfernung des Lösungsmittels
in einer Speed Vac®-Vakuumzentrifuge eingeengt.
Das Produkt wird dann bei Raumtemperatur stehengelassen, wobei es
spontan kristallisiert. Die Kristalle werden bei –78°C in einer
Kühltruhe
gelagert.
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Das
Produkt besitzt die folgenden spektroskopischen Eigenschaften: 1H-NMR (D6 DMSO,
300 MHz) δ:
7,98 (br s, 1H), 7,63 (br s, 1H), 7,46 (t, J = 3,9 Hz, 1H), 7,32–7,18 (m,
2H), 4,78 (br s, 1H), 4,72 (d, J = 3,9 Hz, 2H), 3,47 (br s, 4H).
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Zum
Vergleich der biologischen Aktivität von 1-(3-Chlor-2-fluorbenzyl)-3-(2-hydroxyethyl)-thioharnstoff
mit derjenigen des 2-Fluorbenzylderivats (Formel (4)) und des 4-Fluorbenzylderivats
(Formel (3)) wird Formel (4) synthetisiert unter Verwendung von
2-Fluorbenzylbromid (ebenfalls kommerziell erhältlich) als Ausgangsmaterial.
Formel (3) wird unter Verwendung von kommerziell erworbenem 4-Fluorbenzylisothiocyanat
synthetisiert. Die weiteren Syntheseschritte sind analog denjenigen,
die oben zur Synthese der Verbindung der Formel (2) angewandt wurden.
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Das
2-Fluorbenzylisothioharnstoffderivat (nachfolgend als Formel (4)
bezeichnet) besitzt die folgende Formel:
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Die
physiologische Aktivität
dieser Verbindungen wurde unter Anwendung von vier Modellen getestet:
einem Rattenbewegungsmodell zur Untersuchung der Sedierung, einem
Test der kardiovaskulären
Aktivität
bei Affen, einem thermischen Pfotenrückzugtest mit Ratten (Dirig
et al., J. Neurosci. Methods 76: 183–191 (1997)) zum Testen zur
Linderung von akutem Schmerz, und dem Rattenrückenmarknervenligatur-Allodyniemodell
(Kim und Chung, Pain 50: 355–363
(1992)) zur Untersuchung der Linderung von neuropathischem Schmerz
und der zentralen Sensibilisierung, die für chronischen Schmerz typisch
ist. Wie dem Fachmann bekannt ist, sind diese Tests etablierte pharmakologische
Verfahren zur Bestimmung der Sedierung, für kardiovaskuläre Wirkungen,
akute Schmerzen und chronische Schmerzen bei pharmazeutischen Mitteln.
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BEISPIEL 2 – Sedierungswirkung
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Zur
Untersuchung der Sedierungswirkung wurde 6 männlichen Sprague-Dawley-Ratten
bis zu 3 mg/kg jeder Verbindung in einem Kochsalzlösungs- oder
DMSO-Träger
durch intraperitoneale Injektion (i.p.) verabreicht. Die Sedierung
wurde 30 Minuten nach der Verabreichung des Wirkstoffs durch Aufzeichnung
der Bewegungsfähigkeiten
wie folgt eingeteilt.
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Die
Sprague-Dawley-Ratten wurden gewogen und 1 ml/kg Körpergewicht
einer geeigneten Konzentration (d.h. 3 mg/ml für eine Enddosis von 3 mg/kg)
Wirkstofflösung
wird intraperitoneal injiziert. Formel (3) wird in etwa 10% DMSO
formuliert, und Formel (2) und Formel (4) werden in 50% DMSO formuliert.
Die Ergebnisse werden mit 29 historischen Kontrollen verglichen,
denen 1 ml/kg Kochsalzlösung oder
50% DMSO injiziert wurde. Die Rattenaktivität wird dann 30 Minuten nach
der Injektion der Wirkstofflösung
bestimmt. Die Ratten werden in eine dunkel abgedeckte Kammer gegeben
und ihr Orientierungsverhalten wird für einen 5-minütigen Zeitraum mittels
eines Digicom-Analysators (Omnitech Electronic) quantifiziert. Die
Maschine zeichnet jeden Vorgang auf, bei dem die Ratte ein Array
von 32 fotoelektrischen Strahlen in X- und Y-Richtung unterbricht.
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Die
Ergebnisse zeigen, dass im Vergleich zu den geeigneten Trägerkontrollen
keine der Verbindungen eine statistisch signifikante Verringerung
der Orientierungsaktivität
der Ratten hervorruft. Formel (2) und Formel (3) wurden bei 1 mg/kg
getestet, und Formel (4) wurde bei 3 mg/kg getestet. Daher sind die
Verbindungen nicht sedierend.
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BEISPIEL 3 – Wirkungen
auf das kardiovaskuläre System
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Zur
Untersuchung der Wirkungen auf das kardiovaskuläre System wurde 6 Cynomolgus-Affen 500 μg/kg jeder
Verbindung durch intravenöse
Injektion (i.v.) verabreicht. Die Wirkungen jeder Verbindung auf
den Blutdruck der Tiere und die Herzfrequenz wurde in Zeitabständen von
30 Minuten bis 6 Stunden nach der Verabreichung des Wirkstoffs gemessen.
Die maximale Veränderung
in bezug auf eine Grundlinienmessung, die 30 Minuten vor der Wirkstoffverabreichung
aufgenommen wurde, wurde unter Verwendung einer zur Verwendung bei
Affen modifizierten Blutdruckmanschette gemessen.
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Die
Affen wurden gewogen (etwa 4 kg) und ein geeignetes Volumen (0,1
ml/kg) einer 5 mg/ml-Lösung
jeder Verbindung, die in 10% DMSO formuliert war, wurde in die Kopfvene
der Tierarme injiziert.
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Die
kardiovaskulären
Messungen wurden mit einem automatisierten BP 100S-Sphygomanometer
(Nippon Colin, Japan) nach 0,5, 1, 2, 4 und 6 Stunden durchgeführt.
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Die
Ergebnisse zeigen, dass im Vergleich zur Kontrolle vor der Wirkstoffgabe
keine der Verbindungen eine nachweisbare Wirkung auf das kardiovaskuläre System
besitzt.
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BEISPIEL 4 – Linderung
von akutem Schmerz
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Modelle
zur Messung der Empfindlichkeit gegenüber akuten Schmerzen beinhalten
typischerweise die akute Anwendung thermischer Reize, wie beispielsweise
ein solcher Reiz bewirkt einen programmierten Fluchtmechanismus
zur Entfernung des beeinträchtigten
Bereichs von dem Reiz. Es wird angenommen, dass der geeignete Reiz
die Aktivierung von Thermorezeptoren mit hohem Schwellenwert und
C-Faser-Dorsalwurzelganglionneuronen,
die das Schmerzsignal in das Rückenmark übertragen,
einschliesst.
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Die
Fluchtantwort kann so "geschaltet" sein, dass sie ausschliesslich über Rückenmarkneuronen stattfindet,
die die zugeführte
Eingabe aus stimulierten Nervenrezeptoren empfangen und die neuromuskuläre "Fluchtantwort" auslösen, oder
können
supraspinal erzeugt werden, d.h. auf Hirnniveau. Ein üblicherweise
verwendetes Verfahren zur Messung nociceptiver Reflexe beinhaltet
die Quantifizierung des Zurückziehens
oder Leckens der Pfote bei Nagetieren nach thermischer Anregung.
Siehe D. M. Dirig et al., J. Neurosci. Methods 76: 183–191 (1997)
und K. Hargreaves et al., Pain 32: 77–88 (1988), die hierin durch
Bezugnahme eingeschlossen sind.
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In
einer Abänderung
dieses zuletzt genannten Modells wurden männliche Sprague-Dawley-Ratten
getestet, indem sie auf eine kommerziell erhältliche Vorrichtung zur thermischen
Stimulierung plaziert wurden, die so aufgebaut war wie in Hargreaves et
al. beschrieben. Diese Vorrichtung besteht aus einer eine Glasplatte
enthaltenden Kiste. Der nociceptive Stimulus wird durch eine fokusierte
Projektionslampe bereitgestellt, die beweglich ist, was die Aufbringung
des Reizes auf die Ferse einer oder beider Hinterpfoten des Testtieres
ermöglicht.
Die Lichtquelle wird von einem Zeitgeber angetrieben, und die Latenz
der Antwort (definiert als der Zeitraum zwischen Anlegen des Reizes
und dem abrupten Zurückziehen der
Hinterpfote) wird unter Verwendung eines Fotodiodenbewegungssensorarrays
registriert, das den Zeitgeber und das Licht abschaltet. Die Reizstärke kann
durch Stromsteuerung der Lichtquelle gesteuert werden. Zur Verhinderung
von Gewebeschäden
wird das Erwärmen
automatisch nach 20 Sekunden beendet.
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Es
wurden 4 Testtiere pro Gruppe gewogen (etwa 0,3 kg) und diesen wurde
intraperitoneal (i.p.) 1 ml/kg jeder Verbindung injiziert, die in
etwa 50% Dimethylsulfoxid (DMSO)-Träger formuliert war. Die Tiere
erhielten eine 0,3 mg/kg- und eine 3 mg/kg-Dosis der drei Verbindungen.
Die Ratten wurden vor den Tests für etwa 15 Minuten in der Testkammer
akklimatisiert. Die Pfotenrückzugslatenz
wurde 30, 60 und 120 Minuten nach Verabreichung des Wirkstoffs gemessen.
Die rechten und linken Pfoten wurden mit einem Abstand von 1 Minute
getestet und die Antwortlatenzen für jede Pfote wurden gemittelt.
Die Reizintensität
war ausreichend zur Erzeugung einer Temperatur von 45–50°C auf jeder
Rattenhinterpfote.
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Die
Ergebnisse zeigen, dass keine der Verbindungen analgetische Wirkungen
in diesem Biotest akuter Schmerzen liefert. Die Antwortlatenzen
bei Ratten, die mit diesen Verbindungen behandelt wurden, waren
nicht statistisch unterscheidbar von den Antwortlatenzen von Ratten,
die nur mit dem Träger behandelt
wurden.
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BEISPIEL 5 – Linderung
von chronischen Schmerzen
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Ein
Modell für
chronische Schmerzen (insbesondere periphere Neuropathie, wie beispielsweise Kausalgie)
beinhaltet die chirurgische Trennung der L5 (und gegebenenfalls
der L6)-Rückenmarknerven auf
einer Seite der Testtiere. Die sich von dem Eingriff erholenden
Ratten nehmen an Gewicht zu und zeigen ein Niveau allgemeiner Aktivität ähnlich derjenigen
von normalen Ratten. Diese Ratten entwickeln jedoch Fussanomalien,
wobei die Hinterpfote leicht auswärtsgekehrt ist und die Zehen
zusammengehalten sind. Wichtiger ist, dass die Hinterpfote auf der durch
den Eingriff beeinträchtigten
Seite innerhalb etwa 1 Woche nach dem Eingriff gegenüber Schmerzen
durch mechanische Reizungen mit niedrigem Schwellenwert, wie beispielsweise
solchen, die bei einem Menschen das schwache Gefühl einer Berührung hervorrufen,
empfindlich werden. Diese Empfindlichkeit gegenüber normalerweise nicht schmerzhafter
Berührung
wird als "taktile
Allodynie" bezeichnet
und hält
für mindestens
2 Monate an. Die Antwort schliesst das Anheben der beeinträchtigten
Hinterpfote zum Entkommen von dem Reiz, das Lecken der Pfote und
das in die Luft halten derselben für viele Sekunden ein. In der
Kontrollgruppe wird üblicherweise
keine dieser Antworten beobachtet.
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Vor
dem Eingriff werden die Ratten betäubt. Der Ort des Eingriffs
wird rasiert und entweder mit Betadin oder Novocain präpariert.
Der Einschnitt wird von der Thoraxvertebra Xlll abwärts zum
Sacrum geführt.
Das Muskelgewebe wird von der Wirbelsäule (linke Seite) im Bereich
der L4- bis S2-Niveaus getrennt. Der L6-Wirbel wird lokalisiert
und der transversale Vorsprung wird mit einer kleinen Knochenzange vorsichtig
entfernt, wodurch die L4- bis L6-Rückenmarknerven freigelegt werden.
Die L5- und L6-Rückenmarknerven
werden isoliert und mit einem 6-0-Seidenfaden eng abgebunden. Die gleiche
Vorgehensweise wird auf der rechten Seite als Kontrolle durchgeführt, ausser
dass keine Abbindung der Rückenmarknerven
durchgeführt
wird.
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Es
wird eine komplette Hämostase
bestätigt und
dann wird die Wunde verschlossen. Es wird eine geringe Menge einer
antibiotischen Salbe auf die eingeschnittene Fläche aufgebracht und die Ratte
wird in den Erholungskunststoffkäfig
unter einer gesteuerten Wärmelampe
transferiert. Am Tag des Experiments, mindestens 7 Tage nach dem
Eingriff, werden 6 Ratten pro Testgruppe die Testwirkstoffe mittels
intraperitonealer (i.p.) Injektion oder oraler Gabe verabreicht.
Für die
i.p.-Injektion werden die Verbindungen in etwa 50% DMSO formuliert
und in einem Volumen von 1 ml/kg Körpergewicht verabreicht. Formel
(2) wurde in Dosen im Bereich von 1–300 mg/kg getestet, Formel
(3) wurde in Dosen zwischen 0,1 und 3 mg/kg getestet und Formel
(4) wurde in Dosen von 0,3–3
mg/kg getestet. Formel (2) wurde ferner durch orale Gabe in Dosen
von 0,1, 0,3 und 1 mg/kg Körpergewicht
bei Ratten nach 24-stündigem
Fasten verabreicht. Ein Volumen, das 1 ml/kg Körpergewicht entsprach, mit
einer geeigneten Konzentration (d.h. 1 mg/ml für eine 1 mg/kg Dosis) der Formel
(2), formuliert in etwa 50% DMSO, wurde unter Verwendung einer 18-Gauge,
3-inch-Zuführungsnadel,
die langsam durch den Esophagus in den Magen eingeführt wurde,
injiziert.
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Die
taktile Allodynie wird vor und 30 Minuten nach der Verabreichung
des Wirkstoffs unter Verwendung von von-Frey-Haaren, die eine Reihe von feinen
Haaren mit inkrementellen Steifigkeitsunterschieden darstellen,
gemessen. Die Ratten werden in einen Kunststoffkäfig mit einem Drahtgitterboden gegeben
und dort für
etwa 30 Minuten akklimatisiert. Die von-Frey-Haare werden senkrecht
durch das Gitter im mittleren Fussohlenbereich der Hinterpfote der Ratte
mit ausreichender Kraft zur Bewirkung einer schwachen Wölbung aufgebracht
und für
6–8 Sekunden
gehalten. Es wurde berechnet, dass die angewandte Kraft im Bereich
von 0,41–15,1
g lag. Wenn die Pfote scharf weggezogen wurde, wurde das als positive
Antwort angesehen. Ein normales Tier liefert keine Antwort auf Reize
in diesem Bereich, aber eine chirurgisch abgeklemmte Pfote wird
als Antwort auf ein 1–2
g-Haar weggezogen. Der 50%-Pfotenwegziehschwellenwert wird unter
Anwendung des Verfahrens von W. J. Dixon, Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol.
20: 441–462
(1980) bestimmt. Der Schwellenwert nach Wirkstoffverabreichung wird
mit dem Schwellenwert vor Wirkstoffverabreichung verglichen und
die prozentuelle Umkehrung der taktilen Empfindlichkeit wird auf
Basis eines normalen Schwellenwerts von 15,1 g berechnet.
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Die
Ergebnisse zeigten, dass Formel (4) keine analgetische Aktivität bei Dosen
von bis zu 3 mg/kg aufwies.
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Überraschenderweise
waren AGN 196204 und Formel (2) beide in der Lage, die Antwort auf
den taktilen Reiz, der eine taktile Allodynie anzeigt, zu verringern.
Formel (3) führte
zu einer 34%-igen Umkehrung des allodynischen Schmerzes bei einer i.p.-Dosis
von 0,3 mg/kg, von 32% bei 1 mg/kg und von 26% bei 3 mg/kg. Formel
(2) kehrte die Allodynie bei einer i.p.-Dosis von 3 μg/kg um 55%
um, um 85% bei 10 μg/kg
und um 90% bei 30 μg/kg,
um 95% bei 100 μg/kg
und um 92% bei 300 μg/kg.
Die oralen Dosen der Formel (2) im Bereich von 0,1–1 mg/kg
linderten den allodynischen Schmerz um 82–86%. Folglich sind Formel
(3) und Formel (2) in einem Modell für chronische Schmerzen analgetisch.
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BEISPIEL 6 – Behandlung
von Allodynie mit Formel (3)
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Ein
50-jähriger
Mann mit allgemein guter physischer Kondition leidet unter ernsthaften Schmerzen
im oberen Körperbereich
durch Kontakt seiner Haut mit der Bekleidung. Dieser Patient ist nicht
in der Lage, ohne ernsthafte Schmerzen Kleidung im oberen Körperbereich
zu tragen. Seine Symptome deuteten auf eine Diagnose einer Gürtelrose hin.
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Dem
Patienten wurde eine therapeutisch wirksame orale Dosis der Formel
(3) in Kapselform verabreicht, wie sie zur Behandlung von Schmerzen benötigt wird.
Nach 2-tägiger
Behandlung berichtet der Patient, dass die durch die Gürtelrose
resultierende Allodynie deutlich verringert ist und dass er in der Lage
ist, mit verbessertem Wohlgefühl
Kleidung im oberen Körperbereich
zu tragen.
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BEISPIEL 6 – Behandlung
von Allodynie mit Formel (2)
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Gleiche
Tatsachen wie in Beispiel 5, ausser dass dem Patienten eine therapeutisch
wirksame orale Dosis der Formel (2) in Kapselform, wie sie für die Behandlung
von Schmerzen benötigt
wird, gegeben wurde. 2 Tage nach der Behandlung berichtete der Patient,
dass die durch die Gürtelrose
hervorgerufene Allodynie deutlich verringert ist und dass er in der
Lage ist, mit grösserem
Wohlgefühl
Kleidung im oberen Körperbereich
zu tragen.
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BEISPIEL 7 – Behandlung
von visceralen Schmerzen mit Formel (3)
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Eine
43-jährige
weibliche Patientin mit Kolondarmkrebs, die unter Chemotherapie
stand, erfuhr schwere viscerale Schmerzen, die mit diesem Primärzustand
in Verbindung standen. Die Behandlung dieses Schmerzes mit Opiaten
war zur Bereitstellung einer wesentlichen Linderung unwirksam.
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Der
Patientin wurde eine therapeutische Menge der Formel (3) durch intravenöse Infusion
in einem pharmazeutisch annehmbaren Träger verabreicht. Die Behandlung
wurde zweimal täglich
gegeben. Nach 2 Tagen berichtete die Patientin über eine signifikante Linderung
der visceralen Schmerzen, die mit ihrem Zustand einhergingen.
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BEISPIEL 8 – Behandlung
von visceralen Schmerzen mit Formel (2)
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Gleiche
Bedingungen wie in Beispiel 7, ausser dass der Patientin Formel
(2) anstelle von Formel (3) verabreicht wurde. Nach 2 Tagen berichtete
die Patientin über
eine signifikante Linderung der visceralen Schmerzen, die mit ihrem
Zustand in Verbindung standen.
Formel (3) und deren Alkylester und pharmazeutisch annehmbare Derivate und/oder Salze dieser Verbindungen.
