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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine neue Klasse von gewebeselektiven
Androgenrezeptorgerichteten Wirkstoffen (ARTA; engl.: „androgen
receptor targeting agents"),
die eine androgene und eine anabole Aktivität eines Nichtsteroid-Liganden
für den
Androgenrezeptor aufweisen. Die Wirkstoffe definieren eine neue Unterklasse
von Verbindungen, bei denen es sich um gewebeselektive Androgenrezeptor-Modulatoren (SARM;
engl.: „tissue-selective
androgen receptor modulators")
handelt, die bei der Hormontherapie des Mannes von Nutzen sind,
wie z. B. bei der oralen Testosteronersatz-Therapie, der Empfängnisverhütung des
Mannes und der Behandlung von Prostatakrebs. Diese Wirkstoffe werden
auch zur Behandlung von Sarkopenie, fehlender sexueller Libido,
Osteoporose, Erythropoese und Fertilität an Patienten verabreicht.
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Hintergrund
der Erfindung
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Der
Androgenrezeptor („AR") ist ein ligandenaktiviertes
transkriptionsregulierendes Protein, das die Einleitung der männlichen
Geschlechtsentwicklung vermittelt und durch seine Aktivität mit endogenen
Androgenen wirkt. Androgene sind allgemein als die männlichen
Geschlechtshormone bekannt. Androgene spielen jedoch auch bei der
weiblichen Physiologie und der Fortpflanzung bei der Frau eine tragende
Rolle. Bei den androgenen Hormonen handelt es sich um Steroide,
die im Körper
von den Hoden und der Nebennierenrinde erzeugt oder im Labor synthetisiert
werden. Androgene Steroide spielen eine wichtige Rolle bei vielen
physiologischen Vorgängen,
einschließlich
der Entwicklung und der Aufrechterhaltung von männlichen Geschlechtsmerkmalen,
wie z. B. der Muskel- und Knochenmasse, dem Wachstum der Prostata,
der Spermatogenese und dem Muster der männlichen Behaarung (Matsumoto,
Endocrinol. Met. Clin. N. Am. 23: 857–75 (1994)). Die endogenen
steroidalen Androgene umfassen Testosteron und Dihydrotestosteron
(„DHT"). Testosteron ist
das Hauptsteroid, das von den Hoden sezerniert wird, und stellt
das wichtigste zirkulierende Androgen im Plasma von Männern dar.
Testosteron wird in vielen peripheren Geweben von dem Enzym 5-α-Reductase
in DHT umgewandelt. Es wird daher angenommen, dass DHT als der intrazelluläre Vermittler
für die
meisten Androgenwirkungen dient (Zhou, et al., Molec. Endocrinol.
9: 208–18
(1995)). Andere steroidale Androgene umfassen Ester von Testosteron,
wie z. B. die Cypionat-, Propionat-, Phenylpropionat-, Cyclopentylpropionat-,
Isocarporat-, Enanthat- und Decanoatester, sowie andere synthetische
Androgene, wie z. B. 7-Methylnortestosteron („MENT") und dessen Acetatester (Sundaram et
al., „7-Alpha-Methyl-Nortestosterone
(MENT): The Optimal Androgen For Male Contraception", Ann. Med., 25:
199–205
(1993) („Sundaram")). Da der AR bei
der männlichen
Geschlechtsentwicklung und Geschlechtsfunktion beteiligt ist, stellt
der AR ein naheliegendes Ziel zum Erzielen einer Empfängnisverhütung bei
Männern
oder für
andere Arten der Hormonersatztherapie dar. Der AR steuert auch die
Geschlechtsfunktion (d. h. die Libido), die Knochenbildung und die
Erythropoese bei der Frau.
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Das
weltweite Bevölkerungswachstum
und das soziale Bewusstsein hinsichtlich der Familienplanung haben
umfangreiche Forschungsarbeiten über
die Empfängnisverhütung angeregt.
Die Empfängnisverhütung stellt
ein unter allen Umständen
schwieriges Gebiet dar. Sie ist mit kulturellen und sozialen Stigmata,
religiösen Implikationen
und zweifellos auch mit wesentlichen gesundheitlichen Bedenken behaftet.
Diese Situation wird sogar verschärft, wenn sich der Gegenstand
auf die Empfängnisverhütung des
Mannes konzentriert. Trotz der Verfügbarkeit von geeigneten empfängnisverhütenden Vorrichtungen
hat die Gesellschaft bisher die Frauen als für Entscheidungen über die
Empfängnisverhütung und
die Folgen davon verantwortlich angesehen. Obwohl gesundheitliche
Bedenken hinsichtlich geschlechtlich übertragener Erkrankungen das
Bewusstsein von Männern über den
Bedarf an der Entwicklung von sicheren und verantwortlichen sexuellen
Gewohnheiten gesteigert hat, tragen Frauen oft weiterhin die Hauptlast
der Wahl der Empfängnisverhütung. Frauen
verfügen über mehrere
Wahlmöglichkeiten,
von vorübergehenden
mechanischen Hilfsmitteln, wie z. B. Schwämmen und Diaphragmen, bis zu
vorübergehenden
chemischen Hilfsmitteln, wie z. B. Spermiziden. Frauen verfügen auch über länger anhaltende
Wahlmöglichkeiten,
wie z. B. physikalische Hilfsmittel wie IUDs und Cervikalkappen,
sowie länger
anhaltende chemische Behandlungsformen, wie z. B. empfängnisverhütende Pillen
und subkutane Implantate. Bisher umfassen die einzigen verfügbaren Wahlmöglichkeiten
für Männer jedoch
nur die Verwendung von Kondomen und die Vasektomie. Die Verwendung
von Kondomen wird jedoch wegen der verringerten sexuellen Empfindung,
dem Unterbrechen der sexuellen Spontaneität und der wesentlichen Wahrscheinlichkeit
einer durch Reißen
oder ungeeignete Anwendung verursachten Schwangerschaft von vielen Männern nicht
bevorzugt. Vasektomien werden ebenfalls nicht bevorzugt. Falls bequemere
Verfahren zur Geburtskontrolle für
Männer
verfügbar
wären,
insbesondere langwirkende Verfahren, die keine vorbereitende Tätigkeit
unmittelbar vor einem Geschlechtsakt erfordern, könnten solche
Verfahren die Wahrscheinlichkeit wesentlich erhöhen, dass Männer mehr Verantwortung für die Empfängnisverhütung tragen.
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In
dieser Hinsicht hat sich die Verabreichung von männlichen Sexualsteroiden (beispielsweise
von Testosteron und seinen Derivaten) wegen der kombinierten Gonadotropin-unterdrückenden
und Androgen-ersetzenden Eigenschaften dieser Verbindungen als besonders
erfolgversprechend erwiesen (Steinberger et al., „Effect
of Chronic Administration of Testosterone Enanthate on Sperm Production
and Plasma Testosterone, Follicle Stimulating Hormone and Luteinizing
Hormone Levels: A Preliminary Evaluation of a Possible Male Contraceptive", Fertility and Sterility
28: 1320–28
(1977)). Die chronische Verabreichung von hohen Dosen Testosteron
unterbindet die Spermienproduktion vollständig (Azoospermie) oder verringert
sie auf ein sehr niedriges Niveau (Oligospermie). Das Ausmaß der zum
Erzielen einer Infertilität
notwendigen Unterdrückung der
Spermatogenese ist nicht genau bekannt. Ein kürzlich erschienener Bericht
der World Health Organization hat jedoch gezeigt, dass wöchentliche
intramuskuläre
Injektionen von Testosteronenanthat bei 98% der behandelten Männer zu
einer Azoospermie oder einer schweren Oligospermie (d. h. weniger
als 3 Millionen Spermien pro ml) und Infertilität führen (World Health Organization
Task Force on Methods for the Regulation of Male Fertility, „Contraceptive
Efficacy of Testosterone-Induced Azoospermia and Oligospermia in
Normal Men," Fertilily
and Sterility 65: 821–29
(1996)).
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Es
ist eine Vielzahl von Testosteronestern entwickelt worden, die nach
der intramuskulären
Injektion langsamer absorbiert werden und daher zu einer stärkeren androgenen
Wirkung führen.
Testosteronenanthat ist der am häufigsten
verwendete dieser Ester. Testosteronenanthat ist zwar zum Feststellen
der Verwendbarkeit von Hormonwirkstoffen bei der Empfängnisverhütung des
Mannes von Nutzen gewesen, es weist jedoch mehrere Nachteile auf,
umfassend die Notwendigkeit von wöchentlichen Injektionen und
das Auftreten von überphysiologischen
Spitzenpegeln an Testosteron unmittelbar nach der intramuskulären Injektion
(Wu, „Effects
of Testosterone Enanthate in Normal Men: Experience From a Multicenter
Contraceptive Efficacy Study," Fertility
and Sterility 65: 626–36
(1996)).
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Steroidliganden,
die an den AR binden und als Androgene wirken (beispielsweise Testosteronenanthat)
oder als Antiandrogene wirken (beispielsweise Cyproteronacetat)
sind seit vielen Jahren bekannt und werden klinisch verwendet (Wu,
1988). Obwohl Nichtsteroid-Antiandrogene
bei hormonabhängigem
Prostatakrebs in der klinischen Verwendung stehen, sind Nichtsteroid-Androgene
nicht beschrieben worden. Aus diesem Grund war die Forschung über die
Empfängnisverhütung des
Mannes ausschließlich
auf Steroidverbindungen gerichtet.
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WO
98/53826 beschreibt Nichtsteroid-Verbindungen zur Verwendung bei
der Hormontherapie des Mannes, die an den Androgenrezeptor binden
und in vitro die Transkription in einem Rezeptorsystem aktivieren.
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US 4,636,505 beschreibt
Acylanilin mit antiandrogen wirkenden Verbindungen, Verfahren zu
deren Herstellung und pharmazeutische Zusammensetzungen, die sie
enthalten.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Diese
Erfindung stellt eine neue Klasse von gewebeselektiven Androgenrezeptor-gerichteten
Wirkstoffen (ARTA) bereit. Die Wirkstoffe definieren eine neue Unterklasse
von Verbindungen, bei denen es sich um gewebeselektive Androgenrezeptor-Modulatoren
(SARM) handelt, die bei der oralen Testosteronersatz-Therapie, der
Empfängnisverhütung des
Mannes, dem Aufrechterhalten des sexuellen Verlangens bei Frauen,
Osteoporose, der Behandlung von Prostatakrebs und der Bildgebung
von Prostatakrebs von Nutzens sind. Diese Wirkstoffe weisen eine
unerwartete und gewebeselektive in vivo-Aktivität einer androgenen und anabolen
Wirkung eines Nichtsteroid-Liganden am AR auf. Diese Wirkstoffe
wirken selektiv als partielle Agonisten in manchen Geweben, während sie
in anderen Geweben als vollständige
Agonisten wirken, wodurch ein neues und unerwartetes Mittel zum
Auslösen
von gewebeselektiven androgenen oder anabolen Wirkungen bereitgestellt
wird. Die Erfindung stellt ferner eine neue Klasse von Nichtsteroid-Agonistverbindungen
bereit. Die Erfindung stellt ferner Zusammensetzungen bereit, welche
die selektiven Androgenmodulator-Verbindungen oder die Nichtsteroid-Agonistverbindungen
umfassen, Verfahren zum Binden an der AR, sowie die Verwendung der
Verbindungen der Erfindung bei der Herstellung eines Medikaments
zum Unterdrücken
der Spermatogenese, zur Hormontherapie, zur Behandlung eines verwandten
Hormonzustands und zur Behandlung von Prostatakrebs.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine selektive Androgenrezeptor-Modulatorverbindung
mit einer gewebeselektiven androgenen und anabolen in vivo-Aktivität eines
Nichtsteroid-Liganden für
den Androgenrezeptor, wobei die selektive Androgenrezeptor-Modulatorverbindung
von der Struktur der Formel I dargestellt wird:
wobei X O ist,
Z NO
2, CN, COR oder CONHR ist;
Y I, CF
3, Br, Cl oder SnR
3 ist;
R
ein Alkylrest, ein Arylrest oder OH ist; und
Q Acetamido oder
Trifluoracetamido ist.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch eine selektive Androgenrezeptor-Modulatorverbindung
mit einer gewebeselektiven androgenen und anabolen in vivo-Aktivität eines
Nichtsteroid-Liganden
für den
Androgenrezeptor, wobei die selektive Androgenrezeptor-Modulatorverbindung
von der Struktur der Formel VII dargestellt wird:
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Binden einer
selektiven Androgenrezeptor-Modulatorverbindung an einen Androgenrezeptor,
umfassend das Kontaktieren des Androgenrezeptors mit der selektiven
Androgenrezeptor-Modulatorverbindung unter Bedingungen, die zum
Binden der selektiven Androgenrezeptor-Modulatorverbindung an den
Androgenrezeptor wirkungsvoll sind. Bei einer Ausführungsform ist
die Verbindung die Verbindung I. Bei einer anderen Ausführungsform
ist die Verbindung die Verbindung VII.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung der SARM-Verbindung bei der
Herstellung eines Medikaments zum Unterdrücken der Spermatogenese bei
einem Patienten. Bei einer Ausführungsform
ist die Verbindung die Verbindung I. Bei einer anderen Ausführungsform
ist die Verbindung die Verbindung VII.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung der SARM-Verbindung
bei der Herstellung eines Medikaments zur Hormontherapie und zum
Bewirken einer Änderung
eines androgenabhängigen
Zustands. Bei einer Ausführungsform
ist die Verbindung die Verbindung I. Bei einer anderen Ausführungsform
ist die Verbindung die Verbindung VII.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung der SARM-Verbindung
bei der Herstellung eines Medikaments zum Behandeln eines Patienten
mit einem hormonverbundenen Zustand zum Bewirken einer Änderung
eines androgenabhängigen
Zustands.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung der SARM-Verbindung
bei der Herstellung eines Medikaments zum Behandeln eines Patienten
mit Prostatakrebs. Bei einer Ausführungsform ist die Verbindung
die Verbindung I. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Verbindung
die Verbindung VII.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch Zusammensetzungen und pharmazeutische
Zusammensetzungen, die einen selektiven Androgenrezeptor-Modulator
und einen geeigneten Träger,
ein geeignetes Verdünnungsmittel
oder ein geeignetes Salz umfassen. Bei einer Ausführungsform
umfasst die Zusammensetzung die Verbindung I. Bei einer anderen
Ausführungsform
ist die Verbindung die Verbindung VII.
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Die
neuen selektiven Androgenrezeptor-Modulatorverbindungen (SARM) der
vorliegenden Erfindung sind sowohl für sich allein als auch als
Zusammensetzung bei Männern
und Frauen bei der Behandlung einer Vielzahl von mit Hormonen in
Zusammenhang stehenden Zuständen,
wie z. B. Hypogonadismus, Sarkopenie, Erythropoese, Erektionsfunktion,
Mangel an Libido, Osteoporose und Fertilität von Nutzen. Ferner sind die
selektiven Androgenrezeptor-Modulatorverbindungen
bei der oralen Testosteronersatz-Therapie und der Behandlung von
Prostatakrebs von Nutzen. Bei einer Ausführungsform ist die Verbindung
die Verbindung I. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Verbindung
die Verbindung VII.
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Die
selektiven Androgenrezeptor-Modulatorverbindungen der vorliegenden
Erfindung bieten gegenüber
der steroidalen Androgenbehandlung einen wesentlichen Vorteil, da
von den selektiven Androgenrezeptor-Modulatorverbindungen und den
Nichtsteroid-Agonistverbindungen
der vorliegenden Erfindung in vivo gezeigt wurde, dass sie eine
gewebeselektive androgene und anabole Wirkung eines Nichtsteroid-Liganden
für den
Androgenrezeptor aufweisen. Darüber
hinaus werden die selektiven Androgenrezeptor-Modulatorverbindungen der vorliegenden
Erfindung nicht von ernsten Nebenwirkungen, einer Labilität gegenüber oxidativem Metabolismus,
unbequemen Verabreichungsarten oder hohen Kosten begleitet, und
verfügen
dennoch über die
Vorteile der oralen Bioverfügbarkeit,
dem Fehlen einer Kreuzreaktivität
mit anderen Steroidrezeptoren und von langen biologischen Halbwertszeiten.
Bei einer Ausführungsform
ist die Verbindung die Verbindung I. Bei einer anderen Ausführungsform
ist die Verbindung die Verbindung VII.
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Kurze Beschreibung
der Abbildungen
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Die
vorliegende Erfindung wird aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung in Verbindung mit den anhängenden Abbildungen weiter
verständlich
und gewürdigt
werden.
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1:
Androgene und anabole Wirkung von (S)-GTx-007 bei Ratten. Die Ratten
blieben unbehandelt (intakte Kontrolle), wurden kastriert (kastrierte
Kontrolle), mit Testosteronpropionat (TP) behandelt oder mit S-GTx-007
behandelt, wobei die Zunahme an Körpergewicht und das Gewicht
von androgenabhängigen
Geweben (Prostata, Samenblase und Levator ani-Muskel) bestimmt wurde.
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2:
Androgene und anabole Wirkung von (S)-GTx-007 bei Ratten. Die Ratten
blieben unbehandelt (intakte Kontrolle), wurden kastriert (kastrierte
Kontrolle), mit 0,1, 0,3, 0,5, 0,75 und 1,0 mg/Tag Testosteronpropionat
(TP) behandelt oder mit 0,1, 0,3, 0,5, 0,75 und 1,0 mg/Tag S-GTx-007
behandelt, wobei das Gewicht von androgenabhängigen Geweben (Prostata, Samenblase
und Levator ani-Muskel) bestimmt wurde.
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3:
Androgene und anabole Wirkung von (S)-GTx-014 bei Ratten. Die Ratten
blieben unbehandelt (intakte Kontrolle), wurden kastriert (kastrierte
Kontrolle), mit 0,1, 0,3, 0,5, 0,75 und 1,0 mg/Tag Testosteronpropionat
(TP) behandelt oder mit 0,1, 0,3, 0,5, 0,75 und 1,0 mg/Tag S-GTx-014
behandelt, wobei das Gewicht von androgenabhängigen Geweben (Prostata, Samenblase
und Levator ani-Muskel) bestimmt wurde.
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4:
Mittlere Plasmakonzentrations/Zeit-Profile von S-GTx-007 bei Beaglehunden
nach IV-Verabreichung von 3 und von 10 mg/kg.
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5:
Mittlere Plasmakonzentrations/Zeit-Profile von S-GTx-007 bei Beaglehunden
nach PO-Verabreichung einer Lösung
mit 10 mg/kg.
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6:
Mittlere Plasmakonzentrations/Zeit-Profile von S-GTx-007 bei Beaglehunden
nach IV-Verabreichung von Kapseln mit mg/kg.
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7:
Wirkungen von GTx-014 und GTx-007 auf die LH-Pegel.
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8:
Wirkungen von GTx-014 und GTx-007 auf die FSH-Pegel.
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9:
Syntheseschema für
GTx-007.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Diese
Erfindung stellt eine neue Klasse von Androgenrezeptor-gerichteten
Wirkstoffen (ARTA) bereit. Die Wirkstoffe definieren eine neue Unterklasse
von Verbindungen, bei denen es sich um gewebeselektive Androgenrezeptor-Modulatoren
(SARM) handelt, die bei der oralen Testosteronersatz-Therapie, der
Empfängnisverhütung des
Mannes und der Behandlung von Prostatakrebs von Nutzen sind. Diese
Mittel weisen eine unerwartete gewebeselektive in vivo-Aktivität einer
androgenen und anabolen Wirkung eines Nichtsteroid-Liganden für den Androgenrezeptor
auf. Die Erfindung stellt ferner Zusammensetzungen bereit, welche
die selektiven Androgenmodulator-Verbindungen umfassen, Verfahren
zum Binden an den Androgenrezeptor, sowie ihre Verwendung bei der
Herstellung eines Medikaments zum Unterdrücken der Spermatogenese, zur
Hormontherapie, zum Behandeln eines hormonverbundenen Zustands und
zum Behandeln von Prostatakrebs.
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Die
hier beschriebenen Verbindungen definieren eine neue Klasse von
selektiven Androgenrezeptor-Modulatoren (SARM), die starke anabole
Wirkungen (beispielsweise Muskelwachstum) mit geringerer androgener
Wirkung (beispielsweise Wachstum der Prostata) zeigen. Diese neue
Klasse von Arzneimitteln weist mehrere Vorteile gegenüber nichtselektiven
Androgenen auf, umfassend mögliche
therapeutische Anwendungen bei Männern
und Frauen hinsichtlich der Modulation der Fertilität, Erythropoese,
Osteoporose, sexueller Libido und bei Männern mit Prostatakrebs oder
einem hohen Risiko dafür.
Bei einer Ausführungsform
ist die Verbindung die Verbindung I. Bei einer anderen Ausführungsform
ist die Verbindung die Verbindung VII.
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Bei
einer Ausführungsform
weisen die Verbindungen ferner eine gewebespezifische pharmakologische
Wirkung auf. Wie in den 7 und 8 gezeigt
wird, unterdrückt
die Verbindung VII bei Dosen, die eine maximale Anregung des Wachstums
des Levator ani-Muskels
auslösen
können,
die LH-Pegel nicht, und sie unterdrückt bei Dosen, die eine maximale
Anregung des Wachstums des Levator ani-Muskels auslösen können, die
FSH-Pegel nicht.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine selektive Androgenrezeptor-Modulatorverbindung
mit einer gewebeselektiven androgenen und anabolen in vivo-Aktivität eines
Nichtsteroid-Liganden für
den Androgenrezeptor, wobei die selektive Androgenrezeptor-Modulatorverbindung
durch die Struktur der Formel I dargestellt wird:
wobei X O ist,
Z NO
2, CN, COR oder CONHR ist;
Y I, CF
3, Br, Cl oder SnR
3 ist;
R
ein Alkylrest, ein Arylrest oder OH ist; und
Q Acetamido oder
Trifluoracetamido ist.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch eine selektive Androgenrezeptor-Modulatorverbindung
mit einer gewebeselektiven androgenen und anabolen in vivo-Aktivität eines
Nichtsteroid- Liganden
für den
Androgenrezeptor, wobei die selektive Androgenrezeptor-Modulatorverbindung
durch die Struktur der Formel VII dargestellt wird:
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Die
Substituenten Z und Y können
an jeder Position des fünf-
oder 6-gliedrigen Rings, der diese Substituenten trägt (nachstehend
als „A-Ring" bezeichnet) vorliegen.
In ähnlicher
Weise kann der Substituent Q an jeder Position des fünf- oder
6-gliedrigen Rings, der diesen Substituenten trägt (nachstehend als „B-Ring" bezeichnet) vorliegen.
Wenn eines der Ringglieder A1-A11 oder
B1-B11 O oder S
ist, sind diese Ringglieder selbstverständlich nicht substituiert.
Wenn eines der Ringglieder A1-A11 oder
B1-B11 O oder S
ist, stellt ferner die gepunktete Linie zwischen den Ringgliedern
und anderen Ringgliedern selbstverständlich eine Einfachbindung
dar.
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Bei
einer Ausführungsform
umfasst der A-Ring einen beliebigen Typ eines gesättigten
oder ungesättigten
carbocyclischen Rings. Bei einer Ausführungsform ist der A-Ring ein
6-gliedriger gesättigter
carbocyclischer Ring, der unsubstituiert oder mit einem beliebigen
der vorstehend beschriebenen Substituenten monosubstituiert oder
polysubstituiert sein kann. Bei einer Ausführungsform ist der A-Ring ein
5-gliedriger gesättigter
carbocyclischer Ring, der unsubstituiert oder mit einem beliebigen
der vorstehend beschriebenen Substituenten monosubstituiert oder
polysubstituiert sein kann. Bei einer weiteren Ausführungsform
ist der A-Ring ein 6-gliedriger
carbocyclischer Ring, der eine oder mehrere Doppelbindungen enthält, wobei
der Ring unsubstituiert oder mit einem beliebigen der vorstehend
beschriebenen Substituenten monosubstituiert oder polysubstituiert
sein kann. Bei einer weiteren Ausführungsform ist der A-Ring ein
5-gliedriger carbocyclischer Ring, der eine oder mehrere Doppelbindungen
enthält,
wobei der Ring unsubstituiert oder mit einem beliebigen der vorstehend
beschriebenen Substituenten monosubstituiert oder polysubstituiert
sein kann.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
umfasst der A-Ring einen beliebigen Typ eines gesättigten,
ungesättigten
oder aromatischen heterocyclischen Rings. Bei einer weiteren Ausführungsform
ist der A-Ring ein 6-gliedriger gesättigter heterocyclischer Ring,
der unsubstituiert oder mit einem beliebigen der vorstehend beschriebenen
Substituenten monosubstituiert oder polysubstituiert sein kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform
ist der A-Ring ein 5-gliedriger gesättigter heterocyclischer Ring,
der unsubstituiert oder mit einem beliebigen der vorstehend beschriebenen
Substituenten monosubstituiert oder polysubstituiert sein kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform
ist der A-Ring ein 6-gliedriger heterocyclischer Ring, der eine
oder mehrere Doppelbindungen enthält, wobei der Ring unsubstituiert
oder mit einem beliebigen der vorstehend beschriebenen Substituenten
monosubstituiert oder polysubstituiert sein kann. Bei einer weiteren
Ausführungsform
ist der A-Ring ein 5-gliedriger heterocyclischer Ring, der eine
oder mehrere Doppelbindungen enthält, wobei der Ring unsubstituiert
oder mit einem beliebigen der vorstehend beschriebenen Substituenten
monosubstituiert oder polysubstituiert sein kann. Bei einer weiteren
Ausführungsform
ist der A-Ring ein 6-gliedriger heteroaromatischer Ring, der unsubstituiert
oder mit einem beliebigen der vorstehend beschriebenen Substituenten
monosubstituiert oder polysubstituiert sein kann. Bei einer weiteren
Ausführungsform
ist der A-Ring ein
5-gliedriger heteroaromatischer Ring, der unsubstituiert oder mit
einem beliebigen der vorstehend beschriebenen Substituenten monosubstituiert
oder polysubstituiert sein kann.
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Auf ähnliche
Weise umfasst der B-Ring einen beliebigen Typ eines gesättigten
oder ungesättigten
carbocyclischen Rings. Bei einer Ausführungsform ist der B-Ring ein
6-gliedriger gesättigter
carbocyclischer Ring, der unsubstituiert oder mit einem beliebigen
der vorstehend beschriebenen Substituenten monosubstituiert oder
polysubstituiert sein kann. Bei einer Ausführungsform ist der B-Ring ein
5-gliedriger gesättigter
carbocyclischer Ring, der unsubstituiert oder mit einem beliebigen
der vorstehend beschriebenen Substituenten monosubstituiert oder
polysubstituiert sein kann. Bei einer weiteren Ausführungsform
ist der B-Ring ein
6-gliedriger carbocyclischer Ring, der eine oder mehrere Doppelbindungen
enthält,
wobei der Ring unsubstituiert oder mit einem beliebigen der vorstehend
beschriebenen Substituenten monosubstituiert oder polysubstituiert
sein kann. Bei einer weiteren Ausführungsform ist der B-Ring ein
5-gliedriger carbocyclischer Ring, der eine oder mehrere Doppelbindungen
enthält,
wobei der Ring unsubstituiert oder mit einem beliebigen der vorstehend
beschriebenen Substituenten monosubstituiert oder polysubstituiert
sein kann.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
umfasst der B-Ring einen beliebigen Typ eines gesättigten,
ungesättigten
oder aromatischen heterocyclischen Rings. Bei einer weiteren Ausführungsform
ist der B-Ring ein 6-gliedriger gesättigter heterocyclischer Ring,
der unsubstituiert oder mit einem beliebigen der vorstehend beschriebenen
Substituenten monosubstituiert oder polysubstituiert sein kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform
ist der B-Ring ein 5-gliedriger gesättigter heterocyclischer Ring,
der unsubstituiert oder mit einem beliebigen der vorstehend beschriebenen
Substituenten monosubstituiert oder polysubstituiert sein kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform
ist der B-Ring ein 6-gliedriger heterocyclischer Ring, der eine
oder mehrere Doppelbindungen enthält, wobei der Ring unsubstituiert
oder mit einem beliebigen der vorstehend beschriebenen Substituenten
monosubstituiert oder polysubstituiert sein kann. Bei einer weiteren
Ausführungsform
ist der B-Ring ein 5-gliedriger heterocyclischer Ring, der eine
oder mehrere Doppelbindungen enthält, wobei der Ring unsubstituiert
oder mit einem beliebigen der vorstehend beschriebenen Substituenten
monosubstituiert oder polysubstituiert sein kann. Bei einer weiteren
Ausführungsform
ist der B-Ring ein 6-gliedriger heteroaromatischer Ring, der unsubstituiert
oder mit einem beliebigen der vorstehend beschriebenen Substituenten
monosubstituiert oder polysubstituiert sein kann. Bei einer weiteren
Ausführungsform
ist der B-Ring ein
5-gliedriger heteroaromatischer Ring, der unsubstituiert oder mit
einem beliebigen der vorstehend beschriebenen Substituenten monosubstituiert
oder polysubstituiert sein kann.
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Nichtbeschränkende Beispiele
von geeigneten A-Ringen und/oder B-Ringen sind carbocyclische Ringe,
wie z. B. Cyclopentan-, Cyclopenten-, Cyclohexan- und Cyclohexenringe,
und heterocyclische Ringe, wie z. B. Pyran, Dihydropyran, Tetrahydropyran,
Pyrrol, Dihydropyrrol, Tetrahydropyrrol, Pyrazin, Dihydropyrazin, Tetrahydropyrazin,
Pyrimidin, Dihydropyrimidin, Tetrahydropyrimidon, Pyrazol, Dihydropyrazol,
Tetrahydropyrazol, Piperidin, Piperazin, Pyridin, Dihydropyridin,
Tetrahydropyridin, Morpholin, Thiomorpholin, Furan, Dihydrofuran,
Tetrahydrofuran, Thiophen, Dihydrothiophen, Tetrahydrothiophen,
Thiazol, Imidazol, Isoxazol und dergleichen.
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Wie
hier verwendet, werden Rezeptoren für extrazelluläre Signalmoleküle kollektiv
als „Zellsignalrezeptoren" bezeichnet. Bei
vielen Zellsignalrezeptoren handelt es sich um Transmembranproteine
an einer Zelloberfläche;
wenn sie ein extrazelluläres
Signalmolekül
(d. h. einen Liganden) binden, werden sie aktiviert und erzeugen
dabei eine Kaskade von intrazellulären Signalen, die das Verhalten
der Zelle ändern.
Im Gegensatz dazu befinden sich die Rezeptoren in manchen Fällen im
Inneren der Zelle, wobei der signalgebende Ligand in die Zelle eindringen
muss, um sie zu aktiveren; diese Signalmoleküle müssen daher ausreichend klein
und hydrophob sein, um durch die Plasmamembran der Zelle zu diffundieren.
Wie hier verwendet, werden diese Rezeptoren kollektiv als „intrazelluläre Zellsignalrezeptoren" bezeichnet.
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Steroidhormone
stellen ein Beispiel von kleinen hydrophoben Molekülen dar,
die direkt durch die Plasmamembran von Zielzellen diffundieren oder
durch sie transportiert werden und an intrazelluläre Zellsignalrezeptoren
binden. Diese Rezeptoren sind strukturell verwandt und bilden die Überfamilie
der intrazellulären
Rezeptoren (oder die Familie der Steroidhormon-Rezeptoren). Die Steroidhormon-Rezeptoren
umfassen Progesteronrezeptoren, Estrogenrezeptoren, Androgenrezeptoren,
Glucocorticoidrezeptoren, Mineralcorticoidrezeptoren und zahlreiche „orphan
Rezeptoren". Die
vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Androgenrezeptoren und
alle ihre Isoformen.
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Neben
der Ligandenbindung an die Rezeptoren können die Rezeptoren auch blockiert
werden, um das Binden von Liganden zu verhindern. Wenn eine Substanz
an einen Rezeptor bindet, fügt
sich die dreidimensionale Struktur der Substanz mit einer Kugel-und-Pfanne-artigen
Anordnung in einen von der dreidimensionalen Struktur des Rezeptors
erzeugten Raum ein.
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Je
besser die Kugel in die Pfanne passt, umso stärker wird sie festgehalten.
Dieses Phänomen
wird Affinität
genannt. Wenn die Affinität
einer Substanz genügend
hoch ist, wird sie mit dem Hormon konkurrieren und häufiger an
die Bindungsstelle binden. Das Binden des Liganden kann auch ein
gewebeselektives Einbeziehen von anderen Proteinen zum Weiterleiten
des Signals bewirken. Diese Proteine sind als Koaktivatoren und
Korepressoren bekannt, sie nehmen an der Signalweiterleitung teil
und können
durch Ligandenbindung selektiv angeregt oder gehemmt werden. Nach
dem Binden können
durch den Rezeptor Signale in die Zellen gesendet werden, wodurch
eine Art von Antwort der Zelle verursacht wird. Dies wird Aktivierung
genannt. Nach der Aktivierung steuert der aktivierte Rezeptor direkt
die Transkription von spezifischen Genen. Die Substanz und der Rezeptor
können
jedoch bestimmte Eigenschaften außer der Affinität aufweisen,
welche die Zelle aktivieren. So können chemische Bindungen zwischen
Atomen der Substanz und Atomen des Rezeptors gebildet werden. In
manchen Fällen
führt dies
zu einer Änderung
der Konfiguration des Rezeptors, die ausreicht, um den Aktivierungsvorgang
zu starten (Signalweiterleitung genannt). Daher können Substanzen
hergestellt werden, die an Rezeptoren binden und sie aktivieren
(Rezeptoragonisten genannt) oder sie inaktivieren (Rezeptorantagonisten
genannt).
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Die
vorliegende Erfindung betrifft selektive Androgenrezeptor-Modulatorverbindungen,
bei denen es sich um Agonistverbindungen handelt und die daher durch
Binden an Steroidhormonrezeptoren und Aktivieren davon von Nutzen
sind. Die Verbindungen sind nichtsteroidal. Vorzugsweise handelt
es sich bei der Agonistverbindung der vorliegenden Erfindung um
einen Agonisten, der an den Androgenrezeptor bindet. Vorzugsweise
weist die Verbindung eine hohe Affinität für den Androgenrezeptor auf.
Die Verbindung kann entweder reversibel oder irreversibel an den
Androgenrezeptor binden. Die Verbindung der vorliegenden Erfindung
kann eine funktionelle Gruppe (ein Affinitätslabel) enthalten, die das
Alkylieren des Androgenrezeptors (d. h. das Bilden einer kovalenten
Bindung) ermöglicht.
In diesem Fall bindet die Verbindung daher irreversibel an den Rezeptor
und kann somit nicht durch ein Steroid, wie z. B. die endogenen
Liganden Dihydrotestosteron und Testosteron, ersetzt werden. Vorzugsweise
binden die Verbindungen der vorliegenden Erfindung jedoch reversibel an
den Androgenrezeptor.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Binden der selektiven
Androgenrezeptor-Modulatorverbindungen der vorliegenden Erfindung
an einen Androgenrezeptor durch Kontaktieren des Rezeptors mit einer
selektiven Androgenrezeptor-Modulatorverbindung
unter Bedingungen, bei denen ein Binden der selektiven Androgenrezeptor-Modulatorverbindung
an den Androgenrezeptor verursacht wird, bereitgestellt. Das Binden
der selektiven Androgenrezeptor-Modulatorverbindungen an den Androgenrezeptor
ermöglicht
die Verwendung der Verbindungen der vorliegenden Erfindung bei etlichen
Hormontherapien bei Männern
und Frauen. Die Agonistverbindungen binden an den Androgenrezeptor
und aktivieren ihn. Das Binden der Agonistverbindung ist entweder
reversibel oder irreversibel, vorzugsweise reversibel.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung einer selektiven
Androgenrezeptor-Modulatorverbindung bei der Herstellung eines Medikaments
zum Unterdrücken
der Spermatogenese bereitgestellt, wobei die Spermatogenese durch
Kontaktieren eines Androgenrezeptors eines Patienten mit einer selektiven
Androgenrezeptor-Modulatorverbindung
moduliert wird.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung einer selektiven
Androgenrezeptor-Modulatorverbindung bei der Herstellung eines Medikaments
zur Hormontherapie eines Patienten, der an einem androgenabhängigen Zustand
leidet, bereitgestellt. Androgenabhängige Zustände, die gemäß der vorliegenden
Erfindung behandelt werden können,
umfassen Zustände,
die mit dem Altern verbunden sind, wie z. B. Hypogonadismus, Sarkopenie, Erythropoese,
Osteoporose und viele andere Zustände, von denen später erkannt
werden wird, dass sie von niedrigen Androgenpegeln (beispielsweise
Testosteronpegeln) abhängig
sind. Bei einer Ausführungsform
wird die selektive Androgenrezeptor-Modulatorverbindung für sich allein
verabreicht.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung einer selektiven
Androgenrezeptor-Modulatorverbindung bei der Herstellung eines Medikaments
zur Behandlung eines Patienten mit Prostatakrebs bereitgestellt.
Bei einer Ausführungsform
ist die selektive Androgenrezeptor-Modulatorverbindung Androgen-
oder Testosteronrezeptor-selektiv.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Binden der Nichtsteroid-Agonistverbindungen
der vorliegenden Erfindung an einen Androgenrezeptor durch Kontaktieren
des Rezeptors mit einer Nichtsteroid-Agonistverbindung unter Bedingungen,
bei denen das Binden der Nichtsteroid-Agonistverbindung an den Androgenrezeptor
bewirkt wird, bereitgestellt. Das Binden der Nichtsteroid-Agonistverbindungen
an den Androgenrezeptor ermöglicht
die Verwendung der Verbindungen der vorliegenden Erfindung bei etlichen
Hormontherapien bei Männern
und Frauen. Die Agonistverbindungen binden an den Androgenrezeptor
und aktivieren ihn. Das Binden der Agonistverbindung ist entweder
reversibel oder irreversibel, vorzugsweise reversibel.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Modulieren der Spermatogenese
durch Kontaktieren eines Androgenrezeptors eines Patienten mit einer
Nichtsteroid-Agonistverbindung unter Bedingungen, bei denen die
selektive Androgenrezeptor-Modulatorverbindung
an den Androgenrezeptor bindet und die Spermaproduktion erhöht oder
verringert, bereitgestellt.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
wird die Nichtsteroid-Agonistverbindung in Kombination mit Estrogen
verabreicht.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Behandlung eines
Patienten mit Prostatakrebs bereitgestellt. Das Verfahren umfasst
das Verabreichen einer wirksamen Menge einer Nichtsteroid-Agonistverbindung
an einen Patienten. Bei einer Ausführungsform ist die Nichtsteroid-Agonistverbindung
Androgen- oder Testosteronrezeptor-selektiv.
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Die
Verbindungen der vorliegenden Erfindung weisen ein asymmetrisches
Zentrum auf und können als
R- oder S-Isomer oder als Gemisch der beiden vorliegen. Bei einer
Ausführungsform
liegen die Verbindungen als racemische Gemische der R- und S-Enantiomere
vor. Bei einer weiteren Ausführungsform
handelt es sich bei den Verbindungen um im Wesentlichen reine R-Enantiomere. Bei
einer weiteren Ausführungsform handelt
es sich bei den Verbindungen um im Wesentlichen reine S-Enantiomere. „Im Wesentlichen
rein" ist hier als
das mehr als 95%-ige Überwiegen
eines Isomers definiert. Wenn die vorstehend beschriebenen Verfahren zum
Herstellen der Verbindungen zur Verwendung bei der Erfindung Gemische
von Stereoisomeren ergeben, können
diese Isomere durch herkömmliche
Verfahren getrennt werden, wie z. B. durch präparative Chromatographie. Die
Verbindungen können
in racemischer Form hergestellt werden, oder es können einzelne
Enantiomere entweder durch enantiospezifische Synthese oder durch
Trennen hergestellt werden.
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Wie
hier verwendet, bedeutet „pharmazeutische
Zusammensetzung" therapeutisch
wirksame Mengen der SARM-Verbindung der vorliegenden Erfindung zusammen
mit geeigneten Verdünnungsmitteln,
Konservierungsmitteln, Solubilisierungsmitteln, Emulgierungsmitteln,
Hilfsmitteln und/oder Trägern.
Eine „therapeutisch wirksame
Menge" bedeutet
hier eine Menge, die eine therapeutische Wirkung bei einem gegebenen
Zustand und Verabreichungsschema liefert. Bei solchen Zusammensetzungen
handelt es sich um Flüssigkeiten
oder um gefriergetrocknete oder auf andere Weise getrocknete Formulierungen,
und sie umfassen Verdünnungsmittel
mit verschiedenen Puffergehalten (beispielsweise Tris-HCl, Acetat,
Phosphat), pH-Werten und Ionenstärken,
Zusatzstoffe wie Albumin oder Gelatine zum Verhindern der Absorption
an Oberflächen,
Detergenzien (beispielsweise Tween 20, Tween 80, Pluronic F68, Gallensäuresalze),
Solubilisierungsmittel (beispielsweise Glycerin, Polyethylenglycerin),
Antioxidationsmittel (beispielsweise Ascorbinsäure, Natriummetabisulfit),
Konservierungsmittel (beispielsweise Thimerosal, Benzylalkohol,
Parabene), Füllmittel
oder Tonizitätsmodifikatoren
(beispielsweise Lactose, Mannitol), kovalente Verbindung von Polymeren,
wie z. B. Polyethylenglycol, an das Protein, Komplexierung mit Metallionen,
Inkorporieren des Materials in oder auf partikuläre Präparate von polymeren Verbindungen,
wie z. B. Polymilchsäure,
Polyglycolsäure,
Hydrogele usw., oder auf Liposomen, Mikroemulsionen, Micellen, unilamellare
oder multilamellare Vesikel, hämoglobinfreie
Erythrozyten („Geister") oder Spheroplasten.
Solche Zusammensetzungen werden den physikalischen Zustand, die
Löslichkeit,
die Stabilität,
die Geschwindigkeit der in vivo-Freisetzung und die Geschwindigkeit der
in vivo-Beseitigung beeinflussen. Zusammensetzungen mit kontrollierter
oder verlängerter
Freisetzung umfassen Formulierungen in lipophilen Depots (beispielsweise
Fettsäuren,
Wachse, Öle).
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Von
der Erfindung werden auch partikuläre Zusammensetzungen, die mit
Polymeren (beispielsweise Poloxamere oder Poloxamine) beschichtet
sind, umfasst. Andere Ausführungsformen
der Zusammensetzungen der Erfindung umfassen partikuläre Formen,
Schutzbeschichtungen, Proteaseinhibitoren oder Permeationsverstärker für verschiedene
Verabreichungswege, umfassend parenterale, pulmonare, nasale und
orale. Bei einer Ausführungsform
wird die pharmazeutische Zusammensetzung parenteral, paracanceral,
transmucosal, transdermal, intramuskulär, intravenös, intradermal, subkutan, intraperitoneal,
intraventrikulär,
intrakranial und intratumoral verabreicht.
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Weiterhin
sind „Pharmazeutisch
verträgliche
Träger", wie hier verwendet,
dem Fachmann bekannt und umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, 0,01–0,1 M,
vorzugsweise 0,05 M, Phospatpuffer oder 0,8%-ige Kochsalzlösung. Außerdem kann
es sich bei solchen pharmazeutisch verträglichen Trägern um wässrige oder nichtwässrige Lösungen,
Suspensionen und Emulsionen handeln. Beispiele von nichtwässrigen
Lösungsmitteln
sind Propylenglycol, Polyethylenglycol, Pflanzenöle, wie z. B. Olivenöl, und injizierbare
organische Ester, wie z. B. Ethyloleat. Wässrige Träger umfassen Wasser, alkoholische/wässrige Lösungen,
Emulsionen oder Suspensionen, einschließlich Kochsalzlösung und
gepufferte Medien.
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Parenterale
Vehikel umfassen Natriumchloridlösung,
Ringer-Dextrose-Lösung,
Dextrose und Natriumchlorid, Ringer-Lactat-Lösung und fette Öle. Intravenöse Vehikel
umfassen Flüssigkeits-
und Nährstoffergänzungsmittel,
Elektrolytergänzungsmittel,
wie z. B. solche auf der Grundlage der Ringer-Dextrose-Lösung, und dergleichen.
Es können
auch Konservierungsmittel und andere Zusatzstoffe vorhanden sein,
wie z. B. antimikrobielle Mittel, Antioxidationsmittel, Kollationierungsmittel,
inerte Gase und dergleichen.
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Zusammensetzungen
mit kontrollierter oder anhaltender Freisetzung umfassen Formulierungen
in lipophilen Depots (beispielsweise Fettsäuren, Wachse, Öle). Die
Erfindung umfasst auch partikuläre
Zusammensetzungen, die mit Polymeren (beispielsweise Poloxamere
oder Poloxamine) beschichtet sind, und die Verbindung, die an Antikörper, die
auf gewebespezifische Rezeptoren, Liganden oder Antigene zielen,
gekoppelt ist oder an Liganden von gewebespezifischen Rezeptoren
gekoppelt ist.
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Andere
Ausführungsformen
der Zusammensetzungen der Erfindung umfassen partikuläre Formen, Schutzbeschichtungen,
Proteaseinhibitoren und Permeationsverstärker für verschiedene Verabreichungswege,
umfassend parenterale, pulmonare, nasale und orale.
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Verbindungen,
die durch das kovalente Verbinden an wasserlösliche Polymere modifiziert
sind, wie z. B. von Polyethylenglycol, Copolymeren von Polyethylenglycol
und Polypropylenglycol, Carboxymethylcellulose, Dextran, Polyvinylalkohol,
Polyvinylpyrrolidon oder Polyprolin, weisen bekanntlich wesentlich
längere
Halbwertszeiten im Blut nach einer intravenösen Injektion als die entsprechenden
unmodifizierten Verbindungen auf (Abuchowski et al., 1981; Newmark
et al., 1982; und Katre et al., 1987). Solche Modifikationen können auch die
Löslichkeit
der Verbindung in wässriger
Lösung
verbessern, Aggregation unterbinden, die physikalische und chemische
Stabilität
der Verbindung verbessern sowie die Immunogenität und Reaktivität der Verbindung stark
verrringern. Daher kann die gewünschte
biologische in vivo-Aktivität durch
weniger häufige
oder niedriger dosierte Verabreichung solcher Polymer/Verbindungs-Addukte
im Vergleich zu der unmodifizierten Verbindung erzielt werden.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
kann die pharmazeutische Zusammensetzung in einem System mit kontrollierter
Freisetzung verabreicht werden. Beispielsweise kann der Wirkstoff
unter Verwendung einer intravenösen
Infusion, einer implantierbaren osmotischen Pumpe, eines transdermalen
Pflasters, von Liposomen oder anderen Verabreichungswegen verabreicht
werden. Bei einer Ausführungsform
kann eine Pumpe verwendet werden (siehe Langer, supra; Sefton, CRC
Crit. Ref. Biomed. Eng. 14: 201 (1987); Buchwald et al., Surgery
88: 507 (1980); Saudek et al., N. Engl. J. Med. 321: 574 (1989)).
Bei einer weiteren Ausführungsform können polymere
Materialien verwendet werden. Bei einer weiteren Ausführungsform
kann ein System zur kontrollierten Freisetzung in der Nähe des therapeutischen
Ziels platziert werden, d. h. des Hirns, wobei nur ein Bruchteil
der systemischen Dosis benötigt
wird (siehe beispielsweise Goodson, in Medical Applications of Controlled
Release, supra, Band 2, Seiten 115–138 (1984)). Vorzugsweise
wird eine Vorrichtung zur kontrollierten Freisetzung einem Patienten
in der Nähe
des Ortes mit ungeeigneter Immunaktivierung oder eines Tumors eingeführt. Andere
Systeme zur kontrollierten Freisetzung werden in dem Übersichtsartikel
von Langer beschrieben (Science 249: 1527–1533 (1990)).
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Das
pharmazeutische Präparat
kann den selektiven Androgenrezeptor-Modulator allein umfassen, oder
es kann außerdem
einen pharmazeutisch verträglichen
Träger
umfassen, wobei es in fester oder flüssiger Form vorliegen kann,
wie z. B. als Tabletten, Pulver, Kapseln, Pellets, Lösungen,
Suspensionen, Elixiere, Emulsionen, Gele, Cremes oder Zäpfchen,
umfassend rektale und urethrale Zäpfchen. Pharmazeutisch verträgliche Träger umfassen
Gummen, Stärke,
Zucker, celluloseartige Materialien und Gemische davon. Das pharmazeutische
Präparat,
das den selektiven Androgenrezeptor-Modulator enthält, kann
an einen Patienten beispielsweise durch subkutane Implantation eines
Pellets verabreicht werden; bei einer weiteren Ausführungsform
liefert das Pellet über
eine bestimmten Zeitspanne eine kontrollierte Feisetzung eines selektiven
Androgenrezeptor-Modulators. Das Präparat kann auch durch intravenöse, intraarterielle
oder intramuskuläre
Injektion eines Flüssigpräparats,
orale Verabreichung eines flüssigen
oder festen Präparats
oder durch topische Anwendung verabreicht werden. Die Verabreichung
kann auch durch Verwendung eines Rektalzäpfchens oder eines Uretherzäpfchens
durchgeführt
werden.
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Die
pharmazeutischen Präparate
der Erfindung können
durch bekannte Verfahren des Lösens,
Mischens, Granulierens oder der Tablettierverfahren hergestellt
werden. Zur oralen Verabreichung werden die selektiven Androgenrezeptor-Modulatoren
oder ihre physiologisch tolerierten Derivate, wie z. B. Salze, Ester, N-Oxide
und dergleichen, mit für
diesen Zweck gebräuchlichen
Zusatzstoffen gemischt, wie z. B. mit Vehikeln, Stabilisatoren oder
inerten Verdünnungsmitteln,
und durch gebräuchliche
Verfahren in eine zur Verabreichung geeignete Form gebracht, wie
z. B. in Tabletten, beschichtete Tabletten, Hart- oder Weichgelatinekapseln, wässrige,
alkoholische oder ölige
Lösungen.
Beispiele von geeigneten inerten Vehikeln sind herkömmliche
Tablettengrundlagen, wie z. B. Lactose, Saccharose oder Maisstärke, in
Kombination mit Bindemitteln, wie z. B. Gummi arabicum, Maisstärke, Gelatine,
oder mit Sprengmitteln, wie z. B. Maisstärke, Kartoffelstärke, Alginsäure, oder
mit einem Gleitmittel, wie z. B. Stearinsäure oder Magnesiumstearat.
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Beispiele
von geeigneten öligen
Vehikeln oder Lösungsmitteln
sind pflanzliche oder tierische Öle,
wie z. B. Sonnenblumenöl
oder Öl
aus Fischleber. Präparate
können
auch als Trocken- oder Feuchtgranulatkörner hergestellt werden. Zur
parenteralen Verabreichung (subkutane, intravenöse, intraarterielle oder intramuskuläre Injektion)
werden die SARM-Wirkstoffe oder die Nichtsteroid-Agonistwirkstoffe
oder ihre physiologisch tolerierten Derivate, wie z. B. Salze, Ester,
N-Oxide und dergleichen, in eine Lösung, Suspension oder Emulsion umgewandelt,
wenn gewünscht
zusammen mit Stoffen, die für
diesen Zweck gebräuchlich
und geeignet sind, beispielsweise mit Solubilisierungsmitteln oder
anderen Zusatzstoffen. Beispiele dafür sind: sterile Flüssigkeiten,
wie z. B. Wasser und Öle,
mit oder ohne Zusatz eines oberflächenaktiven Mittels und anderen
pharmazeutisch verträglichen
Zusatzstoffen. Beispielhafte Öle
sind solche mit Mineralöl-,
tierischem, pflanzlichem oder synthetischem Ursprung, beispielsweise
Erdnussöl,
Sojabohnenöl
oder Mineralöl.
Im Allgemeinen sind Wasser, Kochsalzlösung, wässrige Dextrose und verwandte
Zuckerlösungen,
sowie Glycole wie Propylenglycol oder Polyethylenglycol bevorzugte
flüssige
Träger,
insbesondere für
injizierbare Lösungen.
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Die
Herstellung von pharmazeutischen Zusammensetzungen die einen Wirkstoff
enthalten ist im Stand der Technik bekannt. Typischerweise werden
solche Zusammensetzungen als Aerosole des an den Nasopharynx gelieferten
Polypeptids oder als injizierbare Zusammensetzungen, entweder als
flüssige
Lösungen oder
Suspensionen, hergestellt, es können
jedoch auch feste Formen hergestellt werden, die zum Lösen oder Suspendieren
in einer Flüssigkeit
vor der Injektion geeignet sind. Das Präparat kann auch emulgiert werden. Der
therapeutische Wirkstoff wird oft mit Exzipienten gemischt, die
pharmazeutisch verträglich
und mit dem Wirkstoff vereinbar sind. Geeignete Exzipienten sind
beispielsweise Wasser, Kochsalzlösung,
Dextrose, Glycerin, Ethanol und dergleichen, sowie Kombinationen
davon.
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Wenn
gewünscht,
kann die Zusammensetzung außerdem
geringe Mengen an Hilfsstoffen umfassen, wie z. B. Netzmittel, Emulgierungsmittel
oder Puffermittel für
den pH-Wert, welche die Wirksamkeit des Wirkstoffs verbessern.
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Ein
Wirkstoff kann als neutralisierte pharmazeutisch verträgliche Salzform
in die Zusammensetzung formuliert werden. Pharmazeutisch verträgliche Salze
umfassen Säureadditionssalze
(gebildet mit den freien Aminogruppen des Polypeptid- oder Antikörpermoleküls), die
mit anorganischen Säuren,
wie z. B. Salzsäure oder
Phosphorsäure,
oder organischen Säuren,
wie z. B. Essigsäure,
Oxalsäure,
Weinsäure,
Mandelsäure und
dergleichen, gebildet werden. Ferner können Salze, die mit den freien
Carbonsäuregruppen
gebildet werden, mit anorganischen Basen, wie z. B. Natrium-, Kalium-,
Ammonium-, Calcium- oder
Eisenhydroxiden, und mit organischen Basen wie Isopropylamin, Trimethylamin,
2-Ethylaminoethanol,
Histidin, Procain und dergleichen abgeleitet werden.
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Zur
topischen Verabreichung an Körperoberflächen unter
Verwendung von beispielsweise Cremes, Gelen, Tropfen und dergleichen
werden die SARM-Wirkstoffe oder ihre physiologisch tolerierten Derivate,
wie z. B. Salze, Ester, N-Oxide und dergleichen, als Lösungen,
Suspensionen oder Emulsionen in einem physiologisch verträglichen
Verdünnungsmittel
mit oder ohne einen pharmazeutischen Träger hergestellt und angewendet.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
kann der Wirkstoff in einem Vesikel verabreicht werden, insbesondere
in einem Liposom (siehe Langer, Science 249: 1527–1533 (1990);
Treat et al., in Liposomes in the Therapy of Infectious Disease
and Cancer, Lopez-Berestein und Fidler (Ed.), Liss, New York, Seiten
353–365 (1989);
Lopez-Berestein, ibid., Seiten 317–327; siehe allgemein ibid.).
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Zur
Verwendung in der Medizin wird es sich bei den Salzen der SARM-Verbindung
um pharmazeutisch verträgliche
Salze handeln. Andere Salze können
jedoch bei der Herstellung der Verbindungen gemäß der Erfindung oder ihrer
pharmazeutisch verträglichen
Salze von Nutzen sein. Geeignete pharmazeutisch verträgliche Salze
der Verbindungen der vorliegenden Erfindung umfassen Säureadditionssalze,
die beispielsweise durch Mischen einer Lösung der Verbindung gemäß der Erfindung
mit einer Lösung
einer pharmazeutisch verträglichen
Säure,
wie z. B. Salzsäure,
Schwefelsäure,
Mehansulfonsäure,
Fumarsäure,
Maleinsäure,
Bernsteinsäure,
Essigsäure,
Benzoesäure,
Oxalsäure,
Citronensäure,
Weinsäure,
Kohlensäure
oder Phosphorsäure,
hergestellt werden können.
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Wie
hier definiert, bedeutet „Kontaktieren", dass das bindende
Protein in einem Probenröhrchen,
einem Kolben, einer Gewebekultur, einem Chip, einem Array, einer
Platte, einer Mikroplatte, einer Kapillare oder dergleichen in die
Probe eingebracht und bei einer Temperatur und über einen Zeitraum inkubiert
wird, die genügen,
um die bindende Komponente an eine Zelle oder einen Teil davon oder
ein Plasma/Serum oder einen Teil davon, die das Ziel enthalten,
binden zu lassen. Verfahren zum Kontaktieren der Proben mit den
bindenden Proteinen oder anderen spezifischen bindenden Komponenten
sind dem Fachmann bekannt und können
in Abhängigkeit
der Art des durchzuführenden
Testprotokolls ausgewählt
werden. Die Inkubationsverfahren sind ebenfalls geläufig und
dem Fachmann bekannt.
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Die
folgenden Beispiele werden gezeigt, um die bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung ausführlicher
zu veranschaulichen. Sie dürfen
jedoch auf keine Weise als den breiten Umfang der Erfindung beschränkend ausgelegt
werden.
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Experimentelle
Einzelheiten
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Beispiel 1
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Nichtsteroid-Liganden
mit androgener und anaboler Wirkung
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Die
hier beschriebenen SARM-Verbindungen wurden entworfen, synthetisiert
und bezüglich
ihrer in vitro- und in vivo-pharmakologischen Wirkung untersucht.
Es wurden die in vitro-Androgenrezeptor-Bindungsaffinität und die
Fähigkeit,
androgenabhängiges
Gewebewachstum in kastrierten Tieren aufrechtzuerhalten, untersucht.
Die androgene Wirkung wurde als die Fähigkeit der SARM-Verbindungen,
das Wachstum der Prostata und der Samenblase aufrechtzuerhalten
und/oder anzuregen, durch Gewichtsmessungen bestimmt. Die anabole
Wirkung wurde als die Fähigkeit
der SARM-Verbindungen, das Wachstum des Levator ani-Muskels aufrechtzuerhalten
und/oder anzuregen, durch Gewichtsmessungen bestimmt.
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Synthetische
Verfahren für
die Verbindungen I–VIII
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(2R)-1-Methacryloylpyrrolidin-2-carbonsäure (R-129).
D-Prolin (R-128, 14,93 g, 0,13 mol) wurde in 71 ml 2 N NaOH gelöst und in
einem Eisbad gekühlt;
die so erhaltene alkalische Lösung
wurde mit Aceton (71 ml) verdünnt.
Eine Acetonlösung
(71 ml) von Methacryloylchlorid 127 (13,56 g, 0,13 mol) und eine
2 N NaOH-Lösung
(71 ml) wurden der wässrigen
Lösung
von D-Prolin in einem Eisbad gleichzeitig über einen Zeitraum von 40 min
zugesetzt. Während
des Zusetzens des Methacryloylchlorids wurde der pH-Wert des Gemischs
bei 10–11°C gehalten.
Nach dem Rühren
(3 h, Raumtemperatur) wurde das Gemisch in vacuo bei einer Temperatur
von 35–45°C eingedampft,
um das Aceton zu entfernen. Die so erhaltene Lösung wurde mit Ethylether gewaschen
und mit konzentrierter HCl auf einen pH-Wert von 2 angesäuert. Das
saure Gemisch wurde mit NaCl gesättigt
und mit EtOAc (100 ml × 3)
extrahiert. Die kombinierten Extrakte wurden über Na2SO4 getrocknet, durch Celite filtriert und
in vacuo eingedampft, um das Rohprodukt als ein farbloses Öl zu ergeben.
Rekristallisation des Öls
aus Ethylether und Hexan ergab 16,2 g (68%) der gewünschten
Verbindung als farblose Kristalle. Schmelzpunkt 102–103°C (Literatur
[214] Schmelzpunkt 102,5–103,5°C); das NMR-Spektrum
dieser Verbindung zeigte das Vorhandensein von zwei Rotameren der
Titelverbindung. 1H-NMR (300 MHz, DMSO-d6) δ 5,28
(s) und 5,15 (s) für
das erste Rotamer, 5,15 (s) und 5,03 (s) für das zweite Rotamer (insgesamt
2H für beide
Rotamere, Vinyl-CH2), 4,48–4,44 für das erste
Rotamer, 4,24–4,20
(m) für
das zweite Rotamer (insgesamt 1H für beide Rotamere, CH am chiralen
Zentrum), 3,57–3,38
(m, 2H, CH2), 2,27–2,12 (1H, CH), 1,97–1,72 (m,
6H, CH2, CH, Me); 13C-NMR (75 MHz, DMSO-d6) δ für das Hauptrotamer
173,3, 169,1, 140,9, 116,4, 58,3, 48,7, 28,9, 24,7, 19,5; für das Nebenrotamer
174,0, 170,0, 141,6, 115,2, 60,3, 45,9, 31,0, 22,3, 19,7; IR (KBr)
3437 (OH), 1737 (C=O), 1647 (CO, COOH), 1584, 1508, 1459, 1369,
1348, 1178 cm–1;
[α]D 26 +80,8° (c = 1,
MeOH); Analyse berechnet für
C9H13NO3:
C 59,00, H 7,15, N 7,65. Gefunden: C 59,13, H 7,19, N 7,61.
-
(3R,8aR)-3-Brommethyl-3-methyltetrahydropyrrolo[2,1-c][1,4]oxazin-1,4-dion
(R, R-130). Eine Lösung
von NBS (23,5 g, 0,132 mol) in 100 ml DMF wurde einer gerührten Lösung von
Verbindung R-129 (16,1 g, 88 mmol) in 70 ml DMF unter Argon bei
Raumtemperatur tropfenweise zugesetzt, anschließend wurde das so erhaltene
Gemisch 3 Tage gerührt.
Das Lösungsmittel
wurde in vacuo entfernt, wodurch ein gelber Feststoff präzipitiert
wurde. Der Feststoff wurde in Wasser suspendiert, über Nacht
bei Raumtemperatur gerührt,
filtriert und getrocknet, um 18,6 g (81%) (geringeres Gewicht nach
dem Trocknen ~34%) der Titelverbindung als einen gelben Feststoff
zu ergeben. Schmelzpunkt 152–154°C (Literatur
[214] Schmelzpunkt 107–109°C für das S-Isomer); 1H-NMR (300 MHz, DMSO-d6) δ 4,69 (dd,
J = 9,6 Hz, J = 6,7 Hz, 1H, CH am chiralen Zentrum), 4,02 (d, J
= 11,4 Hz, 1H, CHHa), 3,86 (d, J = 11,4
Hz, 1H, CHHb), 3,53–3,24 (m, 4H, CH2)
2,30–2,20
(m, 1H, CH), 2,04–1,72
(m, 3H, CH2 und CH), 1,56 (s, 2H, Me); 13C-NMR (75 MHz, DMSO-d6) δ 167,3, 163,1,
83,9, 57,2, 45,4, 37,8, 29,0, 22,9, 21,6; IR (KBr) 3474, 1745 (C=O),
1687 (C=O), 1448, 1377, 1360, 1308, 1227, 1159, 1062 cm–1;
[α]D 26 +124,5° (c = 1,3,
Chloroform); Analyse berechnet für
C9H12BrNO3: C 41,24, H 4,61, N 5,34. Gefunden: C 41,46,
H 4,64, N 5,32.
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(2R)-3-Brom-2-hydrogy-2-methylpropansäure (R-131).
Ein Gemisch des Bromlactons R-130 (18,5 g, 71 mmol) in 300 ml 24%-iger
HBr wurde 1 h unter Rückfluss
gewärmt.
Die so erhaltene Lösung
wurde mit Kochsalzlösung
(200 ml) verdünnt
und mit Ethylacetat (100 ml × 4)
extrahiert. Die kombinierten Extrakte wurden mit gesättigtem
NaHCO3 (100 ml × 4) gewaschen. Die wässrige Lösung wurde
mit konzentrierter HCl auf einen pH-Wert von 1 angesäuert und
anschließend
mit Ethylacetat (100 ml × 4)
extrahiert. Die kombinierte organische Lösung wurde über Na2SO4 getrocknet, durch Celite filtriert und
in vacuo zur Trockne eingedampft. Rekristallisation aus Toluol ergab
10,2 g (86%) der gewünschten
Verbindung als farblose Kristalle. Schmelzpunkt 107–109°C (Literatur
[214] Schmelzpunkt 109–113°C für das S-Isomer); 1H-NMR (300 MHz, DMSO-d6) 3,63
(d, J = 10,1 Hz, 1H, CHHa), 3,52 (d, J =
10,1 Hz, 1H, CHHb), 1,35 (s, 3H, Me); IR
(KBr) 3434 (OH), 3300–2500
(COOH), 1730 (C=O), 1449, 1421, 1380, 1292, 1193, 1085 cm–1;
[α]D 26 +10,5° (c = 2,6,
MeOH); Analyse berechnet für
C4H7BrO3:
C 26,25, H 3,86. Gefunden: C 26,28, H 3,75.
-
N-[4-Nitro-3-(trifluormethyl)phenyl]-(2R)-3-brom-2-hydroxy-2-methylpropanamid
(R-132). Thionylchlorid
(8,6 g, 72 mmol) wurde einer Lösung
der Bromsäure
R-131 (11,0 g, 60 mmol) in 70 ml DMA bei –5 bis –10°C unter Argon tropfenweise zugesetzt.
Das so erhaltene Gemisch wurde 2 h unter den gleichen Bedingungen gerührt. Der
vorstehend beschriebenen Lösung
wurde eine Lösung
von 4-Nitro-3-trifluormethylanilin (12,4 g, 60 mmol) in 80 ml DMA
tropfenweise zugesetzt, anschließend wurde das so erhaltene
Gemisch über
Nacht bei Raumtemperatur gerührt.
Das Lösungsmittel
wurde mittels eines Rotavapors unter Verwendung einer Hochvakuum-Ölpumpe entfernt;
der Rückstand
wurde mit einer gesättigten
NaHCO3-Lösung verdünnt und
mit Ethylether (100 ml × 3)
extrahiert. Die kombinierten Extrakte wurden über wasserfreiem Na2SO4 getrocknet, durch
Celite filtriert und durch Flashchromatographie auf Silicagel gereinigt,
wobei Methylenchlorid als Eluens verwendet wurde, um 18,0 g (80%)
der gewünschten
Verbindung zu ergeben. Schmelzpunkt 98–100°C (Rf = 0,2,
Silicagel, CH2Cl2); 1H-NMR (300 MHz, DMSO-d6) δ 10,54 (s,
1H, NH), 8,54 (d, J = 2,1 Hz, 1H, ArH), 8,34 (dd, J = 9,0 Hz, J
= 2,1 Hz, 1H, ArH), 8,18 (d, J = 9,0 Hz, 1H, ArH), 6,37 (s, 1H,
OH), 3,82 (d, J = 10,4 Hz, 1H, CHHa), 3,58
(d, J = 10,4 Hz, 1H, CHHb), 1,48 (s, 3H,
Me); 13C-NMR (75 MHz, DMSO-d6) δ 173.6 (C=O),
143,0, 127,2, 123,2, 122,6 (q, J = 33,0 Hz), 122,0 (q, J = 271,5
Hz), 118,3 (q, J = 6,0 Hz), 74,4, 41,4, 24,9; IR (KBr) 3344 (OH),
1680 (C=O), 1599, 1548 (C=C, Ar), 1427, 1363, 1161 cm–1;
MS (ESI): m/z 370,8 (M)+; Analyse berechnet
für C11H10BrN2O4: C 35,60, H 2,72, N 7,55. Gefunden: C 35,68,
H 2,72, N 7,49.
-
N-[4-Nitro-3-trifluormethyl)phenyl]-(2S)-3-[4-(acetylamino)phenoxy]-2-hydroxy-2-methylpropanamid (S-147).
Die Titelverbindung wurde aus der Verbindung R-132 (0,37 g, 1,0
mmol), 4-Acetamidophenol (0,23 g, 1,5 mmol), K2CO3 (0,28 g, 2,0 mmol) und 10% Benzyltributylammoniumchlorid
als Phasentransfer-Katalysator in 20 ml Methylethylketon hergestellt,
welche unter Argon und unter Rückfluss über Nacht
gewärmt
wurden. Die Umsetzung wurde durch TLC verfolgt, das so erhaltene
Gemisch wurde durch Celite filtriert und in vacuo zur Trockne konzentriert.
Reinigung durch Flashchromatographie auf Silicagel (Hexan/Ethylacetat,
3:1) ergab 0,38 g (86%) (Rf = 0,18 Hexan/Ethylacetat,
3:1) der gewünschten
Verbindung als ein hellgelbes Pulver. Schmelzpunkt 70–74°C (der Feststoff
kann aus Ethylacetat und Hexan rekristallisiert werden); 1H-NMR (300 MHz, DMSO-d6) δ 10,62 (s, 1H,
NH), 9,75 (s, 1H, NH), 8,56 (d, J = 1,9 Hz, 1H, ArH), 8,36 (dd,
J = 9,1 Hz, J = 1,9 Hz, 1H, ArH), 8,18 (d, J = 9,1 Hz, 1H, ArH),
7,45–7,42
(m, 2H, ArH), 6,85–6,82
(m, 2H, ArH), 6,25 (s, 1H, OH), 4,17 (d, J = 9,5 Hz, 1H, CHHa), 3,94 (d, J = 9,5 Hz, 1H, CHHb),
1,98 (s, 3H, Me), 1,43 (s, 3H, Me); 13C-NMR (75
MHz, DMSO-d6) δ 174,6 (C=O), 167,7, 154,2,
143,3, 141,6, 132,8, 127,4, 123,0, 122,7 (q, J = 33,0 Hz), 122,1
(q, J = 271,5 Hz), 120,1, 118,3 (q, J = 6,0 Hz), 114,6, 74,9, 73,8,
23,8, 23,0; IR (KBr) 3364 (OH), 1668 (C=O), 1599, 1512 (C=C, Ar),
1457, 1415, 1351, 1323, 1239, 1150, 1046 cm–1;
MS (ESI): m/z 464,1 (M + Na)+; Analyse berechnet
für C19H18F3N3O6: C 51,71, H 4,11,
N 9,52. Gefunden: C 52,33, H 4,40, N 9,01.
-
Die
in vitro-Aktivität
der SARM-Verbindungen, insbesondere der Verbindung VII, zeigte eine
hohe Androgenrezeptor-Bindungsaffinität (Ki = 7,5 nM). Tieruntersuchungen
mit den SARM-Verbindungen,
insbesondere mit der Verbindung V, zeigten, dass es sich dabei um
einen starken androgenen und anabolen Nichtsteroid-Wirkstoff handelt.
Bei diesen Untersuchungen wurden vier Gruppen von Ratten verwendet:
(1) intakte Kontrolltiere, (2) kastrierte Kontrolltiere, (3) kastrierte
Tiere, die mit Testosteronpropionat behandelt wurden (100 μg/Tag) und
(4) kastrierte Tiere, die mit Verbindung V behandelt wurden (1000 μg/Tag). Testosteron
und die Verbindung VII wurden über
einen Zeitraum von 14 Tagen über
subkutane osmotische Pumpen mit einer konstanten Geschwindigkeit
verabreicht.
-
Die
Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in 1 gezeigt.
Die Kastration verringerte das Gewicht der androgenen (beispielsweise
Prostata und Samenblase) und anabolen (beispielsweise Levator ani-Muskel) Gewebe
wesentlich, zeigte jedoch nur wenig Wirkung auf das Körpergewicht
(BW) der Tiere. Die Behandlung der kastrierten Tiere mit Testosteronpropionat
oder mit der Verbindung VII hielt das Gewicht der androgenen Gewebe
gleichermaßen
aufrecht. Die Verbindung VII wies eine ähnliche androgene Wirkung wie
Testosteronpropionat auf (d. h. das Gewicht der Prostata und der
Samenblase waren gleich) aber eine viel größere Wirksamkeit als anaboler
Wirkstoff. Die Verbindung VII zeigte bei den untersuchten Dosen
eine größere anabole Wirkung
als Testosteronpropionat (d. h. der Levator ani-Muskel behielt das
gleiche Gewicht wie bei intakten Kontrolltieren und war größer als
bei Testosteron beobachtet). Die hier gezeigten Experimente stellen
die ersten in vivo-Ergebnisse dar, die eine gewebeselektive androgene
und anabole Wirkung (d. h. verschiedene androgene und anabole Wirkungsstärken) eines
Nichtsteroid-Liganden für
den Androgenrezeptor zeigen.
-
Beispiel 2
-
Nichtsteroid-Liganden
mit androgener und anaboler Wirkung
-
Die
in vivo-Wirksamkeit und die akute Toxizität von vier neuen Nichtsteroid-Androgenen
(Verbindungen IV, V, VI und VII) wurden an Ratten untersucht. In
vitro-Tests zeigten, dass diese Verbindungen mit einer sehr hohen
Affinität
an den Androgenrezeptor binden. Die Strukturen und Namen der vier
Verbindungen sind nachstehend gezeigt.
Verbindung
IV | R
= F * |
Verbindung
V | R
= COCH3 * |
Verbindung
VI | R
= COC2H5 * |
Verbindung
VII | R
= NHCOCH3 |
- * nicht vom Umfang der vorliegenden Erfindung
umfaßt
-
Experimentelle Verfahren
-
Materialien.
Die S-Isomere der Verbindungen (Verbindung IV), (Verbindung V),
(Verbindung VI) und (Verbindung VII, bei der R für NHCOCH3 steht)
und das R-Isomer von GTx-014 wurden gemäß dem in 9 gezeigten
Schema synthetisiert. Testosteronpropionat (TP), Polyethylenglycol
300 (PEG300, Laborqualität) und
neutral gepuffertes Formalin (10%, Gew./Vol.) wurden von der Sigma
Chemical Company (St. Louis, MO) erworben. Alzet osmotische Pumpen
(Modell 2002) wurden von der Alza Corp. (Palo Alto, CA) erworben.
-
Tiere.
Unreife männliche
Sprague-Dawley-Ratten mit einem Gewicht von 90 bis 100 g wurden
von Harlan Biosciences (Indianapolis, IN) erworben. Die Tiere wurden
bei einem 12-Stunden hell/dunkel-Zyklus mit Nahrung und Wasser,
die ad libitum verfügbar
waren, gehalten. Das Tierversuchsprotokoll wurde von dem Institutional
Laboratory Animal Care and Use Committee begutachtet und bewilligt.
-
Versuchsplanung.
Die Ratten wurden nach Zufall auf neunundzwanzig (29) Gruppen mit
jeweils 5 Tieren pro Gruppe verteilt. Die Behandlung der Gruppen
ist in Tabelle 1 gezeigt. Einen Tag vor Beginn der Wirkstoffbehandlung
wurden die Tiere der Gruppen 2 bis 29 einzeln aus dem Käfig genommen,
gewogen und mit einer intraperitonealen Dosis Ketamin/Xylazin (87/13
mg/kg; etwa 1 ml pro kg) anästhesiert.
Nach dem geeigneten Anästhesieren
(d. h. keine Antwort auf Kneifen der Zehen) wurden die Ohren der
Tiere zum Zweck der Identifizierung markiert. Anschließend wurden
die Tiere auf einem sterilen Kissen platziert und ihr Abdomen und
Skrotum mit Betadin und 70%-igem Alkohol gewaschen. Die Hoden wurden über einen
Mittellinien-Skrotalschnitt entfernt, wobei vor dem chirurgischen
Entfernen jedes Hodens ein steriler Faden zum Abbinden des supratestikulären Gewebes
verwendet wurde. Die chirurgische Wunde wurde mit Edelstahl-Wundklammern geschlossen,
anschließend
wurde der Ort mit Betadin gereinigt. Den Tieren wurde eine Erholung
auf einem sterilen Kissen ermöglicht
(bis sie stehen konnten), anschließend wurden sie in ihren Käfig zurückgebracht.
-
Vierundzwanzig
Stunden später
wurden die Tiere der Gruppen 2 bis 29 erneut mit Ketamin/Xylazin
anästhisiert,
anschließend
wurde jeweils eine Alzet osmotische Pumpe (Modell 2002) im Bereich
der Skapula subkutan platziert. Dabei wurde der Bereich der Skapula
rasiert und gereinigt (Betadin und Alkohol), anschließend wurde
ein kleiner Schnitt (1 cm) unter Verwendung eines sterilen Skalpells
durchgeführt.
Die osmotische Pumpe wurde eingesetzt und die Wunde mit einer sterilen
Edelstahl-Wundklammer geschlossen. Man ließ die Tiere sich erholen und
sie wurden in ihren Käfig
zurückgebracht.
Die osmotischen Pumpen enthielten die in Polyethylenglycol 300 (PEG300)
gelöste
entsprechende Behandlung (in Tabelle 1 gezeigt). Die osmotischen Pumpen
waren einen Tag vor der Implantation mit der entsprechenden Lösung gefüllt worden.
Die Tiere wurden täglich
auf Zeichen von akuter Toxizität
auf Grund der Wirkstoffbehandlung (beispielsweise Lethargie, raues
Fell) überwacht.
-
Nach
14 Tagen Wirkstoffbehandlung wurden die Ratten mit Ketamin/Xylazin
anästhesiert.
Anschließend
wurden die Tiere unter Anästhesie
durch Ausbluten getötet.
Eine Blutprobe wurde durch Venenpunktion der Abdominalaorta genommen
und einer vollständigen
Blutzellenanalyse zugeführt.
Ein Teil des Bluts wurde in ein getrenntes Röhrchen gegeben und 1 Minute
mit 32.000 g zentrifugiert, anschließend wurde die Plasmaschicht
entfernt und bei –20°C eingefroren.
Die ventrale Prostata, die Samenblase, der Levator ani-Muskel, die Leber,
die Nieren, die Milz, die Lungen und das Herz wurden entfernt, von
externem Gewebe befreit, gewogen und in Fläschchen mit 10%-igem neutral
gepuffertem Formalin gegeben. Die konservierten Gewebe wurden der
GTx, Inc. zur histopathologischen Analyse zugesandt.
-
Bei
der Datenanalyse wurde das Gewicht aller Organe bezogen auf das
Körpergewicht
normalisiert und durch Einfaktor-ANOVA bezüglich statistisch signifikanter
Unterschiede untersucht. Das Gewicht der Prostata und der Samenblase
wurden als Maß für die Erhöhung der
Androgenwirkung verwendet, das Gewicht des Levator ani-Muskels wurde
zur Auswertung der anabolen Wirkung verwendet.
-
Ergebnisse
-
Die
androgenen und anabolen Wirkungen der S-Isomere der Verbindungen
IV, V, VI und VII sowie des R-Isomers der Verbindung IV wurden bei
einem Modell von kastrierten Ratten nach Verabreichung über einen Zeitraum
von 14 Tagen untersucht. Als Positivkontrolle von anabolen und androgenen
Wirkungen wurde Testosteronpropionat mit zunehmenden Dosen verwendet.
-
Wie
in den 2 und 3 gezeigt ist, nahm das Gewicht
der Prostata, der Samenblase und des Levator ani-Muskels bei kastrierten
und mit Vehikel behandelten Ratten auf Grund der Entfernung der
endogenen Androgenproduktion signifikant ab. Die exogene Verabreichung
von Testosteronpropionat, einem androgenen und anabolen Steroid,
erhöhte
das Gewicht der Prostata, der Samenblase und des Levator ani-Muskels
bei kastrierten Ratten auf eine dosisabhängige Weise. Das R-Isoner von
IV und die S-Isomere von V und VI zeigten keine Wirkung auf das
Gewicht der Prostata, der Samenblase und des Lervator ani-Muskels
bei kastrierten Tieren (Daten nicht gezeigt). Die S-Isomere von
VII (2: VII) und IV (3: IV) bewirkten
eine dosisabhängige
Zunahme des Gewichts der Prostata, der Samenblase und des Levator
ani-Muskels. Im Vergleich zu Testosteronpropionat zeigte VII eine
geringere Wirkungsstärke
und intrinsische Wirkung beim Steigern des Gewichts der Prostata
und der Samenblase, jedoch eine größere Wirkungsstärke und
intrinsische Wirkung beim Steigern des Gewichts des Levator ani-Muskels.
Insbesondere konnte VII bei einer niedrigen Dosis von 0,3 mg/Tag
das Gewicht des Levator ani-Muskels von kastrierten Tieren auf dem
gleichen Niveau wie bei intakten Tieren halten. Somit handelt es
sich bei VII um einen wirkungsstarken nichtsteroidalen anabolen
Wirkstoff mit einer geringeren androgenen Wirkung aber einer stärkeren anabolen
Wirkung als Testosteronpropionat. Dies stellt eine wesentliche Verbesserung
gegenüber
früheren
Ansprüchen
dar, da diese Verbindung das Muskelwachstum und andere anabole Wirkungen
selektiv anregt, während
sie geringere Wirkungen auf die Prostata und die Samenblase ausübt. Dies
kann bei alternden Männern
mit Bedenken bezüglich
der Entwicklung oder dem Fortschreiten von Prostatakrebs von besonderer
Bedeutung sein.
-
IV
war weniger wirkungsstark als VII, zeigte jedoch eine höhere Gewebeselektivität (vergleiche
die Wirkungen auf die Prostata und die Samenblase in den 2 und 3).
IV erhöhte
das Gewicht des Levator ani-Muskels signifikant, zeigte jedoch wenig
bis gar keine Fähigkeit,
das Wachstum der Prostata und der Samenblase anzuregen (d. h. das
Gewicht der Prostata und der Samenblase betrugen weniger als 20%
des bei intakten Tieren oder bei mit Testosteronpropionat behandelten
Tieren beobachteten Gewichts).
-
Die
Ergebnisse zeigten, dass keine der untersuchten Verbindungen eine
signifikante Wirkung auf das Körpergewicht
oder das Gewicht von anderen Organen ausübte (d. h. der Leber, der Nieren,
der Milz, der Lungen und des Herzens). Außerdem verursachte keine der
Verbindungen Zeichen einer akuten Toxizität, wie durch diagnostischen-hämatologische
Tests und visuelle Untersuchung der behandelten Tiere beurteilt
wurde. Es ist wichtig, dass VII bei einer Dosis von 0,3 mg/Tag (d.
h. einer Dosis, die maximale anabole Wirkungen zeigte) die Produktion
des luteinisierenden Hormons (LH) und des follikelstimulierenden
Hormons (FSH) nicht unterdrückte.
-
Zusammengefasst
zeigte VII eine außerordentliche
anabole Wirkung bei Tieren durch Erhalten des Gewichts des Levator
ani-Muskels nach dem Entfernen von endogenem Androgen. Diese Entdeckung
stellt einen großen
Fortschritt bei der Entwicklung von therapeutisch verwendbaren Nichtsteroid-Androgenen
und einen große
Verbesserung (d. h. bezüglich
der Gewebeselektivität
und der Wirkungsstärke)
gegenüber
früheren
Arzneimitteln dieser Klasse dar. IV und VII zeigten eine selektive
anabole Wirkung im Vergleich zu Testosteronpropionat, einem androgenen
und anabolen Steroid. Die gewebeselektive Wirkung stellt einen der
Vorteile von Nichtsteroid-Androgenen
hinsichtlich anabolbezogener Anwendungen dar.
-
Trotz Ähnlichkeiten
der Struktur und der funktionellen Wirkung in vitro zeigten die
S-Isomere der Verbindungen IV, V, VI und VII wesentliche Unterschiede
hinsichtlich ihrer Wirkung in vivo. VII zeigte die stärkste androgene
und anabole Wirkung bei Tieren, wobei die anabole Wirkung stärker als
die von Testosteronpropionat war. IV zeigte ein geringes Maß an androgener
Wirkung, jedoch eine mit Testosteronpropionat vergleichbare anabole
Wirkung. Im Gegensatz dazu zeigten V und VI keine androgene oder
anabole Wirkung in vivo.
-
Diese
Untersuchungen zeigen die Entdeckung von zwei Mitgliedern (Verbindungen
IV und VII bzw. Verbindungen II und V) einer neuen Klasse von selektiven
Androgenrezeptor-Modulatoren (SARM), die starke anabole Wirkungen
(beispielsweise Muskelwachstum) mit einer geringeren androgenen
Wirkung (beispielsweise Wachstum der Prostata) zeigen. Diese neue
Klasse von Arzneistoffen weist mehrere Vorteile gegenüber nichtselektiven
Androgenen auf, umfassend mögliche
therapeutische Anwendungen bei Männern
und Frauen bezüglich
der Modulation der Fertilität,
Erythropoese, Osteoporose, sexueller Libido und bei Männern mit
Prostatakrebs oder einem hohen Risiko dafür.
-
Ferner
zeigen die 7 und 8 die Wirkungen
von IV und VII auf die LH- und FSH-Pegel von Ratten. Auch diese
Ergebnisse zeigen die Neuheit dieser SARM, da sie differenzierte
Wirkungen auf diese Fortpflanzungshormone aufweisen, wodurch die
gewebespezifische pharmakologische Wirkung gezeigt wird. In 7 sind
die LH-Pegel von kastrierten Tieren, die mit TP und IV mit Dosen
von mehr als oder gleich 0,3 mg/Tag behandelt worden sind, signifikant
niedriger als bei unbehandelten Tieren (d. h. bei kastrierten Kontrolltieren).
Bei VII waren jedoch höhere
Dosen notwendig (d. h. 0,5 mg/Tag oder höher), um wesentlich erniedrigte
LH-Pegel zu beobachten. Somit unterdrückt VII die LH-Pegel bei Dosen,
die eine maximale Anregung des Wachstums des Levator ani-Muskels
bewirken können,
nicht. In 8 sind die FSH-Pegel von kastrierten
Tieren, die mit IV mit Dosen von 0,5 mg/Tag oder mehr behandelt
worden sind, wesentlich niedriger als bei unbehandelten Tieren (d.
h. bei kastrierten Kontrolltieren). Auf ähnliche Weise wurden bei mit
TP behandelten Tieren niedrigere FSH-Pegel beobachtet. Dieser Unterschied
war jedoch nur bei einer Dosis von 0,75 mg/Tag signifikant. Die
FSH-Pegel von mit VII behandelten Tieren waren bei keinem untersuchten
Dosispegel von unbehandelten Tieren signifikant verschieden. Somit
unterdrückt
VII die FSH-Pegel
bei Dosen, die eine maximale Anregung des Wachstums des Levator
ani-Muskels bewirken können,
nicht.
-
Tabelle
1. Tiergruppen und Versuchsplan
-
Beispiel 3
-
Pharmakokinetik von GTx-007
in Hunden
-
Die
Pharmakokinetik von VII, einem neuen selektiven Androgenrezeptor-Modulator
(SARM), wurde in Beaglehunde charakterisiert. Bei der Untersuchung
wurde ein Überkreuz-Plan
mit vier Behandlungen und vier Zeiträumen verwendet, bei dem insgesamt
sechs Beaglehunde eingesetzt waren, drei von jedem Geschlecht. Jedes
Tier erhielt mit einer zufällig
gewählten
Reihenfolge eine Dosis von 3 mg/kg IV, eine Dosis von 10 mg/kg IV,
eine Dosis von 10 mg/kg PO in Lösung
und eine Dosis von 10 mg/kg PO in einer Kapsel. Zwischen den Behandlungen
fand ein einwöchiger
Auswaschzeitraum statt. Plasmaproben wurden bis 72 h nach der Arzneistoffverabreichung
entnommen. Die Plasmakonzentrationen von VII wurden mittels eines
validierten HPLC-Verfahrens analysiert. Die Clearance (CL), die
Volumenverteilung (Vss), die Halbwertszeit (T1/2)
und andere pharmakokinetische Parameter wurden durch nicht kompertimentierte
Verfahren bestimmt. Die Ergebnisse zeigten, dass VII aus Hundeplasma
mit einer abschließenden
T1/2 von etwa 4 h und einer CL von 4,4 ml/min/kg
nach IV-Verabreichungen
beseitigt wurde. Die 4, 5 und 6 zeigen
die Plasmakonzentrationsprofile von S-VII nach der Verabreichung
einer intravenösen
Lösung,
einer oralen Lösung
bzw. einer oralen Kapsel. Die Pharmakokinetik war dosis- und geschlechtsunabhängig. Die
orale Bioverfügbarkeit
von VII variierte mit der Dosierungsform und wies Mittelwerte von
38% und 19% für
Lösungen
bzw. Kapseln auf. Somit zeigt VII eine moderate Halbwertszeit, eine
langsame Clearance und eine moderate Bioverfügbarkeit bei Beaglehunden,
wodurch es als die erste aus einer neuen Klasse von oral bioverfügbaren gewebeselektiven
Androgenrezeptor-Modulatoren
ausgezeichnet wird.
-
Beispiel 4
-
Analyse von
VII durch HPLC
-
Eine
Umkehrphasen-Hochdruckflüssigkeitschromatographie
(HPLC)-Untersuchung wurde entwickelt, um die Konzentrationen von
VII in Hundeplasma zu messen. Die Blutproben von Hunden wurden durch
Venenpunktur erhalten und 15 Minuten mit 1000 g zentrifugiert. Die
Proben wurden bis zur Analyse bei –20°C gefroren aufbewahrt. Die einzelnen
Proben wurden rasch aufgetaut und ein Aliquot (0,5 ml) wurde mit
einem internen Standard (20 μl
einer wässrigen
Lösung
mit 200 μg/ml
CM-II-87) versetzt. Den Proben wurde ein Aliquot von 1 ml Acetonitril
zugesetzt, um die Plasmaproteine zu präzipitieren. Die Proben wurden
verwirbelt und anschließend
15 Minuten mit 1000 g zentrifugiert. Der Überstand wurde in Extraktionsröhrchen aus
Glas dekantiert, anschließend
wurde 7,5 ml Ethylacetat zugesetzt. Das Extraktionsgemisch wurde
20 Minuten bei Raumtemperatur belassen, wobei es während dieses
Zeitraums mehrmals verwirbelt wurde. Anschließend wurden die Proben 10 Minuten
mit 1000 g zentrifugiert, die organische Phase wurde entfernt und
in Glasröhrchen
mit konischem Boden gegeben. Die organische Phase wurde unter Stickstoff
eingedampft. Die Proben wurden in 200 μl einer mobilen Phase (35:65
Acetonitril:Wasser) rekonstituiert und in ein Autosampler-Fläschchen
zur HPLC-Injektion überführt (Waters
717 plus Autosampler, Waters Corp., Milford, MA). Die isokratische mobile
Phase mit 35% (Vol./Vol.) Acetonitril in Wasser wurde mit einer
Flussrate von 1 ml/min gepumpt (Model 510, Waters Corp.). Bei der
stationären
Phase handelte es sich um eine C18-Umkehrphasensäule (Novapak C18, 3,9 × 150 mm).
Die Analyten wurden durch UV-Detektion bei 270 nm (Model 485 Absorptionsdetektor, Waters
Corp.) überwacht.
Die Retentionszeiten für
VII und CM-II-87 betrugen 11,1 bzw. 16,9 Minuten. Die chromatographischen
Daten wurden unter Verwendung einer Millenium Software gesammelt
und ausgewertet. Die Plasmakonzentrationen von VII in jeder Probe
wurden durch Vergleichen mit Kalibrierkurven bestimmt. Die Kalibrierkurven
wurden durch Zusetzen von bekannten Mengen an VII zu Hundplasma
erstellt. Die für
die Kalibrierkurven verwendeten Endkonzentrationen von VII in Proben
von Hundplasma betrugen 0,08, 0,2, 0,4, 2, 4, 10 und 20 μg/ml. Die
Kalibrierkurven waren über
diesen Konzentrationsbereich linear und zeigten Korrelationskoeffizienten
(r2) von 0,9935 oder mehr. Die Variationskoeffizienten der Standards
innerhalb einzelner Tage bzw. zwischen einzelnen Tagen lagen im
Bereich von 6,4% bei 0,08 μg/ml
bis 7,9% bei 20 μg/ml.
-
Die
Schmelzpunkte wurden mittels eines Thomas-Hoover-Kapillarschmelzpunktgeräts bestimmt,
wobei sie nicht korrigiert wurden. Die Infrarotspektren wurden auf
einem Perkin Elmer System 2000 FT-IR-Gerät aufgezeichnet. Die optischen
Rotationen wurden auf einem Autopol® III
Automatic Polarimeter (Rudolph Research Model Ill-589-10, Fairfield,
New Jersey) bestimmt. Die Protonen- und Kohlenstoff-13 Magnetresonanzspektren
wurden auf einem Bruker AX 300-Spektrometer
erhalten (300 und 75 MHz für 1H bzw. 13C). Die
Werte der chemischen Verschiebung wurden in Millionstelteilen (δ) bezogen
auf Tetramethylsilan (TMS) ausgedrückt. Die Spektraldaten waren
mit den zugeordneten Strukturen vereinbar. Die Massenspektren wurden
auf einem Bruker-HP Esquire LC System bestimmt. Die Elementaranalysen
wurden von Atlantic Microlab Inc. (Norcross, GA) durchgeführt, wobei
die beobachteten Werte innerhalb von 0,4% der theoretischen Werte
lagen. Die Routine-Dünnschichtchromatographie
(DC) wurde auf Silicagel auf Aluminiumplatten durchgeführt (Silicagel
60 F 254, 20 × 20
cm, Aldrich Chemical Company Inc., Milwaukee, WI). Die Flashchromatographie
wurde auf Silicagel (Merck, Grad 60, 230–400 Maschenzahlen, 60) durchgeführt. Das
Tetrahydrofuran (THF) wurde durch Destillation über Natriummetall getrocknet.
Das Acetonitril (MeCN) und das Methylenchlorid (CH2Cl2) wurden durch Destillation aus P2O5 getrocknet.