DE69034143T2

DE69034143T2 - Zusammensetzung, welche 5-Methyl-1-phenyl-2-(1 H)-pyridone enthält, zur fixierung und Vermeidung von fibrotischen Schädigungen

Info

Publication number: DE69034143T2
Application number: DE69034143T
Authority: DE
Inventors: Solomon B. Margolin
Original assignee: Yamauchi Shitotomo Chiyoda; Margolin Solomon B Dallas
Current assignee: Intermune Inc
Priority date: 1989-02-15
Filing date: 1990-02-15
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2010-02-16
Also published as: EP0458861B1; DE69033863D1; EP0458861A1; EP0383591A3; EP1138329B1; EP0383591B1; AU4981290A; AU633541B2; ATE136215T1; DE69034143D1; ES2220612T3; JPH02215719A; EP1138329B8; EP1138329A3; EP1138329A2; CA2010017C; EP0458861A4; CA2010017A1; JPH0552814B2; DE69033863T2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine medizinische Zusammensetzung zur Reparatur von Geweben mit fibrotischen Läsionen und zur Prävention von fibrotischen Läsionen, die 5-Methyl-1-phenyl-2-(1H)-pyridon als antifibrotischen Wirkstoff umfasst. Hierbei bezieht sich der Ausdruck "anti-fibro", "anti-fibrotisch" oder "Anti-Fibrose" auf die Reparatur einer pathologischen Polymerisation von Kollagen bei Lungenfibrose, Arteriosklerose, Prostatahypertrophie, einem Keloid, Myokarditis, Kollagenose, Narben, Falten und dergleichen und die Prävention sowie Normalisierung der vorhandenen pathologischen fibrotischen Gewebe.
FESTSTELLUNG DES STANDES DER TECHNIK
5-Methyl-1-phenyl-2-(1H)-pyridon selbst ist eine bekannte Verbindung und deren pharmakologische Wirkungen sind beispielsweise in den (offengelegten) japanischen Patentanmeldungen KOKAI Nr. 87677/1974 und 128438/1976 als Antiphlogistikum einschließlich von antipyretischen und analgetischen Wirkungen offenbart. Es wurde jedoch durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung entdeckt, dass die Erfindung eine antifibrotische Aktivität besitzt. Bisher war kein wirksames pharmakologisches Mittel oder keine entsprechende Zusammen setzung zur Verhinderung oder Entfernung von pathologischen fibrotischen Schädigungen der Lunge, der Prostatadrüsen, von Skelettmuskulaturerkrankungen, Herzmuskelentartung, Myokardinfarkt, Arteriosklerose und anderen Verletzungsfibroseerkrankungen verfügbar.
Es wurde beispielsweise wiederholt gezeigt, dass starke entzündungshemmende Glucocorticoide (mit dem Kohlehydratstoffwechsel in Bezug stehende Hormone), wie Hydrocortison oder Prednisolon, die in sehr großen Dosen verabreicht wurden, unwirksam gegenüber einer fibrotischen Erkrankung waren. Diese Glucocorticoide stoppen oder entfernen diese lebensbedrohenden fibrotischen Schädigungen nicht. Die Glucocorticoide können jedoch als entzündungshemmende Mittel unter solchen Bedingungen insofern wirksam sein, als sie das sekundäre Aufflackern einer akuten Entzündung, das in durch eine fibrotische Erkrankung geschädigten Geweben oder Organen intermittierend auftritt, zeitweise verbessern können. Tatsächlich kann eine übermäßige und länger dauernde Verabreichung von Glucocorticoiden bei einer fibrotischen Lungenerkrankung eine Zerstörung von Geweben aufgrund von Fibrose oder eine Exazerbation und Beschleunigung der fibrotischen Zerstörung verursachen.
Antopol (1950) war der erste von vielen Forschern, der ermittelte, dass die entzündungshemmenden Glucocorticoide gerne die fibrotische Entartung von Lungengeweben verstärken. In ähnlicher Weise gelang es mit den nicht-steroidalen entzündungshemmenden Mitteln, wie Aspirin, Salicylaten, Phenylbutazon, Indomethacin, verschiedenen Phenylessigsäurederivaten und dergleichen, ebenfalls nicht, die Bildung der fortschreitenden, chronischen fibrotischen Schädigung von Lungengeweben, Prostatageweben, Skelettmuskulaturgeweben und dergleichen zu stoppen oder deren Reparatur zu bewirken.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung entdeckten, dass 5-Methyl-1-phenyl-2-(1H)-pyridon bisher unbekannte pharmakologische Eigenschaften aufweist, die bei der medizinischen Therapie einer fibrotischen Erkrankung verwendbar sind, und auf der Grundlage dieser Erkenntnis entwickelten sie Arzneimittel, die die Verbindung als Wirkstoff enthalten, die hinsichtlich Reparatur und Vorbeugung von fibrotischen verletzten Geweben wirksam sind. Die Probleme des Standes der Technik wurden daher gelöst.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Zusammensetzungen zur Reparatur und Prävention von Gewebe mit fibrotischen Verletzungen, die 5-Methyl-1-phenyl-2-(1H)-pyridon als antifibrotischen Wirkstoff umfassen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist ein Diagramm, das die in Tabelle 3 angegebenen Tiertestdaten zeigt, die die Wirkung des Arzneimittels der vorliegenden Erfindung angeben.
Die Zusammensetzung dieser Erfindung ist neu als antifibrotisches Arzneimittel, d. h. als Mittel zur Behandlung von Fibrose. Von keinen bestehenden Verbindungen wurde jemals in Veröffentlichungen gezeigt, dass sie zur Reparatur und Prävention von fibrotischen Läsionen wirksam sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die hier beschriebene "antifibrotische Aktivität" unterscheidet sich von "fibronolytischer" oder "Anti-Fibrin"-Aktivität.
Die "fibronolytische" oder "Anti-Fibrin"-Aktivität bezieht sich auf die biologische Fähigkeit einer pharmazeutischen Substanz zur

(1) Verhinderung einer Fibrinbildung (Verhinderung der Bildung eines Blutpfropfens) oder
(2) Lyse oder Auflösung eines zuvor gebildeten Blutpfropfens.

Die durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung entdeckte und hier verwendete "antifibrotische" Aktivität bezieht sich auf die Fähigkeit einer aktiven Substanz zur

(1) Verhinderung einer übermäßigen pathologischen Ansammlung von kollagenhaltigem Narben- oder Bindegewebe in verschiedenen Körperstrukturen und Organen (üblicherweise von einer Verletzung, Allergie, Infektion oder einer ererbten genetischen Abweichung ausgelöst) oder
(2) Verursachung der nicht-chirurgischen Entfernung oder biologischen Auflösung einer vorhandenen übermäßigen und pathologischen Ansammlung von fibrotischem kollagenhaltigem Gewebe (beispielsweise bei der Auflösung von lebensbedrohenden fibrotischen Schädigungen der Lunge, die sich bei Patienten mit Asbestose findet).

A. BINDEGEWEBSPROTEINE VON SÄUGETIEREN
Drei Hauptklassifizierungen von Bindegewebsproteinen sind bekannt, wobei die größten Anteile aus Kollagenarten (70–80%) und Elastinarten (15–20%) bestehen. Eine Mischgruppe bildet die dritte und kleinste Klasse.
Die allgemeinen biochemischen Eigenschaften der Kollagenarten, die das Hauptprotein

(1) in normalem weißem Bindegewebe und
(2) in Narben- oder fibrotischem Gewebe

Das Elastin bildet das Hauptprotein von gelbem Bindegewebe, das sich in elastischen Strukturen, wie den Wänden von größeren Blutgefäßen und Wänden der Lungenbläschen, findet.
Untersuchungen von Geweben auf der molekularen biochemischen Ebene zeigten eine sehr geringe Umsatzrate für Stoffwechselprozesse, an denen fibrotisches Lungenkollagen beteiligt ist. Tatsächlich läßt sich die Stoffwechselrate in Jahren messen. Im Gegensatz dazu werden die Stoffwechselraten der anderen Bindegewebskollagene einschließlich von Elastin und dergleichen in Stunden und Tagen gemessen und ausgedrückt (White, Handler und Smith, 1973, Seite 983).
B. INTERSTITIELLE PROLIFERATION (HYPERPLASIE) VON FIBROBLASTENZELLEN IN LUNGEN UND ANDEREN ORGANGEWEBEN
Die Synthese verschiedener Kollagene, die sich in Narben- oder fibrotischen Strukturen finden, findet in Fibroblastenzellen statt, die dann das Kollagen in die umgebende Matrix extrudieren. Während dieses Wundreparaturprozesses erfolgt

(1) eine schnelle Proliferation und Zunahme der Anzahl der Fibroblasten an dieser Stelle und
(2) ein scharfer Anstieg der Synthese- und Extrusionsrate von Kollagen.

Wenn diese zwei Phänomene nicht verhindert werden, bewirkt die pathologische und fortschreitende Ansammlung von Kollagen eine Polymerisation und eine fibrotische Erkrankung (bei spielsweise die Beeinträchtigung der Atmungsfunktion, eine beeinträchtigte Kreislauffunktion über fibrotische Veränderungen der Arterienwände, eine fibrotische Degeneration der Nieren- und Leberfunktion, eine geschädigte Skelettmuskulaturfunktion, eine fibrotische Schädigung des Herzmuskels oder der Skelettmuskulatur, fibrotische degenerative Veränderungen in Nervengeweben im Zentralnervensystem sowie im peripheren Nervensystem u. dgl.) [Kinichiro Kajikawa, "Concept of Collagen Disease", 52 (1972)].
Bei einer interstitiellen fibrotischen Lungenhyperplasie sind kleine und feste Knötchen durchgängig durch das Lungengewebe tastbar und bei grober Überprüfung werden sie aufgrund ihrer opaken, luftfreien Struktur als Herde anomaler Ansammlungen von fibrotischem Bindegewebe erkannt. Diese Herde variieren entsprechend ihrem Alter bezüglich Größe und Farbe. Ihre aggressive und fortgesetzte Vergrößerung und das Zusammenwachsen führen letztlich zu einer Kollagenverfestigung von großen Segmenten der Lunge.
Diese sich vergrößernden Herde treffen auch auf die Lungenkapillaren, wodurch die Lungendurchblutung vermindert wird und sie behindern gleichzeitig die Lymphableitung aus der Lunge. Infolgedessen sammelt sich Exudat in den Alveolen an und es ergibt sich eine sekundäre Verdickung der Alveolenwand. Diese Wechselwirkungsprozesse vermindern die Effizienz des Gasaustauschs in den Lungenalveolen, der eine primäre Funktion der normalen Lunge ist, stark.
Außerdem erhöhen diese fibrotischen Veränderungen und Ansammlungen der Lunge den Lungenblutgefäßwiderstand und sie führen zu Cor pulmonale (stark erhöhter Lungenblutdruck). Ein langdauernder erhöhter Lungenblutdruck führt fast unweigerlich zu Stauungsherzinsuffizienz zusätzlich zu der durch den unzureichenden Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid in der Lun ge verursachten Cyanose. Die Prognose ist schlecht und die Häufigkeit von schwerer Morbidität und Todesfällen ist hoch.
Des weiteren beeinträchtigt die Fibrose der Lunge die physiologischen und biochemischen Funktionen der Lunge, die unabhängig von der im vorherigen angeführten Rolle der Lunge für den Gasaustausch (Sauerstoff und Kohlendioxid) der Lunge sind. Diese umfassen:

(1) Filtration, Abbau und Entfernung der folgenden Substanzen:
(a) ältere Leukocyten aus dem Blut und
(b) teilchenförmiges Material (beispielsweise Gewebezellenabfall, Blutzellenaggregate, inertes Fremdmaterial, kleine Thromben);
(2) Synthese adequater Zufuhrmengen von Heparin.

Heparin ist eine übliche Substanz, die normalerweise die Bildung von lebensbedrohenden Blutpfropfen in den Hauptblutgefäßen (beispielsweise Hirn- und Koronarblutgefäßen) verhindert.
C. DIFFERENZIERUNG ZWISCHEN ANTIFIBROTISCHER AKTIVITÄT UND ENTZÜNDUNGSHEMMENDER AKTIVITÄT
Die pharmakologische antifibrotische Aktivität, deren Beispiele das Stoppen und die Entfernung von Lungennarbenbildung (interstitielle Hyperplasie und fibrotische Herde) oder hier beschriebene pathologische fibrotische Schädigungen in anderen Organen oder Geweben sind, ist deutlich verschieden und unabhängig von einer pharmakologischen entzündungshemmenden Aktivität.
Die schwächende pathologische Degeneration von von einer fi brotischen Erkrankung betroffenen Organen und Geweben dauert über längere Zeiträume hinweg, die in Monaten oder Jahren gemessen werden, über die Kurzzeitigkeit (Stunden und Tage) von sich verschlimmernden entzündlichen Reaktionen bzw. Ausbrüchen an (Die klassischen klinischen und histopathologischen Zeichen eines Ödems, von lokaler Wärme und Leukocyteninfiltration sind verschwunden).
Die Zusammensetzung dieser Erfindung ist wirksam zur Behandlung von durch pathologische und übermäßige fibrotische Ansammlungen verursachten Erkrankungen, wie Lungenfibrose, gutartige Prostatahypertrophie, Koronarinfarkte, Hirninfarkte, Myokardfibrose, Skelettmuskulaturfibrose, postoperative Verwachsungen, Leberzirrhose, Nierenfibroseerkrankung, fibrotisches Gefäßleiden (Atherosklerose, Varix oder Varikosevenen), Sklerodermie, Alzheimer-Krankheit, diabetische Retinopathie, Glaukom und dergleichen. 5-Methyl-1-phenyl-2-(1H)-pyridon (5MP2P) stoppt nicht nur die Bildung von neuem fibrotischem Gewebe, sondern bewirkt die Entfernung von zuvor gebildetem fibrotischem kollagenhaltigem Gewebe. Diese pharmakologischen Eigenschaften von 5MP2P sind bisher unbekannt.
Dies wurde wiederholt bei experimentell induzierter Lungenfibrose und bei Menschen mit fortgeschrittener lebensbedrohender Lungenfibrose nachgewiesen.
Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Stoppen der Bildung oder Bewirken einer Entfernung einer pathogenen Ansammlung von wasserunlöslichem kollagenhaltigem Bindegewebe (beispielsweise überschüssigem Narben- oder fibrotischem Verletzungsgewebe u. dgl.). Durch die medizinische Entfernung dieses pathologischen kollagenhaltigen Gewebes in fibrotischen Lungen gelingt 5MP2P eine Beseitigung oder Verhinderung von:

(1) der mechanischen Kompression oder des mechanischen Verschlusses (Stenose) von Blutgefäßen (beispielsweise Lungenarterien, -venen und -kapillaren), Lungenbronchiolen und -alveolen,
(2) der Hemmung der primären Atmungsfunktion der Alveolen der Lunge, nämlich des Austauschs der Gase Sauerstoff (O₂) und Kohlendioxid (CO₂),
(3) des erhöhten Widerstands von Lungenblutgefäßen (Cor pulmonale), der gerne eine tödliche Stauungsherzinsuffizenz wegen der übermäßigen Arbeitsbelastung des Herzmuskels, die durch das Cor pulmonale hervorgerufen wird, verursacht.

Die dramatische und neue antifibrotische Aktivität gegenüber der Lunge durch 5MP2P wurde in Labortierexperimenten (Ratten, Hamster, Hunde) und bei Menschen beobachtet und nachgewiesen. Die antifibrotische Aktivität bei Herzinfarkten, gutartiger Prostatahypertrophie und postoperativen Verwachsungen wurde bei Menschen beobachtet. Die antifibrotische Aktivität gegenüber der Niere wurde bei Hamstern nachgewiesen. In jedem Fall war die antifibrotische Aktivität deutlich verschieden von entzündungshemmenden Eigenschaften.
Die akute Toxizität des Wirkstoffs in der medizinischen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung, der die antifibrotische Aktivität ausübt, ist in der folgenden Tabelle angegeben.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezug auf die folgenden Beispiele beschrieben.
Es zeigte sich, dass die ermittelte anti-fibrotische Aktivität gegenüber Lungenfibrose ganz verschieden und unabhängig von einer entzündungshemmenden Aktivität war, wenn diese Aktivitäten bei Ratten und Hamstern gemesen wurden. Experimente bei Hunden und klinische Versuche bei Menschen bestätigen diese Erkenntnisse. 5MP2P wurde hinsichtlich oraler antifibrotischer Aktivität bei Labortieren und Menschen intensiv untersucht. Die anti-fibrotische Wirkung bei Lungenfibrose wurde bei oraler Verabreichung

(1) in Nahrungsrationen oder durch Verfütterung an Ratten oder Hamster,
(2) als orale Kapseln bei Hunden und
(3) bei oraler Verabreichung an Menschen demonstriert.

Beispiel 1
Die Ergebnisse einer histopathologischen Überprüfung der Lungen von Ratten auf Fibrose (interstitielle Hyperplasie) nach der Aufnahme von 300 mg/kg Körpergewicht von 5MP2P in der Nahrung während drei Monaten sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Die einzelnen Mikroskopablesungen der Lunge sind ebenfalls in Tabelle 2 angegeben, wobei ein Punkteschema aus 0, 1, 2 und 3 den Grad der Fibrose spiegelt.
Die Daten in Tabelle 3 zeigen eine statistisch signifikante Verminderung des Ausmaßes von Fibrose bei Ratten, die 5MP2P erhielten, im Vergleich zu Placebokontrollratten (Gruppe 1). Die mittlere Punktezahl für die Kontrollen (Gruppe 1) betrug 1,63 + 0,23 und für die Gruppe IV (5MP2P, 300 mg/kg Körpergewicht pro Tag) 0,95 + 0,23.
Der Student-T-Wert betrug 2,43, wobei P kleiner als 0,02 war (statistisch hoch signifikant).
Bei männlichen und weiblichen Beagle-Hunden zeigte sich, dass die anti-fibrotische Aktivität eine direkte Funktion der Dosierung des verabreichten 5MP2P war – ein klassisches pharmakologisches Dosisansprechverhalten (Tabelle 3, 1). Die mikroskopische Untersuchung von Lungengeweben und Punktezahlen in einem Schema aus 0, 1, 2 und 3 für Fibrose ergab einen klaren Nachweis für eine statistisch signifikante Verminderung der Lungenfibrose bei Hunden, die das Arzneimittel erhielten, im Vergleich zu Kontrolltieren.
Die mittlere Punktezahl für die Gruppe I (Kontrolle) betrug 2,11 + 0,31 und für die Gruppe IV, die 5MP2P mit 150 mg/kg pro Tag oral in Kapseln erhielt, 0,22 + 0,15.
Bei Hamstern wurde eine durch Crysotilasbest induzierte Lungenfibrose nach einer oralen Gabe von 5MP2P beseitigt (vgl. Tabelle 4).
Diese antifibrotische Aktivität war nicht einfach eine palliative (lindernde) Wirkung.
Die Asbest-induzierte Fibrose trat nach der Absetzung von 5MP2P für zwei Monate nicht wieder auf.
Ähnliche Ergebnisse wurden bei Versuchen an humanen Patienten mit durch Asbest verursachter Lungenfibrose beobachtet.
Zum allerersten Mal ermöglicht 5MP2P einen Lungenlösungsprozess, wodurch eine lebensbedrohende Erkrankung mit einer verfestigten fibrotischen Lunge zu einem relativ normalen Gewebe, bei dem die Alveolen nicht länger zusammengefallen oder verschlossen sind, wiederhergestellt werden kann.
Das heißt, die mikroskopische Untersuchung zeigt, dass die Gewebe regeneriert sind und normale schwammige Lungen werden.
Die neue Rolle von 5MP2P bei der therapeutischen Reparatur von fibrotischem Lungengewebe, die sich durch die Entfernung fibrotischer Schädigungen und die diese begleitende Regeneration von normalem Lungengewebe auszeichnet, wurde bei experimenteller Asbestose durch histopathologische Untersuchung von Lungengewebeproben unter dem Lichtmikroskop und Elektronenmikroskop beobachtet (Tabelle 4).
Gegebenenfalls sehr geringe fibrotische Veränderungen wurden nach einer Behandlung mit entsprechenden Dosen von 5MP2P beobachtet.
Eine weitere neue Entdeckung war der Nachweis unter dem Elektronenmikroskop, das die in die Lungenzellen eingebetteten Asbestfasern, die die intensiven fibrotischen Schädigungen ausgelöst und unterhalten hatten, ebenfalls entfernt worden waren. Dies wurde anschließend durch Veraschen von Lungenproben in einem Laborofen und die anschließende Bestimmung des Asbestgehalts bestätigt.
Die Entdeckung dieser zusätzlichen neuen "Reinigungs"eigenschaft von 5MP2P zum ersten Mal bietet ein therapeutisches pharmakologisches Heilmittel für eine durch eine chronische Atemwegserkrankung verursachte Ansammlung in den Lungen durch Inhalation von mit schädlichen Fremdstoffen verschmutzter Luft, Asbest, die schwarze Lungen von Bergleuten, Silicose, Industriestaub (Getreide, Kalk, Düngemittel, Baumwollfasern, Glasfasern, Kunststoffe u. dgl.).
TABELLE 1 Gegensatz zwischen den Eigenschaften von Kollagen und Elastin
TABELLE 2
TABELLE 2 (Fortsetzung)
TABELLE 3 Wirkung von oralem 5MP2P auf Lungeninterstitium-Hyperplasie (Fibrose) bei Hunden
TABELLE 4 Wirkung von oralem 5MP2P auf Asbest-induzierte Lungeninterstitiumfibrose bei Hamstern
Grad der Fibrose

0: normales Gewebe
1: minimal
2: mäßig
3: schwer

Beispiele für die medizinischen Zubereitungen umfassen: (1) Kapseln, (2) Tabletten, (3) Pulver, (4) Granulate, (5) Sirupe, (6) eine Injektion (intravenöse, intramuskuläre oder tropfenweise Verabreichung), (7) eine Creme, (8) eine Salbe, (9) eine Inhalation, (10) Augentropfen, (11) (12) Suppositorien, (13) Pillen und dergleichen.
Die obigen Zubereitungen stehen zur Verfügung. Von diesen sind Kapseln, Injektionen, Cremes und Salben bevorzugte Zubereitungen. Medizinische Zubereitungen umfassen im allgemeinen auch einen oder mehrere pharmazeutisch geeignete Träger.
Testbeispiel 1
In einer Kapsel sind 100 mg, 200 mg oder 400 mg 5MP2P enthalten.
Testbeispiel 2
5- oder 10%ige hydrophile Salbe von 5MP2P.
5MP2P wird üblicherweise in Amerika an Menschen in einer Dosis von 100–800 mg/Mal verabreicht; eine tägliche Dosis von insgesamt 400–2400 mg für 3 Verabreichungen pro Tag wird als günstig betrachtet.
Obwohl die Erfindung detailliert und unter Bezug auf spezielle Ausführungsformen derselben beschrieben wurde, ist einem Fachmann klar, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen in derselben ohne Abweichen von der Idee und dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können.

Claims

Verwendung von 5-Methyl-1-phenyl-2-(1H)-pyridon zur Herstellung eines Medikaments zum Stoppen der Bildung von fibrotischen Läsionen.
Verwendung nach Anspruch 1 zur Herstellung eines Medikaments, das 100 bis 800 mg 5-Methyl-1-phenyl-2-(1H)-pyridon enthält.
Verwendung nach Anspruch 1 zur Herstellung eines Medikaments, das 100 bis 400 mg 5-Methyl-1-phenyl-2-(1H)-pyridon enthält.