DE69112376T2

DE69112376T2 - Verbesserte Therapiemethode.

Info

Publication number: DE69112376T2
Application number: DE69112376T
Authority: DE
Inventors: Shih Chuan; Gerald Burr Grindey
Original assignee: Eli Lilly and Co
Current assignee: Eli Lilly and Co
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1991-09-17
Publication date: 1996-03-14
Anticipated expiration: 2011-09-18
Also published as: DK0505640T3; DE69112376T3; EP0505640B2; ATE126700T1; CA2051520C; AU8457091A; HK161495A; DK0505640T4; EP0505640B1; AU640524B2; ES2077808T3; DE69112376D1; JPH0597705A; CY1888A; ES2077808T5; CA2051520A1; JP3468534B2; GR3017774T3; EP0505640A1; ZA917406B

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Folsäure und verwandten Verbindungen, um die Toxizität nicht aber die therapeutische Wirkung von Antitumor-Antifolat-Mitteln zu vermindern.
Lometrexol ist der Gattungsname für 5,10-Dideazatetrahydrofol- säure, die auch als DDATHF bezeichnet wird. Lometrexol ist ein Mitglied einer neuen Klasse von Antitumormitteln, von denen gefunden wurde, daß sie spezifisch die Glycinamid-Ribonukleotid- (GAR)-Transformylase hemmen, ein Enzym, das in den Anfangsstufen der Purinbiosynthese notwendig ist, siehe J. Med. Chem., 28, 914 (1985) Verschiedene dieser GAR-Transformylase-Inhibitoren werden zusammen mit deren Nützlichkeit als Antitumormittel von Taylor et al. in US-PS Nr. 4,684,653, 4,833,145, 4,902,796, 4,871,743 und 4,882,334 beschrieben. Es ist auch bekannt, daß GAR-Transformylase-Inhibitoren geeignet sind, um Zustände wie Gicht, Psoriasis, Mycosis fungoides, Autoimmunkrankheiten, Polyarthritis und andere entzündliche Störungen zu behandeln und bei Organtransplantationen und anderen verwandten immunsupprimierenden Zuständen geeignet sind.
Lometrexol wurde klinisch untersucht, und es wurde gezeigt, daß es ein potentes Antitumormittel ist, insbesondere gegenüber festen Tumoren wie Kolorektal-, Lungen-, Brust-, Kopf-und Hals- und Pancreastumoren; Young et al., Proc. Amer. Assoc. Cancer Research, 31, 1053 (1990). Wie die meisten anderen Tumormittel weist Lometrexol einige unerwünschten Nebenwirkungen auf, zusätzlich zu seiner Wirksamkeit gegenüber Tumoren; Muggia et al., Proc. Amer. Soc. Clinical Oncology, 9, 1285 (1990). Typische Nebenwirkungen, die bisher beobachtet wurden, schließen Anorexie, Gewichtsverlust, Mucositis, Leukopenie, Anämie, Hypoaktivität und Dehydratisierung ein.
Es wurde nun gefunden, daß die toxischen Wirkungen von Lometrexol und verwandten GAR-Transformylase-Inhibitoren und anderen Antifolatmitteln, die an folatbindendes Protein (FBP) binden (siehe z.B. Kane, et al., Laboratorv Investigation, 60, 737 (1989)), wesentlich durch Gegenwart eines FBP-bindenden Mittels vermindert werden können, ohne die therapeutische Wirksamkeit negativ zu beeinflussen. Die vorliegende Erfindung liefert daher ein Verfahren zur Verbesserung des therapeutischen Nutzens von GAR-Transformylase-Inhibitoren und anderen Antifolaten durch gleichzeitige Verabreichung eines FBP-bindenden Mittels an den Wirt, der die Behandlung erhält.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Hemmung des Wachstums von GAR-transformylaseabhängigen Tumoren bei Säugetieren bereitgestellt, das umfaßt, daß man diesen Säugetieren eine wirksame Menge eines GAR-Transformylase-Inhibitors oder eines anderen Antifolats, das an FBP bindet, zusammen mit einer die Toxizität vermindernden Menge eines FBP-bindenden Mittels oder eines physiologisch verfügbaren Salzes oder Esters davon verabreicht. Die Erfindung liefert genauer ein Verfahren, um die Toxizität eines GAR-Transformylase-Inhibitors oder anderen Antifolats, das an ein FBP bindet, bei Säugetieren zu vermindern, das umfaßt, daß man eine die Toxizität vermindernde Menge eines FBP-bindenden Mittels oder eines physiologisch verfügbaren Salzes oder Esters davon dem Säugetier, das die Behandlung erhält, verabreicht. Insbesondere wird ein Verfahren zur Verminderung der Toxizität eines GAR-Transformylase-Inhibitors oder anderen Antifolats, das an FBP bindet, bei einem Säugetier zur Verfügung gestellt, das umfaßt, daß man das Säugetier mit einer Menge einer. Verbindung ausgewählt aus Folsäure, (6R)-5-Methyl- 5,6,7,8-tetrahydrofolsäure, und (6R)-5-Formyl-5,6,7,8-tetrahydrofolsäure oder einem physiologisch verfügbaren Salz oder Ester davon vorbehandelt, die ausreicht, daß im wesentlichen das FBP blockiert ist vor Verabreichung des Antifolats. In der am meisten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird Lometrexol an einen Patienten, der unter einem festen Tumor oder einer anderen Art von Krebs leidet und eine Behandlung benötigt, nach der Vorbehandlung mit Folsäure verabreicht, wodurch die toxischen Wirkungen von Lometrexol vermindert werden, wobei gleichzeitig die gute Antitumoraktivität aufrechterhalten wird.
Die Erfindung liefert ein Verfahren, um die Toxizität von GAR- Transformylase-Inhibitoren oder anderen Antifolaten, die an FBP binden, das in biologischen Systemen gefunden wird, zu vermindern durch vorherige Verabreichung eines FBP-bindenden Mittels oder eines physiologisch verfügbaren Salzes oder Esters davon. GAR-Transformylase-Inhibitoren und verwandte Antifolate sind solche Verbindungen, die die biologischen Wirkungen des Enzyms, das als Glycinamidribonukleotid-Transformylase bekannt ist, wirksam hemmen. Es ist wohlbekannt, das dieses Enzym in den Anfangsstufen der Purinbiosynthese bei Säugetieren gebraucht wird, die an der DNA-Synthese beteiligt ist. Eine Unterbrechung dieses biosynthetischen Weges verursacht eine Störung der DNA- Synthese und verursacht daher den Zelltod. Jede Verbindung, von der gezeigt wird, daß sie GAR-Transformylase oder andere folaterfordernde Enzyme hemmt , ist Gegenstand der erfindungsgemäßen Behandlung.
Typische GAR-Transformylase-Inhibitoren schließen die Pyrido[2,3-d]pyrimidinderivate, die von Taylor et al. in US-PS 4,684,653, 4,833,145, 4,902,796, 4,871,743 und 4,882,334 beschrieben werden, ein. Eine weitere Serie von GAR-Transformylase-Inhibitoren wurde kürzlich von Akimoto in US-PS 4,997,838 beschrieben. Antifolatverbindungen, die erfindungsgemäß angewendet können, schließen Thymidylatsynthase-Inhibitoren ein, wie sie sich in der EP-A Anmeldung 0 239 362 finden. Andere GAR- Transformylase-Inhibitoren und Antifolate liegen auch im Bereich der Erfindung, und solche Verbindungen können durch Routineauswertung bestimmt werden, entweder durch ihre Fähigkeit, mit dem Enzym eine Wechselwirkung einzugehen und dieses zu hemmen oder an FBP zu binden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird Folsäure an einen Patienten verabreicht, dem anschließend ein Mittel der Formel:
worin
R¹ ein Hydroxy- oder Aminorest ist;
R² Wasserstoff, ein Methyl-, Ethyl- oder Propinylrest ist;
B -CH- oder -N- ist;
n 1, 2 oder 3 ist;
Z Stickstoff oder Kohlenstoff ist;
A ein Pyrido-, Tetrahydropyrido-, Pyrrolo-, Dihydropyrrolo-, Cycopentyl- oder Cyclohexylrest ist;
X Wasserstoff oder Halogen ist;
und pharmazeutisch annehmbare Salze davon verabreicht werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird Lometrexol als GAR-Transformylase-Inhibitor verwendet. Wie oben angegeben schließen die Arzneimittelprodukte, die erfindungsgemäß angewendet werden können, andere Antifolate ein, die an folatbindendes Protein binden können. Folsäure selbst hat eine Bindungskonstante (ng/ml) von 1,8 und Lometrexol hat eine Bindungskonstante von 9,7 gegenüber Rinder-FBP. Jeder GAR-Transformylase-Inhibitor oder jedes andere Antifolat, das mit weniger als etwa 500 ng/ml bindet, kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden. Die Folatbindungskonstante für Arzneimittelprodukte kann leicht bestimmt werden mit dem allgemeinen Verfahren von Dunn und Foster, Clin. Chem., 19 (10), 1101 - 1105 (1973). Typische Antifolate, die bei dem in Betracht kommenden Verfahren ausgewertet wurden, haben die folgenden Folatbindungskonstanten, die in Tabelle I unten angegeben sind: Bindungskonstante
Der Ausdruck "FBP-bindendes Mittel", wie er in dieser Erfindung verwendet wird, bezieht sich auf Folsäure, (6R)-5-Methyl- 5,6,7,8-tetrahydrofolsäure oder (6R)-5-Formyl-5,6,7,8-tetrahydrofolsäure. Letztere Verbindung ist das (6R)-Isomer von Leucovorin wie in J. Am. Chem. Soc., 74, 4215 (1952) offenbart. Beide Tetrahydrofolsäure-Verbindungen sind in der unnatürlichen Konfiguration an Position 6 - sie sind 10- bis 20fach effizienter bei der Bindung des folatbindenden Proteins verglichen mit dem entsprechenden (6S)-Isomer - siehe Ratnam, et. al., Folate and Antifolate Transport in Mammalian Cells Symposium, März 21-22, 1991, Bethesda, Maryland. Diese Verbindungen werden gewöhnlich als Mischung mit der natürlichen Form (6S) der Diastereomeren durch nichtstereoselektive Reduktion aus den entsprechenden Dehydrovorläufern hergestellt, woran sich eine Abtrennung durch chromatographische oder enzymatische Techniken anschließt. Siehe z.B. PCT Offenlegungsschrift WO 880844 (auch Derwent Abstract 88-368464/51) und kanadisches Patent 1093554.
Folsäure ist ein Vitamin, das von Säugetieren für die richtige Regeneration der blutbildenden Elemente und deren Funktionieren gebraucht wird und als Coenzym an intermediären metabolischen Verfahren, bei denen Ein-Kohlenstoffeinheiten transferiert werden, beteiligt ist. Diese Reaktionen sind wichtig für Umwandlungen verschiedener Aminosäuren bei der Purin- und Pyrimidinsynthese. Folsäure wird allgemein den Menschen über Nahrungsmittel zugeführt durch Verbrauch von Nahrungsmittelquellen wie Leber, Niere, trockenen Bohnen, Spargel, Pilzen, Broccoli, Salat, Milch und Spinat ebenso wie durch Vitaminzusatzstoffe. Die minimale Menge an Folsäure, die normalerweise für normale Erwachsene erforderlich ist, ist etwa 0,05 mg/Tag. Erfindungsgemäß wird Folsäure oder ein physiologisch verfügbares Salz oder physiologisch verfügbarer Ester davon an einen menschlichen Patienten in einer Dosis von 0,05 mg/Tag bis 30 mg/Tag verabreicht, um die toxischen Wirkungen eines GAR-Transformylase- Inhibitors oder anderen Antifolats, das den Patienten auch verabreicht wirci, zu vermindern. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird Folsäure mit 1 bis 5 mg/Tag zusammen mit der normalen Dosierung des GAR-Transformylase-Inhibitors, wie Lometrexol, verabreicht.
Bezogen auf die relativen Bindungskonstanten für die jeweiligen Verbindungen wird erwartet, daß ungefähr 1 mg/Tag bis 90 mg/Tag (vorzugsweise ungefähr 2 bis 15 mg/Tag) (6R)-5-Methyl-5,6,7,8- tetrahydrofoisäure oder etwa 5 bis 300 mg/Tag (vorzugsweise etwa 10 bis 15 mg/Tag) (6R)-5-Formyl-5,6,7,8-tetrahydrofolsäure oder deren jeweilige physiologisch verfügbare Salze oder Ester zusammen mit dem GAR-Transformylase-Inhibitor angewendet werden.
"Physiologisch verfügbares Salz" bezieht sich auf das Kalium-, Natrium-, Lithium-, Magnesium- oder vorzugsweise Kalziumsalz des FBP-bindenden Mittels. "Physiologisch verfügbarer Ester" bezieht sich auf Ester, die leicht bei Verabreichung an ein Säugetier hydrolysieren, was das entsprechende FBP-bindende Mittel als freie Säure liefert, z.B. C&sub1;-C&sub4; Alkylester, gemischte Anhydride und dergleichen.
Das erfindungsgemäß zu verwendende FBP-bindende Mittel kann in der freien Säureform oder in Form eines physiologisch annehmbaren Salzes oder Esters sein, der in die Stammsäure in einem biologischen System umgewandelt wird. Die Dosierung wird allgemein in der Form eines Vitaminzusatzmittels bereitgestellt, nämlich als oral verabreichte Tablette, vorzugsweise als Depotpräparat, als wässrige Lösung zugegeben zu Trinkwasser, einem wässrigen parenteralen Präparat, z.B. einem intravenösen Präparat oder dergleichen.
Das FBP-bindende Mittel wird dem betreffenden Säugetier vor der Behandlung mit dem GAR-Transformylase-Inhibitor oder anderen Antifolat verabreicht. Eine Vorbehandlung mit der geeigneten Menge des FBP-bindenden Mittels etwa 1 bis etwa 24 Stunden lang ist gewöhnlich ausreichend, um das folatbindende Protein vor der Verabreichung des GAR-Transformylase-Inhibitors oder anderen Antifolats ausreichend zu binden und zu blockieren. Obwohl eine einzige Dosis des FBP-bindenden Mittels, vorzugsweise eine orale Verabreichung von Folsäure ausreichend sein sollte, um das folatbindende Protein zu beladen, kann eine Mehrfach-Dosierung des FBP-bindenden Mittels angewendet werden iiber Zeiträume von bis zu Wochen vor der Behandlung mit dem aktiven Mittel, um sicherzustellen, daß das folatbindende Protein ausreichend gebunden ist, um den durch eine solche Vorbehandlung erreichten Nutzen zu maximieren.
Bei der besonders bevorzugten Ausführungform der Erfindung werden 1 mg bis 5 mg Folsäure oral an ein Säugetier 1 bis 24 Stunden vor der parenteralen Verabreichung der Lometrexol-Menge, die normalerweise erforderlich ist, um die gewünschte therapeutische Wirkung zu erzielen, verabreicht. Obwohl größere oder zusätzliche Dosen von Folsäure oder einem anderen FBP-bindenden Mittel auch möglich sind, wird mit den obigen Parametern gewöhnlich eine ausreichend große Menge folatbindendes Protein gebunden, um die Toxizitätswirkungen, die normalerweise bei der Lometrexol-Verabreichung auftreten, zu vermindern.
Es ist anzumerken, daß das FBP-bindende Mittel kein Antitumormittel ist und daß die Vorbehandlung eines Säugetiers mit einem FBP-bindenden Mittel nicht eine synergistische oder verstärkende Wirkung hat. Statt dessen werden dadurch, daß das folatbindende Protein im wesentlichen durch ein FBP-bindendes Mittel vor der Verabreichung des GAR-Transformylase-Inhibitors oder eines anderen Folats gebunden wird, die toxischen Wirkungen einer solchen anschließenden Behandlung stark vermindert ohne die therapeutische Wirksamkeit zu beeinflussen.
Die Wirkung von Folsäure auf GAR-Transformylase-Inhibitoren wurde in Standard-Tests gezeigt, die allgemein verwendet werden, um die Antitumoraktivität und die toxischen Wirkungen der GAR- Transformylase-Inhibitoren selbst zu bestimmen. Bei einem solchen Test werden Mäuse mit einem Mammaadenokarzinom des C3H- Stammes geimpft, indem ein 2 mm mal 2 mm Abschnitt des Tumors in die Axilliarregion der Mäuse mit einem Trokar eingesetzt wird. Bei allen Versuchen wurde Lometrexol intraperitoneal einmal am Tag an fünf aufeinanderfolgenden Tagen verabreicht, wobei an dem Tag nach der Tumoreinpflanzung begonnen wurde. Zehn Tiere wurden pro Dosierungshöhe verwendet. Die Antitumoraktivität wurde am Tag 10 bestimmt, indem die Länge und Breite des Tumorwachstums unter Verwendung von Nonius-Schublehren gemessen wurde, und die Aktivität wurde ausgedrückt als Prozent Hemmung des Tumorwachstums.
Wenn Lometrexol an infizierte Mäuse verabreicht wurde, die zwei Wochen vor und während der Behandlung auf einer Diät gehalten wurden, die vollständig frei von Folsäure war, zeigte sich bei sehr geringen Dosen eine mäßige Antitumoraktivität, es wurde aber eine schwere Toxizität bei einer sehr geringen Dosis verursacht (gemessen am Tod der Mäuse). Diese Daten sind in Tabelle II unten angegeben. TABELLE II Antitumoraktivität und toxische Wirkung von Lometrexol bei C3H Mäusen nach zwei Wochen folatfreier Diät Lometrexol Dosis Antitumoraktivität (% Hemmung) Toxizität (tote Mäuse/ Mäuse gesamt)
Eine Testgruppe von Mäusen wurde zwei Wochen vor der Behandlung auf einer folsäurefreien Diät gehalten. Folsäure wurde dann während der Behandlung verabreicht, indem die Tiere Trinkwasser erhielten, das 0,0003% Folsäure (Gewicht/Volumen) enthielt. Diese Konzentration entspricht etwa 1,75 mg Folsäure pro Quadratmeter Körperoberfläche pro Tag, da die Tiere etwa 4 ml Wasser pro Tag verbrauchen. Gramm Milligramm Tag
Die durchschnittliche Größe einer Maus ist 0,00687 m². Gramm Tag
Beim Menschen mit etwa 1,73 m² Größe entspricht dies einer Dosierung für einen erwachsenen Menschen von etwa 3,0 mg/Tag. Die Wirkung der vorhergehenden Folatdosierung auf die Aktivität und Toxizität von Lometrexol ist in Tabelle III unten gezeigt: TABELLE III Antitumoraktivität und Toxizität von Lometrexol bei C3H Mäusen nach zwei Wochen folatfreier Diät plus Zugabe von 0,0003% Folat zu Trinkwasser
Wie die vorhergehenden Ergebnisse zeigen, führt die Zugabe der angegebenen Menge an Folsäure zu der Nahrung eines Patienten, der Lometrexol erhält, zu einer ausgezeichneten Antitumoraktivität bei geringen Dosen, bei wenig oder keinen toxischen Wirkungen.
Größere Dosen an Folsäure scheinen eine noch dramatischere Wirkung auf die Antitumoraktivität und die Toxizität des GAR- Transformylase-Inhibitors zu haben. Wenn zum Beispiel Mäuse auf einer folatfreien Diät zwei Wochen vor der Behandlung mit Lometrexol gehalten wurden und dann Wasser erhielten, das 0,003% (Gewicht/Volumen) Folsäure enthielt (was einer Dosis für einen erwachsenen Menschen von etwa 30 mg/Tag entspricht), wurde eine gute Antitumoraktivität von Lometrexol bei höheren Dosen beobachtet. Diese Ergebnisse sind in Tabelle IV unten gezeigt: TABELLE IV Antitumoraktivität und Toxizität von Lometrexol bei C3H Mäusen nach zwei Wochen folatfreier Diät plus Zeugabe von 0,003% Folat zu Trinkwasser Lometrexol-Dosis Antitumoraktivität Hemmung Toxizität (tote Mäuse Mäuse gesamt)
Die vorhergehenden Daten bestätigen, daß für tumortragende Mäuse, die auf einer folsäurefreien Diät vor und während der Behandlung mit Lometrexol gehalten werden, die Toxizität von Lometrexol sehr groß ist, wobei 1 mg/kg/Tag für die Mehrzahl der Mäuse letal ist und daß eine geringere Antitumoraktivität bei nichttoxischen Arzneimitteldosen beobachtet wird. Sehr geringe Dosen Folsäure (etwa 1 bis 2 mg/Tag für einen erwachsenen Menschen) kehrten teilweise die Toxizität um und verbesserten die Antitumoraktivität. Größere Dosen Folsäure (bis zu etwa 30 mg/Tag für einen erwachsenen Menschen) verminderten die Lometrexol-Toxizität dramatisch und verbesserten die Antitumoraktivität bemerkenswert. Daher vermindert die Verwendung von Folsäure in Kombination mit einem GAR-Transformylase-Inhibitor die Arzneimitteltoxizität beträchtlich, ohne die Antitumoraktivität zu beeinflussen.
Bei einer typischen klinischen Auswertung, die Krebspatienten betraf, die alle eine histologisch oder cytologisch bestätigte Krebsdiagnose haben, wird Lometrexol zusammen mit Folsäure verabreicht. Lometrexol wird in vier Dosen über einen Zeitraum von zwei Wochen durch schnell intravenöse Injektion verabreicht, worauf zwei Wochen ohne Therapie folgen. Die Dosierung erfolgt an den Tagen 1, 4, 8 und 11 des zweiwöchigen Zeitraums. Die Patienten haben einen Anfangstherapieverlauf mit einer Dosis von 5 mg/m²/Dosis, und abhängig von den toxischen Effekten, die am Anfang beobachtet werden, können die nachfolgenden Verabreichungen mit gleicher Dosis erfolgen oder können auf 6 mg/m² erhöht oder auf 4 mg/m² gedämpft werden.
Diese Patienten erhalten auch oral 1 mg/Tag Folsäure, beginnend am Tag bevor die erste Versuchsreihe mit Lometrexol beginnten und fortgesetzt während des Kontakts mit dem Arzneimittel. Eine solche Dosierung von Folsäure wird einmal täglich gegeben, im allgemeinen in den Morgenstunden.
Bei der Vorbereitung dieser klinischen Studie wurden bei Pilotstudien bei Menschen festgestellt, daß Folsäure die an Patienten gegeben wurde, die Lometrexol erhielten, verminderte Nebenwirkungen aufgrund von Lometrexol vorhanden waren. Spezifisch wurde bei einem Patienten, der ein Nasalpharyngealkarzinom hatte, der Folsäure mit 0,5 bis 110 mg/Tag erhielt, Lometrexol bis zu 12 Monaten Therapie gut toleriert. Außerdem hatte dieser Patient keine klinischen Krankheitsanzeichen nach 12 Monaten Therapie. Diese Daten stimmen überein mit den oben angegebenen Tierversuchen.

Claims

Verwendung eines das Folatbindungsprotein bindenden Mittels ausgewählt aus Folsäure, (6R)-5-Methyl- 5,6,7,8-tetrahydrofolsäureund (6R)-5-Formyl-5,6,7,8-tetrahydrofolsäure oder eines physiologisch annehmbaren Salzes oder Esters davon zur Herstellung eines Arzneimittels, das geeignet ist zur Absenkung der Säugetiertoxizität eines GAR-Transformylase-Inhibitors oder eines anderen Antifolats, das an ein folatbindendes Protein bindet.
2. Verwendung nach Anspruch 1, worin das Bindungsmittel Folsäure oder ein physiologisch verfügbares Salz oder ein physiologisch verfügbarer Ester davon ist.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, worin der GAR-Transformylase-Inhibitor Lometrexol ist.
4. Kombination aus Folsäure oder einem physiologisch verfügbaren Salz oder Ester davon mit Lometrexol zur Verwendung zur Krebschemotherapie.