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Gebiet der Erfindung
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Gegenstand
der Erfindung ist im Allgemeinen das Gebiet der Medizin und Pharmakotherapeutik
mit Photosensibilisatoren. Im Besonderen wird die Erfindung in einem
Verfahren zur Zerstörung
von Zielgewebe eingesetzt, dass zur selektiven Beeinträchtigung
oder Zerstörung
des Zielgewebes die Verabreichung eines Photosensibilisators und
die Applikation von Strahlung auferlegt.
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Hintergrund der Erfindung
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Photodynamische
Therapie (PDT) schließt
die Verabreichung einer photosensibilisierenden Verbindung und die
anschließende
Bestrahlung von Gewebe, in dem sich die photosensibilisierende Verbindung
angereichert hat, mit Licht. Das Zielgewebe, das eine ausreichend
hohe Konzentration der photosensibilisierenden Verbindung enthält, absorbiert
selektiv das Licht, was die Beeinträchtigung oder Zerstörung der
unmittelbar umgebenden Zellen induziert. Das US-Patent 5,095,030,
das am 10. März
1992 an Levy ausgestellt wurde, beschreibt Vorgehensweisen zur Verabreichung
von photosensibilisierenden Verbindungen an Tiere, die anschließend unter
Verwendung von externen Lichtquellen bestrahlt werden. Beispielsweise
beschreibt Beispiel 5 dieses Patents die subkutane Injektion von
Mäusen
mit P815 Tumorzellen, die zu einem palpablen Tumor wachsen. Photosensibilisierende
Verbindungen werden dann injiziert. Dann werden die Tiere für zwei Stunden im
Dunkeln gehalten. Dann wurden ihre Tumoren einem starken Licht ausgesetzt.
Die Überlebensraten
der behandelten Tiere wurden gegenüber den unbehandelten Kontrollen
signifikant verbessert. In ähnlicher
Weise beschreibt Beispiel 8 dieses Patents die Verwendung eines
Rhabdomyosarkom-Systems in Mäusen
mit einem ähnlichen
Protokoll. Doch die Lichtaussetzung begann in diesem Fall 24 Stunden
nach der Injektion. Zusätzlich wurde
die biologische Verteilung von tritiiertem BPD-MA und BPD-MB nach
der Injektion zu Zeiten, die von 3-168 Stunden reichten, bestimmt.
Die Tumor-Haut-Verhältnisse
waren drei Stunden nach iv-Verabreichung günstig. Die biologische Abbaubarkeit
wurde durch iv-Injektion
von tritiiertem BPD-MA in Mäuse
mit P815 Tumor bestimmt. Die Mäuse
wurden drei oder 24 Stunden nach der Injektion von BPD-MA geopfert;
und die Tumoren, Lebern und Nieren wurden ausgewertet. Nach 3 Stunden
waren 100% des BPD-MA im Tumor aktiv, doch nur 39% waren bei 24
Stunden aktiv. Sowohl die Lebern als auch die Nieren bauten BPD-MA
schneller ab als es die Tumoren abbauten.
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Kostron
et al. (J. Neuro-Oncology (1988) 6:185-91) injizierten ein Hämatoporphyrin-Derivat direkt in subkutane
Ratten-Gliosarkome und bestrahlten 48 Stunden nach der Injektion.
Kostron berichtete, das die direkte Injektion sicherer zu sein schien
als die parenterale Injektion. Kostron führte auch vorangegangene Studien
an, die darauf hinweisen, dass eine Verzögerungszeit nach der Injektion
von mindestens zwei Tagen und bevorzugt drei bis vier Tagen vorliegen
sollte, bevor Licht angewendet wurde, da dies die Anreicherung des Hämatoporphyrin-Derivats
in den Tumorzellen ermöglichen
würde.
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BPD
hat auch eine größere Affinität zu Tumorgewebe,
einschließlich
leukämischen
Zellen, als zu normalen nicht-bösartigen
Zellen gezeigt. Jamieson et al., Leukemia Res. 14:209-19, 1990.
Photosensibilisatoren sind auch bei der Detektion und Behandlung
von atherosklerotischer Plaque verwendbar, wie es in den US-Patenten
Nr. 4,521,762 und 4,577,636 beschrieben wurde. Die Behandlung von
viralen Erkrankungen ist in den US-Patenten Nr. 4,878,891, ausgestellt
am 7. November 1989 an Judy et al.; 4,925,736, ausgestellt am 15. Mai
1990 an Shikowitz; und 4,935,498 offenbart. Die Behandlung von Psoriasis
ist in dem US-Patent Nr. 4,753,958, ausgestellt am 28. Juni 1988
an Weinstein et al., offenbart. Die Behandlung von Arthritis ist
in dem US-Patent Nr. 5,028,994, ausgestellt am 2. Juli 1991 an Carson,
offenbart. Die Behandlung von Feuermalen ist in der kanadischen
Patentveröffentlichung
CA 2,012,175 offenbart.
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US-Patent
Nr. 5,095,030, ausgestellt am 10. März 1992, offenbart und beansprucht
verschiedene Wellenlängen-spezifische
cytotoxische Agenzien, die allgemein als „grüne Porphyrine", wie zum Beispiel
BPD, beschrieben werden. Diese Verbindungen sind Porphyrin-Derivate,
die durch eine Diels-Alder-Reaktion modifiziert werden, um die Wellenlänge der
Absorption wirksvoll zu einer längeren
Wellenlänge
zu verschieben. Dies resultiert in einigen günstigen Eigenschaften im Vergleich
zu beispielsweise einem Hämatoporphyrin-Derivat, wenn
diese Verbindungen allgemein in der photodynamischen Therapie eingesetzt
werden. Wie in diesem Patent beschrieben ist, richten sich diese
cytotoxischen Agenzien bei systemischer Verabreichung gegen die
unerwünschten
Zellen, insbesondere gegen Tumorzellen oder Viren. Die anschließende Bestrahlung
mit Licht, das von diesen Verbindungen absorbiert wird, ist cytotoxisch.
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Die
schwebende Anmeldung Serien-Nr. 07/832,542, eingereicht am 5. Februar
1992, offenbart die Herstellung von Liposomen von Porphyrin-Photosensibilisatoren.
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Die
schwebende Anmeldung Serien-Nr. 07/948,113 offenbart die Injektion
von BPD in Mäuse
zur Behandlung von Zielzellen, die über das Blut transportiert
werden. Diese Anmeldung offenbart auch pharmakokinetische Daten
an Post-Injektionsintervallen zwischen 15 Minuten und zwei Stunden.
Alle Mäuse,
denen Dosen von 6,32 μg/ml
gegeben wurden und die beginnend bei 15 Minuten nach der Injektion
angestrahlt wurden, starben. Jedoch blieben andere Mäuse, die
mit niedrigeren BPD-Dosen injiziert wurden oder mit längeren Post-Injektionszeiten
(z.B. eine Stunde) gesund.
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Unerwünschte Wirkungen
nach der Verabreichung von PHOTOFRIN® Porfimer-Natrium wurden von Dougherty
et al. Lasers in Surg. Med. (1990) 10:485-88 und von Harty et al.
J. Urology (1989) 141:1341-46 dokumentiert. In einer Reihe von 180
Patienten, die mit Porfimer-Natrium behandelt wurden, berichtete
Dougherty, dass Patienten zur Behandlung von verschiedenen Krebsen
0,5 bis 2,0 mg/kg erhielten, doch führte keine Lichtdosis oder
kein Post-Injektionsintervall vor der Behandlung mit Licht an. Das
empfohlene Post-Injektionsintervall
für dieses
Arzneimittel ist jedoch 24-48 Stunden. Dougherty warnt: „alle Patienten
sind nach der Injektion von Photofrin lichtempfindlich." Die behandelten
Patienten wurden in eigener Person und durch Fragebogen zu Photosensibilitätsreaktionen
befragt. Von den Berichten zu Reaktionen in eigener Person wurde angenommen,
dass sie ungewöhnlich
gering waren, da Patienten vermieden haben könnten, ein Übertreten der ärztlichen
Anweisungen, Sonnenlicht für
einen Monat zu meiden, zuzugeben. Dennoch berichtete nahezu ein
Viertel der Patienten über
Reaktionen, von denen die meisten innerhalb eines Monats der Behandlung
auftraten. Es gab „keine
offensichtliche Beziehung der Photosensibilität zur injizierten Arzneimitteldosis...
obgleich eine Tendenz zu weniger starken Reaktionen bei den niedrigeren
Arzneimitteldosen vorliegen könnte." Außerdem könnte die
Zeitdauer bis zum Verlust der Photosensibilität etwas kürzer für die Gruppe mit 5 mg/kg gewesen
sein, doch es war statistisch nicht signifikant. Dougherty folgert,
dass die Patienten gewarnt werden sollten, dass die Photosensibilität sechs
Wochen anhalten kann. Harty et al. behandelten 7 Patienten mit Blasenkrebs
mit einer intravenösen
Injektion von 2,0 mg/kg PHOTOFRIN Porfimer-Natrium (ein Patient
erhielt 2/3 der normalen Dosis), worauf sie 72 Stunden später einer
Energiedichte von 100 J/cm2 ausgesetzt wurden. „Sechs Patienten
wiesen Haut-Phototoxizität
auf und in jedem Fall trat dies innerhalb von 10 Tagen nach der
Verabreichung [des Arzneimittels] auf. Vier Fälle wurden als leicht eingestuft,
sie bestanden aus Erythem und Ödem der
Hände und
des Gesichts und erforderten keine Behandlung. Bei 2 Patienten war
die Phototoxizität
von mittlerer Schwere, sie bestand aus Verbrennungen zweiten Grades
der Hände
und des Gesichts und erforderte topische Therapie." Fünf Patienten
hatten Reizblase-Symptome, die mit dem Verlust von glattem Muskel
und seinem Ersatz durch fibröses
Gewebe in Verbindung gebracht wurden.
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Ein
besseres Verfahren zur Verabreichung von photodynamischer Therapie
ist nötig,
um unerwünschte
Wirkungen, wie zum Beispiel die Zerstörung von normalem Gewebe und
die Photosensibilitätsreaktionen, zu
vermeiden. Ein verbessertes Therapieverfahren würde auch eine niedrigere Lichtdosis
verwenden, so dass die Behandlung schneller und effizienter verabreicht
werden könnte.
Wenn die Lichtquelle bei einer begrenzten Stärke emittiert, würde ein
verbessertes Verfahren kürzere
Behandlungsperioden mit Licht und die Behandlung mehrerer Patienten
mit derselben Lichtquelle erlauben. Eine weitere Verbesserung würde eine
niedrigere Dosis des Photosensibilisators darstellen, was die Kosten
der Behandlung verringern würde
und auch die Vermeidung von Nebenwirkungen unterstützen würde.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
wird erfindungsgemäß die Verwendung
eines Photosensibilisators für
die Herstellung eines Medikaments für die Verwendung in einer Therapie
zur Zerstörung
oder Beeinträchtigung
eines Gebiets der Neovaskularisation in einem Tier bereitgestellt,
wobei das Tier sowohl ein Gebiet der Neovaskularisation als auch normalen
Gewebes, das die Neovaskularisation umgibt, umfasst; die genannte
Therapie ist durch folgende Schritte definiert:
- (a)
systemische Verabreichung einer wirksamen Menge eines Photosensibilisators,
der BPD darstellt, an genanntes Tier; und
- (b) Verabreichung einer wirksamen Menge von Licht, das die Anregungswellenlänge des
genannten Photosensibilisators darstellt, an genanntes Gebiet der
Neovaskularisation:
worin die Zeit zwischen Schritt (a) und
Schritt (b) weniger als ein Viertel des klinischen Intervalls zur
Unterziehung dieses Tiers zur Behandlung mit Licht nach der Verabreichung
von genanntem Photosensibilisator in photodynamischer Therapie beträgt, worin
das klinische Intervall für
BPD ca. 3 Stunden beträgt.
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Bevorzugt
ist die Therapie weiter insofern definiert, dass die wirksame Menge
des Photosensibilisators weniger als eine Hälfte der klinischen Dosis des
genannten Photosensibilisators in photodynamischer Therapie darstellt,
worin die klinische Dosis für
BPD ca. 0,25 mg/kg beträgt.
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Bevorzugt
ist die Therapie weiter insofern definiert, dass die wirksame Menge
von Licht weniger als ca. die Hälfte
der klinischen Dosis von Licht zur Aktivierung des Photosensibilisators
in photodynamischer Therapie darstellt, worin die klinische Dosis
von Licht für
BPD ca. 150 Joules/cm2 beträgt.
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Diese
Erfindung wird in einem Verfahren zur Verabreichung einer photodynamischer
Therapie an ein Tier verwendet. Das Verfahren enthält zwei
Schritte: Erstens wird eine wirksame Menge eines Photosensibilisators,
der BPD darstellt, an das Tier verabreicht. Die wirksame Menge von
BPD in diesem Verfahren ist bevorzugt weniger als ca. eine Hälfte der
normalen klinischen Dosis für
denselben Photosensibilisator. Zweitens wird nach einem Post-Injektionsintervall
von weniger als ca. einem Viertel des normalen Intervalls eine wirksame
Dosis von Licht an das Tier verabreicht. Die wirksame Dosis von
Licht ist bevorzugt weniger als ca. eine Hälfte der normalen klinischen
Dosis von Licht, die in Verbindung mit BPD angewendet wird.
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Das
BPD ist bevorzugt BPD-MA.
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In
einer anderen Ausführungsform
wird die Erfindung auf Ziele angewendet, die folgende einschließen, sich
aber nicht auf diese beschränken:
Tumoren, atherosklerotische Plaque, lokale Virusinfektionen, Psoriasis,
arthritische Gelenke und okulare und andere Neovaskularisation oder
Hypervaskularisationen.
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Beispiele
von Tumoren, die behandelt werden können, schließen einen
Tumor ein, worin die Neovaskularisation im Auge lokalisiert ist.
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Kurze Beschreibung der
Graphiken
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1 ist
eine Darstellung einer Maus 48 Stunden nach einer Injektion von
1 mg/kg BPD-MA und Lichtaussetzung von 100 Joules/cm2,
die 15 Minuten nach der Injektion von BPD-MA begann.
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2 ist
eine Darstellung einer Maus 24 Stunden nach einer Injektion von
0,5 mg/kg BPD-MA und Lichtaussetzung von 75 Joules/cm2,
die 15 Minuten nach der Injektion von BPD-MA begann.
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3 ist
eine Darstellung einer Maus 4 Tage nach einer Injektion von 2,0
mg/kg BPD-MA und Lichtaussetzung von 100 Joules/cm2,
die drei Stunden nach der Injektion von BPD-MA begann.
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4 ist
ein Diagramm, das für
BPD-MA die Dosis-Wirkungskurve für
Dosen von 0,5, 1,0, 1,5 und 2,0 mg/kg (liposomale Formulierung)
zeigt. Die Lichtaussetzung erfolgte drei Stunden nach der Injektion.
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5 ist
ein Diagramm, das für
Licht die Dosis-Wirkungskurve für
Dosen von 50, 75, 100, 125 und 150 J/cm2 (bei
690 nm) zeigt. Die Lichtaussetzung erfolgte drei Stunden nach der
Injektion von 2 mg/kg BPD-MA.
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Weitere Beschreibung der
Erfindung
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Wie
hierin verwendet, ist „Ziel" das Gewebe, das
durch dieses Behandlungsverfahren beeinträchtigt oder zerstört werden
soll. Das Ziel nimmt den Photosensibilisator auf; dann, bei Anwendung
einer ausreichenden Strahlung, wird das Zielgewebe beeinträchtigt oder
zerstört.
Ziele schließen
folgende ein, sind aber nicht auf diese beschränkt: Tumoren, atherosklerotische
Ablagerungen, Virus-enthaltende Zellen, wie zum Beispiel die, die
mit dem Papilloma-Virus (Warzen) infiziert sind, Psoriasis und Arthritis.
In den Zielzellen sind auch sich schnell entwickelnde Kapillaren
und Gebiete von Neovaskularisation, insbesondere im Auge, eingeschlossen. Dieses
verbesserte Verfahren kann bei den Tumorarten angewendet werden,
bei denen die photodynamische Therapie in der Vergangenheit angewendet
wurde. Diese Tumoren sind im Allgemeinen eher oberflächlich am Körper lokalisiert,
den das Licht durchdringen muss. Diese schließen verschiedene Tumoren der
Haut, der Blase und des Halses, das Kaposi-Sarkom und einige Ösophagustumoren
ein.
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„Nicht-Zielzellen" sind all die Zellen
eines intakten Tieres, die durch dieses Verfahren nicht beeinträchtigt oder
zerstört
werden sollen. Diese Nicht-Zielzellen schließen andere gesunde Gewebe,
einschließlich
aufliegende normale Haut, ein, sind aber nicht auf diese beschränkt.
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„Zerstören" wird mit der Bedeutung
verwendet, das gewünschte
Zielgewebe abzutöten. „Beeinträchtigen" bedeutet, das Zielgewebe
dergestalt zu verändern,
dass seine Funktion gestört
wird. Beispielsweise beobachteten North et al., dass sich nach der
Lichtaussetzung von BPD-behandelten, virusinfizierten T-Zellen Löcher in
der Membran der T-Zellen bildeten, die sich vergrößerten bis
die Membran vollständig
abgebaut war (Blood Cells 18:129-40, 1992). Zielgewebe werden als
beeinträchtigt
oder zerstört
angesehen, auch wenn die Zielzellen letztendlich von Makrophagen
beseitigt werden.
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„Photosensibilisator" ist eine chemische
Verbindung, die sich gegen eine oder mehrere Art(en) ausgewählten Gewebes
richtet und bei Kontakt mit Strahlung das Licht absorbiert und die
Beeinträchtigung
oder Zerstörung
der Zielgewebe induziert. Nahezu jedwede chemische Verbindung, die
sich gegen ein ausgewähltes Ziel
richtet und Licht absorbiert, kann in dieser Erfindung verwendet
werden. Bevorzugt ist die chemische Verbindung für das Tier, dem es verabreicht
wird, nicht toxisch und ist geeignet, in einer nicht-toxischen Zusammensetzung
formuliert zu werden. Bevorzugt ist die chemische Verbindung in
ihrer durch Licht abgebauten Form ebenfalls nicht toxisch. Eine
umfassende Auflistung von lichtempfindlichen Chemikalien kann bei
Kreimer-Birnbaum, Sem. Hematol. 26:157-73, 1989, vorgefunden werden.
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Der
in diesem Fall verwendete Photosensibilisator ist ein Benzoporphyrin-Derivat
(BPD), bevorzugt Benzoporphyrin-Derivat-Monosäure Ring A (BPD-MA).
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„Strahlung" oder „Licht", wie hierin verwendet,
schließt
alle Wellenlängen
ein. Bevorzugt wird die Strahlungswellenlänge so gewählt, dass sie der/den Wellenlänge(n) entspricht,
die die lichtempfindliche Verbindung anregt/anregen. Noch bevorzugter
entspricht die Strahlungswellenlänge
der Anregungswellenlänge der
lichtempfindlichen Verbindung und zeigt eine geringe Absorption
durch die Nicht-Zielgewebe und das Übrige des intakten Tieres.
Beispielsweise ist die bevorzugte Wellenlänge für BPD-MA der Bereich von 685-695 nm.
Eine bevorzugte Lichtquelle ist ein Argon-Farblaser, der abgestimmt
ist, bei ca. 690 nm zu emittieren. Es sind auch fluoreszierende
Lichterreihen, LED-Panels und Bogenlampen mit gefiltertem vollen
Spektrum verwendbar.
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Die
Strahlung ist erfindungsgemäß weiter
durch ihre Intensität,
Dauer und Zeitabstimmung, in Bezug auf das Dosieren mit dem lichtempfindlichen
Agens (Post-Injektionsintervall),
definiert. Die Intensität
muss für die
Strahlung zum Durchdringen von Haut und/oder zum Erreichen der zu
behandelnden Zielgewebe ausreichend sein. Die Dauer muss zur Lichtaktivierung
von genügend
lichtempfindlichem Agens zur Wirkung auf die Zielgewebe ausreichend
sein. Sowohl die Intensität
als auch die Dauer müssen
zur Vermeidung der Überbehandlung
des Tieres beschränkt
werden. Das Post-Injektionsintervall vor der Anwendung von Licht
ist wesentlich, da, im Allgemeinen, um so früher das Licht nach der Verabreichung
des lichtempfindlichen Agens angewendet wird, 1) desto niedriger
ist die erforderliche Menge von Licht und 2) desto niedriger ist
die wirksame Menge des lichtempfindlichen Agens.
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Diese
Erfindung wird in einem Verfahren zur Behandlung eines Tieres eingesetzt,
das Menschen und andere Säugetiere
einschließt,
doch nicht auf diese beschränkt
ist. Der Begriff „Säugetiere" schließt auch
Nutztiere ein, wie zum Beispiel Rinder, Schweine und Schafe, sowie
Haus- oder Sporttiere, wie zum Beispiel Pferde, Hunde und Katzen.
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„Intaktes
Tier" bedeutet,
dass das gesamte, ungeteilte Tier zur Lichtaussetzung zur Verfügung steht. Für die Lichtbehandlung
wird kein Teil des Tieres entfernt im Gegensatz zur Photophorese,
bei der das Blut des Tieres zur Lichtaussetzung außerhalb
seines Körpers
zirkuliert wird. Es braucht nicht das gesamte Tier dem Licht ausgesetzt
zu werden. Nur ein Teil des intakten Tieres könnte oder muss der Strahlung
ausgesetzt werden. Für
diskrete Tumoren und andere Zustände,
die ein relativ kleines Volumen betreffen, ist es wünschenswert,
das Licht ausschließlich
der dem Tumor oder anderen Zuständen
aufliegenden Haut zuzuführen.
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„Transkutan" wird hierin mit
der Bedeutung durch die Haut eines Tieres verwendet. Typische Indikationen
für diese
Behandlung schließen
die Zerstörung
von Tumorgewebe in soliden Tumoren, die Auflösung von atherosklerotischer
Plaque in Blutgefäßen, die
Behandlung von topischen Tumoren oder Hautkrankheiten, einschließlich Infektionen
durch den Papilloma-Virus (z.B. Warzen), Psoriasis, Arthritis und
Zustände,
die durch Neovaskularisation oder Hypervaskularisation, insbesondere
der Augen, gekennzeichnet sind, ein.
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In
wenigen Worten, der Photosensibilisator wird im Allgemeinen an das
Tier verabreicht bevor das Tier der Lichtbehandlung unterworfen
wird. Das Agens wird verabreicht, mit einem Post-Injektionsintervall,
das weniger als ein Viertel des normalen Post-Injektionsintervalls beträgt, bevor
das Tier der Lichtbehandlung unterworfen wird.
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Der
Photosensibilisator wird lokal oder systemisch verabreicht. Der
Photosensibilisator wird gastrointestinal oder durch Injektion verabreicht,
die intravenös,
subkutan, intramuskulär
oder intraperitoneal erfolgen kann. Der Photosensibilisator kann
auch enteral oder topisch über
Pflaster oder Implantate verabreicht werden. Das bevorzugteste Verfahren
zur Verabreichung ist die intravenöse Injektion.
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Der
Photosensibilisator kann als ein Dimer synthetisiert werden und
dadurch mehr Licht pro Mol absorbieren.
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Der
Photosensibilisator kann in einer Trockenformulierung, wie zum Beispiel
Tabletten, Kapseln, Suppositorien oder Pflaster, verabreicht werden.
Der Photosensibilisator kann auch in einer Flüssigformulierung, entweder
allein mit Wasser oder mit pharmazeutisch verträglichen Hilfsstoffen, wie sie
zum Beispiel in Remington's
Pharmaceutical Sciences offenbart sind, verabreicht werden. Die
Flüssigformulierung
kann auch eine Suspension oder eine Emulsion sein. Insbesondere
sind liposomale oder lipophile Formulierungen am bevorzugtesten.
Wenn Suspensionen oder Emulsionen eingesetzt werden, schließen geeignete
Hilfsstoffe Wasser, Kochsalzlösung,
Dextrose, Glycerol und desgleichen ein. Diese Zusammensetzungen
können
geringe Mengen an nicht-toxischen Hilfssubstanzen, wie zum Beispiel
Benetzungs- oder Emulgiermittel, Antioxidanzien, pH-Puffer und desgleichen,
enthalten.
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Die
Dosis des Photosensibilisators wird mit der/den angestrebten Zielzelle(n),
dem Gewicht des Tieres und der Zeitabstimmung der Lichtbehandlung
variieren. Die wirksame Menge des Photosensibilisators, die bei diesem
Verfahren notwendig ist, ist gewöhnlich
ca. weniger als die Hälfte
der bekannten normalen klinischen Dosis. Die normale klinische Dosis
beträgt
0,25 mg/kg für
BPD. Die wirksame Dosis von BPD ist in diesem Verfahren ca. 0,01
bis 0,125 mg/kg.
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Die
verabreichte Dosis von Licht ist bei diesem Verfahren ebenfalls
viel niedriger als bei bekannten Verfahren für photodynamische Therapie.
Im Allgemeinen beträgt
die Lichtdosis weniger als ca. die Hälfte der Lichtdosis von bisherigen
Verfahren. Wo bisher 150 Joules/cm2 mit
BPD eingesetzt wurden, sind erfindungsgemäß nicht mehr als 75 Joules/cm2 erforderlich.
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Die
Dauer der Strahlungsaussetzung ist bevorzugt zwischen ca. 5 und
30 Minuten, in Abhängigkeit von
der Stärke
der Strahlungsquelle.
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Das
Post-Injektionsintervall beträgt
weniger als ca. ein Viertel des klinischen Post-Injektionsintervalls für BPD, d.h.
weniger als ein Viertel von ca. 3 Stunden. Das erfindungsgemäße Post-Injektionsintervall
beträgt somit
weniger als ca. 45 Minuten.
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Diese
Erfindung führt
zu einer wirksamen PDT dar, die sicherer ist und weniger unerwünschten
Wirkungen aufweist, da das Post-Injektionsintervall viel kürzer ist
und die Dosen sowohl des lichtempfindlichen Agens als auch des Lichts
halbiert sind. Im Gegensatz dazu, wurde bisher angenommen, dass
sich der Photosensibilisator unselektiv im ganzen Körper verteilte
und dass es mehrere Stunden bis Tage dauerte, bis sich der Photosensibilisator
selektiv im Zielgewebe anreicherte. Es wurde angenommen, dass die
selektive Verteilung allmählich
stattfand, mit einem beträchtlichen
Anteil des Austausches zwischen dem Zielgewebe und der Menge der
zirkulierenden Moleküle
des Photosensibilisators. Daher wurde es als notwendig erwogen,
die Lichtbehandlung nach der Injektion um mehrere Stunden bis Tage
zu verzögern.
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Jedoch
hat eine kürzliche
pharmakokinetische Studie diese lang akzeptierte Annahme in Frage
gestellt. Richter et al. (Biochem. Pharmacol. (1992) 43:2349-58)
berichteten, dass verabreichtes BPD zwei Regioisomere zu gleichen
Konzentrationen enthält.
Bis 3 Stunden nach der Injektion verändert sich das Isomerenverhältnis im
Plasma auf Grund des Leberstoffwechsels von ca. 1:1 zu 1:0,28. Jedoch
als das Tumorgewebe 15 Minuten und drei Stunden nach der Injektion
entfernt wurde und BPD aus diesem extrahiert wurde, wurde gefunden,
dass die Isomere im Wesentlichen zu gleichen Anteilen vorlagen (1:1,15).
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Obgleich
sie nicht durch eine Theorie beschränkt sein wollen, schlagen die
Erfinder vor, dass diese Daten auf die Möglichkeit hindeuten, dass sich
BPD schnell in Tumoren anreichern kann, wo es immobilisiert werden
kann, und kürzere
Post-Injektionsintervalle ermöglichen
kann.
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Bisher
wurde angenommen, dass sich Photosensibilisatoren nach der Injektion
zunächst
gleichmäßig in Zielgeweben
und normalen Geweben verteilen. Dies war die Grundlage für die Annahme,
dass ein kurzes Post-Injektionsintervall einen erheblichen Schaden
am normalen Gewebe, insbesondere an der Haut, verursachen würde.
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Doch
wie in Beispiel 3 der US-Anmeldung Serien-Nr. 948,311 offenbart
ist, können
Mäuse,
denen BPD injiziert wurde, relativ hohe Grade an Licht (ca. 150
J/cm2) auf ihren rasierten Rücken ohne
jedwede offensichtliche schädliche
Wirkungen erhalten, solange die Aussetzung innerhalb der ersten
zwei Stunden nach der Injektion erfolgt (im Gegensatz zu den üblichen
drei Stunden). Blutproben dieser behandelten Tiere, weisen darauf
hin, dass es zur Photobleichung von nahezu 80% des zirkulierenden
BPD durch diese Behandlung kommt, was darauf hinweist, dass Licht
das Arzneimittel aktiviert hat. Daher müssen Photosensibilisatoren
keinen allgemeinen Schaden im Gewebe hervorrufen, selbst bei Aktivierung
durch Licht, solange in den umgebenden Zellen ungenügend Photosensibilisator
vorhanden ist.
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Diese
zwei überraschenden
Ergebnisse regten zum Testen einer frühen, niedrigeren Dosis an Lichtstärke bei
der Tumorbehandlung mit PDT an (d.h. bevor Photosensibilisatoren
die Haut oder andere normale Gewebe durchdringen). Der experimentelle
Nachweis (nachfolgend dargestellt) in Mäusen zeigt, dass das erfinderische
Verfahren sicher und wirksam ist.
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Die
folgenden Beispiele sollen die erfindungsgemäße Wirksamkeit demonstrieren
und die erfindungsgemäße praktische
Ausführung
unterstützen.
Die folgenden Beispiele behandeln einen Photosensibilisator und
stellen ein Mittel zum Screening von anderen Photosensibilisatoren
oder neuen Verbindungen zur Verwendung im erfinderischen Verfahren
bereit. Die folgenden Beispiele sollen lediglich Beispiele darstellen
und die Erfindung auf keine Weise beschränken.
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Allgemeine
Bemerkungen
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Die
folgenden allgemeinen Bemerkungen zu Material und Methoden beziehen
sich auf die Beispiele 1 und 2, sofern nicht anderweitig angegeben.
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BPD-MA
wurde wie in den US-Patenten Nr. 4,920,143 und 4,883,790 beschrieben,
synthetisiert. BPD-MA wurde von QuadraLogic Technologies, Inc. erhalten
und, aufgelöst
in DMSO (4,5 mg/ml), bei –70°C aufbewahrt.
Liposomales BPD (4,95 mg/ml) wurde wie in der US-Anmeldung Serien-Nr.
07/832,542, eingereicht am 5. Februar 1992, beschrieben, hergestellt.
Es wurde die folgende Rezeptur verwendet:
| Inhaltsstoff | Menge
(mg/ml) |
| BPD-MA | 4,95 |
| Dimyristoylphosphatidylcholin | 23,27 |
| Ei-Phosphatidylglycerol | 16,09 |
| Lactose
oder Trehalose | 148,50 |
| Ascorbylpalmitat | 0,05 |
| Butyliertes
Hydroxytoluen | 0,005 |
| Wasser
für Injektionszwecke | q.s. |
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Liposomales
BPD wurde getrocknet und bei –20°C als gefrorene
1 ml-Aliquots aufbewahrt. Die entsprechende Anzahl an Aliquots wurde
unmittelbar vor Gebrauch aufgetaut und zur Injektion in den Tieren
mit 5% Dextrose in Wasser für
Injektionszwecke verdünnt.
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Es
wurden männliche
DBA/2-Mäuse
(7-11 Wochen alt; Charles River Laboratories, St. Constant, Quebec,
Kanada) in diesen Studien verwendet, sofern nicht anderweitig angegeben.
Durch Rasieren und Enthaarung wurde das Haar sehr wirksam von den
entsprechenden Körperoberflächen entfernt.
Die Mäuse
wurden mit einem gewerblich erhältlichen
Depilator (Nair®)
mindestens einen Tag vor der Verwendung in den Experimenten rasiert
und enthaart. Nach der Injektion wurden die Mäuse, wie nachstehend beschrieben,
für verschiedene
Zeiten im Dunkeln gehalten. Vor und nach den Experimenten wurden
die Mäuse
in einer Tierhaltung mit täglich
12 Stunden Licht und 12 Stunden Dunkel gehalten.
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Ein
Argon-Farblaser, dessen Stromquelle von SpectraPhysics (Serie 2000,
Mountain View, Kalifornien, USA) erhalten wurde und dessen 5 W-Argonionen-Farblaser
von Coherent (Modell 599, Palo Alto, Kalifornien, USA) erhalten
wurde, wurde zur Bereitstellung eines säulenartigen Lichtstrahls mit
einer Wellenlänge
von 690 (±3)
nm verwendet. Der Argon-Laser
wurde zur Bestrahlung des Tumors auf die Haut gerichtet. Die Zeitdauer
der Lichtaussetzung wurde variiert, um verschiedene Lichtdosen,
wie zum Beispiel 50, 75 und 100 Joules/cm2,
zu verabreichen.
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Beispiel 1
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Pilotstudie
zu kürzeren
Post-Injektionsintervallen
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In
dieser Studie wurden DBA/2-Mäuse
(Gewicht 22 ± 1
g) verwendet. Zunächst
wurden den Mäusen M-1
(murines Rhabdomyosarkom) Tumorzellen in die Flanke injiziert und
die Tumoren wurden bis ca. 5 mm im Durchmesser wachsen gelassen,
gemäß dem Protokoll
von Richter et al., Br. J. Cancer (1991) 63:87-93. Den Mäusen wurde
liposomales BPD-MA injiziert und sie wurden für 15 Minuten vor der Lichtaussetzung
im Dunkeln gehalten. Die Mäuse
wurden dann mit dem Laser behandelt.
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1 ist
eine Darstellung einer Fotografie, die 48 Stunden, nachdem die Maus
mit 1 mg/kg BPD-MA und 100 J/cm2 Licht behandelt
wurde, aufgenommen wurde. Diese Maus war am Leben und ist im Profil,
auf ihrem Bauch liegend, gezeigt. Ihr Rücken schien noch glatt rasiert
zu sein und zeigte einen umfangreichen sichelförmigen Schorf, der ca. die
Größe ihres
Ohres hatte. Dieser Schorf befand sich an der Flanke der Maus, wo
der Tumor beseitigt wurde. Der Tumor war nicht palpabel.
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2 ist
eine Darstellung einer Fotografie, die 24 Stunden nach der Behandlung
mit 0,5 mg/kg BPD-MA und 75 J/cm2 Licht
aufgenommen wurde. Diese Maus war am Leben und ist im Profil, auf
ihrem Bauch liegend, gezeigt. Ihr Rücken schien noch glatt rasiert
zu sein und zeigte einen kleinen, runden, entzündeten oder dunkel gefärbten Bereich,
der sich auf der Flanke der Maus befand, wo der Tumor beseitigt
wurde. Es wurde kein Schorf beobachtet. Der Tumor war nicht palpabel. 2 zeigt,
dass die normale, den Tumor umgebende Haut nach erst 24 Stunden
nur leicht entzündet
war.
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Beide
Tiere wurden zwei Wochen beobachtet. Die Tumoren sind nicht zurückgekehrt;
und es wurde ein glatter, heilender Hautbereich beobachtet.
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3 ist
eine Darstellung einer Fotografie, die 4 Tage nach der Behandlung
einer Maus mit einem M-1 Tumor aufgenommen wurde. Die Behandlung
unterschied sich etwas von den zwei vorstehenden Regimen. Diese
Maus wurde mit 2,0 mg/kg BPD-MA behandelt und mit 100 J/cm2 Licht bestrahlt, das drei Stunden nach
der Injektion verabreicht wurde. Diese Maus war am Leben und ist
im Profil, auf ihrem Bauch liegend, gezeigt. Ihr Rücken schien
noch glatt rasiert zu sein und zeigte einen umfangreichen sichelförmigen Schorf, der
ca. die Größe ihres
Ohres hatte. Dieser Schorf befand sich an der Flanke der Maus, wo
der Tumor beseitigt wurde. Der Tumor war nicht palpabel.
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Ein
Vergleich von 2 mit den 1 und 3 zeigt
graphisch die Verringerung der Hautschädigung bei einer Verkürzung des
Post-Injektionsintervalls und bei einer Verringerung der Dosen von
BPD-MA und Licht.
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BEISPIEL 2
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Dosisfindungsstudie
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Es
wurden zusätzliche
DBA/2-Mäuse
wie vorstehend beschrieben mit M-1 Tumorzellen bereitgestellt. Die
Tumoren wurden bis ca. 5 mm im Durchmesser wachsen gelassen. Dann
wurde den Mäusen
eine von zwei verschiedenen Dosen BPD-MA (0,5 und 1,0 mg/kg) injiziert,
sie wurden einer von drei verschiedenen Lichtdosen (50, 75 und 100
J/cm2) ausgesetzt und dem Licht bei einem
von drei verschiedenen Post-Injektionsintervallen
(1, 15 und 30 Minuten) ausgesetzt. Während der Post-Injektionsintervalle
von 15 und 30 Minuten wurden die Mäuse im Dunkeln gehalten.
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Tabelle
1 zeigt die Anzahl der Tiere, die bei jeder Beobachtungsdauer für jede Arzneimittel-
und Lichtdosis und bei jedem Post-Injektionsintervall keinen Tumor
aufwiesen. Viele der Tiere haben den Test kürzlich begonnen. Nur wenige
Tiere wurden lang genug behandelt, um bis zum Tag 14 beobachtet
werden zu können. Von
diesen weisen die meisten keinen Tumor auf.
- Hinweis:
(*): Beobachtungen am Tag 2 nach der Aussetzung
k.A.: die Tiere
wurden nicht untersucht oder die Tiere verblieben nicht lang genug
in der Studie, um das Beobachtungsdatum zu erreichen
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Bei
der Dosis von 0,5 mg/kg BPD-MA und 50 J/cm2,
die 30 Minuten nach der Injektion verabreicht wurden, entwickelten
alle Mäuse
Tumoren. Drei von fünf
Mäusen,
denen 0,5 mg/kg BPD-MA und 100 J/cm2, die 15
Minuten nach der Injektion verabreicht wurden, gegeben wurden, entwickelten
bis zum Tag 14 auch Tumoren, obgleich alle am Tag 7 keinen Tumor
aufwiesen.
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Zum
Vergleich sind 4 und 5 bereitgestellt. 4 fasst
die Ergebnisse eines Tests, der dasselbe Maus-Tumormodell einschließt, zusammen,
worin vier verschiedene BPD-MA-Dosen gegeben wurden (0,5, 1,0, 1,5
und 2,0 mg/kg). Die Lichtaussetzung betrug 150 J/cm2,
die nach einem Post-Injektionsintervall von drei Stunden Dunkelheit
verabreicht wurden. In diesem Regime, das den gängigen klinischen Regimen ähnlich ist,
war die einzige Gruppe, die bei 14 Tagen zu über 50% keinen Tumor aufwies,
die Gruppe der Mäuse,
die 2,0 mg/kg erhielten. Diese Dosis stellte mindestens das Doppelte
der wirksamen Dosen, die in Tabelle 1 gezeigt sind, dar.
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5 fasst
die Ergebnisse eines Tests, der dasselbe Maus-Tumormodell einschließt, zusammen, worin
fünf verschiedene
Lichtaussetzungen (50, 75, 100, 125 und 150 J/cm2)
drei Stunden nach der Injektion von 2 mg/kg BPD-MA eingesetzt wurden.
In diesem Regime, das den gängigen
klinischen Regimen ähnlich ist,
wiesen 75% der Mäuse,
die 150 J/cm2 erhielten, und 50% der Mäuse, die
125 J/cm2 erhielten, bei 14 Tagen keinen
Tumor auf. Diese Dosen von Licht waren bedeutend höher als
die niedrigsten wirksamen Dosen, die in Tabelle 1 gezeigt sind.
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Diese
Erfindung wurde durch eine direkte Beschreibung und durch Beispiele
beschrieben. Wie vorstehend vermerkt, stellen die Beispiele lediglich
Beispiele dar und beschränken
die Erfindung in keiner sinnvollen Weise. Außerdem würde ein Fachmann, der die Patentschrift
und die folgenden Patentansprüche
prüft,
erkennen, dass es zu diesen beanspruchten erfindungsgemäßen Aspekten
Entsprechungen gibt. Die Erfinder beabsichtigen, diese Entsprechungen
im beanspruchten erfindungsgemäßen Rahmen
zu umfassen.
