DE69429832T2

DE69429832T2 - Verfahren zur behandlung von festhaltenden lungensekreten

Info

Publication number: DE69429832T2
Application number: DE69429832T
Authority: DE
Inventors: C. Boucher; C. Henke; M. Molina Y Vedia; Jackson Stutts
Original assignee: University of North Carolina at Chapel Hill; Molichem Medicines Inc; University of North Carolina System
Current assignee: University of North Carolina at Chapel Hill; Molichem Medicines Inc; University of North Carolina System
Priority date: 1993-06-09
Filing date: 1994-06-08
Publication date: 2002-08-14
Anticipated expiration: 2014-06-09
Also published as: JP4027968B2; US5716931A; US5849706A; WO1994028726A3; AU7057894A; DE69429832D1; CA2164517A1; PT764028E; ATE212854T1; DK0764028T3; US5512269A; JP2005206612A; US5683675A; JPH09501413A; EP0764028B1; CA2164517C; WO1994028726A2; EP0764028A2; EP1166794A3; AU696374B2

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen festhaltender Schleimsekrete aus der Lunge eines Patienten durch Verabreichung eines Lantibiotikums, wie Duramycin, an die Lungen des Patienten. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Bekämpfung einer Infektion durch Mycobakterium tuberculosis.

Hintergrund der Erfindung

Bei der zystischen Fibrose sind mehrere Funktionen der Atemwegsepithelzellen anomal, und Mängel sowohl beim Cl&supmin;Transport als auch bei der Na&spplus;-Absorption sind gut dokumentiert (siehe z. B. Knowles et al., Science 221, 1067 (1983); Knowles et al., J. Clin. Invest. 71, 1410 (1983)). Es wird angenommen, daß beeinträchtigte Chloridsekretion eine der Ursachen der verdickten Atemwegsoberflächenflüssigkeit ist, das die zystische Fibrose kennzeichnet. Diese verdickte Atemwegsflüssigkeit trägt zu den wiederkehrenden Lungeninfektionen und dem Verlust der Lüftungsfunktion bei, die bei zystischer Fibrose vorkommen. Festhaltende Atemwegssekrete sind auch bekannt, zur Krankhaftigkeit anderer Lungenerkrankungen, wie Asthma und chronische obstruktive Lungenerkrankung, beizutragen.
Das therapeutische Ziel bei der zystischen Fibrose und anderen Lungenerkrankungen, in welchen der Wassergehalt des Schleims verändert ist, ist, festhaltende Sekrete aus den Lungen zu entfernen. Zum Beispiel ist die Verwendung von in Aerosolform vernebeltem Amilorid zum Erleichtern des Entfernens festhaltender Schleimsekrete in US-A-4 501 729 beschrieben. Amilorid scheint die Na&spplus;-Resorption durch Atemwegsepithelzellen zu blockieren, und hemmt deshalb die Wasserabsorption aus dem Schleim.
Ein verschiedener therapeutischer Ansatz ist, den Wassergehalt der Atemwegsoberflächenflüssigkeit durch Regulieren der Aktivität der Chlorid-Kanäle zu erhöhen. Ein Beispiel von diesem ist die Verabreichung von ATP oder UTP, welche hydratisierte Schleimsekrete durch Stimulierung der Chloridsekretion von Epithelzellen des Respirationstrakts zu induzieren scheinen (siehe z. B. C. Stock, Breathing Easier: A Promising Treatment for Cystic Fibrosis, Endeavors, 10, 10-11 (Herbst 1992) (erschienen bei Office of Research Services, The University of North Carolina at Chapel Hill).
Tuberkulose, wenn sie auch in erster Linie die Lungen daran leidender Patienten einschließt, ist eine Infektionskrankheit, die durch die Bakterien Mycobacterium tuberculosis verursacht wird. Während es am häufigsten in den Lungen vorkommt, können Tuberkulose-Infektionen überall im Körper vorkommen und können weit verbreitet sein. Die Entwicklung von Streptomycin 1944, Isoniazid (INH) 1952, Ethambutol 1952 and Rifampin 1972 führte zu einem abnehmenden Vorherrschen der Tuberkulose bis ungefähr 1985, als die Anzahl gemeldeter Fälle anzusteigen begann, Bloom und Murray, Science, 257, 1055 (1992). Ausbrüche von mehrfach Arzneimittel-resistenter (MDR) Tuberkulose kommen mit zunehmender Häufigkeit vor und werfen ein größeres Volksgesundsheitsproblem auf, Morbidity and Mortality Weekly Report, 41, 5 (1992). Tuberkulose bleibt die führende Todesursache von einer einzelnen Infektionskrankheit in der Welt.

Kurzdarstellung der Erfindung

Die Verwendung eines Lantibiotikums bei der Herstellung eines Medikaments zur Erleichterung der Lungenschleimräumung in einem Patienten, der eine solche Behandlung dringend benötigt, wird offenbart. Das Lantibiotikum ist vorzugsweise Duramycin und wird den Lungen vorzugsweise verabreicht, indem das Lantibiotikum auf die Epithelzellen des Respirationstrakts (z. B. den Nasenepithelzellen, der Luftröhre und den Bronchien) unter Verwendung eines Aerosols einatembarer Teilchen topisch aufgetragen wird.
Die erfindungsgemäße Verwendung kann ferner gleichzeitige Verabreichung eines Natriumkanalblockers, wie Amilorid, an den Patienten in einer Menge umfassen, die wirksam ist, die Resorption von Wasser aus Lungenschleimsekreten zu verhindern.
Die erfindungsgemäße Verwendung kann ferner auch das Entfernen festhaltender Schleimsekrete aus den Lungen des Patienten vor der Verabreichung des Medikaments umfassen.
In einem anderen Gesichtspunkt betrifft die Erfindung die Verwendung eines Lantibiotikums zur Herstellung eines Medikaments zur Bekämpfung der zystischen Fibrose bei einem Patienten, der eine solche Behandlung dringend benötigt, wobei das Medikament derart ausgebildet ist, daß es dem Atmungssystem des Patienten durch Inhalation eines Aerosols einatembarer Teilchen in einer Menge verabreicht wird, die wirksam ist, Lungenschleimräumung zu erleichtern.
In einem anderen Gesichtspunkt betrifft die Erfindung die Verwendung eines Lantibiotikums zur Herstellung eines Medikaments zur Bekämpfung chronischer Bronchitis bei einem Patienten, der eine solche Behandlung dringend benötigt, wobei das Medikament derart ausgebildet ist, daß es dem Atmungssystem des Patienten durch Inhalation eines Aerosols einatembarer Teilchen verabreicht wird.
In einem anderen Gesichtspunkt betrifft die Erfindung die Verwendung eines Lantibiotikums zur Herstellung eines Medikaments zur Bekämpfung von Asthma bei einem Patienten, der eine solche Behandlung dringend benötigt, wobei das Medikament derart ausgebildet ist, daß es dem Atmungssystem des Patienten durch Inhalation eines Aerosols einatembarer Teilchen verabreicht wird.
Ein noch weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Arzneimittel, das ein Lantibiotikum oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz davon in einer Menge in einem pharmazeutisch verträglichen Träger umfaßt, die wirksam ist, die Räumung von Lungenschleimsekreten zu erleichtern, und das ferner einen Natriumkanalblocker, wie Amilorid, in einer Menge umfaßt, die wirksam ist, die Resorption von Wasser aus Lungenschleimsekreten zu verhindern.
Noch ein anderer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Lantibiotikums zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung der Mycobacterium tuberculosis Infektion, insbesondere von Arzneimittel-resistenten Tuberkuloseinfektionen, bei einem Patienten, der eine solche Behandlung dringend benötigt.
Lantibiotika enthaltende Arzneimittel sind aus der Internationalen Patentanmeldung Nr. WO90/09739 bekannt.
Duramycin (auch bekannt als PA48009) ist eines einer Gruppe von lanthioninhaltigen Polypeptidantibiotika. Lanthioninhaltige Polypeptide sind auch als Lantibiotika bekannt (siehe allgemein G. Jung, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 30, 1051-1068 (1991)). Von der Fähigkeit von Duramycin, die Chloridsekretion zu erhöhen, ist berichtet worden. Stone et al., J. Biol. Chem. 259, 2701 (1984); Cloutier et al., Pediatr Pulmonol. 1(Suppl), 112 (1987); Cloutier et al., Pediatr Pulmonol. 2(Suppl), 99 (1988); Cloutier et al., Pediatr. Pulmonot 4(Suppl), 116 (1989); Cloutier et al., Am. J. Physiol., 259, C450 (1990). Die Verwendung von Duramycin zur Erleichterung der Entfernung festhaltender Lungenschleimsekrete ist vordem nicht nahegelegt worden (siehe M. Roberts et al., J. Pharm. Exp. Ther 259, 1050-1058 (1991)) ("Es scheint deshalb unwahrscheinlich, daß die unspezifischen Wirkungen von Duramycin an Tierzellen zu nützlichen therapeutischen Strategien dienen können.").

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, die die Menge an Flüssigkeit, die aus der Luftröhre in einem Hundemodell an der Grundlinie (lichter Kasten) wiedergewonnen wurde, und der, die nach Zerstäubung von normalem Kochsalzlösungsträger (schräg schraffierter Kasten) wiedergewonnen wurde, vergleicht.
Fig. 2 ist eine graphische Darstellung des Gewichts von Filterpapierproben, die aus der Luftröhre eines Hundes über einen Zeitraum von 160 Minuten im Anschluß an die Verabreichung entweder von Duramycin oder Kochsalzlösungskontrolle genommen wurden. Tiere, die zuerst mit einem Träger und dann eine Woche später mit Duramycin behandelt wurden, legten eine stabile Grundlinie über 160 Minuten dar. Lichte Kästen sind Behandlungen mit Kochsalzlösung; ausgefüllte Kästen sind Behandlungen mit Duramycin.
Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, die die Menge an Oberflächenatemwegsflüssigkeit, die aus dem Hundeluftröhrenmodell nach Verabreichung von Kochsalzlösungsträger, gefolgt von Verabreichung von Duramycin eine Woche später, wiedergewonnen wurde und die Menge an Oberflächenatemwegsflüssigkeit, die aus dem Hundeluftröhrenmodell nach Verabreichung von Duramycin, gefolgt von Verabreichung von Kochsalzlösungsträger eine Woche später, wiedergewonnen wurde, vergleicht. Ausgefüllte Zeichen sind Behandlungen mit Duramycin; lichte Zeichen sind Behandlungen mit Trägerlösung; jedes Zeichen (Kreis, Quadrat, Dreieck mit Spitze nach oben, Dreieck mit Spitze nach rechts) stellt ein anderes Tier dar.
Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die die Menge an Oberflächenatemwegsflüssigkeit, die aus dem Hundeluftröhrenmodell nach Behandlung mit Duramycin und nach Behandlung mit Trägerkontrolle wiedergewonnen wurde, vergleicht. Lichter Kasten ist Träger; schräg schraffierter Kasten ist Behandlung mit Duramycin; n = 6 in jeder Gruppe.
Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die das Wachstum von Mycobacterium tuberculosis 57778 über 12 Tage in Kulturen, die 100 uM Duramycin (ausgefüllter Kasten; Linie 10), 10 uM Duramycin (lichter Kasten; Linie 11), 1,0 uM Duramycin (ausgefüllte Raute; Linie 12), 0,1 uM Duramycin (lichte Raute; Linie 13), 6 ug/ml Streptomycin (ausgefülltes Dreieck; Linie 14), 0,2 ug/ml Isoniazid (lichtes Dreieck; Linie 15), 2 ug/ml Rifampin (ausgefüllter Kreis; Linie 16), 7,5 ug/ml Ethambutol (lichter Kreis; Linie 17) oder kein Arzneimittel ("X"; Linie 18) enthalten, vergleicht. Dieser Stamm ist Streptomycin (S), Isoniazid (I) und Rifampin (R) resistent, aber Ethambutol (E) sensitiv.
Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, die das Wachstum von Mycobacterium tuberculosis 63169 über zwölf Tage in Kulturen, die 100 uM Duramycin, 10 uM Duramycin, 1,0 uM Duramycin, 0,1 uM Duramycin, 6 ug/ml Streptomycin, 0,2 ug/ml Isoniazid, 2 ug/ml Rifampin, 7,5 ug/ml Ethambutol oder kein Arzneimittel enthalten, vergleicht. Die Zeichen und Abkürzungen sind, wie vorstehend in Verbindung mit Fig. 5 gegeben.
Fig. 7 ist eine graphische Darstellung, die das Wachstum von Mycobacterium tuberculosis 65021 über zwölf Tage in Kulturen, die 100 uM Duramycin, 10 uM Duramycin, 1,0 uM Duramycin, 0,1 uM Duramycin, 6 ug/ml Streptomycin, 0,2 ug/ml Isoniazid, 2 ug/ml Rifampin, 7,5 ug/ml Ethambutol oder kein Arzneimittel enthalten, vergleicht. Die Zeichen und Abkürzungen sind, wie vorstehend in Verbindung mit Fig. 5 gegeben.
Fig. 8 ist eine graphische Darstellung, die das Wachstum von arzneimittelsensitivem Mycobacterium tuberculosis über zwölf Tage in Kulturen, die 100 uM Duramycin, 10 uM Duramycin, 1,0 uM Duramycin, 0,1 uM Duramycin, 6 ug/ml Streptomycin, 0,2 ug/ml Isoniazid, 2 ug/ml Rifampin, 7,5 ug/ml Ethambutol oder kein Arzneimittel enthalten, vergleicht. Die Zeichen und Abkürzungen sind, wie vorstehend in Verbindung mit Fig. 5 gegeben.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren kann verwendet werden, um die Räumung von Schleimsekreten aus den Lungen eines Patienten, der aus irgendeinem Grund eine solche Behandlung dringend nötig hat, einschließlich (aber nicht beschränkt auf) festhaltende Sekrete, die von Atemwegskrankheiten, wie zystischer Fibrose, chronischer Bronchitis, Asthma, Bronchiektasie und nachoperative Atelektase (Verstopfung der Atemwege mit festhaltenden Sekreten nach Operation), zu erleichtern (d. h. zu steigern, beschleunigen, unterstützen).
Während die Anmelder nicht wünschen, an irgendeine bestimmte Theorie der vorliegenden Erfindung gebunden zu werden, scheint es zu sein, daß die Räumung von Lungenschleimsekreten in der vorliegenden Erfindung durch die Hydratisierung der Lungenschleimsekrete erleichtert wird, wobei das Entfernen der Sekrete dann durch die Wirkung der Schleimflimmerhärchen erleichtert wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft in erster Linie die Behandlung von menschlichen Patienten, kann aber auch für die Behandlung von anderen Säugetierpatienten, wie Hunden und Katzen, für tierarztliche Zwecke verwendet werden.
Lantibiotika schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf Duramycin, Nisin, Subtilin (Gross et al. Z. Physiol. Chem., 354, 810 (1973)), Epidermin (Schnell et al. Nature, 333, 276 (1988)), Pep 5 (Sahl, J. Bacteriol., 162, 833 (1985)), Gallidermin (Kellner et al. Eur. J. Biochem., 177, 53 (1988)), Mersacidin, Actagardin (Kettenring et al., J Antibiotics, 53, 1082 (1990)), Cinnamycin (Kessler et al., Helv. Chim. Acta, 71, 1924 (1988)), Duramycin und Ancovenin (Wakamiya et al., Tetrahedron Lett., 26, 665 (1985)). Diese Verbindungen sind bekannt oder können gemäß bekannter Verfahren hergestellt werden, welche dem Fachmann bekannt sind.
Die Struktur von Duramycin ist bekannt (siehe Hayashi et al., J. Antibiotics, 43, 1421 (1990)). Duramycin ist erhältlich von Sigma Chemical Co. (St. Louis, Missouri, USA) als Katalog-Nr. D3168, oder kann aus Streptoverticillium cinnamoneum Subsp. azacolutum (NRRL B-1699) (erhältlich von USDA Agricultural Research Service, Peoria, Illinois, USA) gemäß bekannter Verfahren hergestellt werden (siehe z. B. Hayashi et al., vorstehend, Pridham et al., Phytopathology, 46, 575-581 (1956); Shotwell et al., J. Am. Chem. Soc., 80, 3912 (1958); S. Nakamura et al. Biochem., 23, 385 (1984)).
Die hier offenbarten Wirkstoffe können, wie vorstehend festgestellt, in Form ihrer pharmazeutisch verträglichen Salze hergestellt werden. Pharmazeutisch verträgliche Salze sind Salze, die die gewünschte biologische Aktivität der Stammverbindung behalten und keine unerwünschten toxikologischen Wirkungen vermitteln. Beispiele solcher Salze sind (a) Säureadditionssalze, erzeugt mit anorganischen Säuren, zum Beispiel Chlorwasserstoffsäure, Bromwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Salpetersäure und dergleichen; und Salze, erzeugt mit organischen Säuren, wie zum Beispiel Essigsäure, Oxalsäure, Weinsäure, Bernsteinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Gluconsäure, Zitronensäure, Apfelsäure, Ascorbinsäure, Benzoesäure, Tanninsäure, Palmitinsäure, Alginsäure, Polyglutaminsäure, Naphthalinsulfonsäure, Methansulfonsäure, p-Toluolsulfonsäure, Naphthalindisulfonsäure, Polygalacturonsäure und dergleichen; (b) Salze, erzeugt aus Elementanionen, wie Chlor, Brom und 10d, und (c) von Basen abgeleitete Salze, wie Ammoniumsalze, Alkalimetallsalze, wie solche von Natrium und Kalium, Erdalkalimetallsalze, wie solche von Calcium und Magnesium, und Salze mit organischen Basen, wie Dicyclohexylamin und N-Methyl-D-glucamin.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird den Lungen eines Patienten in Aerosolform vernebeltes Duramycin in Lösung in einer Menge verabreicht, die ausreichend ist, Konzentrationen von aufgelöstem Duramycin auf den Atemwegsoberflächen des Patienten von 10 Mol/Liter bis 10 Mol/Liter zu erreichen. Stärker bevorzugt kann die Dosis eine Menge sein, die ausreichend ist, Konzentrationen von aufgelöstem Duramycin auf den Atemwegsoberflächen des Patienten von etwa 10&supmin;&sup7; Mol/Liter bis 10&supmin;&sup6; Mol/Liter zu erreichen.
Natriumkanalblocker, welche in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind typischerweise Pyrazindiuretika, wie Amilorid, wie in US-A-4 501 729 beschrieben (der Anmelder will besonders, daß die Offenbarung von diesem und allen anderen Patentbezügen, die hier zitiert sind, in ihrer Gesamtheit hier durch Inbezugnahme einzuführen sind). Der Begriff "Amilorid", wie hier verwendet, schließt die pharmazeutisch verträglichen Salze davon, wie (aber nicht darauf beschränkt) Amiloridhydrochlorid, ebenso wie die freie Base von Amilorid ein. Die Menge an eingeschlossenem Amilorid kann eine Menge sein, die ausreichend ist, Konzentrationen von aufgelöstem Amilorid auf den Atemwegsoberflächen des Patienten von etwa 10&supmin;&sup7; bis etwa 10&supmin;³ Mol/Liter, und stärker bevorzugt von etwa 106 bis etwa 10&supmin;&sup4; Mol/Liter zu erreichen.
Wie vorstehend festgestellt, kann das erfindungsgemäße Verfahren ferner auch den Schritt des Entfernens festhaltender Schleimsekrete aus den Lungen des Patienten vor dem Schritt der Verabreichung des Lantibiotikums umfassen. Dies erleichtert die Auftragung des Wirkstoffs auf die Epithelzellen des Respirationstraktes während des Verabreichungsschritts. Ein solches Entfernen festhaltender Schleimsekrete kann durch jedes geeignete Mittel durchgeführt werden, einschließlich Posturaldränage, Verabreichung eines Antibiotikums (z. B. intravenöse oder Inhalationsverabreichung von Cephalosporin oder Aminoglycosidantibiotika, wie Tobramycin) und/oder Inhalationsverabreichung von DNase. Außerdem kann die vorliegende Erfindung an Patienten, wie Kindern, durchgeführt werden, bevor die Atmungsfunktion abnimmt (z. B. Patienten, die im wesentlichen frei von Lungenblockierung wegen festhaltender Schleimsekreten sind). Solche Patienten können genetisch prädisponiert sein, von der Lungenerkrankung (z. B. zystische Fibrose) geplagt zu werden, wie vorstehend beschrieben.
Die hier offenbarten Wirkstoffe können den Lungen eines Patienten durch jedes geeignete Mittel verabreicht werden, werden aber vorzugsweise durch Erzeugen eines Aerosols, das aus einatembaren Teilchen besteht, wobei die einatembaren Teilchen aus dem Wirkstoff bestehen, dessen Teilchen der Patient inhaliert, verabreicht. Die einatembaren Teilchen können flüssig oder fest sein. Die Teilchen können gegebenenfalls andere therapeutische Bestandteile, wie einen Natriumkanalblocker, enthalten, wie vorstehend festgestellt, wobei der Natriumkanalblocker in einer Menge eingeschlossen ist, die wirksam ist, die Resorption von Wasser aus den Atemwegsschleimsekreten zu hemmen.
Die Teilchen zum Ausüben der vorliegenden Erfindung, die aus dem Wirkstoff bestehen, sollten Teilchen einatembarer Größe einschließen, das heißt, Teilchen einer Größe, die ausreichend klein sind, um bei Inhalation durch den Mund und den Kehlkopf und in die Bronchien und Alveolen der Lungen zu strömen. Allgemein sind Teilchen, die im Bereich von etwa 0,5 bis 10 Mikrometer an Größe (stärker bevorzugt von weniger als etwa 5 Mikrometer an Größe) liegen, einatembar. Teilchen von nichteinatembarer Größe, welche in dem Aerosol eingeschlossen sind, neigen dazu, sich im Hals abzulagern und geschluckt zu werden, und die Menge nichteinatembarer Teilchen im Aerosol wird vorzugsweise minimiert. Zur Verabreichung über die Nase ist eine Teilchengröße im Bereich von 10&supmin;500 um bevorzugt, um Verbleib in der Nasenhöhle sicherzustellen.
Flüssige Arzneimittel des Wirkstoffs zur Erzeugung eines Aerosols können durch Kombinieren des Wirkstoffs mit einem geeigneten Träger, wie sterilem pyrogenfreiem Wasser, erzeugt werden. Andere therapeutische Verbindungen, wie ein Natriumkanalblocker können gegebenenfalls eingeschlossen sein.
Aus festen Teilchen bestehende Zusammensetzungen, die einatembare trockene Teilchen von feinstzerkleinertem Wirkstoff enthalten, können durch Mahlen des trockenen Wirkstoffs mit einem Mörser und Pistill und dann Passieren der feinstzerkleinerten Zusammensetzung durch ein 400 mesh-Sieb, um große Zusammenballungen aufzubrechen oder auszusortieren, erzeugt werden. Eine aus festen Teilchen bestehende Zusammensetzung, die aus dem Wirkstoff besteht, kann gegebenenfalls ein Dispergiermittel enthalten, welches dazu dient, die Erzeugung eines Aerosols zu erleichtern. Ein geeignetes Dispergiermittel ist Lactose, welche mit dem Wirkstoff in jedem geeigneten Verhältnis (z. B. ein 1 zu 1 Gewichtsverhältnis) gemischt werden kann. Erneut, andere therapeutische Verbindungen, wie Amilorid, können auch eingeschlossen sein.
Die Dosierung des Wirkstoffs zur Prophylaxe oder Behandlung einer Lungenerkrankung wird in Abhängigkeit vom zu behandelnden Zustand und dem Zustand des Patienten variieren, kann aber allgemein eine Menge sein, die ausreichend ist, um Konzentrationen von aufgelöstem Wirkstoff auf den Atemwegsoberflächen des Patienten von etwa 10&supmin;&sup9; bis 10&supmin;³ Mol/Liter und stärker bevorzugt von 10&supmin;&sup7; bis 10&supmin;&sup5; Mol/Liter zu erreichen. In Abhängigkeit von der Löslichkeit der bestimmten Formulierung des verabreichten Wirkstoffs kann die tägliche Dosis auf eine oder mehrere Verabreichungen von Einheitsdosen verteilt werden. Vorzugsweise ist die tägliche Dosis eine Einzeleinheitsdosis, welche vorzugsweise 1 bis 3 mal pro Woche verabreicht wird. Die Behandlungen können bei chronischer Grundlage von Woche zu Woche verlängert werden, wenn erforderlich (d. h. der Wirkstoff kann dauernd verabreicht werden). Die Verabreichung der Wirkstoffe kann therapeutisch (d. h. als Rettungsbehandlung) oder prophylaktisch durchgeführt werden, die Verbindungen werden aber vorzugsweise prophylaktisch verabreicht, entweder bevor beträchtliche Lungenblockierung wegen festhaltender Schleimsekrete aufgetreten ist oder zu einer Zeit, wenn solche festhaltenden Sekrete wenigstens teilweise entfernt worden sind, wie vorstehend diskutiert.
Aerosole flüssiger Teilchen, die den Wirkstoff umfassen, können durch jedes geeignete Mittel, wie mit einem Zerstäuber erzeugt werden (siehe z. B. US-A-4 501 729). Zerstäuber sind im Handel erhältliche Vorrichtungen, welche die Lösungen oder Suspensionen des Wirkstoffs entweder mittels Beschleunigung eines komprimierten Gases, typischerweise Luft oder Sauerstoff, durch eine enge Venturi- Öffnung oder mittels Ultraschallerregung in einen therapeutischen Aerosolnebel umwandeln. Für die Verwendung in Zerstäubern geeignete Formulierungen bestehen aus dem Wirkstoff in einem flüssigen Träger, wobei der Wirkstoff aus bis zu 40% (w/w) der Formulierung, aber vorzugsweise aus weniger als 20% (w/w) besteht. Der Träger ist typischerweise Wasser ider eine verdünnte wäßrige alkoholische Lösung, die vorzugsweise durch Zugabe von zum Beispiel Natriumchlorid zu Körperflüssigkeiten isotonisch gemacht wird. Fakultative Zusatzstoffe schließen Konservierungsstoffe, wenn die Formulierung nicht steril erzeugt wurde, zum Beispiel Methylhydroxybenzoat, Antioxidantien, Geschmacksstoffe, flüchtige Öle, Pufferstoffe und oberfächenaktive Mittel ein.
Aerosole fester Teilchen, die den Wirkstoff umfassen, können ebenfalls mit jedem Aerosolerzeuger für aus festen Teilchen bestehende Medikamente erzeugt werden. Aerosolerzeuger zur Verabreichung von aus festen Teilchen bestehenden Medikamenten an einen Patienten, erzeugen Teilchen, welche einatembar sind, wie vorstehend erklärt, und erzeugen ein Aerosolvolumen, das eine vorherbestimmte gemessene Dosis eines Medikaments mit einer Rate enthält, die zur Verabreichung an einen Menschen geeignet ist. Ein Beispieltyp eines Erzeugers für ein aus festen Teilchen bestehendes Aerosol ist ein Einblaseapparat. Zur Verabreichung mit einem Einblaseapparat geeignete Formulierungen schließen fein zerriebene Pulver ein, welche mittels eines Einblaseapparats abgegeben oder auf eine Art Atemzug in die Nasenhöhle genommen werden können. Beim Einblaseapparat ist das Pulver (z. B. eine abgemessene Dosis davon, die wirksam ist, die hier beschriebenen Behandlungen durchzuführen) in Kapseln oder Patronen, typischerweise aus Gelatine oder Kunststoff, enthalten, welche entweder in situ durchstoßen oder geöffnet werden, und wird das Pulver durch Luft, die beim Inhalieren durch die Vorrichtung gezogen wird, oder mittels einer handbetriebenen Pumpe abgegeben. Das im Einblaseapparat verwendete Pulver besteht entweder alleine aus dem Wirkstoff oder aus einer Pulvermischung, die den Wirkstoff, ein geeignetes Pulververdünnungsmittel, wie Lactose, und gegebenenfalls ein oberflächenaktives Mittel umfaßt. Der Wirkstoff umfaßt typischerweise 0,1 bis 100 (w/w) der Formulierung. Ein zweiter Typ eines Beispielaerosolerzeugers umfaßt einen Inhalationsapparat abgemessener Dosen. Inhalationsapparate abgemessener Dosen sind Aerosoldruckspender, die typischerweise eine Suspensions- oder Lösungsformulierung des Wirkstoffs in einem verflüssigten Treibmittel enthalten. Während der Verwendung geben diese Vorrichtungen die Formulierung durch ein Ventil ab, das derart ausgestaltet ist, daß ein abgemessenes Volumen, typischerweise von 10 bis 150 ul, abgegeben wird, um ein Spray feiner Teilchen, die den Wirkstoff enthalten, zu erzeugen. Geeignete Treibmittel schließen bestimmte Chlorfluorkohlenstoffverbindungen ein, zum Beispiel Dichlordifluormethan, Trichlorfluormethan, Dichlortetrafluorethan und Gemische davon. Die Formulierung kann zusätzlich ein oder mehrere Colösungsmittel enthalten, zum Beispiel Ethanol, oberflächenaktive Mittel, wie Oleinsäure oder Sorbitantrioleat, Antioxidantien und geeignete Geschmacksstoffe.
Das Aerosol, ob aus festen oder flüssigen Teilchen erzeugt, kann mit dem Aerosolerzeuger mit einer Rate von etwa 10 bis 150 Liter pro Minute, stärker bevorzugt von etwa 30 bis 150 Liter pro Minute und am meisten bevorzugt von etwa 60 Liters pro Minute erzeugt werden. Aerosole, die größere Mengen des Medikaments enthalten, können schneller verabreicht werden.
Die vorliegende Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zur Behandlung einer Infektion mit M. tuberculosis (z. B. Verlangsamen oder Hemmen des Wachstums oder Abtöten der Bakterien), insbesondere Arzneimittel-resistenten Stämmen von M. tuberculosis (z. B. Stämme, die gegen die Behandlung mit Streptomycin, Isoniazid, Rifampin, Ethambutol oder Pyrazinamid resistent sind) (siehe allgemein W. Jacobs et al., Science 260, 819 (7. Mai 1993); M. Baringa, New Test Catches Drug-Resistant TB in the Spotlight, Science 260, 750 (7. Mai 1993); T. Frieden, New Engl. J. Med. 328, 521 (25. Feb. 1993)) und mehrfach Arzneimittel-resistenten Stämmen von M. tuberculosis (z. B. Stämme, die gegen die Behandlung mit zwei oder mehreren von Streptomycin, Isoniazid, Rifampin, Ethambutol oder Pyrazinamid resistent sind) unter Verwendung von Lantibiotika. Zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignete Lantibiotika schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf Duramycin, Nisin, Subtilin, Epidermin, Pep 5, Gallidermin, Mersacidin, Actagardin, Cinnamycin und Ancovenin oder das pharmazeutisch verträgliche Salz davon, wie vorstehend diskutiert. Duramycin und die pharmazeutisch verträglichen Salze davon sind besonders bevorzugt. Die Tuberkulose-Infektion kann in der Lunge des zu behandelnden Patienten sein oder kann eine außerhalb der Lunge liegende Infektion sein, wie die des Rippenfells, des Lymphsystems, des Knochens, des Urogenitaltrakts, der Großhirnhäute, des Zentralnervensystems, des Bauchfells oder der Haut.
Arzneimittel zur Verwendung im vorliegenden Verfahren zur Behandlung von Tuberkulose schließen solche ein, die geeignet sind zur Inhalation, zur oralen, rektalen, topischen, (einschließlich Wangen-, sublingualer, dermaler und intraokularer) parenteralen (einschließlich subkutaner, intradermaler, intramuskulärer, intravenöser und intraartikulärer) und transdermalen Verabreichung. Die Inhalationstherapie ist vorstehend diskutiert. Die Zusammensetzungen können zweckmäßig in Form einer Einheitsdosis bereitgestellt werden und können durch jedes der auf dem Fachgebiet bekannten Verfahren erzeugt werden. Der geeignetste Weg der Verabreichung kann in jedem gegebenen Fall von der anatomischen Lokalisierung der M. tuberculosis-Infektion im Patienten, dem Wesen und der Härte des zu behandelnden Zustands und dem bestimmten Wirkstoff, welcher zu verwenden ist, abhängen. Die Formulierungen können zweckmäßig in Form einer Einheitsdosis bereitgestellt werden und können durch jedes der auf dem Fachgebiet bekannten Verfahren erzeugt werden.
Im vorliegenden Verfahren zur Behandlung von M. tuberculosis werden die Lantibiotika in einer Dosis von 1 bis 100 mg/kg pro Tag verabreicht. Die Dosis des Wirkstoffs variiert gemäß des zu behandelnden Zustands und der Dosis, bei welcher ungünstige pharmakologische Wirkungen auftreten. Der Fachmann wird solche Faktoren berücksichtigen, wenn er die Dosierung bestimmt.
Das vorliegende Verfahren zur Behandlung von Tuberkulose betrifft in erster Linie die Behandlung von menschlichen Patienten, kann aber auch zur Behandlung anderer Säugetierpatienten, wie Hunde, Katzen und Kühe, für tierärztliche Zwecke verwendet werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird den Lungen eines Patienten mit Lungentuberkulose in Aerosolform vernebeltes Duramycin in einer Menge verabreicht, die ausreicht, um Konzentrationen von aufgelöstem Duramycin auf den Atemwegsoberflächen des Patienten von 10&supmin;&sup7; bis 10&supmin;³ Mol/Liter zu erreichen. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Duramycin durch einen intravenösen Bolus oder durch Infusion, am meisten bevorzugt durch Infusion, in einem Dosisbereich von 70 mg/Tag bis 2,5 g/Tag und stärker bevorzugt in einem Dosisbereich von 150 mg/Tag bis 2 g/Tag verabreicht.
Im vorliegenden Verfahren zur Behandlung von Tuberkulose verwendete Lantibiotika können in Verbindung mit einem anderen Antituberkelmittel verabreicht werden, wobei solche anderen Antituberkelmittel Ethambutol, Streptomycin, Isoniazid, Rifampin und Pyrazinamid einschließen, aber nicht darauf beschränkt sind. Diese zusätzlichen Antituberkelmittel können auf eine Art und Weise und in einer Menge gemäß herkömmlicher Verfahren verabreicht werden (siehe allgemein Goodman und Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, 1210-1212 (siebte Aufl. 1985).
In einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung können Lantibiotika alleine oder in Kombination mit einem oder mehreren Antituberkelmitteln zur Prophylaxe oder Behandlung von Tuberkulose verwendet werden.
Bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Medikaments (eine "Formulierung") werden die Wirkstoffe oder physiologisch verträglichen Salze davon (der "Wirkstoff") typischerweise unter anderem mit einem verträglichen Träger gemischt. Der Träger muß natürlich hinsichtlich der Verträglichkeit mit etwaigen anderen Bestandteilen in der Formlierung verträglich sein und darf nicht schädlich für den Patienten sein. Der Träger kann ein Feststoff oder eine Flüssigkeit oder beides sein und ist vorzugsweise mit der Verbindung als Einheitsdosisformulierung, zum Beispiel eine Tablette, formuliert, welche 0,5 Gewichtsprozent (Gew.-%) bis 99 Gew.-% Wirkstoff enthalten kann. Ein oder mehrere Wirkstoffe können in den erfindungsgemäßen Formulierungen eingebracht sein (z. B. kann die Formulierung ein oder mehrere zusätzliche Antituberkelmittel enthalten, wie vorstehend festgestellt), deren Formulierungen durch irgendeines der bekannten Pharmazieverfahren erzeugt werden können, die im wesentlichen aus Mischen der Komponenten bestehen, gegebenenfalls einschließlich eines oder mehrerer zusätzlicher therapeutischer Bestandteile.
Zur oralen Verabreichung geeignete Formulierungen können in einzelnen Einheiten, wie Kapseln, Kapseln, Pastillen oder Tabletten vorhanden sein, die jeweils eine vorherbestimmte Menge des Wirkstoffs enthalten; als Pulver oder Körnchen; als Lösung oder Suspension in einer wäßrigen oder nichtwäßrigen Flüssigkeit; oder als Öl-in-Wasser oder Wasser-in-Öl-Emulsion. Solche Formulierungen können durch jedes geeignete Pharmazieverfahren erzeugt werden, welches den Schritt des Inverbindungbringens des Wirkstoffs mit einem geeigneten Träger (welcher ein oder mehrere zusätzliche Bestandteile enthalten kann, wie vorstehend festgestellt) einschließt. Allgemein werden die erfindungsgemäßen Formulierungen durch einheitliches und inniges Mischen des Wirstoffs mit einer Flüssigkeit oder einem fein verteilten festen Träger oder beides und dann, wenn erforderlich, Formen des so erhaltenen Gemischs erzeugt. Zum Beispiel kann eine Tablette durch Drücken oder Pressen eines Pulvers oder von Körnchen, die den Wirkstoff enthalten, gegebenenfalls mit einem oder mehreren zusätzlichen Bestandteilen erzeugt werden. Gedrückte Tabletten können durch Drücken der Verbindung in einer freifließenden Form, wie einem Pulver oder Körnchen, die gegebenenfalls mit einem Bindemittel, Gleitmittel, inertem Verdünndungsmittel und/oder oberflächenaktiven/Dispergiermittel(n) gemischt sind, in einer geeigneten Maschine erzeugt werden. Gepreßte Tabletten können durch Pressen der gepulverten Verbindung, die mit einem inerten flüssigen Bindemittel befeuchtet ist, in einer geeigneten Maschine erzeugt werden. Formulierungen zur oralen Verabreichung können gegebenenfalls darmlösliche Beschichtungen einschließen, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, um Abbau der Formulierung im Magen zu verhindern und Freisetzen des Arzneimittels im Dünndarm bereitzustellen.
Zur Wangen- (Unterzungen-)Verabreichung geeeignete Formulierungen schließen Pastillen, die den Wirkstoff in einem Grundstoff mit Geschmack, gewöhnlich Sucrose und Akazie oder Traganth enthalten; und Pastillen ein, die die Verbindung in einem inerten Grundstoff, wie Gelatine und Glycerin oder Sucrose und Akazie enthalten.
Zur parenteralen Verabreichung geeignete Formulierungen der vorliegenden Erfindung umfassen sterile wäßrige und nichtwäßrige Injektionslösungen des Wirkstoffs, deren Präparationen vorzugsweise isotonisch mit dem Blut des gewünschten Empfängers sind. Diese Präparationen können Antioxidantien, Puffer, Bakterienhemmstoffe und gelöste Stoffe, welche die Formulierung isotonisch mit dem Blut des gewünschten Empfängers machen, enthalten. Wäßrige und nichtwäßrige sterile Suspensionen können Suspensionsmittel und Verdickungsmittel einschließen. Die Formulierungen können in Einheit/Dosis- oder -Mehrfachdosisbehältern, zum Beispiel verschlossenen Ampullen und Fläschchen, vorhanden sein und können in gefriergetrocknetem (lyophilisiertem) Zustand, der nur die Zugabe des sterilen flüssigen Trägers, zum Beispiel Kochsalzlösung oder Wasser zur Injektion, unmittelbar vor der Verwendung erfordert, gelagert werden. Unvorbereitet verabreichte Injektionslösungen oder -suspensionen können aus sterilen Pulvern, Körnchen und Tabletten der vorher beschriebenen Art erzeugt werden.
Zur rektalen Verabreichung geeignete Formulierungen sind vorzugsweise als Einheitsdosiszäpfen vorhanden. Diese können durch Mischen des Wirkstoffs mit einem oder mehreren herkömmlichen festen Trägern, zum Beispiel Kakaobutter, und dann Formen des so erhaltenen Gemisches erzeugt werden.
Zur topischen Anwendung auf der Haut geeignete Formulierungen nehmen die Form einer Salbe, Creme, Lotion, Paste, eines Gels, Sprays, Aerosols oder Öls an. Träger, welche verwendet werden können, schließen Vaseline, Lanolin, Polyethylenglycole, Alkohole, transdermale Verstärker und Kombinationen von zwei oder mehreren davon ein.
Zur transdermalen Verabreichung geeignete Formulierungen können als einzelne Pflaster vorhanden sein, die derart ausgestaltet sind, daß sie über einen längeren Zeitraum in innigen Kontakt mit der Epidermis des Empfängers bleiben. Zur transdermalen Verabreichung geeignete Formulierungen können auch durch Iontophorese (siehe, z. B. Pharmaceutical Research 3, 318 (1986)) verabreicht werden und nehmen typischerweise die Form einer gegebenenfalls gepufferten wäßrigen Lösung des Wirkstoffs an.
Zur Inhalationsverabreichung geeignete Formulierungen umfassen ein Lantibiotikum und gegebenenfalls ein oder mehrere zusätzliche Antituberkelmittel, die, wie vorstehend diskutiert, erzeugt werden. Vorrichtungen zur Inhalationsverabreichung sind wie vorstehend diskutiert.
Die folgenden Beispiele werden bereitgestellt, um die vorliegende Erfindung vollständiger zu veranschaulichen und sollten nicht als Einschränkung davon ausgelegt werden. In den folgenden Beispielen bedeutet CF zystische Fibrose, bedeutet cm Zentimeter, bedeutet cc Kubikzentimeter, bedeutet kg Kilogramm, bedeutet ml Milliliter, bedeutet M molar, bedeutet uM mikromolar, bedeutet ug Mikrogramm, bedeutet uA Mikroampere, bedeutet ED&sub5;&sub0; die Dosis, welche die gewünschte Wirkung in 50% der Versuchstiere erzeugt, und sind Temperaturen in ºC angegeben, soweit nicht etwas anderes angezeigt ist.

BEISPIEL 1

Wirkung von Duramycin auf die Chloridleitfähigkeit und den Calciummetabolismus in vitro

In vitro-Untersuchungen wurden unter Verwendung von Primärkulturen von normalen Atemwegsepithelzellen und von Atemwegsepithelzellen mit zystischer Fibrose (CF), die auf Collagenmatrizen in definiertem Medium wachsen, durchgeführt, um die Wirkung von Duramycin auf die Chloridleitfähigkeit und den Calciummetabolismus zu zeigen.
1. Ussina-Kammer-Untersuchungen: Die Cl&supmin;&supmin;Sekretionsreaktion auf Stimulierung von normalen Atemwegsepithelzellen und von Atemwegsepithelzellen mit CF wurde unter Kurzschluß- (ISC) Bedingungen unter Verwendung von in Ussing- Kammern montierten Geweben untersucht. Ussing-Kammern sind auf dem Fachgebiet bekannt und die Art und Weise ihrer Verwendung im vorliegenden Beispiel wäre für einen Fachmann leicht ersichtlich.
Die Gewebe wurden zuerst mit Amilorid behandelt, um den Na&spplus;-Strom zu entfernen. Normale Gewebe wurden durch Darlegen einer Zunahme der Stroms im Anschluß an die Vorbehandung mit Amilorid und nachfolgende Behandlung mit Forskolin (10 uM) definiert. Die so erhaltene Zunahme von ISC unter diesen Bedingungen ist als Cl&supmin;&supmin;Sekretionsreaktion festgesetzt worden. In normalen Geweben und unter Verwendung dieses Protokolls induzierte die nachfolgende Verwendung von Duramycin bei einer Dosis von 10&supmin;&sup6; M eine dramatische Zunahme des Cl&supmin;&supmin;Stroms, wobei ISC von einer Grundlinie von 20 uA/cm² nach Amilorid- Behandlung zu einem Peak von 50 uA/cm² ansteigt (Daten nicht gezeigt).
Primärkulturen von normalen Geweben wurden mit 10&supmin;&sup6; M Duramycin unter Verwendung von drei verschiedenen Badlösungen in den Ussing-Kammern behandelt: eine Kontrollösung, die sowohl Na&spplus; als auch Cl&supmin;&supmin; enthält, eine Lösung ohne Na&spplus; und eine Lösung ohne Cl&supmin;&supmin; Die Gewebe sowohl unter den Kontroll- als auch den Na&spplus;-freien Bedingungen reagierten durch Zunahme von ISC nach Stimulierung mit Duramycin (Daten nicht gezeigt). Das Gewebe unter der Cl&supmin;&supmin;freien Bedingung zeigte jedoch eine deutlich verminderte Reaktion auf Duramycin. Diese Beobachtungen unterstützen ferner die Schlußfolgerung, daß Duramycin eine Cl&supmin;&supmin; Sekretionsreaktion in Primärkulturen von menschlichen Atemwegsepithelzellen induziert.
Die Cl&supmin;&supmin;Sekretionsreaktion auf Duramycin ist durch eine relativ anhaltende Zunahme von ISC, die in einigen Fällen länger als 1 Stunde fortdauerte, gekennzeichnet. Dies ist im Gegensatz zur Reaktion auf andere Agonisten, wie ATP, welche ein schnelles Einsetzen der Wirkung und eine schnelle Rückkehr zum Basislinienstrom erzeugen.
Duramycin-behandelte normale Gewebe legten eine Zunahme von ISC dar, wenn sie nachfolgend mit ATP und Forskolin stimuliert wurden (Daten nicht gezeigt). Die Fähigkeit der Gewebe, nach Duramycinbehandlung auf diese Mittel zu reagieren, legt dar, daß die Gewebe durch Duramycin nicht merklich geschädigt werden.
2. Dosis-Wirkungs-Untersuchung: eine Dosis-Wirkungs-Untersuchung legte dar, daß die maximale Reaktion auf Duramycin bei 10&supmin;&sup6; M mit einem ED&sub5;&sub0;-Wert von 3 · 10&supmin;&sup7; M erreicht wurde. Wiederstand quer durch das Gewebe begann bei Dosen von 2 · 10&supmin;&sup6; M zu fallen. Der Fall des Wiederstands wurde als ein Anzeichen von Toxizität ausgelegt.
3. Cl&supmin;&supmin;Reaktion in normalem und CF-Gewebe: Sieben normale und fünf CF- Gewebe wurden untersucht, wie vorstehend, unter Verwendung von Duramycin bei einer Konzentration von 10&supmin;&sup6; M. Diese Untersuchungen bestätigten, daß eine merkliche Cl&supmin;&supmin;Sekretionsreaktion sekundär zur Stimulierung mit Duramycin sowohl in normalen als auch CF-Geweben erzeugt werden konnte. Die Cl&supmin;&supmin; Sekretionsreaktion in CF-Gewebe (d. h. die Änderung von ISC) betrug ungefähr das zweifache dessen, was in normalem Gewebe gesehen wurde (Daten nicht gezeigt).
4. Wirkungsmechanismus: Voruntersuchungen wurden auch durchgeführt, um den möglichen Wirkungsmechanismus zu untersuchen. Unter Verwendung von Positivkontrollen wurden diese Untersuchungen an einer transformierten Zelllinie von menschlicher CF, CFT43, durchgeführt, um zu bewerten, ob das Gewebe als Reaktion auf die Duramycin-Stimulierung cAMP erzeugte. Die Untersuchungen legten dar, daß Duramycin-Stimulierung kein Ansteigen der intrazellulären cAMP- Spiegel bewirkte (Daten nicht gezeigt). Unter Verwendung derselben Zelllinie wurden weitere Untersuchungen durchgeführt, um zu bestimmen, ob die Duramycin-Wirkung durch die Stimulierung von Phospholipase C (PLC) und der Erzeugung von Inositolphosphaten (IPs) vermittelt wurde. Es gab keine nachweisbaren Mengen an IPs, die als Reaktion auf die Stimulierung mit Duramycin erzeugt wurden (Daten nicht gezeigt).
Die vorstehend beschriebenen in vitro-Untersuchungen zeigen an, daß (1) die Zunahmen von Isc als Reaktion auf Duramycin sekundär zur Cl&supmin;&supmin;Ionenbewegung quer durch das Gewebe waren; und (2) Duramycin einen Cl&supmin;&supmin;Sekretionsstrom sowohl in normalen als auch CF-Geweben in vitro stimuliert. Voruntersuchungen des Wirkungsmechanismus von Duramycin legen nahe, daß weder cAMP noch PLC beteiligt ist.

BEISPIEL 2

Tiermodell zur In Vivo-Wirksamkeit

1. Das Tiermodell: Das entwickelte Modell verwendete männliche 30 kg- Hunde, die mit intravenösem Pentobarbital anästhesiert wurden und an einer intravenösen Infusion von normaler Kochsalzlösung bei 75 cc/Stunde gehalten wurden. Die Hunde wurden intubiert. Atmungsunterstützung wurde durch eine HarvardTM-Kolbenpumpe bereitgestellt. Ausreichende Beatmung und Sauerstoffzufuhr wurden durch Gasuntersuchungen des arteriellen Bluts dokumentiert. Der Peak der Atemwegsdrücke (PAP) wurde gemessen, und kontinuierliche Überwachung der Hämoglobinsättigung wurde durch Pulsoximetrie erreicht. Das Modell ermöglichte es, daß das Tier während der Untersuchung völlig stationär war, daß der Atmungszustand des Tieres festgestellt und auf einen physiologischen Zustand eingestellt wurde, stellte die Möglichkeit für verlängerte Untersuchung des Tieres bereit, sollte bewiesen sein, daß dies erforderlich ist, und standardisierte die Streßmenge der untersuchten Tiere.
Arzneimittel und Träger wurden durch den Endotrachealtubus verabreicht. Das Arzneimittel wurde unter Verwendung eines Pulmo-AidTM-Kompressors und eines DeVilbissTM-Zerstäubers zerstäubt. Das Arzneimittel (50 uM; 3 ml) in einem Kochsalzlösungsträger oder der Kochsalzlösungsträger alleine (Kontrolle) wurde 6 Minuten lang zerstäubt, währenddessen 0,7 ml davon dem Tier zugeführt wurde. Auf der Grundlage vorheriger Arbeiten wurde dargelegt, daß die im Atemweg erreichte Konzentration von Duramycin etwa 3 · 10&supmin;&sup7; M, dem geschätzten ED&sub5;&sub0;-Wert, betrug. Nach 6 Minuten wurde ein sauberer und trockener Zerstäuber gegen den Testzerstäuber, der das Arzneimittel oder den Träger enthielt, ausgetauscht. Den Forschern wurden die Augen verbunden, so daß entweder Arzneimittel oder Träger gegeben wurde.
2. Messungen von Atemwegsflüssigkeit: Messungen von Atemwegsflüssigkeit erfolgten durch 20 Sekunden langes Aufbringen von trockenem vorgewogenem Filterpapier auf die knorpeligen Teile des Atemwegs. Dies wurde unter Verwendung einer Zange für die transbronchiale Biopsie zum Greifen der Papiere erreicht. Die Zange und die Papiere wurden in Kunststoffkathetern gelagert. Das Probensammeln der Atemwegsflüssigkeit wurde durch zuerst Einführen des Bronchoskops durch den Endotrachealtubus erreicht. Es wurde darauf geachtet, daß kein Kontakt zwischen der Schleimhaut und dem Bronchoskop ermöglicht wurde. Der Katheter, der die Biopsiezange und die Filterpapiere enthielt, wurde in das Atemwegslumen durch den Kanal im Bronchoskop eingeführt. Die Biopsiezange wurde dann aus dem Katheter gedrückt und die Filterpapiere wurden sanft auf die Schleimhaut aufgebracht. Nach 20 Sekunden wurden die Biopsiezangen und die Filterpapiere zurück in den Katheter geschoben und zum Wiegen durch das Bronchoskop entfernt. Die Filterpapiere wurden zum Wiegen durch erneutes Herausschieben der Zange, die das Filterpapier hielt, aus dem Katheter zugänglich gemacht. Um die Verdampfungsverluste von den Filterpapieren zu erklären, als sie der Raumluft ausgesetzt waren, wurde die Zeit, die erforderlich war, um die Papiere auf die Waagen zu legen und die anfängliche Wägung durchzuführen, aufgenommen. Drei aufeinanderfolgende Wägungen wurden dann über die Zeit gemacht. Eine Regressionsgerade wurde berechnet. Das Gewicht der Filterpapiere beim Zeitpunkt Null, das heißt, wenn sie maximal naß sind, wurde als die Zeit festgelegt, als die Filterpapiere, nachdem sie auf die Atemwegsschleimhaut aufgebracht worden waren, aus dem Katheter gedrückt wurden. Die Flüssigkeitsmenge auf dem Filterpapier wurde als die Differenz zwischen dem Trockengewicht der Papiere und ihrem Gewicht beim Zeitpunkt Null genommen. Jeder Satz zu vergleichender Proben wurde ferner um die Differenzen beim anfänglichen Wiegen der trockenen Filterpapiere korrigiert.
3. Protokolle: Zwei Protokolle wurden schließlich verwendet, um die Bewertung der Wirkungen von Duramycin auf den Flüssigkeitstransport zu erreichen. Das Ziel des ersten Protokolls war, die Wirkungen auf die Flüssigkeit der Atemwegsoberflächen von (1) wiederholtem Probensammeln des Atemwegs, und (2) Zerstäuben des normalen Kochsalzlösungsträgers zu untersuchen. Diese Punkte waren bei der Untersuchung der Dauer der Wirkung von Duramycin von Bedeutung, weil vorherige Untersuchungen, die das Modell mit wachem Schaf verwendeten, eine deutliche Sekretionsreaktion im Atemweg darlegten, nachdem vier Proben erhalten worden waren, und eine 35%-Zunahme der Oberflächenflüssigkeit nach Zuführung des Trägers darlegten.
Protokoll 1 erforderte unmittelbar vor dem Durchführen der Testuntersuchungen Wiegen und Laden der Filterpapiere in die Katheter. Zehn getrennte Katheter-Zange-Filterpapier-Anordnungen waren erhältlich. Zehn Messungen von Atemwegsflüssigkeit wurden dann in verschiedenen Bereichen der Luftröhre über einen Zeitraum von 30 Minuten gemacht, wobei die Messungen in 3 Minuten-Intervallen gemacht wurden. Die Katheter wurden dann erneut geladen und der Kochsalzlösungsträger in den Atemweg zerstäubt. Zehn weitere Messungen von Atemwegsoberflächenflüssigkeit wurden dann über einen weiteren Zeitraum von 30 Minuten gemacht.
1 Protokoll 2 erforderte das Probensammeln vom Atemweg alle vier Minuten, um 30 Messungen von Atemwegsflüssigkeit zu erhalten. Dies erforderte zweimal Wiederladen der 10 Katheter während jedes Versuchs. Jedes Wiederladen erforderte 20 Minuten. Dieses Protokoll ermöglichte es, daß vom Atemweg über 160 Minuten Proben gesammelt wurden. Arzneimittel- und Trägerverabreichung wurden bei jedem einzelnen Tier durch eine Woche getrennt. Protokoll 2 wurde verwendet, um die Wirkungen von Duramycin gegen die des Trägers zu vergleichen.

BEISPIEL 3

Ergebnisse der In Vivo Wirksamkeitsuntersuchungen

Das Probensammeln in der Hundeluftröhre zehnmal alle drei Minuten (Protokoll 1, vorstehend) veränderte die Menge an wiedergewonnener Flüssigkeit nicht merklich (Daten nicht gezeigt). Ferner gab es keinen Unterschied zwischen der Menge an Flüssigkeit, die aus der Luftröhre im Hundemodell an der Grundlinie wiedergewonnen wurde, und der, die nach Zerstäuben des normalen Kochsalzlösungsträgers wiedergewonnen wurde (Fig. 1).
Anfängliche Untersuchungen, die Protokoll 1 verwendeten, um die Wirkungen von Duramycin auf den Atemweg zu untersuchen, legten dar, daß Duramycin eine deutliche und anhaltende Zunahme der Menge an Flüssigkeit, die aus dem Atemweg wiedergewonnen wurde, bewirkte. Nachdem Duramycin verabreicht worden war, ging die erhaltene Menge an Atemwegsflüssigkeit während des 30 minütigen Meßzeitraums nicht auf die Grundlinie zurück. Protokoll 1 ermöglichte folglich keinen Kontrollvergleich, wenn zuerst das Duramycin gegeben wurde, weil die Atemwegsoberflächenflüssigkeit sogar 2 Stunden im Anschluß an seine Verabreichung nicht auf die Grundlinie zurückkehrte.
Bei einem Versuch, mit dieser unerwartet langen Dauer der Arzneimittelwirkung fertigzuwerden, wurde das 160 Minuten-Protokoll 2 entwickelt, welches Trennen der Verabreichung von Arzneimittel und Träger durch eine Woche einschloß. Tiere, die zuerst mit dem Träger und dann eine Woche später mit Duramycin behandelt wurden, legten eine stabile Grundlinie über 160 Minuten dar (Fig. 2). Ferner wurde eine mehrfache Zunahme der Menge an wiedergewonnener Flüssigkeit über die Grundlinie nach Duramycinverabreichung beobachtet. Anhaltende Plateaus ohne ein merkliches Gefälle wurden für Flüssigkeitsmessungen nach dem Träger und nach Duramycin dargelegt. Weil es keinen Trend in den Daten gab, der ein Fluten oder Trocknen des Atemwegs nahelegte, wurden die Werte für die Menge an Oberflächenflüssigkeit gemittelt, um einen Einzelwert für Duramycin und den Träger bei jedem Tier zu erzeugen. Dieses Protokoll war wegen der Tatsache, daß eine Woche im Anschluß an die Verabreichung von Duramycin Messungen der Atemwegsoberflächenflüssigkeit nach Verabreichung des Trägers erhöht blieben, wie in Fig. 3 gezeigt, jedoch auch beschränkt. Deshalb wurden nur Untersuchungen, bei denen zuerst der Träger verabreicht wurde, verwendet, um die Wirkungen von Duramycin mit denen des Trägers zu vergleichen. Verglichen mit den Trägerkontrollen, legten diese Untersuchungen eine signifikante (p = 0,0179 (gepaart); p = 0,0335 (ungepaart)) Zunahme der Menge an Atemwegsoberflächenflüssigkeit dar, die nach Duramycinbehandlung des Atemwegs wiedergewonnen wurde (Fig. 4). Im Durchschnitt erzeugte Duramycin eine Verdoppelung der Menge an wiedergewonnener Flüssigkeit. Dies verglichen mit der ungefähr 50%-Zunahme, die beim Schafsmodell nach Amiloridbehandlung festgestellt wurde (W. Mentz et al., Am. Rev. Resp. Dis. 134, 938-943 (1986)).

BEISPIEL 4

Wirkung von Duramycin auf M. tuberculosis-Stämme In Vitro

Die Wirkungen von Duramycin auf das Wachstum von drei jungen klinischen Isolaten von mehrfach Arzneimittel-resistentem Mycobacterium tuberculosis und einem Laborstamm von M. tuberculosis wurden unter Verwendung des BACTECTM 460 TB-Systems (Becton Dickinson, Towson, Maryland) untersucht. Das BACTECTM 460 TB-System ist eine automatisierte Vorrichtung, die das Wachstum von Mikroorganismen untersucht; das System ist auf dem Fachgebiet bekannt und seine Verwendung ist in zahlreichen klinischen Tests und gemeinschaftlichen Untersuchungen eingeführt worden. In dem automatisierten Assay wird ein Wachstumsmedium (7H12-Brühe, erhalten von Becton Dickinson, Towson, Maryland), das ¹&sup4;C-markierte Palmitinsäure als einzige Kohlenstoffquelle enthielt, in mehrfache 4 ml-Fläschchen eingebracht. Jedem Fläschchen werden Verdünnungen des Arzneimittels oder von zu untersuchenden Arzneimitteln injiziert, und jedes Fläschchen wird mit 0,1 ml Bakteriensuspension aus einem aktiv wachsenden BACTEC -Fläschchen beimpft. Nachfolgendes Wachstum der Organismen führt zum Metabolismus des Substrats unter Freisetzung von ¹&sup4;CO&sub2; in das verschlossene Fläschchen, welches dann mit dem BACTECTM 460-Gerät gemessen wird. Die Daten sind ausgedrückt als "Wachstumsindex" (GI) auf einer Skala von 0 bis 1000. Die Testfläschchen werden jeden Tag 12 Tage lang gelesen und die Wachstumskurve aufgezeichnet (GI gegen Tag).
Im vorliegenden Versuch wurde jeder der drei Arzneimittel-resistenten Stämme von M. tuberculosis und ein Arzneimittel-sensitiver Laborstamm von M. tuberculosis gegen Duramycin (100 uM, 10 uM, 1 uM und 0,1 uM) und gegen vier herkömmliche Antituberkulose-Arzneimittel getestet: Streptomycin (6 ug/ml), Isoniazid (0,2 ug/ml), Rifampin (2 ug/ml) und Ethambutol (7,5 ug/ml).
M. tuberculosis 57778: M. tuberculosis 57778 ist ein junges klinisches Isolat, das von einem Krankenhaus in New York City erhalten wurde; dieser Stamm ist resistent gegen Streptomycin, Isoniazid und Rifampin und sensitiv gegen Ethambutol. Fig. 5 zeichnet die Wachstumskurven für M. tuberculosis 57778 auf, wie vorstehend beschrieben, und zeigt an, daß 100 uM Duramycin ist genauso wirksam wie Ethambutol gegen diesen Ethambutol-sensitiven Stamm von M. tuberculosis.
M. tuberculosis 63169: M. tuberculosis 63169 ist ein anderes junges klinisches Isolat, das von einem Krankenhaus in New York City erhalten wurde dieser Stamm ist resistent gegen Isoniazid und Rifampin und sensitiv gegen Streptomycin und Ethambutol. Fig. 6 zeichnet die Wachstumskurven für M. tuberculosis 63169 auf, wie vorstehend beschrieben, und zeigt an, daß 100 uM Duramycin Aktivität gegen diesen Stamm aufweist, die ungefähr gleich zu der der zwei Arzneimittel ist, von denen nun bekannt ist, daß sie wirksam gegen diesen Stamm sind (Streptomycin und Ethambutol).
M. tuberculosis 65021: M. tuberculosis 65021 ist ein anderes junges klinisches Isolat, das von einem Krankenhaus in New York City erhalten wurde; dieser Stamm ist resistent gegen Streptomycin, Isoniazid und Rifampin und teilweise resistent gegen Ethambutol. Fig. 7 zeichnet die Wachstumskurven für M. tuberculosis 65021 auf, wie vorstehend beschrieben, und zeigt an, daß 100 uM Duramycin merklich mehr Aktivität gegen diesen Stamm zeigt als jedes der vier getesteten herkömmlichen Antituberkulose-Arzneimittel.
M. tuberculosis-Arzneimittel-sensitiver Laborstamm: M. tuberculosis (Arzneimittel-sensitiver Laborstamm) ist jeweils sensitiv gegen Streptomycin, Isoniazid, Rifampin und Ethambutol. Fig. 8 zeichnet die Wachstumskurven für M. tuberculosis (Arzneimittel-sensitiver Laborstamm) auf, wie vorstehend beschrieben, und zeigt an, daß 100 uM Duramycin weniger aktiv ist als Streptomycin, Isoniazid, Rifampin oder Ethambutol gegen diesen sensitiven Stamm.
Die vorhergehenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung und werden nicht als ihre Beschränkung ausgelegt. Die Erfindung wird durch die folgenden Patentansprüche festgelegt, wobei Äquivalente der Patentansprüche darin einzuschließen sind.

Claims

1. Verwendung eines Lantibiotikums bei der Herstellung eines Medikaments zur Erleichterung der Lungenschleimräumung bei einem Patienten, der eine solche Behandlung dringend benötigt.

2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Lantibiotikum Duramycin ist.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei den Lungen des Patienten das Lantibiotikum durch Verabreichung eines Aerosols einatembarer Teilchen, die das Lantibiotikum enthalten, verabreicht wird.

4. Verwendung nach Anspruch 3, wobei das Aerosol aus Teilchen mit einer Teilchengröße im Bereich von etwa 1 bis etwa 10 Mikrometern besteht.

5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Lantibiotikum in einer Menge verabreicht wird, die ausreichend ist, um Lantibiotikum-Konzentrationen auf den Atemwegsoberflächen des Patienten von etwa 10&supmin;&sup8; Mol/Liter bis etwa 10&supmin;&sup5; Mol/Liter zu erreichen.

6. Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, die ferner gleichzeitige Verabreichung eines Natriumkanalblockers an den Patienten in einer Menge umfaßt, die wirksam ist, um die Resorption von Wasser von Lungenschleimsekreten zu verhindern.

7. Verwendung eines Lantibiotikums zur Herstellung eines Medikaments zur Bekämpfung der zystischen Fibrose bei einem menschlichen Patienten, der eine solche Behandlung dringend benötigt, wobei das Medikament derart ausgebildet ist, daß es dem Atmungssystem des Patienten durch Inhalation eines Aerosols einatembarer Teilchen verabreicht wird, wobei die Teilchen das Lantibiotikum oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz davon in einer Menge umfaßt, die wirksam ist, Lungenschleimräumung zu erleichtern.

8. Verwendung nach Anspruch 7, wobei das Lantibiotikum Duramycin ist.

9. Verwendung nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Verbindung in einer Menge verabreicht wird, die ausreichend ist, um Lantibiotikum-Konzentrationen auf den Atemwegsoberflächen des Patienten von etwa 10&supmin;&sup8; Mol/Liter bis etwa 10&supmin;&sup5; Mol/Liter zu erreichen.

10. Verwendung nach Anspruch 7, die ferner gleichzeitige Verabreichung eines Natriumkanalblockers an den Patienten in einer Menge umfaßt, die wirksam ist, um die Resorption von Wasser von Lungenschleimsekreten zu verhindern.

11. Verwendung nach Anspruch 7, 8, 9 oder 10, die ferner den Schritt des Entfernens festhaltender Lungensekrete aus den Lungen des Patienten vor der Verabreichung des Medikaments umfaßt.

12. Verwendung eines Lantibiotikums zur Herstellung eines Medikaments zur Bekämpfung der chronischen Bronchitis bei einem menschlichen Patienten, der eine solche Behandlung dringend benötigt, wobei das Medikament derart ausgebildet ist, daß es dem Atmungssystem des Patienten durch Inhalation eines Aerosols einatembarer Teilchen verabreicht wird.

13. Verwendung nach Anspruch 12, wobei das Lantibiotikum Duramycin ist.

14. Verwendung eines Lantibiotikums zur Herstellung eines Medikaments zur Bekämpfung von Asthma bei einem menschlichen Patienten, der eine solche Behandlung dringend benötigt, wobei das Medikament derart ausgebildet ist, daß es dem Atmungssystem des Patienten durch Inhalation eines Aerosols einatembarer Teilchen verabreicht wird.

15. Verwendung nach Anspruch 14, wobei das Lantibiotikum Duramycin ist.

16. Arzneimittel, das ein Lantibiotikum oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz davon in einer Menge in einem pharmazeutisch verträglichen Träger umfaßt, die wirksam ist, Lungenschleimsekrete zu hydratisieren, und das ferner einen Natriumkanalblocker in einer Menge umfaßt, die wirksam ist, die Resorption von Wasser von Lungenschleimsekreten zu verhindern.

17. Arzneimittel nach Anspruch 16, wobei die Formulierung im wesentlichen aus einatembaren Teilchen besteht, die das Lantibiotikum enthalten.

18. Verwendung eines Lantibiotikums zur Herstellung eines Medikaments zur Bekämpfung der Mycobacterium tuberculosis Infektion bei einem menschlichen Patienten, der eine solche Behandlung dringend benötigt, wobei der Patient an einem Arzneimittel-resistenten Stamm von M. tuberculosis leidet.

19. Verwendung nach Anspruch 18, wobei das Lantibiotikum Duramycin ist.

20. Verwendung nach Anspruch 18 oder 19, wobei das Mycobacterium tuberculosis ein mehrfach Arzneimittel-resistenter Stamm von M. tuberculosis ist.

21. Verwendung nach Anspruch 18, 19 oder 20, wobei das Medikament derart ausgestaltet ist, daß es den Lungen des Patienten durch Verabreichung eines Aerosols einatembarer Teilchen, die das Lantibiotikum enthalten, verabreicht wird.

22. Verwendung nach Anspruch 18, 19, 20 oder 21, wobei das Antituberkelmittel, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Rifampin, Streptomycin, Isoniazid, Ethambutol und Pyrazinamid, gleichzeitig mit dem Medikament verabreicht wird.

23. Arzneimittel, das ein Lantibiotikum oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz davon in einer Menge in einem pharmazeutisch verträglichen Träger umfaßt, die wirksam ist, die Mycobacterium tuberculosis Infektion zu bekämpfen, und das ferner ein Antituberkelmittel umfaßt, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Rifampin, Streptomycin, Isoniazid, Ethambutol und Pyrazinamid, wobei das Antituberkelmittel in einer Menge eingeschlossen ist, die wirksam ist, die Mycobacterium tuberculosis Infektion zu bekämpfen.