DE69530303T2 - Neue verwendung von prostaglandinen - Google Patents

Description

• Psoriasis ist eine gängige dermatologische Störung, die 1 bis 2% der Bevölkerung z. B. in Europa und den Vereinigten Staaten befällt. Die Krankheit beginnt üblicherweise im Alter zwischen 10 und 40 Jahren, kann aber in jedem Alter manifest werden. Typischerweise kann man bei Patienten, die unter Psoriasis leiden, hyperkeratose rosa Schädigungen, die von anhaftenden silberweißen Schuppen bedeckt sind, finden. Die Schädigungen haben eine charakteristische Form und sind gut abgegrenzt. Nicht selten sind diese Schädigungen an den Ellenbogen, Knien, den Gesäßbereichen und der Kopfhaut lokalisiert, und man glaubt allgemein, dass eine Ursache für die Psoriasis-Schädigungen physischer Kontakt, Druck, z. B. Reiben, ist.
• Der Psoriasis zugrunde liegende Mechanismus ist eine gesteigerte Proliferation von Zellen in der Epidermis, in erster Linie von Keratinozyten. Daher wird die Epidermis dick und hyperkeratotisch, insbesondere oberflächlich. Der genaue Mechanismus hinter dem Stimulus der Zel- lenproliferation ist nicht bekannt, aber es wird allgemein geglaubt, dass eine Verletzung der Haut zu einer entzündlichen Reaktion führt, die eine Hyperproliferation von Keratinozyten in der Epidermis nach sich zieht. Es gibt eine ausgeprägte genetische Disposition zur Entwicklung von Psoriasis. Psoriasis kann sich auch über den gesamten Körper ausbreiten, und Psoriasis kann Arthritis, typischerweise in den Fingern, verursachen. Psoriasis kann schwanken, aber eine vollständige und dauerhafte Besserung ist unüblich.
• Psoriasis wird üblicherweise mittels unterschiedlicher Medikationen behandelt. In einfachen Fällen werden Keratolytika, Gleitmittel und lokale Corticosteroide verwendet. Salicylsäure und Anthralin werden ebenfalls verwendet. Eine andere Form von medizinischer Behandlung ist PUVA-Behandlung. PUVA-Behandlung basiert auf der systemischen oder örtlichen Anwendung von Psoralenen, z. B. Methoxy-psoralen, in Verbindung mit einer Bestrahlung der Haut mit ultraviolettem Licht (UVA). Diese Behandlungsmethode ist effizient, kann aber für Hautkrebs prädisponieren. Antimitotika wie Methotrexat wurden ebenfalls in schweren Fällen von Psoriasis verwendet. Obwohl es gegenwärtig viele Behandlungsmethoden für Psoriasis gibt, gibt es einen eindeutigen Bedarf an effizienteren Medikationen mit weniger Nebenwirkungen.
• DE 2460285 offenbart spezielle trans-delta-2-Prostaglandin-Derivate des Typs A, E und F sowie Verfahren zu ihrer Synthese und ihrer pharmazeutischen Verwendung. Diese trans-delta-2-Prostaglandin-Derivate werden für die Behandlung einer Vielfalt von Krankheiten, z. B. Autoimmunkrankheiten, einschließlich Psoriasis, vorgeschlagen.
• Wir haben nun unerwarteterweise gefunden, dass bestimmte Prostaglandine zur Behandlung von Psoriasis nützlich sind. Prostaglandine sind Fettsäuren, die üblicherweise von den Vorläufern Eicosatriensäure, Eicosatetraensäure oder Eicosapentansäure durch Stoffwechselschritte einschließlich Oxydierung abgeleitet sind. Natürlich vorkommende Prostaglandine haben typischerweise die allgemeine Struktur

  
• Die Prostaglandine tragen daher einen Cyclopentan-Ring, an den zwei Kohlenstoffketten binden, wobei die obere üblicherweise die Alpha-Kette genannt wird und die untere üblicherweise die Omega-Kette ge- nannt wird.
• Die Prostaglandine werden in Abhängigkeit von der Struktur des Cyclopentan-Rings in Untergruppen A, B, C, D, E, F und J eingeteilt:

  
• Die Alpha-Kette ist eine aliphatische Kette mit sieben Kohlenstoffen mit Carboxy-Abschluß, während die Omega-Kette eine aliphatische Kette mit acht Kohlenstoffen mit Methyl-Abschluß ist. In Abhängigkeit von der Anzahl von Doppelbindungen in diesen Ketten werden tiefgestellte Indi zes von 1 bis 3 vergeben. In Prostaglandinen mit Index 1, z. B. PGA₁ und PGJ₁ befindet sich die Doppelbindung zwischen den Kohlenstoffen 13 und 14 in der Omega-Kette, und sie besitzt bei natürlich vorkommenden Prostaglandinen trans-Konfiguration. Bei Prostaglandinen mit Index 2, z. B. PGA₂ und PGJ₂ gibt es eine zusätzliche Doppelbindung in der cis-Konfiguration zwischen den Kohlenstoffen 5 und 6 in der Alpha-Kette, und schließlich befindet sich bei Prostaglandinen mit Index 3 eine dritte Doppelbindung zwischen den Kohlenstoffen 17 und 18 in der Omega-Kette. Diese Doppelbindung besitzt bei natürlich vorkommenden Prostaglandinen ebenfalls cis-Konfiguration. Alle natürlich vorkommenden Prostaglandine tragen eine Hydroxyl-Gruppe am Kohlenstoff 15, die für die biologische Aktivität wesentlich ist.
• Eine therapeutische Verwendung von Prostaglandinen zur Behandlung einer großen Anzahl verschiedener Krankheiten einschließlich Psoriasis wurde vorgeschlagen, insbesondere in Patentveröffentlichungen, aber nach unserem besten Wissen wurde kein wirksames Prostaglandin-Derivat zur Behandlung von Psoriasis präsentiert.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung zu verwendende Prostaglandine sind gekennzeichnet durch ein Alpha-, Beta-ungesättigtes Cyclopentenon und sind insbesondere vom J-Typ, worin der Cyclopenten-Ring die Grundstruktur hat.
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• Die Prostaglandine, die bei der Erläuterung der vorliegenden Erfindung verwendet wurden, sind PGA₂ und PGJ₂. PGA₂ ist wahrscheinlich kein beim Menschen natürlich vorkommendes Prostaglandin, aber es wird aus PGE₂ während Säureextraktion gebildet. PGJ₂ andererseits ist ein wohlbekanntes Stoffwechselprodukt von PGD₂, das ein natürlich vorkommendes Prostaglandin ist. Die Molekülstrukturen von PGA₂ und PGJ₂ sind in der unten angegebenen Figur dargestellt.
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• Erläuterung der Erfindung
• Die Erfindung wird mit den folgenden nicht beschränkenden Beispielen erläutert. Prostaglandin A₂ ((5Z, 13E, 15S)-15-Hydroxy-9-oxoprosta-5,10,13-trien-1-säure) und Prostaglandin J₂ ((5Z, 13E, 15S)-15-Hydroxy-11-oxoprosta-5,9,13-trien-1-säure) wurden von Cayman Chemical Company (Ann Arbor, Michigan, USA) erworben und in Säure-Form verwendet. Beide Verbindungen wurden in Ethanol gelöst und direkt in dem Zellwachstumsmedium auf die Endkonzentration verdünnt.
• Normale menschliche, von Vorhaut stammende Epidermis-Keratinocyten (NHEK) wurden als Sekundärkulturen erworben (PromoCell, Heidelberg, Deutschland) und in einem optimierten gebrauchsfertigen serumfreien Wachstumsmedium (KGM-Medium) (PromoCell) bei 37°C in 5% CO₂, befeuchteter Luft kultiviert. Das Wachstumsmedium ist eine Abwandlung der MCDB 153-Formulierung und wird mit verschiedenen Konzentrationen an menschlichem epidermalen Wachstumsfaktor, Insulin, Hydrocortison, Rinderhypophysen-Extrakt und Gentamicin/Amphotericin B (Verhältnisse gesetzlich geschützte Information vom PromoCell) ergänzt.
• Für die Experimente wurden Zellen bei Passage 3 verwendet. Die Wirkungen der Prostaglandine wurden nach fünf Tagen kontinuierlicher Exposition mit einem fotometrischen Zellenproliferationsversuch untersucht. Die Zellen wurden in Vielvertiefungs-Gewebekulturplatten, die KGM-Medium und 4-fach vorhandene Testverbindungen von 50 Nanomolar bis 50 Mikromolar enthielten, angesetzt. KGM-Medium alleine diente als Kontrolle. Jeden zweiten Tag wurde das Kulturmedium durch frisches Medium einschließlich der passenden Konzentration an frischem Prostaglandin ausgetauscht, um die Zellen mit ausreichend Nährstoffen zu versorgen und um Probleme zu vermeiden, die sich aus dem Abbau der Testverbindung in dem Kulturmedium ergeben könnten. Nach fünf Tagen wurden die Zellen in Glutaraldehyd (1%) fixiert und mit Kristallviolett (0,1%) gefärbt, worauf der Farbstoff mit Natrium-lauryl-sulfat (2,5%) eluiert wurde. Die Extinktion der gefärbten Lösungen, von der gezeigt wurde, dass sie in linearer Beziehung zur Zellenanzahl steht, wurde fotometrisch überwacht. Das Experiment wurde in seiner Gesamtheit einmal wiederholt.
• Die Ergebnisse der Tests sind in den 1 und 2 dargestellt. Es ist ersichtlich, dass sowohl PGA₂ (Verbindung x) als auch PGJ₂ (Verbindung y) deutlich das Zellwachstum hemmten und die Gesamtzahl an Zellen verringerten. Die wachstumshemmenden Wirkungen der Testverbindungen wurden nach 48 Stunden, dem ersten Zeitpunkt der Betrachtung, mikroskopisch beobachtet. Für PGA₂ (Verbindung x) wurde in den 5 mikromolare Konzentrationen enthaltenden Vertiefungen eine verringerte Zelldichte, aber eine normale Zellmorphologie, verglichen mit der Kontrolle, gefunden. Bei 25 und 50 mikromolarer Konzentration hafteten die meisten Zellen noch an dem Substrat, aber alle Zellen waren pyknotisch, d. h. sehr klein und unregelmäßig. Für PGJ₂ (Verbindung y) wurde in den Vertiefungen, die 0,5 mikromolare Konzentrationen enthielten, eine Verringerung der Anzahl anhaftender Zellen, aber eine normale Zellmorphologie gefunden. Bei 5 mikromolarer und höherer Konzentration erschienen alle Zellen pyknotisch.
• Nach fünf Tagen waren die wachstumshemmenden Wirkungen beider Verbindungen sogar stärker ausgeprägt (siehe 1 und 2). Sowohl PGA₂ (Verbindung x) als auch PGJ₂ (Verbindung y) unterdrückten deutlich das Wachstum und verringerten die Gesamtzahl der Zellen in dosisabhängiger Weise. Die höchsten getesteten Konzentrationen verringerten die Zellzahlen um 90%. PGJ₂ war die wirksamste Verbindung und übte bei etwa 0,2 mikromolarer Konzentration eine halbmaximale Wachstumshemmung aus. Der entsprechende Wert für PGA₂ war etwa 1 μm. Die Kontrolle (Verbindung z), die das Vehiculum der Prostaglandin- Lösungen war, hatte keine Auswirkung auf das Zellwachstum. Daher hatten sowohl PGA₂ als auch PGJ₂ eine deutlich hemmende Wirkung auf die kultivierten menschlichen Keratinozyten.
• Es wird daher klar angezeigt, dass Prostaglandine des Typs J zur Behandlung von Psoriasis verwendet werden können. Bei der Erläuterung wurden nur zwei Prostaglandine, nämlich PGA₂ und PGJ₂, verwendet, aber Analoge und Derivate von Prostaglandinen des Typs J mit demselben grundlegenden Wirkungsmechanismus können ebenfalls verwendet werden.
• Analoge oder Derivate von PGJ sind z. B. PGJ₁, Δ12PGJ₁ und Δ¹²PGJ₂.
• Es gibt auch andere Arten von Derivaten des Typs J, die aus der Literatur bekannt sind und die offensichtliche Kandidaten dafür sind, zur Behandlung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet zu werden. Eine derartige Gruppe sind die eine ringsubstituierte Omega-Kette enthaltenden Derivate, die in der PCT-Anmeldung SE89/00475 offenbart sind. Auch an der Alpha-Kette modifizierte Prostaglandine können verwendet werden, beispielsweise Alkyl-Substituenten enthaltende Derivate.
• PGJ oder ihre Analoge können durch Veresterung verschiedener Teile des Moleküls, z. B. der Carbonsäure-Gruppe, zu lipophileren Substanzen modifiziert werden. Zu solchen Estern, die klinisch verwendet werden können, weil sie besser in die Haut eindringen, gehören Alkylester mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen und insbesondere Ester mit kurzen Alkylen, z. B. Methyl, Ethyl und Isopropyl, oder zyklische Ester wie Benzyl.
• Die Prostaglandin-Verbindungen und ihre Ester oder Derivate sollten zur lokalen Anwendung auf der Haut in einem geeigneten Vehiculum verwendet werden. Zu einem geeignetem Vehiculum gehören wässerige Vehicula mit oder ohne Lösungsvermittler, Stabilisatoren wie Cyclodextrine, Öle, Salben, Micellensysteme, Nanopartikel und verschiedene Formulierungen mit langsamer Freisetzung. Abhängig davon, ob sie für einmalige oder mehrfache Verwendung gedacht sind, können derartige Vehicula Konservierungsmittel enthalten oder nicht. Verschiedene Konservierungsmittel, die verwendet werden können, umfassen z. B. Benzalkoniumchlorid, Chlorhexidin, Thiomersal, Parabenzoesäure und andere Verbindungen mit zufriedenstellender antimikrobieller Wirkung.
• Dementsprechend wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Formulierung, die PGJ₂ oder Derivate dieses Prostaglandins enthält, für verschiedene Zeitspannen einmal oder mehrmals täglich örtlich auf. die befallene Haut aufgebracht, um die psoriatischen Läsionen zu behandeln. Eine derartige Behandlung kann nur wenige Wochen dauern oder für eine längere Zeit weitergehen, je nach der klinischen Situation. Die empfohlene Dosis, die zu verwenden ist, hängt von dem bestimmten Prostaglandin und seinen physikalisch-chemischen Eigenschaften ab, ist aber üblicherweise in dem Bereich von 0,01 bis 100 μg pro Anwendung. Auf einer Fläche von 1 dm² wird typischerweise eine Dosis von 0,1 bis 10 μg pro Anwendung verwendet. Die Medikation kann einmal oder mehrmals täglich beigebracht werden, abhängig von der klinischen Situation und der Dosierungsform. Wenn sich die psoriatische Läsion rückgebildet hat, kann die Behandlung zeitweilig aussetzend weitergehen oder kann beendet werden.
• Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Prostaglandin-Derivats wie oben definiert zur Herstellung einer Zusammensetzung zur Behandlung von Psoriasis.

Claims (5)

1. Verwendung eines Prostaglandins vom Typ J oder eines Derivats davon zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von Psoriasis.
2. Verwendung eines Prostaglandins nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Prostaglandin oder sein Derivat ein Ester ist.
3. Verwendung eines Prostaglandins nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Prostaglandin oder sein Derivat ein Alkylester mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist.
4. Verwendung eines Prostaglandins nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Prostaglandin oder sein Derivat ein Isopropylester ist.
5. Verwendung eines Prostaglandins nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Prostaglandin oder sein Derivat ein zyklischer Ester ist.