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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft
die Verwendung einer glucosehaltigen Lösung, die für eine Peritonealdialyse vorgesehen
ist und eine reduzierte Bildung von AGE-Produkten aufweist.
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STAND DER
TECHNIK
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Peritonealdialyse ist eine Behandlung,
die durchgeführt
wird, wenn die Leistungsfähigkeit
der Niere eines Patienten beeinträchtigt ist. Eine Peritonealdialyselösung wird
in die Bauchhöhle
des Patienten über
einen Katheter eingeführt,
und ein Austausch zwischen dem Blut und der Dialyselösung findet über das
Peritoneum (im Folgenden als Peritonealmembran bezeichnet) statt,
wonach die Dialyselösung
abgelassen wird. Um einen Flüssigkeitsentzug
zu erreichen, umfasst die Dialyselösung ein osmotisches Mittel, üblicherweise
Glucose.
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Es ist bekannt, dass das Mischen
von Glucose mit Aminogruppen enthaltenden Verbindungen zu einer Reihe
nichtenzymatischer Reaktionen führt,
die Maillard-Reaktionen genannt werden, und die sog. advanced glycosylation
end products, AGEs, ergeben. Es wird auf WO 93/13421 und WO 95/30153
Bezug genommen. Es wird angenommen, dass advanced glycosylation
end products am Alterungsprozess von Säugern teilnehmen.
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Advanced glycosylation end-products,
AGEs, sind bekannt als ein Kandidat, der diabetische Komplikationen
verursacht. Diese Produkte stammen aus einer nichtenzymatischen
Glykosylierung langlebiger Proteine, die durch das fortgeschrittene
Stadium der Maillard-Reaktionen weiter modifiziert werden, was zur
Bildung von Glucose stammender Vernetzungen mit brauner oder fluoreszierender
Eigenschaft führt.
Diese Produkte erhöhen
die Gefäßpermeabilität durch
mehrere Mechanismen, wie z. B. die gestörte Integration von Basismembrankomponenten
aufgrund der Vernetzung von Proteinen, die Reaktion von Endothelzellen
auf die vom AGE-Rezeptor
vermittelte Cytokinfreisetzung aus Makrophagen oder die Besetzung
der AGE-Rezeptoren von Endothelzellen.
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Das Ansteigen von AGEs ist auch mit
einer Vielfalt von Gewebestörungen
verbunden, einschließlich Gefäßschaden,
Lipidämiestörung und
Beta-2-Mikroglobulin-Amyloidose.
Darüber
hinaus wurde die Ansicht geäußert, dass
erhöhte
AGE-Spiegel die Unterdrückung
bestimmter normaler Abwehrmechanismen eines Wirts vermitteln können, wie
z. B. eine Hemmung bestimmter bakterizider Aktivitäten.
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Eine fortgeschrittene Glykation ist
auch mit der Pathologie der Alzheimer-Erkrankung in Zusammenhang gebracht
worden.
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Es wurde auch vorgeschlagen, dass
eine AGE-Bildung durch eine erhöhte
oxidative Belastung verstärkt
wird, die mit Urämie
verbunden ist.
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Eine Bildung von advanced glycosylation
end products, AGEs, in Verbindung mit Peritonealdialyse wurde in
einem Artikel „In
vitro formation of advanced glycation end products in peritoneal
dialysis fluid" von Edmund
J. Lamb, William R. Cattell und Anne B. St. H. Dawney, veröffentlicht
in Kidney International, Band 47 (1995) S. 1768–1774 vorgeschlagen (die Begriffe „glykosyliert" („glycosylated") und „glykiert" („glycated") werden austauschbar
für den
gleichen Zweck benutzt). In diesem Artikel werden Peritonealdialyselösungen mit herkömmlicher
Zusammensetzung untersucht, in denen alle Komponenten als eine Lösung gemeinsam
hitzesterilisiert werden. In dem Artikel wird vorgeschlagen, dass
eine solche herkömmliche
Peritonealdialyseflüssigkeit
keine anderen Inhibitoren oder Promotoren der frühen Maillard-Reaktion als Glucose
enthält.
In dem Artikel wird festgestellt, dass späte Maillard-Reaktionsprodukte
in herkömmlichen
Peritonealdialyselösungen in
einem höheren
Ausmaß gebildet
werden im Vergleich zu dazu passenden PBS-Kontrollen. Darüber hinaus wird
in dem Artikel geschlossen, dass eine solche AGE-Produktbildung
entweder in frischer Dialyseflüssigkeit oder
in Dialysat größer ist,
das von Patienten unmittelbar nach dem Einbringen entnommen wurde,
als in Dialysaten, die für
längere
Zeiträume
in der Peritonealhöhle
blieben. Die Bildung einer von Protein stammenden Fluoreszenz wurde
als Marker für
eine AGE-Produktbildung verwendet. In dem Artikel wird ferner geschlossen, dass
die Ergebnisse entweder darauf hindeuten, dass herkömmliche
Peritonealdialyseflüssigkeit
einen Faktor (oder Faktoren) enthält, der eine AGE-Produktbildung
fördert
und dass seine Konzentration während
der Dialyse abnimmt, oder dass die Konzentration eines Inhibitors
der Reaktion in dem Dialysat während
der Dialyse ansteigt. In dem Artikel wird erwähnt, dass eine Glykation von
Peritonealmembranproteinen an der Ätiologie des Ultrafiltrationsversagens
bei CAPD beteiligt sein kann, und sollte sich die Maillard-Reaktion
als relevant für
die Ätiologie
des Ultrafiltrationsversagens erweisen, kann es möglich sein,
Inhibitoren der Reaktion in die Dialyseflüssigkeit zu geben, wie z. B.
Aminoguanidin.
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In der WO 93/09820, die hier in ihrer
Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen ist, ist eine Peritonealdialyselösung offenbart,
die Glucose oder glucoseähnliche
Verbindungen, wie z. B. Glucosepolymere, enthält.
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Die offenbarte Lösung wird vor einer Verwendung
sterilisiert. Während
der Sterilisierung wird die Glucosekomponente getrennt von den verbleibenden
Komponenten bei einer hohen Glucosekonzentration, über 20%,
und bei einem niedrigen pH-Wert sterilisiert. Nach der Sterilisierung
und bevorzugt kurz vor einer Verwendung werden die Komponenten gemischt,
um die fertig hergestellte, in das Abdomen des Patienten einzubringende
Peritoneal-Endlösung
zu bilden. Die Endlösung
hat einen pH-Wert von ungefähr
6,2–6,5.
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Eine getrennte Sterilisierung der
konzentrierten Glucosekomponente, wie sie in der WO 93/09820 beschrieben
ist, führt
zu einer fertig hergestellten Peritonealdialyselösung, die weniger Abbauprodukte
aus Glucose im Vergleich zu einer herkömmlichen Peritonealdialyselösung aufweist.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Es könnte erwartet werden, dass
alle Glucose aufweisenden Peritonealdialyselösungen eine AGE-Bildung induzieren
sollten.
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Jedoch wurde unerwarteterweise entdeckt,
dass die Peritonealdialyselösung
gemäß WO 93/09820 nicht
in dem gleichen Ausmaß zur
Bildung von AGE-Produkten führt
wie eine herkömmliche
Peritonealdialyselösung.
Folglich kann eine Peritonealdialyselösung gemäß WO 93/09820 vorteilhaft bei
Patienten verwendet werden, bei denen eine Bildung von AGE-Produkten von Wichtigkeit
ist, wie z. B. Diabetes-Patienten. Diese Verwendung wird mit AGE
verbundene Komplikationen vermeiden, wie z. B. Gefäßschaden,
Lipidämiestörung und
Beta-2-Mikroglobulin-Amyloidose. Folglich bildet eine solche Verwendung
die zweite medizinischen Verwendung dieser Peritonealdialyselösung.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung sind ausführlicher
nachstehend unter Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen beschrieben.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Diagramm über
eine Inkubation zweier PD-Lösungen
und die resultierende Glykosylierung.
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2 ist
ein Diagramm über
die Inkubation der gleichen zwei PD-Lösungen
wie in 1 und die resultierende
Fluoreszenzbildung.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Versuche haben gezeigt, dass eine
Peritonealdialyselösung
(PD-Lösung)
gemäß WO 93/09820,
die im folgenden als PD-BIO-Lösung
bezeichnet wird, zu einer geringeren Bildung später Maillard-Produkte während einer
Peritonealdialyse führt.
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1 ist
ein Diagramm, gemäß dem eine
Standard-PD-Lösung
und eine PD-BIO-Lösung
gemäß WO 93/09820
verglichen werden.
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Die Standard-PD-Lösungen hatten die folgende
ungefähre
Zusammensetzung in mmol/l: Natrium 135, Kalium 2, Calcium 1,5, Magnesium
0,5 und Lactat 35. Die Glucose-Endkonzentration betrug 1,5%. Die
Standard-PD-Lösung
wurde in einen Zweiliter-Beutel gegeben und durch Autoklavieren
des gesamten Beutels sterilisiert. Der pH-Wert betrug ungefähr 5,5.
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Die PD-BIO-Lösung hatte die gleiche Endzusammensetzung.
Sie war in einem Zweiliter-Beutel enthalten, der zwei getrennte
Kammern aufwies, eine kleine obere Kammer, die nur Glucose in einer
Konzentration von ungefähr
50% und bei einem pH-Wert von ungefähr 3,2 enthielt, und eine größere untere
Kammer, die die verbleibenden Komponenten bei einem pH-Wert von
ungefähr
6,7 enthielt. Der Beutel wurde in diesem Zustand autoklaviert. Kurz
vor der Verwendung wurde ein zerbrechlicher Stift gebrochen, wodurch
eine Verbindung zwischen den zwei Kammern hergestellt wurde, und
der Inhalt der oberen Kammer, Glucose, wurde durch Schwerkraft in
die untere Kammer transportiert, wodurch die PD-Endlösung
mit einem pH-Wert von ungefähr
6,3 gebildet wurde.
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Die Proben wurden durch die Zugabe
von Natriumphosphatpuffer bis zu einer Endkonzentration von 50 mmol/l
auf pH 7,4 gepuffert und dann mit HSA (humanes Serumalbumin) bis
zu einer ungefähren
Konzentration von 1 g/l versetzt.
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Das Diagramm in 1 offenbart die Glykation der vorstehend
erwähnten
zwei Lösungen,
die eine Glucose-Endkonzentration von 1,5% aufweisen. Wie aus dem
Diagramm ersichtlich ist, gibt es zwischen den beiden Lösungen im
wesentlichen keinen Unterschied in den Glykationsraten.
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In 2 sind
die gleichen PD-Lösungen
wie in 1 in Bezug auf
eine Proteinfluoreszenzerzeugung dargestellt, welche die AGE-Bildung
gemäß dem in
dem vorstehend erwähnten
Artikel „In
vitro formation of advanced glycation end products in peritoneal
dialysis fluid" beschriebenen
Verfahren wiederspiegelt. Wie deutlich zu sehen ist, weist die Standard-PD-Flüssigkeit
eine deutlich höhere
Bildung von Proteinfluoreszenz im Vergleich zu der PD-BIO-Lösung auf.
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Es ist bekannt, dass Pyrralin ein
Marker für
das Vorliegen von AGE-Produkten
ist. Wie in Tabelle I nachstehend gezeigt ist, wurde die Bildung von
Pyrralin für
drei unterschiedliche Lösungen
gemessen, die PD-BIO-Lösung, eine
herkömmliche
PD-Lösung
GAMBROSOL und eine sterilfiltrierte Lösung der gleichen Zusammensetzung
wie die GAMBROSOL-Lösung, wobei
alle eine Glucosekonzentration von 4% und die gleiche Elektrolytzusammensetzung
wie vorstehend angegeben aufwiesen.
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Die Proben wurden 16 Stunden oder
7 Tage bei 37°C
unter sterilen Bedingungen mit humanem Serumalbumin (A) bei einer
Konzentration von 40 g/l und ohne oder mit Zugabe von 400 mmol/l
Glucose (G) inkubiert.
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Wie aus Tabelle I ersichtlich ist,
erhöhte
sich die Bildung von Pyrralin bei der GAMBROSOL-Lösung um
den Faktor 3 zwischen der 16stündigen
Inkubation und der 7tägigen
Inkubation, war aber bei der PD-BIO-Lösung und der filtrierten GAMBROSOL-Lösung im
wesentlichen unverändert.
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Wenn auch keine Einschränkung durch
irgendeine besondere Theorie oder Hypothese vorgenommen werden soll,
wird angenommen, dass die vorstehend erwähnten Daten auf die Tatsache
hinweisen, dass herkömmliche
PD-Lösungen,
die in Autoklaven in der gemischten Endzusammensetzung sterilisiert
werden, Abbauprodukte von Glucose bilden, die als Promotoren für eine AGE-Bildung
wirken. Durch das bei der PD-BIO-Lösung verwendete
Sterilisierungsverfahren wird die Konzentration solcher Promotoren
wesentlich reduziert. Diese Theorie scheint durch die Tatsache bestätigt zu
werden, dass sterilfiltrierte PD-Lösungen der gleichen Zusammensetzung
wie die GAMBROSOL-Lösung
und die PD-BIO-Lösung nicht
wesentlich Pyrralin bilden, wie in Tabelle I gezeigt ist.
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In Tabelle II ist auch die Bildung
von Fructoselysin und Pentosidin nach 7tägiger Inkubation gezeigt. Es
scheint in dieser Hinsicht keinen Unterschied zwischen den drei
Lösungen
zu geben. Fructoselysin und Pentosidin sind auch Marker für AGE-Produkte.
Die Bedingungen waren die gleichen wie bei Tabelle I.
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Um herauszufinden, welche Komponenten
in der Peritonealdialyselösung
für die
AGE-Bildung verantwortlich sind, wurde eine Reihe von Versuchen
durchgeführt,
bei denen eine sterilfiltrierte PD-Lösung gemäß den vorstehenden Spezifikationen
verwendet wurde. Zu den Proben der Lösung wurde humanes Serumalbumin
bei 40 mg/ml als Zielprotein für
eine AGE-Bildung gegeben. Den verschiedenen Proben wurden Glucoseabbauprodukte
in verschiedenen Mengen zugegeben, die typischerweise in hitzesterilisierten
herkömmlichen Peritonealdialyseflüssigkeiten
gefunden werden. Die Proben wurden für 0, 1, 10 oder 30 Tage inkubiert
und die AGE-Bildung wurde durch Fluoreszenzmessungen wie in 2 gemessen. Die Ergebnisse
erscheinen nachstehend in Tabelle III.
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Wie aus Tabelle III ersichtlich ist,
scheint eine klare Korrelation zwischen autoklavierten PD-Flüssigkeiten
(GAMBROSOL) und AGE-Produktbildung zu bestehen, wie durch Fluoreszenz
angezeigt wird. Es scheint, dass Methylglyoxal auch eine AGE-Produktbildung
vermittelt, während
die anderen Substanzen in den verwendeten Konzentrationen nicht
viel Einfluss auf eine solche Produktion zu haben schienen.
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Es ist bekannt, dass Dicarbonylverbindungen
und insbesondere 3-Desoxyglycoson,
3-DG, während einer
Hitzesterilisierung von Peritonealdi alyselösungen als Glucoseabbauprodukt
gebildet werden. Es ist bekannt, dass 3-DG ein starkes Vernetzungsmittel
ist. 3-DG ist ein hoch reaktives Dicarbonylzwischenprodukt der Maillardreaktionen
und ein Vorläufer
der fortgeschrittenen Glykosylierungs-Endprodukte, AGEs, wie z.
B. Pyrralin. Die Bildung von 3-DG beginnt normalerweise bei Glucose,
die nach Reaktion mit der Aminogruppe eines Proteins eine Schiffsche
Base bildet. Der nächste
Schritt in den Maillardreaktionen ist eine Umlagerung zu Amadori-Produkten,
die dann in den späten
Maillardreaktionen zerfallen, um 3-DG zu bilden. Jedoch wurde 3-DG auch
als mögliches
Zwischenprodukt des Abbaus von Kohlenhydraten durch Säuren zu
Furfural vorgeschlagen. Wenn dies möglich ist, könnte 3-DG
in frischer Flüssigkeit
für Peritonealdialyse
als Glucoseabbauprodukt erscheinen. Wir haben herausgefunden, dass
Dicarbonylverbindungen in der PD-BIO-Lösung im Vergleich zu der GAMBROSOL-Lösung um
mindestens das Zehnfache unterdrückt
sind.
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Die vorstehend erwähnten Daten
sind für
Lösungen
angegeben, die für
eine Verwendung in der Peritonealdialyse vorgesehen sind. Wenn solche
Lösungen
in einen Patienten eingeführt
werden, der sich einer Peritonealdialysebehandlung unterzieht, kommt
die Lösung
in Kontakt mit einer großen
Anzahl verschiedener Proteine, die in der Bauchfellhöhle weit
verbreitet sind. Darüber
hinaus wird die Lösung
mit bereits in der Bauchhöhle
vorliegender Lösung
verdünnt.
Schließlich
findet ein Austausch von Elektrolyten und Molekülen in der Höhle und
beträchtlich
mit dem Blut durch die Peritonealmembran statt.
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Während
die Bauchfellhöhle
den eine unphysiologisch hohe Glucosekonzentration aufweisenden PD-Lösungen ausgesetzt
ist, ist es wahrscheinlich, dass in der Höhle vorliegende Proteine ähnlichen
Reaktionen unterliegen, wie sie in den vorstehenden Beispielen zu
sehen sind. Solche veränderten
Proteine werden von der Bauchhöhle über die
Peritoneal membran in das Blut und den Rest des Körpers transportiert. Darüber hinaus
können
beliebige Vorläufer
oder Promotoren von AGE-Produkten durch die Peritonealmembran in
das Blut transportiert werden.
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Durch Verwendung einer PD-Lösung mit
einer geringen Konzentration von Promotoren fortgeschrittener Glycosylierungs-Endprodukte
des späten
Stadiums ist es wahrscheinlich, dass nachteilige Wirkungen auf die
Peritonealmembran sowie andere mit der Bildung von AGE-Produkten
verbundene Komplikationen vermieden werden können.
