ES2201190T3 - Composiciones diagnosticas y su uso para la deteccion de anormalidades del sistema nervioso central. - Google Patents

Composiciones diagnosticas y su uso para la deteccion de anormalidades del sistema nervioso central.

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ES2201190T3
ES2201190T3 ES96926003T ES96926003T ES2201190T3 ES 2201190 T3 ES2201190 T3 ES 2201190T3 ES 96926003 T ES96926003 T ES 96926003T ES 96926003 T ES96926003 T ES 96926003T ES 2201190 T3 ES2201190 T3 ES 2201190T3
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Masahiro Kajiwara
Tsuyoshi Hirose
Nobuhiro Ikei
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Otsuka Pharmaceutical Co Ltd
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Abstract

SE FACILITA UN DIAGNOSTICO PARA ANORMALIDADES NERVIOSAS CENTRALES, QUE INCLUYE UNA SUSTANCIA TRANSMISORA ETIQUETADA DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL O UN PRECURSOR ETIQUETADO DE LA SUSTANCIA TRANSMISORA, DEL QUE AL MENOS UNO DE LOS ATOMOS DE CARBONO SE SUSTITUYE POR UN ISOTOPO DE CARBONO, DE FORMA QUE EL DIAGNOSTICO ES UTIL PARA DIAGNOSTICAR UNA ANORMALIDAD DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL ( P.E. DEPRESION, ENFERMEDAD DE ALZHEIMER, ESQUIZOFRENIA, ETC) MEDIANTE SU APLICACION A UN CUERPO VIVO MEDIANTE ADMINISTRACION ORAL O INYECCION Y EL EXAMEN DE CAMBIOS EN LA CANTIDAD DEL ISOTOPO DE CARBONO EN LA RESPIRACION DEL CUERPO VIVO.

Description

Composiciones diagnósticas y su uso para la detección de anormalidades del sistema nervioso central.
Campo técnico
La presente invención se refiere a una composición farmacéutica de diagnóstico que comprende una sustancia marcada transmisora de un sistema nervioso central o un precursor marcado de la sustancia transmisora, en los que un átomo de carbono específico es reemplazado por un isótopo de carbono, el cual es útil para diagnosticar una anormalidad nerviosa central midiendo una cantidad del isótopo de carbono en un soplo de aire exhalado de los pulmones del cuerpo vivo al que se ha administrado el diagnóstico, el uso de tales compuestos marcados para la producción de una composición farmacéutica de diagnóstico, y un kit de ensayo para el diagnóstico de anormalidades nerviosas centrales que comprenden tales compuestos marcados.
Antecedentes de la técnica
Hasta ahora, varias morbilidades con respecto a un nervio central, tales como depresión, enfermedad de Alzheimer, esquizofrenia, etc. se han denominado generalmente "anormalidad nerviosa central". Se han realizado varios estudios farmacológicos y biológicos sobre esta anormalidad nerviosa central, y también se ha realizado un estudio sobre un fármaco nuevo para el tratamiento de estas enfermedades mediante la normalización de un cambio metabólico.
Sin embargo, nunca se ha realizado suficientemente la elucidación del mecanismo de generación de patología y cambio metabólico y nunca se ha establecido un método para el diagnóstico sencillo y preciso de estas enfermedades.
Descripción de la invención
Es un objeto de la presente invención proporcionar medios para diagnosticar de una forma sencilla y precisa enfermedades que generalmente se denominan como anormalidad nerviosa central.
Los presentes inventores han estudiado intensivamente como cumplir el objetivo mencionado anteriormente. Como resultado, se ha encontrado que, cuando un fármaco que contiene, como un ingrediente activo, una sustancia marcada transmisora de un sistema nervioso central o un precursor marcado de la sustancia transmisora, en los que al menos un átomo de carbono se substituye por un isótopo de carbono, se administra a un cuerpo vivo y entonces se mide una cantidad del isótopo de carbono en un soplo de aire exhalado de los pulmones, la cantidad de isótopo de carbono refleja la anormalidad nerviosa central y, por consiguiente, el fármaco mencionado anteriormente es útil como un diagnóstico para la anormalidad nerviosa central. Consecuentemente, cuando se utiliza este diagnóstico, la anormalidad nerviosa central puede ser diagnosticada sencilla, rápidamente y con precisión por una simple operación sin que se acompañe invasión del sujeto.
Es decir, de acuerdo con la presente invención, se proporciona una composición farmacéutica de diagnóstico que comprende un compuesto marcado seleccionado entre dopamina, norepinefrina, epinefrina, serotonina, ácido 5-hidroxiindolacético, histamina, histidina, un compuesto de colina, ácido glutámico, ácido aspártico, ácido \gamma-aminobutírico, glicina, y taurina, en los que al menos un átomo de carbono se substituye por un isótopo de carbono.
Más todavía, se proporciona el uso de un compuesto marcado seleccionado entre fenilalanina, tirosina, dopamina, norepinefrina, epinefrina, serotonina, triptófano, , ácido 5-hidroxiindolacético, histamina, histidina, un compuesto de colina, ácido glutámico, ácido aspártico, ácido \gamma-aminobutírico, glicina, y taurina, en los que al menos un átomo de carbono se substituye por un isótopo de carbono, para la producción de una composición farmacéutica de diagnóstico efectiva en el diagnóstico de una anormalidad nerviosa central.
También, se proporciona un kit de ensayo para el diagnóstico de una anormalidad nerviosa central que comprende un compuesto marcado seleccionado entre dopamina, norepinefrina, epinefrina, serotonina, ácido 5-hidroxiindolacético, histamina, histidina, un compuesto de colina, ácido glutámico, ácido aspártico, ácido \alpha-aminobutírico, glicina, y taurina, en los que al menos un átomo de carbono se substituye por un isótopo de carbono.
El método de diagnóstico en el que se aplica el diagnóstico de la presente invención es un método que utiliza el soplo de aire exhalado de los pulmones del sujeto como muestra. Por consiguiente, el método tiene la ventaja de que la misma muestra puede recogerse fácilmente sin herir el cuerpo en comparación con el método de diagnóstico convencional que utiliza sangre como muestra, y que no se requieren las operaciones para el diagnóstico, así como el tratamiento preliminar.
Breve descripción de los dibujos
La Fig.1 es un gráfico que ilustra un cambio en la radioactividad del ^{14}CO_{2} en un soplo de aire exhalado de los pulmones un tiempo después de administrar ^{14}C-fenilalanina en un modelo animal de esquizofrenia.
La Fig.2 es un gráfico que ilustra un cambio en la radioactividad del ^{14}CO_{2} en un soplo de aire exhalado de los pulmones un tiempo después de administrar ^{14}C-fenilalanina en un modelo animal de depresión.
La Fig.3 es un gráfico que ilustra un cambio en la radioactividad del ^{14}CO_{2} en un soplo de aire exhalado de los pulmones un tiempo después de administrar ^{14}C-fenilalanina en un modelo animal de demencia.
Mejor modo de llevar a cabo la invención
El diagnóstico para diagnosticar la anormalidad nerviosa central de la presente invención contiene como ingrediente activo una sustancia preparada marcando con un isótopo de carbono una sustancia transmisora del sistema nervioso central o su precursor. El isótopo de carbono puede ser un isótopo de carbono no radioactivo tal como ^{13}C o un isótopo de carbono radioactivo tal como ^{11}C y ^{14}C. El marcado de la sustancia transmisora o su precursor con estos isótopos puede realizarse de acuerdo con un proceso normal, por ejemplo, el proceso de Dellaria et al. [Dellaria, J. F., Santarsiero, B. D., Tetrahedron Latt., 29, 6078 (1988)]. Algunas sustancias transmisoras del sistema nervioso central preparadas marcando con estos isótopos de carbono se encuentran disponibles comercialmente. Por ejemplo, fenilalanina marcado con ^{13}C en la posición 1, posición 2 ó posición 3 de la cadena lateral se encuentra disponibles comercialmente en la compañía CIL.
La sustancia transmisora del sistema nervioso central o su precursor, que están marcados con el isótopo de carbono indicado anteriormente, es una sustancia relacionada con la anormalidad nerviosa central seleccionada entre una sustancia de catecolamina seleccionada entre fenilalanina, tirosina, dopamina, norepinefrina (noradrenalina) y epinefrina (adrenalina); o una sustancia de serotonina seleccionada entre triptófano, ácido 5-hidroxiindolacético; histidina; una sustancia de colina tal como colina, fosfatidilcolina y acetilcolina; ácido glutámico, ácido aspártico, ácido \gamma-aminobutírico, glicina y taurina.
Al marcar la sustancia de catecolamina y la sustancia de serotonina, puede sustituirse por el isótopo de carbono al menos uno de los átomos de carbono del anillo aromático o del heterociclo. Al marcar la sustancia de colina, puede remplazarse por el isótopo de carbono un grupo N-metilo o un átomo de carbono en la posición 1 ó posición 2 de la cadena principal de cloro.
El diagnóstico de la presente invención puede prepararse de acuerdo con un proceso convencional excepto porque contiene como ingrediente activo la sustancia marcada transmisora anteriormente citada o el precursor marcado de la sustancia transmisora del sistema nervioso central. Por ejemplo, el diagnóstico puede conformarse en una forma de dosificación adecuada para la ingestión del sujeto utilizando la sustancia marcada transmisora o el precursor marcado de la sustancia transmisora del sistema nervioso central en combinación con un diluyente líquido adecuado o en un soporte sólido. La forma de la unidad de dosificación puede ser la misma forma que la del fármaco convencional o comida y bebida.
Ejemplos más específicos de la forma del fármaco incluyen formas unitarias de dosificación preparadas utilizando diluyentes normales o excipientes tales como cargas, diluyentes, ligantes, agentes humectantes, desintegrantes, tensioactivos, lubricantes, etc. Típicos ejemplos de ello incluyen comprimidos, píldoras, polvos, soluciones, suspensiones, emulsiones, granulados, cápsulas, supositorios e inyecciones (e.g. soluciones, suspensiones, etc.).
Cuando se modela en la forma de comprimidos, como soporte para la preparación, pueden utilizarse excipientes tales como lactosa, sacarosa, cloruro de sodio, glucosa, urea, almidón, carbonato de calcio, caolín, celulosa cristalina, ácido de silicio, fosfato de potasio, etc.; ligantes tales como agua, etanol, propanol, jarabe simple, disolución de glucosa, disolución de almidón, disolución de gelatina, carboximetil-celulosa, hidroxipropil-celulosa, metil-celulosa, polivinil pirrolidona, etc.; desintegrantes tales como carboximetil-celulosa de sodio, carboximetil-celulosa de calcio, hidroxipropil-celulosa de bajo grado de sustitución, almidón secado, alginato de sodio, polvo de agar, polvo de laminarane, bicarbonato de sodio, carbonato de calcio, etc.; tensioactivos tales como éster de ácido graso de polioxietileno de sorbitán, lauril sulfato de sodio, estearato de monoglicérido, etc.; inhibidores de desintegración tales como sacarosa, estearina, mantequilla de cacao, aceite hidrogenado, etc.; aceleradores de absorción tales como bases de amonio cuaternarias, lauril sulfato de sodio, etc.; humectantes tales como glicerina, almidón, etc.; absorbentes tales como almidón, caolín, bentonita, ácido de silicio coloidal, etc.; y lubricantes tales como talco purificado, estearato, borax, polietilenglicol, etc. Más aún, los comprimidos pueden formarse opcionalmente en comprimidos sometidos a recubrimiento de comprimidos normal, tales como comprimidos recubiertos de azúcar, comprimidos recubiertos de gelatina, comprimidos con recubrimiento entérico, comprimidos recubiertos de película, o comprimidos dobles y comprimidos multicapa.
Cuando se modela en la forma de píldoras, como soporte para la preparación, pueden utilizarse excipientes tales como glucosa, lactosa, almidón, mantequilla de cacao, aceite vegetal hidrogenado, caolín, talco, etc.; ligantes tales como goma arábiga, polvo de tragacanto, gelatina, etanol, etc.; y desintegrantes tales como laminarane, agar, etc. Cuando se modela en la forma de supositorios, como soporte para la preparación, pueden utilizarse polietilenglicol, mantequilla de cacao, alcoholes superiores, ésteres de alcoholes superiores, gelatina, glicéridos semisintéticos, etc. Las cápsulas normalmente se preparan mezclando un compuesto como el ingrediente activo de la presente invención con los diversos soportes citados anteriormente para la preparación y cargando la mezcla que resulta en una cápsula dura, una cápsula blanda, etc., de acuerdo con un proceso normal.
Cuando se prepara el fármaco de la presente invención como inyecciones tales como soluciones, emulsiones, suspensiones, etc., se prefiere que la solución, emulsión, suspensión, se esterilicen y sean isotónicas con la sangre. Cuando se modela en la forma de estas solución, emulsión y suspensión, como diluyente, puede utilizarse agua, alcohol etílico, macrogol, propilenglicol, alcohol isoestearílico etoxilado, alcohol isoestearílico polioxilado, ésteres de ácidos grasos de polioxietileno de sorbitán, etc. En este caso, pueden contener cloruro de sodio, glucosa o glicerina en el fármaco de la presente invención en cantidad suficiente para preparar una disolución isotónica, y pueden añadirse agentes normales que ayudan a la solubilización, agentes de tamponamiento y agentes que producen efectos sedantes. Si fuese necesario, el fármaco de la presente invención puede contener también colorantes, conservantes, perfumes, saborizantes, edulcorantes y otros fármacos.
La cantidad de la sustancia marcada transmisora o del precursor marcado de la sustancia transmisora mencionados anteriormente que contiene el fármaco de la presente invención no está limitado específicamente, y puede seleccionarse apropiadamente de un amplio intervalo. Se prefiere que la preparación farmacéutica contenga la sustancia normalmente en una cantidad de aproximadamente de 10 a 300 mg.
El método de administración del fármaco no está limitado específicamente, y puede seleccionarse de acuerdo con las diversas formas de preparación, edad y sexo del paciente, condiciones de las enfermedades y otras condiciones. Por ejemplo, el comprimido, la píldora, la solución, la suspensión, la emulsión, el granulado y la cápsula se administran oralmente. La inyección puede administrarse por vía intravenosa tal como está o después de mezclar con un fluido normal de reemplazo tal como glucosa, amino ácidos, etc. Si fuera necesario, también puede administrarse la inyección como está por vía intramuscular, intracutánea, subcutánea o intraperitoneal. El supositorio se administra por vía rectal.
La dosis de la preparación se selecciona apropiadamente de acuerdo con la indicación para su uso, edad y sexo del paciente, condiciones de las enfermedades y otras condiciones. La cantidad de compuesto como ingrediente activo de la presente invención es preferiblemente aproximadamente 0,5 a 5 mg/kg/día y la preparación puede administrarse preferiblemente de 1 a 4 veces al día. La dosis del isótopo puede ser aproximadamente 100 mg/60 kg de peso del cuerpo.
La presente invención es útil para diagnosticar una anormalidad nerviosa central (e.g. depresión, enfermedad de Alzheimer, esquizofrenia, etc.), al administrar el diagnóstico de la presente invención al sujeto y al medir la cantidad de isótopo de carbono en el soplo de aire exhalado de los pulmones del sujeto.
La cantidad de isótopo de carbono, por ejemplo, se obtiene al medir una concentración de dióxido de carbono en el soplo de aire exhalado de los pulmones y al examinar una concentración de isótopo de carbono en el dióxido de carbono, o al medir la radioactividad en el soplo de aire exhalado de los pulmones.
En el método antiguo, se recogían directamente aproximadamente 250 ml del soplo de aire exhalado de los pulmones en una bolsa de aluminio a cada tiempo en el que habían pasado 0, 30, 60, 90, 120, 150 y 180 minutos desde que el diagnóstico de la presente invención había sido administrado, y entonces el soplo de aire exhalado de los pulmones recogido se analiza y la concentración de dióxido de carbono en el soplo de aire exhalado de los pulmones, particularmente se miden la concentración de dióxido de carbono que no contiene isótopo de carbono y la de dióxido de carbono que contiene el isótopo de carbono.
La medida de la concentración de dióxido de carbono puede realizarse de acuerdo con un método convencional. Por ejemplo, la medida de ^{13}CO_{2} puede realizarse por espectrometría de masas, utilizando un espectrómetro de masas convencional, más específicamente un espectrómetro de masas específico de isótopo de gas automático [véase "espectrómetro de masas controlado por microprocesador para la purificación completamente automatizada y análisis de isótopos de CO_{2} en el soplo de aire exhalado de los pulmones", Biomedical Mass Spectrometry, Vol. 6, 350-355, (1979); G. W. Ewing, Instrumental Methods of Chemical Analysis, (4^{th} edition, 1975)]. La medida deseada de ^{13}CO_{2} puede realizarse también por espectrometría infrarroja empleando un espectrómetro infrarrojo y un espectrómetro de resonancia magnética nuclear [e.g. (1) véase la publicación de patente japonesa nº 61-42219, (2) P. Klein et al., "Aplicación de isótopos estables a nutrientes pediátricos y gastroenterología: Medida de absorción de nutrientes y digestión utilizando ^{13}C" Vol. 4 Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition 9-19 (1985), y (3) P. Klein et al., "Viabilidad comercial de los ensayos de soplo de aire exhalado de los pulmones de ^{13}C" Vol. 11 Analytical Symposium Series 347-353 (1982)]. Más aún, también puede realizarse la medida de ^{13}CO_{2} utilizando un espectrómetro con la base de un láser tal como un láser semiconductor que analice el dispositivo [véase la publicación de patente japonesa dejada abierta nº 5-142146].
De acuerdo con los métodos de análisis anteriormente citados que utilizan diversos instrumentos, puede medirse la concentración de dióxido de carbono en el soplo de aire exhalado de los pulmones, determinando de esta forma la proporción ^{13}CO_{2}/^{12}CO_{2}.
Los presentes inventores han encontrado primero que hay una diferencia significativa en la cantidad de ^{13}CO_{2} y la proporción ^{13}CO_{2}/^{12}CO_{2}, que se determinan como se ha descrito anteriormente, entre un paciente que sufre de depresión, enfermedad de Alzheimer o esquizofrenia y una persona sana y, por consiguiente, las enfermedades anteriormente citadas pueden diagnosticares utilizando la cantidad (e.g., representada por la concentración o proporción) del isótopo de carbono como un índice. Es decir, hasta ahora, se habían informado algunos ejemplos en pacientes que sufren de depresión e.g. anormalidades tales como defecto de fenilalaninahidroxilasa que metabolizan fenilalanina a tirosina en el hígado, reducción en la renovación metabólica de la tirosina (reducción en la actividad de la tirosina transaminasa), etc. Sin embargo, nunca se ha informado de un ejemplo que indique de una función metabólica de fenilalanina debida a un defecto de la enzima y que diagnostique la anormalidad midiendo la concentración de dióxido de carbono que contiene isótopo de carbono en el soplo de aire exhalado de los pulmones. Por consiguiente, el hecho que la depresión pueda diagnosticarse sencilla y simplemente con una alta precisión y una alta sensibilidad por tal método de diagnóstico de soplo de aire exhalado de los pulmones es un conocimiento nuevo que se ha encontrado primero por los presentes inventores.
De acuerdo con el método de diagnóstico de soplo de aire exhalado de los pulmones que utiliza el diagnóstico de la presente invención, la demencia (e.g. enfermedad de Alzheimer, etc.) y la esquizofrenia, en las que hasta ahora no se ha encontrado un método de diagnostico efectivo pueden también ser diagnosticadas sencilla y simplemente con alta precisión de acuerdo con el mismo mecanismo como el que se ha descrito anteriormente.
Aplicación industrial
Como se ha descrito anteriormente, la presente invención proporciona una técnica nueva para el diagnóstico de anormalidades nerviosas centrales, y el valor de la presente invención en la diagnosis clínica es elevado.
Ejemplos
Los siguientes Ejemplos de Ensayo y Ejemplos ilustran adicionalmente la presente invención en detalle.
Ejemplo de Ensayo 1
Ensayo debido a un modelo animal de esquizofrenia
Se examinó si el metabolismo de ^{14}C-fenilalanina administrada oralmente cambia o no al comparar un modelo animal de esquizofrenia con un animal normal, utilizando como índice una cantidad de ^{14}CO_{2} excretada en un soplo de aire exhalado de los pulmones.
El modelo animal de esquizofrenia significa en el que se desarrolla una conducta estereotipada (e.g. conducta de continuo olfateo, lameduras, etc.) en un animal al administrar apomorfina. La apomorfina tiene una acción antagonista a un receptor de dopamina y se ha utilizado frecuentemente para desarrollar un remedio para la esquizofrenia, hasta ahora [C. J. E. Niemegeeres et al., Arch. Int Pharmacodyn. 227, 238-253 (1977) y A. J. Puech et al., Neuropharmacol. 20, 1279-1284 (1981)].
El ensayo se realizó como sigue.
Animal utilizado: rata macho estirpe Wistar (peso corporal: 250-270 g)
Fármaco utilizado: ^{14}C-fenilalanina (L-fenil[1-^{14}C]alanina fabricado por Amrersham Life Science Co.)
Hidrocloruro de apomorfina (fabricado por Sigma Chemical Co., Ltd.)
Método de ensayo
Los ejemplos totales del grupo de ensayo fueron seis, i.e. tres ejemplos del grupo de administración de apomorfina y tres ejemplos del grupo de control. Se diluyó ^{14}C-fenilalanina (1,5 ml) con una concentración de 1,85 MBq/ml con agua destilada (6 ml) en una dilución a un quinto para preparar una disolución que tiene una concentración de 0,37 MBq/ml. La disolución resultante se administró oralmente a individuos con un volumen de 1 ml por rata individual.
Se disolvió la apomorfina (10 mg) en disolución salina para preparar una disolución que contiene una concentración de 2 mg/ml. La disolución resultante se administró por vía subcutánea en un volumen de 1 ml por rata individual del grupo de administración de apomorfina. Por otro lado, se administró solamente suero salino por vía subcutánea al grupo de control con el mismo volumen que se ha indicado anteriormente.
Se determinó una cantidad en el soplo de aire exhalado de los pulmones de ^{14}CO_{2} derivado de la ^{14}C-fenilalanina metabolizada atrapando el soplo de aire exhalado de los pulmones en un disolvente para atrapar el soplo de aire exhalado de los pulmones (una mezcla en la que se mezclan 2-aminoetanol y metanol en la relación 1:3) instalado en un kit de ensayo de metabolismo, recogiendo 1 ml de este disolvente en un vial de escintilación a cada tiempo fijado, diluyendo el disolvente con una solución mezcla de escintilación (10 ml) y midiendo la radioactividad con un contador de escintilación de líquidos por rayos \beta.
En el ensayo, cada rata fue puesta primero en un kit de ensayo de metabolismo y 15 minutos después de estar en él, se recogió el disolvente para atrapar soplos de aire exhalado de los pulmones y se midió la radioactividad. Se tomó la radioactividad resultante como el valor inmediatamente antes de la administración. Inmediatamente después de recoger el disolvente para atrapar soplos de aire exhalado de los pulmones para medir este valor antes de la administración, se administraron simultáneamente apomorfina y ^{14}C-fenilalanina a las ratas del grupo de administración de apomorfina. Entonces, se recogió el disolvente para atrapar soplos de aire exhalado de los pulmones cuatro veces cada 15 minutos hasta que habían pasado 60 minutos desde la administración, y se midió la radioactividad. El valor obtenido al restar el valor previo de la cuenta de radioactividad que resultaba (dmp) se trató estadísticamente como datos a cada tiempo predeterminado. A las ratas del grupo de control se les administró simultáneamente el mismo volumen de disolución salina que la disolución de ^{14}C-fenilalanina indicado anteriormente.
En el tratamiento estadístico, se determinó una media y un error estándar de los datos obtenidos en cada grupo y en cada tiempo de recogida y se sometieron a un análisis de dispersión sobre la base de la medida repetida, y entonces se asumió la diferencia entre grupos.
Los resultados del ensayo se muestran en la Fig.1. Como puede verse en la Fig.1, en el grupo de administración de apomorfina, el ^{14}CO_{2} en el soplo de aire exhalado de los pulmones era bajo en todos los puntos medidos después de la administración de ^{14}C-fenilalanina en comparación con el grupo de control en el que no se administró apomorfina. A los 30 minutos después de la administración, la diferencia era estadísticamente significativa. Es decir, se ha confirmado por el ensayo de doble cola de Dunnett que hay una diferencia significativa entre el grupo de apomorfina y el grupo de control con una probabilidad del 5%.
Por consiguiente, se ha encontrado que la medida de la cantidad de ^{14}CO_{2} en el soplo de aire exhalado de los pulmones hace posible asumir el hecho de que disminuye la razón metabólica de la fenilalanina.
Ejemplo de Ensayo 2
Ensayo debido a un modelo animal de depresión
Se examinó si el metabolismo de ^{14}C-fenilalanina administrada oralmente cambia o no al comparar un modelo animal de depresión con un animal normal, utilizando como índice una cantidad de ^{14}CO_{2} excretada en un soplo de aire exhalado de los pulmones.
Se asume que la depresión es causada por la depresión de la transmisión del nervio de monoamina en el cerebro. Debido a que la reserpina tiene una fuerte acción de agotamiento de monoamina, se desarrollan síntomas similares a los de la depresión (e.g. inhibición de la conducta espontánea, reducción de la temperatura del cuerpo, letargo, etc.) cuando se administra este fármaco al animal. Por consiguiente, hasta ahora se ha utilizado como modelo animal de depresión [Howard, J. L. et al.,; Antidepressants: Neurochemical, behavioral, and clinical perspectives (ed. by Enna, S. J., Malick, J. B. and Richelson, E.), 107-120 Raven Press, New York, 1981].
El ensayo se realizó como sigue.
Animal utilizado: rata macho estirpe Wistar (peso corporal: 250-270 g)
Fármaco utilizado: ^{14}C-fenilalanina (L-fenil[1-^{14}C]alanina fabricado por Amrersham Life Science Co.)
Reserpina (Apoplon Inj., 1 mg/ml, fabricado por Daiichi Seiyaku Co., Ltd.)
Método de ensayo
Los ejemplos totales del grupo de ensayo fueron seis, i.e. tres ejemplos del grupo de administración de reserpina y tres ejemplos del grupo de control. Se diluyó ^{14}C-fenilalanina (1,5 ml) con una concentración de 1,85 MBq/ml con agua destilada (6 ml) en una dilución a un quinto para preparar una disolución que tiene una concentración de 0,37 MBq/ml. La disolución resultante se administró oralmente a individuos con un volumen de 1 ml por rata individual.
La reserpina se administró por vía subcutánea con un volumen de 1 ml/kg por rata individual del grupo de administración de reserpina. Debido a que se requiere de 16 a 18 horas para que la reserpina desarrolle el efecto, después de 18 horas de la administración de la reserpina, se administró ^{14}C-fenilalanina a las ratas.
Por otra parte, solamente se administro disolución salina por vía subcutánea a las ratas del grupo de control con el mismo volumen que el utilizado en la reserpina a los mismos tiempos que la administración de reserpina.
Se determina en el soplo de aire exhalado de los pulmones una cantidad de ^{14}CO_{2} derivada de la ^{14}C-fenilalanina metabolizada midiendo la radioactividad de acuerdo con la misma forma que se ha descrito en el Ejemplo de Ensayo 1.
En el ensayo, cada rata fue puesta primero en un kit de ensayo de metabolismo y 15 minutos después de estar en él, se recogió el disolvente para atrapar soplos de aire exhalado de los pulmones y se midió la radioactividad. Se tomó la radioactividad resultante como el valor inmediatamente antes de la administración. Inmediatamente después de recoger el disolvente para atrapar soplos de aire exhalado de los pulmones para medir este valor antes de la administración, se administró ^{14}C-fenilalanina a las ratas. Entonces, se recogió el disolvente para atrapar soplos de aire exhalado de los pulmones cuatro veces cada 15 minutos hasta que habían pasado 60 minutos desde la administración, y se midió la radioactividad. El valor obtenido al restar el valor previo de la cuenta de radioactividad que resultaba (dmp) se trató estadísticamente como datos a cada tiempo predeterminado.
En el tratamiento estadístico, se determinó una media y un error estándar de los datos obtenidos en cada grupo y en cada tiempo de recogida y se sometieron a un análisis de dispersión sobre la base de la medida repetida, y entonces se asumió la diferencia entre grupos.
Los resultados del ensayo se muestran en la Fig.2. Como puede verse en la Fig.2, en el grupo de administración de reserpina, el ^{14}CO_{2} en el soplo de aire exhalado de los pulmones era alto en todos los puntos medidos después de la administración de ^{14}C-fenilalanina en comparación con el grupo de control en el que no se administró reserpina, y la diferencia era estadísticamente significativa. Es decir, se ha confirmado por el ensayo de doble cola de Dunnett que hay una diferencia significativa entre el grupo de reserpina y el grupo de control con una probabilidad del 0,1%.
Ejemplo de Ensayo 3
Ensayo debido a un modelo animal de demencia
Se examinó si el metabolismo de ^{14}C-fenilalanina administrada oralmente cambia o no al comparar un modelo animal de demencia con un animal normal, utilizando como índice una cantidad de ^{14}CO_{2} excretada en un soplo de aire exhalado de los pulmones.
Se considera que los desórdenes de memoria y los desórdenes de la función intelectual, que se identifican como un síntoma principal de demencia, son causados por la depresión de la actividad neuronal de acetilcolina o degeneración/separación de las células nerviosas.
La escopolamina es un antagonista del receptor M1 de acetilcolina muscarínica, y tiene la acción de bloquear la transmisión acetilcolina-nervio cuando se incorpora al sistema nervioso central por administración periférica. Esta acción puede causar fácilmente desórdenes de memoria/aprendizaje en el animal. Por consiguiente, la escopolamina ha sido ampliamente utilizada hasta ahora para el estudio de la demencia como un fármaco de desarrollo de movilidad principal de demencia [Matsuoka N., et al, J. Phamacol. Exp. Ther. 236 (2), 436-444 (1992), y Davis, L., et al. J. Med. Chem. 39 (2), 582-587 (1996)].
El ensayo se realizó como sigue.
Animal utilizado: rata macho estirpe Wistar (peso corporal: 250-270 g)
Fármaco utilizado: ^{14}C-fenilalanina (L-fenil[1-^{14}C]alanina fabricado por American Radiolabeled Chemicals Inc.)
Hidrobromuro de escopolamina (fabricado por Sigma Chemical Co., Ltd.)
Método de ensayo
Los ejemplos totales del grupo de ensayo fueron seis, i.e. tres ejemplos del grupo de administración de escopolamina y tres ejemplos del grupo de control. Se diluyó ^{14}C-fenilalanina (0,75 ml) con una concentración de 3,7 MBq/ml con agua destilada (6,75 ml) en una dilución a un quinto para preparar una disolución que tiene una concentración de 0,37 MBq/ml. La disolución resultante se administró oralmente a individuos con un volumen de 1 ml por rata individual.
La escopolamina (1 mg) se disolvió en solución salina (1 ml) y la disolución resultante se inyectó por vía intraperitoneal con un volumen de 1 ml/kg. En el grupo de control, se inyectó a las ratas por vía intraperitoneal solamente disolución salina con el mismo volumen que el de escopolamina.
Se determina en el soplo de aire exhalado de los pulmones una cantidad de ^{14}CO_{2} derivada de la ^{14}C-fenilalanina metabolizada midiendo la radioactividad de acuerdo con la misma forma que se ha descrito en el Ejemplo de Ensayo 1.
En el ensayo, cada rata fue puesta primero en un kit de ensayo de metabolismo y 15 minutos después de estar en él, se recogió el disolvente para atrapar soplos de aire exhalado de los pulmones y se midió la radioactividad. Se tomó la radioactividad resultante como el valor inmediatamente antes de la administración. Inmediatamente después de recoger el disolvente para atrapar soplos de aire exhalado de los pulmones para medir este valor antes de la administración, se administró ^{14}C-fenilalanina a las ratas. Entonces, se recogió el disolvente para atrapar soplos de aire exhalado de los pulmones cuatro veces cada 15 minutos hasta que habían pasado 60 minutos desde la administración, y se midió la radioactividad. El valor obtenido al restar el valor previo de la cuenta de radioactividad que resultaba (dmp) se trató estadísticamente como datos a cada tiempo predeterminado.
En el tratamiento estadístico, se determinó una media y un error estándar de los datos obtenidos en cada grupo y en cada tiempo de recogida y se sometieron a un análisis de dispersión sobre la base de la medida repetida, y entonces se asumió la diferencia entre grupos.
Los resultados del ensayo se muestran en la Fig.3. Como puede verse en la Fig.3, en el grupo de administración de escopolamina, el ^{14}CO_{2} en el soplo de aire exhalado de los pulmones era bajo en todos los puntos medidos después de la administración de ^{14}C-fenilalanina en comparación con el grupo de control en el que no se administró escopolamina, y la diferencia era estadísticamente significativa.
Ejemplo 1
Se administró fenilalanina marcada con ^{13}C en la posición 1 (fabricada por Goseihin Co. Ltd.) a pacientes que sufrían de depresión y a personas normales con una dosis de 100 mg/persona. Se recogió un soplo de aire exhalado de los pulmones (250 ml) a los 0, 30, 60, 90, 120, 150 y 180 minutos después de la administración en una bolsa de aluminio y se midió la proporción de concentración entre ^{12}C y ^{13}C utilizando un espectrómetro de masas (fabricado por Finigun Mat Instruments Inc; Breathmat Co.), para diagnosticar de esta forma la proporción de concentración medida.
Como resultado, ha sido evidente que la depresión puede ser diagnosticada con precisión de acuerdo con el proceso de diagnóstico que utiliza el diagnóstico de la presente invención.
La razón es que, en relación con el paciente que sufre de depresión, la actividad de la enzima metabólica de fenilalanina se reduce en el hígado y por consiguiente el metabolismo a tirosina se retrasa.
Ejemplos 2 y 3
De acuerdo con el mismo procedimiento descrito en el Ejemplo 1, se administró fenilalanina marcada con ^{13}C en la posición 1 (fabricada por Goseihin Co. Ltd.) a pacientes que sufrían de la enfermedad de Alzheimer y de esquizofrenia en vez de a los pacientes que sufrían de depresión, y a personas normales con una dosis de 100 mg/persona. Se recogió un soplo de aire exhalado de los pulmones (250 ml) a los 0, 30, 60, 90, 120, 150 y 180 minutos después de la administración en una bolsa de aluminio y se midió la proporción de concentración entre ^{12}C y ^{13}C utilizando un espectrómetro de masas (fabricado por Finigun Mat Instruments Inc; Breathmat Co.), para diagnosticar de esta forma la proporción de concentración medida.
Como resultado, ha sido evidente que la enfermedad de Alzheimer y la esquizofrenia pueden ser diagnosticadas con precisión de acuerdo con el proceso de diagnóstico que utiliza el diagnóstico de la presente invención.

Claims (11)

1. Una composición farmacéutica de diagnóstico que comprende un compuesto marcado seleccionado entre dopamina, norepinefrina, epinefrina, serotonina, ácido 5-hidroxiindolacético, histamina, histidina, un compuesto de colina, ácido glutámico, ácido aspártico, ácido \gamma-aminobutírico, glicina, y taurina, en los que al menos un átomo de carbono es sustituido por un isótopo de carbono.
2. La composición de la reivindicación 1, en la que el compuesto marcado se selecciona entre dopamina, norepinefrina y epinefrina.
3. La composición de la reivindicación 1, en la que el compuesto marcado es histidina.
4. La composición de la reivindicación 1, en la que el compuesto de colina se selecciona entre colina, fosfatidilcolina y acetilcolina.
5. La composición de la reivindicación 1, en la que el isótopo de carbono marcado se selecciona entre el isótopo ^{13}C no radioactivo y los isótopos radioactivos ^{11}C y ^{14}C.
6. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, la cual comprende adicionalmente un vehículo farmacéuticamente aceptable.
7. El uso de un compuesto marcado seleccionado entre fenilalanina, tirosina, dopamina, norepinefrina, epinefrina, serotonina, triptófano, ácido 5-hidroxiindolacético, histamina, histidina, un compuesto de colina, ácido glutámico, ácido aspártico, ácido \gamma-aminobutírico, glicina, y taurina, en los que al menos un átomo de carbono es sustituido por un isótopo de carbono, para la producción de una composición farmacéutica de diagnóstico efectiva en la diagnosis de una anormalidad nerviosa central.
8. El uso de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la enfermedad a diagnosticar se selecciona entre depresión, enfermedad de Alzheimer o esquizofrenia.
9. Un kit de ensayo para la diagnosis de una anormalidad nerviosa central que comprende un compuesto marcado seleccionado entre dopamina, norepinefrina, epinefrina, serotonina, ácido 5-hidroxiindolacético, histamina, histidina, un compuesto de colina, ácido glutámico, ácido aspártico, ácido \gamma-aminobutírico, glicina, y taurina, en los que al menos un átomo de carbono es sustituido por un isótopo de carbono.
10. El kit de ensayo de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la enfermedad a diagnosticar se selecciona entre depresión, enfermedad de Alzheimer o esquizofrenia.
11. El kit de ensayo de acuerdo con las reivindicaciones 9 ó 10, el cual comprende adicionalmente un vehículo farmacéuticamente aceptable.
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