ES2300349T3 - Compuestos de barbiturato no sedantes como agentes neuroprotectores. - Google Patents

Abstract

Uso de un barbiturato no sedante para la elaboración de una composición farmacéutica para proporcionar neuroprotección a un mamífero, en el que el barbiturato no sedante se selecciona del grupo constituido por: a. ácido 1,3-dimetoximetil-5,5-difenilbarbitúrico (DMMDPB), b. ácido 1-monometoximetil-5,5-difenilbarbitúrico (MMMDPB), c. ácido difenilbarbitúrico (DPB) d. una sal de cualquiera de (a)-(c), y en el que el mamífero sufre de una isquemia cerebral, o está en riesgo de sufrir una isquemia cerebral que tiene lugar después de una fibrilación atrial, un ataque isquémico transitorio (TIA), una endocarditis bacteriana, una apoplejía, un trauma encefálico, una hemorragia subaracnoidea, una cirugía cardiaca o una endarterectomía de la carótida.

Description

Compuestos de barbiturato no sedantes como agentes neuroprotectores.

Antecedentes de la invención

La invención se refiere al uso de compuestos de barbituratos no sedantes dados en una manera y dosificación efectivas para producir niveles sanguíneos y niveles cerebrales de estos fármacos y/o sus metabolitos activos suficientes para proporcionar un efecto neuroprotector. En particular, los procedimientos y formulaciones de esta invención permiten el tratamiento de la isquemia cerebral, trauma encefálico y otras lesiones neurológicas agudas, y prevención del daño neuronal resultante.

La isquemia (apoplejía) es la tercera causa principal de muerte en los Estados Unidos. Cuando el suministro de sangre al cerebro se reduce por debajo de un umbral crítico, una cascada de eventos bioquímicos conduce a daño irreversible a neuronas e infarto cerebral. La investigación de tratamiento y prevención de isquemia es extensa pero desafortunadamente permanece en un estado básico y no hay aún en práctica terapias adecuadas (10).

Los barbituratos en altas concentraciones han mostrado ser neuroprotectoras en isquemia cerebral en roedores y primates, para reducir la extensión de infarto cerebral de isquemia, y para evitar o disminuir el daño cerebral (1-4). Una teoría para como los barbituratos evitan daño cerebral en isquemia es que inhiben la liberación incontrolada de neurotransmisores inducida por isquemia, que pueden alcanzar concentraciones altas, neurotóxicas que causan muerte neuronal (5).

La bibliografía que considera los efectos neuroprotectores de barbituratos anestésicos tiene alrededor de dos décadas de edad, pero el uso clínico de barbituratos se ha limitado severamente debido a toxicidad. Las dosificaciones y los niveles en sangre y cerebro necesarios para conferir neuroprotección son tóxicos y causan letargia, estupor y coma. Incluso dosis más altas que pueden ser más efectivas son letales (1-4, 6), haciendo a los barbituratos inadecuados para el tratamiento de isquemia (1), Estos efectos secundarios tóxicos establecen un "techo funcional" en dosificación de barbituratos, y han desaconsejado investigación adicional en el uso de barbituratos anestésicos/sedantes para proteger contra isquemia.

Levitt y col., U.S. 4.628.056 describe derivados de oxopirimidina no sedantes y su uso como agentes anticonvulsionantes, agentes antiansiedad y agentes relajantes musculares. La bibliografía no sugiere el uso de tales compuestos como agentes neuroprotectores. Es más, incluso en estudios publicados sobre uso de barbituratos sedantes para neuroprotección no hay referencia a compuestos barbituratos no sedantes. Se cree generalmente que los efectos anticonvulsionantes y neuroprotectores de los barbituratos están unidos a sus efectos sedantes/hipnóticos. Por ejemplo, Lightfoote y col. sugirieron que el los efectos neuroprotectores del pentobarbital se deben a la duración de la anestesia inducida por barbituratos (3). Este punto de vista se ha reforzado por estudios bioquímicos al nivel de receptor celular que relacionan a todos estos efectos con la acción en el receptor de GABA. Así, la técnica previa sigue adelante a partir de usar barbituratos sedantes para neuroprotección debido a su toxicidad, y también sigue adelante a partir de usar barbituratos no sedantes como neuroprotectores debido a su falta de propiedades sedantes o anestésicas.

Sumario de la invención

En resumen, la invención implica barbituratos no sedantes tales como por ejemplo ácido 1,3-dimetoximetil-5,5-difenilbarbitúrico (MMMDPB), ácido 1,1-monometoximetil-5,5-difenilbasrtbitúrico (MMMDPB) y ácido difenilbarbitúrico (DPB) y sus precursores, derivados y análogos, y su administración sobre un intervalo de dosificaciones que da como resultado un intervalo de niveles en sangre y niveles cerebrales de estos fármacos y sus metabolitos haciéndoles útiles como neuroprotectores. En particular, la invención se dirige al tratamiento de isquemia cerebral, trauma encefálico y otras lesiones neurológicas agudas, usando barbituratos no sedantes.

Hay muchas circunstancias donde individuos en riesgo de isquemia cerebral se identifican claramente por adelantado, por ejemplo: individuos que sufren cirugía cardiaca o endarterectomía de la carótida, e individuos con fibrilación atrial, ataques isquémicos transitorios (TIA), endocarditis bacteriana, apoplejías, o hemorragia subaracnoidea debida a un aneurisma cerebral. En tales casos, se usa profilácticamente un barbiturato no sedante en individuos en riesgo de daño isquémico. Los fármacos pueden también usarse después de un evento agudo. Estos compuestos se pueden dar en forma oral como un comprimido, cápsula, líquido o vía intravenosa u otras vías parentales.

Esta invención tiene éxito donde han fallado esfuerzos previos para tratar ataque isquémico cerebral con barbituratos. Esta invención resuelve un problema pensado previamente que era insoluble, aquel de efectos tóxicos de dosificaciones neuroprotectoras de barbituratos. La invención evita la toxicidad y los efectos sedantes de barbituratos conocidos en la técnica previa sin pérdida de eficiencia.

Esta invención satisface una necesidad sentida largamente de un neuroprotector no tóxico, y es contraria a las enseñanzas de la técnica previa con respecto a la incapacidad de barbituratos para producir neuroprotección clínicamente significativa. De acuerdo con la invención, es posible separar los efectos anticonvulsionantes y sedantes de barbituratos, y la neuroprotección correlaciona mucho mejor con el efecto anticonvulsionante que con el efecto sedante de barbituratos.

Esta invención difiere de la técnica previa en el reconocimiento de compuestos específicos, sus modificaciones y dosificaciones que son efectivas en neuroprotección pero que no se reconocían previamente.

La presente invención es un procedimiento para proporcionar neuroprotección a un mamífero, preferiblemente un ser humano. El procedimiento comprende administrar al mamífero un barbiturato no sedante en una dosis efectiva para proporcionar un efecto de neuroprotección. Los barbituratos no sedantes para usar en la invención incluyen uno o más seleccionados del grupo constituido por ácido 1,3-dimetoximetil-5,5-difenilbarbitúrico (DMMDPB), ácido 1-monometoximetil-5,5-difenilbarbitúrico (MMM-DPB) y ácido difenilbarbitúrico (DPB). Los precursores, derivados y análogos de los compuestos precedentes, así como las sales de todos los precedentes son también adecuados para poner en práctica la invención.

La dosis neuroprotectora efectiva del barbiturato no sedante excede preferiblemente la dosis que produce el coma de un barbiturato sedante. Dependiendo de la necesidad específica del mamífero, la dosis del barbiturato no sedante puede exceder una dosis que sería letal con un barbiturato sedante. Este efecto inesperado y aparentemente paradójico del presente procedimiento se refleja adicionalmente en los niveles de dosificación relativos que son posibles con los procedimientos de esta invención.

Además, la dosis neuroprotectora del barbiturato no sedante excede la dosificación anticonvulsionante mínima del barbiturato. En algunas realizaciones de la presente invención la dosis efectiva del barbiturato no sedante está en el intervalo de aproximadamente 2 veces a aproximadamente 5 veces la dosificación anticonvulsionante. En aún otros contextos donde la necesidad del mamífero lo requiera, la dosis efectiva del barbiturato no sedante está en el intervalo de aproximadamente 5 veces a aproximadamente 10 veces la dosificación anticonvulsionante del no sedante, e incluso más grande hasta que la dosis es clínicamente aceptable.

Ventajosamente, el efecto neuroprotector de los presentes procedimientos se puede usar para mitigar el efecto de isquémico cerebral. El barbiturato no sedante se puede administrar oralmente, intravenosamente, transdérmicamente, en combinación con un coadyuvante, o transpulmonarmente por medio de un inhalador de particulado o de aerosol. Además, dentro del alcance de la invención, el barbiturato no sedante se puede administrar preventivamente, profilácticamente o terapéuticamente, a una dosis clínicamente aceptable. El compuesto se puede administrar profilácticamente antes de daño neuronal evidente, o terapéuticamente, después de aparición de daño neuronal. Los efectos neuroprotectores disminuyen, o protegen al sujeto de, daño neuronal causado por trauma encefálico o isquemia cerebral. El compuesto se puede administrar en conjunción con cirugía cardiaca o endarterectomía de la carótida. El sujeto mamífero puede tener o estar en riesgo de fibrilación atrial, de un ataque isquémico transitorio (TIA), de endocarditis bacteriana, de una apoplejía, de trauma encefálico, o de hemorragia subaracnoidea.

Típicamente, para lograr neuroprotección el barbiturato no sedante se administra en una dosis suficiente para obtener concentraciones sanguíneas de al menos aproximadamente 30 \mug/ml de barbiturato, preferiblemente al menos aproximadamente 100 \mug/ml, más preferiblemente al menos aproximadamente 250 \mug/ml, y posiblemente tan alta como 200-300 \mug/ml, o incluso mayor. En contraste, el intervalo terapéutico comunicado para fenobarbital es menor, niveles sanguíneos de 10-30 \mug/ml (6). Así, los intervalos preferidos están a o aproximadamente por encima de 25, 30, 50, 75, 100, 200, 250, o 300 \mug/ml.

La invención incluye una composición farmacéutica que comprende un barbiturato no sedante administrado en una cantidad efectiva para tener un efecto neuroprotector. Preferiblemente, el barbiturato no sedante se administra en dosis orales en el intervalo de aproximadamente 25 a aproximadamente 1500 mg/kg de peso corporal/día. Preferiblemente la dosis es mayor que aproximadamente 25 mg/kg/día, o mayor que aproximadamente 100 mg/kg/día, o mayor que 250 mg/kg/día. Una dosis preferida es una que sea farmacológicamente equivalente a una dosis de aproximadamente 1000 mg/kg/día en la rata. Así, las formas de dosificación pueden ser suficientes individualmente o en dosis múltiples para proporcionar una dosis igual a o aproximadamente por encima de 15, 20, 25, 50, 70, 100, 250, 500, 1000, ó
1500 mg/kg de peso corporal por día.

En pruebas en humanos se ha encontrado inesperadamente que DMMDPB, uno de los compuestos neuroprotectores, se absorbe mucho menor en humanos que en ratas o perros. Se ha encontrado adicionalmente que la semivida de DMMDPB, así como la semivida de MMMDPB y de DPB son más grandes que las semividas encontradas en ratas y perros. Específicamente, con dosificaciones de 20 mg/kg/día, las semividas de DMMDPB, MMMDPB, y DPB son aproximadamente 20 horas, 20 horas, y 50 horas respectivamente después de una exposición de dos semanas en humanos. De forma similar, la concentración máxima (Cmáx) del fármaco en la sangre tras 7 días de dosificación en el intervalo de 20 mg/kg/día son 1,2 \mug/ml, 36 \mug/ml y 43 \mug/ml respectivamente.

La absorción inesperadamente alta y la semivida inesperadamente prolongada en humanos hace posible lograr niveles sanguíneos sustanciales con dosificaciones orales más bajas que las esperadas. Así, por ejemplo, es posible obtener niveles sanguíneos de barbituratos totales (es decir, DMMDPB + MMMDPB + DPB) > 53 \mug/ml con dosificaciones de aproximadamente 15 mg/kg/día; y los niveles de barbituratos totales > 72 \mug/ml en el intervalo de 20 mg/kg/día. Los niveles sanguíneos de barbituratos no sedantes mayores de 100 \mug/ml se logran con dosificaciones entre aproximadamente 40 y aproximadamente 100 mg/kg/día, y están dentro del alcance de la invención. Con administración parenteral de barbituratos no sedantes, se obtienen concentraciones sanguíneas similares con dosificaciones diarias de menos de 25 mg/kg/día. Sin embargo, las dosificaciones de carga del primer día pueden necesitar aún dosificaciones iniciales de más de 25 mg/kg.

La invención proporciona un artículo de fabricación que comprende un contenedor que comprende una composición farmacéutica y una etiqueta con indicaciones para usar como un neuroprotector, la composición farmacéutica que comprende un compuesto de barbiturato no sedante en una cantidad efectiva para neuroprotección tras administración a un sujeto en necesidad de neuroprotección; y un transportador o excipiente farmacéuticamente aceptable.

Otra realización es un procedimiento para proporcionar neuroprotección que comprende (a) diagnosticar una necesidad de paciente de neuroprotección cerebral, (b) seleccionar un barbiturato no sedante, y (c) proporcionar al paciente una dosificación de barbituratos no sedantes suficientes para elevar la concentración en el cerebro del paciente a un nivel efectivo para proporcionar neuroprotección.

Los objetivos y ventajas adicionales llegarán a ser patentes a partir de una consideración de la descripción y ejemplos.

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Descripción detallada de realizaciones preferidas

En la descripción de las realizaciones preferidas de la presente invención, se emplea terminología específica por el bien de la claridad. Sin embargo, la invención no se desea para limitarse a la terminología específica así seleccionada. Se entenderá que cada elemento específico incluye todos los equivalentes técnicos que operan en una manera similar para lograr un propósito similar.

El término "barbiturato no sedante" comprende la familia de compuestos anticonvulsionantes del ácido 5,5-difenilbarbitúrico descritos en Levitt y col., U.S. 4.628.056, y precursores metabólicos y metabolitos, y derivados y análogos estructurales (incluyendo sales de adición de los mismos) que tienen una actividad neuroprotectora no sedante. Otros derivados del ácido barbitúrico que son no sedantes están también dentro del alcance de la invención.

Los derivados, precursores y análogos de ácido barbitúrico incluyen ácidos barbitúricos de la fórmula:

1

en la que uno o más nitrógenos están sustituidos con alquilo inferior, o un grupo alquilo inferior sustituido con grupo alcoxi inferior; o al menos uno de R^{1} y R^{2}, conjuntamente con el nitrógeno, forma un carbamato, una amida, o un acetal del derivado de formamida, es decir R^{1} o R^{2} es CO_{2}R, COR o CH(OR)_{2}. Los grupos de éteres de metilo son los grupos R^{1} y R^{2} preferidos y metoximetilo es más preferido. Metilo es también un valor preferido para R^{1} y/o R^{2}. Otros derivados de ácidos barbitúricos de acuerdo con la invención son carbamatos, amidas y acetales donde uno o ambos de R^{1} y R^{2} son CH_{2}OR^{5}, en el que R^{5} es alquilo inferior, alquilarilo o bencilo; CO_{2}R^{6}, en el que R^{6} es alquilo o arilo inferior; COR^{7}, en el que R^{7} es hidrógeno, alquilo o arilo inferior; o CH(OR^{8})_{2}, en el que R^{8} es un grupo alquilo inferior.

Los valores preferidos para R^{3} y R^{4} son arilo, fenilo, fenilo sustituido con un halógeno o grupo alquilo inferior, bencilo, bencilo en el que el anillo aromático está sustituido con un halógeno o grupo alquilo inferior, alquilo inferior o alquilo inferior sustituido con un resto aromático. Arilo representa un anillo carbocíclico, tal como fenilo, naftilo y análogos superiores, así como anillos heteroaromáticos sustituidos con uno o más heteroátomos tales como azufre, oxígeno y nitrógeno. De acuerdo con la invención, los derivados de ácido barbitúrico no sedantes son aquellos donde al menos uno de R^{3} y R^{4} es un anillo aromático o un anillo aromático que contiene resto por ejemplo arilo, fenilo, fenilo sustituido, bencilo, bencilo sustituido o arilalquilo. Los sustituyentes preferidos en los anillos aromáticos son metilo, etilo y flúor. Fenilo y fenilo sustituido se prefieren para R^{3} y R^{4}. Las realizaciones donde R^{3} y R^{4} son ambos fenilo son las más preferidas.

En los compuestos preferidos, uno de R^{1} y R^{2} es hidrógeno, o uno de R^{1} y R^{2} es metilo o alcoximetilo, preferiblemente metoximetilo. Al menos uno y preferiblemente ambos de R^{3} y R^{4} es preferiblemente fenilo o fenilo sustituido, tolilo, fluorofenilo, etilfenilo.

Como se puede entender fácilmente, se contemplan también las sales de los compuestos anteriores, incluyendo sales orgánicas, tales como sales de adición de ácido y sales de adición de base.

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Con el fin de caer dentro del alcance de este género, el compuesto debe (1) ser un derivado químico de ácido barbitúrico, (2) no ser sedante, en el sentido de que el sujeto permanece despierto y alerta a dosis útiles, esto es, no anestesiado, y (3) manifestar actividad neuroprotectora en un modelo animal descrito en el presente documento o en un ser humano a una dosis que no es tóxica para las especies animales relevantes, o mostrar actividad en un ensayo in vitro conocido ahora o descubierto más tarde que se acepte como un modelo para neuroprotección in vivo.

Estos derivados del ácido barbitúrico pueden ser ambos profármacos e ingredientes activos en el sujeto, combinándose así para producir el efecto farmacodinámico deseado de neuroprotección. Los niveles mantenidos se obtuvieron fácilmente con tales compuestos.

Así, ciertos compuestos de barbiturato se han desarrollado y tienen actividad anticonvulsionante sin ser sedantes incluso a concentraciones cerebrales muy altas (que serían letales con otros barbituratos). De acuerdo con la invención, tales compuestos se usan para dar protección neuronal a un animal en riesgo de o que sufre de uno o más episodios isquémicos tales como aquel modelado mediante oclusión de la arteria cerebral media, mientras estos compuestos no causen los efectos tóxicos de otros barbituratos cuando se presentan a concentraciones requeridas para prevención de daño cerebral isquémico.

Como se describe en el presente documento, los fármacos barbituratos no sedantes disminuyen o previenen daño cerebral isquémico en un modelo de rata de isquemia cerebral focal producido por oclusión de la arteria cerebral media. Esto demuestra utilidad en humanos.

En un modelo reproducible, predictivo de isquemia cerebral conocido en la técnica, el daño neuronal selectivo se produce en el striatum y la corteza cerebral mediante oclusión de carótida bilateral acompañada por hipotensión sistémica. La isquemia cerebral resultante causa una liberación de neurotransmisores excitotóxicos y dopamina en el striatum. El pentobarbital inhibió esta liberación inducida por isquemia, apuntando a un posible mecanismo de neuroprotección de barbiturato. (5) Se encontró que una dosis neuroprotectora de pentobarbital era de 70 mg/kg. Se conoce también inhibición de liberación de neurotransmisor mediante varios agentes anestésicos neuroprotectores (isoflurano, etomidato, propofol).

Se pueden usar los modelos animales anteriores y modelos animales similares (véanse ejemplos)

(1)

para analizar si un barbiturato no sedante con propiedades anticonvulsionantes pero poca o ninguna actividad anestésica puede proporcionar neuroprotección en el striatum o el hipocampo, y

(2)

para determinar si el agente previene o reduce liberación de neurotransmisores en respuesta a isquemia. Liberación de neurotransmisor incontrolada o no modulada es uno de los mecanismos postulados de daño isquémico. Para barbituratos no sedantes que inhiben liberación de neurotransmisores, esta aproximación puede servir como un ensayo bioquímico para predecir utilidad de un compuesto de acuerdo con la invención, y la invención comprende tales procedimientos.

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Un efecto neuroprotector de acuerdo con la invención se puede demostrar y caracterizar llevando a cabo un estudio de respuesta a dosis y midiendo diferencias significativas estadísticamente en daño neuronal a las diversas dosis del fármaco. Las curvas de respuesta a dosis generadas en tales estudios se pueden usar para comparar el grado relativo de neuroprotección y sedación de un compuesto de prueba.

La isquemia cerebral se induce en ratas mediante oclusión de la arteria cerebral media ("MCA") (7-9). La oclusión se puede llevar a cabo en una manera irreversible o reversible. En el último caso, después de un periodo de obstrucción, se restaura el flujo sanguíneo. Estas preparaciones de animales son así apropiadas para modelar diversos tipos de apoplejías en humanos y para permitir determinación de una acción neuroprotectora de fármaco. Tales modelos permiten observación de la prevención de daño cerebral y la evaluación de los fármacos según sean útiles para humanos que estén en riesgo de apoplejía isquémica para reducción del subsiguiente daño celular inducido por un evento de isquemia. Debido a que previenen daño cerebral en modelos de isquemia irreversible e isquemia reversible con restauración de flujo sanguíneo, los compuestos de la invención son también útiles para tratar apoplejía isquémica aguda bien solos o bien en combinación con otros agentes, por ejemplo, trombolisinas tales como activador de plasminógeno de tejido que reduce la extensión de infarto cerebral cuando se restaura la circulación.

El término "tratamiento" se desea para abarcar administración de compuestos de acuerdo con la invención profilácticamente para evitar o suprimir una afección indeseada, y para eliminar o reducir terapéuticamente la extensión o síntomas de la afección. El tratamiento de acuerdo con la invención se da a un ser humano u otro mamífero que tenga una enfermedad o afección que cree una necesidad de tal tratamiento. El tratamiento incluye también aplicación de los compuestos a células u órganos in vitro. El tratamiento puede ser de administración sistémica o local.

Las composiciones de barbituratos no sedantes de la presente invención, se pueden formular en "composiciones farmacéuticas" con transportadores, excipientes o diluyentes farmacéuticamente aceptables apropiados. Si es apropiado, se pueden formular las composiciones farmacéuticas en preparaciones que incluyen, pero no se limitan a, formas sólidas, semisólidas, líquidas o gaseosas, tales como comprimidos, cápsulas, polvos, gránulos, pomadas, soluciones, supositorios, inyecciones, inhalantes, y aerosoles, en las formas usuales para sus respectivas vías de administración.

Los procedimientos conocidos en la técnica se pueden usar para lograr liberación en el tiempo de la composición o para evitar metabolismo, liberación o absorción de la composición hasta que ha alcanzado su sitio objetivo deseado. Debería emplearse una formulación farmacéuticamente aceptable que no inactive el fármaco activo de la presente invención.

En formas de dosificación farmacéutica, las composiciones se pueden usar solas o en asociación apropiada, así como en combinación con, otros compuestos farmacéuticamente activos.

Las composiciones farmacéuticas de la presente invención se pueden administrar por medio de diversas vías y a diversos sitios en un cuerpo de animal para lograr el efecto neuroprotector deseado. La administración local o sistémica se puede llevar a cabo mediante inyección, infusión, aplicación o instilación de la composición dentro de una o más cavidades corporales, o mediante inhalación o insuflación de un aerosol. La administración parenteral puede ser mediante administración intramuscular, intravenosa, intraperitoneal, subcutánea, intradérmica, o tópica.

Las composiciones de la presente invención se pueden proporcionar en forma de dosificación unitaria, en la que cada unidad de dosificación, por ejemplo, una cucharadilla, comprimido, solución, o supositorio, contiene una cantidad predeterminada del fármaco activo o profármaco, solo o en combinación apropiada con otros agentes farmacéuticamente activos. El término "forma de dosificación unitaria" se refiere a unidades físicamente discretas adecuadas como dosificaciones unitarias para sujetos humanos y animales, conteniendo cada unidad una cantidad predeterminada de la composición de la presente invención, sola o en combinación con otros agentes activos, calculada en una cantidad suficiente para producir el efecto deseado, en asociación con un diluyente, transportador, (por ejemplo, transportador líquido tal como una solución salina, una solución tampón, u otra solución acuosa fisiológica) o vehículo farmacéuticamente aceptable, donde sea apropiado. Las especificaciones para las formas de dosificación unitarias novedosas de la presente invención dependen del efecto particular a lograrse y de las características farmacodinámicas particulares del fármaco en el huésped particular.

Una "cantidad efectiva" de la composición es aquella requerida para producir el efecto farmacológico deseado en un huésped. Esto puede controlarse usando cualquiera de un número de puntos finales conocidos por cualquiera experto en la técnica. La "dosis efectiva" dependerá de la biodisponibilidad de formas de dosificación específicas administradas por una u otra vía de administración. La dosificación neuroprotectora y nivel en sangre de los presentes compuestos es al menos 2 veces y preferiblemente al menos aproximadamente de 5 a 10 veces la dosis anticonvulsionante de un barbiturato sedante. En base a datos de ratas, la DE_{50} para fenobarbitol es aproximadamente 50-100 mg/kg. Una dosis de barbiturato no sedante de 1 g/kg dada durante 7 días protege contra isquemia cerebral en la rata. Dosis similares o menores son adecuadas en humanos en base a la absorción aumentada en humanos discutida anteriormente.

La cantidad de cada agente activo empleado en los ejemplos más adelante proporciona guía general para el intervalo que se puede utilizar por el practicante médico experto para optimizar las dosis y procedimientos de la presente invención. Además, tales intervalos de dosis no descartan el uso de una dosis más alta o más baja de un componente, como podría estar garantizado en una aplicación particular. Por ejemplo, la dosis y el horario reales pueden variar dependiendo de si las composiciones se administran en combinación con otros fármacos, o dependiendo de diferencias entre individuos en características farmacocinéticas, disposición de fármacos, y metabolismo. De forma similar, pueden variar cantidades para aplicaciones in vitro. Está dentro de la habilidad en la técnica ajustar fácilmente la dosis de acuerdo con las necesidades de una situación particular sin experimentación indebida.

Habiendo descrito ahora generalmente la invención, la misma puede entenderse más fácilmente por referencia a los siguientes ejemplos que se proporcionan a modo de ilustración, y no se desean para ser limitantes de la presente invención, a menos que se especifique.

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Ejemplo 1

Diseño General

El fármaco barbiturato no sedante (NSB) se prueba en ratas expuestas bien a isquemia reversible o bien a isquemia irreversible. Se administran dosis de fármaco que varían. El efecto neuroprotector se compara con un control negativo (placebo) y un control positivo, pentobarbital, un barbiturato neuroprotector pero sedante conocido, dado a dosis conocidas para reducir volumen de infarto en isquemia cerebral (1-4).

Los animales se sacrificaron varios días después de la aparición del daño isquémico y los cerebros se examinaron determinando el volumen de infarto cerebral como una medida del resultado de la reducción mediante fármaco de daño cerebral isquémico. Los animales se examinaron clínicamente y se clasificaron antes de sacrificar determinando si el fármaco ha conferido cualquier efecto benéfico en funciones relevantes que siguen a la "apoplejía" isquémica.

Se prefieren cuatro modelos experimentales para probar los efectos neuroprotectores del fármaco NSB. Véase Ginsberg, M.D. "Animal Models of Globaland Focal Cerebral Ischemia", capítulo 34 en Welsh, K.M.A. y col., Primer on Cerebrovascular Diseases, Academic Press, Nueva York, 1997; y Pulsinelli WA, Brierley JB. A new model of bilateral hemispheric ischemia in the unanesthetized rat, Stroke mayo-junio de 1979 10(3): 267-72.

1.

Isquemia irreversible producida mediante oclusión de arteria cerebral media (MCA);

2.

Isquemia reversible producida por oclusión de MCA;

3.

Isquemia global transitoria producida pinzando de forma cruzada la aorta para un intervalo definido; y

4.

Isquemia global transitoria producida cauterizando ambas arterias vertebrales y pinzando reversiblemente las arterias carótidas normales.

En cada modelo experimental, se tratan grupos de ratas bien con:

1.

Control negativo (placebo) por medio de sonda nasogástrica (NG);

2.

Control positivo: dosis intraperitoneal (IP) de pentobarbital a 70 mg/kg; o bien con

3.

El compuesto de NSB DMMDPB (o un compuesto que se prueba para su utilidad en la presente invención) por medio de sonda NG a dosis entre 500 mg/kg y 1500 mg/kg durante 7 días antes de los infartos experimentales.

Los resultados se comparan.

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Ejemplo 2

Isquemia Cerebral Irreversible

La oclusión de MCA irreversible se produjo ligando la arteria carótida e insertando después un filamento dentro del origen de la MCA con el animal mantenido bajo anestesia con halothane. El flujo sanguíneo en la MCA se midió mediante ecografía doppler con láser y aquellos animales en los que tuvo lugar un descenso significativo en flujo sanguíneo se consideró que habían experimentado isquemia cerebral, y estaban en riesgo de daño subsiguiente (es decir, una apoplejía). Es más, no tuvo lugar ninguna apoplejía en animales que no experimentaron un descenso precipitado en flujo sanguíneo de la MCA. Todos los animales que se muestran con un descenso en flujo sanguíneo de la MCA experimentaron apoplejías.

Los animales en riesgo se sometieron después a seguimiento relativo al comportamiento y se evaluaron mediante hallazgos clínicos usando la escala de evaluación de Bederson según cualquiera de:

0

ninguna evidencia de apoplejía

1

apoplejía suave

2

apoplejía moderada

3

apoplejía severa.

Aquellos animales que sobrevivieron durante tres días se sacrificaron y sus cerebros se examinaron. A los animales a sacrificarse se les dio hidrato de cloral (35 mg/kg intraperitonealmente), y sus cerebros se fijaron mediante perfusión intracardiaca con medio salino al 0,9% heparinizado seguido por formalina tamponada al 10%. Los cerebros se eliminaron de la bóveda craneal con cuidado para dejar intacta la aracnoides con los vasos intracraneales de la parte de abajo. Los cerebros fijados se congelaron a 80ºC. Las secciones coronales de 20 \mum de grosor se cortaron a intervalos de 400 \mum en un criostato a -20ºC, se secaron en un plato caliente a 60ºC, se fijaron en etanol al 90% durante 10 minutos y se tiñeron con hematoxilina y eosina (7). El cerebro infartado es pálido comparado con el resto del cerebro. La cantidad de cerebro infartado se determinó mediante inspección microscópica de las secciones del cerebro y cálculo de volúmenes de infarto en mm^{3}.

Los resultados se muestran en las tablas 1 y 2 dadas más adelante. Los números variaron entre grupos debido a que no todos los animales experimentaron un descenso en flujo sanguíneo de la MCA con el procedimiento- Todos los animales se trataron con dosificaciones de DMMDPB de 1000 mg/kg/día durante 7 días.

TABLA 1

2

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Otros estudios de variación de dosis en ratas tratadas con DMMDPB durante 7 días establecieron que las ratas hembra tenían sustancialmente niveles sanguíneos más altos que las ratas macho. Específicamente, a una dosificación de DMMDPB de 500 mg/kg el nivel total de barbiturato en machos fue de 77 \mug/ml y en hembras 227 \mug/ml; a una dosificación de 2000 mg/kg el nivel total de barbiturato en machos fue 110 \mug/ml y en hembras 328 \mug/ml. Así las hembras tuvieron consistentemente niveles en sangre 250%-300% que los machos a la misma dosificación. Estos datos muestran un tipo de "efecto de respuesta a dosis" o "efecto de respuesta de nivel sanguíneo" a través del que niveles sanguíneos más altos correlacionan con supervivencia mayor en ratas hembra en los resultados tabulados anteriormente.

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(Tabla pasa a página siguiente)

TABLA 2

3

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La patología (examen visual y microscópico) mostró volúmenes de infarto menores en animales pretratados con pentobarbitol y DMMDPB.

Así, DMMDPB demostró proteger a los animales contra la muerte. Otros datos indicaron que los animales tratados con DMMDPB no manifestaron sedación comparados con el grupo placebo. En resumen, los animales con pentobarbital estuvieron anestesiados e inmóviles. Los efectos neuroprotectores en dosis no sedantes fueron comparables a o mejores que los efectos del pentobarbital sedante pero sin los efectos secundarios de sedación, particularmente en el día dos.

Estos efectos neuroprotectores de DMMDPB son predictivos para ácido monomexildifenilbarbitúrico (MMMDPB) y el presunto resto químico ácido difenilbarbitúrico (DPB) farmacológicamente activo, que son productos metabólicos de DMMDPB. Es más, en estudios en animales durante periodos que varían de 1 a 30 días DMMDPB se metabolizó rápidamente a MMMDPB y eventualmente a DPB.

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Los resultados de estudios clínicos con humanos demostraron un patrón de niveles sanguíneos similar a aquel visto en animales: DPB>MMMDPB>DMMDPB. De nuevo, se muestra el mismo patrón en que los niveles sanguíneos de DMMDPB son mínimos, mientras que la concentración de MMMDPB y de DPB fue mayor. Este modelo animal de neuroprotección es predictivo para humanos porque: (a) el comportamiento metabólico de este compuesto en animales es predictivo de metabolismo humano, y (b) la actividad anticonvulsionante en animales correlaciona con la actividad anticonvulsionante en seres humanos.

Aunque varios compuestos barbitúricos sedantes encontrados previamente para ser neuroprotectores en tales modelos animales proporcionaron algún beneficio en estudios humanos, su uso durante incluso periodos de tiempo relativamente cortos se excluyó por sus efectos secundarios sedantes y por otros efectos secundarios neurológicos y fisiológicos. Estos efectos secundarios hacen el tratamiento preventivo inviable para pacientes identificados como que están en riesgo elevado de apoplejía. De acuerdo con la presente invención, en contraste, el NBS tiene efectos secundarios mínimos en seres humanos. Así, se ha establecido ahora que el ácido difenilbarbitúrico y sus precursores, análogos y derivados constituyen una clase o familia de compuestos adecuada para la neuroprotección de seres humanos.

Ejemplo 3

Modelo de Isquemia Cerebral Reversible

Las ratas se pretrataron como en el ejemplo 1 (anterior) y se llevó a cabo un procedimiento similar excepto en que el filamento que ocluye la MCA se elimina después de 30 a 60 minutos, restaurando el flujo sanguíneo a través de la MCA. Las ratas se sometieron a seguimiento clínicamente durante tres días, se evaluaron por su grado de apoplejía y se sacrificaron como en el ejemplo. Los cerebros se eliminaron y examinaron como se describe anteriormente.

Los compuestos de NSB están mostrando ser neuroprotectores bajo estas condiciones.

Ejemplo 4

Se pretrataron ratas como en ejemplo 1 (anteriormente) y después, durante la anestesia con éter, las arterias vertebrales de ratas se electrocauterizaron a través de la foramina alar de la primera vértebra cervical. Se han situado después pinzamientos reversibles aproximadamente alrededor de las arterias carótidas comunes. Después de 24 horas, trabajando con ratas despiertas, los pinzamientos de la carótida se aprietan produciendo oclusión de 4 vasos. Tras 10-30 minutos de oclusión de 4 vasos, se eliminan los pinzamientos y 72 horas más tarde los animales se sacrifican mediante fijación de perfusión. Las ratas no tratadas manifestaron rutinariamente daño neuronal isquémico después de 20 ó 30 minutos de oclusión de 4 vasos. Se evaluaron múltiples áreas del cerebro anterior, incluyendo el H1 y el hipocampo paramedial, striatum y neocórtex posterior. Los barbituratos no sedantes están mostrando ser neuroprotectores bajo estas circunstancias.

Las realizaciones ilustradas y discutidas en esta memoria descriptiva se desean sólo para enseñar a aquellos expertos en la técnica el mejor modo conocido por los inventores para hacer y usar la invención.

Referencias

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13. Pulsinelli WA, Brierly JB, Plum F. Temporal Profile of neuronal damage in a model of transient forebrain ischemia, Annals of Neurology, 1982, May, 11(5) 491-8.

Claims (7)

1. Uso de un barbiturato no sedante para la elaboración de una composición farmacéutica para proporcionar neuroprotección a un mamífero, en el que el barbiturato no sedante se selecciona del grupo constituido por:

a.

ácido 1,3-dimetoximetil-5,5-difenilbarbitúrico (DMMDPB),

b.

ácido 1-monometoximetil-5,5-difenilbarbitúrico (MMMDPB),

c.

ácido difenilbarbitúrico (DPB)

d.

una sal de cualquiera de (a)-(c),

y en el que el mamífero sufre de una isquemia cerebral, o está en riesgo de sufrir una isquemia cerebral que tiene lugar después de una fibrilación atrial, un ataque isquémico transitorio (TIA), una endocarditis bacteriana, una apoplejía, un trauma encefálico, una hemorragia subaracnoidea, una cirugía cardiaca o una endarterectomía de la carótida.

2. El uso de la reivindicación 1, en el que el barbiturato no sedante es para administrarse a una dosis diaria entre 50 mg/kg de peso corporal y 1000 mg/kg de peso corporal.

3. El uso de la reivindicación 1, en el que la composición farmacéutica está en forma de una composición farmacéutica oral.

4. El uso de la reivindicación 1, en el que la composición farmacéutica está en forma de una composición farmacéutica intravenosa.

5. El uso de la reivindicación 1, en el que el barbiturato no sedante está en combinación con un coadyuvante.

6. El uso de la reivindicación 1, en el que el barbiturato no sedante se administra preventivamente antes de daño neuronal evidente.

7. El uso de la reivindicación 1, en el que la composición farmacéutica se administra terapéuticamente después de la aparición de daño neuronal.