JP6195561B2 - 外傷出血および関連症状の治療における使用のための、アルテミシニンおよびその誘導体 - Google Patents

外傷出血および関連症状の治療における使用のための、アルテミシニンおよびその誘導体 Download PDF

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Description

本発明は、抗マラリア化合物アルテミニシン及びその誘導体を用いた、外傷出血または外傷出血誘発性臓器損傷及び関連障害(特に脳卒中、熱傷、及び脳損傷)の治療に関する。本発明はまた、抗マラリア化合物アルテミニシン及びその誘導体を用いた、心筋梗塞及び冠状動脈性心疾患(並びに関連障害)の治療に関する。本発明はまた、冠状動脈バイパス手術、心臓移植、及び虚血再潅流に関連する疾患における、アルテミニシン及びその誘導体の使用に関する。
外傷出血は、例えば内出血や他の損傷に起因して、患者がその血液量のうちかなりの量を失うと生じる。結果として起こる臓器の灌流(血液が組織に入るプロセス)の低下は、細胞の代謝ニーズを満たすには不十分である。流量の減少は患者の臓器に大きな負担を与え、低酸素血症(動脈血中の酸素の欠乏)、多臓器不全、最終的には心停止や死に至ることもある。
外傷出血に対する現在の治療は、臓器の灌流を確保するため、静脈内輸液や輸血によって、失われた血液量を置き換えることに基づいている。しかし、輸血が利用できる時までに既に、臓器へのダメージ、特に外傷出血誘発性の臓器損傷や多臓器不全が生じていることもある。外傷出血は重大な問題であり、手術後の合併症を含む多数の原因となる。それが持続的な内出血の結果である場合、それは検出されずに進行することもある。
早期発見と治療は、したがって、患者の生存と回復に不可欠であり、当技術分野においては出血性ショックの結果としてもたらされるダメージを最小限に抑えるための効果的な治療が要求されている。
心筋梗塞(MI、心臓発作としても知られている。)は、心臓の一部への血液供給が遮られることである。血液供給の遮断は、通常、動脈硬化性プラークの破裂後の血栓による血管の閉塞によるものであるか、または血管を通る血流を遮断する血管攣縮、若しくは感染の結果である。結果として起こる虚血が、影響を受けた心筋へのダメージや死を引き起こすことがある。ダメージを受けた心臓組織は、正常な心臓組織よりも遅い電気インパルスを伝導し、それゆえ心臓の正常なリズムを乱す。
糖尿病、肥満、喫煙、高血圧、ストレス、過剰なアルコール摂取及び老齢を含む、心筋梗塞及びアテローム性動脈硬化についてのいくつかの危険因子がある。冠状動脈性心疾患(心筋に十分な血液循環を供給する冠状動脈循環の、進行性機能不全)がMIに先立って頻繁に起こり、致命的な心筋梗塞のリスクを低減するため、薬学的介入(例えば、コレステロール低下薬スタチン、アンギオテンシン変換酵素(ACE)阻害剤、及びカルシウムチャネルブロッカー)並びに外科的介入(例えば、血管形成術、ステント、冠状動脈バイパス、及び心臓移植)だけでなく、ライフスタイルの変化(禁煙、運動、減量)を含む、アプローチの組み合わせによって治療される。MIは医学的に緊急な事態であり、心筋へのダメージを抑え、さらなる合併症を防ぐために、速やかな医学的治療を必要とする。重度のMIは心停止や死につながることもあり、世界保健機関は、2002年における世界的の死亡原因の12.6%が虚血性心疾患によると見積もった。
アルテスネートは抗マラリア薬であり、元々は中国の薬草アルテミシア アンヌア(Artemisia annua)L.から単離された化合物であるアルテミシニンの誘導体(キンガオス(qinghaosu)としても知られている。)である。この化合物のファミリーはセスキテルペンラクトンであり、アルテスネートは(徐脈、心電図異常、胃腸障害、発熱のような)有害な副作用をもたらすことが知られているが、熱帯性マラリアの治療用の薬学的に活性な他の薬剤とそれを組み合わせて使用することが標準的である。
米国2011/0077258は、血管拡張を促進するアジュバントと組み合わせてアルテミシニン誘導体を用いる、マラリアの治療を開示する。米国2008/0139642は、アルテミシニン誘導体及びその調製、並びに免疫抑制における使用を開示する。WO2010/110747は、喘息及び慢性閉塞性肺疾患(COPD)の治療のためのアルテミシニン誘導体の使用を開示する。米国2010/0137246は、Toll様受容体、Srcファミリーキナーゼ、NF−κB分子、プロテアーゼまたはプロテアソームの1つ以上を調節する抗炎症組成物に関する。
サン(Sun)ら(2007),Zhongguo Zhong Yao Za Zhi,32(15):1547−51は、単離されたラット心筋の虚血/再灌流損傷への、アルテミシニン前治療の効果を開示する。ワン(Wang)ら(2011),Invest Ophthalmol Vis Sci,52(2):916−9は、ラットでのエンドトキシン誘発性ブドウ膜炎への、アルテスネートの効果を開示する。リ(Li)ら(2008),Int Immunopharmacol,8(3):379−89は、TLR4、TLR9 mRNA発現及び転写因子NF−κBの活性化を減少させることにより、熱殺菌大腸菌チャレンジに対して、敗血症モデルマウスを保護するアルテスネートの能力を開示する。
本発明者らは、驚くべきことに、アルテスネート及びその関連化合物の投与は、外傷出血によって引き起こされる臓器ダメージに対して、並びに脳卒中(stroke)及び脳卒中や熱傷損傷においても、保護を与えることができることを見出した。本発明者らはまた、驚くべきことに、アルテスネート及びその関連化合物の投与は、MIで梗塞サイズを小さくすることができ、梗塞が行われた後のダメージのレベルを減らすことさえできることを見出した。
図1は、(i)外科的処置単独(疑似(Sham)、n=4)、または、外科的処置及び出血性ショックに次いで蘇生時に(ii)ビヒクル(10%DMSO、1ml/kg静脈内投与、HS対照、n=10)若しくは(iii)アルテスネート(1,3または10mg/kg静脈内投与、それぞれ、HS+アルテスネート1mg/kg;n=6、HS+アルテスネート3mg/kg;n=7、及び、HS+アルテスネート10mg/kg;n=8)による処置を施したラットにおけるMAPの変化を示す。データは平均値±SEMとして表現される。P<0.05疑似 対HS対照。 図2は、(i)外科的処置単独(疑似、n=4)、または、外科的処置及び出血性ショックに次いで蘇生時に(ii)ビヒクル(10%DMSO、1ml/kg静脈内投与、HS対照、n=10)若しくは(iii)アルテスネート(1,3または10mg/kg静脈内投与、それぞれ、HS+アルテスネート1mg/kg;n=6、HS+アルテスネート3mg/kg;n=7、及び、HS+アルテスネート10mg/kg;n=8)による処置を施したラットにおける、(a)尿素及び(b)クレアチニンの血清レベル;並びに(c)クレアチニンクリアランスの変化を示す。データは平均値±SEMとして表現される。P<0.05対HS対照。 図3は、(i)外科的処置単独(疑似、n=4)、または、外科的処置及び出血性ショックに次いで蘇生時に(ii)ビヒクル(10%DMSO、1ml/kg静脈内投与、HS対照、n=10)若しくは(iii)アルテスネート(1,3または10mg/kg静脈内投与、それぞれ、HS+アルテスネート1mg/kg;n=6、HS+アルテスネート3mg/kg;n=7、及び、HS+アルテスネート10mg/kg;n=8)による処置を施したラットにおける、(a)AST、(b)ALT、及び(c)CKの血清レベルの変化を示す。データは平均値±SEMとして表現される。P<0.05対HS対照。 図4は、(i)外科的処置単独及びビヒクルによる治療(疑似+10%DMSO、n=4)、熱傷損傷及び(ii)ビヒクル(熱傷+10%DMSO、n=10)または(iii)アルテスネート(熱傷+アルテスネート、n=9)による処置を施したラットにおける、(a)尿素及び(b)クレアチニンの血清レベルの変化を示す。データは平均値±SEMとして表現され、熱傷+10%DMSOと比べられるときはP<0.05。 図5は、(i)外科的処置単独及びビヒクルによる治療(疑似+10%DMSO、n=4)、熱傷損傷及び(ii)ビヒクル(熱傷+10%DMSO、n=10)または(iii)アルテスネート(熱傷+アルテスネート、n=9)による処置を施したラットにおける、(a)AST及び(b)ALTの血清レベルの変化を示す。データは平均値±SEMとして表現され、熱傷+10%DMSOと比べられるときはP<0.05。 図6は、外科的処置単独及びビヒクルによる治療を施した(疑似、n=4);または、脳虚血及び再灌流、並びに再灌流時及び再灌流の開始から6時間後にビヒクル(I/R、n=7)若しくは3mg/kgアルテスネート(I/R+アルテスネート、n=7)による処置を施したラットにおける梗塞サイズの変化を示す。データは平均値±SEMとして表現される。P<0.05対I/R。 図7は、(i)模擬(sham)手術(疑似、n=5)、または敗血症ショックに次いで(ii)ビヒクル(10%DMSO、1ml/kg静脈内投与、LPS、n=10)若しくは(iii)アルテスネート(10mg/kg、LPS+アルテスネート10mg/kg腹腔内投与 LPS後1時間、n=6、LPS+アルテスネート10mg/kg静脈内投与 LPS後1時間、n=3、LPS+アルテスネート10mg/kg腹腔内投与 LPS前30分、n=2)で処置を施したマウスにおける(a)尿素及び(b)クレアチニン、並びに(c)ALTの血清レベルの変化を示す。データは平均値±SEMとして表現される。P<0.05対LPS。 図8は、外科的処置単独及びビヒクルによる治療(疑似、10%DMSO 1ml/kg静脈内投与、n=6)、または、局所心筋虚血(25分)及び再灌流(2時間)並びにビヒクル(対照、10%DMSO 1ml/kg静脈内投与、n=8)による治療、または、2サイクルのIPC(5分)に続いてLAD−閉塞(25分)及び再灌流(2時間)並びにビヒクル(IPC、10%DMSO 1ml/kg静脈内投与、n=8)による治療、または、局所心筋虚血(25分)及び再灌流(2時間)並びにアルテスネート(アルテスネート、10%DMSO、1ml/kgで1,3または10mg/ml静脈内投与、n=8)による処置を施したラットの、(A)リスクのある領域並びに(B)梗塞サイズを示す。P<0.05対 対照。 図9は、外科的処置単独及びビヒクルによる治療(疑似、5%重炭酸ナトリウム1ml/kg静脈内投与、n=6)、または、局所心筋虚血(25分)及び再灌流(2時間)並びにビヒクル(対照、5%重炭酸ナトリウム1ml/kg静脈内投与、n=14)による治療、または、局所心筋虚血(25分)及び再灌流(2時間)並びにアルテスネート(0.3,1または10mg/kg静脈内投与、n=2−10)による処置を施したラットの、(A)リスクのある領域並びに(B)梗塞サイズを示す。P<0.05対 対照。 図10は、外科的処置単独及びビヒクルによる治療(疑似、10%DMSO 1ml/kg静脈内投与、n=6)、または、局所心筋虚血(25分)及び再灌流(2時間)並びにビヒクル(対照、10%DMSO 1ml/kg静脈内投与、n=14)による治療、または、局所心筋虚血(25分)及び再灌流(2時間)並びにアルテスネート(1mg/kg静脈内投与、n=7)による治療、または、局所心筋虚血(25分)及び再灌流(2時間)並びにジヒドロアルテミシニン(DHA 0.1mg/kg静脈内投与、n=6)による処置を施したラットの、(A)リスクのある領域並びに(B)梗塞サイズを示す。P<0.05対 対照。
従って、本発明の第一の態様は、外傷出血、外傷出血誘発性臓器損傷、外傷出血誘発性多臓器不全、脳卒中、または熱傷損傷の治療における使用のための、式I
式中、R及びRは、独立して、H、若しくは、アルキル、ヘテロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールアルキル及びヘテロアリールアルキルから選択され任意に置換される基であり、並びにR及びRは統合してカルボニル(=O)を形成し;若しくは、R及びRは、独立して、H、若しくは、アルキル、ヘテロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールアルキル及びヘテロアリールアルキルから選択され任意に置換される基であり、RはHであり、並びにRはH若しくは−ORであり、RはH、若しくは、アルキル、ヘテロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールアルキル及びヘテロアリールアルキルから選択され任意に置換される基であり;に従う化合物、または、薬学的に許容されるその塩若しくはエステルが提供される。
外傷出血は、出血性ショックとしても知られている。外傷出血誘発性臓器損傷は、外傷出血誘発性膵炎、外傷出血誘発性腸損傷、外傷出血誘発性脳損傷、外傷出血誘発性頭部損傷、外傷出血誘発急性肺損傷、外傷出血誘発性脊髄損傷、または外傷出血誘発性成人呼吸窮迫症候群(ARDS)を含む。熱傷損傷についての言及は、熱傷誘発性腎機能障害または腎臓病/不全などの、熱傷関連性多臓器不全、及び熱傷誘発性臓器損傷をも含む。
本発明の一実施形態では、式Iの化合物において、R及びRは、独立して、H、若しくは、任意に置換されるC−C10アルキルであり、並びにR及びRは統合してカルボニル(=O)基を形成し;若しくは、R及びRは、独立して、H、若しくは、任意に置換されるC−C10アルキルであり、RはHであり、並びにRはH若しくは−ORであり、RはH、若しくは、アルキル、ヘテロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールアルキル及びヘテロアリールアルキルから選択され任意に置換される基であり;または、薬学的に許容されるその塩若しくはエステルである。
本発明の別の実施形態では、式Iの化合物において、R及びRは、独立して、H、若しくは、任意に置換されるC−C10アルキルであり、並びにR及びRは統合してカルボニル(=O)基を形成し、または、薬学的に許容されるその塩若しくはエステルである。
本発明の別の実施形態では、式Iの化合物において、R及びRは、独立して、H、若しくは、任意に置換されるC−C10アルキルであり、RはHであり、並びにRはH若しくは−ORであり、RはH、若しくは、アルキル、ヘテロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールアルキル及びヘテロアリールアルキルから選択され任意に置換される基であり;または、薬学的に許容されるその塩若しくはエステルである。
本発明の更に別の実施形態では、式Iの化合物において、R及びRは、独立して、H、若しくは、任意に置換されるC−Cアルキルであり、並びにR及びRは統合してカルボニル(=O)基を形成し;若しくは、R及びRは、独立して、H、若しくは、任意に置換されるC−Cアルキルであり、RはHであり、並びにRはH若しくは−ORであり、RはH、若しくは、アルキル、ヘテロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールアルキル及びヘテロアリールアルキルから選択され任意に置換される基であり;または、薬学的に許容されるその塩若しくはエステルである。
本発明の更に別の実施形態では、式Iの化合物において、R及びRは、独立して、H、若しくは、任意に置換されるメチルであり、並びにR及びRは統合してカルボニル(=O)基を形成し;若しくは、R及びRは、独立して、H、若しくは、任意に置換されるメチルであり、RはHであり、並びにRはH若しくは−ORであり、RはH、若しくは、アルキル、ヘテロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールアルキル及びヘテロアリールアルキルから選択され任意に置換される基であり;または、薬学的に許容されるその塩若しくはエステルである。
本発明の更に別の実施形態では、式Iの化合物において、R及びRは両方とも、独立してメチル(−CH)であり、並びにR及びRは統合してカルボニル(=O)基を形成し;若しくは、R及びRは両方とも、メチルであり、RはHであり、並びにRは−ORであり、RはH、若しくは、アルキル、ヘテロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールアルキル及びヘテロアリールアルキルから選択され任意に置換される基であり;または、薬学的に許容されるその塩若しくはエステルである。
本発明の更に別の実施形態では、式Iの化合物において、R及びRは両方とも、任意に置換されるメチルであり、並びにR及びRは統合してカルボニル(=O)基を形成し;または、R及びRは両方とも、メチルであり、RはHであり、並びにRは−ORであり、RはH、−CH、−CHCH、−CO(CHCOOH、及び−CHCOOHからなる群から選択される。
ある実施形態では、Rは、H、アルキル、またはアリールアルキルであり、該アルキル及び/またはアリールアルキルは任意にもう1つまたはより多くのハロ、=O、COOR、OR及びOCORで置換され、RはHまたはC−Cアルキルである。例えば、本発明の一実施形態では、式Iの化合物において、R及びRは両方とも、メチルであり、RはHであり、及びRは−ORであり、RはH、アルキル、またはアリールアルキルであり、該アルキル及び/またはアリールアルキルは任意にもう1つまたはより多くののハロ、=O、COOR、OR及びOCORで置換され、RはHまたはC−Cアルキルである。
本発明のある実施形態では、RはH、−CH、−CHCH、−CO(CHCOOH、及び−CHCOOHからなる群から選択される。
ある実施形態では、Rはカルボキシルを含み、任意に、式Iの化合物は該カルボン酸の塩またはエステルとして使用される。ある実施形態では、該エステルは、C−Cアルキルエステルなどの単純アルキルエステルであり、該C−Cアルキルは任意に1つ以上のハロ、ヒドロキシル、またはC−Cアルコキシ基で置換されてもよい。式Iの化合物がエステルの場合は、時にはメチル、エチル、プロピル、若しくはブチルエステル、または2−メトキシエチルエステル、若しくはエチレングリコールエステルである。
本明細書で使用するとき、用語“アルキル”、“アルケニル”、及び“アルキニル”は、直鎖、分岐鎖及び環状の一価のヒドロカルビル基、及びこれらの組み合わせを含み、非置換の場合はC及びHのみを含有する。例としては、メチル、エチル、イソブチル、シクロヘキシル、シクロペンチルエチル、2−プロペニル、3−ブチニルなどが挙げられる。これらの各基における炭素原子の総数は時々、本明細書に記載されている、例えば、該基が10個までの炭素原子を含有することができるときには、C1−10のように表されることができる。ヘテロ原子(例えば、N、O及びS)がヘテロアルキル基において炭素原子を交換するときは、依然としてC−Cのように記載されるが、例えば、該基を記述する番号は、該基における炭素原子の数と、説明されている環または鎖において炭素原子の置換として含まれるようなヘテロ原子の数とを足した、和を表す。
ある実施形態では、本発明のアルキル、アルケニル、及びアルキニル基は、C1−10(アルキル)またはC2−10(アルケニル若しくはアルキニル)である。あるいは、これらはC1−8(アルキル)またはC2−8(アルケニル若しくはアルキニル)である。ときには、これらはC1−4(アルキル)またはC2−4(アルケニル若しくはアルキニル)である。単一の基は、1種を超える多重結合、または、1つより多い多重結合を含有することができ;このような基は、これらが少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を含有する場合は用語“アルケニル”の定義に含まれ、これらが少なくとも1つの炭素−炭素三重結合を含有する場合は用語“アルキニル”に含まれる。
アルキル、アルケニル又はアルキニル基の一般的な任意の置換基としては、限定されるものではないが、ハロ、=O、=N−CN、=N−OR、=NR、OR、NR、SR、SOR、SONR、NRSOR、NRCONR、NRCOOR、NRCOR、CN、COOR、CONR、OCOR、COR、及びNOを含み、各Rは、独立して、H、C−Cアルキル、C−Cヘテロアルキル、C−Cアシル、C−Cヘテロアシル、C−Cアルケニル、C−Cヘテロアルケニル、C−Cアルキニル、C−Cヘテロアルキニル、C−C10アリール、またはC−C10ヘテロアリールであり、並びに各Rは、ハロ、=O、=N−CN、=N−OR’、=NR’、OR’、NR’、SR’、SOR’、SONR’、NR’SOR’、NR’CONR’、NR’COOR’、NR’COR’、CN、COOR’、CONR’、OOCR’、COR’、及びNOで任意に置換され、各R’は独立して、H、C−Cアルキル、C−Cヘテロアルキル、C−Cアシル、C−Cヘテロアシル、C−C10アリール、またはC−C10ヘテロアリールである。アルキル、アルケニル及びアルキニル基はまた、C−Cアシル、C−Cヘテロアシル、C−C10アリールまたはC−C10ヘテロアリールで置換されても良く、これらはそれぞれ、個別の基について適当な置換基によって置換されても良い。ある実施形態では、アルキル、アルケニルまたはアルキニル基は、もう1つまたはより多くのハロ、=O、COOR、OR及びOCORで置換されており、該RはHまたはC−Cアルキルである。
本明細書で用いられる“アルキル”は、シクロアルキル及びシクロアルキルアルキル基を含み、用語“シクロアルキル”は本明細書では、環炭素原子(すなわち、分子に結合するためのその空いた原子価(open valence)が、環炭素上にある。)を介して接続されている炭素環式非芳香族基を表し、及び、“シクロアルキルアルキル”は、アルキレンリンカーを経由して分子に接続されている炭素環式非芳香族基を表すために使用されることもある。同様に、“ヘテロシクリル”は、少なくとも1個のヘテロ原子を環員として含有し、CまたはNであってもよい環原子を介して分子に結合している非芳香族環式基を表すために使用されることもあり、及び、“ヘテロシクリルアルキル”は、リンカーを経由して別の分子に結合しているそのような基を表すために使用されることもある。シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロシクリル、及びヘテロシクリルアルキル基に適したサイズ及び置換基としては、アルキル基について上述したものと同じである。本明細書で使用されるとき、これらの用語はまた、環が芳香族でない限り、二重結合を1つまたは2つ含有する環を含む。
本明細書で使用されるとき、“アシル”は、カルボニル炭素原子(−C(O)−)の2つの利用可能な原子価位置のうちの1つに結合したアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、またはアリールアルキル基を含む基を包含し、及び、ヘテロアシルは、例えばN、O及びSから選ばれるようなヘテロ原子によって、カルボニル炭素以外の少なくとも1つの炭素が置換された相当する基をいう。カルボニルのもう一方の空いた原子価は、アシル基またはヘテロアシル基を基本となる分子へ結合するために利用可能である。従って、ヘテロアシルは、例えば、−C(=O)−ヘテロアリールだけでなく−C(=O)OR及び−C(=O)NRを含む。
アシル及びヘテロアシル基は、カルボニル炭素原子の空いた原子価を経由して連結した、任意の基または分子に結合している。ある実施形態では、それらはホルミル、アセチル、ピバロイル、及びベンゾイルを含むC−Cアシル基であり、並びにメトキシアセチル、エトキシカルボニル、4−ピリジノイルを含むC−Cヘテロアシル基である。ヒドロカルビル基、アリール基、及び、アシルまたはヘテロアシル基を含むそのような基のヘテロ型は、アシルまたはヘテロアシル基のそれぞれ対応する構成要素に対して、一般的に適切である置換基として本明細書に記載の置換基で、置換されてもよい。
“芳香族”部分または“アリール”部分は、芳香族性のよく知られた特性を有する単環式または縮合二環式部分をいい;例としては、フェニル及びナフチルが挙げられる。同様に、“ヘテロ芳香族”と“ヘテロアリール”は、例えば、O、S及びNから選択される1個以上のヘテロ原子を環員として含有する単環または縮合二環式環系をいう。ヘテロ原子の含有は、6員環と同様に5員環においても芳香族性を可能にする。典型的なヘテロ芳香族系は、ピリジル、ピリミジル、ピラジニル、チエニル、フラニル、ピロリル、ピラゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、及びイミダゾリルのような単環式のC−C芳香族基、並びに、これらの単環式基の1つと、フェニル環または何らかのヘテロ芳香族単環式基とが、インドリル、ベンゾイミダゾリル、インダゾリル、ベンゾトリアゾリル、イソキノリル、キノリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾフラニル、ピラゾロピリジル、キナゾリニル、キノキサリニル、シンノリニル等のようなC−C10二環式基を形成するように縮合することによって形成された縮合二環式部分を含む。環系全体に渡って電子が分布するという点において芳香族性の特性を有する、任意の単環式または縮合環二環式系は、この定義に含まれる。それはまた、少なくとも、分子の残りの部分に直接結合した環が、芳香族の特徴を有する二環式基も含む。ある実施形態では、環系は5−12個の環員原子を含有する。ある実施形態では、単環式ヘテロアリールは5−6個の員環を含むことがあり、二環式ヘテロアリールは8−10個の環員を含むことがある。
アリール及びヘテロアリール部分は、C−Cアルキル、C−Cアルケニル、C−Cアルキニル、C−C12アリール、C−Cアシル、及びこれらのヘテロ型を含む様々な置換基で置換されてもよく、そのそれぞれの置換基自身がさらに置換されても良く;アリール及びヘテロアリール部分についての他の置換基は、ハロ、OR、NR、SR、SOR、SONR、NRSOR、NRCONR、NRCOOR、NRCOR、CN、COOR、CONR、OCOR、COR、及びNOを含み、各Rは、独立して、H、C−Cアルキル、C−Cアルケニル、C−Cアルキニル、C−C10アリール、C−C10ヘテロアリール、C−C12アリールアルキル、またはC−C12ヘテロアリールアルキルであり、並びに、各Rはアルキル基について上述したように任意に置換される。ある実施形態において、それらはもう1つまたはより多くのハロ、=O、COOR、OR及びOCORで置換されており、RはHまたはC−Cアルキルである。アリールまたはヘテロアリール基上の置換基は、もちろん、そのような置換基の各種類、または置換基の各構成要素に適するとして本明細書に記載の基で、さらに置換されることもある。従って、例えば、アリールアルキル置換基は、アリール基について典型的なものとして本明細書に記載の置換基と、アリール部位において置換されても良く、アルキル基について典型的または適切なものとして本明細書に記載の置換基と、アルキル部分においてさらに置換されていてもよい。
同様に、“アリールアルキル”及び“ヘテロアリールアルキル”は、置換または非置換の、飽和または不飽和の、環式または非環式リンカーを含むアルキレンのような連結基を通じて、それらの連結部位に結合している、芳香族及びヘテロ芳香環系を意味する。リンカーは、C−Cアルキル、またはそれらのヘテロ型であってもよい。これらのリンカーはまた、カルボニル基を含んでも良く、これによってアシルまたはヘテロアシル部分としての置換基を提供することができるようになる。アリールアルキル基におけるアリールまたはヘテロアリール環は、アリール基について上述したものと同じ置換基に置換されてもよい。アリールアルキル基は、アリール基について前に定義した基によって任意に置換されるフェニル環、及び非置換または1つ若しくは2つのC−Cアルキル基で置換されたC−Cアルキレンを含んでも良く、該アルキル基は、任意に、シクロプロパン、ジオキソラン、またはオキサシクロペンタンのような環を形成するように環化することもある。同様に、ヘテロアリールアルキル基は、アリール基上に典型的な置換基として前述した基によって任意に置換されるC−C単環式ヘテロアリール基、及び非置換若しくは1つ若しくは2つのC−Cアルキル基で置換されたC−Cアルキレンを含んでも良く、または、任意に置換されるフェニル環若しくはC−C単環式ヘテロアリール基、及び非置換若しくは1つ若しくは2つのC−Cアルキル基で置換されたC−Cヘテロアルキレンを含み、前記アルキル基は、任意に、シクロプロパン、ジオキソラン、またはオキサシクロペンタンのような環を形成するように環化することもある。
アリールアルキル基が、任意に置換されるとして記載される場合、置換基はアルキル部分、または該基のアリール若しくはヘテロアリール部分のいずれの上でもよい。アルキル部分に任意に存在する置換基は、アルキル基について一般的に上述したものと同じであり;アリールまたはヘテロアリール部分に任意に存在する置換基は、アリール基について一般的に上述したものと同じである。ある実施形態では、アリールアルキル又はヘテロアリールアルキルは、もう1つまたはより多くのハロ、=O、COOR、OR、及びOCOR置換されており、RはHまたはC−Cアルキルである。
本明細書で用いられる“アリールアルキル”基は、それらが置換されていない場合はヒドロカルビル基であり、環、及びアルキレンまたは類似のリンカー中の炭素原子の総数で記載されている。従って、ベンジル基はC−アリールアルキル基であり、フェニルエチルはC−アリールアルキルである。
本明細書で用いられる“アルキレン”は二価のヒドロカルビル基を意味し;それは二価であるので、2つの他の基を一緒に繋げることができる。ときには、それは、nが1−8であり、好適にはnが1−4である−(CH−を意味し、特定される場合でも、アルキレンはまた他の基により置換されてもよく、及び他の長さでもあり得る。アルキレンの空いた原子価は、鎖の向かい合った端に位置する必要はない。従って、−CH(Me)−及び−C(Me)−はまた、シクロプロパン−1,1−ジイルのような環状基も、用語“アルキレン”の範囲に含まれる。アルキレン基が置換されている場合、置換基は、本明細書に記載されたアルキル基上に典型的に存在するものを含む。
一般に、置換基に含まれる任意のアルキル、アルケニル、アルキニル、アシル、若しくは、アリール若しくはアリールアルキル基、またはこれらの基のどれか1つのヘテロ型は、それ自身が任意に、さらなる置換基で置換されていてもよい。置換基は特に記載されていない場合、これらの置換基の性質は、第1次置換基自体に関して列挙されたものと同様である。従って、一実施形態では、例えば、R’はアルキルであり、このアルキルは、化学理に適うもので、該アルキルそれ自体に与えられたサイズ制限を損ねることはないものであるR’についての実施形態として記載されている、残りの置換基で任意に置換されていてもよく、例えば、アルキルまたはアルケニルによって置換されたアルキルは単に、これらの実施形態について炭素原子の上限を広げるつもりである。しかしながら、アリール、アミノ、アルコキシ、=O等によって置換されたアルキルは、本発明の範囲に含まれるつもりであり、これらの置換基の原子は、記載されたアルキル、アルケニル等の基を説明するために使用される数に数えられない。置換基の数値が指定されていない場合には、そのようなアルキル、アルケニル、アルキニル、アシル、またはアリール基はそれぞれ、その利用可能な原子価に応じた置換基数によって置換されてもよく;特に、これらの基のいずれかは、例えば、その利用可能な原子価のいずれかまたは全てがフッ素原子で置換されていてもよい。
本明細書で使用する“任意に置換される”は、特定の基若しくは記載される基が、非水素置換基を有していないこともあり、または、該基若しくは基(複数)が、1つ以上の非水素置換基を有していてもよい。特に特定しない場合は、存在し得るそのような置換基の総数は、記載されている基の非置換形態上に存在するH原子の数に等しく、ある実施形態では、基において許容できる置換基の数は、該基における炭素原子の数に等しい。任意の置換基がカルボニル酸素(=O)のような二重結合を介して結合されている場合は、基は利用可能な原子価2つを占有しているため、含まれていてもよい他の置換基の総数は、他の利用可能な原子価の数に応じて低減される。
本明細書で用いる“ハロ”は、フルオロ、クロロ、ブロモ及びヨードを含む。“ヘテロ”原子は、窒素、酸素、硫黄、リン、ホウ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群から選択することができる。好適には、ヘテロ原子は、窒素、酸素及び硫黄からなる群から選択される。
式1に従う代表的な化合物は、アルテスネート、アルテミシニン、アルテメテル、ジヒドロアルテミシニン(DHAまたはアルテニモール(artenimol)としても知られている。)、アルテリン酸、及びアルテモチル(アルテエーテルとしても知られている。)が含まれる。化合物は(R及びRの立体異性に言及するときは)アルファまたはベータ型であってもよい。
アルテミシニンの系統(国際純正応用化学連合、IUPAC)名は、(3R,5aS,6R,8aS,9R,12S,12aR)−オクタヒドロ−3,6,9−トリメチル−3,12−エポキシ−12H−ピラノ[4,3−j]−1,2−ベンゾジオキセピン−10(3H)−オンである。ジヒドロアルテミシニンの系統(IUPAC)名は、(3R,5aS,6R,8aS,9R,12S,12aR)−デカヒドロ−3,6,9−トリメチル−3,12−エポキシ−12H−ピラノ[4,3−j]−1,2−ベンゾジオキセピン−10−オールである。アルテリン酸の系統(IUPAC)名は、4−[(3R,5aS,6R,8aS,9R,10S,12R,12aR)−デカヒドロ−3,6,9−トリメチル−3,12−エポキシ−12H−ピラノ[4,3−j]−1,2−ベンゾジオキセピン−10−イル]オキシ]メチル安息香酸である。簡潔にするため、“式Iの化合物”への言及は、上に提示した好ましくより狭い定義を含み、本明細書に開示された(アルテスネート、アルテミシニン、アルテメテル、ジヒドロアルテミシニン、アルテリン酸、及びアルテモチルのような)特定の化合物を含む。
したがって、本発明の一実施形態では、外傷出血、外傷出血誘発性臓器損傷、外傷出血誘発性多臓器不全、脳卒中または熱傷損傷の治療における使用のためのアルテミシニン若しくはその誘導体、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルが提供される。一実施形態では、アルテミシニン誘導体は、アルテスネート、アルテメテル、ジヒドロアルテミシニン、アルテリン酸及びアルテモチルからなる群から選択される。
本発明の実施形態では、膵炎、腸の損傷、脳損傷、頭部損傷、急性肺損傷、脊髄損傷、成人呼吸窮迫症候群(ARDS)、のような外傷出血誘発性臓器損傷の治療における使用、並びに、外傷性頭部損傷及び外傷性脳損傷のような外傷の治療における使用のための式Iの化合物、またはその薬学的に許容される塩若しくはエステルが提供されてもよい。
外傷性脳損傷はまた、頭蓋内損傷として知られており、外力が外傷的に脳を傷つけたときに発生する。脳へのダメージは、局所的(脳の特定の領域に限定される。)又はびまん性(ダメージが、より全般的な様式で分布することがある。)であり得るが、もっとも、ある状況において両方の型の損傷が存在することは、一般的である。外傷性頭部損傷は、脳へのダメージを含むことも含まないこともある頭部への損傷である。一般的には、本発明の実施形態では、外傷性頭部または外傷性脳損傷は、外傷出血誘発性外傷性頭部損傷または外傷出血誘発性脳損傷である。
膵炎は膵臓の炎症を指し、急性膵炎または慢性膵炎であり得る。一般的には、本発明の実施形態では、膵炎は外傷出血誘発性膵炎である。
急性肺損傷は、一般に、外傷または関連状態の結果としての、二次急性肺損傷である。急性肺損傷において、毛細血管内皮界面は破壊され、肺と血液との間に開いた界面を生じる結果、肺からの微生物の全身への拡散を促進し、全身性炎症反応を引き起こす。さらに、上皮細胞への損傷は、気腔外へ液体をポンピングする肺の能力を低下させる。液体で満たされた気胞、サーファクタントの損失、微小血管血栓症及び無秩序な修復(線維症に至ることもある。)は、安静時肺気量を減らし(コンプライアンスの低下)、換気血流不均等、右から左へのシャント、及び呼吸の労力を増やす。一般に、本発明の実施形態では、急性肺損傷は、外傷出血誘発性急性肺損傷である。
成人呼吸窮迫症候群(ARDS)はまた、急性呼吸窮迫症候群として知られている。これは、正常なガス交換機能が損なわれた肺実質の炎症によって特徴づけられ、炎症、低酸素血、及びしばしば多臓器不全の結果をもたらす炎症性メディエーターの付随的全身放出を伴う。一般に、本発明の実施形態では、ARDSは、外傷出血誘発性ARDSである。
本発明はまた、熱傷及び熱傷損傷、並びに関連障害に関する。熱傷は、熱(直熱や熱い液体)、電気、化学薬品、光、放射線または摩擦による肉体への損傷である。このため、本発明の概念の範囲に含まれる“熱傷”は、熱傷損傷の全ての型に及ぶが、特に熱、熱い液体、電気、及び放射線に起因する熱傷である。熱傷は、もたらされるダメージの程度に応じて等級付けされる。第1度熱傷は表皮にのみダメージを与える。第2度熱傷は、浅達性(乳頭層)真皮、またはより深達性(網状層)真皮にまで及ぶことがある。2度浅達性部分層熱傷は、局所感染及び/または蜂巣炎を併発することもある。2度深達性部分層熱傷は、瘢痕、並びに切除及び/または皮膚移植が必要なこともある拘縮を併発することもある。第3度熱傷(全層熱傷)は、真皮全体を侵し、通常はダメージを受けた組織の切除を必要とする。第4度熱傷は、皮膚、皮下組織を通って、下の筋肉や骨の中にまで及ぶ。ダメージを受けた組織の切除が必要である。
熱傷はまた、ダメージを受けた総体表面積の割合に応じて等級付けされることもある。小児における10%以上、及び成人における15%以上の熱傷は、血液量減少性ショックの危険性があるため、潜在的に生命を脅かす損傷である。
本発明者らは、式Iの化合物、または医薬的に許容されるその塩若しくはエステルが、熱傷の治療に有用であることを見出した。したがって、本発明の一態様では、化学薬品熱傷、電気熱傷、放射線熱傷、摩擦熱傷、及び熱湯によるやけどを含む、熱傷の治療における使用のための、式Iの化合物が提供される。本発明のこの態様は、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルを、それを必要とする患者に投与することによる、熱傷を治療する方法にも及ぶ。外傷出血誘発性熱傷損傷、及び熱傷誘発性腎機能障害のような熱傷誘発性臓器損傷の治療における使用のための式Iの化合物(またはその誘導体)、並びに対応する治療方法も提供される。
本発明はまた、脳卒中(strokes)の治療に関する。脳卒中(脳血管発作としても知られている、CVAs)は、脳への血液供給が中断されたときに発生する。脳卒中は、脳の一部への動脈供給血が(例えば、血栓症により)ブロックされたときは、虚血性となり、または、血管が破裂し、脳自体に若しくは脳と頭蓋骨との間の脳の表面に出血したときは、出血性となり得る。本発明の特定の実施形態においては、式Iの化合物またはその誘導体を用いて治療される脳卒中は、虚血性脳卒中である。
脳卒中の危険因子には、高齢、高血圧、糖尿病、高コレステロール、喫煙及び心房細動がある。本明細書で使用する用語“脳卒中”は、急性梗塞を伴わない虚血によってもたらされる神経機能障害の一過性発現である、一過性脳虚血発作(TIAs)を含むことが意図される。脳卒中は、医学的な緊急事態であると考えられており、従って、脳卒中によるダメージを低減することができる薬剤は、当技術分野において強く望まれている。本明細書で用いられる用語“脳卒中”はまた、脳に血液を供給する脳若しくは予備脳血管の閉塞(一過性または永久的のいずれか)、及びその後の再潅流によってもたらされる虚血−再灌流、または、脳浮腫があるような血管の出血を伴う破裂、若しくは、他の要因によって引き起こされた脳浮腫の結果としての損傷、を含むことを意図する。
本発明者らは、式Iに従う化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルの投与が、脳卒中、特に虚血性脳卒中によってもたらされるダメージを低減できることを見出した。したがって、本発明の一態様では、脳卒中、虚血性脳卒中、出血性脳卒中、一過性脳虚血発作(TIAs)の治療における使用のための、式Iの化合物が提供される。本発明のこの態様は、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルを、それを必要とする患者に投与することによる、脳卒中の治療方法にも及ぶ。
本発明に用いられる化合物は、当業者に公知の任意の適切な手段によって得られる。例えば、ロ(Ro)ら(2006),ネイチャー,440(7086):940−3は、改質酵母における抗マラリア前駆体アルテミシン酸(artemisinic acid)の産生を記載する。ファンヘルペン(Van Herpen)ら(2010),PLoS One,5(12):e14222は、アルテミシニン酸を作るために使用できる改質形態のニコチアナ ベンサミアナ(Nicotiana benthamiana)を記載する。あるいは、例えばコーラー(Kohler)ら,(1997),J Chromatogr A,785(1−2):353−60に記載されているように、アルテミシニンは、植物アルテミシア アンヌア(Artemisia annua)L.(Qinghao)から得られる。US2008/0139642もまた、アルテミシニン誘導体の調製について記載する。
アルテスネートは、ジヒドロアルテミシニン(DHA、アルテミシニン化合物の活性代謝物)を、塩基性媒体中でコハク酸無水物と反応させることによって調製されることもできる。塩基/溶媒としてのピリジン、クロロホルム中の重炭酸ナトリウム、並びに1,2−ジクロロエタン中の触媒DMAP(N,N−ジメチルアミノピリジン)及びトリエチルアミンが使用されることができ、100%までの収率である。大規模プロセスは、ピリジン、触媒量のDMAP及び無水コハク酸の混合物と、ジクロロメタン中でDHAを処理することを含んでも良い。ジクロロメタン混合物は、定量的収率でアルテスネートを得るために6−9時間撹拌される。ジクロロメタンから、生成物をさらに再結晶化されることができる。α−アルテスネートが通常は形成される(融点135−137℃)。
アルテミシニン及びその誘導体を得るための他の手段は当業者には明らかである。アルテミシニン、及びジヒドロアルテミシニンのようなその誘導体は、シグマ−アルドリッチ(プール,ドーセット,英国)などの供給業者からも入手可能である。
本発明の実施形態では、式Iの化合物、または塩若しくはエステルは、1つ以上の薬学的に活性な薬剤と組み合わせて投与されることもある。
本発明の第二の態様においては、外傷出血、外傷出血誘発性臓器損傷、外傷出血誘発性多臓器不全、脳卒中または熱傷損傷の治療における使用のための、式Iの化合物またはその塩若しくは誘導体、及び薬学的に許容される賦形剤を含む医薬組成物、が提供される。
薬学的に許容される賦形剤は、結合剤、充填剤、コーティング、崩壊剤、可溶化剤、及び溶媒を含む。
式Iの化合物は、例えば、何れの適切なカチオン(ナトリウム、カルシウム、ベンザチン、マグネシウム、アンモニウム、亜鉛、カリウムなど)をも含む塩酸塩(HCl)、メシル酸塩、マレイン酸塩、塩化物、臭化物、クエン酸塩、酒石酸塩、硫酸塩、リン酸塩のような、薬学的に許容される塩の形態で存在していても良い。式Iの化合物の多くは、カルボン酸基を含むことがあり;そのような化合物のために、塩は、カルボン酸塩を形成するために、カルボン酸の脱プロトン化によって形成されることができる。
医薬組成物は、1以上のさらなる薬学的に活性な薬剤を含んでもよい。
医薬組成物は、当業者に適切と考えられるいずれの経路による投与に適合されてもよい。例えば、医薬組成物は、経口(頬側または舌下を含む)、非経口、静脈内、筋肉内、髄腔内若しくは腹腔内投与用に、または吸入による投与用に適合されてもよい。このような組成物は、薬学の分野で公知の任意の方法によって調製することができ、例えば、無菌条件下で担体(複数可)または賦形剤(複数可)と有効成分とを混合する。
経口投与に適した医薬組成物は、カプセルまたは錠剤などの個別単位として;粉末または顆粒として;溶液、シロップまたは懸濁液(水性溶液若しくは非水油脂中で;若しくは、可食発泡体若しくはホイップとして;若しくは、エマルジョンとして)として提供されてもよい。ジヒドロアルテミシニン(DHA)は脂溶性であることから、経口投与に特に有用でありえる。
錠剤または硬ゼラチンカプセル剤に適切な賦形剤は、ラクトース、トウモロコシ澱粉またはその誘導体、ステアリン酸またはその塩が挙げられる。軟ゼラチンカプセル剤との使用に適した賦形剤には、植物油、ワックス、脂肪、半固体または液体のポリオール等が挙げられる。
溶液及びシロップ剤の調製には、使用される賦形剤は、例えば水、ポリオール及び糖が挙げられる。懸濁液の調製には、水中油型または油中水滴型懸濁液を提供するため、油(例えば、植物油)が使用されてもよい。
吸入による投与に適した医薬組成物は、定量加圧エアロゾル、ネブライザーまたは吸入器の様々なタイプの手段によって生成され得る微粒子粉末またはミストが挙げられる。
非経口投与に適した医薬組成物は、抗酸化剤、緩衝剤、静菌剤及び意図するレシピエントの血液に対して製剤を実質的に等張にする溶質を含み得る、水性または非水性滅菌注射溶液;並びに、懸濁化剤及び増粘剤を含み得る水性または非水性滅菌懸濁液、を含む。注射溶液のために使用され得る賦形剤は、例えば水、アルコール、ポリオール、グリセリン及び植物油が挙げられる。組成物は、例えば密封アンプル及びバイアルのように単位用量または複数用量の容器で提供されてもよく、例えば注射用の水のような、滅菌された携行液体を使用直前に添加することのみを必要とするフリーズドライ(凍結乾燥)状態で保存されてもよい。即時注射溶液及び懸濁液は、滅菌粉末、顆粒及び錠剤から調製することができる。
医薬組成物は、防腐剤、可溶化剤、安定化剤、湿潤剤、乳化剤、甘味料、着色剤、香料、塩(本発明の物質は、それ自体が薬学的に許容される塩の形態で提供されてもよい。)、緩衝剤、コーティング剤、または酸化防止剤を含んでもよい。それらはまた、本発明の物質に加えて、治療上活性な薬剤を含んでもよい。
式Iの化合物を含む本発明の任意の組成物を調製する場合、当業者は、式Iの化合物の溶解性を高めるために必要な如何なる手順をとることもできる。例えば、式Iの化合物は、アンサリ(Ansari)ら(2009),Arch Pharm Res 32巻(1):155−65に記載のような、シクロデキストリン包接複合体のような、包接複合体の形態で存在しても良い。従って、式Iの化合物は、例えばシクロデキストリン包接複合体またはヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン複合体のような、包接複合体の形態で存在してもよい。溶解性を高めるための他の技術は、例えば、界面活性剤(ラウリル硫酸ナトリウムなど)及び共溶媒(エタノールまたはDMSOなど)の使用など、当業者には明らかである。
本発明の医薬組成物の用量は、処置すべき疾患または障害、年齢、及び治療される個体等により、広範囲に変更することができ、最終的には医師が使用する適切な投薬量を決定する。例えば、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルは、0.1〜50mg/kgで、若しくは0.1〜30mg/kg、若しくは0.1〜3mg/kgの間、または0.3〜3mg/kgの間の量で投与されることができる。ある実施形態では、アルテスネートは、50、30、25、20、15、10、5または1mg/kgと等しいか未満の量で投与される。式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルは、これらの用量で一度だけ投与されても良い。あるいは、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルは、1日1回、1日2回、1日3回、1日4回、1日5回、これらの用量で投与されることができ、好ましくは、各ボーラスは上述の用量より(寧ろ一日の累積用量より)も少ない。ある実施形態においては、化合物は1日3回を超えることは無く、若しくは1日2回を超えることは無く、または1日ただ1回投与される。ある実施形態では、用量は少なくとも6時間間隔で、好ましくは少なくとも12時間間隔で与えられる。化合物は、ボーラスとして投与されてもよく、または、例えば点滴のように当業者によって適切であるとみなされる期間にわたって投与されてもよい。ある実施形態において、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルは、単回ボーラス用量として、または1日1回、1日2回、若しくは1日3回、若しくはそれ以上、0.1〜5mg/kg(または0.1〜3mg/kgの間)の間の量で投与され得る。
このような組成物は、ヒトまたは獣医学用に処方することができる。別途に明言する文脈が無い限り、本願は、動物と同様にヒトにも等しく適用されると解釈されるべきである。
本発明の第三の態様においては、外傷出血、外傷出血誘発性臓器損傷、外傷出血誘発性多臓器不全、脳卒中または熱傷損傷の治療のための薬剤の製造における、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルの使用が提供される。本発明の別の態様では、外傷出血、外傷出血誘発性臓器損傷、外傷出血誘発性多臓器不全、脳卒中または熱傷損傷の治療のための薬剤の製造における、アルテミシニン及びその誘導体、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルの使用が提供される。一実施形態では、アルテミシニン誘導体は、アルテスネート、アルテメテル、ジヒドロアルテミシニン、アルテリン酸、及びアルテモチルからなる群から選択される。
本発明の第四の態様においては、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステル、及び同時、個別、または連続投与のための1以上のさらなる薬学的に活性な薬剤を含む部品の、キットが提供される。部品のキットは、任意に使用説明書を含んでもよい。式Iの化合物は、単位剤形で存在してもよい。
本発明の第五の態様においては、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステル、及び1つ以上の増量剤を含む蘇生液(あるいは再灌流液)が提供される。
一実施形態では、増量剤は、クリスタロイド若しくはコロイド、またはクリスタロイド及びコロイドの組み合わせである。
クリスタロイドは、ナトリウムイオン、塩化物イオン、乳酸イオン、カリウムイオン及びカルシウムイオンからなる群から選択される少なくとも2つのイオンを含む塩の水性溶液である。ある実施形態では、クリスタロイドは、ナトリウムイオン、塩化物イオン、乳酸イオン、カリウムイオン及びカルシウムイオンからなる群から選択される少なくとも3つのイオンを含む水性溶液である。ある実施形態では、クリスタロイドは、ナトリウムイオン、塩化物イオン、乳酸イオン、カリウムイオン及びカルシウムイオンからなる群から選択される少なくとも4つのイオンを含む水性溶液である。ある実施形態では、クリスタロイドは、ナトリウムイオン、塩化物イオン、乳酸イオン、カリウムイオン及びカルシウムイオンを含む水性溶液である。クリスタロイドはまた、重炭酸イオン及び/またはグルコースを含んでもよい。
クリスタロイドの例は、無機塩または他の水溶性分子の水性溶液(例えば、生理食塩水、乳酸リンゲル若しくはハルトマン液)が挙げられる。乳酸リンゲル溶液(Ringer’s lactate solution)(乳酸リンゲル液(lactated Ringer’s solution)または乳酸リンゲル(Ringer’s Lactate)としても知られる)1リットルは、一般的には以下を含む:
− 約130mEqのナトリウムイオン=130mmol/L
− 約109mEqの塩化物イオン=109mmol/L
− 約28mEqの乳酸=28mmol/L
− 約4mEqのカリウムイオン=4mmol/L
− 約3mEqのカルシウムイオン=1.5mmol/L。
一般に、ナトリウム、塩化物、カリウム及び乳酸は、NaCl(塩化ナトリウム)、NaC(乳酸ナトリウム)、CaCl(塩化カルシウム)、及びKCl(塩化カリウム)に由来する。しかしながら、所望のイオン濃度となるように他の成分を使用できることは、当業者には明らかであろう。乳酸リンゲルのpHは6〜7の範囲であり、例えば6.5であるが、それは一般にアルカリ化溶液である。
ハルトマン液(合成乳酸ナトリウムとしても知られる)1リットルは、一般的には以下を含む:
− 131mEqのナトリウムイオン=131mmol/L
− 111mEqの塩化物イオン=111mmol/L
− 29mEqの乳酸=29mmol/L
− 5mEqのカリウムイオン=5mmol/L
− 4mEqのカルシウムイオン=2mmol/L。
従って、本発明の一実施形態では、本発明の蘇生液は、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステル、及びクリスタロイド増量剤を含み、クリスタロイド増量剤は、ナトリウムイオン、塩化物イオン、乳酸イオン、カリウムイオン及びカルシウムイオンからなる群から選択される少なくとも3つのイオンを含む水性溶液である。本発明の別の実施形態では、本発明の蘇生液は、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステル、及びクリスタロイド増量剤を含み、クリスタロイド増量剤は、ナトリウムイオン、塩化物イオン、乳酸イオン、カリウムイオン及びカルシウムイオンからなる群から選択される少なくとも4つのイオンを含む水性溶液である。本発明のさらに別の実施形態では、本発明の蘇生液は、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステル、及びクリスタロイド増量剤を含み、クリスタロイド増量剤は、ナトリウムイオン、塩化物イオン、乳酸イオン、カリウムイオン及びカルシウムイオンを含む水性溶液である。
これらの実施形態では、イオンは、当業者に公知の任意の適切な濃度で存在することができる。例えば、ナトリウムイオンは、約100mmol/L〜約150mmol/Lの濃度で存在することができる。塩化物イオンは、約90mmol/L〜約120mmol/Lの濃度で存在することができる。乳酸イオンは、約20mmol/L〜約30mmol/Lの濃度で存在することができる。カリウムイオンは、約2mmol/L〜約6mmol/Lの濃度で存在することができる。カルシウムイオンは、約1mmol/L〜約5mmol/Lの濃度で存在することができる。重炭酸イオン(存在する場合)は、約10mmol/L〜約50mmol/Lの濃度で存在することができる。グルコース(存在する場合)は、約2重量%〜約10重量%、例えば約3重量%〜約6重量%の濃度で存在することができる。
したがって、本発明の別の実施形態では、本発明の蘇生液は;
− 約100mmol/L〜約150mmol/Lのナトリウムイオン
− 約90mmol/L〜約120mmol/Lの塩化物イオン
− 約20mmol/L〜約30mmol/Lの乳酸イオン
− 約2mmol/L〜約6mmol/Lのカリウムイオン
− 約1mmol/L〜約5mmol/Lのカルシウムイオン
を含む水性溶液中で、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルを含む。
当業者には明らかであろうが、上記の水性溶液は、適切なクリスタロイド増量剤の例である。
蘇生液は、代替的に、コロイド増量剤を含んでもよく、またはそれは、上述のクリスタロイド増量剤とコロイド増量剤との混合物を含んでもよい。適切なコロイドの例は、ゼラチン、スクシニル化ゼラチン、アルブミン、デキストラン(例えばデキストラン40、デキストラン70、若しくはデキストラン75)、血液、またはエーテル化澱粉(ヒドロキシエチル澱粉、テトラスターチ、ヘタスターチ、若しくはペンタスターチとしても知られる。)が挙げられる。コロイドは、一般的には、これらの成分を含む水性溶液である。例えば、コロイドは、ゼラチン、スクシニル化ゼラチン、アルブミン、デキストラン、血液、及びエーテル化澱粉からなる群から選ばれる少なくとも一つの成分を含むことができる。
市販のコロイドは、ヘマセル(Haemaccel)(登録商標)(ピラマル(Piramal)、尿素架橋を介して架橋された分解ゼラチンポリペプチドを含む)、ゲロフシン(Gelofusine)(登録商標)(ブラウン(Braun)、スクシニル化ゼラチン(変性液状ゼラチン、平均分子量30000)40g(4%)、Na+154mmol、CL−120mmol/リットル)、ゲロパスマ(Gelopasma)(登録商標)(フレゼニウスカービ(Fresenius Kabi)、部分的に加水分解され、スクシニル化されたゼラチン(変性液状ゼラチン)(無水ゼラチンとして)30g(3%)、Na150mmol、K5mmol、Mg2+1.5mmol、CL100mmol、乳酸イオン30mmol/リットル)、イソプレックス(Isoplex)(登録商標)(ビーコン(Beacon)、スクシニル化ゼラチン(変性液体ゼラチン、平均分子量30000)40g(4%)、Na145mmol、K4mmol、Mg2+0.9mmol、Cl105mmol、乳酸イオン25mmol/リットル)、ボルプレックス(Volplex)(登録商標)(ビーコン、スクシニル化ゼラチン(変性液体ゼラチン、平均分子量30000)40g(4%)、Na154mmol、CL125mmol/リットル)、ボルベン(Voluven)(登録商標)(フレゼニウスカービ、0.9%塩化ナトリウム注射液中、6%ヒドロキシエチル澱粉(平均分子量130000))、ボルライト(Volulyte)(登録商標)(フレゼニウスカービ、0.6%塩化ナトリウム静脈注射液中、6%ヒドロキシエチル澱粉(重量平均分子量130000)、Na137mmol、K4mmol、Mg2+1.5mmol、Cl110mmol、酢酸イオン34mmol/リットルを含む)、ベノファンジン(Venofundin)(登録商標)(ブラウン、0.9%塩化ナトリウム注射液中、6%ヒドロキシエチル澱粉(重量平均分子量130000))、テトラスパン(Tetraspan)(登録商標)(ブラウン、0.625%塩化ナトリウム中、ヒドロキシエチル澱粉(重量平均分子量130000)6%または10%、Na140mmol、K4mmol、Mg2+1mmol、Cl118mmol、Ca2+2.5mmol、酢酸イオン24mmol、リンゴ酸イオン5mmol/リットルを含む)、HAES−ステリル(HAES−steril)(登録商標)(フレゼニウスカービ、0.9%塩化ナトリウム静脈注射液中、ペンタスターチ(重量平均分子量200000)10%)、ヘモヘス(Hemohes)(登録商標)(ブラウン、0.9%塩化ナトリウム静脈注射液中、6%または10%ペンタスターチ(重量平均分子体重200000))、ハイパーHAES(HyperHAES)(登録商標)(フレゼニウスカービ、7.2%塩化ナトリウム静脈注射液中、ヒドロキシエチル澱粉(重量平均分子量200000)6%)、及び、レスキューフロー(RescueFlow)(登録商標)(ビタライン(Vitaline)、7.5%塩化ナトリウム静脈注射液中、6%デキストラン70)が挙げられる。
したがって、本発明の一実施形態では、本発明の蘇生液は、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステル、並びにコロイド増量剤及び/またはクリスタロイド増量剤を含み、コロイド増量剤は、ゼラチン、スクシニル化ゼラチン、アルブミン、デキストラン、血液、及びエーテル化澱粉からなる群から選択される少なくとも1つの成分を含み、並びに、クリスタロイド増量剤は、ナトリウムイオン、塩化物イオン、乳酸イオン、カリウムイオン及びカルシウムイオンからなる群から選択される少なくとも3つのイオンを含む水性溶液である。
本発明のさらなる実施形態において、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステル、並びにコロイド増量剤及び/またはクリスタロイド増量剤を含む蘇生液が提供され、コロイド増量剤は、ゼラチン、スクシニル化ゼラチン、アルブミン、デキストラン、血液、及びエーテル化澱粉からなる群から選択される少なくとも1つの成分を含み、並びに、クリスタロイド増量剤は以下を含む:
− 約100mmol/L〜150mmol/Lのナトリウムイオン
− 約90mmol/L〜120mmol/Lの塩化物イオン
− 約20mmol/L〜30mmol/Lの乳酸イオン
− 約2mmol/L〜6mmol/Lのカリウムイオン
− 約1mmol/L〜5mmol/Lのカルシウムイオン。
患者に提供する蘇生溶液の量は、当業者によって決定されることができる。
例えば、クリスタロイド増量剤を含む蘇生液は、患者から失われた量の2から4倍に等しい量で提供されることができる。コロイド増量剤を含有する蘇生液は、患者から失われた量に等しい量で提供されることができる。
本発明の蘇生液は水性溶液である。組成液の各成分の濃度は、必要に応じて当業者によって決定されることができる。例えば、式Iの化合物(または薬学的に許容されるその塩若しくはエステル)の濃度は、10−6M〜10−2Mであり、例えば10−5M〜3×10−3Mである。ある実施形態において、式Iの化合物(または薬学的に許容されるその塩若しくはエステル)は、10−2Mと等しいか未満の濃度で存在する。ある実施形態において、式Iの化合物(または薬学的に許容されるその塩若しくはエステル)は、10−6Mまたは10−5Mと等しいか超える濃度で存在する。
本発明の蘇生液は、低張性、高張性、または等張性である。本発明のいくつかの態様において、増量剤(及び/または蘇生若しくは再灌流液)は、等張水性溶液である。従って、本発明はまた、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルを含む、等張水性溶液を提供する。
本発明の蘇生溶液は、当業者によって適切とみなされるような、さらなる成分を含んでもよい。例えば、蘇生液はまた、マンニトール、ヘモグロビン(例えば、2〜9g/リットルの用量範囲内)、ペグ化ヘモグロビン(例えば、MP4OX(登録商標)(乳酸電解液中に4g/L PEG−Hb、サンガート(Sangart)))、ペグ化カルボキシヘモグロビン(例えば、MP4CO(登録商標)(生理酢酸電解質溶液中に43mg/mLのペグ化カルボキシヘモグロビン[≧90%COヘモグロビン飽和度]、サンガート)、血小板(例えば、50×10/リットル以上の用量)、フィブリノゲン(例えば、50mg/kgの用量)、抗線維素溶解剤、組換え活性化凝固第VII因子(rFVIIa)、及びプロトロンビン複合体、からなる群から選択される1つ以上の追加的成分を含んでもよい。
本発明のこの態様は、蘇生液の製造における、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステル、増量剤、及び任意の追加的成分(例えば、上記のようなもの)の使用に及ぶ。
外傷出血の治療は、患者の要求に応じて調整することができる。治療投薬計画例は、ロッサント(Rossaint)ら(2010),Critical Care,14:R52に記載されている。
式Iの化合物を含む水性蘇生液を調製するときは、当業者は、上述のような式Iの化合物の溶解性を増大させる、いかなる必要な手順をとってもよい。
式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルは、出血によって引き起こされる臓器のダメージを低減するために、輸血前にドナー血液に加えられても良い。従って、本発明のさらなる態様においては、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルを含む、分離血液のサンプルまたはユニットが提供される。分離血液のサンプルまたはユニットは、外傷出血または関連症状を患っている患者における輸血用である。
輸血用分離血液のユニットは、全血サンプルを含まないこともあるが、一般的には、赤血球、血漿、及び血小板を含有する。分離血液のユニットは、白血球及び/または凝固因子(第V因子又は第VIII因子のようなもの)をさらに含んでもよい。血液のユニットは、一般的には、例えば300〜700ml、好適には400〜600mlの量で、単位剤形で提供される。血液は、ヒトドナー患者から得てもよいし、外傷出血を患っている患者に投与する前に貯蔵されてもよい。
患者に投与される血液型は、当業者によって決定されうる。例えば、血液は、患者の要件に応じて、A型、B型、AB型、またはO型でもよい。血液は、患者の要件に応じて、Rh型陽性、または陰性でもよい。
分離血液のユニット中の式Iの化合物(または薬学的に許容されるその塩若しくはエステル)の濃度は、10−6M〜10−2M、例えば10−5M〜3×10−3Mであっても良い。ある実施形態において、式Iの化合物(または薬学的に許容されるその塩若しくはエステル)は、10−2Mと等しいか未満の濃度で存在する。ある実施形態において、式Iの化合物(または薬学的に許容されるその塩若しくはエステル)は、10−6Mまたは10−5Mと等しいか超える濃度で存在する。
本発明の更なる態様では、式Iの化合物、若しくは薬学的に許容されるその塩若しくはエステル、本発明の医薬組成物、本発明の蘇生液、または本発明の輸血用分離血液のユニットを、これらを必要とする患者へ投与することを含む、外傷出血、外傷出血誘発性臓器損傷、外傷出血誘発性多臓器不全、脳卒中または熱傷損傷の治療方法を提供する。
化合物、医薬組成物、蘇生液または血液のユニットは、外傷出血を患った後に患者に投与されてもよい。あるいは、またはさらに、失血による臓器ダメージのような術後合併症を回避するために、手術前に投与されてもよい。投与経路は、当業者に公知の任意の適切な経路であってもよく、例えば、経口(口腔若しくは舌下を含む)、非経口、静脈内、筋肉内、髄腔内若しくは腹腔内投与、または吸入による投与である。本発明の輸血用分離血液のユニットは、一般的には、外傷出血を患った後に静脈内投与される。
本発明の一実施形態において、外傷出血の治療における使用ためのアルテスネートが提供される。アルテスネートは、臓器ダメージを最小限にするため出血を患っている患者に投与される。0.1mg/kg〜10mg/kgの範囲内の用量で、溶液が静脈内投与されることができる。溶液は、コロイドまたはクリスタロイド増量剤を含む水性蘇生液として投与されてもよい。
上述したように、本発明者らはまた、驚くべきことに、アルテスネート及びその関連化合物の投与は、MIにおいて梗塞サイズを減らすことができ、さらには梗塞が起こった後のダメージの程度を減らすことができることを見出した。従って、本発明のさらなる態様においては、心筋梗塞若しくは冠状動脈心疾患、または心筋梗塞若しくは冠状動脈心疾患の関連障害の治療における使用のための、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルが提供される。
本明細書で使用される“心筋梗塞”は、貫壁性MIと心内膜下MIを含む。貫壁性MIは、主冠状動脈に関わるアテローム性動脈硬化症に関連している。心内膜下MIは、左心室、心室中隔、または乳頭筋の心内膜下壁の小さな領域に関わる。本発明の態様はまた、冠状動脈性心疾患及び心筋梗塞に関連する症状、並びに/または、心停止(効果的には、全身虚血)及び心停止に起因する臓器ダメージを含む、冠状動脈性心疾患、の治療に及ぶ。
虚血−再灌流に関連する疾患は、虚血再灌流誘発性膵炎、急性肺損傷(前述)、成人呼吸窮迫症候群(ARDS、これも前述)、狭心症、及び肺高血圧を含む。
肺高血圧は、肺動脈、肺静脈、または肺毛細血管(共に肺血管系として知られている)内の血圧の上昇を意味する。“一次性”または“原発性”肺高血圧は、単一の同定可能な原因が存在しないという事実を意味するが、環境及び/または遺伝的危険因子が存在し得る。
世界保健機関は、肺高血圧を、I〜VのWHOの5群に分類している。WHOグループIは、肺動脈性肺高血圧(PAH)であり、特発性PAH、家族性PAH、他の疾患(膠原血管病(例えば、強皮症)、全身と肺循環間の先天的シャント、門脈圧亢進症、HIV感染、薬物、毒素、または他の疾患若しくは障害)と関連したPHA、及び静脈または毛細血管疾患と関連するPAHを含む。
WHOグループIIは、心房若しくは心室疾患または弁膜症(例えば僧帽弁狭窄症)のような、左心疾患と関連する肺静脈高血圧症である。WHOグループIIIは、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、及び間質性肺疾患(ILD)のような、肺疾患及び/または低酸素血症に関連する肺高血圧である。WHOグループIVは、近位または遠位肺動脈の肺塞栓症のような、慢性血栓性及び/または塞栓性疾患に起因する肺高血圧である。WHOグループVは、種々の疾患に関連する肺高血圧である。
単に狭心症(angina)としても知られている狭心症(angina pectoris)は、心筋の虚血に起因する胸痛である。これは、一般に、冠状動脈の閉塞、または、心臓への血流の制限をもたらす痙攣によるものである。冠状動脈性心臓病は、心臓動脈のアテローム性動脈硬化症に起因する狭心症の主な原因である。本明細書で使用される“狭心症”は、安定狭心症、不安定狭心症、及び微小血管狭心症を含むことが意図される。
肺動脈性肺高血圧症(PAH)は、肺血管抵抗を漸進的に増加させて右心室の過負荷にし、最終的に右心室不全、及び早死に至ることを特徴とする症候群である。肺血管抵抗の増加は、血管収縮、血管壁(平滑筋細胞及び内皮細胞の増殖)の様々な層での増殖を介した肺血管壁の閉塞性リモデリング、炎症、及びその場(in−situ)での血栓形成を含む、肺動脈における数多くの進行性変化に関連している。
主な組織学的特徴は、中膜肥大、内膜肥厚、外膜肥厚、叢状病変とその場での血栓形成を含む。叢状病変は、内皮及び平滑筋細胞の限局性増殖を示し、PAHに特徴的である。PAHは、正常肺動脈楔入圧(<15mmHg)で、安静時の平均肺動脈圧25mmHg以上、または運動時の平均肺動脈圧30mmHg以上までの持続的上昇と定義することができる。ほとんどの場合、最も初期の症状は、身体運動時の呼吸困難である。他の症状は、失神またはほぼ失神、疲労、及び末梢浮腫が含まれる。狭心症に似た胸の圧迫感や痛みが、特に身体運動時に、起こることがある。
本発明の第一の態様の化合物はまた、心臓移植、または心臓及び肺移植を含む、心臓の全部または一部の虚血−再灌流をもたらす外科的処置において、特に、虚血によってもたらされる何らかのダメージを低減するための移植中の心臓の灌流に有用である。同様に、本発明の第一の態様の化合物はまた、冠状動脈バイパス手術において、特に、処置の間、または、例えばバルーンによる冠状動脈をステントするための処置の間に、動脈または静脈の灌流に有用である。本発明の第一の態様の化合物は、心臓移植、または冠状動脈バイパス手術のような冠状動脈手術を受けている患者へ、虚血及び虚血−再灌流によるダメージを最小限にするために投与されてもよい。本発明の第一の態様の化合物はまた、肺高血圧の治療に有用である。
本発明の実施形態では、式Iの化合物、またはその塩若しくは誘導体は、1つ以上の薬学的に活性な薬剤と組み合わせて投与されてもよい。特に、MI心筋梗塞若しくは冠状動脈性心疾患、または心筋梗塞若しくは冠状動脈性心疾患に関連する障害(心停止を含む)の治療時に、本発明の化合物は、HMG−CoAレダクターゼ阻害剤、エリスロポエチン(EPO)またはその類似体、PPAR(ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体)−ガンマリガンド、PPAR−ベータリガンド、PPAR−アルファリガンド 硝酸塩含有化合物、一酸化窒素(NO)供与体、フェニルプロパノイド、グリコーゲンシンターゼキナーゼ3阻害剤、アンドログラホリドまたはその類似体、抗酸化剤、ビタミンD受容体(VDR)調節剤(VDRM)、リポキシン、アネキシンA1(AnxA1)またはその類似体、ペントキシフィリン、ヒストンデアセチラーゼ(HDAC)阻害剤、カルベノキソロン、グリチルリチン、高移動度群タンパク質B1(high−mobility group protein B1、HMGB1)及びその類似体、HMGB1阻害剤、活性化プロテインC、サリチル酸またはその誘導体、プロスタサイクリンまたはその誘導体、脂質の豊富な溶液(lipid−rich solution)、CXCR2調節剤、並びにホスホジエステラーゼ阻害剤、からなる群から選択される1つ以上の薬学的に活性な化合物と組み合わせて投与するためのものであってもよい。
HMG−CoAレダクターゼ阻害剤は、0.03−10mg/kgの用量範囲で投与されるためのものであってもよい。HMG−CoAレダクターゼ阻害剤はスタチンでもよく、例えば、シンバスタチン、アトルバスタチン、プラバスタチン、セリバスタチン、フルバスタチン、ロバスタチン、メバスタチン、ピタバスタチン及びロスバスタチンである。
エリスロポエチン(EPO)は、1000IU/kgの用量範囲で投与するためのものであってもよい。エリスロポエチン類似体は、ARA−290(アライムファーマシューティカルズ(Araim Pharmaceuticals),オッシニング,ニューヨーク州,米国、例えば0.03−10ng/kgの用量範囲)であってもよい。ARA290は、(ピログルタミン酸の5員環構造により)保護されたN−末端、及びC−末端に遊離カルボキシル基を有する11−アミノ酸ペプチドである。すべてのアミノ酸残基は、L−配置である。アミノ酸配列は(N−末端からC−末端方向に)、Pyr−Glu−Gln−Leu−Glu−Arg−Ala−Leu−Asn−Ser−Ser−OHであり、このときPyrはピログルタミン酸を表す。例えば、PEG化EPO、またはカルバミル化EPOのようなEPO誘導体が使用されてもよい。
PPAR(ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体)−ガンマリガンドは、ロシグリタゾン、ピオグリタゾン、シグリタゾン、プロスタグランジンA1若しくはプロスタグランジンD2(例えば、0.03−10mg/kgの用量範囲)、または15−デオキシデルタ12,14−プロスタグランジンJ(15D−PGJ、例えば0.1−3mg/kgの容量範囲で静脈内に提供される。)であってもよい。PPAR−ベータリガンドは、GW0742(シグマ)、またはGW501516(例えば、容量範囲0.001〜3mg/kg)であってもよい。PPAR−アルファリガンドは、フェノフィブラート、クロフィブラート、またはWY14643(ウェイマン(Wayman)ら(2002),FASEB J,16(9):1027−40で説明される。)であってもよい。
硝酸塩含有化合物は、硝酸ナトリウム、硝酸リチウム、硝酸カリウム、硝酸マグネシウム、硝酸カルシウム、硝酸であってもよい。硝酸塩含有化合物はまた、三硝酸グリセリン(GTN)のような有機硝酸塩であってもよい。一酸化窒素(NO)供与体は、ジアゼニウムジオラートであってもよい。
フェニルプロパノイドは、クマリン、オストール(osthole)(例えば、用量当たり最大100mg/kg)、またはメリーバ(Meriva)(登録商標)(ホスファチジルコリンと複合体を形成したクルクミン、ソーンリサーチ,ドーバー,アイダホ州,米国、から入手可能)であることもある。ホスファチジルコリン及び/または高密度リポタンパク質(HDL)及び/またはスフィンゴシルフォスフォリルコリン(SPC、マーチら(2008),Crit Care Med,36(2):550−9で説明される。)を含む脂質の豊富な溶液が(または、これらいずれかの成分が個別に)、また、使用されてもよい。リポタンパク質は、一般に、それらの密度が1.063g/mlより大きいか等しい場合、「高密度」と定義される。HDLは、5〜15nmの直径を有することがある。HDLは、30%以上のタンパク質を含むことがある。
グリコーゲンシンターゼキナーゼ3阻害剤は、リチウム(例えば、0.1−30mg/kgの用量範囲)、またはTDZD−8(シグマ−アルドリッチ、例えば、0.03−10mg/kgの用量範囲)、NP−12(シグマ−アルドリッチ、例えば、0.03−10mg/kgの用量範囲)若しくはバルプロエート(バルプロ酸の塩、例えば、0.03−10mg/kgの用量範囲)でありえる。
アンドログラホリドは、0.1−3mg/kgの用量範囲で投与されるためであってもよい。
抗酸化剤はスーパーオキシドジスムターゼ、テンポール(スピントラップ剤、例えば、1〜100mg/kgの用量範囲)、トロロックス(登録商標)(ホフマン−ラロシュ、例えば、1〜100mg/kgの用量範囲)、または、RSVA314及びRSVA405(ヴァンドゥ(Vingtdeux)ら(2011),FASEB J,25(1):219−231で説明される。)のようなレスベラトロール並びにその類似体であってもよい。
ビタミンD受容体(VDR)調節剤(VDRM)は、ビタミンD、カルシトリオール、パリカルシトール、ドキセルカルシフェロール、またはVS−105(ヴィダシム(Vidasym),シカゴ,イリノイ州,米国)であってもよい。
リポキシンはリポキシンAであってもよい。アネキシンA類似体は、例えば、アンチフラミン−2、fMLF、またはAc2−26(N末端アシル)、AC1−25、UDP25(ユニジーン)、及びUDP26(ユニジーン)のようなホルミルペプチド受容体2型(FPR2/ALX)に対するリガンドであってもよい。
ペントキシフィリンは、0.1〜400mg/kgの用量範囲で投与するためのものであってもよい。カルベノキソロンは、0.01−30mg/kgの用量範囲で投与するためのものであってもよい。甘草(グリシリザ グラブラ(Glycyrrhiza glabra))の主要な活性成分であるグリチルリチンは、0.1−30mg/kgの用量範囲で投与するためのものであってもよい。ヒストンデアセチラーゼ(HDAC)阻害剤は、KAR3166(カルス(Karus),サウサンプトン,英国)、KAR3000(カルス,サウサンプトン,英国)、またはロミデプシン(NSC 630176,イストダックス(istodax)(登録商標)、デプシペプチド、FR901228、及びFK288としても知られている)であってもよい。
高移動度群タンパク質B1(HMGB1)類似体は、HMGB1のC末端ドメイン及びA−ボックス組換体(バネルジー(Banerjee)とクンドゥ(Kundu),Nucleic Acids Res(2003),31(12):3236−47、及び、アンダーソンとトレイシー,Annu Rev Immunol(2011),29:139−62、で説明される。)、またはそのペプチド誘導体であってもよい。HMGB1阻害剤は、抗HMB1抗体であってもよい。サリチル酸誘導体は、(サリチル酸ナトリウムのような)サリチル酸塩、例えば最大100mg/kgの用量範囲で、またはアスピリン(例えば、最大300mg/kgの用量範囲)であってもよい。
プロスタサイクリン類似体は、イロプロスト(バイエル シエーリング)、またはシカプロスト(ケイマン ケミカル)であってもよい。ホスホジエステラーゼ(PDE)阻害剤は、シルデナフィル(バイアグラ(登録商標))、またはタダラフィル(シアリス(登録商標))を含み、例えば0.1mg/kg〜10mg/kg(シム(Sim)ら(2011),Int J Cardiol,146(3):459−60、及び、コカ(Koka)とククレジャ(Kukreja)(2010),Mol Cell Pharmacol.,2(5):173−178、で説明される。)の用量である。PDE阻害剤は、1,2,3,4若しくは5型PDE選択的阻害剤、または非選択的PDE阻害剤であってもよい。
CXCR2は、“インターロイキン8受容体,ベータ”、またはILRB8としても知られている。CXCR2調節剤は、CXCR2の活性化剤または阻害剤であってもよい。CSCR2のアンタゴニストは、米国2009/0258906で説明されている。CXCR2調節剤は、キム(Kim)ら(2011),Am J Respir Crit Care Med(印刷前に公開、2011年4月21日)、及び、カプール(Kapoor)とシーマーマン(Thiemermann)(2011),Am J Respir Crit Care Med,183(2):150−1、でも説明されている。
式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルは、間葉系幹細胞、胚性幹細胞、内皮前駆細胞、心臓幹細胞、または人工多能性幹細胞などの幹細胞のような幹細胞と組み合わせて投与するためのものであってもよい。幹細胞は、投与当たり10,000〜1千万個の細胞の用量で投与するためのものであってもよい。あるいは、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルはまた、式Iの化合物及び/又はEPOの存在が欠けた状態で、生体外で最大24時間培養した後に回収された、そのような細胞の上清との組み合わせで投与するためのものであってもよい。
式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルは、マレイン(marein)を含有するコレオプシス ティンクトリア(Coreopsis tinctoria)のフラボノイド高濃度画分と組み合わせて投与するためのものであってもよい(ディアス(Dias)ら,J. Ethnopharmacol(2010),132(2):483−90に説明される。)。これは、マレインについて0.1−30mg/kg、及び画分について最大300mg/kgの用量範囲で投与するためのものであってもよい。
式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルはまた、例えばワカイ(2011),Clin Evid(オンライン),pii:0202、及び、ジェーンバーグ(Jernberg)ら(2011),JAMA,305(16):1677−84、に説明される、従来のMI治療とともに投与されてもよい。
本発明の医薬組成物は、従って、1つ以上のさらなる薬学的に活性な薬剤を含むことができる。追加的な医薬組成物例は、本発明の化合物と組み合わせて投与するための本発明の第一の態様のために有用であるとして記載されているものが挙げられる。本発明は、従って、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステル、並びに、HMG−CoAレダクターゼ阻害剤、エリスロポエチンまたはその類似体、PPAR(ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体)−ガンマリガンド、PPAR−ベータリガンド、PPAR−アルファリガンド、硝酸塩含有化合物、一酸化窒素(NO)供与体、フェニルプロパノイド、グリコーゲンシンターゼキナーゼ3阻害剤、アンドログラホリドまたはその類似体、抗酸化剤、ビタミンD受容体(VDR)調節剤(VDRM)、リポキシン、アネキシンA1(AnxA1)またはその類似体、ペントキシフィリン、ヒストンデアセチラーゼ(HDAC)阻害剤、カルベノキソロン、グリチルリチン、高移動度群タンパク質B1(HMGB1)及びその類似体、HMGB1阻害剤、並びに活性化プロテインC、からなる群から選択される1つ以上の薬学的に活性な成分、を含む医薬組成物も提供する。
本発明のさらなる側面では、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステル、及び、薬学的に許容される賦形剤を含む、心筋梗塞若しくは冠状動脈心疾患、または心筋梗塞若しくは冠状動脈心疾患の関連障害の治療における使用のための医薬組成物が提供される。
本発明の医薬組成物の用量は、処置すべき疾患または障害、処置されるべき個体の年齢及び状態などに応じて、広い限度の間で変動し得るものであり、使用される適切な投薬量は最終的に医師が決定する。しかしながら、本発明者らは、電解質異常、腹痛、食欲不振、下痢、嘔吐、吐き気、動悸、QT間隔の延長、咳、頭痛、めまい、睡眠障害、無力症、知覚異常、関節痛、筋肉痛、掻痒、発疹、運動失調、感覚鈍麻、及びクローヌスのような、アルテミシニン及びその誘導体に通常関連する有害な副作用を回避する、低濃度の化合物を用いて、心筋梗塞、冠状動脈心疾患、及び関連障害のような障害が治療され得ることを発見した。
例えば、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルは、0.1〜50mg/kgで、若しくは0.1〜30mg/kg、若しくは0.1〜3mg/kgの間、または0.3〜3mg/kgの間の量で投与されることができる。ある実施形態では、アルテスネートは、50、30、25、20、15、10、5または1mg/kgと等しいか未満の量で投与される。式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルは、一度だけ、これらの用量で投与されてもよい。あるいは、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルは、1日1回、1日2回、1日3回、1日4回、1日5回、これらの用量で投与されてもよく、好ましくは、各ボーラスは上述の用量より(寧ろ一日の累積用量より)も少ない。ある実施形態においては、化合物は1日3回を超えることは無く、若しくは1日2回を超えることは無く、または1日ただ1回投与される。ある実施形態では、用量は少なくとも6時間間隔で、好ましくは少なくとも12時間間隔で与えられる。化合物は、ボーラスとして投与されてもよく、または、例えば点滴のように当業者によって適切であるとみなされる期間にわたって投与されてもよい。ある実施形態において、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルは、単回ボーラス用量として、または1日1回、1日2回、若しくは1日3回、若しくはそれ以上、0.1〜5mg/kg(または0.1〜3mg/kgの間)の間の量で投与され得る。
本発明のさらなる態様においては、心筋梗塞若しくは冠状動脈心疾患、または心筋梗塞若しくは冠状動脈心疾患の関連障害の治療のための薬剤の製造における、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルの使用が提供される。本発明の別の態様では、心筋梗塞若しくは冠状動脈心疾患、または心筋梗塞若しくは冠状動脈心疾患の関連障害の治療のための薬剤の製造における、アルテミシニン及びその誘導体、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルの使用が提供される。一実施形態では、アルテミシニン誘導体は、アルテスネート、アルテメテル、ジヒドロアルテミシニン、アルテリン酸、及びアルテモチルからなる群から選択される。
本発明のさらなる態様では、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステル、及び、同時、個別または連続投与のための1以上のさらなる薬学的に活性な薬剤を含む部品、のキットが提供される。部品のキットは、任意に使用説明書を含むことができる。式Iの化合物は、単位剤形で存在してもよい。さらに1以上の医薬的に活性な薬剤は、上述の心筋梗塞若しくは冠状動脈心疾患、または心筋梗塞若しくは冠状動脈心疾患の関連障害に対して有用であるとして記載されたこのような成分のいずれを含んでもよい。
上記のように、本発明の別の態様では、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステル、及び、1以上の増量剤を含む、再灌流液が提供される。本発明のこの態様は、再灌流液の製造における、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルの使用に及ぶ。本発明の再灌流液は、上述した本発明の蘇生液と本質的に同一である。従って、本発明の蘇生液の好ましい及び任意の成分の全てが、本発明の灌流液に等しく適用される(例えば、上記の好適な濃度範囲のみならず、特定の増量剤、特定のイオン、及び他の成分の存在)。
本発明のさらなる態様において、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステル、及び重炭酸ナトリウムを含む水性組成物が提供される。重炭酸ナトリウムは、5重量%と15重量%の間、例えば、5重量%と10重量%の間、または7重量%と10重量%の間の濃度で存在してもよい。ある実施形態では、重炭酸ナトリウムは、1重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、または8重量%と等しいか超える量で存在する。
本発明の水性組成物中のナトリウム及び重炭酸イオンは、約500mM/L〜約1500mM/L、例えば約750mM/L〜約1250mM/L、若しくは約800mM/L〜約1200mM/L、または約900mM/L〜約1100mM/Lの濃度でそれぞれ存在してもよい。本発明のある実施形態において、本発明の組成物中のナトリウム及び重炭酸イオンは、それぞれ、約500、600、700、800、900、950または1000mM/Lと等しいか未満の濃度で存在してもよい。
そのような本発明の水性組成物は、心筋梗塞に罹患している患者、または最近心筋梗塞を罹患した患者における代謝性アシドーシスを是正することに有用である。本発明のこの態様は、したがって、アシドーシスの治療における使用のための、式Iの化合物、若しくは薬学的に許容されるその塩若しくはエステル、または本発明の水性組成物に及ぶ。本発明のこの態様はまた、アシドーシスの治療のための薬剤の製造、及び対応する治療の方法における、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステル、及び重炭酸ナトリウムの使用に及ぶ。本発明の水性組成物はまた、冠状動脈性心疾患または心筋梗塞、及びその関連症状の治療において有用であり得る。
本発明の他の態様では、式Iの化合物、若しくは薬学的に許容されるその塩若しくはエステル、本発明の医薬組成物、本発明の再灌流液、または本発明の水性組成物を、これらを必要とする患者へ投与すること含む、心筋梗塞または冠状動脈性心疾患(または、その関連疾患)の治療方法が提供される。
化合物、医薬組成物、再灌流液または水性組成物は、心筋梗塞に罹患した後、または心筋梗塞に罹患している患者に投与されてもよい。あるいは、血流の制限による虚血のような術後合併症を回避するために、心臓移植手術または冠状動脈バイパス手術の前に、それは投与されてもよい。投与経路は、例えば経口(口腔若しくは舌下を含む。)、局所、非経口、静脈内、筋肉内、髄腔内若しくは腹腔内投与、または吸入による投与のように、当業者に公知の任意の適切な経路であり得る。
本発明のさらに別の態様においては、本発明の再灌流液に冠状動脈組織、静脈、動脈、心臓、肺、心臓弁またはその組み合わせを浸すことを含む、冠状動脈組織、静脈、動脈、心臓、肺、心臓弁またはその組み合わせを灌流する方法が提供される。心臓または組織は、死亡したドナー患者(生きている患者または死体のいずれか)から得られる。ある実施形態では、ドナー患者は、(例えば、ブタ心臓弁の異種移植においては)ブタのような動物であってもよく、したがって、本発明のこの実施形態は、本発明の再灌流液中に心臓弁を浸すことを含む、心臓弁を灌流する方法に及ぶ。ある実施形態では、器官または器官の一部が、組織工学を用いてインビトロ(in vitro)で作成されていてもよい。
本発明の別の態様においては、本発明の灌流方法に従って灌流された心臓を、それを必要とする患者(レシピエント患者)へ移植することを含む、心臓移植(または心臓及び肺移植)の方法が提供される。
本発明の別の態様においては、本発明の灌流方法に従って灌流された静脈または動脈を、それを必要とする患者(レシピエント患者)へ移植することを含む、冠状動脈バイパスの方法が提供される。
本発明の別のさらなる態様においては、本発明の灌流方法に従って灌流された心臓弁を、それを必要とする患者(レシピエント患者)へ移植することを含む、心臓弁移植の方法が提供される。
本発明の別の態様においては、ステント移植の間または後に、式Iの化合物、または薬学的に許容されるその塩若しくはエステルを、それを必要とする患者へ投与することを含む、冠状動脈ステントを移植する方法が提供される。冠状動脈ステントは、薬剤溶出ステントでもよい。
ある実施形態では、ドナー患者とレシピエント患者は別の患者(異物移植(allotransplantation))である。しかしながら、それらは、例えば患者の身体の一部からの動脈または静脈が冠状血管系に移植される冠状動脈バイパス手術の場合、同じ患者(自己移植(autologous transplantation)または自家移植(autotransplantation))であってもよい。ドナー患者は、異なる種のであってもよい(例えば、心臓弁異種移植の場合)。
移植または灌流されることもある器官若しくは器官の一部、または組織は、一般的に、動脈、静脈、心臓、肺、心臓弁、及びこれらの組み合わせを含む。
本発明の一実施形態では、心筋梗塞の治療における使用のためのアルテスネートが提供される。アルテスネートは、梗塞の大きさ及び心筋へのダメージを低減するために、心筋梗塞に罹患している患者、または最近心筋梗塞を罹患した患者に、静脈内製剤として投与される。溶液は、0.1mg/kg〜10mg/kgの用量範囲内で静脈内投与され得る。溶液は、コロイド若しくはクリスタロイド増量剤を含む水性再灌流液として、または式Iの化合物及び重炭酸ナトリウムを含む水性組成物として投与されてもよい。
本発明の第一の態様の特徴は、本発明の第二及び後続の態様に、変更すべきところは変更して適用する。
本発明は、ここで、次の実施例を参照して説明されるであろうが、ただ参照目的のために示されるのであり、本発明の範囲を制限すること意図しない。実施例では、図の番号へ参照され、この場合:
図1は、(i)外科的処置単独(疑似(Sham)、n=4)、または、外科的処置及び出血性ショックに次いで蘇生時に(ii)ビヒクル(10%DMSO、1ml/kg静脈内投与、HS対照、n=10)若しくは(iii)アルテスネート(1,3または10mg/kg静脈内投与、それぞれ、HS+アルテスネート1mg/kg;n=6、HS+アルテスネート3mg/kg;n=7、及び、HS+アルテスネート10mg/kg;n=8)による処置を施したラットにおけるMAPの変化を示す。データは平均値±SEMとして表現される。P<0.05疑似 対HS対照。
図2は、(i)外科的処置単独(疑似、n=4)、または、外科的処置及び出血性ショックに次いで蘇生時に(ii)ビヒクル(10%DMSO、1ml/kg静脈内投与、HS対照、n=10)若しくは(iii)アルテスネート(1,3または10mg/kg静脈内投与、それぞれ、HS+アルテスネート1mg/kg;n=6、HS+アルテスネート3mg/kg;n=7、及び、HS+アルテスネート10mg/kg;n=8)による処置を施したラットにおける、(a)尿素及び(b)クレアチニンの血清レベル;並びに(c)クレアチニンクリアランスの変化を示す。データは平均値±SEMとして表現される。P<0.05対HS対照。
図3は、(i)外科的処置単独(疑似、n=4)、または、外科的処置及び出血性ショックに次いで蘇生時に(ii)ビヒクル(10%DMSO、1ml/kg静脈内投与、HS対照、n=10)若しくは(iii)アルテスネート(1,3または10mg/kg静脈内投与、それぞれ、HS+アルテスネート1mg/kg;n=6、HS+アルテスネート3mg/kg;n=7、及び、HS+アルテスネート10mg/kg;n=8)による処置を施したラットにおける、(a)AST、(b)ALT、及び(c)CKの血清レベルの変化を示す。データは平均値±SEMとして表現される。P<0.05対HS対照。
図4は、(i)外科的処置単独及びビヒクルによる治療(疑似+10%DMSO、n=4)、熱傷損傷及び(ii)ビヒクル(熱傷+10%DMSO、n=10)または(iii)アルテスネート(熱傷+アルテスネート、n=9)による処置を施したラットにおける、(a)尿素及び(b)クレアチニンの血清レベルの変化を示す。データは平均値±SEMとして表現され、熱傷+10%DMSOと比べられるときはP<0.05。
図5は、(i)外科的処置単独及びビヒクルによる治療(疑似+10%DMSO、n=4)、熱傷損傷及び(ii)ビヒクル(熱傷+10%DMSO、n=10)または(iii)アルテスネート(熱傷+アルテスネート、n=9)による処置を施したラットにおける、(a)AST及び(b)ALTの血清レベルの変化を示す。データは平均値±SEMとして表現され、熱傷+10%DMSOと比べられるときはP<0.05。
図6は、外科的処置単独及びビヒクルによる治療を施した(疑似、n=4);または、脳虚血及び再灌流、並びに再灌流時及び再灌流の開始から6時間後にビヒクル(I/R、n=7)若しくは3mg/kgアルテスネート(I/R+アルテスネート、n=7)による処置を施したラットにおける梗塞サイズの変化を示す。データは平均値±SEMとして表現される。P<0.05対I/R。
図7は、(i)模擬(sham)手術(疑似、n=5)、または敗血症ショックに次いで(ii)ビヒクル(10%DMSO、1ml/kg静脈内投与、LPS、n=10)若しくは(iii)アルテスネート(10mg/kg、LPS+アルテスネート10mg/kg腹腔内投与 LPS後1時間、n=6、LPS+アルテスネート10mg/kg静脈内投与 LPS後1時間、n=3、LPS+アルテスネート10mg/kg腹腔内投与 LPS前30分、n=2)で処置を施したマウスにおける(a)尿素及び(b)クレアチニン、並びに(c)ALTの血清レベルの変化を示す。データは平均値±SEMとして表現される。P<0.05対LPS。
図8は、外科的処置単独及びビヒクルによる治療(疑似、10%DMSO 1ml/kg静脈内投与、n=6)、または、局所心筋虚血(25分)及び再灌流(2時間)並びにビヒクル(対照、10%DMSO 1ml/kg静脈内投与、n=8)による治療、または、2サイクルのIPC(5分)に続いてLAD−閉塞(25分)及び再灌流(2時間)並びにビヒクル(IPC、10%DMSO 1ml/kg静脈内投与、n=8)による治療、または、局所心筋虚血(25分)及び再灌流(2時間)並びにアルテスネート(アルテスネート、10%DMSO、1ml/kgで1,3または10mg/ml静脈内投与、n=8)による処置を施したラットの、(A)リスクのある領域並びに(B)梗塞サイズを示す。P<0.05対 対照。
図9は、外科的処置単独及びビヒクルによる治療(疑似、5%重炭酸ナトリウム1ml/kg静脈内投与、n=6)、または、局所心筋虚血(25分)及び再灌流(2時間)並びにビヒクル(対照、5%重炭酸ナトリウム1ml/kg静脈内投与、n=14)による治療、または、局所心筋虚血(25分)及び再灌流(2時間)並びにアルテスネート(0.3,1または10mg/kg静脈内投与、n=2−10)による処置を施したラットの、(A)リスクのある領域並びに(B)梗塞サイズを示す。P<0.05対 対照。
図10は、外科的処置単独及びビヒクルによる治療(疑似、10%DMSO 1ml/kg静脈内投与、n=6)、または、局所心筋虚血(25分)及び再灌流(2時間)並びにビヒクル(対照、10%DMSO 1ml/kg静脈内投与、n=14)による治療、または、局所心筋虚血(25分)及び再灌流(2時間)並びにアルテスネート(1mg/kg静脈内投与、n=7)による治療、または、局所心筋虚血(25分)及び再灌流(2時間)並びにジヒドロアルテミシニン(DHA 0.1mg/kg静脈内投与、n=6)による処置を施したラットの、(A)リスクのある領域並びに(B)梗塞サイズを示す。P<0.05対 対照。
実施例
本件研究における動物プロトコルは、女王書簡局によって公表された内務省動物(科学的処置)法1986施行ガイダンス、及び国立研究協議会の実験動物の管理と使用に関する指針、の両方の派生物に従った、地域動物使用管理委員会(local Animal Use and Care Committee)によって承認された。統計解析は、一般に、グラフパッドプリズム(GraphPad Prism)5.03(グラフパッドソフトウェア,サンディエゴ,カリフォルニア,米国)によって行われ、0.05未満のP値は有意であるとみなされた。文書や図で記述されているすべての値は、n点観測についての平均値±標準誤差(SEM)として表される。
1. 外傷出血によって誘導された臓器損傷及び機能障害に対するアルテスネートの効果のラットにおける評価
1.1 外科的処置
ウィスター(Wistar)系雄性ラット35匹(271±5g)は、ナトリウムチオペントン(120mg/kg腹腔内投与、リンクファーマシューティカルズ社(LINK Pharmaceuticals Ltd),ウエストサセックス,英国)によって麻酔をかけられ、麻酔は、必要な量、必要な時にナトリウムチオペントンの補充注射(〜10mg/kg静脈投与)によって維持された。動物は温度調節された加熱マット(ハーバードアパラタス社(Harvard Apparatus Ltd),ケント,英国)の上に置かれ、恒温毛布に取り付けた直腸プローブを用いて体温は37±1℃に維持された。気管切開は、気道の開存性を維持し自発呼吸を促すために、小さな長さのポリエチレンチューブ[内径(ID)1.67mm、ポーテックス(Portex),ケント,英国]を気管の内腔へ挿入することで行った。左大腿動脈はカニューレ(ID 0.40mm、ポーテックス)が挿入され、平均動脈圧(MAP)及び心拍(HR)の誘導をパルス波形から測定するために圧力変換器(SP844血圧センサー、メムスキャップ(Memscap),米国)へ接続され、これら両方が、ウィンドウズXPを実行するインテルに基づいた(Intel−based)コンピュータへインストールされたデータ取得システム(パワーラボ(PowerLab)8SP、チャートv5.5.3、ADインスツルメンツ,ヘイスティングス,英国)上に実験の期間中表示された。右頸動脈は、ヘパリン化シリンジを用いた血液の抜き取りを容易にするために、カニューレ(ID 0.58mm、ポーテックス)が挿入された。右頚静脈は、乳酸リンゲル(RL)、血流、試験化合物及び/またはビヒクルの投与のために、カニューレ(ID 0.40mm、ポーテックス)が挿入された。膀胱はまた、尿を収集するために、カニューレ(ID 0.76mm、ポーテックス)が挿入された。外科的処置が完了すると、心血管パラメータが安定するために、15分間が割り当てられた。
1.2 出血及び蘇生
安定化期間の後、10分以内に35±5mmHgまでMAPの低下を達成するために、右頸動脈に挿入したカニューレを介して血液が抜き取られた。これ以降、補償期(交感神経応答による、採血後のMAP上昇)の間はさらに血液を抜き取るか、補償不全期(動物がMAPを増大し、高く維持することができない)の間は乳酸リンゲルの静脈投与によって、90分の間、35±5mmHgにMAPは維持された。出血時に引き抜いた血液の平均量は、9.8±0.2ml(n=31、全ての出血した群に渡って)であった。出血の開始から90分後の時点で、20ml/kg乳酸リンゲル静脈内投与10分間、次に100u/mlヘパリン化生理食塩水と流血半分と混合した静脈内投与50分間により、蘇生が行われた。1時間の蘇生の最後に、乳酸リンゲル(1.5ml/kg/時)の静脈内注入が、補液として開始され、さらに3時間維持された。
1.3 臓器損傷/機能障害の定量
蘇生の開始から4時間後、1.2mlの血液が右頸動脈から採血され、血清ゲルチューブ(ザルスタット,ヌムブレヒト,ドイツ)へ注がれ、その後、実験を終了するために心臓が取り出された。サンプルは血清を分離するために遠心分離(9900rpm 3分間)され、そこから尿素、クレアチニン、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(AST)、アラニンアミノトランスフェラーゼ(ALT)及びクレアチニンキナーゼ(CK)が、24時間以内に測定された(アイデックスラボラトリーズ社(Idexx Laboratories Ltd),ウェストヨークシャー,英国)。実験の最後の3時間中に収集された尿は、糸球体機能障害の指標としてクレアチニンクリアランスを推定するためにクレアチニンレベルについて分析され、以下のように計算された:
1.4 実験計画
ラットは無作為に以下のグループに割り当てられた:
(i) 疑似(n=4)
(ii) HS対照(n=10)
(iii)HS+アルテスネート1mg/kg(n=6)
(iv) HS+アルテスネート3mg/kg(n=7)
(v) HS+アルテスネート10mg/kg(n=8)
模擬手術ラットは同一の外科的処置を受けたが、出血や蘇生がなかった。動物は、蘇生時に10%DMSO(1ml/kg静脈内投与)またはアルテスネート(1,3,または10mg/kg静脈内投与)のいずれかを与えられた。
1.5 材料
別途に明記しない限り、全ての化合物は、シグマ−アルドリッチカンパニー社(プール,ドーセット,英国)から入手した。すべてのストック溶液は、非発熱性(non−pyrogenic)生理食塩水[0.9%(w/v)NaCl:バクスター ヘルスケア社,セットフォード,ノーフォーク,英国]中で調製された。乳酸リンゲルも、バクスター ヘルスケア社より入手した。ナトリウムチオペントン(チオベット(Thiovet))(登録商標)は、リンクファーマシューティカルズ社,ホーシャム,英国、より入手した。マルチパリン(Multiparin)(ヘパリン注射BP、5000iu/ml)は、国立獣医サービス(National Veterinary Services),ストークオントレント,英国から入手し、0.1mlマルチパリンは100u/mlの濃度を与えるように0.9%(w/v)塩化ナトリウム4.9mlへ添加され、5mlマルチパリンは25u/mlの濃度を与えるように0.9%(w/v)塩化ナトリウム1リットルへ添加された。アルテスネートはまた、シグマ−アルドリッチカンパニー社(プール,ドーセット,英国)より入手した。
1.6 統計解析
各データ点は、最大10の別々の動物から得られた生化学的測定を表す。繰り返し測定の無いデータは、一元配置ANOVAによって、続けてダネットポストホックテストによって評価された。繰り返し測定のあるデータは、二元配置ANOVAによって、続けてボンフェローニポストホックテストによって評価された。
1.7 出血性ショックによって引き起こされた循環不全に対するアルテスネートの効果
模擬手術ラットと比べたとき、ビヒクルによって処置されたHS−ラットは、蘇生期間内MAPについて有意な低下を示した(P<0.05、図1)。蘇生時におけるアルテスネート(1,3または10mg/kg)の投与は、蘇生期間内に出血によって引き起こされるMAPについての低下を改善することができなかった。
1.8 出血性ショックによって誘導された臓器損傷及び機能障害に対するアルテスネートの効果
模擬手術ラットと比較すると、ビヒクルによって処置されたHS−ラットは、血清尿素(P<0.001、図2A)及びクレアチニン(P<0.001、図2B)について有意な増加を発症し;模擬手術ラットと比較すると、クレアチニンクリアランスが有意に減少し(P<0.005、図2C)、腎及び糸球体機能不全の発症を示している。HS−ラットと比較したとき、3mg/kgアルテスネートによるHS−ラットの処置は、血清尿素(P<0.05、図2A)及びクレアチニン(P<0.005、図2B)の上昇を有意に緩和し;10mg/kgアルテスネートによる処置は、血清クレアチニンの上昇(P <0.005、図2B)及びクレアチンクリアランスの低下(P<0.005、図2C)を有意に緩和した。1mg/kgアルテスネートによるHS−ラットの処置は、血清尿素(P>0.05、図2A)若しくはクレアチニン(P>0.05、図2B)の上昇、またはクレアチニンクリアランスの低下(P>0.05、図2C)に有意な影響を与えなかった。
模擬手術ラットと比較すると、ビヒクルによって処置されたHS−ラットは、血清AST(P<0.005、図3A)、ALT(P<0.005、図3B)、及びクレアチニンキナーゼ(P<0.05、図3C)について有意な上昇を発症し、肝障害及び骨格筋損傷の発症を示している。アルテスネート(3及び10mg/kgの両方)によるHS−ラットの処理は、血清AST(P<0.05、図3A)、ALT(P<0.005、図3B)、及びクレアチニンキナーゼ(P<0.05、図3C)の上昇を、有意に緩和した。1mg/kgアルテスネートによる処置は、血清AST(P>0.05、図3A)、ALT(P>0.05、図3B)またはクレアチニンキナーゼ(P>0.05、図3C)の上昇に対して有意な影響を有さなかった。
2.熱傷損傷によって誘導された臓器損傷及び機能障害に対するアルテスネートの効果のラットにおける評価
2.1 外科的処置
体重300〜350gのウィスター系雄性ラット22匹(ハーラン,ウディネ,イタリア)は、ペントバルビタールナトリウム(ユータシル(Eutasil)(登録商標)、60mg/kg腹腔内投与;サノフィ ヴェテリナリア,アルゲス,ポルトガル)で麻酔され、必要に応じて補充された。麻酔されたラットは、(背及び腹の)毛が剃られ、温度調節された加熱マット(ハーバードアパラタス社,ケント,英国)の上に置かれ、恒温毛布に取り付けた直腸プローブを用いて体温が37±1℃に維持された。気管切開は、気道の開存性を維持し自発呼吸を促すために行われた。熱傷の30分前に、ラットは、3.2節で説明したように、ビヒクルまたは薬物で処置された。熱傷損傷を誘発するために、60%の第3度の熱傷は、合成発泡体板(synthetic foam template)を使用して背部の剃毛した皮膚を99℃の水に10秒間に浸漬することによって誘導された。ラットは、その後乾かされ、加熱マットの上に置かれた。ラットは、麻酔薬の過剰量接種によって熱傷損傷から6時間後に屠殺され、臓器損傷や機能障害の解析のために血清サンプルが回収された。
2.2 実験計画
ラットは無作為に以下のグループに割り当てられた:
(i) 疑似(n=4)
(ii) 熱傷+10%DMSO(n=10)
(iii)熱傷+アルテスネート(n=9)
模擬手術ラットは同一の外科的処置を受けたが、熱傷がなかった(室温の水へ浸漬された)。動物は、熱傷損傷の30分前及び熱傷損傷の30分後に10%DMSO(1ml/kg静脈内投与)またはアルテスネート(3mg/kg静脈内投与)のいずれかを与えられた。
2.3 材料
別途に明記しない限り、全ての化合物は、シグマ−アルドリッチ キミカS.A.(シントラ,ポルトガル)から入手した。ペントバルビタールナトリウム(ユータシル(登録商標))は、サノフィ ヴェテリナリア(ミラフローレス,アルゲス,ポルトガル)より入手した。すべてのストック溶液は、非発熱性(non−pyrogenic)生理食塩水(0.9%NaCl;B.ブラウンメディカル社,ケルス,ポルトガル)中で調製された。
2.4 統計解析
各データ点は、最大10の別々の動物から得られた測定を表す。データは、マン―ホイットニーUテストを使用して評価された。
2.5 熱傷損傷によって誘導された腎機能障害に対するアルテスネートの効果
模擬手術ラットと比較すると、熱傷を受けビヒクルによって処置されたラットは、血清尿素(P<0.05、図4A)及びクレアチニン(P<0.05、図4B)の有意な上昇を発症し、腎機能障害の発症を示している。3mg/kgアルテスネートによる熱傷ラットの処置は、熱傷ラットと比較したとき、血清尿素p<0.05、図4A)及びクレアチニン(P<0.05、図4B)の上昇を有意に緩和した。
2.6 熱傷損傷によって誘導された肝障害に対するアルテスネートの効果
模擬手術ラットと比較すると、熱傷を受けビヒクルによって処置されたラットは、血清アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ,AST(P<0.005、図5A)、及びアラニンアミノトランスフェラーゼ,ALT(P<0.005、図5B)について有意な上昇を発症し、肝障害の発症を示している。3mg/kgアルテスネートによる熱傷ラットの処理は、熱傷によって誘導された血清AST(P>0.05、図5A)及びALT(P>0.05、図5B)の上昇に対して有意な影響を有さなかった。
2.7 まとめ
熱傷を受けたラットのビヒクルによる処置は、有意な腎機能障害(血清尿素及びクレアチニンの上昇によって示される)及び有意な肝障害(血清AST及びALTの上昇によって示される)という結果となった。
熱傷を受けたラットの3mg/kgアルテスネートによる処置は、熱傷損傷によって引き起こされた腎機能障害の有意な低減(血清尿素及びクレアチニンを用いて測定された)という結果となった。しかしながら、熱傷を受けたラットの3mg/kgアルテスネートによる処置は、熱傷によって誘導された肝障害(血清AST及びALTを用いて測定された)に対して有意な影響を有さなかった。
3. 脳虚血及び再灌流のラットモデルにおける、梗塞サイズに対するアルテスネートの効果の評価
3.1 外科的処置
全ての手順は、米国国立衛生研究所によって採択され公布された実験動物の管理と使用に関する指針だけでなく、実験及び他の科学的目的に使用される動物の保護(DM116/92)についてのイタリアの規制に従って行われた。実験プロトコルは、トリノ大学倫理委員会によって承認された。
体重210〜230gのウィスター系雄性ラット18匹(ハーラン−イタリア,ウディネ,イタリア)は、ゾレチル(Zoletil)100(30mg/kg腹腔内投与、チレタミンとゾラゼパムの混合物、ラボラトワレ ビルバック(Laboratoires Virbac),フランス)で麻酔され、必要に応じて補充された。動物は、温度調節された加熱マット(ハーバードアパラタス社,ケント,英国)の上に置かれ、恒温毛布に取り付けた直腸プローブを用いて体温が37±1℃に維持された。両方の総頸動脈は正中切開を介して曝露され、解剖は、胸鎖乳突筋と胸骨舌骨筋の間で、気管に平行に行われた。各頸動脈は、外膜鞘及び迷走神経から解放され、注意深く分離されて維持された。虚血は、非外傷性動脈クランプ(マイクロブルドッグクランプ,ハーバードアパラタス社,ケント,英国)を用いて30分間両側総頸動脈をクランプすることによって達成された。虚血の間、動物は、体温、呼吸パターン、正向反射の消失、無反応、角膜反射、並びに瞳孔固定及び散大について観察された。血流の再循環は、クリップを開放することにより確立され、頚動脈における血流の回復は、注意深い観察により確認された。再灌流は、24時間割り当てられた。手術後、術後の回復が良好であったことを確かなものにするために、動物は37℃培養庫中で少なくとも3時間保持された。その後、それらは、餌と水を自由摂取する温度と光が制御された条件下で、グループ収容された。再灌流の最後に、麻酔されたラットは、大動脈放血後に断頭により殺され、前脳が0℃で素早く解剖された。両半球からの海馬全体が取り出され、生化学的アッセイ用の適切な氷冷ホモジナイズ培地に移された。
3.2 梗塞体積の測定
再灌流の終わりに、ラットは、ゾレチル100(チレタミンとゾラゼパムの混合物)の過剰量接種によって殺され、断頭された。ラットの脳は、直ちに取り出され、氷冷生理食塩水に5分間入れられた。それぞれの脳は、次いで脳マトリックスに入れられ、冠状切片は、2mm切片に切断された。脳スライスは直ちに、2% 2,3,5−トリフェニルテトラゾリウムクロリド一水和物(TTC)溶液(生理食塩水中)に37℃で30分間、続いて4%パラホルムアルデヒド溶液に浸漬された。各切片の梗塞領域及び半球領域は、トレースされ、画像解析システム(インクワイアリィー;ローツ(Loats),ウェストミンスター,メリーランド州,米国)によって定量化され、脳全体の梗塞領域百分率として表現された。
3.3 実験計画
ラットは無作為に以下のグループに割り当てられた:
(iv) 疑似(n=4)
(v) I/R(n=7)
(vi) I/R+アルテスネート3mg/kg(n=7)
模擬手術ラットは同一の外科的処置を受けたが、頸動脈閉塞が無かった。動物は、再灌流時及び再灌流の開始から6時間後に再び、30%ヒドロキシプロピル−ベータ−シクロデキストリン(HP−β−CD)(1ml/kg静脈内投与)またはアルテスネート(3mg/kg静脈内投与)のいずれかを与えられた。
3.4 材料
別途に明記しない限り、全ての化合物は、シグマ−アルドリッチカンパニー社(プール,ドーセット,英国)から入手した。すべてのストック溶液は、非発熱性生理食塩水[0.9%(w/v)NaCl:バクスター ヘルスケア社,セットフォード,ノーフォーク,英国]中で調製された。麻酔薬ゾレチル100(チレタミンとゾラゼパムの混合物)は、ラボラトワレ ビルバック,カロス セデックス(Carros Cedex),フランスより入手した。
3.5 統計解析
各データ点は、最大7の別々の動物から得られた測定を表す。データは、一元配置ANOVAによって、続けてダネットポストホックテストによって評価された。
3.6 脳梗塞に対するアルテスネートの効果
模擬手術ラットと比較すると、脳虚血及び再灌流を施したラットは、27.1±3.9%の梗塞体積をもたらし;脳虚血及び再灌流を施したラットのアルテスネート(3mg/kg)による処置は、19.3±4.3%まで梗塞体積の有意な減少を誘導した(P<0.05、図6)。
3.7 まとめ
脳虚血及び再灌流を施したラットのビヒクルによる処置は、模擬手術ラットと比較すると、梗塞の発症を引き起こした。脳虚血及び再灌流を施したラットのアルテスネート(3mg/kg)による処置は、ビヒクルによって処置したラットと比較すると、梗塞サイズを有意に低下させた。
実施例1〜3の結果は、アルテスネート及びその誘導体が、外傷出血、及び外傷出血誘発性臓器損傷(急性肺傷害及びARDSを含む)若しくは多臓器不全のような関連症状の治療、または、外傷出血、外傷出血誘発性臓器損傷、外傷出血誘発性多臓器不全、脳卒中若しくは熱傷損傷の治療に有用であり得ることを示している。
4. 敗血症ショックのモデルマウスにおける、臓器損傷及び機能障害に対するアルテスネートの効果の評価
4.1 敗血症の誘発
体重20−30gのC57BL/6系雄性マウス26匹(ハーランラボラトリーズ,ワイトン,英国)が、この実験に使用された。時間0の時点で(t=0時間)、マウスはLPS(5ml/kg 0.9%NaClで9mg/kg)またはビヒクル(5ml/kg 0.9%NaCl)のいずれかの腹腔内投与(i.p.)を与えられた。マウスはその後、ケタミン(100mg/ml)/キシラジン(20mg/ml)が2:1の比率の溶液を用いた麻酔の誘導によって、LPSの注射から16〜18時間後に屠殺され、心臓が取り出された。
4.2 臓器損傷/機能障害の定量化
実験の最後に、血液0.7mlが右頸動脈から採血され、血清ゲルチューブ(ザルスタット,ヌムブレヒト,ドイツ)へ注がれた。サンプルは血清を分離するために遠心分離(9900rpm 3分間)され、そこから尿素、クレアチニン、及びアラニンアミノトランスフェラーゼ(ALT)が、24時間以内に測定された(アイデックスラボラトリーズ社,ウェストヨークシャー,英国)。
4.3 実験計画
マウスは無作為に以下のグループに割り当てられた:
(vii) 疑似(n=5)
(viii) LPS(n=10)
(ix) LPS+アルテスネート10mg/kg腹腔内投与 LPS後1時間(n=6)
(x) LPS+アルテスネート10mg/kg静脈内投与 LPS後1時間(n=3)
(xi) LPS+アルテスネート10mg/kg腹腔内投与 LPS前30分(n=2)
模擬手術マウスはLPSの代わりに生理食塩水(5ml/kg腹腔内投与)を与えられた。マウスは、上述の時点において、10%DMSO(5ml/kg腹腔内投与、若しくは静脈内投与)またはアルテスネート(10mg/kg腹腔内投与、若しくは静脈内投与)のいずれかを与えられた。
4.4 材料
別途に明記しない限り、全ての化合物は、シグマ−アルドリッチカンパニー社(プール,ドーセット,英国)から入手した。すべてのストック溶液は、非発熱性生理食塩水[0.9%(w/v)NaCl:バクスター ヘルスケア社,セットフォード,ノーフォーク,英国]中で調製された。アルテスネートはまた、シグマ−アルドリッチカンパニー社(プール,ドーセット,英国)より入手した。
4.5 統計解析
各データ点は、最大11の別々の動物から得られた生化学的測定を表す。データは、一要因(one−factorial)ANOVAによって、続けてダネットポストテストによって評価された。
4.6 敗血症ショックによって誘導された臓器損傷及び機能障害に対する、アルテスネートの効果
模擬手術マウスと比較すると、LPSを注射してビヒクルで処置したマウスは、血清尿素(P<0.05、図7A)、クレアチニン(P<0.05、図7B)及びALT(P<0.05、図7C)の有意な上昇を発症し、腎機能障害及び肝障害を示している。3つの処置群全てにおける10mg/kgのアルテスネートを用いた敗血症ラットの処置は、ビヒクルで処置した敗血症ラットと比較したとき、血清尿素(P>0.05、図7A)、クレアチニン(P>0.05、図7B)、及びALT(P<0.05、図7C)の上昇に対して有意な影響を有さなかった。
4.7 まとめ
敗血症ショックを施したマウスのビヒクルによる処置は、有意な腎機能障害(血清尿素及びクレアチニンの上昇によって示される)及び有意な肝障害(血清AST及びALTの上昇によって示される)という結果となった。敗血症ショックを施したラットの10mg/kgアルテスネートによる処置は(3つの処置群全てにおいて)、敗血症ショックによって引き起こされた腎機能障害(血清尿素及びクレアチニンによって測定された)及び肝障害(血清AST及びALTを用いて測定された)に対して有意な影響を有さなかった。
5. 心筋梗塞に対する、10%DMSOに溶解したアルテスネートの効果
5.1 外科的処置
ラットは、チオペントンナトリウム(イントラバル(Intraval)(登録商標)120mg/kg腹腔内投与)で麻酔された。麻酔は、必要に応じてチオペントンナトリウムの補充注射によって維持された。気管はカニューレが挿入され、動物はハーバード人工呼吸器(吸気酸素濃度:30%;70ストローク/分、一回換気量:8−10ml/kg)によって換気された。体温は、恒温毛布ユニット(ハーバードアパラタス社,エデンブリッジ,ケント,英国)に取り付けた直腸プローブを活用して37±1℃に維持された。右頚動脈はポリエチレンカテーテルがカニューレ挿入され、平均動脈圧(MAP)及び心拍(HR)を観察するために圧力変換器(センソ−ノル(Senso−Nor)844,センソ−ノル,ホルテン,ノルウェー)へ接続され、これらが、IBM互換コンピュータにインストールされたデータ取得システム(マックラボ(MacLab)8e,ADIインスツルメンツ,ヘイスティングス,英国)上に表示された。右頸静脈は、その後、薬剤及び生理食塩水の投与のためにカニューレが挿入された。傍胸骨開胸がその後、肋間動脈を焼灼するための電気手術装置を使用して、3つの肋骨を切り開く前に実施された。胸が引込められ(retracted)、心臓から心膜が解剖された。左前下行枝(LAD)冠状動脈が単離され、スネア閉鎖栓がLADの周辺に置かれた。開創器が次に取り除かれ、動物は安定化させるために15分間が割り当てられた。
5.2 虚血及び再灌流
閉鎖栓は時間0で締められた。LAD閉塞の25分後、閉鎖栓は、前もって虚血心筋(2時間)の再灌流を可能にするために開放された。血行動態パラメータは、連続的に観察された。ベースライン測定値は処置、及び、心筋IRI前に採られた。圧力率指数(PRI)、心筋酸素消費量の相対的指標は、MAP(mmHg)及びHR(拍/分−bpm)の積として計算され、mmHgbpm×10−3で表された。
5.3 心筋組織損傷の定量化
2時間の再灌流期間の終わりに、LADは再閉塞され、1mlのエバンスブルー色素(2%w/v)が、頸静脈を介して動物に注入された。エバンスブルー色素は、それが循環することができる組織を染色し、従って、非灌流血管(閉塞された)組織は着色されないままとなる。各動物は麻酔薬の過剰投与によって殺され、心臓が摘出され、過剰な染料が洗い流された。心臓は、その後3−4mmの切片に切断され、右心室壁が除去され、リスクのある領域(AAR−非灌流で、それゆえ、非染色心筋)が非虚血性(青)組織から分離された。虚血性及び非虚血性組織は秤量され、AARは、左心室の百分率として表された。AARからの組織は小片に切断され、p−ニトロブルーテトラゾリウム(NBT、0.5mg/ml)にて37℃で30分間インキュベートされた。NBTは、生存(非梗塞)組織に存在するデヒドロゲナーゼと反応してダークブルーのホルマザン[14]を生成する、還元剤である。梗塞組織(非生存)は、デヒドロゲナーゼ活性を有しておらず、それゆえ染色することができない。染色された組織は、梗塞組織から分離され、秤量され、梗塞サイズがAARの百分率として表された。
5.4 ウェスタンブロット分析
簡単に述べると、心臓サンプルは、20mM HEPES、pH7.9、1mM MgCl、0.5mM EDTA、1%NP−40、1mM EGTA、1mMジチオスレイトール(DTT)、0.5mMフェニルメチルスルホニルフルオライド(PMSF)、5μg/mlアプロチニン、2.5μg/mlロイペプチンを含むホモジネーション緩衝液を用いて、ポッターエルベージェム(Potter Elvehjem)ホモジナイザー(ウィートン,ミルビル,ニュージャージー州,米国)内で10%(w/v)で均質化された。ホモジネートは、4℃で5分間、4,000gで遠心分離された。上清が取り出され、細胞質画分を得るために4℃で40分間、15,000gで遠心分離された。細胞質タンパク質含量は、製造業者の指示に従ってビシンコニン酸(BCA)タンパク質アッセイキットを用いて測定された。サンプルは、使用するまで−80℃で保存された。60μgの全タンパク質がロードされた。タンパク質は、8%ドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動により分離され、ポリビニリデンジフルオライド膜に転写され、次いでスーパーブロック(SuperBlock)ブロッキング緩衝液と共にインキュベートされた。膜は、一次抗体(ウサギ抗−総GSK−3β、ヤギ抗−pGSK−3β Ser9、ウサギ抗−全Akt、ラット抗−pAkt Ser473、ウサギ抗−eNOS)と共にインキュベートされた。ブロットは次に、30分間室温で、西洋ワサビペルオキシダーゼと接合した二次抗体と共にインキュベートされ、増強化学発光検出システムによって現像された。免疫反応性バンドはオートラジオグラフィーによって可視化され、バンドの濃度は、ゲルプロ(登録商標)アナライザー4.5、2000ソフトウェア(メディア サイバーネティックス(Media Cybernetics),シルバースプリング,米国)を用いてデンシトメトリーによって評価された。ゲル−ローディング均質性を評価するために、膜は引き剥がされ、室温で、β−アクチンモノクローナル抗体と30分間、続いて抗−マウス抗体と30分間インキュベートされた。相対バンド強度が評価され、対応するβ−アクチン発現に対して正規化された。各群は、その後、模擬−対照動物と比較した場合の相対的なタンパク質発現を確立するため、対応する模擬−対照データに対して調節された。
5.5 統計解析
血行動態パラメータは、二元配置分散分析(ANOVA)、続けてボンフェローニポストテストによって解析された。繰り返し測定の無いデータは、一元配置ANOVAによって、続けて多重比較のためにダネットポストホックテストによって解析された。
5.6 血行動態パラメータに対する、局所MI及びアルテスネートの効果
全ての動物の群における平均動脈圧のベースライン値は、105.1±5.6から120.2±2.9mmHgの範囲であり、群間で有意差はなかった(P>0.05、データは示されていない)。局所心筋虚血に続く再灌流は、実験終了時には、90.9±5.7mmHgまで平均動脈圧の進行的な低下を引き起こした。LADの閉塞前のIPC(5分)の2サイクルによる動物の前処置は、心筋虚血及び再灌流によって生じる平均動脈圧の低下を緩和しなかった。再灌流時のアルテスネート(10%DMSO中に、10mg/kg、3mg/kg、1mg/kgで溶解)による動物のボーラス処置は、心筋虚血及び再灌流によってもたらされる平均動脈圧の低下を緩和しなかった(P>0.05対 対照)。
ラットの全群の心拍のベースライン値は、分あたり393.6±10.5から442.7±5.3拍(bpm)の範囲であり、群間で有意差はなかった(P>0.05、データは示されていない)。LADの閉塞前のIPC(5分)の2サイクルによる動物の前処置は、局所心筋虚血及び再灌流を施したラットの心拍に有意な影響を有さなかった。再灌流時のアルテスネート(10%DMSO中に、10mg/kg、3mg/kg、1mg/kgで溶解)による動物のボーラス処置は、局所心筋虚血及び再灌流を施したラットの心拍に有意な影響を有さなかった(P>0.05対 対照)。
圧力率指数、心筋酸素消費量の相対的指標は、平均動脈圧及び心拍の積として計算された。動物の全ての群における圧力率指数のベースライン値は、41.4±2.6〜53.2±1.1拍mmHg分−110−3であり、群間で有意差はなかった(P>0.05、データは示されていない)。心筋虚血及び再灌流を施したラットでは、圧力率指数が46.0±2.4から実験終了時には38.2±3.0拍mmHg分−110−3に進行的に低下していた。LADの閉塞前のIPC(5分)の2サイクルによる動物の前処置は、局所心筋虚血及び再灌流を施したラットの圧力率指数の低下に有意な影響を有さなかった。再灌流時のアルテスネート(10%DMSO中に、10mg/kg、3mg/kg、1mg/kgで溶解)による動物のボーラス処置は、局所心筋虚血及び再灌流を施したラットの圧力率指数の低下に有意な影響を有さなかった(P>0.05対 対照)。
5.7 リスクのある領域及び梗塞サイズに対する効果
梗塞のリスクがある領域は、研究されたすべての群で同様であり、左心室の47.0±2.1から54.7±2.0%の範囲であった(P>0.05、図8A)。模擬手術動物は、AARの6.2±2.0%の梗塞サイズを示した(図8B)。模擬手術動物と比較した場合、局所心筋虚血(25分間)に続いて再灌流(2時間)を施した動物は、AARの59.8±3.2%の梗塞サイズとなった(図8B)。LADの閉塞前のIPC(5分)の2サイクルによる動物の前処置は、梗塞サイズを59.8±3.2から30.3±3.2%(P<0.05、図8B)に有意に緩和した。
局所心筋のI/Rを施した動物と比較した場合、再灌流時のアルテスネート(10mg/kg)による動物のボーラス処置は、梗塞サイズを59.8±3.2から42.8±1.7%(28%の梗塞サイズ低下、P<0.05、図8B)に有意に緩和した。局所心筋のI/Rを施した動物と比較した場合、再灌流時のアルテスネート(3mg/kg)による処置は、梗塞サイズを59.8±3.2から46.9±2.3%(13%の梗塞サイズ低下、P<0.05、図8B)に有意に緩和した。加えて、局所心筋のI/Rを施した動物と比較した場合、再灌流時のアルテスネート(1mg/kg)による処置は、梗塞サイズを59.8±3.2から48.0±3.5%(12%の梗塞サイズ低下、P<0.05、図8B)に有意に緩和した。
6. 局所心筋虚血及び再灌流のラットモデルにおける、梗塞サイズに対するアルテスネートの効果の評価
6.1 外科的処置
この研究は、体重240〜320gの、標準飼料と水を自由摂取させたウィスター系雄性ラット(チャールズリバー,英国)28匹に対して行われた。
ラットは、チオペントンナトリウム(イントラバル(登録商標)120mg/kg腹腔内投与)で麻酔された。麻酔は、必要に応じてチオペントンナトリウムの補充注射によって維持された。気管はカニューレが挿入され、動物はハーバード人工呼吸器(吸気酸素濃度:30%;70ストローク/分、一回換気量:8−10ml/kg)によって換気された。体温は、恒温毛布ユニット(ハーバードアパラタス社,エデンブリッジ,ケント,英国)に取り付けた直腸プローブを活用して37±1℃に維持された。右頚動脈はポリエチレンカテーテルがカニューレ挿入され、平均動脈圧(MAP)及び心拍(HR)を観察するために圧力変換器(センソ−ノル844,センソ−ノル,ホルテン,ノルウェー)へ接続され、これらが、IBM互換コンピュータにインストールされたデータ取得システム(マックラボ8e,ADIインスツルメンツ,ヘイスティングス,英国)上に表示された。右頸静脈は、その後、薬剤及び生理食塩水の投与のためにカニューレが挿入された。傍胸骨開胸がその後、肋間動脈を焼灼するための電気手術装置を使用して、3つの肋骨を切り開く前に実施された。胸が引込められ(retracted)、心臓から心膜が解剖された。左前下行枝(LAD)冠状動脈が単離され、スネア閉鎖栓がLADの周辺に置かれた。開創器が次に取り除かれ、動物は安定化させるために15分間が割り当てられた。
6.2 虚血及び再灌流
閉鎖栓は時間0で締められた。LAD閉塞の25分後、閉鎖栓は、前もって虚血心筋(2時間)の再灌流を可能にするために開放された。血行動態パラメータは、連続的に観察された。ベースライン測定値は処置、及び、心筋虚血再灌流(IR)損傷前に採られた。圧力率指数(PRI)、心筋酸素消費量の相対的指標は、MAP(mmHg)及びHR(拍/分−bpm)の積として計算され、mmHgbpm×10−3で表された。
6.3 心筋組織損傷の定量化
2時間の再灌流期間の終わりに、LADは再閉塞され、1mlのエバンスブルー色素(2%w/v)が、頸静脈を介して動物に注入された。エバンスブルー色素は、それが循環することができる組織を染色し、従って、非灌流血管(閉塞された)組織は着色されないままとなる。各動物は麻酔薬の過剰投与によって殺され、心臓が摘出され、過剰な染料が洗い流された。心臓は、その後3−4mmの切片に切断され、右心室壁が除去され、リスクのある領域(AAR−非灌流で、それゆえ、非染色心筋)が非虚血性(青)組織から分離された。虚血性及び非虚血性組織は秤量され、AARは、左心室の百分率として表された。AARからの組織は小片に切断され、p−ニトロブルーテトラゾリウム(NBT、0.5mg/ml)にて37℃で30分間インキュベートされた。NBTは、生存(非梗塞)組織に存在するデヒドロゲナーゼと反応してダークブルーのホルマザン[14]を生成する、還元剤である。梗塞組織(非生存)は、デヒドロゲナーゼ活性を有しておらず、それゆえ染色することができない。染色された組織は、梗塞組織から分離され、秤量され、梗塞サイズがAARの百分率として表された。
6.4 実験計画
ラットは無作為に以下のグループに割り当てられた:
(i) 疑似(n=6)
(ii) 対照(n=8)
(iii)アルテスネート0.3mg/kg(n=5)
(iv) アルテスネート1mg/kg(n=7)
(v) アルテスネート10mg/kg(n=2)
模擬手術ラットは同一の外科的処置を受けたが、心筋虚血及び再灌流がなかった。動物は、蘇生時に5%重炭酸ナトリウム(1ml/kg静脈内投与)またはアルテスネート(0.3,1,または10mg/kg静脈内投与)のいずれかを与えられた。
6.5 統計解析
血行動態パラメータは、二元配置分散分析(ANOVA)、続けてダネット多重比較テストによって解析された。繰り返し測定の無いデータは、一元配置ANOVAによって、続けて多重比較のためにダネットポストホックテストによって解析された。
6.6 血行動態パラメータに対する、局所MI及びアルテスネートの効果
局所心筋虚血に続く再灌流は、実験終了時には平均動脈圧の進行的な低下をもたらした(データは示されていない)。再灌流時のアルテスネート(0.3、1、または10mg/kg)による動物のボーラス処置は、局所心筋虚血及び再灌流によって引き起こされた平均動脈圧の低下を緩和しなかった(P>0.05対 対照)。
動物の全ての群における心拍のベースライン値は、群間で有意差はなかった(P>0.05、データは示されていない)。再灌流時のアルテスネート(0.3、1、または10mg/kg)による動物のボーラス処置は、局所心筋虚血及び再灌流を施されたラットの心拍に有意な影響を有さなかった(P>0.05対 対照)。
6.7 リスクのある領域及び梗塞サイズに対する効果
梗塞のリスクがある領域は、研究されたすべての群で同様であり、左心室の47.3±2.6から55.5±7.5%の範囲であった(P>0.05、図9A)。模擬手術動物は、AARの6.2±2.0%の梗塞サイズを示した(図9B)。模擬手術動物と比較した場合、局所心筋虚血(25分間)に続いて再灌流(2時間)を施した動物は、AARの57.6±2.1%の梗塞サイズとなった(図9B)。しかしながら、局所心筋IR損傷を施した動物と比較した場合、再灌流時の0.3mg/kgの用量でのアルテスネートによる動物のボーラス処置は、梗塞サイズを57.6±2.1から44.0±2.61%に有意に緩和した(図9B)。再灌流時の1mg/kgの用量でのアルテスネートに処置したとき、これは梗塞サイズを57.6±2.1から42.6±1.1%(40%の梗塞サイズ低下、P<0.05)に有意に緩和した(図9B)。10mg/kgアルテスネートによる処置は、梗塞サイズに有意な影響を有さなかった(P>0.05、図9B)。
6.8 まとめ
心筋虚血及び再灌流を施したラットのビヒクルによる処置は、模擬手術ラットと比較すると、梗塞サイズについて有意な増加となった。ビヒクルによる処置は、模擬手術ラットと比較すると、血行動態パラメータまたはリスクのある領域に対して有意な影響を有さなかった。
心筋虚血及び再灌流を施したラットの0.3mg/kgアルテスネートによる処置は、ビヒクルによって処置したラットと比較すると、梗塞サイズについて有意な低下となった。0.3mg/kgアルテスネートによる処置は、ビヒクルによって処置したラットと比較すると、血行動態パラメータまたはリスクのある領域に対して有意な影響を有さなかった。心筋虚血及び再灌流を施したラットの1mg/kgアルテスネートによる処置は、ビヒクルによって処置したラットと比較すると、梗塞サイズについて有意な低下となった。1mg/kgアルテスネートによる処置は、ビヒクルによって処置したラットと比較すると、血行動態パラメータまたはリスクのある領域に対して有意な影響を有さなかった。心筋虚血及び再灌流を施したラットの10mg/kgアルテスネートによる処置は、ビヒクルによって処置したラットと比較すると、血行動態パラメータ、リスクのある領域または梗塞サイズに対して有意な影響を有さなかった。
7. 局所心筋虚血及び再灌流のラットモデルにおける、梗塞サイズに対するアルテスネート及びその活性代謝物(ジヒドロアルテミシニン)の効果の評価
7.1 外科的処置
この研究は、体重240〜320gの、標準飼料と水を自由摂取させたウィスター系雄性ラット(チャールズリバー,英国)27匹に対して行われた。
ラットは、チオペントンナトリウム(イントラバル(登録商標)120mg/kg腹腔内投与)で麻酔された。麻酔は、必要に応じてチオペントンナトリウムの補充注射によって維持された。気管はカニューレが挿入され、動物はハーバード人工呼吸器(吸気酸素濃度:30%;70ストローク/分、一回換気量:8−10ml/kg)によって換気された。体温は、恒温毛布ユニット(ハーバードアパラタス社,エデンブリッジ,ケント,英国)に取り付けた直腸プローブを活用して37±1℃に維持された。右頚動脈はポリエチレンカテーテルがカニューレ挿入され、平均動脈圧(MAP)及び心拍(HR)を観察するために圧力変換器(センソ−ノル844,センソ−ノル,ホルテン,ノルウェー)へ接続され、これらが、IBM互換コンピュータにインストールされたデータ取得システム(マックラボ8e,ADIインスツルメンツ,ヘイスティングス,英国)上に表示された。右頸静脈は、その後、薬剤及び生理食塩水の投与のためにカニューレが挿入された。傍胸骨開胸がその後、肋間動脈を焼灼するための電気手術装置を使用して、3つの肋骨を切り開く前に実施された。胸が引込められ(retracted)、心臓から心膜が解剖された。左前下行枝(LAD)冠状動脈が単離され、スネア閉鎖栓がLADの周辺に置かれた。開創器が次に取り除かれ、動物は安定化させるために15分間が割り当てられた。
7.2 虚血及び再灌流
閉鎖栓は時間0で締められた。LAD閉塞の25分後、閉鎖栓は、前もって虚血心筋(2時間)の再灌流を可能にするために開放された。血行動態パラメータは、連続的に観察された。ベースライン測定値は処置、及び、心筋虚血再灌流(IR)損傷前に採られた。圧力率指数(PRI)、心筋酸素消費量の相対的指標は、MAP(mmHg)及びHR(拍/分−bpm)の積として計算され、mmHgbpm×10−3で表された。
7.3 心筋組織損傷の定量化
2時間の再灌流期間の終わりに、LADは再閉塞され、1mlのエバンスブルー色素(2%w/v)が、頸静脈を介して動物に注入された。エバンスブルー色素は、それが循環することができる組織を染色し、従って、非灌流血管(閉塞された)組織は着色されないままとなる。各動物は麻酔薬の過剰投与によって殺され、心臓が摘出され、過剰な染料が洗い流された。心臓は、その後3−4mmの切片に切断され、右心室壁が除去され、リスクのある領域(AAR−非灌流で、それゆえ、非染色心筋)が非虚血性(青)組織から分離された。虚血性及び非虚血性組織は秤量され、AARは、左心室の百分率として表された。AARからの組織は小片に切断され、p−ニトロブルーテトラゾリウム(NBT、0.5mg/ml)にて37℃で30分間インキュベートされた。NBTは、生存(非梗塞)組織に存在するデヒドロゲナーゼと反応してダークブルーのホルマザン[14]を生成する、還元剤である。梗塞組織(非生存)は、デヒドロゲナーゼ活性を有しておらず、それゆえ染色することができない。染色された組織は、梗塞組織から分離され、秤量され、梗塞サイズがAARの百分率として表された。
7.4 実験計画
ラットは無作為に以下のグループに割り当てられた:
(vi) 疑似(n=6)
(vii) 対照(n=8)
(viii)アルテスネート1mg/kg(n=7)
(ix) ジヒドロアルテミシニン0.1mg/kg(n=6)
模擬手術ラットは同一の外科的処置を受けたが、心筋虚血及び再灌流がなかった。動物は、蘇生時に10%DMSO(1ml/kg静脈内投与)、アルテスネート(1mg/kg静脈内投与)、またはジドロアルテミシニン,DHA(0.1mg/kg静脈内投与)のいずれかを与えられた。
7.5 統計解析
6.5節で説明されたように行った。
7.6 血行動態パラメータに対する、局所MI並びにアルテスネート及びジヒドロアルテミシンの効果
全ての動物の群における平均動脈圧のベースライン値は、106.8から120.2mmHgの範囲であり、群間で有意差はなかった(P>0.05、データは示されていない)。局所心筋虚血に続く再灌流は、実験終了時には、101.8mmHgまで平均動脈圧の進行的な低下を引き起こした。再灌流時のアルテスネート(1mg/kg)による動物のボーラス処置は、心筋虚血及び再灌流によってもたらされる平均動脈圧の低下を緩和しなかった(P>0.05対 対照)。加えて、再灌流時のジヒドロアルテミシン(DHA 0.1mg/kg)による動物のボーラス処置は、心筋虚血及び再灌流によってもたらされる平均動脈圧の低下を緩和しなかった(P>0.05対 対照)。
ラットの全群の心拍のベースライン値は、分あたり407.6から448.7拍(bpm)の範囲であり、群間で有意差はなかった(P>0.05、データは示されていない)。再灌流時のアルテスネート(1mg/kg)による動物のボーラス処置は、心筋虚血及び再灌流によってもたらされる局所心筋虚血及び再灌流を施したラットの心拍に有意な影響を有さなかった(P>0.05対 対照)。加えて、再灌流時のジヒドロアルテミシン(DHA 0.1mg/kg)による動物のボーラス処置は、心筋虚血及び再灌流によってもたらされる局所心筋虚血及び再灌流を施したラットの心拍に有意な影響を有さなかった(P>0.05対 対照)。
7.7 リスクのある領域及び梗塞サイズに対する効果
梗塞のリスクがある領域は、研究されたすべての群で同様であり、左心室の46.9±2.3から57.6±2.12%の範囲であった(P>0.05、図10A)。模擬手術動物は、AARの6.2±2.0%の梗塞サイズを示した(図10B)。模擬手術動物と比較した場合、局所心筋虚血(25分間)に続いて再灌流(2時間)を施した動物は、AARの57.6±2.12%の梗塞サイズとなった(図10B)。しかしながら、局所心筋IR損傷を施した動物と比較した場合、再灌流時の1mg/kgの用量でのアルテスネートによる動物のボーラス処置は、梗塞サイズを59.8±3.2から36.0±1.1%(40%の梗塞サイズ低下、P<0.05)に有意に緩和した(図10B)。加えて、局所心筋IR損傷を施した動物と比較した場合、ジヒドロアルテミシン(DHA 0.1mg/kg)による動物のボーラス処置は、梗塞サイズを59.8±3.2から46.5±1.3%(40%の梗塞サイズ低下、P<0.05)に有意に緩和した(図10B)。
7.8 まとめ
心筋虚血及び再灌流を施したラットのビヒクルによる処置は、模擬手術ラットと比較すると、梗塞サイズについて有意な増加となった。ビヒクルによる処置は、模擬手術ラットと比較すると、血行動態パラメータまたはリスクのある領域に対して有意な影響を有さなかった。心筋虚血及び再灌流を施したラットの1mg/kgアルテスネートによる処置は、ビヒクルによって処置したラットと比較すると、梗塞サイズについて有意な低下となった。また、1mg/kgアルテスネートによる処置は、ビヒクルによって処置したラットと比較すると、血行動態パラメータまたはリスクのある領域に対して有意な影響を有さなかった。心筋虚血及び再灌流を施したラットの0.1mg/kgジヒドロアルテミシニンによる処置は、ビヒクルによって処置したラットと比較すると、梗塞サイズについて有意な低下となった。また、0.1mg/kgジヒドロアルテミシニンによる処置は、ビヒクルによって処置したラットと比較すると、血行動態パラメータまたはリスクのある領域に対して有意な影響を有さなかった。
実施例5から7の結果は、アルテスネート及びその誘導体(特にDHA)が、心筋梗塞若しくは冠状動脈心疾患、または心筋梗塞若しくは冠状動脈性心疾患の関連障害の治療に有用であり得ることを示している。

Claims (10)

  1. アルテスネート、アルテミシニン、アルテメテルおよびジヒドロアルテミシニンからなる群から選択される化合物、もしくは薬学的に許容されるその塩、またはC −C アルキルが任意に1つ以上のハロ、ヒドロキシルもしくはC −C アルコキシ基で置換されてもよいアルテスネートC −C アルキルエステルを含む、出血性ショックの治療剤。
  2. アルテスネート、アルテミシニン、アルテメテルおよびジヒドロアルテミシニンからなる群から選択される化合物、もしくは薬学的に許容されるその塩、またはC −C アルキルが任意に1つ以上のハロ、ヒドロキシルもしくはC −C アルコキシ基で置換されてもよいアルテスネートC −C アルキルエステル、ならびに薬学的に許容される賦形剤を含む、出血性ショックの治療のための医薬組成物。
  3. 前記出血性ショックが、外傷出血誘発性多臓器不全である、請求項1に記載の出血性ショックの治療剤、または請求項2に記載の出血性ショックの治療のための医薬組成物。
  4. 追加的な薬学的に活性な薬剤をさらに含む、請求項2または3に記載の出血性ショックの治療のための医薬組成物。
  5. 出血性ショックの治療における使用のための、アルテスネート、アルテミシニン、アルテメテルおよびジヒドロアルテミシニンからなる群から選択される化合物、もしくは薬学的に許容されるその塩、またはC −C アルキルが任意に1つ以上のハロ、ヒドロキシルもしくはC −C アルコキシ基で置換されてもよいアルテスネートC −C アルキルエステル、ならびに同時、個別、または連続投与のための1以上のさらなる薬学的に活性な薬剤を含む、キット。
  6. 請求項1または3に記載の出血性ショックの治療剤、および1以上の増量剤を含む、出血性ショックの治療用蘇生液または再灌流液。
  7. 前記1以上の増量剤がコロイドまたはクリスタロイドである、請求項6に記載の蘇生液または再灌流液。
  8. 請求項1または3に記載の出血性ショックの治療剤を含む、出血性ショックの治療用輸血用分離血液のユニット。
  9. 前記血液のユニットが、300と700mlの間の量で提供される、請求項8に記載の輸血用分離血液のユニット。
  10. 静脈内または筋肉内投与用である、請求項1もしくは3に記載の出血性ショックの治療剤、または請求項2〜4のいずれか1項に記載の出血性ショックの治療のための医薬組成物。
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