DE10151363A1

DE10151363A1 - Somatotrope Therapie

Info

Publication number: DE10151363A1
Application number: DE10151363A
Authority: DE
Inventors: Walter Elger; Birgitt Schneider; Gudrun Reddersen; Alexander Hillisch; Olaf Peters; Dirk Kosemund; Gerd Mueller
Original assignee: Schering AG
Current assignee: Bayer Pharma AG
Priority date: 2001-10-17
Filing date: 2001-10-17
Publication date: 2003-05-08
Also published as: EP1448206A1; AR036846A1; AU2002337164A1; WO2003045396A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt die Verwendung von Estrogenrezeptor (ER)beta-selektiven Agonisten zur Herstellung eines Arzneimittels zur Auslösung somatotroper und organotroper Effekte im ZNS, Kreislauf-, Skelett- und Immunsystem im alternden Organismus von Mann und Frau (antikatabole Therapie).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Estrogenrezeptor (ER)β- selektiven Agonisten zur Herstellung eines Arzneimittels zur Auslösung somatotroper und organotroper Effekte im ZNS, in der Muskulatur, in Kreislauf-, Skelett- und Immunsystem im alternden Organismus von Mann und Frau.

Einleitung

Rolle der Östrogone für sexuelle Dimorphismen

Estrogene spielen eine zentrale Rolle für sexuell dimorphe Funktionen und Körpermerkmale. Androgene der foetalen Testes dominieren die somatische Sexualdifferenzierung (Jost, A. Role des gonades foetales dans la differentiation sexuelle somatique. Arch. Anat. Micr. Morph. Exper. 36 271-315 1947). Beim Menschen ist eine testikuläre Hormonsekretionsekretion während der embryonalen Entwicklung ab der 7. Woche nachzuweisen (Rey, R Picard, J. Y. Embryology. . . 1998; Balboni et al. 1995, Murray et al. 2000). Bei der fötalen Ratte beginnt die fötale Testosteronsekretion um den 15. Tag der embryonalen Entwicklung (Majdic, G. et al. 1998). Diese Testosteronsekretion führt zur Stabilisierung der Wolffschen Gänge, aus denen sich die männlichen Gonodukte entwickeln und zur Entwicklung der männlichen akzessorischen Geschlechtsdrüsen und männlicher äußerer Geschlechtsorgane führen. In dieser frühen Phase der Ontogenese scheinen ovarielle Hormone (Estrogene) bei beiden Geschlechtern keine morphogenetische Rolle zu spielen. Die Ausschaltung oder Abwesenheit der testikulären Androgene allein reicht aus um eine weibliche Entwicklung von Genitaltrakt und äußeren Sexualorganen zu bewirken (basic femaleness) (Jost, A. Role des gonades foetales dans la differentiation sexuelle somatique. Arch. Anat. Micr. Morph. Exper. 36 271-315 1947).
Estrogene können sexuelle Dimorphismen auch im späteren Leben induzieren. Diese Funktionen betreffen nicht nur das weibliche Geschlecht. Sie spielen eine tiefgreifende Role auch außerhalb der Reproduktions-Funktionen und befreffen alle wichtigen Organsysteme, insbesondere auch Herz und Blutgefäße, das ZNS, den Bewegungsapparat, das Immunsystem, wichtige endokrine Drüsen, wie das Pankreas, die Leber, die Haut. Entsprechende Dimorphismen drücken sich beispielsweise aus durch Unterschiede in Wachstumsvorgängen vor und während der Geschlechtsreife (Jun-Li, I.; Shoshana, Y.; und LeRoith, D.; 2000) ref. 4507. Im Erwachsenenalter manifestieren sie sich unter anderem in unterschiedlicher Körpermasse und Zusammensetzung, Unterschiede im Protein-, Kohlehydrat-, Fett- und Knochenstoffwechsel, sowie in Unterschieden in Kreislauffunktionen und im Immunsystem. Erkrankungen dieser Systeme treten bei beiden Geschlechtern zum Teil sehr unterschiedlich häufig auf. Beispiele hierfür sind die deutlich höhere Kreislauf-Morbidität und Mortalität des männlichen und das höhere Osteoporose- Risiko des weiblichen Geschlechts. Das weibliche Geschlecht ist auch stärker von Autoimmunkrankheiten und degenerativen Erkrankungen des zentralen Nervensystems betroffen.
Sexuell dimorphe Funktionen kommen zum Teil durch irreversible Prägung morphologischer und funktionaler Merkmale zustande. Entsprechende Geschlechtsdifferenzen persistieren auch in Abwesenheit von Sexualhormonen zeitlebens. Zum Teil resultieren sexuelle Dimorphismen durch Modulation von Funktionen durch zirkulierende oder im Gewebe generierte Estrogene. Hierfür gibt es zahlreiche Beispiele. Solche Funktionen sind oft durch andere Sexualhormone, z. B. Androgene, moduliert (Jun-Li, I.; Shoshana, Y.; und LeRoith, D.; 2000) (ref. 4507) Span, J. P. T. et al. 2000

Rolle gonadaler und peripherer Hormonsekretion

Es liegt auf der Hand, dass ovariell sezernierte Estrogene beim weiblichen Geschlecht eine wichtige Rolle spielen. Daneben können Estrogene aus Präkursoren in vielen Organen und Geweben aus Testosteron und adrenalen Androgenen, wie Androstendion und über mehrere Schritte aus Dehydroepiandrosteron gebildet werden (Schweikert). Die letzteren Mechanismen gelten für beide Geschlechter. Beim männlichen Geschlecht überwiegt die periphere Bildung von Estrogenen diejenige der Gonaden bei weitem.
Mit dem Eintritt in die Menopause kann auch der weibliche Organismus Estrogene nur durch die metabolische Umwandlung adrenaler Steroide generieren, während dieses beim männlichen Geschlecht aus gonadalen (Testosteron) und adrenalen Vorstufen möglich ist. Die auch im höheren Lebensalter zumindest teilweise erhaltene Sekretion von Testosteron beim männlichen Geschlecht dürfte einer der Gründe sein, warum bei Männern Estrogendefizite weniger dramatisch und später in Erscheinung treten.
Mit dieser Einschränkung kann auch beim Mann davon ausgegangen werden, dass mit dem Abfall sowohl der gonadalen als auch der adrenalen Sekretion von Vorstufen der Estrogenbildung (Allolio, Alolio et al., Baulieu) Estrogenmangelzustände mit den beim weiblichen Geschlecht bekannten Folgen wie Osteoporose und Störungen der Befindlichkeit auftreten. Entsprechende Mangelzustände können auch im Gefolge therapeutischer Maßnahmen eintreten, zum Beispiel durch die Suppression der adrenalen Sekretion von DHEA und Androstendion durch hochdosierte Glukokortikoide (Allolio).
Im Zielgewebe gebildete Estrogene sind entscheidend an der (foetalen) sexuellen Differenzierung des zentralen Nervensystems beteiligt (Naftolin et al. 1975) (Naftolin F.; Ryan, K. J.; Davies, I.; Reddy, V. V. Flores, F.; Petro, Z.; Kuhn, M.; White, R. J.; Takoada, Y.; Wolin, L.; The formation of estrogens byby central neuroendocrine tissues. Recent Progress in Hormone Research 31, 295-319, 1975). Eine große funktionale Bedeutung von in verschiedenen Regionen des ZNS gebildeten Estrogenen im Sinne para- und autokriner Funktionen ist auch in allen Phasen des postnatalen Lebens anzunehmen.
Die Anwesenheit des Enzyms, das die Bildung von Estrogenen katalysiert, die Aromatase, ist außer im ZNS in vielen Geweben und Organen nachgewiesen, zum Beispiel im Knochengewebe (Schweikert, H. U.; Wolf, L. und Romalo, G.; 1995 Feix, M. Wolf, L. und Schweikert, H. U. .2001). Früher (Jensen, E. V. und Jacobson, H. I.; 1962). . . (Jensen, E. V. und Jacobson, H. I; Basic guides to the mechanism of estrogen action. Recent Progress in Hormone Research 18 387-414 1962. . .) wurden Erfolgsorgane für Estrogene (zum Beispiel Uterus und Vagina) von Organen unterschieden die nicht als Erfolgsorgane für Estrogene angesehen wurden. Maßgeblich für diese überholte Zuordnung war der unterschiedlich hohe Gehalt von Estrogenrezeptoren in den Geweben und damit eine unterschiedliche Fähigkeit der Organe radioaktiv markiertes Estradiol zu akkumulieren und zu retinieren. Diese Fähigkeit war für Organe wie Uterus und Vagina sehr ausgeprägt, für andere, zum Beispiel die Leber, dagegen nicht. Endokrinologische Untersuchungen und moderne molekularbiologische Methoden haben inzwischen die Expression von Estrogenrezeptoren und deren Funktionen in nahezu allen Organen und Geweben nachgewiesen (Schweikert).

Molekulare Aspekte der Estrogenwirkung

Nach der Entdeckung, dass Estrogene in der Zelle spezifisch gebunden sind, herrschte für mehrere Jahrzehnte die Vorstellung vor, dass es nur einen Estrogenrezeptor gibt. Inzwischen ist gesichert, dass es mehrere solcher Rezeptoren gibt, die Estradiol spezifisch mit hoher Affinität binden und als von Liganden gesteuerte Transskriptionsfaktoren die Expression von Genen steuern. Daneben wurde gefunden, dass Estrogenenrezeptoren nicht nur über ihre "eigenen" Bindungstellen an der DNA wirken, vielmehr können sie mit anderen Rezeptorproteinen und deren Transskriptionsfaktoren in komplexer Weise interagieren.
Neben dem lange bekannten "klassischen" Estrogenrezeptor (heute Estrogenrezeptor alpha/"ERα") wurde ein zweiter Rezeptor, der Estrogenrezeptor beta ("ERβ") Gustafsson 2X (Korach, K. S. 2000): (Korach, K. S. J. Estrogen receptor knock-out mice: Molecular and endocrine phenotypes. Soc. Gynecol. Investig 2000) (ref 4505) Saji, S.; et al. 2000/ref. aufgefunden und hinsichtlich seiner Funktion untersucht. Inzwischen sind etliche Versuche veröffentlicht, die die unterschiedliche Funktion beider Ostrogenrezeptoren zum Gegenstand haben. Deren Verteilung im Organismus ist unterschiedlich. Organe mit einem Übergewicht an "ERα" sind unter anderem Uterus, Vagina, Milchdrüse, Leber und Hypophyse. "ERβ" dominiert sind unter anderem das Ovar, die Prostata, das Kreislaufsystem und einzelne Kerne des ZNS. Die meisten Organe exprimieren beide Estrogenrezeptoren (ER alpha/ER beta) (Korach, K. S. J. Estrogen receptor knock-out mice: Molecular and endocrine phenotypes. Soc. Gynecol. Investig 2000)).
Wesentliche Erkenntnisse über die Funktion von ERα und ERβ resultieren aus Beobachtungen an genetisch veränderten Mäusen, in denen jeweils einer der beiden Estrogenrezeptoren oder ERα und ERA ausgeschaltet waren (Korach, K. S. J. Estrogen receptor knock-out mice: Molecular and endocrine phenotypes. Soc. Gynecol. Investig 2000). Mit ERα fallen nahezu alle Funktionen aus, die man von Estrogenen kennt. Der Ausfall des ERα führt bei beiden Geschlechtern zum Verlust der Fortpflanzungsfähigkeit. Ein Verlust des ERβ hat weniger dramatische Folgen. Weibliche Tiere haben noch einen Zyklus, sind aber subfertil. Andere Autoren sind der Frage nachgegangen, ob ERα und ERβ in Analogie zur Physiologie der Adrenorezeptoren sich gegenseitg modulierende Systeme darstellen (Temple, J. L. et al. 142 510-513, 2001). Diese Autoren fanden deutliche Veränderungen der Estrogenrezeptor (ERα) Expression in verschiedenen sexuell dimorphen Kemgebieten des ZNS bei ERβ knock-out Mäusen. Die Folgen des ERβ-Verlustes betrafen auch die Expression des Progesteronrezeptors. Die erhobenen Daten sind ein Hinweis darauf, dass der ERb die Prägung neuraler Strukturen und Funktionen in der Phase der Sexualdifferenzierung bei beiden Geschlechtern beeinflusst und die Expression von ERα und das Muster von Reaktionen auf eine Estrogenbehandlung auch im späteren Leben kontrolliert. Diese Beobachtungen sind von besonderer theoretischer Bedeutung, da nach bisherigen Vorstellungen Estrogene in der Organisation des weiblichen ZNS (Sexualdifferenzierung) keine Rolle spielen. Offensichtlich spielt aber der ERβ auch beim weiblichen Geschlecht in dieser Phase der Ontogenese eine wichtige Rolle.

Therapeutische Bedeutung der Östrogene

Estrogene werden in oralen Kontrazeptiva in Kombination mit einem Gestagen zur Vermeidung unerwünschter Graviditäten eingesetzt. Durch eine entsprechende Hormonbehandlung wird neben der Ovulation die körpereigene Hormonsekretion unterdrückt. Durch die zugeführten hormonalen Wirkstoffe wird ein weitgehend normales Menstruationsmuster aufrecht erhalten. Auch die metabolischen Funktionen der unterdrückten ovariellen Hormone werden durch die zugeführten Wirkstoffe substituiert. In hormonalen Kontrazeptiva sind Ethinylestradiol oder Mestranol - ein Prodrug von Ethinylestradiol - die einzigen angewandten Estrogene. Eine wesentliche Wirkung von Ethinylestradiol ist in diesem Kontext seine starke inhibitorische Wirkung auf die Sekretion von FSH. Diese ist wichtig, um im Behandlungszyklus die Reifung eines Follikels zu unterdrücken. Diese antigonadotrope Aktivität des Ethinylestradiols wird durch die simultane Gabe eines Gestagens verstärkt und durch eine Hemmung der LH-Sekretion ergänzt. Ein wesentliches Problem in der Anwendung von Ethinylestradiol sind seine starken estrogenen Effekte in der Leber (Dourakis und Tolis/ref.) von Schoultz et al. 1989 /ref. Tikkanen/ref.. Diese führen zu Veränderungen eines breiten Spektrums von Stoffwechseleffekten, unter anderem zu Veränderungen der Gallensekretion (Dourakis, S. P. and Tolis, G.; 1998 ref), des Renin-Angiotensin-Aldosteronsystems (Schunkert et al. 1997) ref., der hepatischen Hämostasefaktoren und der Lipoproteine von Schoultz et al. 1989. Diese Veränderungen sind vermutlich Grundlage der Nebenwirkungen, die mit der Anwendung hormonaler Kontrazeptiva einhergehen können.
Estrogene werden nach dem Versiegen der ovariellen Hormonsekretion in der Postmenopause als "estrogen (hormone) replacement therapy" (ERT oder HRT) eingesetzt. Diese Therapie behebt Ausfallserscheinungen, die sich besonders in einer Störung der Befindlichkeit, von Kreislauffunktionen und einem verstärkten Abbau von Knochensubstanz manifestieren. Unerwünscht sind bei dieser Therapie die klassischen Estrogeneffekte auf Uterus und Brustdrüse. Die durch Estrogene ausgelösten Wachstumsvorgänge in der Uterusschleimhaut erfordern die simultane Anwendung von Gestagenen, da ansonsten das Risiko, an einem Karzinoms des Endometriums zu erkranken, ansteigt (Gambrell, R. D.; 1997) ref. . .) Diese Maßnahme ist allerdings nicht ohne das Auftreten schwerwiegende Nachteile an anderer Stelle möglich, da Gestagene in der Brust, anders als im Uterus in diesem Organ die Proliferation nicht hemmen, sondern, wie in der Gravidität verstärken (von Schoultz et al. 1996 ref. Soderquist 1998 ref.. Es bestehen daher Bedenken, dass die HRT in Kombination mit einem Gestagen zu einem erhöhten Risiko, an einem Mammakarzinom zu erkranken, führt. Wie auch die Anwendung oraler Kontrazeptiva führt die orale ERT oder HRT zu Abweichungen eines breiten Spektrums von Leberfunktionen und führt auch zu einem messbaren Anstiegs des Risikos, tiefe Venenthrombosen und die damit verbundenen Komplikationen zu erleiden. Letzteres Problem konnte auch durch die Anwendung von SERMs (Raloxifen, Tamoxifen) nicht behoben werden da diese Substanzen in der Leber nicht antiestrogen sind, sondern als Estrogene wirken. Tamoxifen und Raloxifen gehen mit einem deutlich erhöhten Risiko von Erkrankungen im Gefolge von Störungen der Blutgerinnung (Cummings et al. 1999 ref. Bush et al. 2001).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Therapie zur Verfügung zu stellen, die zentrale Aspekte einer Hormontherapie mit weiblichen Sexualhormonen mit dem Schwerpunkt auf günstigen Stoffwechseleffekten erhält und verstärkt, ohne durch deren negative Aspekte belastet zu sein

- Induktion einer Atrophie der Hoden, reduzierter Testosteronspiegel im Blut beim Mann
- Wirkungen des Estrogens auf das Endometrium bei der Frau,
- Wirkungen von Estrogen und Gestagen auf die Brustdrüse
- direkte Estrogeneffekten auf Leberfunktionen.

Die Besonderheit der Erfindung wird auch dadurch belegt, dass sie ohne schwerwiegende Nachteile beim männlichen Geschlecht eingesetzt werden kann. Durch die erfindungsgemäßen Substanzen wird neben einem Spektrum an günstigen organotropen und metabolischen Wirkungen eine Stimulation der Testosteronsekretion erreicht. Konventionelle Estrogene hemmen die testikuläre Sekretion von Testosteron.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Verwendung von Estrogenrezeptor (ER)β-selektiven Agonisten zur Herstellung eines Arzneimittels zur Auslösung somatotroper und organotroper Effekte im ZNS, in der Muskulatur, in Kreislauf-, Skelett- und Immunsystem im alternden Organismus von Mann und Frau gelöst.
Das Wesen der Therapie besteht in der Regeneration von Mechanismen, die in der Pubertät die Entfaltung von Organfunktionen außerhalb des Genitaltraktes auslösen und sich mit dem Nachlassen der Gonadenfunktion bei beiden Geschlechtern als kataboler Prozess manifestieren. Ziel der Therapie ist es, den im Rahmen des Alterns erfolgenden Abbaus von Muskulatur- und Knochensubstanz und der Reduktion wichtiger Organfunktionen entgegenzuwirken: Antikatabole Therapie. In der erfindungsgemäßen Therapie spielt die Aktivierung der GH- (Wachstumshormon/growth hormone) IGF-I Achse eine wichtige Rolle, desgleichen eine Stimulation der adrenalen und testikulären Androgensekretion.
Die vorgeschlagene Therapie ist kann neben alterungsbedingten auch therapeutisch induzierte Störungen des Metabolismus günstig beeinflussen, zum Beispiel die katabolen Effekte einer Therapie mit Glukokortikoiden.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Estrogenrezeptor (ER)β-selektive Agonisten überraschenderweise Effekte auf somatotrope und organotrope Funktionen

- Stimulation von Wachstumshormon und IGF-I, das in allen Organsystemen günstige Effekte auf deren Wachstum und Erhaltung ausübt
- Wachstum und Erhaltung der Muskelmasse
- Wachstum und Erhaltung der Knochenmasse
- Wachstum und Erhaltung des Thymus und seiner Funktion
- Die erfindungsgemäßen Substanzen und erhöhte IGF-I-Spiegel haben einen günstigen Effekt auf den altersbedingten Untergang von Neuronen
- Stimulation der adrenalen Sekretion von androgenen Hormonen (DHEA, DHEA- S, Androstendion). Diese werden im Gewebe zu Estrogenen und stärkeren Androgenen verstoffwechselt und tragen zu günstigen Effekten im Gewebe bei.
- Stimulation der testikulären Hormonsekretion (Testosteron): Günstige Stoffwechseleffekte, positive Effekte auf Befindlichkeit und Libido.
- Erhöhte IGF-I Spiegel im Blut führen zu verstärkter Verbrennung von Fett, die Aufnahme von Glucose in die Gewebe wird begünstigt.
- Lipoproteine: Die Erhöhung von HDL-Cholesterin vermindert die Einlagerung von Cholesterin in die Gefäßwand und beugt damit dem Fortschreiten der Arteriosklerose vor

Die ERβ-selektiven Verbindungen müssen also hinsichtlich ihrer Fähigkeiten, somatotrope und organotrope Effekte einerseits und "klassische" Estrogeneffekte andererseits, auslösen zu können, dissoziiert sein.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Substanzen haben sehr geringe Wirkung im Sinne "klassischer Östrogene". Entsprechende estrogene Eigenschaften können bei der ovariektomierten Ratte untersucht werden. Bei parenteraler Applikation führt 17β Estradiol bereits bei einer Dosis von 0,1 µg zu einem Anstieg der Uterusgewichte. Eine erfindungsgemäß zu verwendende, ERβ-selektive Substanz hat eine vergleichbaren uterotropen Effekt erst bei einer 1000-fach höheren Dosierung (siehe Abb. 1). Eine entsprechend geringe Wirkung haben diese Substanzen auf die Parameter hepatischer Östrogenität, zum Beispiel die Erhöhung des Angiotensinogens im Blut.
ERβ-selektive Eigenschaften lassen sich bei nicht geschlechtsreifen weiblichen und männlichen Ratten untersuchen.
Klassische Estrogeneffekte lassen sich in diesem Modell anhand der Hemmung des Hodenwachstums und der Reduktion der Prostatagewichte nachweisen. Estradiol führt bei einer parenteralen Dosis von 1 µg/Tier/Tag zu einer vollständigen Hemmung des Hodenwachstums. Eine erfindungsgemäße ERβ-selektive Substanz hat eine vergleichbaren Hemmeffekt erst bei einer 1000-fach höheren Dosierung. Klassische Estrogene (Estradiol) und eine ERα-selektive Substanz haben einen positiven Effekt auf Wachstum nur bei sehr niedrigen Dosierungen. Höhere Dosierungen hemmen das Wachstum. Eine erfindungsgemäß zu verwendende, ERβ-selektive Substanz stimuliert Wachstum im selben Dosisbereich wie Estradiol, hat einen vergleichbaren Hemmeffekt bei höheren Dosierungen aber nicht. Eine erfindungsgemäß zu verwendende ERβ-selektive Substanz stimuliert die Sekretion von IGF-I stärker als konventionelle Estrogene.
Eine erfindungsgemäß zu verwendende, ERβ-selektive Substanz stimuliert das Hodenwachstum und das Wachstum der Prostata. Dies ist ein sicherer Hinweis auf die Induktion der Sekretion von Testosteron. Estradiol hat entsprechende stimulierende Wirkungen auf Hodenfunktionen in keinem Dosisbereich. Eine erfindungsgemäß zu verwendende, ERβ-selektive Substanz stimuliert das Organwachstum von Nebennieren und Thymus. Estradiol und eine ERα-selektive Substanz haben einen haben dagegen einen hemmenden Effekt auf den Thymus. Letzterer ist ein Indiz für die Induktion einer Glukokortikoidsekretion durch konventionelle Estrogene. Eine erfindungsgemäß zu verwendende, ERβ-selektive Substanz hat einen entsprechenden ungünstigen Effekt in keinem Dosisbereich. Eine erfindungsgemäß zu verwendende, ERβ-selektive Substanz übt alle Therapierelevanten Effekte in einem Dosisbereich aus, der 10-1000-fach unter dem liegt, bei dem direkte Effekte auf den Uterus oder hemmende Effekte auf den wachsenden Hoden gesehen werden.

Vorteile/Eigenschaften der erfindungsgemäßen Therapie

Estradiol läuft ERα und ERβ an und erzeugt ein ganzes Panorama verschiedener Effekte.
Die hier vorgeschlagene Therapie ist selektiv; hat praktisch keine negativen Nebenwirkungen.
Sie gestattet die Behandlung (seniler) atrophischer Zustände vorzugsweise im hohen und höchsten Lebensalter.
Mit ihr ist die Beseitgung aller katabolen Stoffwechselzustände möglich; sie führt zu einer Verbesserung des Ernährungszustandes.
Mit ihr gelingt eine positive Beeinflussung von Stoffwechselfunktionen (Cholesterin); Beispielsweise eine selektive Erhöhung des HDL-Spiegels.
Durch Alter oder Krankheitbedingtes ungünstiges Muster des Hormon-Haushaltes läßt sich korrigieren.
Die Androgensekretion der Nebenniere läßt sich wieder aktivieren. Insbesondere werden durch die erfindungsgemäße Behandlung von Menschen im hohen oder höchsten Alter deren IGF-1-Spiegel im Blut und in der Leber erhöht: Die Erhöhung des IGF-1-Spiegels hat einen günstigen Einfluß auf alle Organe.
Die Beeinflusung der somatotropen Funktionen ("Alles, was uns fit macht!") wird eine bessere dynamische Substanzerhaltung erreicht. ("Reestablishment of genderdimorphic metabolic functions")
Ganz entscheidend ist, dass unter der erfindungsgemäßen Therapie atrophischer Zustände im hohen und höchsten Lebensalter gleichzeitig mehrere Wirkungen erzielt werden können, nämlich positive Wirkungen auf Muskel- und Knochenmasse und alle Organfunktionen, die vom natürlichen Altersabbau besonders betroffen sind, wobei die Stimulation der GH-/IGF-I Achse, der adrenalen Androgensekretion und bei männlichen Geschlecht die gesteigerte Sekretion von Testosteron eine wichtige Rolle spielen.
Dies ist gerade für eine Therapie, die für Menschen im hohen oder sehr hohen Lebensalter bestimmt ist, von großem Vorteil, weil in diesem Lebensabschnitt eines Menschen oft die Funktionen mehrerer Organe beeinträchtigt sind.
Vor und mit der Geschlechtsreife finden im heranwachsenden Organismus verschiedene Anpassungen statt, die mit den Sexualfunktionen nichts zu tun haben. Es wurde gefunden, dass durch Behandlung im präpuperalen Stadium der Entwicklung mit einem ERβ-selektiven Agonisten diese nicht auf Sexualorgane bezogenen Effekte ausgelöst werden können.
Im Laufe des natürlichen Alterns eines Menschen verfallen genau diese Organfunktionen, die sich in der Jugend im Syndrom der Jugend positiv entwickelt haben.
Die vorliegende Erfindung lehrt, dass sich diese in der Jugend positiv entwickelten Körper- und Organfunktionen, die sich im Laufe des Alterungsprozesses zurückbildenund dann zu Ausfallserscheinungen und Krankheitsbildern führen, bei Menschen im hohen und höchsten Lebensalter zumindest in einem gewissen Maße wiederherstellen lassen.
Beispiele sind in diesem Zusammenhang der Verlust an Muskel-und Knochenmasse und der an ihm beteiligte Abfall von IGF-I, der gonadalen und adrenalen Androgensekretion (sekretion von DHEA, DHEA-S, Androstendion). Dies ist vor dem Hintergrund anderweitigen medizinischen Fortschrittes, der dazu beiträgt, dass die Menschen ein immer höheres Lebensalter erreichen, ein sehr wichtiger Gesichtspunkt. Die Erfindung leistet einen wesentlichen Beitrag für die Lebensqualität alternder Menschen, weil sich durch die Erfindung organische und körperliche Funktionsausfälle, die eine Beeinträchtigung der Lebensqualität bedeuten, beheben oder zumindest vermindern lassen. Der Anteil der pflegebedürtigen Personen in höheren Altersklassen kann so o reduziert werden.
Die erfindungsgemäße Verwendung der ERβ-selektiven Agonisten gestattet sowohl bei Männern als auch bei Frauen im Alter die Behandlung kataboler Zustände im Gefolge einer erniedrigten Sekretion von Sexualhormonen.
Weiterhin ermöglicht sie die Behandlung derartiger kataboler Zustände, die durch eine Defizienz des Wachstumshormons und/oder IGF bedingt sind.
Durch die erfindungsgemäße Behandlung mit einem ERβ-selektiven Agonisten wird die Sekretion von Wachstumshormon und gonadotropen Hormonen anregt.
Die Sekretion von IGF-I der Leber und die Blutspiegel dieses somatotropen Faktors werden erhöht.
Durch die gesteigerte Ausschüttung des Wachstumshormons und durch seine Mediatoren werden organotrope Effekte auf Muskulatur, Knochen und das ZNS ausgeübt.
Bei der erfindungsgemäßen Verwendung von ERβ-selektiven Agonisten werden bei denjenigen Dosierungen, die für eine Behandlung kataboler Zustände ausreichend sind, keine direkten estrogene Effekte auf Sexualorgane - Uterus, Vagina, Brustdrüse - ausgeübt.
Daher muss bei der vorgeschlagenen Verwendung eines ERβ-Agonisten dieser üblicherweise nicht mit einem Gestagen kombiniert werden. Indirekte Estrogeneffekte, zum Beispiel durch Induktion einer LH- und FSH-Sekretion bei Frauen erscheinen möglich, allerdings nicht in der Postmenopause, da in dieser Phase reaktionsfähige Follikel im Ovar nicht mehr vorhanden sind.
Desweiteren werden deutlich reduzierte Effekte auf Estrogen-regulierte Funktionen der Leber beobachtet.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Verwendung von ERβ-selektiven Agonisten handelt es sich nicht um eine Estrogenersatz-Therapie im herkömmlichen Sinne. Bei der vorgeschlagenen Verwendung wird eine Defizienz der Estrogene nicht lediglich beseitigt, sondern es wird die Funktionsfähigkeit der betreffenden Organe in einer Weise wiederhergestellt, wie sie beim jüngeren Menschen, wobei die im höheren Lebensalter nicht mehr relevanten Reproduktionsfunktionen (Effekte auf Uterus, Brustdüse) anders als mit konventionellen Estrogenen nicht mehr beeinflusst werden. angetroffen wird.
Ferner werden unter der erfindungsgemäßen Behandlung kataboler Zustände mit einem ERβ-selektiven Agonisten im Vergleich zur konventionellen oralen Estrogentherapie, die zu einer ungünstigen Senkung des IGF-I führt somatotrope Funktionen nicht negativ beeinflusst und die Glucosetoleranz nicht reduziert. Dies ist ein negativer Effekt, der sich aus jeglicher Behandlung mit einem Gestagen ergibt. Von der erfindungsgemäßen Therapie werden günstige Effekte auf das Lipoproteinmuster im Bluterwartet. Die Behandlung geht mit einer Erhöhung der Blutspiegel von IGF-I und des kardiovaskulär protektiven ("guten") HDL-Cholesterins einher.
Die basale endokrine Gonadenfunktion sowie die Thymusfunktion und das Immunsystem werden positiv beeinflußt.
Ein ERβ-selektiver Agonist zur Verwendung für die vorliegende Erfindung zeichnet sich durch höhere Affinität zum Estrogenrezeptor von Rattenprostata im Vergleich zu Rattenuterus, oder durch höhere Affinität zu ERβ im Vergleich zu ERα aus. Dies umfasst Substanzen, die in früheren Patentanmeldungen beschrieben wurden: "ERβ -affine Ent-Steroide; 16-OH-Steroide; Nor-Steroide; 8-β-substituierte Steroide". Die vorliegende Anmeldung umfasst auch andere selektive Estrogene, die in verschiedenen Patentanmeldungen beschrieben wurden, z. B.:

a) ASTRA, Novel Estrogens, WO 97/08188, 9502921-1, PCT/SE96/01028;
b) Sumitomo Chemical Co. Ltd., JP 11292872;
c) Androstendiol und Prodrugs von Androstendiol; Pharmaceutical compositions and uses for Androstene 3β, 17β-Diol, WO 99/63973 und
d) Pytoestrogene mit höherer Affinität zu ERβ im Vergleich zu Erα, wie beispielsweise das Genistein.

Der ERβ-Agonist ist vorzugsweise ausgewählt aus 3,16-Dihydroxyestra-1,3,5 (10)-trienderivaten, 8α-H, 9β-H, 10α-H, 13α-H, 14β-H-gonanderivaten, vorzugsweise abgeleitet von ent-13-Alkylgonan, 8β-substituierten Estra-1,3,5 (10)-trienderivaten und Gona-1,3,5 (10)-trienderivaten. Beispiele für bevorzugte ERβ-Antagonisten sind in PCT/EP 00/01073, DE 199 17 930.1, DE 199 41 105.1 und DE 100 19 167.3 beschrieben. Auf die Offenbarung dieser Dokumente, insbesondere auf die dort gezeigten allgemeinen Strukturformeln und bevorzugten Einzelverbindungen, wird ausdrücklich Bezug genommen.
Am meisten bevorzugt im Rahmen der vorliegenden Erfindung zur Anwendung in den vorstehend beschriebenen Indikationen ist die Verbindung 8β-Vinyl-1,3,5(10)- estratrien-3,17β-diol (PCT/EP 01/04290).
Die selektive Estrogenwirkung kann auf Grund der unterschiedlichen Gewebeverteilung von ERα und ERβ durch den subtypspezifischen Liganden erreicht werden. Substanzen mit Präferenz für ERβ verglichen mit ERα im in vitro Rezeptorbindungstest wurden von Kuiper et al. Beschrieben (Kuiper er al. (1996), endocrinology 138, 863-870).
Die pharmazeutischen Präparate für die erfindungsgemäße Verwendung eines ERβ- selektiven Agonisten enthalten diesen gegebenenfalls in Mischung mit pharmakologisch üblichen Träger-, Hilfs- oder Verdünnungsmitteln sowie gegebenenfalls mit anderen pharmakologisch bzw. pharmazeutisch wirksamen Stoffen. Die Herstellung der Arzneimittel erfolgt in bekannter Weise.
Als Träger- und Hilfsstoffe kommen z. B. solche infrage, die in folgenden Literaturstellen als Hilfsstoffe für Pharmazie, Kosmetik und angrenzende Gebiete empfohlen bzw. angegeben sind:
Ullmans Enzyklopädie der technischen Chemie, Band 4 (1953), Seite 1 bis 39;
Journal of Pharmaceutical Scienes, Band 52 (1963), Seite 918 ff., H. v. Czetsch- Lindenwald, Hilfsstoffe für Pharmazie und angrenzende Gebiete;
Pharm. Ind., Heft 2 (1961), Seite 72 u. ff.: Dr. H. P. Fiedler, Lexikon der Hilfsstoffe für Pharmazie, Kosmetik und angrenzende Gebiete, Cantor KG, Aulendorf in Württemberg 1971.
Die Verbindungen können oral, buccal oder parenteral, beispielsweise intraperitoneal, intramuskulär, subkutan oder perkutan verabreicht werden. Die Verbindungen können auch in das Gewebe implantiert werden.
Zur oralen Verabreichung können die Wirkstoffe in einem physiologisch verträglichen Verdünnungsmittel gelöst oder suspendiert sein. Als Verdünnungsmittel werden sehr häufig Öle mit oder ohne Zusatz eines Lösungsvermittlers, eines oberflächenaktiven Mittels, eines Suspendier- oder Emulgiermittels verwendet. Beispiele für verwendete öle sind Olivenöl, Erdnussöl, Baumwollsamenöl. Sojabohnenöl, Rizinusöl und Sesamöl.
Die Verbindungen lassen sich auch in Form einer Depotinjektion oder eines Implantatpräparats anwenden, die so formuliert sein können, dass eine verzögerte Wirkstoff-Freigabe ermöglicht wird.
Implantate können als inerte Materialien z. B. biologisch abbaubare polymere enthalten oder synthetische Silikone wie z. B. Silikonkautschuk. Die Wirkstoffe können außerdem zur perkutanen Applikation z. B. in ein Pflaster eingearbeitet werden.
Für die Herstellung von mit Wirkstoffen beladenen Intravaginal- (z. B. Vaginalringe) oder Intrauterinsystemen (z. B. Pessare, Spiralen, IUSs, Mirena®) für die lokale Verabreichung eignen sich verschiedene polymere wie z. B. Silikonpolymere, Ethylenvinylacetat, Polyethylen oder Polypropylen.
Um eine bessere Bioverfügbarkeit des Wirkstoffs zu erreichen, können die Verbindungen auch als Cyclodextrinclathrate formuliert werden. Hierzu werden die Verbindungen mit α, β- oder γ-Cyclodextrin oder Derivaten von diesen umgesetzt (PCT/EP 95/02656).
Erfindungsgemäß können die Wirkstoffe auch mit Liposomen verkapselt werden.

Methodik

Estrogenrezeptorbindungsstudien

Die Bindungsaffinität der selektiven Estrogene (ERβ-Liganden) wurde in Kompetitionsexperimenten unter Verwendung von 3H-Estradiol als Ligand an Estrogenrezeptorpräparationen von Rattenprostata und Rattenuterus getestet. Die Präparation des Prostatacytosols und der Estrogenrezeptortest mit dem Prostatacytosol wurde, wie von Testas et al. (1981) beschrieben, durchgeführt (Testas J. et al. (1981), Endocrinology 109, 1287-1289).
Die Präparation von Rattenuteruscytosol sowie der Rezeptortest mit dem ER- haltigen Cytosol wurden prinzipiell durchgeführt wie von Stack und Gorski, 1985, beschrieben (Stack, Gorski 1985, Endocrinology 117, 2024-2032) mit einigen Modifikationen wie bei Fuhrmann et al. (1995) beschrieben (Fuhrmann U. et al. (1995), Contraception 51, 45-52).
Die im vorliegenden Schutzrecht für die Anwendung beanspruchten ERβ-Liganden weisen höhere Bindungsaffinität zu Estrogenrezeptor aus Rattenprostata als aus Rattenuterus auf. Dabei wird davon ausgegangen, dass ERβ gegenüber ERα in der Rattenprostata, in Rattenuterus ERα gegenüber ERβ überwiegt. In Übereinstimmung hiermit finden wir, dass das Verhältnis der Bindung an Prostata- und Uterusrezeptor qualitativ mit dem Quotient der relativen Bindungsaffinität (RBA) an humanen ERβ und ERα von Ratte (nach Kuiper et al. (1996), Endocrinology 138, 863-870) übereinstimmen.
Zur Überprüfung der Wirkung der ERβ-selektiven Agonisten im erfindungsgemäßen Sinne wurde deren estrogene Wirkung auf den Genitaltrakt, Leberfunktionen, somatotrope Faktoren und auf die Sekretion von Gonadotropinen im Vergleich zu Estradiol an adulten ovariektomierten Ratten untersucht.
Die Wirkung auf somatotrope Funktionen, Gonadenfunktionen und den Genitaltrakt wurde bei infantilen, Gonaden-intakten männlichen und weiblichen Ratten untersucht.
Die Dosierung des ERβ-selektiven Agonisten liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung zwischen 10 µg und 10 mg täglich absolut.
Die Erfindung soll durch die Fig. 1 bis 8 näher erläutert werden:
Bei dem verwendeten ERα-selektiven Agonisten handelt es sich durchweg um 3,17β-Dihydroxy-19-nor-17α-pregna-1,3,5(10)-trien-21,16α-lacton (DE 100 48 634.7).
Als ERβ-selektiver Agonist wurde jeweils 8β-Vinyl-1,3,5(10)-estratrien-3,17β-diol (DE 100 19 167.3 bzw. PCT/EP 01/04290) verwendet.

Fig. 1

Bestimmung der uterotropen Wirkung eines ERα- bzw. ERβ-selektiven Agonisten (Agon) im Vergleich zu Östradiol (E₂). Untersuchung an ovariektomierten adulten Ratten 14 Tage nach Ovariektomie, Behandlung Tag 1-Tag 3, Autopsie Tag 4, subkutane Applikation in 0,2 mL Vehikel.

Ergebnis

E₂ und ERα-Agon induzieren Uteruswachstum bei viel niedrigerer Dosierung als der ERβ-Agon; 0,1 µg E₂ und eine Faktor 1000 höhere Dosis (100 µg) von ERβ-Agon haben vergleichbare "klassische" östrogene Aktivität.

Fig. 2

Effekte von ERβ-Agon- bzw. ERβ-selektiven Agonisten (Agon) (E₂) auf Uterus und Vagina in Ovar-intakten nicht geschlechtsreifen Ratten im Vergleich zu Östradiol. Behandlung der Jungtiere nach dem Absetzen über 7 Tage (Tag 1-Tag 7, Autopsie Tag 8, subkutane Injektion) in zwei Versuchen mit unterschiedlichen Dosisbereichen.

Ergebnis

In Anwesenheit von Ovarien hat der ERβ-Agon deutliche Effekte auf die Gewichtsentwicklung von Uterus und Vagina in extrem niedrigen Dosierungen. Bei der niedrigsten geprüften Dosis übertreffen die Effekte von ERβ-Agon diejenigen von ERα-Agon und E₂ statistisch signifikant. Dieser Effekt ist ein Indiz für die Induktion ovarieller Östrogensekretion.

Fig. 3

Effekte von ERβ-Agon- bzw. ERβ-selektiven Agonisten (Agon) (E₂) auf Gonaden männlicher und weiblicher nicht geschlechtsreifen Ratten im Vergleich zu Östradiol. Behandlung der Jungtiere nach dem Absetzen über 7 Tage (Tag 1-Tag 7, Autopsie Tag 8, subkutane Injektion).

Ergebnis

Die Hoden zeigen in der Versuchsphase bei Kontrolltieren ein sehr rasches Wachstum, Ovarien dagegen kaum. E₂ hemmt das Wachstum der Hoden Dosis-abhängig. Die gleichzeitige Hemmung des Wachstums der Prostata reflektiert die Unterdrückung der Testosteronsekretion durch E₂. ERβ-Agon stimuliert das Hodenwachstum über das normale Maß hinaus statistisch signifikant. Die Beschleunigung des Wachstums der Prostata belegt, dass es mit der Stimulierung des Hodenwachstums zu einer erhöhten Sekretion von Testosteron durch ERβ-Agon kommt. Die bei hohen Dosen von ERβ-Agon auftretende Hemmung des Hodenwachstums reflektiert dessen "klassische" Östrogenität.

Fig. 4

Effekte von ERα-, bzw. ERβ-selektiven Agonisten (Agon) auf IGF I im Plasma von Ovar-intakten nicht geschlechtsreifen Ratten im Vergleich zu Östradiol (E₂). Behandlung der Jungtiere nach dem Absetzen über 7 Tage (Tag 1-Tag 7, Autopsie Tag 8, subkutane Injektion) in zwei Versuchen mit unterschiedlichen Dosisbereichen.

Ergebnis

Statistisch signifikante Erhöhung des IGF I unter ERβ-Agon über weite Dosisbereiche. Keine vergleichbaren Effekte unter ERα-Agon und E₂ im geprüften Dosisbereich.

Fig. 5

Effekte von ERα-, bzw. ERβ-selektiven Agonisten (Agon) auf die Cholesterin- Fraktionen im Plasma von Ovar-intakten nicht geschlechtsreifen Ratten im Vergleich zu Östradiol (E₂). Behandlung der Jungtiere nach dem Absetzen über 7 Tage (Tag 1-Tag 7, Autopsie Tag 8, subkutane Injektion) in zwei Versuchen mit unterschiedlichen Dosisbereichen.

Ergebnis

Im Kontrast zu ERα-Agon und E₂ führt ERβ-Agon über die Erhöhung der HDL-Cholesterinfraktion zu erhöhten Plasmaspiegeln des Gesamtcholesterins in einem breiten Dosisbereich. Hohe Dosen von ERα-Agon und E₂ senken die HDL- Cholesterinfraktion und das Gesamtcholesterin.

Fig. 6

Effekte von ERα-, bzw. ERβ-selektiven Agonisten (Agon) auf die Entwicklung der Organgewichte von Nebennieren und Thymus von Ovar-intakten nicht geschlechtsreifen Ratten im Vergleich zu Östradiol (E₂). Behandlung der Jungtiere nach dem Absetzen über 7 Tage (Tag 1-Tag 7, Autopsie Tag 8, subkutane Injektion).

Ergebnis

ERβ-Agon führt über einen breiten Dosisbereich simultan zu einer Erhöhung von Nebennieren- und Thymusgewichten. Im Kontrast dazu führen ERα- Agon und E₂ zu weniger ausgeprägten positiven Effekten und über "klassische" Östrogenität zu einer Senkung der Thymusgwichte bei höheren Dosierungen.

Fig. 7

Effekte von ERα-, bzw. ERβ-selektiven Agonisten (Agon) auf das Körperwachstum von Ovar-intakten nicht geschlechtsreifen Ratten im Vergleich zu Östradiol (E₂). Behandlung der Jungtiere nach dem Absetzen über 7 Tage (Tag 1-Tag 7, Autopsie Tag 8, subkutane Injektion) in zwei Versuchen mit unterschiedlichen Dosisbereichen.

Ergebnis

ERβ-Agon führt über einen breiten Dosisbereich zu einem beschleunigten Wachstum der Tiere. Effekte sind bei niedrigen Dosierungen ausgeprägter als bei höheren. Im Kontrast dazu führen ERα-Agon und E₂ zu einer deutlichen Senkung der Gewichtszunahme bei höheren Dosierungen.

Fig. 8

Plasmaspiegel des ERβ-selektiven Agonisten nach einmaliger oraler beziehungsweise parenteraler (subkutane Injektion) Applikation an ovariektomierte Ratten, Bestimmungen 0,5; 1; 3; 6; 24 Stunden nach oraler Applikation von 1,0 mg (links) beziehungsweise 1; 2; 4; 6; 24 Stunden nach subkutaner Applikation abgestufter Dosierungen. Bestimmung immunologisch mittels LCMS validiertem Radio Immuno Assay (RIA).

Ergebnis

Der exemplarisch hier verwendete ERβ-Agonist ist oral gut bioverfügbar.

Claims

1. Verwendung von Estrogenrezeptor (ER)β-selektiven Agonisten zur Herstellung eines Arzneimittels zur Auslösung somatotroper und organotroper Effekte im ZNS, Kreislauf-, Skelett- und Immunsystem im alternden Organismus von Mann und Frau (antikatabole Therapie).

2. Verwendung von 8β-Vinyl-1,3,10-estratrien-3,17β-diol nach Anspruch 1.