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Hintergrund
der Erfindung
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Obstruktive
Schlafapnoe ist eine ernsthafte Störung, bei der das normale Atmen
während
des Schlafs für
Perioden von 10 Sekunden bis zu einer Minute oder noch länger infolge
einer Behinderung der oberen Atemwege unterbrochen wird. Das Schlafapnoesyndrom
beinhaltet auch eine Senkung der Blutsauerstoffpegels. Um das Atmen
wiederaufzunehmen und den Blutsauerstoff wiederherzustellen, muss
die Person aufwachen. So wird der normale Schlaf unterbrochen. Schlafapnoe
kann bei fünf
bis 25 Auftretensfällen
pro Stunde als mild, bei 25 bis 40 Fällen pro Stunde als mäßig und
bei mehr als 40 Fällen
pro Stunde als ernsthaft eingestuft werden. Personen mit Schlafapnoe
können
keine wesentliche Ruhe finden und leiden an chronischer/m Schlaffragmentierung/-entzug
durch häufiges
nächtliches
Aufwachen, das durch ein durch Atempausen verursachtes kritisches
Absinken des Blutsauerstoffpegels herbeigeführt wird. Man schätzt, dass
1 bis 3 Prozent der erwachsenen Bevölkerung Nordamerikas an Schlafapnoe
leidet. Schlafapnoe wird mit einem erhöhten Herzinfarkt- oder Schlaganfallsrisiko
in Verbindung gebracht. An Schlafapnoe leidende Personen sind auch
häufig während des
Tages schläfrig,
was dazu führen
kann, dass sie bei Aufmerksamkeit erfordernden Aktivitäten wie z.B.
beim Autofahren plötzlich
einschlafen.
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Es
wurde zwar die Möglichkeit
in Betracht gezogen, Schlafapnoe mit Medikamenten wie Medroxyprogesteron,
Protriptylin, Acetazolamid, Nikotin oder sogar Strychnin zu behandeln,
aber es gibt derzeit keine zufriedenstellende Pharmakotherapie für Schlafapnoe.
Stattdessen wird Schlafapnoe gewöhnlich
durch einen chirurgischen Eingriff im Rachen behandelt mit dem Ziel,
die Luftwege beim Schlaf offen zu halten, oder mit mechanischen
Geräten
wie Gebisshaltevorrichtungen. Ein chirurgischer Eingriff zum Beseitigen
von Gewebe, von dem man glaubt, dass es zur Behinderung der Atemwege
beiträgt,
ist nur bei etwa 50 bis 60% der Patienten effektiv. Fälle von
obstruktiver Schlafapnoe werden im Allgemeinen mit Vorrichtungen
behandelt, die CPAP-(Continuous Positive Airway Pressure = Kontinuierlicher
Atemwegsüberdruck)-Maschine
bekannt sind. CPAP umfasst eine Maske, die auf die Nase des Patienten
gesetzt wird. An der Maske sind ein Schlauch und ein kleiner Kasten
mit einem Gebläse
angeschlossen, der Luft durch den Schlauch in die Nasengänge bläst. Die
CPAP-Maschine bläst Luftüberdruck
in die Atemwege des Patienten, um ein Erschlaffen des Atemwegs zu verhüten, der
ein Schlafapnoeereignis einleitet. CPAP ist zwar bei ständiger Anwendung
im Allgemeinen effektiv, aber auch teuer, aufwändig und äußerst unpraktisch, so dass
Patienten ernsthafte Anpassungsprobleme haben.
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Somit
besteht weiterhin erheblicher Bedarf an verbesserten Verfahren zum
Behandeln von obstruktiver Schlafapnoe und insbesondere an einer
effektiven Pharmakotherapie zur Behandlung dieser Störung.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Demgemäß ist es
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine effektive pharmakotherapeutische Behandlung
für obstruktive
Schlafapnoe bereitzustellen.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine effektive Behandlung
für obstruktive
Schlafapnoe bereitzustellen, die die Anwendung von chirurgischen
Eingriffen oder aufwändigen
mechanischen Geräten
vermeidet.
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Diese
sowie weitere Aufgaben werden gemäß der vorliegenden Erfindung
durch Hemmen von Schlafapnoe in einem Säugetier erzielt, indem diesem
Säugetier
eine zum Hemmen von Schlafapnoe wirksame Menge an 6-Methyl-5-oxo-3-thiomorpholinylcarbonyl-L-histidyl-L-prolinamid verabreicht
wird.
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Ausführliche
Beschreibung bevorzugter Ausgestaltungen Die bevorzugte aktive Form
von 6-Methyl-5-oxo-3-thiomorpholinylcarbonyl-L-histidyl-L-prolinamid
ist (3R, 6R)-N-[(6-Methyl-5-oxo-3-thiomorpholinyl)carbonyl]-L-histidyl-L-prolinamidtetrahydrat.
Diese Substanz wird praktischerweise nachfolgend mit ihrem internationalen
Allgemeinnamen Montirelin bezeichnet. Montirelin ist eine bekannte
Verbindung mit einer das zentrale Nervensystem stimulierenden Wirkung.
Es wurde für
die mögliche
Verwendung als Antidepressivum oder für die Behandlung von Bewusstseinsverlust
infolge einer Gehirnerschütterung
vorgeschlagen. Die Herstellung dieser Verbindung wurde z.B. von
Schwertner et al. in der
US 4,045,556 beschrieben.
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Montirelin
kann auf verschiedene Weisen verabreicht werden. Am angenehmsten
für den
Patienten sind oral verabreichbare Formen. Es kann auch erfolgreich
durch eine intravenöse
Injektion von sterilen Lösungen
verabreicht werden. Bevorzugte Dosen liegen im Bereich von etwa
0,05 mg/kg/Tag bis etwa 50 mg/kg/Tag. Dosen im Bereich von etwa
200 μg/kg/Tag
bis etwa 400 μg/kg/Tag
werden besonders bevorzugt. Es ist zu verstehen, dass die optimale
Dosis je nach Patient und Ernsthaftigkeit des behandelten Zustands
variieren kann, und es liegt im Fachkompetenzbereich, die Dosierung
innerhalb des angezeigten Bereichs zu optimieren.
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Der
Wirkstoff kann als solcher als freie Base oder in der Form eines
Salzes mit einer pharmazeutisch akzeptablen anorganischen Säure wie
Chlorwasserstoffsäure,
Schwefelsäure
oder Phosphorsäure
oder einer organischen Säure
wie Essigsäure,
Benzoesäure,
Maleinsäure,
Fumarsäure,
Weinsäure,
Benzensulfonsäure usw.
verabreicht werden.
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Der
Wirkstoff kann in der Form von sterilen Lösungen oder in Tabletten, Kapseln,
Dragees, als Syrup, Granulat, als Suppositorium, Spray usw. mit
verschiedenen bekannten pharmazeutischen Trägern oder Verdünnungsmitteln
wie Wasser, Mineralöl,
Syrup, Polyethylenglykol, Lactose, Maisstärke, Paraffin und dergleichen
formuliert und mit bekannten Zusätzen
wie Stabilisatoren, Suspendiermitteln, Bindemitteln, Viskositätsverbesserern,
Aromastoffen, Färbemitteln,
Konservierungsmitteln usw. vermischt werden.
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Für Illustrationszwecke
werden nützliche
Dosierungsformen wie folgt hergestellt:
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Beispiel für orale
Tablettenformulierung
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Es
können
Tabletten hergestellt werden, die die folgenden Inhaltsstoffe in
Gewichtsteilen umfassen:
Montirelin | 10
Teile |
Lactosemonohydrat | 64
Teile |
Maisstärke | 20
Teile |
Polyvinylpyrrolidon
(Polyvidone K 30) | 5
Teile |
Magnesiumstearat | 1
Teil |
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Die
aktive Verbindung, Lactosemonohydrat und Maisstärke, werden durch ein 0,63
mm Sieb geleitet, in einem Würfelmischer
10 Minuten lang gemischt, mit einer wässrigen Lösung Polyvinylpyrrolidon in
Wasser (50 g in 200 ml Wasser) granuliert, getrocknet, zusammen
mit dem Magnesiumstearat durch ein 0,8 mm Sieb klassiert, gemischt
und mit einer herkömmlichen
Tablettenpresse wie einer Korsch EK 0 Exzenterpresse zu Tabletten
von 6 mm Durchmesser und einem durchschnittlichen Gewicht von 100
mg gepresst.
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Beispiel für eine orale
Flüssigformulierung
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Es
kann eine oral verabreichbare Flüssigformulierung
hergestellt werden, die die folgenden Inhaltsstoffe in Gewichtsteilen
enthält:
Montirelin | 10
Teile |
Kaliumsorbat | 10
Teile |
Natriumcitrat | 6
Teile |
Zitronensäure | 2
Teile |
Natriumchlorid | 2
Teile |
Saccharose | 200
Teile |
genügend Wasser,
um ein gewünschtes
Lösungsvolumen
mit 10 g Montirelin pro Liter Lösung
zu erhalten. | |
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Die
festen Inhaltsstoffe wurden in Wasser gelöst, durch eine 0,23 μm Membran
gefiltert und in Flaschen abgefüllt.
1 ml der resultierenden Lösung
enthielt 10 mg Montirelin. Eine individuelle Dosierung kann erzielt
werden, indem dem Patienten individuelle Volumen der Lösung verabreicht
werden.
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Beispiel für eine Nasensprayformulierung
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Es
kann eine Nasensprayformulierung hergestellt werden, die die folgenden
Inhaltsstoffe in Gewichtsteilen umfasst
Montirelin | 80
Teile |
Benzalkoniumchlorid | 1
Teil |
Polyoxyethylen
(20) Sorbitanmonooleat (Polysorbate 80) | 80
Teile |
Natriumcarboxymethylcellulose
(TyloseTM C 30) | 80
Teile |
Dinatriumhydrogenphosphat | 72
Teile |
Natriumdihydrogenphosphat | 32
Teile |
Dextrose | 240
Teile |
gereinigtes
Wasser, um ein gewünschtes
Lösungsvolumen
mit 10 g Montirelin pro Liter Lösung
zu erhalten. | |
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Die
festen Inhaltsstoffe wurden in dem Wasser gelöst, durch eine 0,5 μm Membran
gefiltert und in Flaschen abgefüllt,
auf die eine Sprühpumpe
mit einer volumetrischen Spenderkammer von 100 μl für eine nasale Verabreichung
gesetzt wurde.
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Toxizität
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Die
subakute intravenöse
Repeated-Dose-Toxizität
von Montirelin wurde bei Sprague-Dawley Ratten untersucht, die fünf Wochen
lang wiederholt mit 0,05, 0,5, 5 und 50 mg/kg/Tag behandelt wurden,
und die Reversibilität
ihrer toxischen Wirkung wurde ebenfalls in einer vierwöchigen Recovery-Studie
untersucht.
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Neunundachtzig
SPF Slc:SD Ratten beider Geschlechter (Alter: vier Wochen, Körpergewicht: 70,0–81,6 g)
wurden von der Shizuoka Agriculture Cooperative Association for
Laboratory Animals gekauft. Während
einer einwöchigen
Quarantäne/Akklimationsperiode
wurde die Tiere gewogen und im Hinblick auf allgemeine Symptome
beobachtet. Gesunde Tiere, die normales Wachstum zeigten, wurden
ausgewählt
und im Alter von fünf
Wochen in dem Experiment verwendet.
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Männchen und
Weibchen wurden in fünf
Gruppen (einschließlich
der Kontrollgruppe) von 10 Tieren pro Geschlecht verwendet, zusätzliche
10 Tiere pro Geschlecht wurden den Gruppen Kontrolle, 0,5 mg/kg
und 50 mg/kg zum Untersuchen der Reversibilität der toxischen Wirkung der
Testsubstanz zugegeben. Alle diese Tiere wurden zu jeder Gruppe
durch Gewichtsstratifizierung randomisiert, so dass die Unterschiede
des anfänglichen
mittleren Körpergewichts
zwischen Gruppen innerhalb von 2% lagen. Zu Beginn der Behandlung betrug
das Körpergewicht
116,5–132,9
g bei Männchen
und 107,0–123,4
g bei Weibchen.
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Die
maximale Dosis wurde auf 50 mg.kg festgelegt, drei niedrigere Dosen
wurden auf 5, 0,5 und 0,05 mg/kg mit einem gemeinsamen Verhältnis von
1:10 festgelegt. Diese Studie beinhaltete auch die Vehikelkontrollgruppe.
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Tabelle
1 zeigt den Versuchsaufbau (Dosen, Anzahl Tiere/Gruppe und Konzentrationen
der Dosierlösung).
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Tabelle
I: Subakute Toxizitätsstudie
von Montirelin in Ratten
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- * physiologische Kochsalzung
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Es
wurden Dosierungslösungen
durch Auflösen
einer abgewogenen Menge der Testsubstanz in physiologischer Kochsalzlösung bei
einer Konzentration von 1 W/V% mit einem Messkolben hergestellt.
Niedriger dosierte Lösungen
wurden durch aufeinander folgendes 10faches Verdünnen der Anfangslösung erhalten.
Die jeweilige Dosierlösung
wurde wiederholt intravenös
einmal täglich
für 35
Tage in die Schwanzvene mit einer Rate von 0,2 ml/10 sec mit einer
1/4 Injektionsspritze verabreicht. Die Behandlung erfolgte mit einem
konstanten Volumen von 0,5 ml/100 g Körpergewicht in allen Dosisgruppen
und die Kontrollgruppe wurde mit physiologischer Kochsalzlösung mit
demselben Volumen auf dieselbe Weise behandelt.
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Klinische
Anzeichen in allen Tieren wurden täglich zwischen zwei und vier
Stunden nach der Dosierung gemäß der Irwin-Methode
der Beurteilung durch umfassende Beobachtung beobachtet, und Typ,
Ernsthaftigkeit, Einsetzzeit und Abklingzeit der toxischen Symptome
wurden aufgezeichnet. Während
der Recovery-Periode wurde eine klinische Beobachtung jeden Morgen
auf dieselben Weise durchgeführt.
Bei allen Tieren wurden während
der Behandlungs- und Recovery-Perioden dreimal wöchentlich morgens Körpergewicht, Nahrungsaufnahme
und Wasseraufnahme gemessen und aufgezeichnet.
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Während der
Verabreichungs- und Recovery-Perioden kam es in keinen Behandlungs-
oder Kontrollgruppen zu Todesfällen.
- 1. In der Gruppe 50 mg/kg wurde ein transienter
systemischer Tremor während
der Injektion bei beiden Geschlechtern ab Tag 0 (dem ersten Dosierungstag)
beobachtet, aber dieses Symptom klang ab Tag 1 mit jedem Behandlungstag
allmählich
ab und verschwand am 6. Tag bei Männchen und am 4. Tag bei Weibchen. In
den Gruppen mit 5 mg/kg und höher
zeigten fast alle Männchen
und Weibchen eine transiente Polyurie, und dieser Effekt hatte seinen
Höhepunkt
etwa eine Stunde nach der Dosierung von Tag 0–3. Dieses Symptom klang jedoch
ebenfalls von einem Behandlungstag zum nächsten ab und verschwand bei
Tag 4–28. Es
gab während
der Verabreichungs- und Recovery-Perioden keine anderen merklichen
klinischen Anzeichen.
- 2. Die Wasseraufnahme nahm bei beiden Geschlechtern, die 5 mg/kg
oder darüber
erhielten, von Tag 2–3 bis
etwa Woche 4 zu. Behandelte Männchen
neigten zu einer geringeren Nahrungsaufnahme im Vergleich zu den
Kontrollmännchen,
und im Einklang mit diesem Effekt ging die Körpergewichtszunahme bei Männchen zurück, besonders
bei denen, die 0,5, 5 und 50 mg/kg erhielten. Bei Weibchen waren
die Veränderungen
der Nahrungsaufnahme und des Körpergewichts
unauffällig.
- 3. Die Ergebnisse in Bezug auf die Urinausscheidung waren unauffällig, mit
der Ausnahme, dass eine Zunahme des Urinvolumens in der zweiten
und fünften
Behandlungswoche bei Männchen,
die 5 mg/kg oder mehr erhielten, und bei Weibchen, die 5 mg/kg oder
mehr erhielten, beobachtet wurde.
- 4. Hämatologisch
bestand bei beiden Geschlechtern, die 50 mg/kg erhielten, eine Tendenz
der Zunahme der Zahl der roten Blutkörperchen, eines Anstiegs von
Hämoglobin
und Hämatokrit,
sowie eine Tendenz zur Abnahme der Gesamtzahl der weißen Blutkörperchen.
Alle diese Veränderungen
lagen jedoch im Bereich der normalen physiologischen Variationen. Änderungen
in Bezug auf andere hämatologische
Parameter wurden nicht auf die Dosis bezogen.
- 5. Es wurden keine behandlungsbezogenen Abnormalitäten in den
biochemischen Blutparametern beobachtet.
- 6. Bei einer Autopsie wurden keine behandlungsbezogenen grob
anormalen Veränderungen
beobachtet. Histopathologisch zeigte der Fall einer Hypertrophie
von serösen
Zellen in der Unterkieferdrüse
eine Dosisabhängigkeit
in beiden Geschlechtern aller Behandlungsgruppen. In anderen Organen
zeigten sich keine auffälligen
Veränderungen
unter dem Lichtmikroskop und es gab auch keine anormalen Änderungen
in der Leber oder Niere bei einer elektronenmikroskopischen Untersuchung.
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Alle
beobachteten Änderungen
stellten sich nach gestoppter Verabreichung des Wirkstoffs zurück.
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1. Beispiel
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Die
Wirksamkeit von Montirelin bei der Behandlung von obstruktiver Schlafapnoe
wurde in einem English Bulldog Standardtestmodell demonstriert.
Fünf Bulldoggen
wurden EEG-(Elektroenzephalogramm)-Elektroden subkutan implantiert
und sie wurden mit Atemoszillationsgürteln (RespitraceTM)
zum Messen der Abdominal- und Brustkorbbewegungen und einem Ohr-Oximeter
zum Messen der Sauerstoffsättigung
(SaO2) instrumentiert. Jeder Hund wurde
acht Stunden lang beobachtet und das Weck- und Schlafverhalten wurde
notiert. Montirelin in einem sterilen Kochsalzlösungsvehikel wurde den Versuchstieren
mit einer Dosis von 100 μg/kg
intravenös
verabreicht. Jedem Test mit aktiver Substanz ging ein Kontrolltag
voraus, an dem nur das Kochsalzlösungsvehikel
verabreicht wurde. Die Wirkung von Montirelin auf die Hypersomnolenz
und die schlafgestörte
Atmung wurden beurteilt.
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Hypersomnolenz
wurde durch Schlaflatenz und Gesamtschlaf zeit ermittelt. Die Gesamtschlaf
zeit (TST) wird als ein Prozentanteil ausgedrückt, der durch Dividieren der
Gesamtschlaf zeit in Minuten durch die Gesamtstudienzeit in Minuten
und Multiplizieren des resultierenden Quotienten mit 100 gemäß der folgenden Formel
berechnet wird:
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Die
Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II dargestellt:
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Die
Schlaflatenz wurde als Gesamtzahl der Minuten bis zum Eintritt des
Non-REM-Schlafs definiert. Die während
des Versuchs beobachteten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle
III dargestellt:
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Das
schlafgestörte
Atmen wurde im Hinblick auf einen schlafgestörten Atemindex (SDBI) beurteilt,
der als die Gesamtzahl der REM-(Rapid Eye Movement)-Ereignisse dividiert
durch eine Menge gleich der REM-Gesamtzeit dividiert durch 60 Minuten
gemäß der folgenden
Formel definiert wurde:
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Ein
REM-Event (Apnoe) wird als ein Fall von abnehmender oder fehlender
Atmung und ein Rückgang von
4% oder mehr der Blutsauerstoffsättigung
(SaO2) während
des REM-Schlafs definiert. Die Ergebnisse des schlafgestörten Atemtests
sind in der nachfolgenden Tabelle IV aufgeführt:
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Es
ist ersichtlich, dass Montirelin eine etwa 50%ige Reduzierung der
schlafgestörten
Atmung in Verbindung mit nur einer geringen Reduzierung der Gesamtschlaf
zeit erzeugte. Der Schlaf mag zwar etwas flacher sein, aber mit
Montirelin behandelte Versuchstiere wachen weniger häufiger auf
und zeigen somit merklich bessere konsolidierte Schlafmuster.
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2. Beispiel
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In
einem weiteren Experiment wurde Montirelin an verschiedenen Tagen
mit variierenden Dosierungen einer Bulldogge mit mäßig schwerer
obstruktiver Schlafapnoe verabreicht. Bei dieser Bulldogge wurde
eine Doppelblindstudie durchgeführt,
bei der Kochsalzlösung
als Kontrolle verabreicht wurde, und es wurden vier verschiedene
Dosen Montirelin (100 mg/kg, 200 mg/kg, 400 mg/kg und 800 mg/kg)
verabreicht. Der Hund wurde an vier verschiedenen Tagen mit jeder
Dosis des Wirkstoffs studiert. An jedem Tag wurde der Hund sechs Stunden
lang nach Verabreichung des Medikaments oder der Kontrolle durch
IV-Injektion beobachtet. Die Reihenfolge der verschiedenen Medikamentendosen
oder der Kochsalzlösungskontrolle
wurde randomisiert und eine Auswaschperiode von zwei Tagen wurde
nach der Studie einer bestimmten Dosis eingeräumt. Während der Studien wurden Atembewegung,
Sauerstoffsättigung
und EEG für
den Schlafzustand gemessen. Die Zahl der schlafgestörten Atemereignisse
oder der Atemstörungsanfälle (RDI)
pro Stunde wurde gemäß der obigen Formel
sowohl für
Non-REM-(Non-Rapid Eye Movement)-Schlaf, der den größten Teil
der Schlafzeit ausmacht, als auch für REM-(Rapid Eye Movement)-Schlaf
berechnet. Der mittlere Schlafeffizienz- und Weckindex wurden ebenfalls ermittelt.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle V dargestellt:
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Die
Daten zeigen, dass es eine erhebliche Reduzierung der Non-REM-schlafgestörten Atemereignisse
bei Medikamentendosen von 200 mg/kg und darüber gibt. Bei diesem Versuchstier
schien es keinen Einfluss auf den REM-Schlaf-RDI bei niedrigen Dosen zu geben.
Bei höheren
Dosen von 400 mg/kg und 800 mg/kg ging das Tier nicht in den REM-Schlaf, so dass die
Zahl der REM-Schlaf-Atemereignisse bei diesen Dosen nicht studiert
werden konnten. Der Wirkstoff hatte keinen Einfluss auf die Schlafeffizienz,
reduzierte aber die Anzahl der Weckereignisse pro Stunde. Es gab
keine Auswirkung auf die Oxyhämoglobinsättigung
während
der Atemepisoden. Diese Ergebnisse zeigen, dass Montirelin eine
dosisabhängige
Reduzierung der Zahl der Episoden erzeugt, bei denen die Atmung
während
des Non-REM-Schlafs abnimmt, und zeigen dadurch an, dass eine Montirelin-Verabreichung
als für
eine Behandlung zum Lindern von Non-REM-schlafgestörter Atmung vielversprechend
angesehen werden kann.
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In
der Praxis kann Montirelin als ein Bolus von 0 bis 12 Stunden, vorzugsweise
von 0,2 bis 6 Stunden, vor einer normalen Schlafperiode verabreicht
werden. Der Wirkstoff kann oral oder parenteral, z.B. durch intramuskuläre Injektion,
subkutane Injektion, intranasale Inhalation, rektale Verabreichung
oder intravenöse Verabreichung
verabreicht werden.
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Ohne
uns an eine Theorie binden zu wollen, sind wir der Ansicht, dass
Montirelin dadurch wirkt, dass es die Aktivität von Motoneuronen verstärkt, die
die Muskulatur der Atemwege beim Schlaf kontrollieren, so dass der
Verlust von Muskeltonus in Verbindung mit obstruktiven Ereignissen
verhindert wird.
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Die
obige Beschreibung und die Beispiele wurden lediglich zur Illustration
der Erfindung gegeben und sollen diese nicht begrenzen. Da Modifikationen
der offenbarten Ausgestaltungen, die diese erfindungsgemäße Substanz
beinhalten, für
die Fachperson offensichtlich sein werden, ist die Erfindung so
anzusehen, dass sie alles im Rahmen der beiliegenden Ansprüche und
deren Äquivalente
abdeckt.