Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von Demeclocyclin und
anderer Tetracyclin-Derivate zur Benutzung für die Senkung des Augeninnendrucks
bei Aufbringung auf das Auge.
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US-A-4 666 897 offenbart die Verwendung oraler Verbindungen, die
Minocyclin für Patienten mit Rheumatoid-Arthritis umfassen.
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Opthal res. 9, 1977 beschreibt auf Seite 214 eine Tetracyclin-Lösung zur
Verwendung für opthalmologische Zwecke.
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Oftalmol zg. 23, (6), 1968 beschreibt auf Seiten 451 und 452 die
Verwendung einer 1% Tetracyclin-Lösung für die Behandlung von Trachom.
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Martindale, offenbart 1982 auf Seiten 1152, 1153 und 1216 bis 1223
Augensalben, Tabletten, Suspensionen und injizierbare Lösungen von Tetracyclin
und/oder Demeclocyclin.
Hintergrund zur Erfindung
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Der Ausdruck "Glaukom" bezieht sich auf eine Gruppe von Augenkrankheiten,
die etwa 2% der erwachsenen Bevölkerung befällt. Es ist eine der drei
führenden Ursachen von erworbener Blindheit in der entwickelten Welt. Glaukom
entwickelt sich, weil der Druck im Innern des Auges (der Augeninnendruck) über
ein Niveau ansteigt, das sicher geduldet werden kann. Innerhalb des Auges
scheiden die ziliären Prozesse eine klare Flüssigkeit ab, die
Augenkammerwasser genannt wird. Diese Flüssigkeit ist für die Ernährung der
Linse und Cornea des Auges äußerst wichtig. Diese Augenkammerflüssigkeit läuft
durch das trabekuläre Netzwerk, gegen einen mäßigen Widerstand ab. Die
Zirkulation und der Widerstand gegen die Dränage dieser Flüssigkeit erzeugt
den Augeninnendruck. Solcher Augeninnendruck hält die runde Gestalt des Auges
aufrecht, und sorgt somit für die exquisiten optischen Eigenschaften des
Auges.
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Bei Glaukom hebt eine Reduzierung der Dränage des Kammerwassers den
Augeninnendruck über das normale Niveau an; dieser erhöhte Augeninnendruck
wird durch alle Gewebe im Auge übertragen. Der Sehnerv, der für den Transport
des visuellen Bildes von der lichtempfindlichen Netzhaut zum Gehirn
verantwortlich ist, wird bei Glaukom sekundär zum erhöhten Augeninnendruck
geschädigt. Aufgrund des beeinträchtigten Blutkreislaufes und/oder
mechanischer Verformung, die von den abnormalen Drücken herrührt, wird der
Sehnerv einem atrophischen Prozeß unterzogen und das Sehvermögen später
reduziert.
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Die verschiedenen terapeutischen Vorgehensweisen im Hinblick auf Glaukom
schließen Bemühungen ein den Augeninnendruck, entweder durch Reduzierung der
Geschwindigkeit mit der sich Augenkammerwasser formt oder durch Erhöhung der
Geschwindigkeit mit der es das Auge verläßt, zu senken. In der entwickelten
Welt, wo man Zugang zu Medikationen hat, verwendet die erste Vorgehensweise
bei Glaukom-Therapie ein oder mehrere Arzneimittel, um dieses Resultat zu
erzielen. Wenn es Therapie mit Medikationen versäumt den Augeninnendruck
angemessen zu senken, kommt als nächster Schritt Laser-Therapie oder
konventionelle chirurgische Therapie zur Anwendung.
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Eine große Palette von Medikationen steht jetzt für die Behandlung von
Glaukom zur Verfügung. Einige werden topisch als Tropfen auf das Auge
verabfolgt; andere sind systemisch Medikationen, die oral in Pillenform
eingenommen werden. In vielen, aber nicht allen, Glaukom-Patienten können
diese Medikationen den Augeninnendruck auf einen sicheren Bereich senken.
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Alle verfügbaren Glaukom-Medikationen haben bestimmte Begrenzungen.
Erstens haben beide, d. h. topische und systemische, Medikationen bedeutende
okuläre Nebenwirkungen, die vom speziellen Arzneimittel abhängen. Diese
schließen solche Probleme wie z. B. lokale Reizung, arzneimittelinduzierte
Veränderungen im Brechungsfehler des Auges und erhöhtes Risiko der
Netzhautablösung ein. Einige Medikationen machen die Pupille so klein, daß sie
den Lichteintritt ins Auge begrenzen und Sehschwierigkeit verursachen.
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Systemische Nebenwirkungen sind in einigen Patienten ebenfalls
auffallend. Medikationen, die sich gegenwärtig in Gebrauch befinden, können
Serumelektrolyte, Appetit, Geisteszustand und dergleichen ändern. Selbst
einige topisch als Tropfen angewandte Medikationen können ins Blut absorbiert
werden und ernsthafte systemische Nebenwirkungen in empfindlichen Personen
verursachen. Beispiele von Nebenwirkungen seitens Tropfentherapie schließen
zusätzliche Herzschläge, Herzversagen, gastrointestinale Symptome und
Exazerbation zugrunde liegenden Asthmas ein. Sämtliche Anti-Glaukom-Medikationen
besitzen begrenzte Wirkungsdauer; sowohl topische als auch
systemische Medikationen müssen mindestens einmal täglich angewandt werden,
und bei einigen ist der Gebrauch 4mal täglich erforderlich.
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Wegen der okulären/systemischen Nebenwirkungen und der begrenzten
Wirkungsdauer, ist schlechte "Kooperationsbereitschaft" der Patienten ein
bedeutendes Problem bei der Anwendung von Anti-Glaukom-Medikationen. Der
Ausdruck "Kooperationsbereitschaft" bezieht sich auf die Tendenz von Patienten
ihre Medikationen wie vom Arzt instruiert zu benutzen.
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Aufgrund der erwiesenen Wirksamkeit von Anti-Glaukom-Arzneimitteltherapien
und wegen der höheren Risiken von Laser- und chirurgischen
Therapien, geht die Suche nach neuen Drogen zur Behandlung von Glaukom weiter.
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Es wird jetzt auf die verschiedenen Zahlen der Zeichnungen aufmerksam
gemacht, worin:
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Fig. 1 bezieht sich auf die Verwendung von Desmopressin und ist eine
Dosis-Reaktionskurve, die den Anstieg des Augeninnendrucks 6 Stunden nach der
intravenösen Verabfolgung von Desmopressin in Kaninchen zeigt.
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Augeninnendruck ist das Mittel von den 2 Augen von jedem Kaninchen. 8-10 Tiere
für jede Desmopressin-Konzentration;
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Fig. 2 bezieht sich auf die Verwendung von Desmopressin und ist eine
Zeitverhaltenskurve, die den Anstieg des Augeninnendrucks nach der intravenösen
Verabfolgung von 100 mEinheiten/kg von Desmopressin in 10 Kaninchen
zeigt. Augeninnendruck ist das Mittel von den 2 Augen von jedem Kaninchen;
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Fig. 3 zeigt die Wirkung für in den Glaskörper verabfolgtes
Demeclocyclin auf den Augeninnendruck in Kaninchen und insbesondere die
Veränderung des Augeninnendrucks [(IOP Kontrollauge) - IIOP behandeltes Auge)],
8 Tage nach der Injektion in den Glaskörper. 8-14 Tiere bei jeder
Demeclocyclin-Konzentration;
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Fig. 4 ist eine Kurve, die das Zeitverhalten für in den Glaskörper
verabfolgtes Demeclocyclin zeigt.
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Das Fallen des Augeninnendrucks (IOP) im Anschluß an die Verabfolgung
von Demeclocyclin in den Glaskörper, 0,5 mg. Die Werte repräsentieren
IIOP behandeltes Auge)] - [(IOP Kontrollauge) für 12 Kaninchen; und
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Fig. 5 ist eine Kurve, die die Reaktion von Augeninnendruck auf in den
Glaskörper verabfolgtes Demeclocyclin in Katzen zeigt. Das Fallen des Augeninnendrucks
als Reaktion auf die Injektion von 0,2 mg in den Glaskörper, wird
für 4 Katzen gezeigt. Die Daten repräsentieren [(IOP Kontrollauge) - IIOP
behandeltes Auge)].
Eingehende Diskussion - anfängliche
Experimente, die Desmopressin einbeziehen
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Es ist bekannt, daß ein großer Bereich von Peptid-Hormonen den Augeninnendruck
beeinflußt. Einige dieser Hormone sind lokal im Auge anwesend und werden von
Peptid enthaltende Nervenfasern innerhalb des Augengewebes freigesetzt.
Andere, wie zum Beispiel Vasopressin, sind systemische Hormone, die das Auge
durch den Blutstrom erreichen.
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Vasopressin (oder antidiuretisches Hormon) ist ein Neun-Aminosäure-Peptid,
das ins Blut abgeschieden wird. Eine intravenöse Infusion von
Vasopressin eleviert den Augeninnendruck in Kaninchen. In der isolierten Iris-Ziliärkörper-Präparation
erhöht Vasopressin den Kurzschlußstrom über das
Gewebe, was darauf schließen läßt, daß Vasopressin den aktiven Natriumtransport
über das Epithel des Ziliärkörpers beeinträchtigt.
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Okuläre Studien mit intravenösem Vasopressin sind schwierig. Durch
Vasopressin vermittelte Vasokonstriktion erhöht den systemischen Blutdruck mit
sekundären Auswirkungen auf den Augeninnendruck. Auch beträgt die Plasma-Halbwertszeit
von Vasopressin, wegen der schnellen Enzymhydrolyse durch Serum-Peptidasen,
nur 5 bis 10 Minuten. Um Augenkammerwasserdynamik zu
beeinträchtigen, muß Vasopressin durch kontinuierliche Infusion verabreicht
werden. Um diese Probleme zu überwinden, haben die vorliegenden Erfinder den
Effekt von intravenösem Desmopressin (1-Desamino-8-D-Arginin Vasopressin) auf
die Augenkammerwasserdynamik im Kaninchen studiert. Desmopressin, ein
synthetisches Analogon von Vasopressin, ist ein hoch spezifisches
antidiuretisches Mittel, das ein Antidiureticum zu Vasopressor Aktivitätsverhältnis
von 200 : 1 (Vasopressin = 0,9 : 1) vorzeigt. Außerdem wird
Desmopressin nicht durch Serum-Peptodasen abgebaut und besitzt eine
Wirkungsdauer von 6 bis 20 Stunden.
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Solche Studien waren auf den Effekt von Desmopressin auf den Augeninnendruck,
unter Verwendung von Kaninchen mit einem Gewicht von 2,5 bis 4 kg,
die in komfortablen Gewebeumhüllungen oder in speziell konstruierten Kästen
aus Plexiglas in ihrer Bewegung eingeschränkt waren, ausgerichtet. Nach
topischer 0,5% Proparacain-Anästhesie, wurde der Augeninnendruck mit einem,
manometrisch gegen das Kaninchenauge kalibrierten, Pneumatonometer (Digilab
Modell 30R) gemessen.
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Nach Erhalt einer beständigen Basismessung für den Augeninnendruck wurde
Desmopressin-Azetat (Armour Pharmaceutical Company, Kankakee, IL) in
gefilterter, normaler Salzlösung (Osmolarität 295-305 Mosmols/Liter, pH 7,0)
aufgelöst und in eine marginale Ohrvene in Dosierungen zwischen 12,5 und 1000
mEinheiten/kg injiziert. Der Augeninnendruck wurde während der ersten 8
Stunden, stündlich und dann nach 10 und 24 Stunden im Anschluß an die
Injektion gemessen. Tonographie zur Messung der Kammerwasserablaufmöglichkeit
wurde an 9 Kaninchen mit einem elektrischen Schiotz Tonometer eben vor und 5
Stunden nach intravenösem Desmopressin (200 mEinheiten/kg) vorgenommen.
Episkleraler, venöser Druck wurde mit einem espiskleralem Venometer in 4
Kaninchen vor und zu verschiedenen Zeiten nach intravenösem Desmopressin (200
mEinheiten/kg) gemessen.
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Um die Auswirkungen von Desmopressin auf den systemischen Blutdruck und die
Blutchemie zu studieren, wurde ein femoraler, arterieller Katheter in wache,
in ihrer Bewegung eingeschränkte, Tiere unter Verwendung von lokal injizierter
1,0% Lidocain-Anästhesie plaziert. Der systemische Blutdruck wurde durch den
Anschluß der Kanüle an einen Druckwandler und einen Polygraph direkt gemessen.
Arterielle Blutproben, die man aus derselben Kanüle erhielt, wurden auf pO&sub2;,
pCO&sub2;,
Blut pH und Plasma-Osmolarität mit einem "Corning 16" 5,5 pH Blutgas-Analyzer
und einem automatischen Osmometer, Osmette S, von "Precision
Instruments".
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Kammerwasserproben zur Askorbat- und Proteinbestimmung wurden durch
Punktion der hinteren und vorderen Augenkammer, nach topischer 0,5% Proparacain-Anästhesie,
erhalten. Basislinien-Kammerabzapfungen wurden in einem Auge
vorgenommen und intravenöses Dismopressin (200 mEinheiten/kg) wurde
verabfolgt. Der Augeninnendruck wurde gemessen, und hintere und vordere
Kammerabzapfungen wurden am anderen Auge entweder 1 oder 5 Stunden später
durchgeführt. Die Kammerwasserproben wurden sofort in 4,0% Metaphosphorsäure
plaziert und zur Schätzung der Askorbat-Konzentration mit 2,6-Dichlorphenol-Indophenol
titriert. Die Kinsey-Palm-Formel wurde dazu benutzt das Askorbatverhältnis
des Durchflußkoeffizienten (kfa) zum Diffusionskoeffizienten (kdpa)
zu kalkulieren. Zusätzlich wurde die Kammerwasser-Proteinkonzentration in der
vorderen Kammer, unter Verwendung von Biuret- und Phenolreagenzien (Total
Protein Kit No. 690, Sigma Chemical Co., St. Louis, MO) gemessen.
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Es wurde festgestellt (parallel zu bisherigen Berichten anderer, die
Vasopressin verwendeten), daß intravenös verabfolgtes Desmopressin einen
dosisabhängigen Anstieg an Augeninnendruck verursachte (Fig. 1). Im
allgemeinen induzierte Desmopressin einen Augeninnendruckanstieg, der
statistisch bedeutend war, bei 3 Stunden und stieg stetig um dann bei 6 bis
8 Stunden nach der Injektion das Maximum zu erreichen. Die Dauer des Effektes
betrug bei der 12,5 mEinheiten/kg Dosis 3 Stunden; höhere Dosen verursachten
einen länger anhaltenden Effekt. Bei allen untersuchten Dosen kehrte der
Augeninnendruck bis 24 Stunden nach der Desmopressin-Injektion auf die
Basislinie zurück. Fig. 2 zeigt die Veränderung an Augeninnendruck nach einer
Dosis von 100 mEinheiten/kg.
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Der Basislinien-Mittelwert des arteriellen Blutdrucks (106±4 mmHg) wurde
nach 4 Stunden (107±2 mmHg, p> 0,5), 5 Stunden (107±2 mmHg) oder 6 Stunden
(103±2 mmHg, p> 0,5) nach intravenöser Verabfolgung von 200 mEinheiten/kg
Desmopressin nicht bedeutend verändert. Der Basislinien-pH-Wert des
arteriellen Blutes (7,40±0,01) war bei 4 Stunden (7,43±0,02) und bei 6 Stunden
(7,44±0,03) nach derselben Desmopressindosis unverändert. Plasma-Osmoralität
(285,5±2,1
mOsm bei Basislinie) war im wesentlichen unverändert bei 4 Stunden
(291,8±1,4, p> 0,1; n=6) oder bei 6 Stunden (289,0±1,7, p> 0,1; n=6).
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Tonographie zeigte keine Veränderung an der Kammerwasser-Ausflußmöglichkeit
(C) nach 200 mEinheiten/kg von intravenösem Desmopressin
trotz eines entsprechenden Anstieges an Augeninnendruck (Tabelle 1). Unter
Verwendung experimentell bestimmter Werte von Augeninnendruck, Ausflußmöglichkeit
und espiskleralem, venösem Druck, wurde die Kammerwasser-Strömungsgeschwindigkeit
mittels der Goldmann-Gleichung (Tabelle 1)
kalkuliert. Fünf Stunden nach der Injektion mit Desmopressin erhöhte sich die
kalkulierte Kammerwasserströmung um 57% (Tabelle 1). Die Kammerwasser-Proteinkonzentration
wurde geringfügig reduziert (Tabelle 2), übereinstimmend
mit der höheren Strömung; daß der Kammerwasser-Proteingehalt nicht stieg ist
Beweis für die Integrität der blutwäßrigen Barriere nach der Desmopressin-Infusion.
Tabelle 1 Auswsirkungen von Desmopressin
(200 mE/kg I.V.) auf Kammerwasserdynamik
Basislinie Stunden Anzahl von Tieren Augeninnendruck Ausflußmöglichkeit Episkleraler venöser Druck Kalkulierte Kammerwasserströmung *Bedeutende Änderung vom Basislinienwert, paarweiter T-Test, p< 0,01. + Kammerwasserströmung wurde mittels der Goldmann-Gleichung, F=(Po-Pv)C kalkuliert, wobei F=Kammerwasserströmung in ul/min Po=Augeninnendruck in mmHg Pv=Episkleraler venöser Druck in mmHg C=Kammerwasser-Ausflußmöglichkeit in ul/min/mmHg
Tabelle 2 Auswirkungen von Desmopressin (200 mE/kg I.V.)
auf die chemischen Eigenschaften des Kammerwassers
Zeit nach Injektion Augenkammerwasser Augenkammerwasser-Protein Mittel Anzahl von Tieren Basislinie Stunde p Werte kalkuliert ab T-Statistiken mittels Students T-Test für gepaarte Daten: Ap< 0,05; B nicht bedeutend ab Basislinienmessung.
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Das Basislinien Kinsey-Palm kfa : kdpa Verhältnis wurde unter Verwendung von
Askorbat-Messungen kalkuliert. Das anfängliche Verhältnis von 2,12±0,23
erhöhte sich 1 Stunde nach intravenöser Injektion von 200 mEinheiten/kg
Desmopressin auf 3,14±0,47 (p< 0,05; n=9). Fünf Stunden nach intravenöser
Arzneimittelverabfolgung wurde das kfa : kdpa Verhältnis (4,08±0,38) ebenfalls
ab Basislinie (2,94±0,32; p< 0,01; n=6) erhöht. Die gesteigerten Askorbat-Verhältnisse
bei 1 Stunde und bei 5 Stunden sind vereinbar mit einem erhöhten
Wasserfluß in das Auge.
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In seiner primären Wirkung auf die Niere in der Senkung des Urinflusses,
stimuliert Vasopressin die Produktion der intrazellulären zweiten Botschafterhormone,
zyklisches Adenosin 3',5'-Monophosphat (zyklisches AMP); dieser zweite
Botschafter leitet eine Reihe intrazellulärer Vorgänge ein, die letzten Endes
den Urinfluß reduzieren. In derselben Weise wirkt Desmopressin auf die Niere.
Die vorliegende Erfindung - erster Aspekt
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich in ihrem ersten Aspekt auf
bestimmte Derivate der Tetracyclinreihe von Antibiotika, die die vasopressin-induzierte
oder desmopressin-induzierte Stimulierung von zyklischem AMP in der
Niere hemmen, und somit die Wirkung von Vasopressin auf den Urinfluß
blockieren. Demeclocyclin ist das Tetracyclin-Derivat, das für diese
Nierenwirkung als am wirkungsvollsten gefunden wurde.
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Obgleich vorher berichtet wurde, daß Vasopressin keine Auswirkung auf
zyklische AMP-Niveaus in den ziliären Prozessen in vitro hat, haben die
vorliegenden Erfinder in vivo bestimmt ob systemisches Desmopressin AMP-Niveaus
im Kammerwasser des Auges beeinträchtigte. In 20 Kaninchen wurden,
nach Azetylierung unter Verwendung einer RIA-Ausstattung für zyklisches AMP
(DuPont Speciality Diagnostics, Boston, MA), Vorkammer-Augenkammerwasserproben
auf zyklische AMP-Niveaus analysiert. Von einem Auge wurde eine Basislinienprobe
entnommen. Desmopressin (200 mEinheiten/kg) wurden intravenös
verabreicht, und eine Kammerwasserprobe des anderen Auges wurde entweder 1
oder 5 Stunden später genommen. Es wurde festgestellt, daß das zyklische AMP
des Kammerwassers, 1 Stunde nach der Verabfolgung des Desmopressins, eine
kleine Reduzierung zeigte, die statistisch unbedeutend war. Jedoch 5 Stunden
nach dem Desmopressin war das zyklische AMP des Kammerwassers im Vergleich mit
der Basislinie (Tabelle 2) erheblich reduziert. Das verringerte zyklische AMP
des Kammerwassers, wie der verringerte Proteingehalt des Kammerwassers, ist
mit der Verdünnung vereinbar, die von der gesteigerten Kammerwasserbildung
herrührt.
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Obgleich es keine Feststellung einer Erhöhung von zyklischem AMP des
Kammerwassers gab, konnte man einen Anstieg an intrazellulärem zyklischen AMP
im ziliären Prozeß immer noch nicht ausschließen, unentdeckt durch die Probe
von extrazellulären, intraokulären Flüssigkeiten. Daher wurden Tests durchgeführt,
um zu bestimmen ob Demeclocyclin die Auswirkung von Desmopressin im
Auge, ähnlich von Demeclocyclins Hemmung von Vasopressin in der Niere,
beeinflußte. Wache Kaninchen wurden, 2 Stunden vor intravenösem Desmopressin
(200 mEinheiten/kg), mit oralem Demeclocyclin-Hydrochlorid (Sigma Chemical
Co., St. Louis. MO, 20 mg/kg) vorbehandelt. Der Augeninnendruck wurde vor der
Vorbehandlung, eben vor der intravenösen Injektion von Desmopressin (200
mEinheiten/kg) und danach stündlich für 8 Stunden gemessen. Es wurde
festgestellt, daß die Vorbehandlung mit oralem Demeclocyclin den desmopressin-induzierten
Anstieg an Augeninnendruck blockierte (Tabelle 3).
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Die Resultate aus dem Vorgenannten zeigen, daß systemisches
Desmopressin, wie Vasopressin, den Augeninnendruck in Kaninchen eleviert und,
daß die Anhebung von Augeninnendruck auftritt, weil Desmopressin die
Ausscheidung von Kammerwasser durch die ziliären Prozesse stimuliert. Die
Abwesenheit von Auswirkungen auf systemischen Blutdruck oder Serum-Osmolalität
zeigt, daß Desmopressin direkt auf die Kammerwasserabscheidung wirkt, obwohl
der genaue Wirkungsmechanismus dieses synthetischen Hormons immer noch nicht
völlig aufgeklärt ist. Außerdem zeigen diese Feststellungen, daß das
Tetracyclin-Antibiotikumderivat, Demeclocyclin den desmopressin-induzierten
Anstieg an Augeninnendruck, analog zum Effekt von Demeclocyclin auf die
Auswirkung von Vasopressin in der Niere, wirkungsvoll blockiert. Weil kein
derzeitiger Beweis vorliegt, der zyklisches AMP mit Desmopressin-/Vasopressin-Effekten
auf den Augeninnendruck in Verbindung bringt, muß der genaue
zelluläre Wirkungsmechanismus im Auge für Demeclocyclin noch ermittelt werden.
Einstellung der Verwendung von Desmopressin
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Tetracyclin-Antibiotika wurden sehr viele Jahre systemisch verwendet und
wurden topisch angewandt, um oberflächliche Infektionen im Auge zu behandeln.
Diese Antibiotika, so wie sie gegenwärtig formuliert sind, penetrieren
schlecht ins Auge. Siehe Hardberger, und andere, Effekte von Arzneimittelvehikeln
auf okuläre Aufnahme von Tetracyclin, Am J. Ophthamol 80: 133-138
(1975) und Massey, und andere, Effekt von Arzneimittelvehikel auf menschliche
okuläre Retention von topisch aufgetragenem Tetracyclin, Am J. Ophthamol
81: 151-156 (1976). Es wurden keine Effekte auf den Augeninnendruck berichtet.
Die vorliegenden Erfinder unternahmen eine Reihe von Studien, unter Umgehung
der schlechten okulären Penetration gegenwärtiger Formulierungen, um direkt
anzusprechen ob Demeclocyclin, Tetracyclin und andere Tetracyclin verwandte
Arzneimittel den Augeninnendruck beeinträchtigen. In allen anschließenden
Studien, die nachstehend beschrieben sind, wurde die Verwendung von
Desmopressin unterlassen, und die direkten Effekte der Tetracycline auf den
Augeninnendruck wurden gemessen.
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Erstens, um Zugang zu seinem direkten Effekt auf den Augeninnendruck zu
erhalten, wurde Demeclocyclin in den Glaskörper (10 ul/Injektion) in Dosen von
0,05 bis 1,0 mg in Kaninchen, die in komfortablen Kästen, unter Bewegungseinschränkung
gehalten wurden, und mittels topischer Proparacain-Anästhesie
verabfolgt. Ein Auge erhielt das Arzneimittel und das kontralaterale Auge
erhielt nur Vehikel als Kontrolle.
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In den Glaskörper verabfolgtes Demeclocyclin verursachte eine
ausgeprägte Senkung des Augeninnendrucks, verzögert im Einsetzen und lang
anhaltend in der Dauer. Fig. 3 zeigt die Dosisreaktion auf in den Glaskörper
verabfolgtes Demeclocyclin für Dosen im Bereich von 0,05 mg bis 1,0 mg, wie
am Tag 8 gemessen. In den Glaskörper verabfolgtes Demeclocyclin 0,1 mg senkte
den Augeninnendruck erheblich (p< 0,05) für eine Dauer von 6 Tagen.
Tabelle 3 Effekte von Demeclocyclin-Vorbehandlung auf
Desmopressin-induzierten Augeninnendruckanstieg* Veränderung des Augeninnendrucks (mmHg±S.E.M.)
Basislinien Augeninnendruck 1 Stunden Anzahl von Tieren Desmopressin Demeclocyclin Vorbehandlung *Tiere wurden 2 Stunden vor 200 mEinheiten/kg von intravenösem Desmopressin mit oralem Demeclocyclin-Hydrochlorid vorbehandelt. A Erheblicher Unterschied im Vergleich zu Desmopressin allein, p< 0,05, unter Verwendung von Students Statistik; andere Werte nicht bedeutend.
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Höhere Dosen von Demeclocyclin resultierten in einer längeren Dauer von
Augeninnendruckreduzierung, wobei die maximale Dauer nach Injektion von 0,5
mg beobachtet wurde. Fig. 4 zeigt den Zeitverlauf im Anschluß an die 0,5 mg
Dosis mit einer erheblichen (p< 0,05) Reduzierung im Augeninnendruck, die für
16 Tage anhielt.
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Es gab keine offensichtliche, nachteilige Effekte seitens der Injektion
von Demeclocyclin in den Glaskörper. Die Pupillengröße blieb unverändert. Es
waren keine Anzeichen externer Irritation oder Röte vorhanden. Die
Spaltlampenauswertung zeigte keine Anzeichen intraokulärer Entzündung in
irgendeinem Tier. Um mögliche pathologische Veränderungen im Auge zu
studieren, wurde eine Injektion von 0,5 mg Demeclocyclin in den Glaskörper
eines Auges in einem Kaninchen verabfolgt. Nach 6 Tagen fiel der Augeninnendruck
im arzneimittelbehandelten Auge 12 mmHg. Das Tier wurde unter tiefer
Phenyläthylbarbitursäure-Anästhesie geopfert; beiden Augen wurden entfernt und
mittels histopathologischer Untersuchung studiert. Es lag keine offensichtliche
Entzündung oder andere Abnormität im arzneimittelbehandelten Auge vor.
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Die Weise mittels der Demeclocyclin den Augeninnendruck senkte wurde
studiert (Tabelle 4). Für diese Untersuchungen erhielten Kaninchen Injektionen
von 0,2 mg Demeclocyclin in den Glaskörper eines Auges, und das kontralaterale
Auge erhielt Vehikel als Kontrolle. Es gab keine Veränderung an Kammerwasserausflußmöglichkeit
wie durch Tonographie bestimmt. Kammerwasserfluß wurde wie
oben beschrieben kalkuliert, wobei ein Wert von 8 mmHg für episkleralen
venösen Druck angenommen wurde; Demeclocyclin bewirkte eine 70% Senkung der
Kammerwasser-Fließgeschwindigkeit. Außerdem gab es keine bedeutende Änderung
der Proteinkonzentration des Kammerwassers. Das Basislinienverhältnis Kfa : Kdpa
nach Kinsey-Palm für Askorbat zeigte eine erhebliche 76% Abnahme im arzneimittelbehandelten
Auge. Alle diese Befunde sind mit der Tatsache vereinbar, daß
in den Glaskörper verabfolgtes Demeclocyclin eine bedeutende Reduzierung in
der Produktion von Augenkammerwasser verursacht und den Augeninnendruck auf
dieser Basis senkt.
Tabelle 4 Okuläre Effekte von in den Glaskörper verabfolgtem
Demeclocyclin (0,2 mg) in Albino-Kaninchen
Mit Arzneimittel behandeltes Auge Mit Vehikel Anzahl von Tieren Augeninnendruck Kammerwasserausflußmöglichkeit Kalkulierter Kammerwasserfluß Kammerwasserprotein Askorbat Mittel ± S.E.M.; T-Statistik über gepaarte Differenzen für arzneimittelbehandeltes versus vehikelbehandeltes Auge: A p< 0,05; B nicht bedeutend. *Kammerwasserfluß wurde mittels der Goldmann-Gleichung, F=(Po-Pv) C; kalkuliert, siehe Tabelle 1. **Nach der Gleichung von Kinsey-Palm kalkuliert.
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Nach der Verabfolgung von Demeclocyclin auf folgende Weise konnte keine
Änderung des Augeninnendrucks festgestellt werden: 1% oder 2% Lösungen in
physiologischer Salzlösung bei topischer Auftragung auf 1 Auge; 1% oder 2%
Präparationen auf einer Augensalbenbasis, topisch auf ein Auge aufgetragen;
20 mg/kg intravenös verabfolgt. Es ist bekannt, daß die Tetracyclinklasse von
Arzneimitteln das Auge schlecht penetriert, und man glaubt, daß die negativen
Resultate bei diesen anderen Wegen der Verabfolgung sekundär zu der schlechten
Penetration der Formulierungen dieser Arzneimitteln zu den studierten Dosen in
das intakte Auge sind.
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Die Effekte von anderen Tetracyclin-Arzneimitteln auf den Augeninnendruck
wurden bestimmt. Jedes Tetracyclin-Arzneimittel wurde mit einer Dosis
von 0,2 mg in den Glaskörper von 1 Auge verabfolgt, wobei das kontralaterale
Auge nur Vehikel als eine Kontrolle erhielt. Mit nur zwei Ausnahmen induzierte
jedes dieser Mittel eine statistisch bedeutende Senkung des Augeninnendrucks
(Tabelle 5). Selbst in diesen beiden Fällen wurde einige Aktivität beobachtet.
Wie bei Demeclocyclin fand die maximale Senkung des Augeninnendrucks erst
mehrere Tage nach der Injektion in den Glaskörper statt; die Effekte hielten
für mehrere Tage bis über eine Woche an. Demeclocyclin war das wirksamste, in
dieser Serie geprüfte, Mittel sowohl vom Grad als auch der Dauer des
Augeninnendruck-Senkungseffektes her gesehen.
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Um die Reaktion dieser Mittel in einem anderen Tier zu prüfen, wurde
Demeclocyclin (0,2 mg) in den Glaskörper je eines (1) Auges von 4 Katzen,
unter Verwendung des identischen Protokolls (Fig. 5) verabfolgt. Es wurden
dieselben Ergebnisse wie in den Kaninchen erzielt. Der Augeninnendruck fiel
über mehrere Tage und erreichte ein Minimum in 4 bis 6 Tagen. Der maximale
Abfall an Augeninnendruck lag im Bereich von 14-16 mmHg. Erhebliche Senkung
des Augeninnendrucks hielt über mehrere Wochen an.
Tabelle 5 Effekte von Tetracyclin-Derivaten
auf den Augeninnendruck (IOP) in Kaninchen
Verbindung Max. Effekt* Tag des niedrigsten Augeninnendrucks** Einsetzen&spplus; Dauer# Anzahl von Tieren Demeclocyclin Tetracyclin Oxytetracyclin Minocyclin Methacyclin Chlortetracyclin Doxycyclin *Maximale Senkung des Augeninnendrucks (IOP): IOP Kontrollauge minus IOP behandeltes Auge [(IOP Kontrollauge - IOP behandeltes Auge)]. **Tage der maximalen Senkung des Augeninnendrucks (IOP) anschließend an die Verabfolgung in den Glaskörper. &spplus;Am ersten Tag war der mittlere Augeninnendruck (IOP) im behandelten Auge bedeutend niedriger (p< 0,05) als der mittlere Augeninnendruck (IOP) im Kontrollauge, unter Anwendung von T-Statistik auf gepaarte Daten. #Anzahl von Tagen an denen der Augeninnendruck (IOP) im behandelten Auge bedeutend niedriger war als im Kontrollauge, unter Anwendung von T-Statistik auf gepaarte Daten.
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Obgleich die vorliegenden Erfinder ermittelt haben, daß die Tetracyclinklasse
von Arzneimitteln die Abscheidung von Kammerwasser unterdrücken, ist
der genaue Wirkungsmechanismus gegenwärtig nicht bekannt. Es gibt keinen
Beweis für eine tonische Vasopressin-Regelung von Kammerwasser im normalen
Tier. Man glaubt, daß Desmopressin nicht streng durch Hemmung eines
Basislinien-Vasopressineffektes wirkt. Vermutlich beeinträchtigen diese
Arzneimittel einen kritischen Rezeptor oder zellulären Prozeß bei der Bildung
von Kammerwasser.
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung senken die meisten,
wenn nicht alle, Tetracyclin-Derivate effektiv den Augeninnendruck in
Kaninchen. Ähnliche Ergebnisse aus anfänglichen Studien in Katzen zeigen, daß
dieses Phänomen in mehr als einer Gattung auftritt und lassen darauf
schließen, daß diese Beobachtung ebensogut auf den Menschen zutreffen können.
Der Senkungseffekt des Augeninnendrucks ist beim Einsetzen verzögert, und es
bedarf mehrerer Tage um maximalen Effekt zu erzielen. Der Senkungseffekt des
Augeninnendrucks ist ausgeprägt, was das Niveau betrifft; diese Mittel sind bei
weitem wirkungsvoller als die meisten anderen Arzneimittel für die Senkung des
Augeninnendrucks, wenn diese in normalen Kaninchen und Katzen studiert werden.
Unter Zugrundelegung der Arbeit im Kaninchen wurden keine nachteiligen
okulären Nebenwirkungen festgestellt, und man glaubt, daß diese Mittel
speziell wirken um die Bildung von Kammerwasser zu unterdrücken. Der
Senkungseffekt dieser Mittel im Hinblick auf den Augeninnendruck ist lang
anhaltend; unter den wirkungsvolleren Mitteln dieser Klasse hält bedeutendes
Senken des Augeninnendrucks nach einer einzigen Verabreichung mindestens für
eine Woche an.
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Die hier beschriebenen Tetracyclin-Verbindungen haben großen
potentiellen Wert als Antiglaukom-Therapie in Menschen. Erstens ist die Wirkung
dieser Mitteln in den studierten Versuchstieren sehr ausgeprägt. Zweitens
haben die Arzneimittel eine lange Wirkungsdauer. Es wurde keine lokale okoläre
Toxizität beobachtet. Außerdem werden diese Mittel derzeitig als systemische
Antibiotika und als topische okuläre Antibiotika verwendet. Obgleich das
Potential für eine allergische Reaktion für jedes Arzneimittel besteht, zeigen
diese Mittel nicht das Niveau systemischer Toxizität, die bekannterweise
gegenwärtig bei anderen Antiglaukommitteln vorliegt. Auf der Basis ihres
ausgeprägten Effektes auf Augeninnendruck, der langen Dauer ihrer Wirkung und
dem niedrigen Potential für lokale und systemische Nebenwirkungen ab diesen
Mitteln, können sie eine wertvolle, neue Antiglaukom-Therapie konstituieren.
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Die derzeitig für die Behandlung von Glaukom im Menschen verfügbaren
Tetracyclin-Mittel penetrieren das Auge nicht gut. Jedoch wird in Betracht
gezogen, daß die aktiven Mittel der vorliegenden Erfindung in ein geeignetes
Vehikel formuliert werden können, wie zum Beispiel als Tropfen, eine Salbe
oder irgendeine andere Präparation für topische Anwendung, obwohl das aktive
Mittel in einigen Fällen möglicherweise systemisch auf oralem, intravenösem
oder anderem Weg der Verabfolgung geliefert werden kann. Es wurden jetzt
Studien durchgeführt, bei denen topische Liefermittel verwendet wurden und
Demeclocyclin einschließen, um die Aktivität einiger alternativer Formulierungen
zu demonstrieren. Diese werden jetzt besprochen.
Effekt topisch verabfolgten Demeclocyclins
auf den Augeninnendruck in Kaninchen
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Demeclocyclin wurde topisch auf ein Auge der Kaninchen verabfolgt. Weil
bekannt ist, daß Tetracyclin-Arzneimittel schlecht in das Auge penetrieren
wurden zwei alternative Formulierungen hergestellt, um zu versuchen die
okuläre Penetration zu verbessern: okuläre Applikation einer weichen, im
Arzneimittel vorgetränkten, Kontaktlinse, und Präparation des Arzneimittels
in einem Salbenvehikel mit einer höheren Dosis als vorher besprochen. Augeninnendruck
wurde in wachen und in ihrer Bewegung eingeschränkten Kaninchen
unter Verwendung topischer Proparacain-Hydrochlorid-Anästhesie und eines
kalibrierten Pneumatonometers, das identische Protokoll, das anderswo in der
Applikation verwendet wird.
Mit Demeclocyclin getränkte Kontaktlinsen
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Die Verabfolgung von Demeclocyclin via vorgetränkte weiche Kontaktlinsen
senkte Augeninnendruck. Die weiche Kontaktlinse wurde für eine Stunde in einer
1% (pH 6,8) Demeclocyclin-Lösung getränkt. Die Linse wurde für eine Stunde auf
ein Auge plaziert und dann entfernt. Sechs Kaninchen wurden studiert.
Augeninnendruck, mittlere mmHg ± SEM (Rasterelektronenmikroskop) Anschließend an in Demeclocyclin getränkte Kontaktlinse
Zeit nach Entfernen der Kontaktlinse Kondition Basislinie Stunden Tage Behandeltes Auge Kontrollauge * Erheblicher Unterschied ab Kontrollauge, gepaarter T-Test, p< 0,05
Demeclocyclin-Salbe
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Demeclocyclin-Salbe 5% (Gewichtsprozent in Petroleumbasis) senkte den
Augeninnendruck effektiv im Anschluß an zweimal tägliche Verabfolgung. Die
Salbe wurde auf ein Auge von zehn Kaninchen zweimal täglich für 7 Tage
aufgebracht und dann eingestellt. Das Einsetzen der Senkung des Augeninnendrucks
kam mehrere Tage nach der Einleitung der Therapie und dauerte so lange
an wie die Salbe verabreicht wurde. Der Augeninnendruck kehrte nach Beendigung
der Demeclocyclin-Therapie auf die Basislinienwerte zurück.
Augeninnendruck, mittlere mmHg ± SEM (Rasterelektronenmikroskop) Im Anschluß an 5% Demeclocyclin-Salbe
Zeit nach Ingangsetzen von Demeclocyclin Kondition Basislinie Tage Behandeltes Auge Kontrollauge Tage nach Einstellung der Salbe Behandelt gestoppt Kontrolle * Erheblicher Unterschied ab Kontrollauge, gepaarter T-Test, p< 0,05.