DE69623612T2

DE69623612T2 - Behandlung der psoriasis mit 11-cis-retinsäure

Info

Publication number: DE69623612T2
Application number: DE69623612T
Authority: DE
Inventors: Mark S. Braiman
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-05-05
Filing date: 1996-05-06
Publication date: 2003-05-15
Anticipated expiration: 2016-05-07
Also published as: EP0824348A4; ATE223714T1; EP0824348A1; EP0824348B1; DE69623612D1; WO1996034601A1; AU5728596A

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren unter Verwendung von Retinoiden, um Zustände zu behandeln, die Hyperproliferation und unvollständige Differenzierung von Zellen umfassen, insbesondere Hauterkrankungen wie Psoriasis.

Hintergrund der Erfindung

Unterschiede in der biologischen Aktivität verschiedener geometrischer Isomere von Retinoiden wurden erstmals von George Wald bemerkt, der die primäre Rolle vollständig trans-konfiguriertem Retinaldehyd ("all-trans"; das Wald und seine Mitarbeiter ursprünglich als "Retinen" betitelten) feststellte. Im Auge ist Retinen das Photoprodukt von 11-cis- Retinaldehyd (das ursprünglich als "Neo-b-retinen" bezeichnet wurde), wenn letzteres an Sehpigmentproteine wie Rhodopsin gebunden wird. Werden sie in organischen Lösungsmitteln gelöst, so unterscheiden sich diese geometrischen Retinaldehyd-Isomere sehr deutlich und sind chemisch stabil, was bedeutet, dass unter den meisten Bedingungen die all-trans-Form sowie die 11-cis-Form nicht rasch interkonvertiert werden, außer sie werden blauem oder ultraviolettem Licht ausgesetzt.
Die all-trans- und 11-cis-Isomere der entsprechenden Säure (Retinoesäure) sind ebenfalls stabil und chemisch unterscheidbar, wie anhand ihrer chromatographischen Trennung voneinander und durch zusätzliche Isomere wie 7-cis; 9-cis; 13-cis; 9,13-dicis; und 11,13-dicis bewiesen wurde. Bei Retinaldehyd können diese geometrischen Isomere der Retinoesäure bei Absorption von UV-Licht interkonvertiert und im Anschluss daran chromatographisch voneinander getrennt werden, um die einzelnen reinen Isomere zu erhalten. Die Trennverfahren sowie die unterschiedlichen spektroskopischen Eigenschaften von 9 der resultierenden Retinoesäure-Isomere wurden bereits zusammengefasst und veröffentlicht (Motto, M. G. et al., "Separation and Identification of Retinoic Acid Photoisomers", Journal of Chromatography 481, 255-262 (1989).
Nur geringe Mengen gereinigter 11-cis-Retinoesäure wurden mittels Photoisomerisierung und Reverse-Phase-Chromatographie aus anderen Isomeren hergestellt. Außer über diese photochemische Synthese und Reinigung in kleinem Maßstab wurde von keiner stereospezifischen Synthese von 11-cis-Retinoesäure berichtet. Allerdings wurden neulich die geometrischen all-trans-, 9-cis- und 13-cis-Isomere von Retinoesäure durch Oxidation der entsprechenden Retinoesäure-Isomere mit Natriumchlorit und Resorcin hergestellt. Diese Reaktion wurde laut JP-A-4.253.934 (1990) ohne Verlust der Stereospezifität durchgeführt. Zusammen mit bekannten stereospezifischen Synthesen von 11-cis- Retinaldehyd, die von R. S. H. Liu und A. E. Asato in "Photochemistry and Synthesis of Stereoisomers of Vitamin A", Tetrahedron 40, 1931-1969(1984), und von R. C. Bruening et al. in "Preparative Scale Isolation of 11-cis-Retinal from Isomeric Retinal Mixture by Centrifugal Partition Chromatography", Journal of Chromatography 357, 340-343 (1986), zusammengefasst wurden, weist dies den Weg zu einer stereospezifischen Synthese von 11-cis-Retinoesäure.
Dem all-trans-Isomer von Retinoesäure wurde der Trivialname Tretinoin verliehen; das 13-cis-Isomer ist als Isotretinoin bekannt. In dieser Patentanmeldung wird das 11-cis-Isomer von Retinoesäure häufig als "Neotretinoin" abgekürzt, zum Gedenken an den ursprünglichen Neologismus für 11-cis-Retinaldehyd von George Wald. Für die vorliegende Anmeldung bezeichnet Neotretinoin nunmehr die folgende chemische Struktur (die unter der Nummer 124510-04-9 registriert ist):
Die Verwendung von Tretinoin zur Behandlung von Hautschädigungen hat eine lange Geschichte. Diese Arbeit bewies, dass die topische Behandlung mit Tretinoin nur unwesentlich zur Behandlung von Psoriasis beiträgt, es kommt dabei höchstens zu einer partiellen Remission. Es ist auch allgemein bekannt, dass die topische Behandlung der Haut mit Tretinoin eine Reizung und Ablösung der Haut verursacht. Dies hat zur Entwicklung weniger reizender Analoge von Retinoesäure geführt, wie z. B. C&sub2;&sub2;-Säure, die einfach ein Tretinoin mit einer verlängerten Polyenkette (US-Patent 4.021.573 5; 1997) ist, und α- Hydroxy-Retinoesäure (US-Patent Nr. 4.194.007 3; 1980). Diese Analoge wurden nur als all-trans-Isomer synthetisiert und beschrieben.
Die im Allgemeinen nur recht mittelmäßigen Ergebnisse, die sich aus der Behandlung von Psoriasis mit Tretinoin ergaben, wurden durch die Einführung von synthetischem, aromatischem Retinoid-Etretinat maßgeblich verbessert. Die systemische Behandlung mit Etretinat-Produkten erzeugt bei einem Großteil der Patienten eine bedeutende Verbesserung der Psoriasis-Symptome. Systemisches Isotretinoin (13-cis-Retinoesäure) ist für die Behandlung von Psoriasis ebenfalls zweckdienlich. In einem direkten Vergleich mit Etretinat (das in seiner Polyen-Seitenkette nur trans-Doppelbindungen aufweist) ist orales Isotretinoin für die Behandlung von Psoriasis etwas weniger wirksam und führt nur zu einer bescheidenen Verbesserung bei etwa 30% der Patienten. Beide systemischen Retinoide - Etretinat und Isotretinoin - lösen bei einem Großteil der Patienten, die diese über einen langen Zeitraum einnahmen, dieselben Nebenwirkungen aus, nämlich ausgetrocknete Epithelgewebe und Hyperostose. Werden sie systemisch eingenommen, so sind sie beide teratogen, wodurch sie für Frauen im gebärfähigen Alter nicht geeignet sind.
Es wurde gezeigt, dass sowohl Isotretinoin als auch Etretinat besser gegen Psoriasis wirken wenn sie in Kombination mit UV-Licht verabreicht werden, entweder als Psoralen in Kombination mit UVA-Licht oder mit UVB-Licht allein.
Nach dem Stand der Technik werden das 11-cis-Isomer von Retinaldehyd gemeinsam mit einer Reihe anderer Retinaldehyd-Isomere als mögliche Therapiemittel für dermatologische Störungen angeführt. Im US-Patent Nr. 5.093.360 wurden insgesamt 7 verschiedene geometrische Retinaldehyd-Isomere und ihre Derivate, einschließlich des 11- cis-Isomers als Therapiemittel für eine Vielzahl dermatologischer Störungen, einschließlich der Psoriasis, vorgeschlagen. Jedoch umfasst keines der in diesem Patent angeführten Beispiele die Verwendung des 11-cis-Retinaldehyd-Isomers, so dass keine diesem Isomere eigene Aktivität angeführt worden ist. Weiters war keine Verwendung einer Form von Retinoesäure im US-Patent Nr. 5.093.360 offenbart, sondern nur die Verwendung von Retinaldehyd und seiner assoziierten Hydrate, Acetale und Halbacetale.
Das US-Patent Nr. 4.877.805 beansprucht die Verwendung von Retinoesäuren und Retinoesäure-Derivaten sowie Stereoisomeren davon zur Behandlung von faltiger, gealterter und sonnengeschädigter menschlicher Haut. Jedoch ist auch in diesem Patient die Verwendung von Retinoesäure zur Behandlung von Psoriasis nicht erwähnt. Darüber hinaus lehrt dieses Patent nichts über die Verwendung von 11-cis-Retinoesäure, wodurch auch keine bestimmten Auswirkungen dieses spezifischen Isomers auf die Haut offenbart wurden. Tatsächlich offenbart dieses Patent die Äquivalenz aller Stereoisomere der Retinoesäure und somit von Retinoiden im Allgemeinen bei der Behandlung von Hauterkrankungen.
Eine PCT-Anmeldung von Kligman (9.315.740) beansprucht die Verwendung von Retinoesäure-Isomeren in Kombination mit einem Corticosteroid zur Behandlung von Entzündungen der Haut. Diese Entzündungen umfassen auch solche, die Hyperproliferation von Zellen (z. B. Lichen planus) umfassen, und die vorgeschlagenen Retinoide umfassen geometrische Isomere der Retinoesäure. Jedoch ist Psoriasis spezifisch von jenen Störungen ausgenommen, für die diese Art der Behandlung als nützlich beansprucht wird. Es ist somit für einen Fachmann auf dem Gebiet der Technik nicht nahe liegend, dass die Verwendung des 11-cis-Isomers der Retinoesäure wirksam gegen eine diese Störungen wäre, wenn das begleitende Corticosteroid fehlt.
Auch ein Europäisches Patent (3.827.467) beansprucht die Anwendung einer Kombinationstherapie aus Retinoiden mit Pyrimidin zur Behandlung von Alopezie und anderen Formen des Haarausfalls. Obwohl Psoriasis nur sehr selten die Ursache für Alopezie ist, kann sich gelegentlich aus Alopezie eine Psoriasis ergeben. Es wurde aber nicht beansprucht, dass die Kombinationstherapiebehandlung eine allgemeine Therapie für andere Aspekte der Psoriasis liefert. Weiters wurde die Nützlichkeit des 11-cis-Isomers der Retinoesäure, mit oder ohne Pyrimidin, nicht spezifisch veranschaulicht.
A. H. Lewin et al., Pharm. Res. II (7), 1065-1067 (1994) haben gezeigt, dass das Retinoid BMY30047 (11-cis, 13-cis-12-Hydroxymethylretinoesäure-δ-lacton), dessen Struktur nachfolgend dargestellt ist, sowohl bei der Reduktion von Utrikeln als auch der Hemmung von Ornithin-Decarboxylase in der Haut von Mäusen topisch wirksam ist. Es wurde aus diesem Grund vorgeschlagen, dass BMY30047 für die Behandlung von Psoriasis und anderen dermatologischen Störungen nützlich sein könnte. Weiters war die In-vivo- Aktivität für dieses bestimmte Isomer stereospezifisch. Insbesondere die Isomerisierung von BMY30047 um die C&sub1;&sub1;=C&sub1;&sub2;-Doppelbindung führt zu reduzierter Aktivität.
BMY30047 unterscheidet sich chemisch von Neotretinoin in einer Reihe von Aspekten, die ein Fachmann auf dem Gebiet der Technik wahrscheinlich als wichtig bezeichnen würde, so etwa den cis-trans-Isomer-Zustand der C&sub1;&sub1;=C&sub1;&sub2;-Doppelbindung zur Bestimmung der biologischen Aktivität. Diese einzigartigen Strukturmerkmale von BMY30047 umfassen: (1) die Gegenwart einer zweiten cis-Doppelbindung (an C&sub1;&sub3;=C&sub1;&sub4;); (2) die Gegenwart eines Nicht-Wasserstoff-Substituenten an C&sub1;&sub2;; (3) das Fehlen einer freien Carbonsäure-Funktionalität (COOH); und (4) die Gegenwart einer Estergruppe mit geschlossenem Ring (d. h. ein Lacton). Weiters ändern sich die relativen räumlichen Positionen der Hauptkette und dieser anderen unterschiedlichen Strukturmerkmale von BMY30047 sich, wenn die C&sub1;&sub1;=C&sub1;&sub2;-Doppelbindung isomerisiert wird. Dies kann sehr leicht für die stereochemische Forderung nach dermatologischer Aktivität an dieser Bindung verantwortlich sein. Tatsächlich wurde herausgefunden, dass das Hydrolyse-Produkt von BMY- 30047 (11-cis, 13-cis-12-Hydroxymethylretinoesäure), das Neotretinoin sogar stärker als die Ausgangsverbindung ähnelt, nur geringe oder überhaupt keine Aktivität in Tests zur Utrikulus- und Ornithin-Decarboxylase aufwies. Aus diesem Grund ist es aus den Ergebnissen mit BMY30047 nicht möglich festzustellen, dass 11-cis-Retinoesäure selbst einen gewissen speziellen Nutzen bei der Behandlung von Hauterkrankungen aufweisen könnte. Tatsächlich haben die Verfasser veröffentlichter Studien über diese Verbindung niemals erwähnt, dass 11-cis-Retinoesäure eine damit in Zusammenhang stehende Verbindung ist, obwohl sie sehr wohl die all-trans-Retinoesäure erwähnten.
Es wurde jedoch offensichtlich niemals vermutet, dass die synergistischen Auswirkungen von oralem Retinoid und UV-Licht auf die Photoisomerisierung des Retinoids zu einem pharmakologisch aktiveren geometrischen Isomer (z. B. 11-cis) zurückzuführen seien.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung, die ein Verfahren zum Mildern von Psoriasis-Symptomen offenbart, umfasst das Verabreichen von 11-cis-Retinoesäure in einem annehmbaren topischen Vehikel direkt auf die von Psoriasis befallenen Körperstellen. Die Retinoesäure weist eine Konzentration an 11-cis-Isomer von zumindest 10 Gew.-% der Menge aller Isomere auf. Die 11-cis-Retinoesäure kann das Reaktionsprodukt der UV-Bestrahlung eines zweiten geometrischen Isomers der Retinoesäure sein, das sich von der 11-cis-Retinoesäure nur im cis-trans-Isomerzustand von zumindest eines ihrer vier Nicht-Ring- C=C-Doppelbindungen unterscheidet. Das zweite Isomer der Retinoesäure ist eines der folgenden Isomere: all-trans; 7-cis; 9-cis; 13-cis; 7,9-dicis; 7,11-dicis; 9,11-dicis; 9,13- dicis; oder 11,13-dicis. Alternativ dazu ist 11-cis-Retinoesäure das Reaktionsprodukt von 11'cis-Retinaldehyd oder 11-cis-Retinal mit Oxidationsmitteln wie Hypochloritsalz und Resorcin oder Gemischen davon. Das topische Vehikel umfasst zumindest ein Element, das aus der aus Wasser, Petrolatum, Propylenglykol, Mineralöl, Glycerin und Gemischen davon bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Das topische Vehikel reizt die menschliche Haut nicht und kann eine Creme sein.
Die Retinoesäure weist eine verbesserte Wirkung zur topischen Behandlung von Hautstörungen auf, die Hyperproliferation von Keratinocyten und reduzierte Reizbarkeit der menschlichen Haut umfassen. Die Retinoesäure ist ein Gemisch aus Isomeren und wird synthetisiert, indem zumindest ein Nicht-11-cis-Retinoesäureisomer in 11-cis-Retinoesäure umgewandelt wird, wodurch die Konzentration von 11-cis-Retinoesäure auf zumindest 10% des Gesamtgewichts an Retinoesäure erhöht wird.
Normale Differenzierung bei abnormaler Hyperproliferation und fehldifferenzierten Zellen kann induziert werden, indem 11-cis-Retinoesäure und ein Vehikel in eine Körperflüssigkeit, die in Kontakt mit den Zellmembranen der fehldifferenzierten Zellen steht, eingeführt werden. Das Vehikel muss von den angrenzenden gesunden Zellen toleriert werden. Die Zellen können ektodermalen Ursprungs sein.
Die Materialzusammensetzung besteht im Wesentlichen aus 11-cis-Retinoesäure in einem Gewichtskonzentrationsbereich von 0,0001% bis 10% der gesamten Retinoesäure-Konzentration. Zumindest ein Teil der übrigen Zusammensetzung ist eine inerte Substanz, welche die menschliche Haut nicht reizt. Die inerte Substanz kann Wasser in einem Konzentrationsbereich von 31% bis 99% sein. Die restliche Zusammensetzung ist eine inerte Substanz, welche die menschliche Haut nicht reizt und aus der Gruppe Wasser, Petrolatum, Mineralöl, Glycerin und Propylenglykol ausgewählt ist.
Die Zusammensetzung kann eine Creme sein, die aus einem Gemisch aus Petrolatum, Mineralöl, Glycerin und Wasser besteht.
Das 11-cis-Isomer der Retinoesäure in einem geeigneten Vehikel das für Aufbringen auf die Haut geeignet ist, verbessert auf diese Weise das Erscheinungsbild der Haut.
Das 11-cis-Isomer kann mit einer Substanz kombiniert werden, um somit für ein Aufbringen auf Haar und Kopfhaut geeignet zu sein, wodurch sich der Zustand der Kopfhaut verbessert. Das Vehikel kann auch eine kosmetische Komponente sein. Sind alters- und sonnenbedingte Schäden die die Hauptursache für das schlechte Erscheinungsbild und die schlechte Struktur der Haut, so glättet eine wirksame Konzentration von 11-cis- Retinoesäure in einem kosmetisch annehmbaren Vehikel die Haut oder baut sie neu auf, wodurch sich das Erscheinungsbild verbessert.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung offenbart die Verwendung von 11-cis-Retinoesäure zur Behandlung von Psoriasis und anderen Erkrankungen, welche die Hyperproliferation von Zellen umfassen. Die wesentliche Neuerung dieses Patents besteht darin, dass das 11-cis-Isomer der Retinoesäure eine pharmazeutische Aktivität aufweist, die sich von jener der allgemein bekannten all-trans- und 13-cis-Isomeren unterscheidet. Diese Aktivität zeigt sich bei topischer Anwendung anhand der Fähigkeit, die Hyperproliferationsaktivität der Zellen, wodurch sich psoriatische Läsionen ergeben, zum Stillstand zu bringen, wodurch diese Läsionen rascher heilen, ohne dass dabei das umgebende Gewebe geschädigt wird.
Die spezielle Aktivität von 11-cis-Retinoesäure ist notwendig, um dieses Isomer stereoselektiv zu synthetisieren oder es von anderen Isomeren zu trennen, um auf diese Weise die maximale therapeutische Wirkung aus einer Behandlung mit Retinoesäure zu erhalten. Ist das 11-cis-Isomer erst einmal von anderen Isomeren getrennt, ist es besonders wichtig, das Einwirken von blauen und ultravioletten Komponenten des Spektrums auf einem niedrigeren Niveau zu halten als dies normalerweise für pharmazeutische Mittel erforderlich ist, was auf die rasche reverse Photoisomerisierung zurückzuführen ist, die 11-cis-Retinoesäure durchlaufen kann, um das weniger aktive all-trans-Isomer zu bilden.
So wird etwa 1% der 11-cis-Retinoesäure pro Minute in das all-trans-Isomer umgewandelt, wenn es Strahlen mit einer Wellenlänge zwischen 340 und 380 nm und einer Intensität von 1 Milliwatt pro cm² ausgesetzt wird. (Diese Berechnung basiert auf einer geschätzten molaren Absorptionsfähigkeit von 35.000 pro cm in diesem Wellenlängenbereich sowie einer geschätzten Quantenausbeute von 0,1 für die Photoisomerisierung von 11-cis in all-trans, wobei sich diese Schätzungen auf veröffentlichte Werte stützen.) Da fluoreszierendes Umgebungslicht die Mengen an Licht im UV-nahen Wellenbereich umfasst, die mit dieser Menge vergleichbar sind, sowie wesentliche zusätzliche Mengen an blauem Licht, welche das Neotretinoin ebenfalls isomerisieren, ist es notwendig, die Einwirkung von Umgebungslicht auf höchstens einige Minuten zu beschränken.
Die Erfindung wurde basierend auf Versuchsergebnissen des Erfinders in Bezug auf einen einzelnen Patienten entwickelt. Der Patient leidet seit seiner Kindheit an einer exfoliativen tropfenförmigen Psoriasis, intermittierend von mäßig zu schwer. Umfangreiche Versuche seit 1979 mit all-trans-Retinoesäure (Retinoin) zeigten, dass eine topische Behandlung mit dieser Verbindung für die Abheilung dieser Psoriasis nicht wirksam war, außer die mit Tretinoin behandelte Haut des Patienten wurde ultraviolettem Licht ausgesetzt, entweder in der Form von natürlichem Sonnenlicht oder UV-B-Bestrahlung durch eine Sonnenlampe. Unabhängig davon entwickelten Dermatologen eine Kombinationstherapie aus oralem Isotretinoin mit UV-B-Bestrahlung, die sich gegen Psoriasis als wirksam erwies. Eine Erklärung für die Wirksamkeit solcher Kombinationstherapien besagte, dass die Retinoesäure als eine Art von Sensitivierungsmittel für UV-Schaden an den Nucleinsäuren in der Zelle wirkt, z. B. durch die Bildung eines kurzlebigen Triplett- Zustands.
Basierend auf der Annahme, dass ein langlebiges Retinoesäure-Produkt, z. B. eines der weniger bekannten Isomere der Retinoesäure, eine direkte Rolle dabei spielt, die Zellen zu induzieren, ihr Proliferationsmuster zu ändern, wurde ein einfacher Test dieser Hypothese unter wissenschaftlichen Bedingungen durchgeführt. So wurde ein im Handel erhältliches Retinoesäure-Gel ultraviolettem Licht ausgesetzt, bevor es auf die von Psoriasis befallene Haut des Patienten aufgeschmiert wurde. Die Ergebnisse wurden mit jenen verglichen, die durch das gleichzeitige Aufbringen von nicht bestrahltem Tretinoin- Gel auf entsprechenden Hautflächen erzielt wurden. Dieser Versuch, der über einen Zeitraum von 3 Jahren mehr als 10 Mal durchgeführt wurde, liefert ein eindeutiges Ergebnis. Die Bestrahlung von Tretinoin mit UV-Licht, selbst vor einem Auftragen auf die Haut, führt stets dazu, dass die Fähigkeit, Psoriasis-Läsionen zu entfernen, in beträchtlicher Weise verstärkt wird. Überraschenderweise scheint das vorbestrahlte Tretinoin weniger Hautreizungen und -rötungen hervorzurufen als nicht bestrahltes Tretinoin.
Die Behandlung von Psoriasis mit zuvor bestrahltem Tretinoin ist an sich schon eine unerwartet vorteilhafte Erfindung. Sie unterscheidet sich sehr deutlich vom derzeitigen Stand der Technik mit seiner Retinoid/UV-Kombinationstherapie, in welcher UV-Licht auf die Haut des Patienten einwirkt, nachdem das Retinoid verabreicht wurde. Die Vorbestrahlung hat aber den nicht unwesentlichen Vorteil, dass dadurch Nebenwirkungen, die sich aus der direkten UV-Bestrahlung der Haut ergeben, vermieden werden, d. h. Effekte, die nicht durch Retinoesäure-Photoreaktionen ausgelöst werden und somit bei einer Vorbestrahlung des Tretinoins nicht auftreten. Diese Nebenwirkungen umfassen Schmerz, Hautrötung und mit Sonnenbrand in Zusammenhang gebrachte Gewebeschäden, sowie möglicherweise auch die Krebs verursachenden Effekte von UV-Licht. Da topische Tretinoin-Gele bereits zum Verkauf zugelassen sind und auch UV-Licht (in der Form von natürlichem Sonnenlicht oder einer Sonnenlampe) allgemein zur Verfügung steht, stellt die Vorbestrahlung von Tretinoin einen therapeutischen Ansatz dar, der es Dermatologen ermöglicht, diese unmittelbar in der Behandlung von Patienten mit Psoriasis vorteilhaft einzusetzen.
Durch weitere Tests, an Hand welcher bestimmt wurde, welches Photoprodukt der Retinoesäure die Anti-Psoriasis-Aktivität trägt, wurde festgestellt, dass es sich dabei um das 11-cis-Isomer handelt, welches hierin als Neotretinoin bezeichnet wird. Dies erfolgte, indem Neotretinoin in einer isomerisch reinen Form hergestellt und dieses daraufhin vergleichend mit den all-trans-, 13-cis- und 9-cis-Isomeren verschiedenen Tests unterzogen wurde.
Die für den Vergleich erforderlichen all-trans- und 13-cis-Isomere sind im Handel erhältlich, nicht jedoch die 9-cis- oder 11-cis-Isomere. Jedoch ist das 9-cis-Isomer als 9-cis-Retinaldehyd erhältlich, das in 9-cis-Retinoesäure unter Einsatz des im Japanischen Patent Nr. 4.253.934 (1990) offenbarten Verfahrens umgewandelt wurde. Das 11-cis-Isomer ist im Handel nicht erhältlich, aber der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat es in 1 mg- Mengen aus 11-cis-Retinaldehyd hergestellt, indem dieselben Oxidationsbedingungen wie für das 9-cis-Isomer zur Anwendung kamen. Gegenwärtig ist 11-cis-Retinaldehyd zwar nicht im Handel erhältlich, doch kann es in wesentlichen Mengen unter Anwendung einer Reihe von veröffentlichen Syntheseverfahren hergestellt werden. Um die mg- Mengen herzustellen, die für die durchgeführten Tests erforderlich sind, war es angebracht, im Handel erhältliches all-trans-Retinaldehyd in Acetonitril zu photoisomerisieren und danach die resultierenden Isomere mittels Kieselgel-Chromatographie zu trennen.
Obwohl mehr Schritte erforderlich sind, wird der neue Ansatz des Erfinders der vorliegenden Erfindung zum Synthetisieren von Neotretinoin (Herstellen von 11-cis-Retinaldehyd, danach dessen Oxidation) gegenwärtig gegenüber der Photoisomerisierung der Retinoesäure und ihre Trennung in Isomere bevorzugt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass es keine bekannten Bedingungen gibt, in welchen eine so hohe Ausbeute der Photoisomerisierung von Retinoesäure in das 11-cis-Isomer erzielt wird wie die mehr als 40 %, die durch die Photoisomerisierung von Retinaldehyd in das 11-cis-Isomer in polaren Lösungsmitteln erhalten werden können. Weiters kann 11-cis-Retinaldehyd leicht von anderen geometrischen Isomeren mittels Kieselgel-Chromatographie getrennt werden, während die entsprechende Trennung mit Retinoesäure schwieriger ist und teure Reverse-Phase-Säulen erforderlich macht.
Der neue Ansatz, das Neotretinoin (11-cis-Retinoesäure) zu synthetisieren, hat das Testen der dermatologischen Aktivität dieser Substanz direkt auf der Haut des Erfinders ermöglicht, nachdem diese in eine nicht reizende Crem in einer Konzentration von 0,001 % eingemischt worden war (Dies entspricht etwa der Konzentration von Neotretinoin, das durch Bestrahlung von im Handel erhältlichen Tretinoin-Gel hergestellt wird.). Ein direkter Vergleich mit den drei anderen angeführten Isomeren, in derselben Konzentration und gleichzeitig und in derselben Menge wie das 11-cis-Isomer aufgetragen, wenngleich auf verschiedenen, von Psoriasis befallenen Hautstellen, hat rasch zu einem eindeutigen Ergebnis geführt. Bei nur einmaligem Auftragen zeigt nur das 11-cis-Isomer eine wesentliche Milderung der Psoriasis-Läsionen, was etwa 36 Stunden nach dem Auftragen einsetzt und über die nächsten Tage hinweg andauert. Hautrötung und -reizung während dieser Zeitspanne wurden bei allen 3 cis-Isomeren im Vergleich zum all-trans- Isomer beträchtlich reduziert. Ein wiederholtes Auftragen der Neotretinoin-Creme über eine Zeitspanne von einer Woche führt zu einer vollständigen Abheilung der Psoriasis- Läsionen auf den damit behandelten Hautstellen. Dies unterscheidet sich qualitativ davon, was auf Haustellen beobachtet werden konnte, die parallel dazu mit den drei anderen Isomeren behandelt worden waren, die bestenfalls eine leichte vorübergehende Minderung von Abschälung und Juckreiz erzielen konnte, während an der Stelle jeder Psoriasis-Läsion ein geröteter Fleck zurückblieb. Das topische Neotretinoin zeigt somit eine Wirkung, die sich von jener alle anderen Isomeren deutlich abhebt.
Neotretinoin wirkt auch gegen andere Erkrankungen, die Hyperproliferation und Fehldifferenzierung der Zellen umfassen. In der Haut scheint Retinoesäure als "UV-Dosimeter" zu wirken, d. h. die Isomerisierung der all-trans-Retinoesäure, einer natürlichen Komponente der menschlichen Haut, in sein 11-cis-Isomer signalisiert den Hautzellen, dass die Zellteilung gestoppt und eine terminale Differenzierung erfolgen soll. In der Haut führt dies zur Abblätterung der toten Keratinocyten. Wirkt UV-Licht auf die Haut ein, so wird gewünscht, dass dieser Vorgang schneller abläuft, da es möglich ist, dass UV-Licht Schäden an der DNA hinterlässt und somit zu Hautkrebs führt. In dem die terminale Differenzierung jener Zellen, welche die höchste UV-Dosierung erhalten, ausgelöst wird, kann der Prozess der Retinoesäure-Photoisomerisierung die Haut vor der Entstehung von Krebs, ausgelöst durch Sonneneinstrahlung, schützen. Es ist tatsächlich so, dass, wenn normale, unbehandelte Haut genug UV-Licht ausgesetzt ist, so dass ein leichter Sonnenbrand entsteht, eine Reaktion der Ablösung erfolgt, die sehr stark jener Reaktion ähnelt, die in Zusammenhang mit vorbestrahltem Tretinoin auftritt - selbst wenn die Haut nicht direkt bestrahlt wird. Der Zeitverlauf dieser Ablösung ist in beiden Fällen ähnlich, was die Vermutung zulässt, dass die normale Reaktion der Ablösung nach einem Sonnenbrand zumindest teilweise durch Retinoesäure-Photoisomerisierung in ein oder mehrere ihrer Isomere vermittelt werden kann.
Die gleichzeitige Produktion von mehr als einem cis-Isomer ist erforderlich, um diesen Effekt des UV-Dosimeters zu vermitteln, da die isomer gesehen reine 11-cis-Retinoesäure nur eine sehr geringe Ablösungsreaktion auslöst, die der Ablösung nach einem Sonnenbrand noch weniger gleicht als die Ablösung, die durch das gemischte UV-Isomerat von Tretinoin erzeugt wird. Basierend auf Versuchen an der menschlichen Haut wurde festgestellt, dass das 11-cis-Isomer für die Produktion des ablösenden Effekts wohl am wichtigsten ist, da einzeln keines der anderen zwei Isomere so viel Ablösung wie das 11-cis-Isomer erzeugt. Diese unerwarteten Ergebnisse können mit dem, was man über die Photochemie der Retinoesäure weiß, rationell erklärt werden. Wahrscheinlich hat die Natur selbst einen guten Grund dafür gehabt, das seltene 11-cis-Isomer als jenes Isomer zu bestimmen, welches das UV-Dosimeter-Signal auslöst, da es in polaren Lösungsmitteln meistens das Isomer ist, das in Bezug auf die thermische Rate der Bildung im Dunkeln bei Lichteinwirkung am häufigsten gebildet wird. D. h. ausgehend von der all-trans-Retinoesäure, die ein natürlicher Bestandteil der menschlichen Haut ist, kann Sonnenlicht eine Vielzahl anderer Isomere bilden. Von diesen weist nur das 13-cis-Isomer eine geringfügig höhere photochemische Rate der Bildung auf als das 11-cis-Isomer. Es wird jedoch vorzugsweise das 11-cis-Isomer als Signalmolekül verwendet, da es im Dunkeln aufgrund seiner sterisch gehinderten Struktur eine sehr niedrige Rate der thermischen Bildung aufweist. Das 13-cis-Isomer ist andererseits beinahe so stabil wie das all-trans-Ausgangsmaterial, und es wird erwartet, dass es mit einer ziemlich hohen Rate bei Körpertemperatur selbst im Dunkeln gebildet wird. Die Verwendung des 11-cis-Isomers als Signal für die akkumulierte UV-Dosis könnte somit die höchste Sensitivität liefern.
Diese Theorie des UV-Dosimeters für die Aktivität der Retinoesäure kann dazu verwendet werden, das bekannte Wirkungsspektrum der Psoriasis-Phototherapie zu erklären, die ein Maximum bei etwa 320 nm erreicht und unter 290 nm nahe 0 abfallen kann. Bis jetzt ist es noch niemandem gelungen, eine vernünftige Erklärung für diese Beobachtung zu liefern. Die Wirksamkeit der Phototherapie sinkt oberhalb der Wellenlänge des längsten Wellenlängenabsorptionsbands von DNA und RNA bei 260 nm auf Null ab, so wie auch oberhalb des längsten Wellenlängenproteinabsorptionsbands bei 280 nm. Dies lässt vermuten, dass die Psoriasis-Phototherapie nicht über die direkt Photoreaktion von Nucleinsäuren oder Proteinen wirkt. Anstelle dessen ist es wahrscheinlicher, dass sie von einer Spezies vermittelt wird, die maximal über 300 nm absorbiert. Der Erfinder dieser vorliegenden Erfindung schlägt vor, dass diese Spezies Retinoesäure ist und dass Psoriasis-Monotherapie durch UV-Licht hauptsächlich durch die photochemische Bildung von Neotretinoin in der Haut ausgelöst wird. Das Absorptionsmaximum der Retinoesäure selbst liegt nahe 360 nm, aber unter normalen Bedingungen in der Haut (etwa 5 nM und pH 7) liegt der größte Teil der Retinoesäure wahrscheinlich als Retinoat- Anion vor. Retinoat absorbiert bei einer kürzeren Wellenlänge als Retinoesäure, wobei das Absorptionsmaximum bei 340 nm und einer Bandweite (halbe Höhe bei halbem Maximum) von 20 nm liegt. Dieser kleine Unterschied zwischen dem Maximum der Retinoat-Absorption und dem beobachteten Maximum von 320 nm für das Phototherapie- Wirkungsspektrum ergibt sich aus Faktoren wie der wellenlängenabhängigen Quantenausbeute für die all-trans- zur 11-cis-Photoisomerisierung oder der Ausfilterung von Licht mit Wellenlängen nahe 340 nm durch andere lichtabsorbierende Materialien in der Haut (so etwa Melanin).
Durch die UV-Dosimeter-Funktion der Retinoesäure ergeben sich wichtige neue entwicklungstechnische Folgerungen. Diese Funktion liegt deutlich zwischen den zwei anderen bekannten Funktionen von Retinoiden in mehrzelligen Organismen: die Empfindung von sichtbarem Licht und die Steuerung der Zeildifferenzierung. Von ersterer weiß man, dass sie durch eine Familie von an das G-Protein gekuppelten Membranrezeptoren (den Sehpigmenten) vermittelt wird, während man von zweitere vermutete, dass sie durch Kernrezeptoren ausgelöst wird, die mit den Hormon bindenden Rezeptoren in Verbindung stehen. Die Suche nach Kernrezeptoren, die Retinoesäure binden, hat bis dato nur die RAR- und RXR-Familien der Rezeptoren zum Vorschein gebracht, die vor allem die all-trans- und 9-cis-Isomere der Retinoesäure binden. Keiner dieser Rezeptoren hat eine Affinität für die 11-cis-Retinoesäure, die ausreichend groß ist, so dass weder ein therapeutischer Effekt für Psoriasis vermittelt werden kann, der hypothetisch durch die Umwandlung von endogenem Tretinoin in Neotretinoin ausgelöst wird, noch eine topische therapeutische Wirksamkeit, die für das 11-cis-Isomer größer als für das 9-cis- oder das all-trans-Isomer ist. So beträgt z. B. die maximale Konzentration von Neotretinoin, das durch Photoisomerisierung von endogenem 5-nM-Tretinoin erzeugt wird, wahrscheinlich weniger als 1 nM und ist somit beträchtlich geringer als die Dissoziationskonstante der RAR- und RXR-Rezeptoren für dieses Isomer der Retinoesäure. Trotz angestrengter Bemühungen in Versuchen, die Funktion von RAR- und RXR-Rezeptoren in der Hautentwicklung zu unterscheiden, erklären diese Kernrezeptoren die unzähligen Funktionen von Retinoiden in der Haut von Säugern nicht in einer adäquaten Art und Weise. So scheinen sich z. B. transgene Mäuse, bei denen beide Typen von RAR-Rezeptoren in der Haut gefunden wurden, eine ziemlich normale Haut zu entwickeln.
Die vorangegangenen Ausführungen zeigen, dass Neotretinoin über einen unentdeckten Rezeptor wirkt, der sich von RAR und RXR unterscheidet. Dies ist wahrscheinlich die Ursache dafür, dass trotz breitgefächertem Wissen und intensiven Forschungen bezüglich der letzteren zwei Rezeptoren bis dato noch niemand zur Erkenntnis gekommen ist, dass Neotretinoin einen nützliche therapeutischen Effekt auf dermatologische Krankheiten ausübt. Der nicht entdeckte Neotretinoin-Rezeptor könnte ein Kernrezeptor sein, der zwar mit RAR und RXR in Verbindung steht, sich von diesen aber unterscheidet; es gibt aber starke entwicklungstechnische Hinweise dafür, dass es auch ein G-Protein-gekuppelter Membranrezeptor sein könnte. Während sowohl die lichtempfindliche als auch die Differenzierung induzierende Funktion von Retinoiden in den meisten Phyla von mehrzelligen Tieren gegenwärtig sind, scheint die lichtempfindliche Funktion älter zu sein, da sie sich bis zu einzelligen Organismen zurückverfolgen lässt (z. B. Chlamydomonas). Weiters sind alle bekannten lichtempfindlichen Funktion von Retinoiden nicht nur durch G-Protein-gekuppelte Rezeptoren vermittelt, sondern solche Rezeptoren sind auch am Differenzierung induzierenden Prozess beteiligt. Aus diesem Grund erscheint es nur wahrscheinlich, dass eine Aktivität, die zwischen diesen zweien liegt (UV-Dosimetrie als Auslöser von terminaler Differenzierung oder Apoptose), sehr wohl auch als Trittstein in der Entwicklungsgeschichte zwischen diesen zwei Haupttypen von Retinoid-vermittelten Prozessen gedient haben kann. Dies lässt die Vermutung zu, dass die UV-Dosimeter-Funktion von Retinoesäure auch durch entweder einen oder beide Rezeptortypen vermittelt worden sein kann: dem Kernrezeptor oder dem Membran-gebundenen Rezeptor.
Es ist sogar plausibel, dass UV-Dosimetrie durch Retinoesäure auch eines der primoridalsten Anzeichen für Zelldifferenzierung gewesen sein kann. Tatsächlich ist es so, dass die Entwicklung eines durch UV-Licht ausgelösten Signals für die Differenzierung und/ oder Apoptose für die frühe Entwicklung von mehrzelligen Tieren nahe der Wasseroberfläche der Erde wohl von enormer Bedeutung gewesen sein muss. Dort ist wohl die optimale Stelle für mögliche Futterquellen gewesen (z. B. Autotrophe, die Sonnenlicht zur Photosynthese verwenden), doch wären die an diesem Prozess beteiligten mehrzelligen Prototiere, wenn sie in diesen Oberflächenwassern geschwommen sind, wohl dem gefährlichsten Mittel zu dieser Zeit in der Biosphäre ausgesetzt gewesen, das die DNA zerstört: UV-Licht. Damit diese Zellen mit einer gemeinsamen genetischen Erbmasse, die in einem losen Verbund lebten, ein intaktes Genom ihren Nachkommen übergeben konnten, lag die beste Strategie für die Zellen wohl darin, ein Programm zu entwickeln, dass jene, die über eine beträchtliche UV-Dosis verfügten, instruierte, die Teilung zu beenden, d. h. eine terminale Differenzierung zu durchlaufen, sollten sie nicht eine Mutation durchlaufen, wodurch es ihnen unmöglich würde, diese für beide Parteien vorteilhafte Zusammenarbeit fortzusetzen.
Die vorangegangenen Ausführungen sind natürlich eine höchste spekulative Hypothese, lässt aber vermuten, dass abgesehen von den Hautzellen sehr viele Zellarten in sich einen Rezeptor für Neotretinoin programmiert haben könnten. Die Tatsache, dass Retinoide bekannterweise verschiedene Arten von krebsvorbeugenden und antineoplastischen Aktivitäten aufweisen, die den von RAR und RXR vermittelten Prozessen nicht zur Gänze zuzuschreiben sind, eröffnet ganz offensichtlich die Möglichkeit, dass die antineoplastischen und krebsvorbeugenden Effekte von Retinoiden größtenteils durch Neotretinoin und seinem/n bis dato unbekannten Rezeptoren vermittelt werden könnten. Dies stellt eine aussagekräftige Hypothese dar, da dies das verringerte Vorkommen der häufigsten Krebsarten, einschließlich von Lungen-, Brust- und Darmkrebs sowie Melanome, bei Menschen erklären könnte, die näher am Äquator leben. Dieses epidermiologische Resultat könnte eine so einfache Erklärung haben wie etwa der größeren Menge an Neotretinoin, die von diesen der Sonne derart ausgesetzten Menschen konstant in ihrer Haut erzeugt wird und deren Diffundierung in andere Gewebe.
Diese Erkenntnis beruht aber nicht nur auf den vorangegangenen Spekulationen sondern auch auf harten Versuchstatsachen, dass (1) man herausgefunden hat, dass andere Retinoide und β-Carotin antineoplastische und krebsvorbeugende Aktivitäten aufweisen, und dass (2) gezeigt wurde, dass Neotretinoin eine spezielle, Differenzierung induzierende Aktivität in den hyperproliferierenden Zellen zeigt, wodurch die Anwendung von Neotretinoin zur Behandlung von und Vorbeugung gegen Hyperproliferation von Zellen bei sowohl gut- als auch bösartigen Neoplasmen offensichtlich ist. Dies gilt insbesondere für jene Krebsarten (Lungen-, Darm- und Brustkrebs), von denen man aus epidermiologischen Studien weiß, dass sie bei hohen Breitengraden vorherrschen (so etwa Psoriasis).

Verfahren und Versuchsergebnisse

Versuch Nr. 1

Herstellung von 11-cis-Retinoesäure aus im Handel erhältlichem all-trans-Retinal

Das all-trans-Retinal-Ausgangsmaterial (20 mg) wurde in einer Konzentration von 4 mg/- ml in trockenem Acetonitril in einen klaren Glasröhrchen gelöst. Dieses Röhrchen wurde mit N&sub2; gespült und dicht verschlossen sowie unter stetigem Rühren nicht gefiltertem Licht aus einer 50 cm langen Fluoreszenzlampe (30 W, 680 Lux) in einer Entfernung von 15 cm 60 Minuten lang ausgesetzt. Bei der Einwirkungsdauer wird ein Maximalwert von 1 cm Weglänge des Lichts durch die Retinallösung angenommen; für längere Weglängen muss die Einwirkzeit proportional verlängert werden.
Das Material wurde daraufhin aus dem Licht genommen und während aller nachfolgenden Versuchsschritte im Dunkeln oder unter gedämpftem rotem Licht gehalten (abgesehen von kurzen Zeitspannen unter Raumlicht, insgesamt jedoch nie länger als 1 Minute). Kieselgel (0,5 g, 28-200 Mesh, 22 Å mittlerer Porendurchmesser) wurde zugesetzt, und danach wurde Acetonitril-Lösungsmittel mittels Vakuumzentrifugation abgedampft. Das von Kieselgel absorbierte Retinal-Isomerat wurde in Petrolether (mehrere Aliquoten, insgesamt 5 cm) aufgenommen und am Kopf einer Glassäule mit 1 cm Durchmesser aufgebracht, die mit demselben Kieselgel in Petrolether gepackt war. Die Säule wurde daraufhin mit 10% Diethylether in Petrolether entwickelt, die beide vor dem Vermischen gut mit Stickstoff gespült wurden. Es wurden Fraktionen in der Größenordnung von 0,5 ml abgenommen. Der Retinalgehalt der Fraktionen wurde anhand ihrer 380-nm-Absorption quantifiziert. Durch die Säule wurden vier Peaks aufgelöst, die in der Reihenfolge der Elution unter Nutzung der bereits bekannten Informationen dem 13-cis-, 11-cis-, 9- cis- und dem all-trans-Isomer zugeordnet wurden. Der zweite Peak, der dem 11-cis-Isomer entsprach, war der größte und entsprach etwa 30% mg der 380-nm-Absorption des Ausgangsmaterials.
Dieses Verfahren ist zum Trennen geringer Mengen an 11-cis-Retinal akzeptabel, wenn teure Chromatographiegeräte nicht zur Verfügung stehen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Chromatographie mit offener Säule jedoch vorzugsweise durch präparative Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC) ersetzt. Für größere Mengen wäre es besser, Zentrifugaltrennungschromatographie, wie sie im Journal of Chromatography 357, 340-343 (1986) von Bruening et al. beschrieben wurde, einzusetzen.
Um 11-cis-Retinal selektiv zu 11-cis-Retinoesäure zu oxidieren, wurde das Lösungsmittel aus dem 11-cis-Retinal entfernt, welches daraufhin in 0,1 ml analysenreinem t-Amylalkohol in einem Teströhrchen gelöst wurde. Das Röhrchen wurde im Anschluss daran auf Eis gekühlt, woraufhin Folgendes nacheinander zugesetzt wurde: 0,01 ml einer 25%igen Lösung von Resorcin in tert-Amylalkohol; 0,02 ml 40%iges Natriumdihydrogenphosphat in Wasser, wobei der pH-Wert durch Zusatz von Phosphorsäure auf 3,2 eingestellt wurde; und 0,02 ml 25%iges Natriumchlorit in Wasser (alle Angaben in Gewichtsprozent). Das Röhrchen wurde auf Raumtemperatur erwärmt, und die wässrige und die organische Phase wurden durch Verwirbeln gut vermischt. Das Reaktionsgemisch wurde 45 Minuten lang bei Raumtemperatur gehalten, wobei intermittierend gewirbelt wurde, um die Phasen im gut vermischten Zustand zu halten. Danach wurden 0,2 ml Wasser zugegeben, das Reaktionsröhren wurde mit 1.500 U/min zentrifugiert, um die Trennung der Phasen zu unterstützen, und die untere (wässrige) Phase wurde entfernt. Die Extraktion mit Wasser wurde zwei weitere Male wiederholt, um die Oxidanzien (Natriumchlorit und Resorcin) zu entfernen. Danach wurde nach Zugabe von 0,2 g Kieselgel tert-Amylalkohol mittels Vakuumzentrifugation entfernt. Das an Kieselgel adsorbierte Reaktionsprodukt wurde in Petrolether suspendiert, danach am Kopf einer 100 cm langen Kieselgelsäule, wie bereits zuvor beschrieben, aufgebracht und mit 20 % Diethylether in Petrolether - wie zuvor beschrieben - eluiert. Die Retentionszeit für das Neotretinoin (11-cis-Retinoesäure) war deutlich länger als jene von nichtumgesetztem 11-cis-Retinaldehyd, wodurch die Trennung der beiden erleichtert wurde. Nach Elution der Neotretinoinbande wurde das organische Lösungsmittel mittels Verdampfung entfernt, und das Neotretinoin wurde in 100% denaturiertem Ethanol aufgenommen. Die Gesamtausbeute an Neotretinoin betrug - auf Basis seiner 360-nm-Absorption - 2 mg (etwa 30% des 11-cis-Retinaldehyd-Ausgangsmaterials).
Das Neotretinoin wurde aus Hexan umkristallisiert, und seine Identität und Reinheit wurden mittels NMR-Spektrometrie bestätigt, welche Ergebnisse lieferte, die jenen sehr stark ähnelten, die von Motto et al., "Separation and Identification of Retinoic Acid Photoisomers", Journal of Chromatography 481, 255-262 (1989) beobachtet worden waren; Spektrometrie zeigte keine Gegenwart von Verunreinigungen von mehr als 1% des gewünschten Produkts.

Versuch N r. 2

Anwendung von vorbestrahltem Tretinoin zur Behandlung von Psoriasis

Ein Tretinoingel mit einer Konzentration von 0,01% (Retin-A-Gel, Ortho Pharmaceuticals) wurde als Ausgangsmaterial verwendet, da es allgemein im Handel erhältlich und für die pharmazeutische Anwendung geeignet ist. Das Gel wurde aufgrund der höheren Lichtdurchlässigkeit gegenüber der Creme bevorzugt. Um das Gel gleichmäßig zu bestrahlen, wurden 50 g (2 Unzen) davon zwischen zwei quadratischen Lagen (10 Zoll) aus Saran-Lebensmittelverpackung angeordnet, die daraufhin mit einem Nudelholz ausgerollt wurden, um das Gel auf eine 1 mm dicke Scheibe auszubreiten, die etwa eine Kreisfläche mit einem Radius von etwa 9 Zoll bedeckt. Die Kanten der zwei Stücke aus Kunststoffverpackung wurden beinahe um den gesamten Umfang herum zusammengeklemmt, wofür ein 10" Stickklemmring verwendet wurde, damit während der Bestrahlung kein flüchtiges Lösungsmittel austreten konnte. Danach wurde die Probe ins Freie gebracht und 30 Minuten lang durch die Mittagssonne bestrahlen gelassen, oder sie wurde 10 Minuten lang unter einer Quecksilberdampf-Sonnenlampe (Sperti) in einem Abstand von 8 Zoll bestrahlt. Die Belichtungsdauer und andere Bedingungen wurden so gewählt, dass die Bildung des 11-cis-Photoprodukts maximiert und die Bildung von dicis-Verbindungen eingeschränkt wurde, indem von jener Zeitabhängigkeit der Isomerbildung extrapoliert wurde, die zuvor von Motto et al., "Separation and Identification of Retinoic Acid Photoisomers", Journal of Chromatography 481, 255-262 (1989), veröffentlicht worden war. Nachdem die Bestrahlung zu Ende war, wurde das Tretinoingel gesammelt und zu gleichen Teilen mit einer nicht reizenden Hautfeuchtigkeitscreme, die Petrolatum, Wasser, Mineralöl und Propylenglykol enthielt, vermischt. Das Ethanol im Gel wurde verdampfen gelassen, woraufhin die resultierende Creme in einem luft- und lichtdichten Behälter eingeschlossen wurde. Eine Kontrollprobe der nicht bestrahlten Tretinoin-Creme wurde ebenfalls hergestellt, indem zwar dieselben Schritte durchgeführt wurden, einschließlich des Ausrollens zwischen zwei Lagen aus Kunststoff-Lebensmittelverpackung, aber das Tretinoingel unter Lichtausschluss gehalten wurde, um seine Photoisomerisierung zu verhindern.
Das vorbestrahlte Tretinoin sowie die Kontrollprobe wurden leicht jeden dritten Tag 2 Wochen lang auf die von Psoriasis befallenen Hautflächen, z. B. auf den beiden Beinen, aufgetragen. Die Auswirkungen dieser Behandlung wurden sorgfältig überwacht, während die behandelten Flächen mit Stoff angedeckt wurde, um eine Photoisomerisierung des aufgetragenen Tretinoins durch Umgebungslicht zu verhindern. Innerhalb von 36 Stunden nach der ersten Behandlung gab es einen deutlichen Unterschied im Erscheinungsbild der Psoriasis-Läsionen, die mit zwei unterschiedlichen Cremen behandelt worden waren. In der Fläche, die mit der vorbestrahlten Creme behandelt wurde, ersetzten zunehmend dünne Schuppen den sich ablösenden Belag der Läsionen. Innerhalb von 48 Stunden ähnelte dieses sich ablösende, tote Gewebe den Hautablösungen, die nach einem leichten Sonnenbrand auf normaler Haut auftreten. Auch auf den gesunden Hautflächen, welche die Psoriasis-Läsionen umgeben, wurde eine einem Sonnenbrand ähnliche Ablösung ausgelöst.
Auf den Flächen, die mit unbestrahltem Tretinoin behandelt wurde, gab es andererseits eine zunehmende Hautrötung, die von Jucken und Spannen der Haut begleitet war und sowohl die von Psoriasis befallenen Läsionen als auch das umgebende Gewebe betraf.
Die sich ablösenden Schuppen auf den Läsionen wurde durch eine härtere, krustenähnliche Oberfläche ersetzt, die ein wenig jenem vernarbten Gewebe ähnelte, das auftritt, wenn eine verheilte Schürfwunde ihre Kruste abwirft.
Diese Unterschiede zwischen den Auswirkungen von vorbestrahltem und nicht bestrahltem Tretinoin nahmen mit kontinuierlicher Behandlung zu. Innerhalb einer Woche waren die mit dem vorbestrahlten Tretinoin behandelten Flächen größtenteils frei von offensichtlichen Psoriasis-Läsionen, obwohl bei genauerer Untersuchung einige der Stellen früherer Läsionen sich immer noch ein wenig von der umgebenden gesunden Haut unterschieden. Im Allgemeinen gab es nur eine geringe Reizung und Rötung der gesunden Hautflächen, es blätterte oder löste sich auch nur wenig Haut ab.
Die mit nicht bestrahltem Tretinoin behandelten Flächen zeigten immer noch deutliche rote Flecken und narben- oder faltenartiges Gewebe an den Stellen, an denen ursprünglich Psoriasis-Läsionen erkennbar waren, sowie auch immer noch eine allgemeine Rötung in den umliegenden Flächen. Weiters war die Haut bei Berührung schmerzend gespannt und empfindlich.
Der Versuch lieferte ähnliche Ergebnisse, als er an verschiedenen Körperstellen durchgeführt wurde, einschließlich dabei Beine und Knie; die Arme; der Torso; die Augenbrauen; und die Ohren. Es wurde auch herausgefunden, dass das vorbestrahlte Tretinoin Psoriasis-Symptome linderte, wenn es auf der Kopfhaut aufgetragen wurde, obwohl dies nicht in kontrollierter Weise erfolgte.

Versuch Nr. 3

Vergleichende Behandlung von Psoriasis mit 4 verschiedenen Retinoesäure-Isomeren

Eine nicht reizende Feuchtigkeitscreme, die Wasser, Petrolatum, Mineralöl und Propylenglykol enthielt (CVS-Feuchtigkeitscreme), wurde als Vehikel verwendet, um 0,001% Retinoesäure der vier verschiedenen geometrischen Isomere an passende, von Psoriasis befallene Flächen auf der Haut des Patienten abzugeben. Die verwendeten Isomere waren all-trans (in Kristallform von Sigma Chemical Company erhalten); 13-cis (desselben Ursprungs); 11-cis (wie unter Versuch Nr. 1 beschrieben hergestellt); und 9-cis, das mittels Oxidation des im Handel erhältlichen 9-cis-Retinaldehyds unter Einsatz desselben Verfahrens wie in Versuch Nr. 1 für das 11-cis-Isomer hergestellt wurde. Etwa dieselben Konzentrationen der vier Isomere wurden erhalten, indem ethylalkoholische Lösungen mit passenden Absorptionsfähigkeiten von etwa 1,0 bei 360 nm hergestellt und danach gleiche Mengen dieser 4 Lösungen vier verschiedenen Aliquoten der Feuchtigkeitscreme zugemischt wurden. Anschließend wurden sie im Dunkeln vermischt, wobei das Ethanol abdampfen gelassen wurde. Die vier Cremen wurden in getrennten licht- und luftdichten Behältern gelagert. Etwa 2 g jeder Creme wurden jeweils über der dieser Creme zugewiesenen Fläche verteilt, jeden dritten Tag über einen Zeitraum von 2 Wochen. Vier verschiedene Latexhandschuhe wurden zum Auftragen dieser vier Cremen verwendet, um auf diese Weise eine Übertragung von Verunreinigungen der Isomere zu verhindern, ebenfalls wurde Lichteinwirkung auf die behandelten Flächen (insbesondere UV-Licht) mit Sorgfalt verhindert.
Die Resultate der all-trans-Creme (Tretinoin) waren im Allgemeinen ähnlich jenen Ergebnissen, die für die mit Tretinoin behandelten Kontrollflächen ("nicht bestrahlt") im Versuch Nr. 2 beschrieben wurden. Das Ausmaß von Rötung und Reizung war aufgrund der geringeren aufgetragenen Menge ein wenig reduziert. Mit allen drei dieser cis-Isomere waren andererseits Rötung und Reizung minimal oder sogar nicht nachweisbar.
In der mit dem cis-Isomer behandelten Fläche (Neotretinoin) begannen die Psoriasis-Läsionen innerhalb von etwa 48 Stunden nach der ersten Behandlung abzuheilen. Das Ausmaß von Hautablösung, sowohl an der Stelle der Psoriasis-Läsion als auch der umgebenden gesunden Haut, war im Vergleich zu jenen Flächen, die mit vorbehandeltem Tretinoin behandelt wurden (siehe Versuch Nr. 2) ebenfalls beträchtlich reduziert. Die Läsionen waren nur noch in der ersten Behandlungswoche erkennbar, innerhalb von 2 Wochen war die mit Neotretinoin-Creme behandelte Fläche läsionsfrei und bot ein vollständig gesundes Erscheinungsbild dar. Die Haut in diesem Bereich blieb einige Wochen danach noch läsionsfrei, ohne dass dabei irgendeine Art der Therapie zur Anwendung kam.
In den mit ähnlichen Dosen an 9- und 13-cis-Isomeren behandelten Flächen gab es jedoch nur geringfügige Verbesserung. So wurden die Psoriasis-Läsionen z. B. weicher und weniger schuppig, auch nahmen diese Hautpartien die Symptome von kleinen, erstgradigen Sonnenbränden an. Doch verschwanden diese Läsionen nicht, und sie kehrten bereits wenige Tage nach Ende der zweiwöchigen Behandlung zurück.
Diese Therapie wurde bis dato nur an einem Patienten ausprobiert, was auf die geringen Mengen an Neotretinoin zurückzuführen ist und auch auf die Schwierigkeit, andere Menschen vor einer öffentlichen Offenbarung der Erfindung für eine Behandlung zu gewinnen jedoch haben bereits diese wenigen kontrollierten Versuche direkt die Zweckdienlichkeit des 11-cis-Isomers der Retinoesäure zur Behandlung von Psoriasis, einer Hauterkrankung, die durch Hyperproliferation und unvollständige (oder Fehl-) Differenzierung von Keratinocyten hervorgerufen wird, gezeigt. Diese Experimente haben auch gezeigt, dass dasselbe Neotretinoin auch zur Behandlung anderer Erkrankungen eingesetzt werden kann, bei welchen eine Hyperproliferation und Fehl-Differenzierung von Zellen erfolgt.
Obwohl zuvor eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung auch mit beträchtlichen Variationen in der Zusammensetzung der Pharmazeutika auf Neotretinoin-Basis umsetzbar; weiters kann die Art der Zufuhr zur Stelle der Zellhyperproliferation variiert werden, wie auch die Art der beteiligten Zellen. So ist beispielsweise bei der Behandlung von hyperproliferierenden Keratinocyten bei Psoriasis sehr unwahrscheinlich, dass die exakte Konzentration von Neotretinoin sowie die Zusammensetzung der inaktiven Bestandteile im Vehikel zur Verteilung von besonderer Bedeutung sind, solange das Vehikel nicht reizend ist und das Neotretionin über die Hautoberfläche und etwas in diese hinein verteilt werden kann. Das Neotretinoin ist in einem Bereich von 0,0001 Gew.-% bis 10 Gew.-% wirksam, wenn es in eine Basis aufgenommen wird, die (neben anderen Bestandteilen) zwischen 31% und 50% Wasser und/oder zwischen 1% und 99,999% Petrolatum und/oder zwischen 1% und 99,999 % Glycerin enthält.
Weiters scheint eine systemische Verabreichungsweise in manchen Fällen von Nutzen zu sein, so etwa die Behandlung von hyperproliferierenden Zellen in neoplastischen Geweben an inneren Stellen im Körper. Ein Beispiel eines Verfahrens einer systemischen Gabe von Neotretinoin als antineoplastisches Mittel besteht darin, einem Patienten mit einem Tumor entweder 11-cis-Retinoesäure selbst oder das Amid der 11-cis-Retinoesäure oder einen Ester der 11-cis-Retinoesäure mit einem kurzkettigen Alkohol wie Methanol, Ethanol oder Butanol zuzuführen. Es wurde von anderen Forscher bewiesen, dass das letztere Amid sowie die Esterderivate der Retinoesäure leichter vom Darm (Verdauungstrakt) absorbiert und schnell hydrolisiert werden, um systemisch Retinoesäure freizusetzen.
Die zuvor beschriebenen Versuche zeigen auch, dass 11-cis-Retinoesäure in einem Vehikel, das sich zum Auftragen auf die Haut eignet, als nützliche Komponente in Kosmetikprodukten dient, die darauf abzielen, das Erscheinungsbild der Haut, die nicht von Psoriasis befallen ist, zu verbessern. Ist die 11-cis-Retinoesäure in einem solchen Kosmetikprodukt enthalten, so fördert sie die Ablösung der Hautzellen, was zu deren Ersetzung durch gesunde, neue Haut führt. Zusätzlich dazu stellt die 11-cis-Retinoesäure einen nützlichen neuen Bestandteil eines Mittels zur Behandlung der Kopfhaut und eines Shampoos dar, das zur Schuppenverringerung auf der Kopfhaut verwendet werden kann.
Der in der obigen Offenbarung verwendete Begriff "Vehikel" bezeichnet eine unschädliche Substanz, die zum Halten und/oder Verdünnen einer nützlichen Verbindung wie Neotretinoin geeignet ist. Die Annehmbarkeit eines Vehikels zur Verwendung von Neotretinoin beim Menschen ist abhängig vom jeweiligen Zweck und von der Körperstelle, an der die Anwendung erfolgen soll, sehr unterschiedlich, wie dies Fachleuten auf dem Gebiet der Technik allgemein bekannt ist.

Claims

1. Materialzusammensetzung, die im Wesentlichen aus 11-cis-Retinoesäure in einem Gewichtskonzentrationsbereich von 0,0001 bis 100/0 der gesamten Zusammensetzung besteht, wobei der Rest ein annehmbares topisches Vehikel ist, das die Haut nicht reizt, wobei das Gewicht an 11-cis-Retinoesäure zumindest 10% des Gesamtgewichts aller anderen Retinoesäure-cis-trans-Isomere in der Zusammensetzung ausmacht.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das Vehikel eine inerte Substanz ist, die die menschliche Haut nicht reizt, wobei die inerte Substanz Wasser in einem Konzentrationsbereich von 31 bis 99% der gesamten Zusammensetzung umfasst.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin zumindest ein Teil des Vehikels eine inerte Substanz ist, die die menschliche Haut nicht reizt, wobei die inerte Substanz eines oder mehrere aus Wasser, Petrolatum, Mineralöl, Glycerin und Propylenglykol umfasst.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin die Zusammensetzung eine Creme ist, die ein Gemisch aus Petrolatum, Mineralöl, Glycerin und Wasser umfasst.

5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin der Konzentrationsbereich von 11-cis-Retinoesäure 0,001 bis 10% der gesamten Zusammensetzung beträgt.

6. Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung nach Anspruch 1, folgende Schritte umfassend:

a) das Synthetisieren von Retinoesäure, worin die Retinoesäure aus einem Isomeren-Gemisch besteht,

b) das Umwandeln zumindest eines Nicht-11-cis-Retinoesäure-Isomers in 11-cis- Retinoesäure, um die Konzentration von 11-cis-Retinoesäure auf eine Gewichtskonzentration von zumindest 10% des Gesamtgewichts an Retinoesäure zu erhöhen,

c) das Aufnehmen der Retinoesäure aus Schritt (b) in eine Zusammensetzung zum direkten Auftragen auf von Psoriasis befallene Bereiche der Körperhaut eines Patienten, der an Psoriasis leidet, wobei die 11-cis-Retinoesäure in einem Gewichtskonzentrationsbereich von 0,0001 bis 10% der Gesamtzusammensetzung liegt und der Rest ein annehmbares topisches Vehikel ist, das die Haut nicht reizt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, worin das Vehikel zumindest eines aus Wasser, Mineralöl, Petrolatum, Propylenglykol, Glycerin und Gemischen davon umfasst.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, worin der Schritt des Erhöhens der Konzentration des 11-cis-Retinoesäure-Isomers den Schritt der UV-Bestrahlung zumindest eines Nicht-11-cis-Retinoesäure-Isomers von Retinoesäure umfasst.

9. Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, weiters umfassend den Schritt der Bestrahlung von Retinaldehyd oder Retinal mit UV- oder mit sichtbarem Licht, wodurch als Reaktionsprodukt 11-cis-Retinaldehyd oder 11-cis-Retinol gebildet wird, und das Oxidieren des Reaktionsprodukts, um 11-cis-Retinoesäure zu bilden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, worin das Oxidieren des Reaktionsprodukts das Kontaktieren des Reaktionsprodukts mit einem Chloritsalz und Resorcin als Oxidationsmittel umfasst.

11. Verfahren nach Anspruch 7, worin das Vehikel zumindest eines aus Wasser, Petrolatum, Mineralöl, Glycerin und Gemischen davon umfasst.

12. Verfahren nach Anspruch 7, worin das Vehikel auch andere Retinoesäure-Isomere umfasst, wobei die anderen Isomere 90% der Gesamtkonzentration an Retinoesäure, bezogen auf das Gewicht, nicht übersteigen.

13. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, worin die 11-cis-Retinoesäure das Photoreaktionsprodukt der UV-Bestrahlung eines zweiten geometrischen Retinoesäure-Isomers ist, wobei sich das zweite geometrische Retinoesäure-Isomer von der 11-cis-Retinoesäure nur im cis/trans-Isomerzustand zumindest eines seiner vier nicht im Ring liegenden C=C-Doppelbindungen unterscheidet.

14. Verfahren nach Anspruch 13, worin das zweite Retinoesäureisomer eines der folgenden ist: alle trans; 7-cis; 9-cis; 13-cis; 7,9-dicis; 7,11-dicis; 9,11-dicis; 9,13-dicis; oder 11,13-dicis.