DE60100473T2

DE60100473T2 - Verwendung von neurotoxinen in medikamenten zur behandlung von thyroidstörungen

Info

Publication number: DE60100473T2
Application number: DE60100473T
Authority: DE
Inventors: Stephen Donovan
Original assignee: Allergan Inc
Current assignee: Allergan Inc
Priority date: 2000-02-15
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2021-02-16
Also published as: JP2012207030A; DE60100473D1; WO2001060396A3; US6743424B1; ES2199209T3; EP1253933B1; US6740321B1; US6716427B1; ATE245032T1; TWI283177B; EP1253933A2; JP2003530320A; AR027442A1; US6524580B1; US6585970B1; AU2001238369A1; US6447785B1; WO2001060396A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Neurotoxinen für die Herstellung von Medikamenten zur Behandlung von Schilddrüsenerkrankungen.
Es wird geschätzt, dass weltweit mindestens etwa zweihundert Millionen Menschen an einer Schilddrüsenerkrankung leiden und Frauen sind im Verhältnis zu Männern in einem Verhältnis von etwa 10 : 1 überproportional betroffen. In den Vereinigten Staaten haben etwa zehn Millionen Personen, einschließlich 10% aller Frauen über 45 entweder überaktive oder unteraktive Schilddrüsen. Bayliss et al., Thyroid Disease The Facts, Vorwort, Oxford University Press (1998).
Schilddrüsenfunktion
Die Schilddrüse ist eine endokrine Drüse, die Follikelzellen und nicht follikuläre oder C-Zellen umfaßt. Die Follikelzellen sind in der Lage, zwei Hormone, Triiodthyronin (T₃), das drei Iodatome enthält, und Thyroxin (T₄), das vier enthält, herzustellen. Die Wirkung des Schilddrüsenhormons betrifft grundlegend die Regulierung des Stoffwechselumsatzes, beispielsweise die zunehmende Energieproduktion und Sauerstoffverbrauch durch die meisten Normalgewebe. Die Synthese und Freisetzung von T₃ und T₄ durch Schilddrüsenzellen wird durch das von der Hypophyse erzeugte Schilddrüsen-stimulierende Hormon (thyroid stimulating hormone, TSH, ebenso Thyrotrophin genannt) beeinflusst. Die C-Zellen können Kalzitonin herstellen, welches den Calciumstoffwechsel zu beeinflussen scheint. Bezeichnenderweise ist Kalzitonin ein wirksames hypokalzämisches Mittel. Erkrankungen der Schilddrüse schließen Autoimmunerkrankungen (wie beispielsweise die Basedow'-Krankheit), Thyroiditis (Entzündung oder Infektion der Schilddrüse) und Krebs ein, wobei diese Zustände alle zu Schilddrüsenunterfunktion (wie dies bei der Hashimoto-Thyroiditis auftreten kann) oder Schilddrüsenüberfunktion (Schilddrüsentoxikose wie dies bei der Basedow'-Krankheit auftreten kann) führen können. Eine vergrößerte Schilddrüse (Kropf) kann euthyreot sein oder ein Symptom für entweder Schilddrüsenüberfunktion (Schilddrüsentoxikose) oder Schilddrüsenunterfunktion.
Es wird vermutet, dass die meisten Fälle von Schilddrüsenüberfunktion eine Folge der Wirkung von Schilddrüsen-stimulierenden Antikörpern auf die Schilddrüse als Ganzes sind (Basedow'-Krankheit; diffuse, toxische Schilddrüsenhyperplasie).
Es wurde geschätzt, dass die Basedow'-Krankheit bei 0,4% der Bevölkerung der Vereinigten Staaten auftritt, mit einem Lebenszeitrisiko von 1%. Sie tritt am häufigsten im dritten oder vierten Lebensjahrzehnt auf und das weibliche zu männliche Verhältnis ist etwa 7 : 1 bis etwa 10 : 1. Die Eigenschaften der Schilddrüsenabnormalität der Basedow'-Krankheit sind offenbar eine Folge der Wirkung von Immunoglobulin der Klasse IgG auf die Schilddrüse. Diese Antikörper können gegen Komponenten oder Bereiche der Plasmamembran gerichtet sein, welche den Rezeptor für das Schilddrüsen-stimulierende Hormon (TSH) selbst einschließen. Der grundsätzliche destabilisierende Faktor, der zu einer Autoimmun-Schilddrüsenerkrankung führt, scheint ein organspezifischer Defekt in Suppressor-T-Lymphozyten zu sein. Schilddrüsenüberfunktion selbst scheint einen nachteiligen Effekt auf die generalisierte Suppressor-T-Zellfunktion zu haben und dies kann ein von selbst aufrechterhaltener oder verstärkender Faktor bei der Basedow-Krankheit sein. Es ist bedeutsam, dass es kein bekanntes Behandlungsverfahren für die Basedow'-Krankheit gibt, und die Behandlung ist nur darauf ausgerichtet, die Fähigkeit der Schilddrüse, Schilddrüsenhormone zu erzeugen, zu reduzieren.
Außer der Basedow'-Krankheit schließen Ursachen der Schilddrüsenüberfunktion toxisches multinoduläres Struma, toxisches Adenom, subakute virale Schilddrüsenentzündung, post partum Schilddrüsenentzündung, Schilddrüsen-, Gonaden- und Hypophysentumoren und überschüssige Hypophysen-TSH ein.
Die normale Schilddrüse wiegt etwa 15 g. Sie ist vorne konvex und hinten konkav als Folge ihrer Beziehung zu den anterolateralen Teilen der Luftröhre und des Kehlkopf, an welchen sie durch fibröses Bindegewebe fest fixiert ist. Die zwei Seitenlappen der Schilddrüse erstrecken sich entlang der Seiten des Kehlkopf und erreichen den Level der Mitte des Schildknorpels. Jeder Schilddrüsenlappen liegt in einem Bett, medial zwischen Luftröhre und Kehlkopf und lateral zwischen Karotisscheide und Sternokleidomastoideus.
Die Schilddrüse ist zusammengesetzt aus einer Aggregation spherischer oder eiförmiger, zystenartiger Follikel unterschiedlicher Größe. Die interfollikulären Bereiche werden von einem in starkem Maße mit Blutgefäßen versorgten Netzwerk eingenommen, welches parafollikuläre Zellen (C-Zellen) einschließt, welche für die Absonderung von Kalzitonin verantwortlich sind. Das Nebenschilddrüsenhormon (parathyroid hormone, PTH, hergestellt von der Nebenschilddrüse), Kalzitonin (hergestellt von den C-Zellen der Schilddrüse) und Dihydroxycholecalciferol (aus Vitamin D in der Niere metabolisiert) sind die Haupthormone, die den Stoffwechsel von Ionen, wie Kalzium, Phosphat, Pyrophosphat, Zitrat und Magnesium sowie die Regulierung des Stoffwechsels von Knochen und ihren organischen Bestandteilen betrifft. Es wird angenommen, dass beim Menschen Kalzitonin in einer gegen PTH antagonistischen Weise wirkt und so das Kalzium im Plasma verringert.
Die Schilddrüse ist von einer verdickten fibrösen Kapsel umhüllt. Die tiefe Zervikalfaszie trennt sich in eine anteriore und eine posteriore Scheide und erzeugt so eine lose angebrachte Scheinkapsel für die Schilddrüse. Anterior zu den Schilddrüsenlappen sind der musculus sternohyoideus et thyreohyoideus. Auf der posterioren Oberfläche der Seitenlappen der Schilddrüse sind die Nebenschilddrüsen und der Rekurrens; der letztgenannte liegt gewöhnlich in einem Spalt zwischen der Luftröhre und der Speiseröhre. Die Seitenlappen der Schilddrüse sind durch den Isthmus verbunden, der die Luftröhre schneidet. Oft liegt ein Pyramidenlappen vor. Der Pyramidenlappen ist ein langer enger Vorsprung von Schilddrüsengewebe, der sich vom Isthmus nach oben erstreckt, der auf der Oberfläche des Schildknorpels liegt. Er stellt ein Überbleibsel des embryonalen Ductus thyroglossalis dar.
Gefäßversorgung der Schilddrüse
Die Schilddrüse hat eine reichliche Blutzufuhr. Ihre vier Hauptarterien sind die paarweisen oberen Schilddrüsenarterien, die aus den äußeren Kopfschlagadern entspringen und im Hals mehrere Zentimeter nach unten verlaufen, um den oberen Polus des jeweiligen Schilddrüsenlappens zu erreichen, wo sie sich verzweigen, sowie die paarweisen unteren Schilddrüsenarterien, die jeweils aus dem Truncus thyrocervicalis der Arteria subclavia entspringen, medial hinter der Halsschlagader verlaufen und von hinten in den unteren oder mittleren Teil des Schilddrüsenlappens eintreten. Manchmal gibt es eine fünfte Arterie, die Thyroidea ima; sie entspringt vom Aortenbogen und tritt in der Mittellinie in die Schilddrüse ein.
Ein venöser Plexus ist unter der Schilddrüsenkapsel ausgebildet. Jeder Lappen wird durch die obere Schilddrüsenvene am oberen Polus und die mittlere Schilddrüsenvene am Mittelteil des Lappens abgeleitet, die beide in die innere Jugularvene eintreten. Vom unteren Polus entspringen jeweils die unteren Schilddrüsenvenen, die direkt in die venae brachiocephalicae abgeleitet werden.
Nervale Versorgung der Schilddrüse
Bemerkenswerterweise wird die Schilddrüse sowohl von den sympathischen als auch parasympathischen Teilen des vegetativen Nervensystems innerviert. Die sympathischen Fasern entspringen aus den Halsganglien und treten mit Blutgefäßen ein, während die parasympathischen Fasern vom Vagus abgeleitet werden und die Drüse durch Verzweigungen der Kehlkopfnerven erreichen. Die Beziehung der Schilddrüse zum Rekurrens und zum äußeren Zweig des nervus laryngealis superior besitzt große chirurgische Bedeutung, da eine Beschädigung dieser Nerven zu einer Behinderung der Lautbildung führen kann.
Es wurde berichtet, dass die sympathische Innervation der Schilddrüsenzellen eine stimulierende Wirkung auf die Freisetzung von Schilddrüsenhormon durch adrenerge Rezeptoren für Norepinephrin auf Follikelzellen hat. Endocrinology 1979; 105: 7–9. Bemerkenswerterweise wird die menschliche Schilddrüse auch durch cholinerge parasympathische Fasern innerviert. Cell Tiss Res 1978; 195: 367–370. Siehe ebenso Biol Signals 1994; 3: 15–25. Und andere Säugetierarten sind ebenso bekannt, cholinerg innervierte Schilddrüsenzellen zu haben. Siehe z. B. Z. Mikrosk Anat Forsch Leipzig 1986; 100: 1, S, 34–38 (die Schilddrüse des Schweins ist cholinerg innerviert); Neuroendocrinology 1991; 53: 69–74 (die Schilddrüse der Ratte ist cholinerg innerviert); Endocrinology 1984; 114: 1266–1271 (die Schilddrüse des Hundes ist cholinerg innerviert).
Es wurde berichtet, dass die Stimulierung des Vagusnervs sowohl den Schilddrüsenblutfluß als auch die Absonderung von Schilddrüsenhormon steigert (Cell Tiss Res 1978; 195: 367–370), dies ist jedoch offensichtlich eine Folge einer extensiven generalisierten Wirkung der Vagus-Stimulierung, die eine Zahl von Reflexen auslösen kann, die dem gesamten Bereich des Vagus zugeordnet werden. Es ist folglich nicht angemessen, aus dieser Beobachtung zu schließen, dass die Stimulierung des Vagus direkt auf die Schilddrüse wirkt und so die Freisetzung von Schilddrüsenhormon steigert.
Bemerkenswerterweise besteht Übereinstimmung darin, dass der cholinerge parasympathische Einfluß auf die Absonderung von Schilddrüsenhormon durch Schilddrüsen-Follikelzellen, und mutmaßlich ebenso der eng verbundenen C-Zellen inhibitorisch ist. Endocrinology 1979; 105: 7–9; Endocrinology 1984; 114: 1266–1271; Peptides 1985; 6: 585–589; Peptides 1987; 8: 893–897 und Brazilian J Med Biol Res 1994; 27: 573–599. Der direkte cholinerge Einfluß auf die Schilddrüse scheint durch muskarinartige Acetylcholin-Rezeptoren der Schilddrüsen-Follikelzellen vermittelt zu werden, weil die cholinerge Hemmung durch Atropin blockiert wird. Endocrinology 1979; 105: 7. Die Nähe der nicht-follikulären Kalzitonin absondernden Zellen der Schilddrüse zu Follikelzellen, die Schilddrüsenhormon absondern, hat zur Schlussfolgerung geführt, dass der parasympathische Einfluß auf die C-Zellen ebenso inhibitorisch ist.
Gegenwärtige Therapie
Die Therapie für Schilddrüsenerkrankungen schließt systemisch verabreichte Arzneimittel, Radiotherapie und chirurgische Resektion ein. Leider haben all diese drei gegenwärtigen therapeutischen Techniken zur Behandlung von Schilddrüsenerkrankungen, einschließlich der Basedow'-Krankheit beträchtliche Nachteile und Unzulänglichkeiten.
Die Arzneimittel-Therapie für Schilddrüsenüberfunktion schließt die Verwendung der antithyroiden Arzneimittel Propylthiouracil (PTU) und Methimazol (Tapazol) ein; beide hemmen die organische Bindung von Iodid. Zusätzlich hemmt Propylthiouracil die periphere Umwandlung von T₄ in T₃. Es ist zu bemerken, dass die Halbwertszeit von Propylthiouracil nur etwa 1,5 Stunden ist, während die von Methimazol nur etwa 6 Stunden ist. Die Anfangsdosis von Propylthiouracil ist 200 bis 300 mg bis zu 1200 mg täglich, alle 8 bis 12 Stunden oder alle 4 bis 6 Stunden, wenn hohe Dosen erforderlich sind. Der übliche Anwendungsbereich von Methimazol ist 20 bis 40 mg täglich in einer bis drei fraktionierten Dosen. Eine solche Arzneimittel-Therapie wird üblicherweise für 12 bis 18 Monate verordnet.
Wie gut bekannt ist, können intravenöse, orale oder andere systemische Wege der Arzneimittel-Verabreichung viele unerwünschte Nebeneffekte, einschließlich Übelkeit, Durchfall und Arzneimittelresistenz hervorrufen. Darüber hinaus muß der Patient daran denken, die Arznei zu nehmen. während die antithyroiden Arzneimittel zur Behandlung von Schilddrüsenüberfunktion, wie Carbimazol, Methimazol und Propylthioracil die Fähigkeit der Schilddrüse zur Hormonherstellung unterdrücken und den Patienten euthyreot machen können, können sie ebenso Übelkeit, Verdauungsstörungen, Hautausschläge, Gelenkschmerzen, Fieber und das Anschwellen der Lymphdrüsen verursachen. Zusätzliche Nebeneffekte schließen Neutropenie und Agranulozytose ein. Beta-adrenerge Blocker, wie Propranolol (oral mehrfach am Tag eingenommen) wurden zur Behandlung von Sekundärsymptomen der Schilddrüsenüberfunktion, wie übermäßiges Schwitzen, Herzjagen, Handzittern und Ängstlichkeit verwendet. Jod wurde aufgrund seiner unterdrückenden Wirkung auf die Freisetzung von Schilddrüsenhormonen ebenso zur Behandlung der Schilddrüsenüberfunktion verwendet. Leider hält diese Wirkung nur etwa 3 oder 4 Wochen an.
Die Therapie mit radioaktivem Jod unter Verwendung der ¹³¹I-Therapie ist ausgerichtet, eine ausreichende Strahlungsdosis einzustrahlen, um das Schilddrüsen-Parenchym teilweise zu zerstören. Biologische Wirkungen von ¹³¹I schließen Verdichtung und Nekrose der Follikelzellen und später vaskuläre und stromale Fibrose ein. Die einzusetzende ¹³¹I-Dosis in Mikrokurie (μCi) wird unter Verwendung der Formel: Gewicht der Schilddrüse (g) × Dosis (μCi/g)/Aufnahme (%) berechnet. Das Gewicht der Schilddrüse wird durch Abtasten abgeschätzt, die Aufnahme von Jod innerhalb von 24 Stunden wird gemessen unter Verwendung einer Tracer-Dosis von ¹²³I. Die Dosis von ¹³¹I, die zur Behandlung der Basedow'-Krankheit verwendet wird, reicht von 70 bis 215 μCi/g. Höhere Dosen sind mit weniger Rückfällen verknüpft, können jedoch auch zu einem höheren Auftreten von Schilddrüsenunterfunktion während der ersten paar Jahre nach der Behandlung führen.
Die Bestrahlungstherapie, wie beispielsweise unter Verwendung von radioaktivem Jod (¹³¹I), das sich in der Schilddrüse ansammelt, kann durch Bestrahlung gesundes Gewebe zerstören und Toxizitätsreaktionen verursachen, und die Strahlungstherapie kann potentiell schädliche Wirkungen haben. Es ist zu beachten, dass die Jodtherapie nicht über das erste Trimester der Schwangerschaft hinaus oder bei Kindern unter 15 verwendet wird. Darüber hinaus kann es 2 oder 3 Monate dauern, bevor eine Wirkung der Radio-Jod-Behandlung zutage tritt. Darüber hinaus kann die Zerstörung von Schilddrüsenzellen später zu Schilddrüsenunterfunktion führen.
Beachtliche etwa 80% der Patienten mit Basedow'-Krankheit, die mit ¹³¹I behandelt werden, werden anschließend hypothyreot. Darüber hinaus gibt es Anzeichen, dass die Behandlung von Schilddrüsen-Überaktivität bei der Basedow'-Krankheit mit Radiojod die unterschiedlichen ophthalmopatischen Zustände deutlicher verschlimmern als dies die Behandlung mit einem antithyroiden Arzneimittel tut. Bayliss et al., supra Seiten 69–70.
Die übliche chirurgische Behandlung der Basedow'-Krankheit besteht in der subtotalen Schilddrüsenresektion, wobei 3 bis 5 g Rest-Schilddrüsengewebe verbleiben, das mit einer intakten unteren Schilddrüsenarterie verbunden ist. Die Wahl der Therapie kann durch Kosten, Alter, Größe des Kropfes, Grad der Thyreotoxikose, Schwangerschaftsstatus, Vorlieben des Patienten und Ansprechen auf anfängliche Behandlung beeinflusst werden. Operationen spielen infolge ihrer potentiellen Komplikationen und ihrer kosmetischen Wirkung nur eine minimale Rolle bei der Behandlung der Basedow'-Krankheit und werden nur für Patienten empfohlen, für die andere Therapien kontraindiziert sind oder abgelehnt werden.
Die chirurgische Möglichkeit, d. h. die Schülddrüsenresektion, wurde als Therapie für die Thyreotoxikose durchgeführt, um benigne oder maligne Tumoren zu entfernen, um die Drucksymptome oder die Blockierung der Atemwege, die der Schilddrüse zuzuschreiben sind, zu lindern und gelegentlich, um einen unansehnlichen Kropf zu entfernen. Videossistierte Schilddrüsenresektion wurde verwendet, um die Länge der Schnittwunden im Hals zu verringern oder die Schnitte zu verbergen, indem sie unter dem Schlüsselbein oder weit lateral im Hals angebracht werden. Der Rekurrens und die Nebenschilddrüse sind sichtbar, wenn die Schilddrüsenlobektomie durchgeführt wird. Während die chirurgische Entfernung von disfunktionellem Schilddrüsengewebe eine wirksame Therapie sein kann, ist sie doch irreversibel und hängt in großem Maße von der Fähigkeit des Chirurgen ab. Darüber hinaus sind einige Schilddrüsentumore und Krebsarten infolge der Nähe oder der Verbindung mit vitalen Strukturen inoperabel. Darüber hinaus ist, wenn auch die Mortalitätsrate im Zusammenhang mit der Schilddrüsenresektion sehr niedrig ist (sie wird mit 0,1 g% angegeben), die Sterblichkeitsrate etwa 13%, wenn alle Komplikationen, einschließlich der unbedeutendsten Arten, berücksichtigt werden.
Komplikationen, die sich aus einem chirurgischen Eingriff ergeben, schließen Schilddrüsenunterfunktion, Basedow-Krise, Wundinfektion, Wundblutung mit Hämatombildung, Verletzung des Rekurrens, Nebenschilddrüseninsuffizienz und Luftröhrenerweichung ein. Es ist zu beachten, dass Patienten nach der totalen oder fast totalen Schilddrüsenresektion für den Rest ihres Lebens Schilddrüsenhormon-Ersatzstoffe einnehmen müssen oder ernste Symptome und Zeichen von Myxödem, einschließlich Müdigkeit, Schwäche, Depression, Psychose, Geistesschwäche, Koma und Tod erleiden.
Es ist zu beachten, dass etwa 20% der hyperthyreoten Patienten, die eine chirurgische Schilddrüsensektion hatten, innerhalb eines Jahres hypothyreot werden. Zusätzlich kann eine Beschädigung des Rekurrens während der Operation permanente Heiserkeit der Stimme verursachen. Ferner kann eine intraoperative Beschädigung der Nebenschilddrüsen verursachen, dass der Blutkalziumlevel fällt, mit Tetanie als Folge.
Schilddrüsenunteraktivität kann eine Folge des Mangels von Jod in der Ernährung sein, dessen Fehlen die Synthese von Schilddrüsenhormonen durch Schilddrüsenzellen verhindert. In der westlichen Welt ist die Hashimoto-Thyreoiditis die häufigste Ursache der Schilddrüsenunterfunktion. Schilddrüsenunterfunktion kann ebenso aus der Radiojodbehandlung oder einer Operation zur Korrektur von Schilddrüsenüberaktivität, als auch aus einer Hypophysenerkrankung resultieren. Das Behandlungsverfahren der Wahl für Schilddrüsenunterfunktion ist die Ersatztherapie mit Thyroxin. Die Behandlung von Schilddrüsenunterfunktion durch Schilddrüsenhormon-Ersatzstoffe erfordert tägliche Dosierung über einen langen Zeitraum mit teuren Medikamenten, welche unerwünschte Nebeneffekte hervorrufen können.
Ophthalmopathie
Schilddrüsenüberfunktion kann zu einer Überaktivität des sympathischen Nervensystems mit resultierender Augenlid-Retraktion führen. Andere ophthalmische Erkrankungen können die Folge autoimmuner Schilddrüsenüberfunktion (d. h. Basedow'-Krankheit und Hashimoto-Thyreoiditis) sein, wenn die Autoantikörper ebenso Augenmuskeln angreifen. So können Glotzauge oder Exophthalmos (nach vorne gedrückte Augen), beeinträchtigter Abfluß der Augenflüssigkeit, welcher erhöhten Fluiddruck und Blindheit verursachen kann, Augenmuskellähmung (beeinträchtigte Kontrolle der Augenmuskeln), Diplopie (Doppelsehen) und Blindheit resultieren. Therapeutische Ansätze schließen Betablocker zur Verringerung der Lidretraktion, operative Eingriffe, um die Augenlider zu erniedrigen und die Diplopie zu korrigieren, Kortikosteroide (wie Prednison und Methylprednisolon), um das Vorstehen der Augen zu reduzieren, indem die Okulare Autoimmunreaktion unterdrückt wird, und Bestrahlung der Augenhöhlen mit Röntgenstrahlen und chirurgische Eingriffe, um die Größe der Augenhöhlen zu vergrößern, ein.
Es ist beachtlich, dass wie angegeben, die Behandlung von Schilddrüsenüberfunktion mit ¹³¹I die Ophthalmopathie in größerem Maße verschlimmern kann als die Behandlung mit einem antithyroiden Arzneimittel. Somit kann eine wirksame Arzneimittelbehandlung gegenüber der Verwendung von Radiojod oder Operationen mit all ihren möglichen Komplikationen und dem erforderlichen Grad der Fähigkeiten bevorzugt werden.
So hat jede der Arzneimittel-, Radioaktivjod- und operativen Therapien für die Behandlung von Schilddrüsenerkrankungen beträchtliche Begleitrisiken, Komplikationen, Nachteile und Unzulänglichkeiten. Gegenwärtig verfügbare Arzneimittel haben nur einen antithyroiden, im Gegensatz zu einem prothyroiden, Effekt und werden systemisch verabreicht. Ganz offensichtlich gibt es einen beträchtlichen Bedarf nach einem wirksamen antithyroiden Arzneimittel zur Behandlung von Schilddrüsenüberfunktion und nach einer geeigneten Alternative zu Schilddrüsenhormon-Ersatzstoffen, um Schilddrüsenunterfunktion zu behandeln.
Botulinumtoxin
Das anaerobe grampositive Bakterium Clostridium botulinum stellt ein wirksames Polypeptid-Neurotoxin, Botulinumtoxin, her, welches eine neuroparalytische Krankheit in Menschen und Tieren hervorruft, die als Botulismus bezeichnet wird. Die Sporen von Clostridium botulinum werden im Boden gefunden und können in ungenügend sterilisierten und verschlossenen Nahrungsmittelbehältern bei der Konservenherstellung zu Hause wachsen, welches die Ursache vieler Fälle von Botulismus ist. Die Wirkungen des Botulismus treten typischerweise 18 bis 36 Stunden nach Genuß der mit einer Clostridium botulinum-Kultur oder Sporen infizierten Nahrungsmittel auf. Das Bodulinumtoxin kann offensichtlich unabgeschwächt durch die Auskleidung des Darm passieren und periphere Motoneuronen angreifen. Symptome der Vergiftung mit Botulinumtoxin können fortschreiten von Schwierigkeiten beim Gehen, Schlucken und Sprechen bis zur Paralyse der Atemmuskulator und dem Tod.
Botulinumtoxin-Typ A ist der tödlichste der Menschheit bekannte natürliche biologische Stoff. Etwa 50 Picogramm eines kommerziell erhältlichen Botulinumtoxin-Typs A (gereinigter Neurotoxinkomplex) ist der LD₅₀ bei Mäusen (d. h. 1 Einheit). Interessanterweise ist Botulinumtoxin-Typ A auf molarer Basis etwa 1,8 Milliarden Mal tödlicher als Diphtherie, etwa 600 Millionen Mal tödlicher als Natriumcyanid, etwa 30 Millionen Mal tödlicher als Kobratoxin und etwa 12 Millionen Mal tödlicher als Cholera. Singh, Critical Aspects of Bacterial Protein Toxins, Seiten 63–84 (Kapitel 4) von Natural Toxins II, herausgegeben von B. R. Singh et al., Plenum Press, New York (1976) (wo der festgestellte LD₅₀ von Botulinumtoxin-Typ A von 0,3 ng, entsprechend 1 U hinsichtlich der Tatsache korrigiert ist, dass etwa 0,05 ng BOTOX^® 1 Einheit entspricht). Eine Einheit (unit, U) Botulinumtoxin ist als LD₅₀ bei intraperitonealer Injektion in weibliche Swiss Webster Mäuse, die jeweils 18 bis 20 g wiegen, definiert.
Sieben immunologisch verschiedene Botulinum-Neurotoxine wurden charakterisiert, die jeweils Botulinum-Neurotoxin-Serotypen A, B, C₁, D, E, F und G sind, von denen sich jeder durch Neutralisation mit typenspezifischen Antikörpern unterscheiden lässt. Die unterschiedlichen Serotypen von Botulinmtoxin variieren in der Tierart, die sie betreffen und in der Heftigkeit und Dauer der Paralyse, die sie hervorrufen. Es wurde beispielsweise festgestellt, dass Botulinumtoxin-Typ A, gemessen anhand der bei der Ratte hervorgerufenen Rate der Paralyse, 500 Mal wirksamer ist als Botulinumtoxin-Typ B. Zusätzlich wurde festgestellt, dass Botulinumtoxin-Typ B bei Primaten in einer Dosis von 480 U/kg nicht toxisch wirkt, welches etwa das 12fache des Primaten-LD₅₀ für Botulinumtoxin-Typ A ist. Botulinumtoxin bindet offenbar mit hoher Affinität an cholinerge Motoreunonen, wird in das Neuron transloziert und blockiert die Freisetzung von Acetylcholin.
Botulinumtoxine wurden im klinischen Rahmen für die Behandlung von neuromuskulären Erkrankungen, die durch hyperaktive Skelettmuskeln gekennzeichnet sind, verwendet. Botulinumtoxin-Typ A wurde von der U.S. Food and Drug Administration zugelassen für die Behandlung von Lidkrampf, Schielen und halbseitigem Gesichtskrampf. Andere Serotypen als Botulinumtoxin-Typ A haben offenbar eine niedrigere Wirksamkeit und/oder eine kürzere Wirkdauer im Vergleich zu Botulinumtoxin-Typ A. Klinische Effekte von peripherem intramuskulärem Botulinumtoxin-Typ A sind üblicherweise innerhalb einer Woche der Injektion sichtbar. Die typische Dauer dieser symptomatischen Erleichterung durch eine einfache intramuskuläre Injektion von Botulinumtoxin-Typ A beträgt durchschnittlich etwa 3 Monate.
Obwohl alle Botulinumtoxin-Serotypen offensichtlich die Freisetzung des Neutransmitters Acetylcholin an der neuromuskulären Verbindungsstelle hemmen, tun sie das, indem sie auf unterschiedliche neurosekretorische Proteine einwirken und/oder diese Proteine an unterschiedlichen Stellen spalten. Beispielsweise spalten die Botulinum Typen A und B beide das mit dem Synaptosom assoziierte Protein (synaptosomal associated protein, SNAP-25) von 25 kiloDalton (kD), sie zielen jedoch auf unterschiedliche Aminosäuresequenzen innerhalb dieses Proteins. Die Botulinumtoxin-Typen B, D, F und G wirken auf Vesikel-assoziiertes Protein (vesicle-associated protein, VAMP, ebenso als Synaptobrevin bezeichnet), wobei jeder Serotyp das Protein an unterschiedlichen Stellen spaltet. Schließlich wurde gezeigt, dass Botulinumtoxin-Typ C₁ sowohl Syntaxin als auch SNAP-25 spaltet. Diese Unterschiede im Wirkmechanismus können Auswirkungen auf die relative Wirksamkeit und/oder Wirkdauer der unterschiedlichen Botulinumtoxin-Serotypen haben. Es ist zu beachten, dass bekannterweise das Zytosol von Insel-B-Zellen des Pankreas zumindest SNAP-25 (Biochem J 1; 339 (pt 1): 159–65 (April 1999) und Synaptobrevin (Mov Disord 1995 Mai; 10(3): 376) enthält.
Das Molekulargewicht des Botulinumtoxin-Proteinmoleküls ist für alle sieben bekannten Botulinum-Serotypen etwa 150 kD. Interessanterweise werden die Botulinumtoxine durch Clostridiumbakterien als Komplexe freigesetzt, die das 150 kD Botulinumtoxin-Proteinmolekül zusammen mit assoziierten Nicht-Toxinproteinen enthalten. So kann der Botulinumtoxin-Typ A-Komplex von Clostridiumbakterien als 900 kD, 500 kD und 300 kD Formen hergestellt werden. Offensichtlich werden die Botulinumtoxin-Typen B und C₁ nur als 500 kD-Komplex hergestellt. Botulinumtoxin-Typ D wird sowohl als 300 kD als auch als 500 kD-Komplex hergestellt. Schließlich werden die Botulinumtoxin-Typen E und F nur als Komplexe mit etwa 300 kD hergestellt. Es wird vermutet, dass die Komplexe (d. h. Molekulargewicht größer als etwa 150 kD) ein Nicht-Toxin-Hämaglutinin-Protein und ein Nicht-Toxin sowie ein nicht- toxisches Nicht-Hämaglutinin-Protein enthalten. Diese zwei Nicht-Toxin-Proteine (die zusammen mit dem Botulinumtoxin-Molekül den relevanten Neurotoxinkomplex enthalten) können so wirken, dass sie Stabilität gegen Denaturierung des Botulinumtoxin-Moleküls und Schutz gegen Verdauungssäuren, wenn man das Toxin zu sich nimmt, bieten. Zusätzlich ist es möglich, dass die größeren (mehr als etwa 150 kD Molekulargewicht) Botulinumtoxin-Komplexe zu einer niedrigeren Diffussionsgeschwindigkeit des Botulinumtoxins von einer Stelle der intramuskulären Injektion eines Botulinumtoxin-Komplexes führen.
In vitro Studien haben Hinweise gegeben, dass Botulinumtoxin die durch Kaliumkationen induzierte Freisetzung sowohl von Acetylcholin als auch Norepinephrin von Primärzellkulturen aus Hirnstammgewebe hemmt. Zusätzlich wurde berichtet, dass Botulinumtoxin die hervorgerufene Freisetzung, sowohl von Glycin als auch Glutamat in Primärkulturen von Rückenmarkneuronen hervorruft, und dass Botulinumtoxin in Zubereitungen von Synaptosomen aus dem Gehirn die Freisetzung jedes der Neurotransmitter Acetylcholin, Dopamin, Norepinephrin, CGRP und Glutamat hemmt.
Botulinumtoxin-Typ A kann erhalten werden, indem Kulturen von Clostridium botulinum in einem Fermenter etabliert werden und man sie wachsen lässt und dann die fermentierte Mischung nach bekannten Verfahren geerntet und aufgereinigt wird. Alle Botulinumtoxin-Serotypen werden anfänglich als inaktive einkettige Proteine synthetisiert, die durch Protease gespalten oder genickt werden müssen, um neuroaktiv zu werden. Die Bakterienstämme, die Botulinumtoxin-Serotypen A und G herstellen, besitzen endogene Proteasen und die Serotypen A und G können folglich aus Bakterienkulturen überwiegend in ihrer aktiven Form gewonnen werden. Im Gegensatz hierzu werden Botulinumtoxin-Serotypen C₁, D und E von nicht-proteolytischen Stämmen synthetisiert und sind folglich typischerweise inaktiviert, wenn sie aus der Kultur gewonnen werden. Die Serotypen B und F werden sowohl von proteolytischen als auch nicht-proteolytischen Stämmen hergestellt und können folglich entweder in aktiver oder inaktiver Formgewonnen werden. Selbst die proteolytischen Stämme, die beispielsweise den Botulinumtoxin-Typ B-Serotyp herstellen, spalten jedoch nur einen Teil des hergestellten Toxins. Der exakte Anteil der genickten oder ungenickten Moleküle hängt von der Länge der Inkubation und der Temperatur der Kultur ab. Folglich ist es wahrscheinlich, dass ein bestimmter Prozentteil jeder Zubereitung, beispielsweise des Botulinumtoxin-Typ B-Toxins inaktiv ist, was möglicherweise die bekannte signifikant niedrigere Wirksamkeit von Botulinumtoxin-Typ B im Vergleich zu Botulinumtoxin-Typ A erklärt. Die Gegenwart von inaktiven Botulinumtoxin-Molekülen in einer klinischen Zubereitung trägt zur Gesamtproteinlast der Zubereitung bei, welche mit erhöhter Antigenität verknüpft wurde, ohne zu ihrer klinischen Wirksamkeit beizutragen. Ferner ist es bekannt, dass Botulinumtoxin-Typ B bei intramuskulärer Injektion eine kürzere Aktivitätsdauer besitzt und ebenso weniger wirksam ist als Botulinumtoxin-Typ A bei gleichem Dosislevel.
Kristallines Botulinumtoxin-Typ A hoher Qualität kann aus dem Hall A stammen von Clostridium-Botulinum hergestellt werden mit den Eigenschaften von ≥ 3 × 10⁷ U/mg, einem A₂₆₀/A₂₇₈ von weniger als 0,60 und einem unterscheidbaren Bandmuster bei der Gel-Elektrophorese. Das bekannte Shantz-Verfahren kann verwendet werden, um kristallines Botulinumtoxin-Typ A zu erhalten, wie in Shantz, E. J., et al., Properties and use of Botulinum toxin and Other Microbial Neurotoxind in Medicine, Microbiol Rev. 56: 80–99 (1992) dargelegt. Im allgemeinen kann der Botulinumtoxin-Typ A-Komplex aus einer anaeroben Fermentierung isoliert und aufgereinigt werden, indem Clostridium botulinum-Typ A in einem geeigneten Medium kultiviert wird. Dieses bekannte Verfahren kann bei Abtrennung der Nicht-Toxin-Proteine ebenso verwendet werden, um reine Botulinumtoxine zu erhalten, wie beispielsweise gereinigtes Botulinumtoxin-Typ A mit einem ungefähren Molekulargewicht von 150 kD mit einer spezifischen Wirksamkeit von 1–2 × 10⁸ LD₅₀ U/mg oder größer; gereinigtes Botulinumtoxin-Typ B mit einem ungefähren Molekulargewicht von 156 kD mit einer spezifischen Wirksamkeit von 1–2 × 10⁸ LD₅₀ U/mg oder größer und gereinigtes Botulinumtoxin-Typ F mit einem Molekulargewicht von etwa 155 kD mit einer spezifischen Wirksamkeit von 1–2 × 10⁸ LD₅₀ U/mg oder größer.
Schon hergestellte und aufgereinigte Botulinumtoxine und Toxinkomplexe können erhalten werden von List Biological Laboratories, Inc., Campbell, Kalifornien; the Centre for Applied Microbiology and Research, Porton Down, Großbritannien; Wako (Osaka, Japan), sowie auch von Sigma Chemicals in St. Louis, Missouri.
Reines Botulinumtoxin ist so labil, dass es im allgemeinen nicht zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung verwendet wird. Ferner sind die Botulinumtoxin-Komplexe, wie beispielsweise der Toxin-Typ A-Komplex ebenso extrem empfindlich gegenüber Denaturierung infolge Oberflächendenaturierung, Wärme und alkalischen Bedingungen. Inaktiviertes Toxin bildet Toxoidproteine, die eine Immunantwort auslösen können. Die resultierenden Antikörper können einen Patienten unempfindlich machen für die Toxininjektion.
Wie bei Enzymen allgemein, hängt die biologische Aktivität der Botulinumtoxine (welche intrazelluläre Peptidasen sind) zumindest teilweise von ihrer dreidimensionalen Konformation ab. So wird Botulinumtoxin-Typ A durch Wärme, verschiedene Chemikalien, Verstrecken der Oberfläche und Trocknung der Oberfläche entgiftet. Zusätzlich ist es bekannt, dass Verdünnung des Toxinkomplexes, der durch die bekannte Kultivierung, Fermentierung und Reinigung erhalten wurde, auf die viel viel niedrigeren Toxin-Konzentrationen, die für die Formulierung von pharmazeutischen Zusammensetzungen verwendet werden, zu einer raschen Entgiftung des Toxins führt, wenn nicht ein geeignetes Stabilisierungsmittel vorliegt. Verdünnung des Toxins von mg-Mengen zu einer Lösung, die Nanogramm pro Milliliter enthält, bringt wegen des schnellen Verlusts der spezifischen Toxizität bei solch großer Verdünnung beträchtliche Schwierigkeiten mit sich. Weil das Toxin möglicherweise Monate oder Jahre, nachdem die toxinhaltige pharmazeutische Zusammensetzung formuliert wurde, verwendet wird, muß das Toxin mit einem Stabilisierungsmittel, wie Albumin, formuliert werden.
Eine kommerziell erhältliche pharmazeutische Zusammensetzung, die Botulinumtoxin enthält, wird unter der Handelsmarke BOTOX^® (erhältlich von Allergan, Inc., aus Irvine, Kalifornien) verkauft. BOTOX^® besteht aus einem gereinigten Botulinumtoxin-Typ A-Komplex, Albumin und Natriumchlorid, in steriler, vakuumgetrockneter Form verpackt. Das Botulinumtoxin-Typ A wird aus einer Kultur des Hall-Stamms von Clostridium botulinum gewonnen, die man in einem Medium, das N-Z-Amin und Hefeextrakt enthält, wachsen lässt. Der Botulinumtoxin-Typ A-Komplex wird aus der Kulturlösung durch eine Serie von Ausfällungen mit Säure zu einem kristallinen Komplex aufgereinigt, der aus dem aktiven hochmolekulargewichtigen Toxinprotein und einem assoziierten Hämaglutinin-Protein besteht. Der kristalline Komplex wird in einer Lösung, die Salzlösung und Albumin enthält, wieder aufgelöst und vor dem Vakuumtrocknen steril filtriert (0,2 μm). BOTOX^® kann vor der intramuskulären Injektion mit steriler Salzlösung ohne Konservierungsstoffe rekonstituiert werden. Jede Ampulle BOTOX^® enthält etwa 100 Einheiten (units, U) aufgereinigten Neurotoxinkomplex von Clostridium botulinum-Toxin Typ A, 0,5 mg Humanserumalbumin und 0,9 mg Natriumchlorid in steriler vakuumgetrockneter Form ohne Konservierungsmittel.
BOTOX^® kann mit 0,9%iger Natriumchloridinjektion rekonstituiert werden. Da BOTOX^® durch Durchblasen oder ähnliche heftige Bewegung denaturiert werden kann, wird das Verdünnungsmittel vorsichtig in die Ampulle injiziert. BOTOX^® sollte innerhalb von 4 Stunden nach der Rekonstitution verabreicht werden. Während dieses Zeitraums wird rekonstituiertes BOTOX^® in einem Kühlschrank (2 bis 8°C) aufbewahrt. Rekonstituiertes BOTOX^® ist klar, farblos und frei von Partikeln. Das vakuumgetrocknete Produkt wird in einer Gefriertruhe bei oder unter –5°C aufbewahrt. BOTOX^® wird innerhalb von 4 Stunden verabreicht, nachdem die Ampulle aus der Gefriertruhe entnommen und rekonstituiert wurde. Während dieser 4 Stunden kann rekonstituiertes BOTOX® in einem Kühlschrank (2 bis 8°C) aufbewahrt werden. Rekonstituiertes BOTOX^® ist klar, farblos und frei von Partikeln.
Es wurde berichtet, dass Botulinum-Typ A im klinischen Rahmen wie folgt verwendet wurde:

(1) Etwa 75–125 Einheiten BOTOX^® pro intramuskuläre Injektion (verschiedene Muskeln), um Halsdystonie zu behandeln;
(2) 5 bis 10 Einheiten BOTOX^® pro intramuskulärer Injektion, um Glabella-Falten (Stirnfurchen) zu behandeln (5 Einheiten intramuskulär in den musculus procerus injiziert und 10 Einheiten intramuskulär jeweils in den musculus corrugator supercilii injiziert);
(3) etwa 30 bis 80 Einheiten BOTOX^®, um Verstopfung durch Injektion in den Schließmuskel des musculus puborectalis zu vermeiden;
(4) etwa 1 bis 5 Einheiten pro Muskel intramuskulär injiziertes BOTOX^®, um Lidkrampf zu behandeln, indem in den lateralen prätarsalen Augenringmuskel des Oberlides und den lateralen prätarsalen Augenringmuskel des Unterlides injiziert wurde;
(5) zur Behandlung des Schielens wurden in Muskeln außerhalb des Auges intramuskulär zwischen etwa 1 bis 5 Einheiten BOTOX^® injiziert, wobei die injizierte Menge abhängig von der Größe des zu injizierenden Muskels und dem Ausmaß der gewünschten Muskelparalyse ist (d. h. dem Grad der gewünschten Dioptrienkorrektur);
(6) zur Behandlung der Spastizität der oberen Extremitäten nach Schlaganfall, durch intramuskuläre Injektionen von BOTOX^® in fünf unterschiedliche Beugemuskeln der oberen Extremitäten wie folgt:
(a) flexor digitorum profundus: 7,5 U bis 30 U
(b) flexor digitorum sublimus: 7,5 U bis 30 U
(c) flexor carpi ulnaris: 10 U bis 40 U
(d) flexor carpi radialis: 15 U bis 60 U
(e) biceps brachii: 50 U bis 200 U. In jeden der fünf angegebenen Muskeln wurde bei derselben Behandlungssitzung injiziert, so dass der Patient bei jeder Behandlungssitzung 90 U bis 360 U BOTOX^® durch intramuskuläre Injektion in die Beugemuskeln der oberen Extremitäten erhält;
(7) zur Behandlung von Migräne zeigte die perikranial injizierte (symmetrisch in die Glabella-, Frontalis- und Schläfenmuskeln injiziert) Injektion von 25 U BOTOX^® einen signifikanten Vorteil als prophylaktische Behandlung von Migräne im Vergleich zum Träger (vehicle), gemessen durch verringertes Ausmaß von Migräne, Häufigkeit, maximale Heftigkeit, assoziiertes Erbrechen und Verwendung von Akutmedikamenten im Verlauf des Zeitraums von 3 Monaten nach der 25 U-Injektion.

Der Erfolg von Typ A-Botulinumtoxin zur Behandlung einer Vielzahl klinischer Zustände führte zu Interesse an anderen Botulinumtoxin-Serotypen. Eine Untersuchung von zwei kommerziell erhältlichen Botulinum-Typ A-Zubereitungen (BOTOX^® und Dysport^®) und von Zubereitungen der Botulinumtoxin-Typen B und F (beide von Wako Chemicals, Japan erhalten) wurde durchgeführt, um die Wirksamkeit der lokalen Muskelschwächung, die Sicherheit und das Antigenpotential zu bestimmen. Botulinumtoxin-Zubereitungen wurden in den Kopf des rechten Gastroknemius (0,5 bis 200,0 Einheiten/kg) injiziert und die Muskelschwäche unter Verwendung des "mouse digit abduction scoring assay" (DAS) bewertet. ED₅₀-Werte wurden aus Dosis-Wirkungs-Kurven berechnet. Weitere Mäuse erhielten intramuskuläre Injektionen, um die LD₅₀-Dosen zu bestimmen. Der therapeutische Index wurde als LD₅₀/ED₅₀ berechnet. Getrennte Gruppen von Mäusen erhielten Injektionen von BOTOX^® (5,0 bis 10,0 Einheiten/kg) oder Typ B-Botulinumtoxin (50,0 bis 400,0 Einheiten/kg) in die Hinterbeine und wurden auf Muskelschwäche und gesteigerten Wasserverbrauch untersucht, wobei letzteres ein mutmaßliches Modell für Mundtrockenheit ist. Das Antigenpotential wurde durch monatliche intramuskuläre Injektionen in Kaninchen (1,5 oder 6,5 ng/kg für Typ B-Botulinumtoxin oder 0,15 ng/kg für BOTOX^®) bestimmt. Das Maximum der Muskelschwäche und die Dauer waren für alle Serotypen dosisbezogen. Die DAS-ED₅₀-Werte (Einheiten/kg) waren wie folgt: BOTOX^®: 6,7, Dysport®: 24,7, Typ B-Botulinumtoxin: 27,0 bis 244,0, Typ F-Botulinumtoxin: 4,3. BOTOX^® hatte eine längere Wirkungsdauer als Typ B-Botulinumtoxin oder Typ F-Botulinumtoxin. Der therapeutische Index war wie folgt: BOTOX^® 10,5, Dysport^®: 6,3, Typ B-Botulinumtoxin: 3,2. Der Wasserverbrauch bei Mäusen, die eine Injektion von Typ B-Botulinumtoxin erhalten hatten, war größer als bei BOTOX^®, obwohl Typ B-Botulinumtoxin weniger wirksam war bei der Schwächung der Muskeln. Nach Injektionen für 4 Monate entwickelten 2 von 4 (bei Behandlung mit 1,5 ng/kg) und 4 von 4 (bei Behandlung mit 6,5 ng/kg) Kaninchen Antikörper gegen Typ B-Botulinumtoxin. In einer getrennten Studie zeigten 0 von 9 mit BOTOX^® behandelten Kaninchen Antikörper gegen Typ A-Botulinumtoxin. DAS-Resultate zeigen, dass die relative maximale Wirksamkeit von Typ A-Botulinumtoxin gleich ist zu Typ F-Botulinumtoxin und dass die von Typ F-Botulinumtoxin größer ist als von Typ B-Botulinumtoxin. Was die Wirkungsdauer angeht, war die von Typ A-Botulinumtoxin größer als die von Typ B-Botulinumtoxin und die Wirkungsdauer von Typ B-Botulinumtoxin war größer als die von Typ F-Botulinumtoxin. Wie die therapeutischen Indizes zeigen, sind die zwei kommerziellen Zubereitungen von Typ A-Botulinumtoxin (BOTOX^® und Dysport^®) unterschiedlich. Das Verhalten eines erhöhten Wasserkonsums, das nach der Injektion von Typ B-Botulinumtoxin in die Hinterbeine beobachtet wurde, zeigt, dass klinisch signifikante Mengen dieses Serotyps in den großen Kreislauf der Mäuse gelangten. Die Resultate zeigen ebenso, dass es notwendig ist, die Dosen der anderen untersuchten Serotypen zu erhöhen, um eine Wirksamkeit zu erzielen, die Typ A-Botulinumtoxin vergleichbar ist. Eine erhöhte Dosierung kann die Sicherheit gefährden. Darüber hinaus war bei Kaninchen Typ B stärker Antigen als BOTOX^®, möglicherweise wegen der höheren injizierten Proteinlast, um eine wirksame Dosis des Typ B-Botulinumtoxins zu erzielen. Eur J Neurol 1999 Nov; 6 (Suppl4): S. 3–S. 10.
Acetylcholin
Typischerweise wird nur ein einzelner Typ eines Kleinmolekül-Neutransmitters durch jeden Neuronentyp im Nervensystem von Säugern freigesetzt. Der Neurotransmitter Acetylcholin wird von Neuronen in vielen Bereichen des Hirns abgesondert, genau genommen jedoch von den großen Pyramidenzellen des motorischen Cortex, von mehreren unterschiedlichen Neuronen in den Basalganglien, von den Motoneuronen, welche die Skelettmuskeln innervieren, von den präganglionären Neuronen des vegetativen Nervensystems (sowohl sympathisch als auch parasympathisch), von den postganglionären Neuronen des parasympathischen Nervensystems und von einigen postganglionären Neuronen des sympathischen Nervensystems. Im wesentlichen sind nur die postganglionären sympathischen Nervenfasern zu den Schweißdrüsen, den Pilorektor-Muskeln und ein paar Blutgefäßen cholinerg, denn die meisten postganglionären Neuronen des sympathischen Nervensystems sondern den Neurotransmitter Norepinephrin ab. In den meisten Fällen hat Acetylcholin einen exzitatorischen Effekt. Es ist jedoch bekannt, dass Acetylcholin an einigen peripheren parasympathischen Nervenenden Hemmwirkungen hat, wie beispielsweise die Hemmung der Herzgeschwindigkeit durch die Vagusnerven.
Die efferenten Signale des vegetativen Nervensystems werden dem Körper entweder durch das sympathische Nervensystem oder das parasympathische Nervensystem übermittelt. Die präganglionären Neuronen des sympathischen Nervensystems erstrecken sich von den Zellkörpern der präganglionären sympathischen Neuronen, die im intermediolateralen Horn des Rückenmarks lokalisiert sind. Die präganglionären sympathischen Nervenfasern, die sich vom Zellkörper erstrecken, bilden Synapsen mit postganglionären Neuronen, die entweder in einem paravertebralen sympathischen Ganglion oder einem prävertebralen Ganglion lokalisiert sind. Da die präganglionären Neuronen des sympathischen und parasympathischen Nervensystems beide cholinerg sind, erregt die Anwendung von Acetylcholin auf die Ganglien sowohl die sympathischen als auch die parasympathischen postganglionären Neuronen.
Acetylcholin aktiviert zwei Rezeptortypen, muskarinartige und nikotinartige Rezeptoren. Die muskarinartigen Rezeptoren werden in allen Effektorzellen gefunden, die durch postganglionäre Neuronen des parasympathischen Nervensystems stimuliert werden, sowie auch in solchen, die durch die postganglionären cholinergen Neuronen des sympathischen Nervensystems stimuliert werden. Die nikotinartigen Rezeptoren werden in den Synapsen zwischen den präganglionären und postganglionären Neuronen, sowohl des sympathischen als auch des parasympathischen Systems gefunden. Die nikotinartigen Rezeptoren liegen ebenso in vielen Membranen von Skelettmuskelfasern an der neuromuskulären Verbindungsstelle vor.
Acetylcholin wird aus cholinergen Neuronen freigesetzt, wenn kleine, klare, intrazelluläre Vesikel mit der präsynaptischen neuronalen Zellmembran verschmelzen. Eine große Vielzahl von nicht-neuronalen sezernierenden Zellen, wie beispielsweise Nebennierenmark (sowie auch die PC12-Zellinie) und Pankreas- Inselzellen setzen Katecholamine bzw. Schilddrüsenhormon aus großen Vesikeln mit dichtem Kern frei. Die PC12-Zellinie ist ein Klon von Phäochromozytomzellen der Ratte, die ausgiebig als Gewebekulturmodell für Untersuchungen der sympathoadrenalen Entwicklung verwendet wurden. Botulinumtoxin hemmt die Freisetzung beider Typen von Verbindungen von beiden Zelltypen in vitro, permeabilisiert (wie durch Elektroperforierung) oder durch direkte Injektion des Toxins in die denervierte Zelle. Es ist ebenso bekannt, dass Botulinumtoxin die Freisetzung des Neurotransmitters Glutamat aus Zellkulturen von Rinden-Synaptosomen blockiert.
Folglich besteht ein Bedarf an einem wirksamen, lange anhaltenden Therapeutikum und einem Verfahren zur Behandlung von Schilddrüsenerkrankungen ohne operative Resektion, ohne Radiotherapie und ohne systemische Arzneimittelverabreichung.
Die vorliegende Erfindung erfüllt diesen Bedarf und stellt ein wirksames, relativ lange wirkendes, nicht systemisches Arzneimittel ohne operative Resektion und Radiotherapie zur Behandlung von Schilddrüsenerkrankungen zur Verfügung. Das Arzneimittel zur Behandlung von Schilddrüsenerkrankungen innerhalb des Bereichs der Erfindung ist ein Neurotoxin. Es ist bedeutsam, dass dasselbe Neurotoxin zur Behandlung von Schilddrüsenunterfunktion, Schilddrüsenüberfunktion, Hypokalzämie und Hyperkalzämie verwendet werden kann, abhängig von Faktoren, wie der Stelle der lokalen Verabreichung des Neurotoxins und der Menge des zu verabreichenden Neurotoxins.
Hierin bedeutet "lokale Verabreichung" die direkte Injektion eines Neurotoxins in die Schilddrüse oder ein sympathisches Ganglion, welches eine Schilddrüsenzelle (wie beispielsweise eine Schilddrüsen-Follikel-Zelle oder Schilddrüsen-C-Zelle) innerviert. Systemische Verabreichungswege, wie beispielsweise orale und intravenöse Verabreichungsrouten sind aus dem Bereich der "lokalen Verabreichung" eines Neurotoxins ausgeschlossen.
Der hier verwendete Ausdruck "Schilddrüsenhormon" bezeichnet Thyroxin (T₄), während "Schilddrüsenhormone" Triiodthyronin (T₃) und Thyroxin ((T₄) bezeichnet.
Ein auf Basis der vorliegenden Erfindung hergestelltes Medikament erlaubt die Verabreichung einer therapeutisch wirksamen Menge eines Neurotoxins an einen Patienten, um so die Schilddrüsenerkrankung zu behandeln. Das Neurotoxin ist für die Verabreichung an die Schilddrüse des Patienten, wenn die zu behandelnde Schilddrüsenerkrankung Schilddrüsenunterfunktion ist. Alternativ ist das Neurotoxin für die Verabreichung an ein sympathisches Ganglion, welches die Schilddrüse innerviert, wenn die zu behandelnde Schilddrüsenerkrankung Schilddrüsenüberfunktion ist.
Die Verwendung eines Medikaments auf Basis der vorliegenden Erfindung zur Behandlung einer Schilddrüsenerkrankung kann den Schritt der Verabreichung einer therapeutisch wirksamen Menge eines Botulinumtoxins an einen Patienten einschließen. So kann die Verwendung des Medikaments zur Behandlung von Schilddrüsenunterfunktion den Schritt der lokalen Verabreichung einer therapeutisch wirksamen Menge eines Botulinumtoxins an die Schilddrüse einschließen, wodurch eine unzulängliche Absonderung von Schilddrüsenhormon von der Schilddrüsenzelle gesteigert wird und Schilddrüsenunterfunktion wirksam behandelt wird. Darüber hinaus kann ein erfindungsgemäßes Medikament zur Behandlung von Schilddrüsenüberfunktion zur lokalen Verabreichung einer therapeutisch wirksamen Menge eines Botulinumtoxins an ein sympathisches Ganglion, welches eine Schilddrüsenzelle innerviert, dienen, und so wird eine übermäßige Absonderung von Schilddrüsenhormon von der Schilddrüsenzelle verringert und folglich die Schilddrüsenüberfunktion wirksam behandelt.
Das Neurotoxin ist zur Verabreichung einer Menge von zwischen etwa 10^–3 U/kg und etwa 35 U/kg. 35 U/kg ist eine obere Grenze, weil sie sich einer tödlichen Dosis bestimmter Neurotoxine, wie Typ A-Botulinumtoxin, annähert. Andere Botulinumtoxine, wie Typ B-Botulinumtoxin können in einer Dosierung, die um mehrere Größenordnungen höher ist, sicher verabreicht werden. Vorzugsweise ist das Neurotoxin zur Verabreichung einer Menge von zwischen etwa 10^–2 U/kg und etwa 25 U/kg. Mehr bevorzugt wird das Neurotoxin in einer Menge zwischen etwa 10^–1 U/kg und etwa 15 U/kg verabreicht. Am meisten bevorzugt ist das Neurotoxin zur Verabreichung in einer Menge zwischen etwa 1 U/kg und etwa 10 U/kg. In vielen Fällen bringt die Verabreichung von nur etwa 1 Einheit bis etwa 500 Einheiten eines Neurotoxins, wie beispielsweise Typ A-Botulinumtoxin, eine wirksame und lange anhaltende therapeutische Erleichterung. Mehr bevorzugt können etwa 5 Einheiten bis etwa 300 Einheiten eines Neurotoxins, wie beispielsweise Typ A-Botulinumtoxin, verwendet werden und am meisten bevorzugt können etwa 10 Einheiten bis etwa 200 Einheiten eines Neurotoxins, wie beispielsweise Typ A-Botulinumtoxin, lokal in ein Zielgewebe, wie die Schilddrüse oder ein sympathisches Ganglion verabreicht werden, mit wirksamen Resultaten. In einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das Medikament für die Verabreichung von etwa 10 Einheiten bis etwa 100 Einheiten eines Botulinumtoxins, wie beispielsweise Typ A-Botulinumtoxin in ein Zielgewebe, wie die Schilddrüse oder ein sympathisches Ganglion, mit therapeutisch wirksamen Resultaten.
Das Neurotoxin kann von einem Clostridium-Bakterium, wie beispielsweise von einem Clostridium botulinum, Clostridium butyricum, Clostridium beratti oder Clostridium tetani Bakterium hergestellt werden. Zusätzlich kann das Neurotoxin ein modifiziertes Neurotoxin sein, d. h. ein Neurotoxin, in dem im Vergleich zum nativen oder Wildtyp-Neurotoxin mindestens eine Aminosäure entfernt, modifiziert oder ersetzt ist. Darüber hinaus kann das Neurotoxin ein rekombinant hergestelltes Neurotoxin oder ein Derivat oder Fragment davon sein.
Das Neurotoxin kann ein Botulinumtoxin wie einer der Botulinumtoxin-Serotypen A, B, C₁, D, E, F oder G sein.
Vorzugsweise ist das Neurotoxin das Typ A-Botulinumtoxin und das Neurotoxin wird durch direkte Injektion des Neurotoxins in die Schilddrüse oder ein sympatisches Ganglion, welches die Schilddrüse innerviert, lokal verabreicht.
Eine detaillierte Ausführungsform einer Verwendung des Medikaments zur Behandlung einer Schilddrüsenerkrankung kann den Schritt der Injektion einer therapeutisch wirksamen Menge eines Botulinumtoxins in die Schilddrüse eines menschlichen Patienten einschließen, wodurch die Absonderung eines Schilddrüsenhormons aus einer Schilddrüsenzelle gesteigert wird und eine Schilddrüsenerkrankung behandelt wird.
Eine weitere detaillierte Ausführungsform einer Verwendung des Medikaments zur Behandlung einer Schilddrüsenerkrankung eines menschlichen Patienten kann den Schritt der lokalen Verabreichung einer therapeutisch wirksamen Menge Typ A-Botulinumtoxin an eine cholinerg beeinflusste Schilddrüsenzelle eines menschlichen Patienten sein, wodurch eine cholinerg beeinflusste unzulängliche Absonderung von Schilddrüsenhormon aus der Schilddrüsenzelle gesteigert wird und die Schilddrüsenerkrankung behandelt wird.
Eine weitere Verwendung des Medikaments ist zur Behandlung einer Schilddrüsenerkrankung durch Verabreichung eines Neurotoxins an das sympathische Nervensystem eines Patienten. Bei dieser Verwendung dient das Neurotoxin zur lokalen Verabreichung an ein sympathisches Ganglion, welches eine Schilddrüsenzelle innerviert, und die Schilddrüsenerkrankung ist Schilddrüsenüberfunktion.
Eine detaillierte Ausführungsform der Verwendung des Medikaments zur Behandlung einer Schilddrüsenerkrankung eines humanen Patienten kann den Schritt der lokalen in vivo-Verabreichung einer therapeutisch wirksamen Menge eines Botulinumtoxins an ein sympathisches Ganglion, welches eine Schilddrüsenzelle eines Patienten innerviert, einschließen, und so wird eine übermäßige Absonderung von Schilddrüsenhormon aus einer Schilddrüsenzelle verringert und Schilddrüsenüberfunktion behandelt.
Eine weitere Verwendung des Medikaments zur Behandlung einer Schilddrüsenerkrankung besteht in der Injektion einer therapeutisch wirksamen Menge eines Botulinumtoxins in die Schilddrüse eines humanen Patienten, wodurch die Absonderung eines Schilddrüsenhormons aus einer Schilddrüsenzelle gesteigert und die Schilddrüsenerkrankung behandelt wird. Vorzugsweise ist die behandelte Absonderung eine cholinerg beeinflusste Absonderung und das verwendete Botulinumtoxin ist Typ A-Botulinumtoxin, wenn auch das Botulinumtaxin ausgewählt werden kann aus der Gruppe, bestehend aus den Botulinumtoxin-Typen A, B, C (d. h. C₁), D, E, F und G.
Die Erfindung schließt ebenso die Verwendung eines Neurotoxins für die Herstellung eines Medikaments zur Behandlung von Hyperkalzämie ein. Das Medikament dient zur lokalen Verabreichung einer therapeutisch wirksamen Menge eines Botulinumtoxins an einer Schilddrüsen-C-Zelle, wodurch eine unzulängliche Kalzitoninabsonderung aus einer Schilddrüsen-C-Zelle gesteigert und die Hyperkalzämie behandelt wird. Zusätzlich schließt die Erfindung ebenso die Verwendung eines Neurotoxins bei der Herstellung eines Medikaments zur Behandlung von Hypokalzämie ein. Das Medikament dient zur lokalen Verabreichung einer therapeutisch wirksamen Menge eines Botulinumtoxins an ein sympathisches Ganglion, welches eine Schilddrüsen-C-Zelle innerviert, ein, wodurch eine unzulängliche Kalzitoninabsonderung aus der Schilddrüsen-C-Zelle gesteigert und Hypokalzämie behandelt wird.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Entdeckung, dass eine Schilddrüsenerkrankung durch in vivo Verabreichung eines Neurotoxins an einen Patienten behandelt werden kann. So kann die Verabreichung eines Neurotoxins an die Schilddrüse eines Patienten einen hemmenden cholinergen Effekt auf die Absonderung von Schilddrüsenhormon entfernen und so eine wirksame Behandlung für die Schilddrüsenunterfunktion bieten. Zusätzlich kann die Verabreichung eines Neurotoxins an ein sympathisches Ganglion, welches die Schilddrüse innerviert, einen stimulierenden adrenergen Effekt auf die Absonderung von Schilddrüsenhormonen entfernen und so eine wirksame Behandlung für Schilddrüsenüberfunktion bieten.
Somit können erfindungsgemäß Schilddrüsenerkrankungen behandelt werden durch die Alternativtherapien von (a) lokaler Verabreichung eines Neurotoxins an die Schilddrüse oder (b) lokaler Verabreichung eines Neurotoxins an ein sympathisches Ganglion eines Patienten, was zu einer Erhöhung einer Absonderung aus einer Schilddrüsenzelle bzw. einer Verringerung der Absonderung aus einer Schilddrüsenzelle führt.
Ich habe entdeckt, dass ein besonderes Neurotoxin, Botulinumtoxin, verwendet werden kann für die Herstellung eines Medikaments mit dramatisch verbessernder Wirkung bei der Behandlung einer Schilddrüsenerkrankung, wodurch bemerkenswerterweise gegenwärtige Behandlungsverfahren, wie orales Schilddrüsenhormon (zur Behandlung von Schilddrüsenunterfunktion) oder radioaktives Jod (zur Behandlung von Schilddrüsenüberfunktion) abgelöst werden. Es ist bedeutsam, dass eine einzelne lokale Verabreichung eines Neurotoxins, wie eines Botulinumtoxins, an die Schilddrüse die Absonderung von Schilddrüsenhormon steigern kann und so Symptome von Schilddrüsenunterfunktion behandelt werden können. Ich habe ebenso entdeckt, dass eine einzelne lokale Verabreichung eines Neurotoxins, wie beispielsweise eines Botulinumtoxins, an ein sympathisches Ganglion, welches die Schilddrüse innerviert, erfindungsgemäß die Absonderung von Schilddrüsenhormonen reduzieren und so Symptome von Schilddrüsenüberfunktion behandeln kann. In beiden Fällen können die Symptome der Schilddrüsenerkrankung pro Neurotoxin-Verabreichung für mindestens etwa 2 bis etwa 6 Monate gelindert werden. Es ist bemerkenswert, dass mit einem Botulinumtoxin behandeltes Drüsengewebe, wie berichtet wurde, eine verringerte Absonderungsaktivität für so lange wie 27 Monate nach der Injektion des Toxins zeigen kann. Laryngoscope 1999; 109: 1344-1346, Laryngoscope 1998; 108: 381–384.
Die behandelbare Schilddrüsenunterfunktion besitzt als kausalen Faktor die Hemmaktivität der parasympathischen Innervierung der Schilddrüse auf die Absonderung von Schilddrüsenhormon. Ähnlich kann Schilddrüsenüberfunktion behandelt werden, die als kausalen Faktor die stimulierende Aktivität der sympathischen Innervierung der Schilddrüse auf die Absonderung von Schilddrüsenhormon besitzt. Bemerkenswerterweise lässt sich Schilddrüsenunterfunktion behandeln, die aus einer Kombination von Faktoren, einschließlich der hemmenden parasympathischen Aktivität, resultiert. In ähnlicher Weise lässt sich Schilddrüsenüberfunktion behandeln, die aus einer Kombination von Faktoren, einschließlich einer stimulierenden sympathischen Aktivität resultiert.
Lokale Verabreichung eines Neurotoxins an die Schilddrüse
Es ist eine bevorzugte Verabreichungsroute, in die Schilddrüse eines Patienten 1 bis 500 Einheiten, mehr bevorzugt 10 bis 200 Einheiten und am meisten bevorzugt 20 bis 100 Einheiten eines Neurotoxins (wie beispielsweise Typ A-Botulinumtoxin) zu injizieren und so eine Reduktion der Absonderung von Schilddrüsen-Follikel-Hormon zu verursachen. Eine Schilddrüsenerkrankung infolge von hyperplastischen, hypertonischen oder hypertrophischen Schilddrüsen-Follikel-Zellen kann ebenso behandelt werden. Eine Schilddrüsenerkrankung kann effektiv behandelt werden durch lokale Verabreichung eines Neurotoxins, wie beispielsweise 10 bis 500 Einheiten Typ A-Botulinumtoxin an cholinerge, postganglionäre parasympathische Neuronen, welche die funktionsgestörten Schilddrüsenzellen innervieren. Ohne an diese Theorie gebunden zu sein, wird vermutet, dass das Botulinumtoxin wirkt, indem es die Freisetzung des Acetylcholin-Neurotransmitters aus cholinergen, postganglionären parasympathischen Fasern hemmt, welche die Schilddrüsen-Follikel-Zellen innervieren.
Ein Neurotoxin, wie beispielsweise ein Botulinumtoxin, wird der Schilddrüse in vivo lokal verabreicht, um so eine Hemmmwirkung auf eine Sekretionsaktivität einer Schilddrüsen-Follikel-Zelle zu entfernen. Die Schilddrüsen-Follikel-Zelle ist cholinerg innerviert oder empfänglich für hohe Dosierungen des Toxins, so dass die proteolytische leichte Kette des Toxins in das Innere eines cholinergen Neurons aufgenommen wird, welches eine Sekretionsaktivität der Schilddrüsenzelle beeinflusst.
Somit können cholinerg innervierte Schilddrüsenzellen durch lokale Verabreichung eines Neurotoxins, wie beispielsweise eines Botulinumtoxins, behandelt werden. Die lokale Verabreichung bedeutet, dass das Neurotoxin direkt in oder in die unmittelbare Nachbarschaft des zu behandelnden Schilddrüsengewebes verabreicht wird.
Die für die Verabreichung geeignete spezifische Dosierung wird von einem Durchschnittsfachmann ohne weiteres gemäß dem oben diskutierten Faktor bestimmt. Die Dosierung kann ebenso von der Größe der Schilddrüsengewebemasse, die behandelt oder denerviert werden soll, und der kommerziellen Zubereitung des Toxins abhängen. Zusätzlich können die Schätzungen für geeignete Dosierungen bei Menschen aus Bestimmungen der Mengen von Botulinum extrapoliert werden, die für die wirksame Denervierung anderer Gewebe erforderlich sind. So ist die zu injizierende Menge Botulinum A proportional zur Masse und zum Aktivitätsniveau des zu behandelnden Schilddrüsengewebes. Im allgemeinen können zwischen etwa 0,01 und 35 Einheiten pro kg Körpergewicht des Patienten eines Botulinumtoxins, wie Typ A-Botulinumtoxin, verabreicht werden, um wirksam eine Regulierung der Toxin-induzierten Absonderung durch Schilddrüsengewebe bei Verabreichung des Neurotoxins in die Schilddrüse nach oben zu erzielen. Weniger als etwa 0,01 U/kg eines Botulinumtoxins hat keinen signifikanten therapeutischen Effekt auf die Sekretionsaktivität einer Schilddrüsenzelle, während mehr als etwa 35 U/kg eines Botulinumtoxins sich einer toxischen Dosis des Neurotoxins nähert. Eine vorsichtige Platzierung der Injektionsnadel und ein geringes Volumen von verwendetem Neurotoxin verhindert, dass signifikante Mengen des Botulinumtoxins systemisch auftauchen. Ein mehr bevorzugter Dosisbereich ist von etwa 0,01 U/kg bis etwa 25 U/kg eines Botulinumtoxins, wie beispielsweise des als BOTOX^® formulierten. Die Gesamtmenge in U/kg eines zu verabreichenden Botulinumtoxins hängt von Faktoren, wie der Ausdehnung (Masse) und dem Aktivitätsniveau des zu behandelnden Schilddrüsengewebes und dem gewählten Verabreichungsweg ab. Typ A-Botulinumtoxin ist ein bevorzugter Botulinumtoxin-Serotyp für die erfindungsgemäße Verwendung.
Es wird berichtet, dass die neuronale Selektivität von Chlostridium-Neurotoxinen eine Folge eines sehr selektiven Bindungs- und Zelleintrittsmechanismus ist. Obwohl eine Wirkungsstelle des Botulinumtoxins die neuromuskuläre Verbindungsstelle ist, wo das Toxin schnell bindet und die Freisetzung von Acetylcholin aus cholinergen Neuronen verhindert, ist es bekannt, dass Clostridium-Neurotoxine über einen niedrigaffinen Rezeptor in bestimmte neurosekretorische Zellen (z. B. PC12-Zellen) gelangen können, wenn hohe Konzentrationen des Neurotoxins über verlängerte Zeiträume mit den Zellen inkubiert werden. Dieser Prozeß scheint einen Weg über einen Rezeptor zu nutzen, der sich von dem hochspezifischen und hochaffinen Rezeptor unterscheidet, der an der neuromuskulären Verbindungsstelle vorliegt. Zusätzlich wurde berichtet, dass bestimmte Clostridium-Toxine Wirkungen auf Phagozytenzellen, wie beispielsweise Makrophagen, haben, wobei angenommen wird, dass dabei der Eintritt in die Zelle über die spezifische phagozytische Aktivität dieser Zellen stattfindet. Darüber hinaus hemmt die Inkubierung bestimmter Adipozyten (d. h. Fettzellen) mit Typ A-Botulinumtoxin, wie berichtet wurde, die Glukoseaufnahme durch die Adipozyten. Der Mechanismus der Hemmung der Glukoseaufnahme ist offensichtlich eine Folge der Hemmung der Plasmamembranfusion oder des Andockens von zytosolischen recyclierbaren Membranvesikeln (recyclable membrane vesicles, RMVs), wobei die RMVs Glukosetransporterproteine enthalten. PCT Veröffentlichung WO 94/21300.
Während bekannt ist, dass Botulinumtoxine eine bekannte Bindungsaffinität für cholinerge, präsynaptische, periphere Motoneuronen haben, wurde berichtet, dass Botulinumtoxine ebenso in eine Vielzahl von nicht neuronalen sezernierenden Zellen transloziert werden und an sie binden, wo dann das Toxin in bekannter Weise als Endoprotease auf sein betreffendes sekretorisches Gefäßmembran-Andockprotein wirkt. Infolge der relativ niedrigeren Affinität der Botulinumtoxine für sezernierende Zellen, wie beispielsweise Schilddrüsenzellen, im Vergleich zu der Affinität des Botulinumtoxins für cholinerge Neuronen, die Schilddrüsenzellen innervieren, kann das Botulinumtoxin in Sekretions- oder Drüsengewebe injiziert werden, um eine hohe lokale Konzentration des Toxins zu ergeben, wodurch die Wirkung des Toxins sowohl auf cholinerge Neuronen als auch direkt auf sezernierende Schilddrüsenzellen erleichtert wird. Somit betrifft die vorliegende Erfindung die Behandlung von Schilddrüsenerkrankungen, in denen die Ziel-Schilddrüsenzellen eine geringe oder keine cholinerge Innervation besitzen.
Vorzugsweise ist ein erfindungsgemäß verwendetes Neurotoxin ein Botulinumtoxin, wie beispielsweise ein Botulinumtoxin des Serotyps A, B, C, D, E, F oder G. Vorzugsweise ist das verwendete Botulinumtoxin Typ A-Botulinumtoxin, wegen seiner hohen Wirksamkeit am Menschen, unproblematischen Verfügbarkeit und bekannten sicheren und wirksamen Verwendung für die Behandlung von Erkrankungen der Skelettmuskeln und glatten Muskeln, wenn es lokal durch intramuskuläre Injektion verabreicht wird.
Die vorliegende Erfindung schließt in ihren Bereich die Verwendung jedes Neurotoxins ein, welches eine therapeutische Wirkung von langer Dauer hat, wenn es zur Behandlung einer Schilddrüsenzellenerkrankung eines Patienten lokal angewandt wird. Beispielsweise können Neurotoxine, die von einer der Arten der Toxin produzierenden Clostridiumbakterien, wie beispielsweise Clostridium botulinum, Clostridium butyricum und Clostridium beratti hergestellt werden, verwendet werden oder für die Verwendung in den erfindungsgemäßen Verfahren angepasst werden. Zusätzlich können alle Botulinum-Serotypen A, B, C, D, E, F und G vorteilhaft in der erfindungsgemäßen Praxis verwendet werden, obwohl Typ A der am meisten bevorzugte Serotyp ist, wie oben erklärt. Neurotoxine können beim Menschen wirksame Erleichterung einer Schilddrüsenerkrankung für 2 bis 27 Monate oder länger verschaffen.
Es wird angenommen, dass Botulinumtoxin in der Lage ist, die Freisetzung jeder durch Vesikel vermittelten Exozytose von beliebigen sezernierenden (d. h. neuronalen, Drüsen-, sezernierenden, chromaffinen) Zellen zu blockieren, solange die leichte Kette des Botulinumtoxins in das intrazelluläre Medium transloziert wird. Beispielsweise ist das intrazelluläre Protein SNAP-25 sowohl in neuronalen als auch nicht-neuronalen sezernierenden Zellen weit verbreitet und Typ A-Botulinumtoxin ist eine Endopeptidase, für welche das spezifische Substrat SNAP-25 ist. Während cholinerge Neuronen einen Hochaffinitäts-Akzeptor für die Botulinum- und Tetanustoxine haben (und folglich empfindlicher für die Hemmung der durch Vesikel vermittelten Exozytose von Sekretverbindungen sind als andere Neuronen und andere Zellen), wenn die Toxin-Konzentration erhöht wird, können somit nicht-cholinerge sympathische Neuronen, chromaffine Zellen und andere Zelltypen ein Botulinumtoxin aufnehmen und verringerte Exozytose zeigen.
Somit können nicht-cholinerge Nervenfasern als auch nicht oder nur schwach innervierte Schilddrüsenzellen unter Verwendung einer geeigneten höheren Konzentration eines Botulinumtoxins behandelt werden, um eine therapeutische Erleichterung von einer Schilddrüsenerkrankung zu erreichen.
Lokale Verabreichung eines Neurotoxins an ein sympathisches Ganglion
Es ist bedeutsam, dass ein Verfahren zur Verringerung einer übermäßigen Absonderung von Schilddrüsenhormonen den Schritt der lokalen Verabreichung eines Neurotoxins an das sympathische Nervensystem einschließt. Es ist bekannt, dass eine sympathische Innervierung der Schilddrüse existiert. Somit können sympathische Nervenfasern die Absonderung von Schilddrüsenhormon hemmen, indem sie über adrenerge Rezeptoren auf Schilddrüsenfollikel wirken. Ein Verfahren kann folglich durchgeführt werden durch lokale Verabreichung eines Neurotoxins an ein cholinerges, präganglionäres, sympathisches Neuron. Die cholinergen, präganglionären, sympathischen Neuronen bilden Synapsen mit adrenergen, postganglionären, sympathischen Fasern und die letzteren sympathischen Neuronen haben einen stimulierenden Effekt auf die Absonderung von Schilddrüsenhormon durch Schilddrüsenzellen. Vorzugsweise ist das sympathische Ganglion, an welches ein Neurotoxin verabreicht wird, gemäß der vorliegenden Erfindung ein Halsganglion.
Die Blockade des Halsganglions kann in gleicher Weise wie die Blockade des Sonnengeflechts durchgeführt werden. So ist die neurolytische Blockade des Sonnengeflechts ein bekanntes Verfahren zur Behandlung von hartnäckigen Schmerzen, die aus Krebs der oberen Baucheingeweide resultieren. Reg Anest Pain Med 1998; 23(1): 37–48. So ist es bekannt, in das Sonnengeflecht Ethanol oder Phenol zu injizieren, um die Schmerzen zu lindern, die aus Pankreaskrebs oder Pankreasentzündung resultieren. AJG 1999; 94(4): 872–874. Daher kann eine antinozizeptive Injektion der Halsganglien durchgeführt werden entweder durch eine perkutane Technik oder als offene (intraoperative) Injektion. Die perkutane (geschlossene) Technik kann durchgeführt werden unter Verwendung eines anterioren Ansatzes unter Anwendung einer sehr dünnen Nadel (22 Gauge). Die Blockade des Halsganglions wird vorzugsweise durchgeführt mit Computer-Tomographie (CT) (gegenüber fluoroskopischer)-Nadelführung unter Verwendung einer einzelnen dünnen Nadel.
Ferner kann ein Verfahren verbesserte Patientenfunktion ergeben. "Verbesserte Patientenfunktion" kann als Verbesserung definiert werden, die durch Faktoren, wie verringerte Schmerzen, verringerte verbrachte Zeit im Bett, verbessertes Gehen, gesündere Haltung, variablerer Lebensstil und/oder Heilung, die durch normalen Muskeltonus erlaubt wird, gemessen wird. Verbesserte Patientenfunktion ist synonym zu einer verbesserten Lebensqualität (quality of life, QOL). QOL kann z. B. bewertet werden unter Verwendung der bekannten SF-12 oder SF-36-Auswertungsverfahren für Gesundheits-Reihenuntersuchungen. SF-36 bewertet die physische und mentale Gesundheit eines Patienten in den 8 Bereichen der physischen Funktion, Rollenbeschränkungen infolge physischer Probleme, soziales Funktionieren, Schmerzen am Körper, allgemeine mentale Gesundheit, Rollenbeschränkungen infolge emotionaler Probleme, Vitalität und generelle Wahrnehmung der Gesundheit. Die erhaltene Auswertung kann mit veröffentlichten Werten verglichen werden, die für unterschiedliche allgemeine und Patientenpopulationen veröffentlicht sind.
Wie zuvor dargelegt, habe ich entdeckt, dass ein überraschend wirksamer und lange anhaltender therapeutischer Effekt erzielt werden kann durch lokale Verabreichung eines Neurotoxins an die Schilddrüse oder ein sympathisches Ganglion, welches die Schilddrüse eines menschlichen Patienten innerviert. Es ist am meisten bevorzugt, Typ A-Botulinumtoxin direkt in die Schilddrüse oder das sympathische Ganglion zu injizieren. Es wurde berichtet, dass an der neuroglandulären Verbindungsstelle der chemische Denervierungseffekt eines Botulinumtoxins, wie beispielsweise von Typ A-Botulinumtoxin, eine lange Wirkdauer, d. h. 27 Monate gegenüber 3 Monaten hat.
Die vorliegende Erfindung schließt in ihren Bereich ein: die Verwendung (a) eines Neurotoxin-Komplexes als auch eines reinen Neurotoxins, das erhalten oder verarbeitet wurde durch Bakterienkultur, Toxinextraktion, Konzentration, Konservierung, Gefriertrocknung und/oder Rekonstitution und; (b) eines modifizierten oder rekombinanten Neurotoxins, d. h. eines Neurotoxins, in dem bewusst eine oder mehrere Aminosäuren oder Aminosäuresequenzen deletiert, modifiziert oder ersetzt wurden durch bekannte chemische/biochemische Aminosäure-Modifikations-Verfahren oder durch Verwendung bekannter rekombinanter Technologien mit Wirtszelle/rekombinantem Vektor, sowie auch von so hergestellten Derivaten oder Fragmenten von Neurotoxinen und schließt Neurotoxine mit einem oder mehreren angefügten Targetingresten für einen auf einer Schilddrüsenzelle vorliegenden Zell-Oberflächenrezeptor ein.
Botulinumtoxine für die erfindungsgemäße Verwendung können in gefriergetrockneter oder vakuumgetrockneter Form in Containern unter Vakuum aufbewahrt werden. Vor der Gefriertrocknung kann das Botulinumtoxin mit pharmazeutisch akzeptablen Hilfsstoffen, Stabilisatoren und/oder Trägern, wie Albumin, kombiniert werden. Das gefriergetrocknete oder vakuumgetrocknete Material kann mit Salzlösung oder Wasser rekonstituiert werden.
Der Weg der Verabreichung und die Menge eines Neurotoxins (wie beispielsweise ein Botulinumtoxin-Serotyp A, B, C, D, E, F oder G) zur Behandlung einer Schilddrüsenerkrankung können in weitem Maße variieren je nach unterschiedlichen Patienteneinflußgrößen, einschließlich Größe, Gewicht, Alter, Heftigkeit der Krankheit, Ansprechen auf die Therapie sowie Löslichkeits- und Diffusionseigenschaften des gewählten Neurotoxins. Ferner wird vermutet, dass die Ausdehnung des beeinflussten Schilddrüsen- oder Gangliengewebes proportional zum Volumen des injizierten Neurotoxins ist, während die Stärke der Denervierung für die meisten Dosisbereiche als proportional zur Konzentration des injizierten Neurotoxins angenommen wird.
Verfahren zur Bestimmung der geeigneten Verabreichungsroute und -dosierung werden im allgemeinen vom behandelnden Arzt fallbezogen festgelegt. Solche Festlegungen sind für einen Fachmann Routine (siehe beispielsweise Harrison's Principles of Internat Medicine (1998), herausgegeben von Anthony Fauci et al., 14. Auflage, herausgegeben von McGraw Hill). Um beispielsweise eine Schilddrüsenerkrankung zu behandeln, kann eine Lösung vom Typ A-Botulinumtoxin-Komplex endoskopisch oder intraperitoneal direkt in das Schilddrüsengewebe injiziert werden, wodurch der Eintritt des Toxins in den systemischen Kreislauf im wesentlichen vermieden wird.
Beispiele
Die folgenden Beispiele liefern den Fachleuten spezielle bevorzugte Verfahren innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung, um die vorliegende Erfindung auszuführen, und sollen nicht den Bereich dessen beschränken, was der Erfinder als seine Erfindung ansieht. In jedem der folgenden Beispiele hängt die spezifische Menge eines verabreichten Botulinumtoxins von einer Vielzahl von Faktoren ab, die gewichtet und nach dem Belieben des behandelnden Arztes berücksichtigt werden müssen, und in jedem der Beispiele treten unbedeutende Mengen Botulinumtoxin systemisch auf mit keinen signifikanten Nebenwirkungen. Die Einheiten des pro kg injizierten Botulinumtoxins (U/kg) von unten sind pro kg des Gesamtpatientengewichts. Beispielsweise verlangt 3 U/kg für einen 70 kg schweren Patienten eine Injektion von 210 Einheiten Botulinumtoxin.
Beispiel 1
Intraoperative Verabreichung von Neurotoxin
Die intraoperative, lokale Verabreichung eines Neurotoxins an die Schilddrüse kann wie folgt durchgeführt werden. Das Verfahren kann unter allgemeiner Endotrachealanästhesie durchgeführt werden. Der Hals des Patienten kann ausgedehnt werden durch Aufblasen eines Kissens oder Einfügen einer Schilddrüsenrolle unter die Schultern. Eine symmetrische niedrige Krageninzision kann dann entlang der Linie einer natürlichen Hautfalte etwa 1 bis 2 cm über dem Schlüsselbein durchgeführt werden. Die Inzision kann durch die Haut, das Subkutangewebe und den Hautmuskel des Halses bis hinunter zur dichten Halsfaszie, die auf dem musculus sternohyoideus et thyrohoideus und den Jugularis anterior-Venen aufliegt, durchgeführt werden. Der obere Lappen kann dann auf ein Niveau kopfwärts zum Krikoidknorpel angehoben werden. Vorsicht ist geboten, um das Durchtrennen sensorischer Nerven zu vermeiden. Ein kleiner unterer Lappen wird ebenso bis auf das Niveau der Manubriumkerbe angehoben. Die Dissektion der Lappen in der Ebene zwischen dem Hautmuskel des Halses und den Faszien, die auf dem Musculus sternohyoideus et thyrohoideus aufliegen, führt zu minimaler Blutung. Die Halsfaszie wird dann vertikal in der Mittellinie vom Schildknorpel zum jugularis sterni aufgeschnitten.
Die Freilegung der oberen und Seitenteile der Schilddrüse wird erreicht durch laterales Zurückziehen der sternohyoiden und sternothyroiden Muskeln oder in sehr großen Drüsen durch Zerteilen dieser Muskeln. Zerteilung dieser Muskeln ist mit keiner oder nur geringer Behinderung verbunden, ist jedoch nicht notwendig, wenn die Drüse nicht ausgesprochen vergrößert ist. Eine hohe Durchtrennung ist bevorzugt, da die Halsnervenschlinge die Muskeln von unten innerviert. Dieses Verfahren verringert den Anteil des Muskels, der paralysiert ist.
Präparieren mit dem Finger oder stumpfes Präparieren befreit die Schilddrüse von der umgebenden Faszie. Als Anfangsschritt wird üblicherweise der Schilddrüsenisthmus freigelegt. An die Drehung eines Schilddrüsenlappens kann sich stumpfes Präparieren anschließen. Die mittleren Schilddrüsenvenen werden zuerst angetroffen und sie werden ligiert und zerteilt. Diese Technik erleichtert die Freilegung der oberen und unteren Pole des Schilddrüsenlappens. Die Stützbänder werden kranial zum Isthmus durchschnitten und der Pyramidenlappen und die Delphi-Knoten werden mobilisiert. Der krikothyroide Raum wird geöffnet, um den oberen Pol vom umgebenden Gewebe zu trennen. Wenn die Zerlegung des oberen Lappens durchgeführt werden soll (d. h. Schilddrüsenresektion in Verbindung mit Neurotoxin-Verabreichung), ist aufzupassen, eine Verletzung des Nervus laryngealis superior zu vermeiden. Der interne Zweig dieses Nervs, welcher sensorische Fasern zum Kehldeckel und Kehlkopf liefert, liegt selten im Operationsfeld. Es ist der äußere Zweig, welcher motorische Innervation zum unteren Pharynxkonstriktor und dem Krikothyroideus liefert, der geschützt werden muß. Dieses Ziel wird erreicht, indem der Nerv entfernt von den oberen Polgefäßen zerlegt wird, wenn er identifiziert werden kann, oder indem die Einzelzweige der oberen Schilddrüsengefäße, die unmittelbar an den oberen Pol des Schilddrüsenlappens anschließen, und nicht kopfwärts zu ihm, separat ligiert und getrennt werden.
Der Lappen kann dann medial zurückgezogen werden, um die Identifizierung der unteren Schilddrüsenarterie und des Rekurrens zu erlauben. Es ist essentiell, dass während dieses Teils der Dissektion sorgfältige Blutstillung erreicht wird. Die untere Schilddrüsenarterie wird isoliert, muß jedoch nicht lateral ligiert werden. Vielmehr ist es bei der Durchführung einer Lobektomie bevorzugt, jeden kleinen Arterienzweig in der Nähe der Schilddrüsenkapsel an einem Punkt zu ligieren und zu trennen, nachdem Zweige zu den Nebenschilddrüsen abgezweigt wurden. Diese Technik verringert das Auftreten von Devaskularisierung der Nebenschilddrüse und spielt eine Rolle bei der Verringerung permanenter Nebenschilddrüsen-Insuffizienz. Wenn eine Nebenschilddrüse, devaskularisiert wird, kann sie zerkleinert und in den Sternokleidomastoideus autotransplantiert werden, nachdem sie durch Gefrierschnittanalyse überprüft wurde. Der Rekurrens kann entlang seines Verlaufes durch stumpfe Präparation identifiziert werden. Die fibrösen Bidegewebe werden vorsichtig von der Vorderseite der Nerven abgedeckt. Der Nerv wird mit Vorsicht behandelt, weil übermäßige Verletzung oder seine Durchtrennung zu einer ipsilateralen Stimmbandlähmung führt. An der Verbindung der Luftröhre und des Kehlkopfs ist der Rekurens dem Schilddrüsenlappen unmittelbar benachbart und ist in größter Gefahr, wenn er nicht gesehen wird. Der freigelegte Schilddrüsenlappen kann nun direkt mit 10 bis 300 Einheiten eines Botulinumtoxins, wie Typ A-Botulinumtoxin injiziert werden.
Während der Freilegung der Hinterseite der Schilddrüse sollten die Nebenschilddrüsen identifiziert und zusammen mit ihren Gefäßstielen konserviert werden. Man sollte Vorsicht walten lassen, um sicherzustellen, dass die Nebenschilddrüsen nicht herausgeschnitten oder devaskularisiert werden.
Die gesamte Wunde wird dann untersucht und vor dem Verschließen sorgfältige Blutstillung erzielt. In den meisten Fällen wird ein Saugkatheter verwendet, um das Bett der Schilddrüsenlappen zu drainieren, wobei ein kleiner weicher Plastikdrain verwendet wird, der durch eine Stichwunde lateral zur Inzession angebracht wird. Das Aussehen der Wunde nach der Operation ist mit dieser Technik weit besser als das, wenn keine Drainage verwendet wird. Wenn die sternothyroiden und sternohyoiden Muskeln durchschnitten wurden, werden sie wieder angeglichen. Die vertikale Mittellinien-Inzision der Faszien wird nur lose angenähert durch eine Einzelnaht und der Drain wird an der Oberfläche des Musculus sternohyoideus et thyrohyoideus positioniert. Es ist im allgemeinen nicht erforderlich, den Hautmuskel des Halses zu nähen, anstelle dessen ist es bevorzugt, die tiefe Dermis mit resorbierbaren 4-0 Einzelnähten und das Epithel mit fortlaufenden, unterhalb der Epidermis liegenden 5-0 Nähten anzunähen. Schließlich werden die Epitheloberflächen mit sterilen Hautbändern angeglichen.
Innerhalb von 1 bis 7 Tagen verbessert sich die Absonderung von Schilddrüsenhormon substantiell infolge der Entfernung der cholinergen Hemmung und diese Wirkung bleibt für 2 bis 6 Monate bestehen.
Beispiel 2
Lokale Verabreichung des Neurotoxins in die Schilddrüse
Die lokale Verabreichung eines Neurotoxins direkt in oder in die Nähe der Schilddrüse kann mit unterschiedlichen Verfahren erreicht werden. Beispielsweise mit Schilddrüsenendoskopie. Ein für die Schilddrüsentherapie verwendetes Endoskop kann modifiziert werden, um seine Verwendung für die direkte Injektion eines Neurotoxins, wie beispielsweise Botulinumtoxins, in Schilddrüsengewebe zu erlauben. Siehe z. B. US-Patent Nr. 5,674,205. Sobald es geeignet lokalisiert ist, kann eine Hohlnadelspitze vom Endoskop in das Schilddrüsengewebe vorgeschoben werden und durch diese Nadel kann das Neurotoxin in das Schilddrüsengewebe injiziert werden.
Darüber hinaus ist Aspiration mit einer Feinnadel für Zwecke der Schilddrüsenbiopsie gut bekannt und kann zur Injektion eines Neurotoxins an Stelle der Aspirierung von Schilddrüsengewebe verwendet werden. 10 bis 300 Einheiten Botulinumtoxin, wie beispielsweise Typ A-Botulinumtoxin, können auf diese Weise in die Schilddrüse injiziert werden. Innerhalb von 1 bis 7 Tagen erhöht sich die Absonderung von Schilddrüsenhormon infolge der Entfernung der cholinergen Hemmung erheblich und dieser Effekt bleibt 2 bis 6 Monate bestehen.
Beispiel 3
Behandlung von Schilddrüsenunterfunktion mit Typ A-Botulinumtoxin
Ein 43 Jahre alter, fettleibiger Mann stellt sich vor mit zunehmender Erschöpfung im Verlaufe der letzten 8 Monate und sich über den selben Zeitraum verschlimmerndem Fuß- und Waden-Ödem, welches sich durch sehr langes Stehen verschlimmert. Der Patient hatte ebenso krankhaft gesteigerten Durst und geringen Urinoutput über den selben Zeitraum. Bemerkenswerterweise ist der TSH 690 (normal ist 3 bis 5). Schilddrüsenunterfunktion wird diagnostiziert. Zwischen etwa 10^–3 U/kg und etwa 35 U/kg einer Zubereitung von Typ A-Botulinumtoxin (z. B. zwischen etwa 10 Einheiten und etwa 300 Einheiten BOTOX^®) wird direkt in die Schilddrüse injiziert, wobei eine der in den obigen Beispielen 1 oder 2 dargestellten Techniken verwendet wird. Innerhalb von 1 bis 7 Tagen werden die Symptome der Schilddrüsenunterfunktion gelindert. Das Niveau des Schilddrüsenhormons kehrt im wesentlichen auf Normalniveau zurück. Die Linderung der Schilddrüsenunterfunktion bleibt für mindestens etwa 2 Monate bis etwa 6 Monate bestehen.
Beispiel 4
Behandlung von Schilddrüsenunterfunktion mit Typ B-Botulinumtoxin
Bei einer 52 Jahre alten Frau wird Schilddrüsenunterfunktion diagnostiziert. Zwischen etwa 10^–3 U/kg und etwa 35 U/kg einer Zubereitung von Typ B-Botulinumtoxin (z. B. zwischen etwa 1000 Einheiten und etwa 20.000 Einheiten einer Typ B-Botulinumtoxin-Zubereitung) wird direkt in die Schilddrüse injiziert, wobei eine der in den obigen Beispielen 1 oder 2 beschriebenen Techniken verwendet wird. Innerhalb von 1 bis 7 Tagen werden die Symptome der Schilddrüsenunterfunktion gelindert. Das Niveau des Schilddrüsenhormons kehrt im wesentlichen auf Normalniveau zurück. Die Linderung der Schilddrüsenerkrankung bleibt für mindestens etwa 2 Monate bis etwa 6 Monate bestehen.
Beispiel 5
Behandlung von Schilddrüsenunterfunktion mit Typ C-Botulinumtoxin
Bei einer 58 Jahre alten Frau wird Schilddrüsenunterfunktion diagnostiziert. Zwischen etwa 10^–3 U/kg und etwa 35 U/kg einer Zubereitung von Typ C-Botulinumtoxin (z. B. zwischen etwa 10 Einheiten und etwa 10.000 Einheiten einer Typ C-Botulinumtoxin-Zubereitung) wird direkt in die Schilddrüse injiziert, wobei eine der in den obigen Beispielen 1 oder 2 dargestellten Techniken verwendet wird. Innerhalb von 1 bis 7 Tagen werden die Symptome der Schilddrüsenunterfunktion gelindert. Das Niveau des Schilddrüsenhormons kehrt im wesentlichen auf Normalniveau zurück. Die Linderung der Schilddrüsenerkrankung bleibt für mindestens etwa 2 Monate bis etwa 6 Monate bestehen.
Beispiel 6
Behandlung von Schilddrüsenunterfunktion mit Typ D-Botulinumtoxin
Bei einer 56 Jahre alten fettleibigen Frau wird Schilddrüsenunterfunktion diagnostiziert. Zwischen etwa 10^–3 U/kg und etwa 35 U/kg einer Zubereitung von Typ D-Botulinumtoxin (beispielsweise zwischen etwa 10 Einheiten und etwa 10.000 Einheiten einer Botulinum-Typ D-Zubereitung) wird direkt in die Schilddrüse injiziert, wobei eine der in den obigen Beispielen 1 oder 2 dargestellten Techniken verwendet wird. Innerhalb von 1 bis 7 Tagen werden die Symptome der Schilddrüsenunterfunktion gelindert. Das Niveau von Schilddrüsenhormon kehrt im wesentlichen auf Normalniveau zurück. Die Linderung der Schilddrüsenerkrankung bleibt für mindestens etwa 2 Monate bis etwa 6 Monate bestehen.
Beispiel 7
Behandlung von Schilddrüsenunterfunktion mit Typ E-Botulinumtoxin
Bei einer 61 Jahre alten Frau wird Schilddrüsenunterfunktion diagnostiziert. Zwischen etwa 10^–3 U/kg und etwa 35 U/kg einer Zubereitung von Typ E-Botulinumtoxin (beispielsweise zwischen etwa 10 Einheiten und etwa 10.000 Einheiten einer Botulinum-Typ E-Zubereitung) wird direkt in die Schilddrüse injiziert, wobei eine der in den obigen Beispielen 1 oder 2 dargestellten Techniken verwendet wird. Innerhalb von 1 bis 7 Tagen werden die Symptome der Schilddrüsenunterfunktion gelindert. Das Schilddrüsenhormonniveau kehrt im wesentlichen auf Normalniveau zurück. Die Linderung der Schilddrüsenerkrankung bleibt für mindestens etwa 2 Monate bis etwa 6 Monate bestehen.
Beispiel 8
Behandlung von Schilddrüsenunterfunktion mit Typ F-Botulinumtoxin
Bei einem 52 Jahre alten Mann wird Schilddrüsenunterfunktion diagnostiziert. Zwischen etwa 10^–3 U/kg und etwa 35 U/kg einer Zubereitung von Typ F-Botulinumtoxin (beispielsweise zwischen etwa 10 Einheiten und etwa 10.000 Einheiten einer Botulinum-Typ F-Zubereitung) wird direkt in die Schilddrüse injiziert, wobei eine der in den obigen Beispielen 1 oder 2 dargestellten Techniken verwendet wird. Innerhalb von 1 bis 7 Tagen werden die Symptome der Schilddrüsenunterfunktion gelindert. Das Schilddrüsenhormonniveau kehrt im wesentlichen auf Normalniveau zurück. Die Linderung der Schilddrüsenerkrankung bleibt für mindestens etwa 2 Monate bis etwa 6 Monate bestehen.
Beispiel 9
Behandlung von Schilddrüsenunterfunktion mit Typ G-Botulinumtoxin
Bei einer 59 Jahre alten Frau wird Schilddrüsenunterfunktion diagnostiziert. Zwischen etwa 10^–3 U/kg und etwa 35 U/kg einer Zubereitung von Typ G-Botulinumtoxin (beispielsweise zwischen etwa 10 Einheiten und etwa 10.000 Einheiten einer Botulinum-Typ G-Zubereitung) wird direkt in die Schilddrüse injiziert, wobei eine der in den obigen Beispielen 1 oder 2 dargestellten Techniken verwendet wird. Innerhalb von 1 bis 7 Tagen werden die Symptome der Schilddrüsenunterfunktion gelindert. Das Schilddrüsenhormonniveau kehrt im wesentlichen auf Normalniveau zurück. Die Linderung der Schilddrüsenerkrankung bleibt für mindestens etwa 2 Monate bis etwa 6 Monate bestehen.
Beispiel 10
Behandlung von Schilddrüsenüberfunktion mit Typ A-Botulinumtoxin
Eine 27 Jahre alte Frau stellt sich mit Symptomen und Zeichen von Schilddrüsenüberfunktion, einschließlich Thyreotoxikose und beidseitiger Ophthalmopathie vor. Schilddrüsenfunktionstests bestätigten die Diagnose der Schilddrüsenüberfunktion. Die Schilddrüsen-Szintigraphie zeigt eine vergrößerte Drüse und gibt Hinweise auf Schilddrüsen-Hyperplasie. Ein Test mit Atropin verringerte das Schilddrüsenhormonniveau. Zwischen etwa 10^–3 U/kg und etwa 35 U/kg einer Zubereitung von Typ A-Botulinumtoxin (beispielsweise zwischen etwa 10 Einheiten und etwa 300 Einheiten BOTOX^®) wird direkt in die Halsganglien injiziert, wie folgt. Eine perkutane Technik wird angewandt unter Verwendung einer anterioren Methode, wobei der Patient auf dem Rücken liegt unter Verwendung einer sehr dünnen Nadel (22 Gauge) mit Computer-Tomographie-Nadelführung, um die Halsganglien zu erreichen. Innerhalb von 1 bis 7 Tagen werden die Symptome der Schilddrüsenüberfunktion gelindert. Das Schilddrüsenhormonniveau kehrt auf normal zurück (wird erniedrigt). Die Linderung der Schildrüsenerkrankung bleibt für mindestens etwa 2 Monate bis etwa 6 Monate bestehen.
Beispiel 11
Behandlung von Schilddrüsenüberfunktion mit Botulinumtoxin-Typen B bis G
Bei einer 62 Jahre alten Frau wird Schilddrüsenüberfunktion diagnostiziert. Zwischen etwa 10^–3 U/kg und etwa 35 U/kg einer Zubereitung eines Botulinumtoxin-Typs B, C, D, E, F oder G (z. B. zwischen etwa 10 Einheiten und etwa 20.000 Einheiten einer Zubereitung von Botulinumtoxin-Typ B, C, D, E, F oder G) wird direkt in die Halsganglien injiziert, wie folgt. Eine perkutane Technik wird durchgeführt unter Verwendung einer anterioren Methode, wobei der Patient auf dem Rücken liegt, unter Verwendung einer sehr dünnen Nadel (22 Gauge) mit Computer-Tomographie-Nadelführung, um die Halsganglien zu erreichen. Innerhalb von 1 bis 7 Tagen werden die Symptome der Schilddrüsenüberfunktion gelindert. Das Schilddrüsenhormonniveau kehrt auf normal zurück (wird erniedrigt). Die Linderung der Schilddrüsenerkrankung bleibt für mindestens etwa 2 bis etwa 6 Monate bestehen.
Beispiel 12
Behandlung von Störungen des Kalzium-Stoffwechsels mit Botulinumtoxin-Typen A bis G
Bei einer 28 Jahre alte Frau wird Hyperkalzämie diagnostiziert. Zwischen etwa 10^–3 U/kg und etwa 35 U/kg einer Zubereitung von Botulinumtoxin-Typ A, B, C, D, E, F oder G (beispielsweise zwischen etwa 10 Einheiten und etwa 200 Einheiten einer Zubereitung von Typ A-Botulinumtoxin) wird direkt in die Schilddrüse injiziert, wobei eine der in den obigen Beispielen 1 oder 2 dargestellten Techniken verwendet wird. Innerhalb von 1 bis 7 Tagen werden die Symptome der Hyperkalzämie gelindert. Das Plasma-Kalzium-Niveau kehrt im wesentlichen auf Normalniveau zurück. Die Linderung der Hyperkalzämie bleibt für mindestens etwa 2 Monate bis etwa 6 Monate bestehen.
Zusätzlich wird, um Hypokalzämie zu behandeln, zwischen etwa 10^–3 U/kg und etwa 35 U/kg einer Zubereitung von Botulinumtoxin-Typ A, B, C, D, E, F oder G (z. B. zwischen etwa 10 Einheiten und etwa 200 Einheiten einer Zubereitung von Typ A-Botulinumtoxin) direkt in die Halsganglien injiziert, wie folgt. Eine perkutante Technik wird durchgeführt unter Verwendung einer anterioren Methode, wobei der Patient auf dem Rücken liegt, unter Verwendung einer sehr dünnen Nadel (22 Gauge) mit Computer-Tomographie-Nadelführung, um die Halsganglien zu erreichen. Innerhalb von 1 bis 7 Tagen werden die Symptome der Hyperkalzämie gelindert. Das Plasma-Kalzium-Niveau kehrt auf normal zurück (wird erhöht). Die Linderung der Hypokalzämie bleibt für mindestens etwa 2 bis etwa 6 Monate bestehen.
Verfahren gemäß der hier offenbarten Erfindung haben viele Vorteile, einschließlich der folgenden:

(1) Die Erfindung macht viele chirurgische Eingriffe zur wirksamen Behandlung einer Schilddrüsenerkrankung unnötig.
(2) Systemische Arzneimittel-Wirkungen können durch direkte lokale Anwendung eines erfindungsgemäßen Neurotoxins vermieden werden.
(3) Die Besserungswirkungen der vorliegenden Erfindung können durchschnittlich etwa 2 Monate bis etwa 6 Monate ab einer einzelnen lokalen Verabreichung eines Neurotoxins, wie hier erläutert, bestehen bleiben.

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen ausführlich beschrieben wurde, sind Varianten und Modifizierungen innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung möglich. Beispielsweise kann eine große Vielzahl von Neurotoxinen in den erfindungsgemäßen Verfahren wirksam verwendet werden. Zusätzlich schließt die vorliegende Erfindung Medikamente für die lokale Verabreichung an die Schilddrüse ein, worin zwei oder mehr Neurotoxine, wie zwei oder mehr Botulinumtoxine, gemeinsam oder aufeinanderfolgend verabreicht werden. Beispielsweise kann Typ A-Botulinumtoxin verabreicht werden, bis sich ein Verlust von klinischem Ansprechen oder neutralisierende Antikörper entwickeln und anschließend Typ E-Botulinumtoxin verabreicht werden. Alternativ kann eine Kombination von zwei oder mehreren der Botulinumtoxin-Serotypen A bis G lokal verabreicht werden, um den Beginn und die Dauer des gewünschten therapeutischen Ergebnisses zu kontrollieren. Darüber hinaus können Nicht-Neurotoxin-Verbindungen vor, gemeinsam mit oder im Anschluß an die Verabreichung des Neurotoxins verabreicht werden zur nachgewiesenen Zusatzwirkung, wie gesteigertem oder schnellerem Beginn der Denervierung, bevor das Neurotoxin, wie beispielsweise ein Botulinumtoxin beginnt, seine therapeutische Wirkung auszuüben.
Meine Erfindung schließt ebenso in ihrem Bereich die Verwendung eines Neurotoxins, wie beispielsweise eines Botulinumtoxins, zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung einer Schilddrüsenerkrankung durch lokale Verabreichung des Neurotoxins ein.

Claims

Verwendung eines Neurotoxins zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung einer Schilddrüsenerkrankung.
Verwendung gemäss Anspruch 1, worin das Medikament zur Verabreichung in die Schilddrüse vorgesehen ist.
Verwendung gemäss Anspruch 1, worin das Medikament zur Verabreichung in ein sympathetisches Ganglion, das die Schilddrüse enerviert, vorgesehen ist.
Verwendung gemäss Anspruch 2 oder 3, worin die Erkrankung Schilddrüsenüberfunktion ist.
Verwendung gemäss mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Neurotoxin ein Botulinumtoxin ist.
Verwendung gemäss Anspruch 1, worin das Neurotoxin ein Botulinumtoxin ist, und das Medikament zur lokalen Verabreichung in eine Thyroid C-Zelle vorgesehen ist.
Verwendung gemäss Anspruch 1, worin das Neurotoxin ein Botulinumtoxin ist und das Medikament zur lokalen Verabreichung in ein sympathetisches Ganglion, das die Thyroid C-Zelle enerviert, vorgesehen ist.
Verwendung gemäss mindestens einem der Ansprüche 1, 5, 6 oder 7, worin das Botulinumtoxin ausgewählt ist aus den Botulinumtoxin-Typen A, B, C₁, D, E, F und G.
Verwendung gemäss Anspruch 1, worin das Neurotoxin ein Typ A-Botulinumtoxin ist.
Verwendung gemäss Anspruch 1, worin das Medikament zur Verabreichung des Neurotoxins in einer Menge von zwischen 10^–3 U/kg und 35 U/kg formuliert ist.
Verwendung gemäss Anspruch 1, worin das Neurotoxin durch ein Clostridiumbakterium erzeugt wird.