DE69716104T2

DE69716104T2 - Chelate und metalchelate zur behandlung von durch freie radikale verursachte zustände

Info

Publication number: DE69716104T2
Application number: DE69716104T
Authority: DE
Inventors: Per Jynge; Olof Karlsson; Robertson Towart
Original assignee: Amersham Health AS
Current assignee: GE Healthcare AS
Priority date: 1996-06-24
Filing date: 1997-06-24
Publication date: 2003-05-28
Anticipated expiration: 2017-06-25
Also published as: GB9613182D0; AU720570B2; EP0910360B1; CN1228694A; NO985917D0; ATE225178T1; JP2000514044A; US6258828B1; NZ333357A; NZ333315A; EP0910360A1; DE69716104D1; EP0936915A1; JP4359651B2; AU3268997A; DE69717447D1; CA2258299A1; DE69717447T2; NO985916L; ATE228361T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Chelatoren und deren Metallchelate zur Herstellung eines Medikaments zur Verwendung bei der Behandlung von Zuständen, welche aus dem Vorhandensein freier Radikale im Körper resultieren, z. B. bei der Behandlung von Ischämie-bedingten Erkrankungen.
Man nahm schon lange an, daß kurzlebige, aber sehr reaktionsfähige freie Radikale mit verschiedenen Arten der Gewebeschädigung verbunden sind, besonders während der Reperfusion von ischämischem Gewebe und bei einer strahlungsinduzierten Verletzung. Es wird angenommen, daß ein Schlüsselfaktor bei der Erzeugung vieler freier Radikale die Verfügbarkeit von Eisen(III)-Ionen ist, welche die Bildung freier Radikale induzieren, wie Hydroxyl-, Peroxyl- und Hydroperoxylradikale, sowie Singulett-Sauerstoff, der eine Membranschädigung über eine Lipidperoxidierung verursacht.
Ischämie-bedingte Erkrankungen, insbesondere Erkrankungen der Koronararterie, machen die Mehrzahl der Todesfälle in westlichen Ländern aus. Die Wiedereinleitung von sauerstoffreichem Blut in ischämische Gewebe kann in vielen Fällen in verschiedenen Formen einer Herzfehlfunktion resultieren, einschließlich Herzrhythmusstörungen, myokardiale "Betäubung", Arterienkrampf und Endothelschädigung (Kirschner et al. , J. Amer. College of Surgeons 179 (1994), 103-117). Außerdem kann eine Inaktivierung von NO erfolgen, von dem angenommen wird, daß es kardioprotektive Wirkungen besitzt (vgl. z. B. Vegh et al. , Br. J. Pharmacol. 107 (1992), 910-911; und Lefer et al. , Circulation 88 (1993), 2337-2350).
Jüngste Studien legen nahe, daß Reperfusionsverletzungen größtenteils ein Ergebnis der Erzeugung freier Radikale aus Sauerstoff während der Reoxidierung der perfundierten Gewebe ist. Dies trifft nicht nur besonders während der Einleitung von Blut und Sauerstoff während der frühen Reperfusionsphase zu, sondern auch für die folgende längere Phase einer entzündlichen Reaktion in den Geweben, welche vorher ischämisch waren.
Es ist erkennbar, daß somit ein anhaltender Bedarf an Verbindungen besteht, die in der Lage sind, Zustände zu behandeln oder zu verhindern, welche aus dem Vorhandensein freier Radikale im Körper resultieren, insbesondere Verbindungen, welche in der Lage sind, Reperfusionsverletzungen zu verhindern.
Die medizinische Verwendung von Chelatoren und deren Metallchelate ist hinreichend etabliert, zum Beispiel bei diagnostischen Techniken wie Röntgenstrahlen, Kernspinresonanztomographie (MRI), Ultraschallabbildung oder Szintigraphie. Eine große Vielzahl von Chelatoren und Metallchelaten ist bekannt oder wurde beschrieben.
Aminopoly(carbonsäure- oder -carbonsäurederivate)-Chelatoren und deren Metallchelate sind hinreichend bekannt und sind zum Beispiel beschrieben in EP-A-299795, EP-A-7 1564, DE-A-34 01 052, EP-A-243962 und EP-A-436579.
Chelatoren auf Basis von Dipyridoxyl und deren Chelate mit dreiwertigen Metallen wurden beschrieben von Taliaferro (Inorg. Chem. 23 (1984), 1183-1192). Die Verbindung N,N'-Dipyridoxylethylendiamin-N,N'-diessigsäure (PLED) wurde als Chelator zur Herstellung von Gallium oder Indium enthaltenden Radiopharmaka untersucht (vgl. Green et al. , Int. J. Nucl. Med. Biol. 12(5) (1985), 381-386).
Eine Reihe von PLED-Derivaten und Analogen wurde auch zur Verwendung in MRI-Kontrastmedien beschrieben, insbesondere der Chelator N,N'-Bis-(pyridoxal-5-phosphat)-ethylendiamin-N,N'-diessigsäure (DPDP) und dessen Mangan(II)-Chelat, MnDPDP (vgl. EP-A-290047 und EP-A-292761).
Die Anmeldern stellen nun fest, daß bestimmte Chelatoren, insbesondere Chelatoren auf Basis von Dipyridoxyl und Aminopolycarbonsäure, und deren Metallchelate bei der Behandlung oder zur Verhinderung einer durch freie Radikale verursachten Gewebeschädigung besonders wirksam sind und daß diese die mit einer Reperfusion von ischämischem Gewebe verbundenen Symptome lindern können.
Unter einem Gesichtspunkt sieht die Erfindung die Verwendung einer Verbindung der Formel I
oder eines Metallchelates oder Salzes hiervon bei der Herstellung eines therapeutischen Mittels zur Verwendung bei der Behandlung oder Prophylaxe von Zuständen vor, welche aus dem Vorhandensein freier Radikale im menschlichen oder nicht-menschlichen tierischen Körper resultieren,
(wobei in der Formel I
jedes R¹ unabhängig Wasserstoff oder -CH&sub2;COR&sup5; bedeutet;
R&sup5; Hydroxy, wahlweise hydroxyliertes Alkoxy, Amino oder Alkylamido bedeutet.;
jedes R² unabhängig eine Gruppe XYR&sup6; bedeutet;
X eine Bindung oder eine C&sub1;&submin;&sub3;-Alkylen- oder -Oxoalkylengruppe bedeutet, wahlweise substituiert durch eine Gruppe R&sup7;;
Y eine Bindung, ein Sauerstoffatom oder eine Gruppe NR&sup6; bedeutet;
R&sup6; ein Wasserstoffatom, eine Gruppe COOR&sup8;, eine Alkyl-, Alkenyl-, Cycloalkyl-, Asyl- oder Aralkylgruppe bedeutet, wahlweise substituiert durch eine oder mehrere Gruppen, gewählt aus COOR&sup8;, CONR&sup8;&sub2;, NR&sup8;&sub2;, OR&sup8;, =NR&sup8;, =O, OP(O), (OR&sup8;)R&sup7; und OSO&sub3;M;
R&sup7; Hydroxy, eine wahlweise hydroxylierte, wahlweise alkoxylierte Alkyl- oder Aminoalkylgruppe ist;
R&sup8; ein Wasserstoffatom oder eine wahlweise hydroxylierte, wahlweise alkoxylierte Alkylgruppe ist;
M ein Wasserstoffatom oder ein Äquivalent eines physiologisch tolerierbaren Kations ist, z. B. ein Alkali- oder Erdalkalikation, ein Ammoniumion oder ein organisches Aminkation, wie ein Megluminion;
R³ eine C&sub1;&submin;&sub8;-Alkylengruppe, vorzugsweise eine C&sub1;&submin;&sub6;-, z. B. eine C&sub2;&submin;&sub4;-Alkylengruppe, eine 1,2-Cyloalkylengruppe oder eine 1,2-Arylengruppe bedeutet; und
jedes R&sup4; unabhängig Wasserstoff oder C&sub1;&submin;&sub3;-Alkyl bedeutet).
Andere Chelatoren, welche zur Verwendung in der Erfindung geeignet sind, schließen die makrocyclischen und stärker bevorzugt die linearen oder verzweigten Aminopolycarbonsäure-Chelatoren von EP-A-299795, EP-A-71564, DE-A-3401052, EP- A-203962, EP-A-436579 und die Phosphoroxysäureanaloge ein. Bevorzugte Chelatoren schließen Amide von DTPA und EDTA ein, worin die Stickstoffe der Amidgruppen durch eine oder mehrere C&sub1;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylgruppen substituiert sein können, z. B. DTPA.BMA und EDTA.BMA.
So wie hierin verwendet, schließen die Begriffe "Alkyl" und "Alkylen" sowohl geradkettige und verzweigte als auch gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe ein. Der Begriff "1,2-Cycloalkylen" schließt sowohl cis- und trans-Cycloalkylengruppen als auch alkylsubstituierte Cycloalkylengruppen mit 5-8 Kohlenstoffatomen ein. Der Begriff "1,2-Arylen" schließt Phenyl- und Naphthylgruppen und alkylsubstituierte Derivate hiervon mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen ein.
Sofern nicht anders angegeben, kann irgendeine Alkyl-, Alkylen- oder Alkenyleinheit geeigneterweise 1 bis 20, vorzugsweise 1-8, stärker bevorzugt 1-6 und besonders bevorzugt 1-4 Kohlenstoffatome enthalten.
Cycloalkyl-, Aryl- und Aralkyleinheiten können geeigneterweise 3-18, vorzugsweise 5-12 und besonders bevorzugt 5-8 Ringatome enthalten. Aryleinheiten, umfassend Phenyl- oder Naphthylgruppen, werden bevorzugt. Als Aralkylgruppen werden Phenyl- C&sub1;&submin;&sub3;-alkyl, besonders Benzyl, bevorzugt.
Wo Gruppen wahlweise durch Hydroxygruppen substituiert sein können, kann dies eine Monosubstitution oder Polysubstitution sein, und im Falle einer Polysubstitution können Alkoxy- und/oder Hydroxysubstituenten durch Alkoxysubstituenten getragen werden.
In Formel I ist R&sup5; vorzugsweise Hydroxy, C&sub1;&submin;&sub8;-Alkoxy, Ethylenglykol, Glycerin, Amino oder C&sub1;&submin;&sub8;-Alkylamido. Vorzugsweise bedeutet jede Gruppe R¹ -CH&sub2;COR&sup5;, worin R&sup5; Hydroxy ist.
In den Verbindungen der Formel I ist X vorzugsweise eine Bindung oder eine Gruppe, gewählt aus CH&sub2;, (CH&sub2;)&sub2;, CO, CH&sub2;CO, CH&sub2;CH&sub2;CO oder CH&sub2;COCH&sub2;. Vorzugsweise bedeutet Y eine Bindung.
Die Verbindungen der Formel I können die gleichen oder verschiedene R²- Gruppen an den zwei Pyridylringen aufweisen, und diese können an den gleichen oder verschiedenen Ringpositionen gebunden sein. Jedoch wird besonders bevorzugt, daß die Substitution an den 5- und 6-Positionen, insbesondere der 6-Position, vorliegt, d. h. para zu der Hydroxygruppe. Verbindungen, worin die R²-Gruppen identisch sind und identisch angeordnet sind, z. B. 6,6', werden besonders bevorzugt.
Als R&sup6;-Gruppen bevorzugt werden mono- oder poly(hydroxy- oder alkoxylierte) Alkylgruppen oder eine Gruppe der Formel OP(O)(OR&sup8;)R&sup7;.
R&sup7; ist vorzugsweise Hydroxy oder eine unsubstituierte Alkyl- oder Aminoalkylgruppe.
Besonders bevorzugte Bedeutungen für die Gruppe R² schließen die folgenden Gruppen ein: CHR&sup7;OCO(CH&sub2;)xPh und CHR&sup7;OCO(CH&sub2;CO)xPh (worin x 1 bis 3 ist), CHR&sup7;COBut, CH&sub2;N(H)R6', CH&sub2;N(R6')&sub2;, N(H)R6', N(R6')&sub2;, CH&sub2;OH, CH&sub2;OR6', COOR6', CON(H)R6', CON(R6')&sub2; oder OR6' (worin R6' eine mono- oder polyhydroxylierte, vorzugsweise eine C&sub1;&submin;&sub4;-, besonders bevorzugt eine C&sub1;&submin;&sub3;-Alkylgruppe ist), (CH&sub2;)nCOOR7' (worin n 1 bis 6 ist), COOR7' (worin R7' eine C&sub1;&submin;&sub4;-Alkyl-, vorzugsweise C&sub1;&submin;&sub3;-, besonders bevorzugt eine Methylgruppe ist), CH&sub2;OSO&sub3;M, CH&sub2;CH&sub2;COOH, CH&sub2;OP(O)(OH)(CH&sub2;)&sub3;NH&sub2;, CH&sub2;OP(O)(OH)CH&sub3; oder CH&sub2;OP(O)(OH)&sub2;. Noch stärker bevorzugt bedeutet R² eine Gruppe der Formel CH&sub2;OP(O)(OH)&sub2;.
Verbindungen der Formel I, worin R³ Ethylen ist und R² irgendeine der oben aufgeführten Bedeutungen hat, werden besonders bevorzugt.
Bevorzugte Metallchelate der Verbindungen zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren sind solche, worin die Metallionen gewählt sind aus den Alkali- und Erdalkalimetallen und aus solchen Metallen mit einer Atomzahl von 22-31, 42, 44 und 58- 70, und insbesondere Chelate mit einem Ka-Wert im Bereich von 10&sup9; bis 10²&sup5;, besonders 10¹&sup0; bis 10²&sup4;, stärker bevorzugt 10¹¹ bis 10²³, z. B. 10¹² bis 10²². Besonders bevorzugte Chelate sind solche mit von Eisen verschiedenen Metallen, welche einen Ka-Wert aufweisen, der kleiner ist, vorzugsweise um einen Faktor von mindestens 10³, als der Ka-Wert des entsprechenden Eisen-(Fe³&spplus;)-Chelates. Geeignete Ionen schließen Na&spplus;, Mn²&spplus;, Ca²&spplus;, Zn²&spplus;, Cu²&spplus;, Cu&spplus;, Gd³&spplus; und ein. Mn²&spplus; wird besonders bevorzugt.
Als Chelate von Aminopolycarbonsäuren werden MnDTPA.BMA und MnEDTA.BMA zur erfindungsgemäßen Verwendung besonders bevorzugt.
Zur erfindungsgemäßen Verwendung insbesondere bevorzugt wird die Verbindung N,N'-Bis-(pyridoxal-5-phosphat)-ethylendiamin-N,N'-diessigsäure oder N,N'-Bis-(3- hydroxy-2-methyl-5-phosphonomethyl-4-pyridylmethyl)-ethylendiamin-N,N-diessigsäure (nachstehend bezeichnet als DPDP) und das Mangan(II)-Chelat, Mn(DPDP).
Falls nicht alle der labilen Wasserstoffe der Chelate durch das komplexierte Metallion substituiert sind, kann die biologische Verträglichkeit und/oder Löslichkeit des Chelates durch Substituieren der restlichen labilen Wasserstoffatome mit physiologisch biokompatiblen Kationen von anorganischen und/oder organischen Basen oder Aminosäuren erhöht werden. Beispiele geeigneter anorganischer Kationen schließen Li&spplus;, K&spplus;, Na&spplus; und besonders Ca²&spplus; ein. Geeignete organische Kationen schließen Ammonium, substituiertes Ammonium, Ethanolamin, Diethanolamin, Morpholin, Glucamin, N,N-Dimethylglucamin, Lysin, Arginin oder Ornithin ein.
Die Chelatoren und die Metallchelate hiervon zur erfindungsgemäßen Verwendung sind besonders wirksam in der Behandlung oder Verhinderung von reperfusions- induzierten Verletzungen, wie Herzrhythmusstörungen und eine Endothelschädigung, die während einer thrombolytischen Behandlung, nach der Reperfusion in einem kardiopulmonären Bypass, in einer perkutanen transluminalen Koronarangioplastik (PTCA) und bei der Herzchirurgie, einschließlich Herztransplantation, auftreten können. Eine bevorzugte Verwendung der hierin beschriebenen Verbindungen ist bei der Verringerung einer myokardialen Reperfusionsverletzung, z. B. nach einem Myokardinfarkt, welche aus einer schweren oder akuten myokardialen Ischämie resultiert.
Eine weitere Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen steht in Beziehung mit einer Organtransplantation, z. B. mit Herz-, Leber-, Nieren- oder Hirntransplantaten. In dieser Hinsicht können die Verbindungen an den Organspender oder -empfänger entweder vor, während oder nach der Transplantationschirurgie verabreicht werden. Eine bevorzugte Verwendung der Verbindungen ist als Organtransplantatlösung, worin Organe vor der Transplantation aufbewahrt werden können.
Die Verbindungen zur erfindungsgemäßen Verwendung sind auch in der Behandlung oder Verhinderung vorentzündlicher Störungen wirksam, besonders in der Behandlung oder Verhinderung einer strahlungsinduzierten Verletzung, z. B. bei der Radiotherapie.
Die Chelatoren und Metallchelate zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren sind wirksam, falls sie nach der Reperfusion eines ischämischen Gewebes verabreicht werden. Jedoch sind solche Verbindungen auch wirksam, um eine reperfusions- induzierte Verletzung zu verhindern, z. B. nach einer myokardialen Ischämie, falls sie nach dem Einsetzen der Unterbrechung des koronaren Blutflusses, aber vor dem Einsetzen der Reperfusion verabreicht werden. Als Ergebnis ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur in Fällen anwendbar, bei denen eine myokardiale Ischämie erwartet wird, z. B. während eines kardiopulmonären Bypasses, einer PCTA und bei einer Herzchirurgie, sondern auch in Fällen, bei denen eine myokardiale Ischämie nicht vorgesehen ist, z. B. während eines Herzstillstandes und während einer Thrombolyse. In dieser Hinsicht sind die hierin beschriebenen Verbindungen als Hilfsmittel zur Thrombolyse besonders nützlich.
Von einem weiteren Gesichtspunkt aus gesehen, sieht die Erfindung folglich eine pharmazeutische Zusammensetzung vor, umfassend einen erfindungsgemäßen Chelator oder ein Metallchelat oder Salz hiervon zusammen mit einem oder mehreren thrombolytischen Mitteln und mindestens einem pharmazeutisch annehmbaren Träger oder Excipienten.
Von einem noch weiteren Gesichtspunkt aus gesehen, sieht die Erfindung eine Packung vor, enthaltend einen erfindungsgemäßen Chelator oder ein Metallchelat oder Salz hiervon und separat hiervon ein thrombolytisches Mittel zur gleichzeitigen, separaten oder aufeinanderfolgenden Verwendung während einer thrombolytischen Prozedur.
Unter einem anderen Gesichtspunkt sieht die Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Chelators oder eines Metallchelates oder Salzes hiervon zusammen mit einem oder mehreren thrombolytischen Mitteln bei der Herstellung eines Medikaments zur Verwendung während einer thrombolytischen Prozedur vor.
Die Erfindung sieht weiterhin ein Verfahren zur Behandlung eines menschlichen oder nicht-menschlichen tierischen Körpers vor, wobei das Verfahren die Verabreichung einer wirksamen Menge einer Verbindung der Formel I oder eines Metallchelates oder Salzes hiervon und eines thrombolytischen Mittels, gleichzeitig, separat oder aufeinanderfolgend während einer thrombolytischen Prozedur, an den Körper umfaßt.
Beispiele thrombolytischer Mittel, welche zur erfindungsgemäßen Verwendung geeignet sind, schließen Aspirin, Plasmin, Prourokinase, Streptokinase, Gewebeplasminogenaktivator, Urokinase, Hirudin und Antithrombocytenwirkstoffe ein.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können durch Verfahren hergestellt werden, die auf dem Fachgebiet bekannt sind. Geeignete Verfahren zur Herstellung der Chelatoren auf Basis von Aminopolycarbonsäure sind beschrieben in EP-A-299795, EP- A-71564, DE-A-34 01 052, EP-A-203962 und EP-A-436579.
Bei der Herstellung der Dipyridoxylverbindungen kann die Verbindung PLED als Ausgangsmaterial verwendet und unter Verwendung herkömmlicher Verfahren geeignet derivatisiert werden, um die Verbindungen der Formel I zu erhalten.
Geeignete Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Formel I sind zum Beispiel in EP-A-290047 beschrieben.
Alternativ können die Verbindungen der Formel I hergestellt werden durch Umsetzen der entsprechenden Pyridoxalverbindung mit einem Alkylendiamin gemäß dem Verfahren zur Herstellung von PLED, welches von Taliaferro (a.a.O.) beschrieben wurde.
Alternativ können die erfindungsgemäßen Verbindungen durch ein Verfahren hergestellt werden, umfassend einen oder mehrere der folgenden Schritte:
(a) Umsetzen einer Verbindung der Formel (II)
mit einem Diamin der Formel (III)
H&sub2;N-R³-NH&sub2;
(worin R³ und R&sup4; wie oben definiert sind und R2' eine wahlweise geschützte Gruppe R², wie oben definiert, ist)
(b) Hydrieren einer in Schritt (a) erhaltenen Verbindung der Formel (IV)
(worin R³, R&sup4; und R2' wie oben definiert sind)
(c) Umsetzen einer Verbindung der Formel (V)
(worin R³, R&sup4; und R2' wie oben definiert sind) mit einer Halogenessigsäure, vorzugsweise Bromessigsäure, und gegebenenfalls Entfernen irgendwelcher verwendeter Schutzgruppen; und
(d) Umwandeln einer Verbindung der Formel I in einen Chelatkomplex oder ein Salz hiervon.
Pyridoxylphosphat, Pyridoxal und die andern Verbindungen der Formel II und die Alkylendiamin-, Cycloalkylendiamin- und Arylenverbindungen der Formel III sind hinreichend bekannte Verbindungen, welche ohne weiteres erhältlich sind oder leicht durch Verfahren synthetisiert werden können, die auf dem Fachgebiet gut bekannt sind.
Die Umsetzung von Schritt (a) kann geeigneterweise in einem geeigneten Lösungsmittel, wie ein Alkohol (z. B. Methanol), bei einer Temperatur im Bereich von 0 bis 60ºC durchgeführt werden.
Zum Erhalt von Verbindungen der Formel I, worin die R²-Gruppen gleich sind, kann pin Diamin der Formel III mit zwei Moläquivalenten einer Verbindung der Formel II umgesetzt werden. Zur Herstellung von Verbindungen der Formel I, worin die R²-Gruppen verschieden sind, wird das Diamin der Formel III zuerst mit einer ersten Verbindung der Formel II umgesetzt, welche eine gewünschte R²-Gruppe aufweist, und das auf diese Weise erhaltene Reaktionsprodukt wird dann mit einer zweiten Verbindung der Formel II umgesetzt, welche eine andere R²-Gruppe trägt.
Die Hydrierung von Schritt (b) kann unter Verwendung herkömmlicher Verfahren durchgeführt werden, z. B. unter Verwendung eines Palladium- oder Platinkatalysators.
Die Metallchelate zur erfindungsgemäßen Verwendung können durch herkömmliche Verfahren gebildet werden, die auf dem Fachgebiet bekannt sind. Im allgemeinen beinhalten solche Prozesse das Lösen oder Suspendieren eines Metalloxides oder Metallsalzes (z. B. Nitrat, Chlorid oder Sulfat) in Wasser oder in einem niederen Alkohol, wie Methanol, Ethanol oder Isopropanol. Zu dieser Lösung oder Suspension wird eine äquimolare Menge des Chelators in Wasser oder in einem niederen Alkohol zugegeben und die Mischung wird gerührt, gegebenenfalls unter mäßigem Erwärmen oder bis zum Siedepunkt, bis die Umsetzung beendet ist. Falls das gebildete Chelatsalz in dem verwendeten Lösungsmittel unlöslich ist, wird das Reaktionsprodukt durch Filtrieren isoliert. Falls es löslich ist, wird das Reaktionsprodukt durch Eindampfen bis zur Trockene isoliert, z. B. durch Sprühtrocknen oder Gefriertrocknen.
Falls saure Gruppen, wie die Phosphorsäuregruppen, noch in dem resultierenden Chelat vorhanden sind, ist es vorteilhaft, das saure Chelatsalz durch Umsetzung mit anorganischen und/oder organischen Basen oder Aminosäuren, welche physiologisch annehmbare Kationen bilden, in ein neutrales Chelatsalz umzuwandeln und dieses zu isolieren.
Die Carbonsäure- und Phosphorsäuregruppen der Chelatoren können auch durch Verestern neutralisiert werden, um Carboxylat- und Phosphatester herzustellen. Solche Ester können aus den entsprechenden Alkoholen durch herkömmliche Verfahren hergestellt werden, die auf dem Fachgebiet bekannt sind. Geeignete Ester schließen zum Beispiel Ester von geradkettigen oder verzweigten Alkoholen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, ein- und mehrwertigen Alkylaminoalkoholen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie Serinol oder Diethanolamin, und mehrwertigen Alkoholen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, wie Ethylenglykol oder Glycerin, ein.
Wenn das Metallchelat eine Gesamtladung trägt, wird es geeigneterweise in Form eines Salzes mit einem physiologisch annehmbaren Gegenion verwendet, zum Beispiel ein Ammonium-, substituiertes Ammonium-, Alkalimetall- oder Erdalkalimetall (z. B. Calcium)-Kation oder ein Anion, welches aus einer anorganischen oder organischen Säure abgeleitet ist. In dieser Hinsicht werden Megluminsalze besonders bevorzugt.
Die therapeutischen Mittel der vorliegenden Erfindung können mit herkömmlichen pharmazeutischen oder veterinären Formulierungshilfsmitteln formuliert werden, zum Beispiel Stabilisatoren, Antioxidationsmittel, Mittel zur Einstellung der Osmolalität, Puffer, Mittel zur pH-Einstellung etc., und können in einer Form vorliegen, welche geeignet ist zur parenteralen oder enteralen Verabreichung, zum Beispiel eine Injektion oder Infusion, oder zur direkten Verabreichung in eine Körperhöhle, die einen externen Ausführgang aufweist, zum Beispiel der Magen-Darm-Trakt, die Blase und der Uterus. So kann das erfindungsgemäße Mittel in einer herkömmlichen pharmazeutischen Verabreichungsform vorliegen, wie eine Tablette, Kapsel, ein Pulver, eine Lösung, Suspension, Dispersion, ein Sirup, Zäpfchen etc. Jedoch werden Lösungen, Suspensionen und Dispersionen in physiologisch annehmbaren Trägermedien, zum Beispiel Wasser für Injektionen, im allgemeinen bevorzugt.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können daher zur Verabreichung unter Verwendung von physiologisch annehmbaren Trägern oder Excipienten in einer Art und Weise formuliert werden, welche den Fachleuten hinreichend bekannt ist. Zum Beispiel können die Verbindungen, wahlweise unter Zugabe von physiologisch annehmbaren Excipienten, in einem wäßrigen Medium suspendiert oder gelöst werden, wobei die resultierende Lösung oder Suspension dann sterilisiert wird. Geeignete Zusätze schließen zum Beispiel physiologisch biokompatible Puffer (z. B. Tromethaminhydrochlorid), Beimengungen (z. B. 0,01 bis 10 Molprozent) von Chelatoren (wie zum Beispiel DTPA, DTPA- Bisamid oder unkomplexierte Chelatoren der Formel I) oder von Calciumchelat-Komplexen (z. B. Calcium-DTPA, CaNaDTPA-Bisamid, Calciumsalze oder Chelate von Chelatoren der Formel I) oder wahlweise Beimengungen (z. B. 1 bis 50 Molprozent) von Calcium- oder Natriumsalzen (z. B. Calciumchlorid, Calciumascorbat, Calciumgluconat oder Calciumlactat, kombiniert mit Metallchelat-Komplexen erfindungsgemäßer Chelatoren und ähnlicher) ein.
Falls die Verbindungen in Suspensionsform formuliert werden sollen, z. B. in Wasser oder in physiologischer Salzlösung zur oralen Verabreichung, kann eine kleine Menge eines löslichen Chelates mit einem oder mehreren der inaktiven Bestandteile, die traditionell in oralen Lösungen vorhanden sind, und/oder Tensiden und/oder aromatische Verbindungen zum Aromatisieren vermischt werden.
Die bevorzugte Art und Weise zur Verabreichung der erfindungsgemäßen Metallchelate ist parenteral, z. B. die intravenöse oder intraarterielle Verabreichung. Parenteral verabreichbare Formen, z. B. intravenöse Lösungen, sollten steril und frei von physiologisch unannehmbaren Mitteln sein und sollten eine geringe Osmolalität besitzen, um Reizungen oder andere ungünstige Wirkungen bei der Verabreichung zu minimieren, und folglich sollten die Zusammensetzungen vorzugsweise isotonisch oder in geringem Maße hypotonisch sein. Geeignete Vehikel schließen wäßrige Vehikel ein, welche gewöhnlich zur Verabreichung von parenteralen Lösungen verwendet werden, wie Natriumchlorid- Injektion, Ringer-Injektion, Dextrose-Injektion, Dextrose- und Natriumchlorid-Injektion, lactathaltige Ringer-Injektion und andere Lösungen, wie sie beschrieben sind in Remington's Pharmaceutical Sciences, 15. Auflage (1975), Easton: Mack Publishing Co., S. 1405-1412 und 1461-1487; und The National Formulary XIV, 14. Auflage (1975), Washington: American Pharmaceutical Association. Die Lösungen können Konservierungsmittel, antimikrobielle Mittel, Puffer und Antoixidationsmittel, welche herkömmlicherweise für parenterale Lösungen verwendet werden, Excipienten und andere Zusätze enthalten, welche mit den Chelaten kompatibel sind und welche die Herstellung, Lagerung oder Verwendung der Produkte nicht beeinflussen.
Das erfindungsgemäße therapeutische Mittel, falls in einer Lösungs-, Suspensions- oder Dispersionsform vorliegend, enthält im allgemeinen den Chelator oder das Metallchelat in einer Konzentration im Bereich von 0,0001 bis 5,0 Mol pro Liter, vorzugsweise 0,01 bis 0,1 Mol pro Liter. Gegebenenfalls kann das therapeutische Mittel jedoch in einer konzentrierteren Form zur Verdünnung vor der Verabreichung bereitgestellt werden.
Das erfindungsgemäße therapeutische Mittel kann geeigneterweise in Mengen von 10&supmin;² bis 100 umol der Verbindungen pro Kilogramm Körpergewicht verabreicht werden, z. B. etwa 10 umol pro kg Körpergewicht.
Die vorliegende Erfindung wird nun weiter veranschaulicht durch die folgenden nichtbegrenzenden Beispiele und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren, wobei:
Fig. 1 Veränderungen des linksventrikulär entwickelten Drucks (LVDP) in Rattenherzen während einer Hypoxie und Reoxidierung in Gegenwart von MnDPDP (30 uM) veranschaulicht. Der LVDP ist als Prozentsatz der Werte angegeben, welche in dem Kontrollzeitraum erhalten wurden. Mittelwerte ± SD sind angegeben. * Gibt signifikante Unterschiede zwischen den zwei Gruppen an (p < 0,05).
Fig. 2 veranschaulicht die myokardiale Freisetzung von Lactatdehydrogenase (LDH) in Rattenherzen während einer Hypoxie und Reoxidierung in Gegenwart von MnDPDP (30 uM). Die LDH-Freisetzung ist in IU/ml angegeben. Mittelwerte ± SD sind angegeben. * Gibt signifikante Unterschiede zwischen den zwei Gruppen an (p < 0,05).
Fig. 3 zeigt den Infarktgrad in Schweineherzen nach Behandlung mit NaCl.
Fig. 3 zeigt den Infarktgrad in Schweineherzen nach Behandlung mit MnDPDP.

Beispiel 1

Die Schutzwirkung von MnDPDP vor einer myokardialen Verletzung während einer Hypoxie und Reoxidierung wurde ex vivo gezeigt.

Methode:

Isolierte Rattenherzen wurden im Langendorff-Modus bei einer konstanten Durchflußrate (10 ml/min) bei 37ºC perfundiert. Das Perfusionsmedium (Glucose enthaltender Krebs-Henseleit-Bicarbonatpuffer) wurde mit 95% O&sub2; + 5% CO&sub2; während normoxischen Bedingungen und mit 95% N&sub2; + 5% CO&sub2; während einer Hypoxie äquilibriert. Der linksventrikulär (LV) entwickelte Druck (LVDP), ein Hauptindikator der Kontraktionsfunktion, wurde unter Verwendung eines flüssigkeitsgefüllten LV-Ballons gemessen, welcher mit einem Druckwandler und einem Aufzeichnungssystem verbunden war. Die ausströmende Koronarflüssigkeit wurde in Intervallen zur Messung der myokardialen Lactatdehydrogenase (LDH)-Freisetzung durch eine enzymatische Standardtechnik gesammelt.
Der zeitliche Verlauf des Experiments (170 min) beinhaltete: einen Kontrollzeitraum von 0-20 Minuten (20 min normoxische Perfusion); einen hypoxischen Zeitraum von 20-140 Minuten (120 min hypoxische Perfusion); und einen Reoxidierungszeitraum von 140-170 Minuten (30 min normoxische Perfusion). Zwei Versuchgruppen wurden untersucht: (a) eine MnDPDP-Gruppe (n = 3), wobei 30 uM MnDPDP in dem Perfusat während des gesamten hypoxischen Zeitraums zuzüglich während den ersten 10 Minuten der Reoxidierung vorliegen; und (b) eine unbehandelte Kontrollgruppe (n = 3).

Ergebnisse:

Fig. 1 zeigt, daß der LVDP, angegeben als der Prozentsatz der Werte, welche in dem Kontrollzeitraum erhalten wurden, 15 bis 40% höher war, wenn 30 uM MnDPDP während der Hypoxie und Reoxidierung vorhanden waren. Die Unterschiede zwischen den Gruppen waren am Ende der Hypoxie und während den ersten 5 Minuten der Reoxidierung signifikant.
Fig. 2 zeigt, daß MnDPDP die myokardiale LDH-Freisetzung bei der Reoxidierung sehr verringert. Die maximale Freisetzung (Mittelwerte ± SD) nach Wiedereinleitung von O&sub2; betrug 654 ± 268 IU/min (dritte Minute) und 148 ± 108 IU/min (zweite Minute) in der Kontroll- bzw. MnDPDP-Gruppe. Auch die akkumulierte LDH-Freisetzung zeigte ähnliche signifikante Unterschiede: 9505 ± 3562 IU/30 min in den Kontrollherzen und 2887 ± 1461 IU/min in den mit MnDPDP behandelten Herzen.
Eine verbesserte Kontraktionsfunktion während der Hypoxie und Reoxidierung und ein verringerter Enzymverlust bei der Reoxidierung ist ein Hinweis auf einen myokardialen Schutz durch 30 uM MnDPDP während der Hypoxie zuzüglich der Reoxidierung.

Beispiel 2

Methode:

Schweine wurden mit Natriumpentobarbiton, 35 mg/kg intravenös (i.v.), betäubt. Nach dem Intubieren wurde ein Beatmungsgerät verwendet, um die Tiere mit Raumluft, gegebenenfalls supplementiert mit O&sub2; bis zu einer Gesamtkonzentration von 30%, zu beatmen. Die Narkose wurde durch kontinuierliche Infusion von 0,5-5 mg/kg/h Nembutal aufrechterhalten.
Eine Brustkorberöffnung wurde durchgeführt, um das Herz freizulegen, und die Tiere wurden für verschiedene hämodynamische Messungen katheterisiert. Ein Katheder wurde auch in die Jugularvene zur Substanzverabreichung eingeführt. Blutproben wurden in Intervallen während der Präparation für Blutgasmessungen (O&sub2;, CO&sub2;) entnommen.
Nach einer mindestens 30-minütigen Äquilibrierung erhielten die Schweine i.v. 1,5 mg/kg Lidocain, um okklusionsinduzierte Herzrhythmusstörungen zu verringern. 10 Minuten später erhielten die Tiere 10 umol/kg MnDPDP oder ein entsprechendes Volumen von 0,9% NaCl (1 ml/kg). Dreißig Minuten später wurde der linke vordere absteigende Ast der linken Koronararterie (LAD) durch zwei atraumatische Gefäßklemmen verschlossen.
Vierzig Minuten später wurde die LAD durch Entfernen der Klammern wieder perfundiert. Nach weiteren 120 Minuten wurde das Herz entnommen, die Koronararterie wurde wieder verschlossen und das Herz wurde mit fluoreszierenden Mikrokügelchen perfundiert, um den Bereich zu zeigen, für den ein Risiko besteht, d. h. den nichtperfundierten Bereich während der Okklusion. Die Ventrikel wurden in 8-9 Teile geschnitten. Nach einer Tetrazolium-Färbung wurde die Infarktgröße gemessen und als Prozentsatz des Bereiches ausgedrückt, für den ein Risiko besteht.

Ergebnisse:

Typische Ergebnisse sind in den beigefügten Fig. 3 und 4 gezeigt.
Es ist erkennbar, daß die Infarktgröße in den mit 0,9% NaCl behandelten Tieren größer war (ca 45% des Bereiches, für den ein Risiko besteht) (Fig. 3) als in den mit MnDPDDP behandelten Tieren (ca 6% des Bereiches, für den ein Risiko besteht) (Fig. 4). Aus den Fig. 3 und 4 wird deutlich, daß die Manganverbindung MnDPDP (Mangafodipir) unerwarteterweise den Herzmuskel vor den schädlichen Wirkungen einer Okklusion-Reperfusion schützt, wenn sie in das Tier vor der Okklusion der LAD injiziert wird.

Claims

1. Verwenung einer Verbindung der Formel I

oder eines Metallchelates oder Salzes hiervon bei der Herstellung eines therapeutischen Mittels zur Verwendung bei der Behandlung oder Prophylaxe von Zuständen, welche aus dem Vorhandensein freier Radikale im menschlichen oder nicht- menschlichen tierischen Körper resultieren,

(worin in der Formel I

jedes R¹ unabhängig Wasserstoff oder -CH&sub2;COR&sup5; bedeutet;

R&sup5; Hydroxy, wahlweise hydroxyliertes Alkoxy, Amino oder Alkylamido bedeutet;

jedes R² unabhängig eine Gruppe XYR&sup6; bedeutet;

X eine Bindung oder eine C&sub1;&submin;&sub3;-Alkylen- oder -Oxoalkylengruppe bedeutet, wahlweise substituiert durch eine Gruppe R&sup7;;

Y eine Bindung, ein Sauerstoffatom oder eine Gruppe NR&sup6; bedeutet;

R&sup6; ein Wasserstoffatom, eine Gruppe COOR&sup8;, eine Alkyl-, Alkenyl-, Cycloalkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe bedeutet, wahlweise substituiert durch eine oder mehrere Gruppen, gewählt aus COOR&sup8;, CONR&sup8;&sub2;, NR&sup8;&sub2;, OR&sup8;, =NR&sup8;, =O, OP(O), (OR&sup8;)R&sup7; und OSO&sub3;M:

R&sup7; Hydroxy, eine wahlweise hydroxylierte, wahlweise alkoxylierte Alkyl- oder Aminoalkylgruppe;

R&sup8; ein Wasserstoffatom oder eine wahlweise hydroxylierte, wahlweise alkoxylierte Alkylgruppe bedeutet;

M ein Wasserstoffatom oder ein Äquivalent eines physiologisch tolerierbaren Kations ist;

R³ eine C&sub1;&submin;&sub8;-Alkylengrupppe, eine 1,2-Cycloalkylengruppe oder eine 1,2-Arylengruppe bedeutet; und

jedes R&sup4; unabhängig Wasserstoff oder C&sub1;&submin;&sub3;-Alkyl bedeutet).

2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei in Formel I:

R&sup5; Hydroxy, C&sub1;&submin;&sub8;-Alkoxy, Ethylenglykol, Glycerin, Amino oder C&sub1;&submin;&sub8;-Alkylamido ist;

X eine Bindung oder eine Gruppe ist, gewählt aus CH&sub2;, (CH&sub2;)&sub2;, CO, CH&sub2;CO, CH&sub2;CH&sub2;CO oder CH&sub2;COCH&sub2;;

Y eine Bindung ist;

R&sup6; eine mono- oder poly (hydroxy- oder alkoxylierte) Alkylgruppe oder eine Gruppe der Formel OP(O)(OR&sup8;)R&sup7; ist; und

R&sup7; Hydroxy oder eine unsubstituierte Alkyl- oder Aminoalkylgruppe ist.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei in der Formel I, R³ Ethylen ist und jede Gruppe R¹ -CH&sub2;COR&sup5; bedeutet, worin R&sup5; Hydroxy ist.

4. Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Verbindung der Formel I N,N'-Bis-(pyridoxal-5-phosphat)-ethylendiamin-N,N'-diessigsäure ist.

5. Verwendung nach mindestens einem vorangehenden Anspruch, wobei das Metallchelat ein Metallion umfaßt, gewählt aus den Alkali- und Erdalkalimetallen und Metallen mit einer Atomzahl von 22-31, 42, 44 und 58-70.

6. Verwendung nach Anspruch 5, wobei das Metallchelat einen Ka im Bereich von 10&sup9; bis 10²&sup5; besitzt.

7. Verwendung nach Anspruch 5, wobei das Metallchelat einen Ka im Bereich von 10¹² bis 10²² besitzt.

8. Verwendung nach Anspruch 5, wobei das Metallchelat einen Ka-Wert besitzt, welcher um einen Faktor von mindestens 10³ geringer ist als der Ka-Wert des korrespondierenden Eisen (Fe³&spplus;)-Chelates.

9. Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei das Metallion gewählt ist aus Na&spplus;, Mn²&spplus;, Ca²&spplus;, Cu&spplus;, Cu²&spplus;, Mg²&spplus;, Gd³&spplus; und Zn²&spplus;.

10. Verwendung nach mindestens einem vorangehenden Anspruch, wobei die Verbindung das Mangan(II)-chelat von N,N'-Bis-(pyridoxal-5-phosphat)-ethylendiamin-N,N'-diessigsäure ist.

11. Verwendung nach mindestens einem vorangehenden Anspruch, wobei das therapeutische Mittel zur Verwendung bei der Behandlung oder Prophylaxe einer reperfusionsinduzierten Verletzung vorgesehen ist.

12. Verwendung nach Anspruch 11, wobei die Verletzung das Ergebnis einer myocardialen Reperfusion ist.

13. Verwendung nach Anspruch 11, wobei die Verletzung in Verbindung steht mit einer thrombolytischen Behandlung, einem cardiopulmonären Bypass, percutaner transluminaler Coronarangioplastik, oder ein Ergebnis einer cardialen oder Transplantationschirurgie ist.

14. Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das therapeutische Mittel zur Verwendung bei der Behandlung oder Prophylaxe einer strahlungsinduzierten Verletzung vorgesehen ist.

15. Pharmazeutische Zusammensetzung, umfassend eine Verbindung der Formel I oder ein Metallchelat oder Salz hiervon, wie in mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 definiert, zusammen mit einem thrombolytischen Mittel und mindestens einem pharmazeutisch annehmbaren Träger oder Verdünnungsmittel.

16. Packung, enthaltend eine Verbindung der Formel I oder ein Metallchelat oder Salz hiervon, wie in mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 definiert, und separat hiervon ein thrombolytisches Mittel zur gleichzeitigen, separaten oder aufeinanderfolgenden Verwendung während einer thrombolytischen Prozedur.

17. Verwendung einer Verbindung der Formel I oder eines Metallchelates oder Salzes hiervon, wie in mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 definiert, zusammen mit einem thrombolytischen Mittel zur Herstellung eines Arzneimittels zur Verwendung während einer thrombolytischen Prozedur.