Pharmazeutische Zubereitungen und Arzneistoffe zur Prävention und Behandlung endothelialer Dysfunktion

Beschreibung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die hier vorgelegte Erfindung betrifft die Verwendung von stickstoffmonoxidfreisetzenden und/oder -übertragenden Verbindungen, von Stimulatoren der endogenen Stickstoffmonoxidbildung sowie von Stimulatoren der Guanylatzyklase zur Prävention, Behandlung und Beseitigung endothelialer Dysfunktionen sowie von Erkrankungen, welche durch endotheliale Dysfunktionen hervorgerufen werden oder mit diesen einhergehen. Erfindungsgemäß wird gleichzeitig die Bereitstellung von pharmazeutischen Zubereitungen für die benannten Indikationen ermöglicht.

Bekannter technischer Hintergrund

Organische Salpetersäureester wie Glyceroltrinitrat (GTN) (Murrel, Lancet: 80, 113, 151 (1879)), Pentaerythrityltetranitrat (PETN) (Risemann et al., Circulation, Vol. XVII ,22 (1958), US-PS 2 370 437), Isosorbid-5-mononitrat (ISMN) (DE-OS 22 21 080, DE-OS 27 51 934, DE-OS 30 28 873, DE-PS 29 03 927, DE-OS 31 02 947, DE-OS 31 24 410, , EP-PS 45 076, EP-PS 57 847, EP-PS 59 664, EP-PS 64 194,

EP-PS 67 964, EP-PS 143 507, US-PS 3 886 186, US-PS 4 065 488, US-PS 4 417 065, US-PS 4 431 829), Isosorbiddinitrat (ISDN) (L. Goldberg, Acta Physiolog.Scand. 15, 173 (1948)), Propatylnitrat (Medard, Mem. Poudres 35: 113 (1953)), Trolnitrat (FR-PS 984 523) oder Nicorandil (US-PS 4 200 640) und ähnliche Verbindungen sind Vasodilatatoren, die zum Teil seit Jahrzehnten schwerpunktmäßig bei der Indikation Angina pectoris bzw. ischämischer Herzkrankheit (IHK) breitesten therapeutischen Einsatz finden (Nitrangin®, Pentalong®, Monolong®, Isoket®, Elantan® u.a.). Vergleichbare und verbesserte pharmakologische Wirksamkeit beim Einsatz in den vorstehend genannten Indikationsgebieten weisen organische Nitrate neueren Typs wie beispielsweise SPM 3672 (N-[3-Nitratoρivaloyl]-L-cystein-ethylester) (US-PS 5 284 872) sowie dessen Derivate auf Auch die Verwendung von organischen Nitriten wie Isoamylnitrit als Koronardilatatoren ist seit langem bekannt (Brunton, Lancet: 97 (1867)). Andere stickstoffmonoxidfreisetzende bzw. -übertragende Verbindungen wie beispielsweise Thionitrite, Thionitrate, S- Nitrosothiole oder Nitrosoproteine (Harrison et al., Circulation 87: 1461-1467 (1993))

sowie substituierte Furoxane (l,2,5-Oxadiazol-2-oxide, Furazan-N-Oxide) (Feelisch et al., Biochem. Pharmacol. 44: 1149-1157 (1992) oder substituierte Sydnonimine, insbesondere Molsidomin (DE-AS 16 95 897, DE-AS 25 32 124, DD-PS 244 980) sind gleichfalls als potente Koronardilatatoren beschrieben. Alle diese Substanzen vermögen selbst oder in Form ihrer pharmakologisch aktiven Metaboliten, z.B. die Molsidomin-Metaboliten "SIN 1 " und "SIN-1 A" (Noack, Nitroglycerin VII, Walter de Gruyter & Co., Berlin 1991, 23-28) sowie deren Derivate und Strukturanaloga (Noack und Feelisch , Molecular mechanism of nitrovascular bioactivation; in "Endothelial Mechanisms of Vasomotor Control" (Hrsgb. Drexler et al.), pp. 37-50, Steinkopff Verlag, Darmstadt, F.R.G (1991)), in vivo Stickstoffmonoxid zu liberieren oder zu übertragen.

Die galenische Verarbeitung der organischen Nitrate bzw. Nitrite sowie anderer stickstoffmonoxidliberierender oder -übertragender Verbindungen zu pharmazeutischen Zubereitungen zur Behandlung von Angina pectoris bzw. der ischämischen Herzkrankheit sind allgemein bekannt. Sie erfolgt nach den dem pharmazeutischen Fachmann allgemein geläufigen Arbeitsweisen und -regeln, wobei sich die Auswahl der anzuwendenden Technologien und eingesetzten galenischen Hilfsstoffe in erster Linie nach dem zu verarbeitenden Wirkstoff richtet. Hierbei sind Fragen seiner chemisch-physikalischen Eigenschaften, der gewählten Applikationsform, der gewünschten Wirkungsdauer sowie der Vermeidung von Arzneistoff-Hilfsstoff-Inkompatibilitäten von besonderer Bedeutung. Für Arzneimittel mit der Indikation Angina pectoris bzw. ischämischer Herzkrankheit ist vor allem die perorale, parenterale, sublinguale oder transdermale Applikation in Form von Tabletten, Dragees, Kapseln, Lösungen, Sprays oder Pflastern beschrieben (DD-PS 293 492, DE-AS 26 23 800, DE-OS 33 25 652, DE-OS 33 28 094, DE-PS 40 07 705, DE-OS 40 38 203, JP-Anmeldung 59/10513 (1982)).

Neben den langjährig bekannten Anwendungen nitrosierend wirkender Substanzen ist deren Verwendung zur Behandlung und Prävention von Erkrankungen beschrieben, welche ihre Ursache in pathologisch erhöhten Konzentrationen schwefelhaltiger Aminosäuren in Körperflüssigkeiten haben. Diese Krankheitszustände, hervorgerufen durch angeborene oder erworbene Defekte im Metabolismus dieser Aminosäuren und die durch erhöhte Blut- und Urinkonzentrationen besagter Aminosäuren (Homocystinurie) charakterisiert sind, werden unter dem Begriff Homocysteinämie zusammengefaßt (WO 92/18002).

Die antiischämische Wirksamkeit der organischen Nitrate und der anderen vorstehend benannten Substanzklassen wird über hämodynamische Effekte, insbesondere einen herzentlastenden Effekt, erklärt, der zu einer Einsparung des Sauerstoffverbrauches des Herzens führt bzw. das bei der IHK vorhandene Mißverhältnis zwischen O ₂ -Angebot und - Bedarf korrigiert. Ursache ist eine bevorzugte Erweiterung der venösen Kapazitätsgefäße

(venöses Pooling) bzw. Vorlastsenkung und eine direkte koronardilatatorische Wirkung insbesondere im Bereich von Koronarstenosen. Hierdurch wird möglicherweise gerade die poststenotische Minderperfusion günstig beeinflusst (positiver Steal-Effekt), da die organi¬ schen Nitrate in atherosklerotischen Gefäßarealen offensichtlich potenter wirken als in gesunden Gefäßabschnitten (Kojda et al., Endothelium 1 (Suppl.): Abstr. 299, p. s76 (1993)), insbesondere im Bereich von Koronarstenosen. Vermittelt wird dieser rein hämodynamische Effekt durch radikalisches Stickstoffmonoxid, NO-, das einheitlich aus allen Nitrovasodilatatoren trotz der sehr unterschiedlichen chemischen Struktur der Verbindungen freigesetzt wird. Die Bioaktivierungswege, die letztendlich zur Bereitstellung von NO- vor Ort, also in der Endothelzelle und glatten Muskelzelle des Gefäßes fuhren, sind allerdings sehr unterschiedlich (Noack und Feelisch , Molecular mechanism of nitrovascular bioactivation; in "Endothelial Mechanisms of Vasomotor Control" (Hrsgb. Drexler et al.), pp. 37-50, Steinkopff Verlag, Darmstadt, F.R.G.(1991)). Dies konnte durch direkte NO- Messung mittels unterschiedlicher Techniken in den letzten Jahren zweifelsfrei geklärt werden (Methode Noack et al., Neuroprotocols 1 : 133-139 (1992)). NO wirkt dadurch vasodilatatorisch, daß es die lösliche Guanylatzyklase aktiviert. Dadurch wird die Bildung von cGMP aus GTP stimuliert. cGMP führt seinerseits zu diversen

Phosphorylierungsreaktionen (z.B. an Proteinkinasen), die die intrazelluläre Ca-Speicherung fördern (Karczewski et al., Z. Kardiol. 79 (Suppl. 1): 212 (1990)). Durch das Absinken des intrazellulären freien Ca ²⁺ -Spiegels kommt es dann zur Relaxation. Seit dem Jahre 1987 weiß man, daß der Endothelium derived relaxing factor (EDRF) mit NO oder einer NO- haltigen Substanz identisch ist (Palmer et al., Nature, 327: 524-526 (1987); Ignarro et al., Proc. Natl. Acad. Sei. 84: 9265-9269 (1987)) und eine wichtige Bedeutung für die lokale Durchblutung hat.

Die Endothelzellen bilden im Bereich der Innenwand der Blutgefäße einen lückenlosen Monolayer. Dadurch ergibt sich für den erwachsenen Menschen eine Gesamtoberfläche von ca. 800 m ² mit einem Eigengewicht, das mit 1,5 bis 2 kg demjenigen der menschlichen Leber entspricht. Die von den Endothelzellen ausgeübten Funktionen betreffen aus heutiger Sicht zweierlei: eine mechanische und eine funktionelle. Zum einen üben sie eine Art Barrierefunktion aus, mit dem das Eindringen von Blutbestandteilen wie z.B. von Low- density-Lipoproteine (LDL) in die lumennahe Gefäßwand (Intima) verhindert werden soll. Zum anderen besitzen sie eine endokrine Funktion. Durch unterschiedliche Stimuli kommt es zur vermehrten Synthese von bioaktiven Stoffen wie von EDRF/NO und Prostaglandin-I ₂ (PGI ₂ ), mit denen die Funktion der strömenden Zellen (Pohl und Busse, Eur. Heart J.: 11 (Suppl. B) 35-42 (1990)), die regionale Hämodynamik (Furchgott, Circ. Res. 53: 557-573 (1983)) und der strukturelle Aufbau der Gefäßwand (Di Corleto, Exp. Cell Res. 153: 167- 172 (1984)) fundamental beinflußt werden. Damit erklärt sich zugleich zwanglos, daß es bei einer Schädigung des Endothels, aus welcher Ursache auch immer (Endothelschäden durch

Hypercholesterinämie (T.J. Verbeuren et al., Circ. Res. 58: 552-564 (1986), Endothelschäden in der Postinfarktphase (M.R. Sigreid et al., Circ. 86 (Suppl.1): 21 (1992)), zu einer pathologischen Beeinflussung der endothelialen Funktion kommt, die unterschiedliche Folgen haben kann. Dazu zählen eine regionale Vasokonstriktion bzw. ein Vasospasmus und Umbau- bzw. Wachstumsprozesse in der Gefäßwand, die als initiale Prozesse der Atherogenese angesehen werden.

Die endotheliale Dysfunktion ist allgemein durch eine Einschränkung oder einen Verlust der endothelvermittelten physiologischen Vasodilatation charakterisiert. Gleichzeitig ist eine Herabsetzung oder Aufhebung der NO-vermittelten Gefäßrelaxation, des durch NO vermittelten Gefäßschutzes und der durch NO unterdrückten Wachstumsvorgänge in der Intima und Media zu beobachten. Die endotheliale Dysfunktion ist ferner gekennzeichnet durch proliferative Prozesse in der Gefäßwand infolge erhöhter Mitogenese, eine erhöhte endotheliale Adhäsion und Migration von Leukozyten und Makrophagen sowie eine vermehrte Oxydation der Low-density-Lipoproteine (LDL), die endothelschädigend sind. Sie wird regelmäßig bei pathophysiologischen Zuständen im Rahmen der Atherosklerose, Hypertonie, Hypercholesterinämie, des Diabetes mellitus und der Herzinsuffizienz beobachtet (Creager et al., J. Clin. Invest. 86: 228-234 (1990); Linder et al., Circulation 81 : 1762-1769 (1990); Zeiher et al., Circulation 83: 391-401 (1991)). Ebenso sind Hypoxie und geringe Scherkräfte Auslösemomente für eine endotheliale Dysfunktion. Sie führt u.a. dazu, daß vasoaktive Stoffe wie Acetylcholin oder Serotonin, die normalerweise eine Vasorelaxation hervorrufen, wegen ihrer direkten vasokonstriktorischen Effekte an der glatten Gefäßmuskulatur eine Vasokonstriktion bewirken, die das Krankheitsbild negativ beeinflussen (Golino et al., N. Engl. J. Med. 324: 641-648 (1991)). Die physiologische vasomotorische Regulation ist also bei endothelialer Dysfunktion nicht nur gestört sondern ins Gegenteil verkehrt. Noch ausgeprägter sind diese Veränderungen bei atherosklerotischem Umbau der Gefäßinnenwand (Ludmer et al., N. Engl. J. Med. 315: 1046-1051 (1986)).

Das Endothel trägt mit seiner autokrinen und parakrinen Aktivität nicht nur zur

Gesunderhaltung der Wand des Blutgefäßes bei, sondern beeinflußt auch die Wirkung exogener NO-Liberatoren wie PETN oder GTN dadurch, daß es selbst EDRF/NO bildet. Entfernt man das Endothel z.B. auf mechanischem Wege von der Arterienwand (bei invasiver Katetherdiagnostik oder extrakorporal an isolierten Gefäßsegmenten) oder supprimiert man die endotheliale NO-Bildung durch spezifische Inhibitoren, so wird die vasodilatatorische Wirkung von Nitrovasodilatatoren wie GTN oder PETN verstärkt (Busse et al., Cardiovasc. Pharmacol. 14 (Suppl. 11): S81-S85 (1989); Kojda et al., J. Vase. Res. 29: 151 (1992A)). Pharmakologische Inhibierung der endothelialen NO-Synthese führt zum gleichen Effekt an Koronarvenen (Kojda et al., Naunyn-Schmiedeberg ^, Arch. Pharmacol.

346: R35 (1992B)). Es ist bekannt, daß die Wirkung von Calziumantagonisten, insbesondere solcher vom 1,4-Dihydropyridintyp (DHP's) nach Entfernung des Endothels abgeschwächt ist (Kojda et al., Bas. Res. Cardiol. 86: 254-256 (1991)). Weitere Untersuchungen zeigten, daß diese Substanzen wahrscheinlich Stimulatoren der endothelialen NO-Bildung und -Freisetzung sind (Günther et al., Basic Res. Cardiol. 87: 452-460 (1992)). Ebenso entfalten Kinine wie Bradykinin ihre biologische Wirksamkeit über die vermehrte endotheliale Bildung und Freisetzung von EDRF/NO (V.A. Briner et al., Am. J. Physiol. 264: F322-F327 (1993); Keim et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 154: 236-244 (1988)).

Darlegung der Erfindung

Endotheliale Dysfunktionen werden heute als Auslöser häufiger und pathophysiologisch bedeutungsvoller Herz- und Kreislauferkrankungen wie der Atherosklerose angesehen. Prävention, Behandlung und Beseitigung dieser Dysfunktionen und damit einhergehender oder durch sie hervorgerufener Erkrankungen stellen daher wichtige therapeutische Notwendigkeiten dar.

Es wurde nun gefunden, daß die Verwendung von stickstoffmonoxidfreisetzenden und/oder -übertragenden Verbindungen, von Stimulatoren der endogenen Stickstoffmonoxidbildung sowie von Stimulatoren der Guanylatzyklase, insbesondere von Stimulatoren der löslichen Guanylatzyklase, zur Prävention, Behandlung und Beseitigung endothelialer Dysfunktionen sowie von mit diesen Dysfunktionen einhergehenden und/oder durch sie hervorgerufenen Erkrankungen geeignet ist. Diese endothelialen Dysfunktionen und Erkrankungen sind vor allem Endothelschäden durch Hypercholesterinämie, Endothelschäden durch Hypoxie, Endothelschäden durch mechanische und chemische Noxen, insbesondere bei und nach medikamentöser und mechanischer Wiederöffnung stenosierter Gefäße z.B. nach perkutaner transluminaler Angiographie (PTA) und perkutaner transluminaler Koronarangiographie (PTCA), Endothelschäden in der Postinfarktphase (endotheliale Dysfunktion bei Reperfüsion), endothelial vermittelte Reokklusion nach Bypass-Operation, Durchblutungsstörungen peripherer Arterien sowie Herz- und Kreislauferkrankungen wie Atherosklerose, Hypertonie, inklusive pulmonaler und portaler Hypertonie, hypertone Herzkrankheit, diabetische Mikro- und Makroangiopathie, koronare Herzkrankheit, Herzinsuffizienz oder andere Erkrankungen, die kausal auf endothelialen Dysfunktionen beruhen.

Stickstoffmonoxidfreisetzende und/oder -übertragende Verbindungen, Stimulatoren der endogenen Stickstoffmonoxidbildung sowie Stimulatoren der Guanylatzyklase im Sinne

dieser Erfindung sind unter anderem direkt oder indirekt auf die Guanylatzyklase wirkende Verbindungen, wobei als indirekte Stimulatoren der Guanylatzklase Verbindungen aufgefaßt werden, welche Stimulatoren der Guanylatzyklase freizusetzen vermögen oder deren enzymwirksame Konzentration anderweitig erhöhen und/oder gegenüber Inhibitoren der Guanylatzyklase antagonistisch wirken oder deren enzymwirksame Konzentration anderweitig erniedrigen. Als indirekte Stimulatoren der Guanylatzklase gelangen unter anderem Verbindungen zum Einsatz, die geeignet sind, die endogene NO-Bildung oder - Freisetzung zu steigern wie Kalziumantagonisten, insbesondere solche vom 1,4-Dihydropyridintyp, beispielsweise Nifedipin, Felodipin, Nimodipin, Amlodipin und andere. Ebenso geeignet ist der Einsatz von Verbindungen, welche den endothelialen Kiningehalt zu erhöhen vermögen. Vor allem sind dies Stimulatoren der Kininrezeptoren wie Kinine oder analog wirkende Substanzen, Stimulatoren der endothelialen Kininbildung sowie Inhibitoren des Kininabbaus, insbesondere Inhibitoren des Angiotensin-Converting- Enzyms (ACE-Hemmer) wie Captopril, Enalapril, Moexipril, Ramipril und verwandte Wirkstoffe. Die Verwendung von Verbindungen, welche ihre Wirkung allgemein durch

Freisetzung und/oder Übertragung endogenen oder exogen Stickstoffmonoxids entfalten, ist die besonders bevorzugte Ausführungsform vorliegender Erfindung. Speziell in Betracht kommende Substanzklassen und Verbindungen sind hierbei organische Nitrate, insbesondere Glyceroltrinitrat, Pentaerythrityltetranitrat, Isosorbid-5-mononitrat, Isosorbiddinitrat, Mannitolhexanitrat, Inositolhexanitrat, Propatylnitrat, Trolnitrat,

Nicorandil, neuere Nitrate wie SPM 3672 sowie deren physiologisch verträgliche Derivate, organische Nitrite wie Isoamylnitrit, Thionitrite, Thionitrate, S-Nitrosothiole wie S-Nitroso- N-acetyl-D,L-penicillamin, Nitrosoproteine, stickstoffmonoxidliberierende Furoxanderivate, stickstoffmonoxidliberierende Sydnoniminderivate, insbesondere Molsidomin, Mesocarb sowie deren Analoga, Nitrosylkomplexverbindungen, insbesonder Eisen-

Nitrosylverbindungen wie Nitroprussid-Natrium sowie Stickstoffmonoxid selbst. Da die Stickstoffmonoxidfreisetzung und/oder -Übertragung hierbei in vivo oftmals über pharmakologisch aktive Metaboliten erfolgt, sind diese grundsätzlich ebenso geeignet im Sinne der vorliegenden Erfindung verwendet zu werden. Gleichzeitig ist die Verwendung von physiologisch verträglichen Derivaten aller vorstehend benannten Verbindungen möglich. Vor allem gebräuchliche Additionsverbindungen, Salze oder enzymatisch bzw. hydrolytisch spaltbare Verbindungen wie Ester, Amide und ähnliche stellen mögliche Variationen dar. Die Auswahl des jeweiligen Wirkstoffes richtet sich nach allgemeinen pharmakologischen Grundsätzen und den therapeutischen Erfordernissen, welche dem Fachmann geläufig sind. Weiterhin sind neben dem gewünschten pharmakologischen Effekt der Gesundheitszustand, das Krankheitsstadium, die physische Kondition, die bekannten Wirkungen und Nebenwirkungen, Gegenanzeigen, die Behandlungshäufigkeit, die Anwendungsdauer, Arzneimittelinteraktionen sowie parallele Arzneimittelanwendungen zu berücksichtigen.

Die Dosierung erfolgt in jeweils therapeutischen Dosen, die sich an denen orientieren, in welchen die jeweiligen Wirkstoffe bereits für bekannte Indikationen verwendet werden. Die tägliche Gesamtdosis kann wirkstoffabhängig bis zu 500 mg betragen. Im allgemeinen werden Tagesdosen bis zu 350 mg ausreichend sein. Dosierung und Dosierungsintervall sind so zu wählen, daß möglichst konstante therapeutische Plasmaspiegel aufgebaut werden. Die erfindungsgemäß eingesetzten Verbindungen können selbst oder als Teil einer galenischen Präparation, als Einzelwirkstoff oder in Kombination miteinander bzw. mit bekannten Herz-/ Kreislauftherapeutika, beispielsweise ACE-Hemmern, Antiatherosklerotika, Antihypertensiva, Betabiockern, Cholesterinsenkern, Diuretika, Kalziumantagonisten, Koronardilatatoren, Lipidsenkern, periphere Vasodilatatoren, Thrombozyten-Aggregationshemmern oder anderen, ebenfalls als Herz-/ Kreislauftherapeutika eingesetzten Substanzen, kombiniert, ihrer Verwendung zugeführt werden. Die Bereitstellung von galenischen Zubereitungen erfolgt dabei nach den dem pharmazeutischen Fachmann allgemein geläufigen Arbeitsweisen und -regeln, wobei sich die Auswahl der anzuwendenden Technologien und eingesetzten galenischen Hilfsstoffe in erster Linie nach dem zu verarbeitenten Wirkstoff richtet. Hierbei sind Fragen seiner chemisch-physikalischen Eigenschaften, der gewählten Applikationsform, der gewünschten Wirkungsdauer, des Wirkungsortes sowie der Vermeidung von Arzneistoff-Hilfsstoff- Inkompatibilitäten von besonderer Bedeutung. Es obliegt daher dem Fachmann anhand bekannter Stoff- und Verfahrensparameter in an sich trivialer Weise Arzneiform, Hilfsstoffe und Herstellungstechnologie auszuwählen. Die betreffende Arzneiform soll dabei so ausgestaltet sein, daß sie zur Erzielung konstanter therapeutischer Plasmaspiegel, den jeweiligen Wirkstoff in einer Menge enthält, welche es ermöglicht, die Tagesdosis bei freisetzungsgesteuerten Systemen auf 1 bis 2 und bei anderen Arzneiformen auf bis zu 10 Einzeldosen zu verteilen. Ebenso geeignet ist eine kontinuierliche Applikation mittels Langzeitinfusion.

Erfindungsgemäß können die benannten Verbindungen vor allem oral, intravenös, parenteral, sublingual oder transdermal appliziert werden. Die jeweilige Arzneizubereitung wird bevorzugt in flüssiger oder fester Form bereitgestellt. Hierfür geeignet sind Lösungen, insbesondere zur Zubereitung von Tropfen, Injektionen oder Aerosolsprays, desweiteren Suspensionen, Emulsionen, Sirupe, Tabletten, Filmtabletten, Dragees, Kapseln, Pellets, Pulver, Pastillen, Implantate, Suppositorien, Cremes, Gele, Salben, Pflaster oder andere transdermale Systeme. Die pharmazeutischen Zubereitungen enthalten übliche galenisch einsetzbare, organische oder anorganische Träger- und Hilfsstoffe, welche selbst gegenüber den jeweiligen Wirkstoffen chemisch indifferent sind. Geeignet hierfür sind, ohne darauf beschränkt zu sein, Wasser, Salzlösungen, Alkohole, Pflanzenöle, Polyethylenglycole, Gelatine, Laktose,

95/26725

Amylose, Magnesiumstearat, Talkum, hochdisperses Siliziumdioxid, Paraffin, Fettsäuremono- und diglyceride, Cellulosederivate, Polyvinylpyrrolidon und ähnliche. Die Zubereitung kann sterilisiert und, wenn notwendig, mit Hifsstoffen wie Füllmitteln, Bindemitteln, Gleit-, Formentrenn-, Schmier-, Zerfalls-, Feuchthalte-, Adsorbtions- oder Gegensprengmitteln, Konservierungsstoffen, Stabilisatoren, Emulgatoren, Lösungsvermittlern, Salzen zur Beeinflussung des osmotischen Drucks, Pufferlösungen, Färb-, Duft-, Aroma- oder Süßstoffen versetzt sein. Der pharmazeutischen Fachmann wird anhand bekannter Stoffparameter eine geeignete Auswahl zur Vermeidung von Arzneistoff- Hilfsstoff-Inkompatibilitäten treffen.

Mit der dargelegten Erfindung wird eine neue therapeutische Möglichkeit eröffnet, pathologischen Situationen, die wie die Hypoxie, hohe Serumcholesterolspiegel, erhöhter Blutdruck, Diabetes, poststenotische Reperfusion z.B. bei Myokardinfarkt und mechan. und ehem. Noxen, u.a., die eine endotheliale Dysfunktion fördern, entgegenzuwirken bzw. die Entstehung einer endothelialen Dysfunktion gänzlich zu verhindern. Die therapeutische Anwendung geeigneter Verbindungen, gleichgültig in welcher galenischen Präparation, erlaubt daher wie ausgeführt erstmals die Prävention und aktuelle Therapie von Herz- und Gefäßerkrankungen dieser Ätiologie wie beispielsweise der Atherosklerose und der daraus resultierenden Folgekrankheiten. Hierzu zählen die koronare Herzkrankheit, Gefäßstenosen und Durchblutungsstörungen der peripheren Arterien, Mikro- und Makroangiopathien im Rahmen des Diabetes mellitus etc. Überraschenderweise zeigen die oben gekennzeichneten Verbindungen eine eigenständige endothelschützende Wirkung, die unabhängig von den bisher bekannten, insbesondere den rein hämodynamischen und antiischämischen Eigenschaften z.B. der organischen Nitrate oder deren Wirksamkeit bei Hypercysteinämie, ist. Ihr Einsatz vermag daher diese pathologischen Vorgänge zum Stillstand zu bringen oder sie sogar rückgängig zu machen, solange sie noch nicht irreversibel sind. Es handelt sich dabei also um eine unerwartete, neuartige Wirkungskomponente, die bisher nicht beschrieben wurde und in dieser Form auch nicht zu erwarten war.

Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung hinsichtlich ihres Wesens und ihrer Ausführung näher erläutern, ohne sie jedoch in ihrem Umfang zu beschränken.

Ausfuhrungsbeispiele

Beispiel 1

Experimente an einem pharmakologischen in vivo-Modell (Neuseeländer-Kaninchen)

Cholesterolfütterung ist im Tierexperiment geeignet, innerhalb von Wochen bis Monaten eine endotheliale Dysfunktion zu erzeugen, die es erlaubt, Einflüsse von Pharmaka zu untersuchen und zu quantifizieren (Jayakody et al., Can. J. Physiol. Pharmacol. 63: 1206- 1209 (1985); Verbeuren et al., Circ. Res. 58: 552-564 (1986); Freiman et al, Circ. Res. 58: 783-789 (1986)).

Gruppen von jeweils 9 weiblichen Neuseelandkaninchen wurden mit einer Standardkost oder einer cholesterinangereicherten (0,75%) Kost (40 g/kg/Tag) über einen Zeitraum von 15 Wochen gefüttert. Die Cholesterinfütterung führte zu einer Erhöhung der Plasmaspiegel von 69,8 + 10,4 auf 907,1 + 85,5 mg/dl und rief atherosklerotische Läsionen im Bereich der Aorta hervor, die nach Färbung mit Sudan IV mittels computerunterstützter Laser- Scanning-Technik quantifiziert wurden. Die aortalen Veränderungen umfaßten am Aortenbogen eine Fläche von 73,3 + 1,9 %, an der Thorakalaorta eine solche von 46,3 ± 2,5% und im Bereich der Abdominalaorta 49,6 + 3,5% (Abb. 2, Kontrolle).

Beispiel 2

Die atherosklerotisch geschädigten Gefäße zeigten auf Phenylephrin eine unveränderte Kontraktionsbereitschaft, die endothelvermittelte Vasorelaxation nach Gabe von 1 μM Acetylcholin war im Vergleich zu den Kontrollen (Standarddiät) jedoch in ihrer Funktion in einer Weise verändert, die am besten als endotheliale Dysfunktion beschrieben werden kann. Die Segmente der thorakalen Aorta der cholesterolgefütterten Tiere (+) zeigen eine signifikant schwächere Empfindlichkeit gegenüber Acetylcholin als die Aortensegmente der Kontrolltiere (Abb. 1). Der Grad der gemessenen endothelialen Dysfunktion korrelierte direkt mit der jeweiligen Schwere der atherosklerotischen Läsionen (r = 0.67, p < 0.0001) (Abb. 3). Diese Daten belegen, daß sich nach Fütterung mit Cholesterol eine endotheliale Dysfunktion entwickelte.

Beispiel 3

Zwei weitere Kollektive von je neun weißen Neuseeländer Kaninchen erhielten zusätzlich Pentaerythrityltetranitrat (PETN) (6 mg/kg/Tag), wobei das Pharmon in das Pressfutter eingearbeitet wurde.Bei den gleichzeitig mit PETN behandelten Tieren kam es zu einer signifikanten Reduktion der atherosklerotischen Läsionen. Das Ausmaß dieser Läsionen

wurde entsprechend Beispiel 1 bestimmt. Es fand sich ein signifikant verminderter Anteil atherosklerotischer Schäden in allen Teilen der Aorta (Aortenbogen: 58,6 ± 2,1%, Thorakalaorta 34,7 ± 2,0% und Abdominalaorta 39,3 ± 3,1%) (Abb. 2).

Beispiel 4

Gleichfalls war nach PETN-Fütterung kein signifikanter Unterschied bei der maximalen (1 μM Acetylcholin) endothelvermittelten Relaxation mehr im Vergleich zu den nicht mit Cholesterol gefütterten Tieren (endotheliale Dysfunktion) zu beobachten, so daß diese Ergebnisse einen eindeutigen protektiven Effekt des Nitrovasodilatators PETN aufzeigen, da dieser eine endotheliale Dysfunktion im Sinne der hier vorgelegten Erfindung verhinderte (Abb. 3 und 4; Tabelle 1).

Der Vergleich zwischen Abbildung 3 und 4 zeigt, daß PETN das Ausmaß atherosklerotischen Läsionen verringern und die Endothelfunktion verbessern kann. Der schlechtere Korrelationskoeffizient in der PETN-Gruppe weist daraufhin, daß PETN ebenfalls zu einer Dissoziation der engen Beziehung zwischen atherosklerotischen Läsionen und der Endothelfunktion führt.

Tabelle 1 zeigt den Einfluß von PETN (6mg/kg/Tag) auf die Entwicklung der endothelialen Dysfunktion in der thorakalen Aorta weißer Neuseeländer Kaninchen, die durch Fütterung mit einer Cholesterol-Diät (0,75%; 15 Wochen) induziert wurde. Die Wirkstärke des endothelabhängigen Vasodilatators Acetylcholin ist ausgedrückt als die Konzentration (in - logM; pD2-Wert), die bei kumulativer Gabe die Hälfte der Wirkung des Vasokonstriktors Phenylephrin antagonisierte (je höher dieser Wert, umso stärker die Wirkung von

Acetylcholin). Die maximale diktatorische Wirkung ist ausgedrückt als der Prozentsatz der Wirkung des Vasokonstriktors Phenylephrin, der bei der maximal wirksamen Konzentration von Acetylcholin (1 μM) antagonisiert wurde. Die durch alleinige Cholesterolfütterung (Kontrolle) induzierte endotheliale Dysfunktion ist erkennbar an der signifikant reduzierten Wirkstärke und Maximalwirkung von Acetylcholin (*, p < 0,05). Bei gleichzeitiger

Fütterung von PETN lassen sich die Unterschiede nicht mehr nachweisen. Darüber hinaus verbessert PETN signifikant (#, p < 0,05) die Wirkstärke von Acetylcholin und damit die Endothelfunktion nach Cholesterolfütterung, während es nach Standardfütterung zu einer signifikanten Verschlechterung der Endothelfunktion kommt. Insgesamt zeigt dies den protektiven Effekt von PETN auf die Endothelfunktion bei experimentell induzierter

Atherosklerose auf. Die Resorption und das Anfluten von PETN im Plasma läßt sich auch 24 h nach der letzten Fütterung der Tiere anhand der gemessenen Konzentrationen des Metaboliten Pentaerythritylmononitrat (PEMN) im Plasma demonstrieren (Abb. 5).

Tabelle 1 :

Kontrolle PETN

Standard Cholesterol Standard Cholesterol

Wirkstärke vonAcetylcholin 6,91 ± 0,02 6,12 ± 0,05* 6,62 ± 0,06# 6,47 ± 0,13# [pD ₂ -Werte]

max. diktatorische Wirkung 84,8 ± 1,2 60,7 ± 8,5* 74,7 ± 4,9* 65,0 ± 4,7 von Acetylcholin [%]

Beispiel 5

Eine typische Tablette hat die Zusammensetzung:

Pentaerythrityltetranitrat ISIS PHARMA 20 mg

Laktose DAB 10 137 mg

Kartoffelstärke DAB 10 80 mg

Gelatine DAB 10 3 mg

Talkum DAB 10 22 mg

Magnesiumstearat DAB 10 5 mg

Siliziumdioxid, hochdispers DAB 10 6 mg

273 mg

Beispiel 6

Eine Tablette mit einem Gehalt von 20 mg Pentaerythrityltrinitrat (PETriN) hat die Zusammensetzung:

PETriN 20 mg

Laktose . DAB 10 137 mg

Kartoffelstärke DAB 10 80 mg

Gelatine DAB 10 3 mg Talkum DAB 10 22 mg

Magnesiumstearat DAB 10 5 mg

Siliziumdioxid, hochdispers DAB 10 6 mg

273 mg

Beispiel 7

Eine Tablette mit einem Gehalt von 20 mg Pentaerythrityldinitrat (PEDN) hat die Zusammensetzung:

PEDN 20 mg

Laktose DAB 10 137 mg

Kartoffelstärke DAB 10 80 mg G Geellaattiinnee D DAABB 1100 3 mg

Talkum DAB 10 22 mg

Magnesiumstearat DAB 10 5 mg

Siliziumdioxid, hochdispers DAB 10 6 mg

273 mg

Beispiel 8

Eine Tablette mit einem Gehalt von 20 mg Erythrityltetranitrat (ETN) hat die Zusammensetzung:

ETN 20 mg

Laktose DAB 10 137 mg

Kartoffelstärke DAB 10 80 mg

Gelatine DAB 10 3 mg

Talkum DAB 10 22 mg

Magnesiumstearat DAB 10 5 mg

Siliziumdioxid, hochdispers DAB 10 6 mg

273 mg

Beispiel 9

Eine Tablette mit einem Gehalt von 20 mg Isosorbidmononitrat (ISMN) hat die Zusammensetzung:

ISMN 20 mg

Laktose DAB 10 137 mg

Kartoffelstärke DAB 10 80 mg

Gelatine DAB 10 3 mg

Talkum DAB 10 22 mg

Magnesiumstearat DAB 10 5 mg

Siliziumdioxid, hochdispers DAB 10 6 mg

273 mg

Beispiel 10

Eine Tablette mit einem Gehalt von 20 mg Isosorbiddinitrat (ISDN) hat die Zusammensetzung :

ISDN 20 mg

Laktose DAB 10 137 mg

Kartoffelstärke DAB 10 80 mg

Gelatine DAB 10 3 mg

Talkum DAB 10 22 mg

Magnesiumstearat DAB 10 5 mg

Siliziumdioxid, hochdispers DAB 10 6 mg

273 mg

Beispiel 11

Eine Tablette mit einem Gehalt von 40 mg Pentaerythrityltetranitrat (PETN) und 40 mg Propranolohydrochlorid hat die Zusammensetzung:

PETN 40 mg

Propranololhydrochlorid 40 mg

Laktose 224 mg

Kartoffelstärke 80 mg

Gelatine 3 mg

Talkum 22 mg

Magnesiumstearat 5 mg

Siliziumdioxid, hochdispers 6 mg

420 mg

Hierzu 5 Seiten Abbildungen

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Acetylcholin [~lθgM]

Abbildung 1:

Entwicklung der endothelialen Dysfunktion nach Fütterung weißer Neuseeländer Kaninchen mit einer Cholesterol-Diät (0,75%; 15 Wochen). Dargestellt ist die vasorelaxierende Wirkung des endothekbhängigen Vasodilatators Acetylcholin, und damit die Funktionsfähigkeit des Endothels, ausgedrückt als Prozentsatz der bei jeder gegebenen Konzentration noch verbleibenden Vorkontraktion, welche durch den Vasokonstrikor Phenylephrin ausgelöst wurde.

Λorlenbogβn T orakalaσrla Abdσmlnaloarta

Abbildung 2:

Ausmaß atherosklerotischer Läsionen auf der luminalen Fläche verschiedener Abschnitte der Aorta nach Fütterung einer Cholesterol-Diät (0,75%; 15 Wochen) (ohne Kontrolle) und gleichzeitiger Gabe von PETN (6mg/kg/Tag). Die atherosklerotischen Läsionen wurden mit Sudan IV gefärbt und der Prozentsatz der gefärbten Fläche (bezogen auf die Gesamtfläche) mit Hilfe eines computergestützten Laser-Sca ning Verfahrens bestimmt. PETN bewirkt eine signifikante Verminderung der Bildung atherosklerotischer Läsionen (p < 0,05).

ΛTIlKIlOSKLERσπSCIIE LÄCH E ι % l

Abbildung 3 :

Beziehung zwischen dem Ausmaß atherosklerotischer Läsionen auf der luminalen Fläche von Segmenten der thorakalen Aorta nach Fütterung einer Cholesterol-Diät (0,75%; 15 Wochen) und der im jeweils selben Segment vorher bestimmten maximalen Relaxation induziert durch 1 μM Acetylcholin (Endothelfunktion). Je größer die Fläche der Läsionen, umso schlechter die Relaxation bzw. die Endothelfunktion.

^

ATHEROSKLEROTISCHE FLACHE | % l

Abbildung 4:

Die gleiche Darstellung wie in Abbildung 3 nach gleichzeitiger Fütterung von Cholesterol und PETN.

Cholcslcrol Slnndar

Abbildung 5:

Plasmaspiegel von Pentaerythritylmononitrat im Plasma weißer Neuseeländer Kaninchen nach 24 h Futterentzug vor der Blutentnahme, welche dem Akutversuch voraus ging. Das Standardfutter enthielt in beiden Fällen Pentaerythrityltetranitrat (150mg/kg) und bei der Cholesterolgruppe zusätzlich 0,75% Cholesterol. Die Konzentration von Pentaerythritylmononitrat wurde nach Aufarbeitung der Plasmaproben mittels Gaschromatographie/Massenspektroskopie quantitativ bestimmt.