Liečivo na liečenie amyotrofickej laterálnej sklerózy

(22) Dátum podania prihlášky 24. 6. 1997(24) Dátum nadobudnutia účinkov patentu 3. 1. 2005 Vestník UPV SR č. 1/2005(31) Číslo prioritnej prihlášky 60/022 006(32) Dátum podania prioritnej prihlášky 28. 6. 1996 ÚRAD (33) Krajina alebo regionálna PRIEMYSELNÉHO organizácia priority US VLASTNÍCTVA (40) Dátum zverejnenia prihlášky 11. 7. 2000 SLOVENSKEJ REPUBLIKY Vestník ÚPV SR č. 07/2000(47) Dátum sprístupnenia patentu verejnosti 27. 12. 2004(62) Číslo pôvodnej prihlášky v pripade vylúčenej prihlášky(86) Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCT PCT/US 97/109 SS(87) Číslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCT W 098/00131(72) Pôvodca Shank Richard P., Blue Bell, PA, US(54) Názov Liečivo na liečenie amyotrofickej laterálnej sklerózyPoužitie amidosiranu 2,3 4,5-bis-0-( l -metyletylidém-B-D-fruktopyranózy s generickým označením topiramat na výrobu liečiva na liečenie amyotrofickej Iaterálnej sklerózy.vynález sa týka novej lekárskej indikácie amidosíranu 2,34,5-bis-O-(l-metyletylidénylš-D-ñuktopyranózy s generickým označením topiramat.sú štruktúme nové zlúčeniny s antiepileptickými účinkami,ktoré pri pokusech na zvieratách majú vysoko antikonvulzívne účinky (Maryanoff B. E., Nortey S. O., Gardocki J. F., Shank R. P., a Dodgson S. P., J. Med.Chem. 30, 880887, 1987 Maryanoff BE., Costanzo M. J., Shank R. P.,Schupsky J. J., Ortegon M. E., a Vaught J. L., Bioorganic Medicinal. Chemistry Letters 3, 2653-2656, 1993,McComsey D. F. a MaryanoffB. E., J. Org. Chem., 1955). Tieto zlúčeniny sú zahmuté V US patente Č. 4,513,006. Jedna z týchto zlúčenín, amidosíran 2,34,5-bis-O-(l-mety 1 ety 1 idén)-B-D-fruktopyranózy je známa ako topiramat, ktorý sa V klinických skúškach ukázal ako účinný pri adjuvantnej terapií epilepsie človeka, alebo V monoterapii pri liečbe jednoduchého alebo komplexu parciálnych záchvatov a sekundáme generalizovaných záchvatov (Faught E.,Wilder B. J., Ramsay R, E., Reife R. A, Kramer L. D.,Pledger G. W., Karim R. M. et al., Epilepsia 36 184) 33,1995 Sachdeo S. K., Sachdeo R. C, Reife R. A., Lim P. a Pledger G, Epilepsia 36 S 41 33, 1995), aje V bežnej distribúcii na liečbu jednoduchého alebo komplexu parciálnych epileptických záchvatov spoločne alebo bez sekundámych generalizovaných záchvatov, vo Veľkej Británií, Fínsku,Spojených štátoch amerických a V Švédsku a V mnohých krajinách sveta sú podané prihlášky s cieľom jeho schválenia regulačnými orgánmi.V prvých štúdiách bolo zistené, že zlúčeniny vzorca (I) majú antikonvulzívnu aktivitu V klasickom maximálnom elektrošokovom záchvatovom (MES) teste na myšiach(Shank R. P., Gardocki J. F., Vaught J. L., Davis C. B.,Schupsky J. J., Raffa R. B., Dodgson S. J., Nortey S. O.,Maryanoff B. E. , Epilepsia 35 450-460, 1994). V následných štúdiách bolo zistené, že zlúčeniny vzorca (l) sú tiež vysoko účinné pri MES teste na potkanoch. V posledných rokoch sa zistilo, že topiramat účinne obmedzuje záchvaty pri niekolkých modeloch epilepsie na hlodavcoch (Nakamura J., Tamura S., Kanda T., Ishii A., lshihara K., Serikava T., Yamada J., a Sasa M., Eur.J.Pharmaco 1., 25483-89,1994), a na modele vyvolanej epilepsie (Wauquier A. a Zhou S., Epilepsy Res. 24, 73 « 77, 1966.V súčasných preklinických štúdiách s topiramatom boli nájdené dosiaľ neodhalené farmakologické vlastnosti, z ktorých vyplynulo, že topiramat by mal byt účinný pri liečbe niektorých ďalších chorôb. Jednou z týchto chorôb je amyotroñcká laterálna skleróza.Predmetom vynálezu je použitie topiramatu na výrobu liečiva na liečenie amyotroñckej laterálnej sklerózy.Na základe vykonaných štúdií sa predpokladá, že nielen topiramat, ale aj ďalšie zlúčeniny vzorca (I)R 1 znamena vodík alebo alkylovú skupinu aR 2, R 3, R 4 a R 5 nezávisle znamenajú vodík alebo nižšiu alkoxyskupinu, a ked X znamená kyslík, môžu R 2 a R 3 a/alebo R a R 5 spoločne znamenat metyléndioxyskupinu nasledujúceho vzorca (Il)R° a R 7 majú rovnaký alebo rôzny význam a znamenajú vodík, nižšiu alkylovú skupinu, alebo znamenajú alkylové skupiny, ktoré sa spoja a vytvoria cyklopentylový alebo cyklohexylový kruhbudú Vhodné na liečbu amyotrofíckej laterálnej sklerózy.Podrobný opis výhodných rozpracovaníAmidosírany podľa vynálezu majú nasledujúci vzorecX znamená CH alebo kyslíkR 1 znamená vodík alebo alkylovú skupinu aRZ, R 3, R 4 a R 5 nezávisle znamenajú vodík alebo nižšiu alkoxyskupínu, a ked X znamená kyslík, môžu R 2 a R 3 a/alebo R a R 5 spoločne znamenat metyléndioxyskupinu nasledujúceho vzorca (II)R 6 a R 7 majú rovnaký alebo rôzny Význam a znamenajú vodík, nižšiu alkylovú skupinu alebo znamenajú alkylové skupiny, ktoré sa spoja a vytvoria cyklopentylový alebo cyklohexylový kruh.R osobitne znamená vodík alebo alkylovú skupinu s l až 4 atómami uhlíka, ako je metylová, etylová a izopropylová skupina. Alkylová skupina V tomto opise zahŕňa alkylový reťazec s priamym a rozvetveným reťazcom. Alkylové skupiny V substituentoch R 2, R 3, R 4, R 5, R 5 a R 7 majú prí bližne l až 3 atómy uhlíka a zahŕňajú metylovú, etylovú,izopropylovú a propylovú skupinu.Osobitná skupina zlúčenín vzorca (l) je skupina, V ktorej X znamená kyslík a obidva RZ a R 3, a R a R 5 spoločne znamenajú metyléndioxyskupiny vzorca (ll) V ktorých R 6 a R 7 obidva znamenajú vodík, obidva znamenajú alkyloveskupiny, alebo sa spoja za vzniku spiro-cyklopentylového alebo cyklohexylového kruhu, najmä ked R a R 7 obidva znamenajú alkylové skupiny, ako sú metylové skupiny. Druhou skupinou zlúčenín sú zlúčeniny, v ktorých X znamená CH a R 4 a R 5 sa spoja za vzniku benzénového kruhu. Treťou skupinou zlúčenín vzorca (I) sú zlúčeniny, v ktorých Rz a R 3 znamenajú vodik.Zlúčeniny vzorca (I) je možné pripravovať nasledujúcimi spôsobmi.(a) Reakciou alkoholu vzorca RCHZOH s chlóramidosíranom vzorca CISOZNH alebo CISOINHRI, v prítomnosti bázy, ako je a-butoxid draselný alebo hydrid sodný, pri teplote asi -20 °C až 25 °C a V rozpúšťadle, ako je toluén,THF alebo dimetylformamid, kde R znamená skupinu nasledujúceho vzorca (III)(b) Reakciou alkoholu vzorca RCHZOH so sulfurylchloridom vzorca SOZCIZ V prítomnosti bázy, ako je trietylamin alebo pyridin, pri teplote -40 °C až 25 °C V rozpúšťadle, ako je dietyléter alebo metylénchlorid za tvorby chlórsulfátu vzorca RCHzOSOzCl.Chlórsulfát vzorca RCHZOSOZCl sa potom môže nechat reagovať s amínom vzorca RlNHz pri teplote asi 40 °C až 25 °C v rozpúšťadle, ako je metylénchlorid alebo acetonitril za tvorby zlúčeniny vzorca (I). Reakčné podmienky pre spôsob (b) sú tiež opisaně V práci Tsuchiya T. et al., Tet.Letters, č. 36, str. 3365 až 3368 (1978).(c) Reakciou chlórsulfátu RCH 9 OSO 9 Cl s azidom kovu,ako je azid sodný, V rozpúšťadle, ako je metylénchloríd alebo acetonitril, za tvorby azidosulfátu vzorca RCH 2 OSOZN 3 spôsobom opísaným v práci Hedayatullah M., TetLett., str. 2455-2458 (1975). Tento azidosulfát sa potom redukuje na zlúčeninu vzorca (I), V ktorej R 1 znamená vodik, katalytickou hydrogenáciou napríklad pri použití vzácneho kovu a H 2 alebo zahrievaním s kovovou meďou V rozpúšťadle, ako je metanol.Východiskové zložky vzorca RCHZOH je možné získať komerčným spôsobom a alebo spôsobmi známymi V odbore. Napríklad východiskové zložky vzorca RCHZOH, kde obidva R 2 a R 3, a R 4 a R 5 majú rovnaký Význam podľa vzorca (11) je možné získat spôsobom uvedeným V práci Brady R. F., Carbohydrate Research, Vol. 14, str. 35 až 40(1970) alebo reakciou trimetylsilylenoléteru ketónu alebo aldehydu RúCORl s fruktózou pri teplote asi 25 °C V rozpúšťadle, ako je halogénouhľovodik, napríklad metylénchlorid, V prítomnosti protickej kyseliny, ako je kyselina chlorovodiková, alebo Lewisovej kyseliny, ako je chlorid zinočnatý. Reakcia pomocou trimetylsilylenoléteru je opísaná v práci Larson G. L. et al., J. Org. Chem., Vol.38, č. 22, str. 3935 (1973).Ďalej, karboxylové kyseliny a aldehydy vzorca RCOOH a RCHO je možne redukovat na zlúčeniny vzorca RCHZOH štandardnými redukčnýrni spôsobmi, napríklad reakciou s lítiumalumíniumhydridom, hydrogenboritanom sodným alebo komplexom borán-THF V inertnom organickom rozpúšťadle, ako je diglyme, THF alebo toluén, pri teplote od asi 0 °C do 100 °C spôsobom, ktorý je uvedený napriklad V práci House H. O, Modem Synthetic Reactions, 2. vydanie, str. 45 až 144 (1972).Zlúčeniny vzorca (I) je možné tiež pripraviť spôsobom uvedeným v US patente č. 4,513,006, ktorý je včlenený do tohto textu odkazom.Zlúčeniny vzorca (l) zahŕňajú rôzne jednotlivé izoméry a rovnako ich racemáty, napriklad spojenie v polohách alfa a beta, tzn. polohy substituentov R 2, R 3, R a R 5 nad rovinou alebo pod rovinou nákresu na ó-člennom kruhu. Výhodne sú atómy kyslíka metyléndioxyskupiny (II) pripojené k rovnakej strane 6-členného kruhu.Aktivita zlúčenín vzorca (I) pri liečení amyotrofickej laterálnej sklerózy bola zistená na základe štúdií indikujúcich, že topiramat má antagonistický účinok na AMPA/kainatový subtyp receptorov glutamátu (The R. W. Johnson Pharrnaceutical Research Institute, lntemational Research Report, Document ID Accession No. A 500,960 J. W. Gibbs III, S. Sombatí, R. J. Delorenzo a D. A. Coulter, Epilepsia 37, V tlači, 1996), a na základe, že ALS je chronické neurodegeneratívne ochorenie, v ktorom je zhoršená regulácia glutamâtu (J. D. Rotstein, M. Van Kammen,A. 1. Levey, L. J. Martin a R. W. Kunci, Annals Neurology 38, 73-84). Glutamát je využívaný V CNS ako hlavný excitačný neurotransmiter. Táto jeho funkcia je sprostredkovaná fyziologickým procesom, pri ktorom sú molekuly glutamátu ukladané vo vezikuloch V synaptických nervových zakončeniach. Tieto molekuly sa uvoľnia do synaptickej štrbiny pri depolarizácii synaptickej membrány akčným potenciálom a potom aktivujú špecifické receptory V postsynaptickej membráne cieľových neurónov. Potom sú tieto molekuly Vyberané zo synaptickej štrbiny proteínovými prenášačmi v membráne synaptického zakončenia presynaptíckého neurónu a V gliálnych bunkách (astrocytoch). Pri ALS sa aktivita týchto transportných proteínov zdá byť abnormálne nízka, čo môže vyvolať abnonnálne zvýšenie koncentrácie glutamátu V synaptíckej štrbine. Ta zase môže vyvolať nadmemú aktiváciu receptorov glutamátu, ktorá, ked je dost vysoká môže pôsobiť zánik nervových buniek (J. D. Rotstein, Patogenesis and Therapy of Amyotrophic Lateral Sclerosis, vyd. G. Serratrice a T. Munsat, Advances in Neurology, 68, 7-20, LippocottRaven Publishers, Philadelphia, 1995).V štúdiách bolo zistené, že topiramat antagonizuje aktivitu neurónov vyvolanú kainatom, analógom glutamátu,ktorý selektívne aktivuje niektoré subtypy receptorov glutamátu (J. W.Gibbs III, S. Sombati, J. R. Delorenzo, a D. A. Coulter, Epilepsia 37, V tlači, 1996 The R. W. Johnson Pharmaceutical Research Institute, Intemational Research Reports, Document 1 D Accession Numbers A 500,960 a 39853321). V týchto štúdiách sa primáme kultúry obohatené neurónmi pochádzajúcimi z hipokampu fetálnych potkanov nechajú rásť in vitro 14 až 21 dní za podmienok umožňujúcich dosiahnutie vysokej hustoty a vývoja mnohých synaptických kontaktov. Na štúdium elektrických vlastností neuronálnych membrán sa používajú postupy patch-clamp s celými perforovanými bunkami. Pri tomto spôsobe sa elektrický kontakt medzi indikačnou elektródou a vnútrobunkovou tekutinou dosiahne pri použití amfotericínu B na tvorbu pórov V bunkovej membráne. To umožňuje presné zmeranie potenciálu na membráne alebo priechodu prúdu membránou. Kainat, topiramat a ďalšie testované zlúčeniny sa aplikujú na neuróny mikronástrekom pri použití tellónovej viacdávkovacej pipety s reguláciou koncentrácie. Topiramat (rozpustený V DMSO na lM koncentráciu sa potom riedi médiom na inkubáciu neurónov) sa aplikuje V koncentráciách 0,0 l, 0,1, 1, 10 alebo 100 a kainat sa aplikuje V koncentráciách 0,1 alebo 1 mM.V počiatočnej sérii pokusov bol antagonistický účinok topiramatu na kainatom vyvolané prúdy stanovený v závislosti od membránového potenciálu. Pri pokusech, v ktorých kainatom indukované membránové prúdy boli zaznamenávané pri svorkových napätiach -60 mV až 60 mV a pri 20 mV prírastkoch, bolo zistené, že veľkost antagonistického účinku sa znižuje s depolarizáciou membrány. Preto bola účinnost topiramatu na membránové potenciály najvyššia v blízkosti pokojového štádia.Časový priebeh antagonistického účinku topiramatu bol hodnotený v druhej sérii pokusov. Impulzy kainatom sa v médie realizovali počas 3 sekúnd v 1 minútových intervaloch, a ako náhle došlo k ustáleniu základnej hladiny kainatom vyvolávaných prúdov, bol konštantným spôsobom aplikovaný topiramat počas V rozmedzí od niekoľkých minút do 20 minút. Počas jednej minúty po aplikácii topiramatu bolo zreteľne čiastočné zablokovanie kainatom vyvolaného prúdu, ale pri saturačných koncentráciách bol kainatom vyvolaný prúd znížený iba o 20 až o 40 . Tento efekt je možné ľahko obrátiť odstránením topiramatu (jeho vymytím) počas 5 minút. Ale pri konštantnej aplikácii topiramatu počas viac ako 10 minút, antagonistický účinok na kainatom vyvolané prúdy V bunkovej membráne významne stúpa, a pri odstránení topiramatu zostávajú kainatom vyvolanć prúdy potlačené. Pre obidve fázy blokujúceho účinku topiramatu boli zistené krivky koncentrácia-odozva. Koncentrácia pre každú fázu zodpovedajúca hodnote EC 5 O je asi 1 mikromoláma. Ale koncentrácia potrebná na maximálnu odozvu je pre prvú fázu asi 0,1 mM (I fáza bloku),ale len asi 0,010 mM pre druhú fázu (Il fáza bloku).S ohľadom na presvedčivý dôkaz, že funkčný stav glutamátových receptorov je čiastočne regulovaný proteínkinázami a fosfatázami (L. Y. Wang, F. A. Tavema, X. P. Huang, J. F. MacDonald a D. R. l-lampson, Science, 259,1173-1175, 1993), môže byt II fáza blokujúceho účinku vysvetlená defosforyláciou kainatom aktivovaných receptorov. Na základe dôkazu, že cAMP-odvislá proteínkináza(PKA) moduluje kainatom aktivované receptory (L. Y. Wang, F. A. Tavema, X. P. Huang, J. F. MacDonald, a D. R. Hampson, Science 259, 1173-1175, 1993) bola uskutočnená séria pokusov s cieľom stanoviť, či dibutyrylcyklický AMP by mohol obnoviť excítačnú aktivitu kainatu následne po topiramatom vyvolanom bloku Il fázy tzn. spôsobiť, aby sa ireverzibilný účinok zmenil na reverzibilný. Tieto pokusy objasnili, že dibutyrylcyklický AMP čiastočne alebo úplne obnovuje kainatom vyvolaný prúd. V ďalšej sérii pokusov bol nešpeciíický inhibitor fosfatázy, kyselina okadaová, aplikovaný v 1 mikromolámej koncentrácii pred aplikáciou a počas aplikácie topiramatu na zistenie, či inhibicia defosforylácie kainatom aktivovaných receptorov by mohla zabrániť II fáze blokujúceho účinku topiramatu. Kyselina okadaová má len malý vplyv na kainatom vyvolaný prúd pred aplikáciou topiramatu, a neovplyvňuje prvotný antagonistický účinok topiramatu (I fáza bloku) ale ako sa predpokladalo, došlo k zabráneniu ll fázy bloku. Tieto výsledky ukazujú, že topiramat priamo alebo nepriamo inhibuje schopnost proteínkinázy (PKA) fosforylovať kainatom-aktivovalelné receptory, ktoré sa tak časom stávajú receptomii v defosforylovanom stave, v ktorom nie sú senzibilizovateľne (nie je možné ich aktivovať).Bez ohľadu na mechanizmus, akým topiramat antagonizuje účinok kainatu na receptory glutamátu, tento antagonistický účinok bude obmedzovať stupeň aktivácie receptoru. V patologických situáciách, pri ktorých sa vyskytujú nadmemé aktivácie receptorov glutamátu, aké sa vyskytujú pri ALS, zníženie aktivácie receptorov glutamátu vyvolanéliečivom rovnako zníži počet zaniknutých nervových buniek.Na liečenie amyotroñckej laterálnej sklerózy (ALS), sa zlúčenina vzorca (I) môže aplikovat v dennej dávke v rozmedzí asi 100 až 800 mg, podávanej zvyčajne u priememého dospelého človeka v dvoch rozdelených dávkach. Jednotková dávka obsahuje asi 25 až 200 mg aktívnej zložky.Pri príprave farmaceutických prípravkov podľa vynálezu sa jedna alebo viac amidosiranových zlúčenin vzorca (I) dôkladne premieša s farmaceutickým nosičom obvyklými farmaceutickými spôsobmi miešania, kde nosič môže mat rôzny charakter V závislosti od liekovej formy požadovanej na podávanie, napríklad na podanie orálne, formou čapíkov alebo parenterálne. Pri príprave prípravkov v orálnej dávkovej forme je možné použit akékoľvek zvyčajne farmaceutické médium. Pri tekutých orálnych prípravkoch, ako sú napriklad suspenzie, tinktúry a roztoky, vhodne nosiče a prísady zahŕňajú vodu, glykoly, oleje, alkoholy, látky ovplyvňujúce chut a vôňu, konzervačné prostriedky, farbivá a podobne pri pevných orálnych prípravkoch, ako sú napriklad prášky, tobolky a tablety, vhodné nosiče a prísady zahŕňajú škroby, cukry, riedidlá, granulačné prostriedky,klzne látky, spojivá, prostriedky ovplyvňujúce rozpadavost a podobne. Z dôvodov ľahkého podávania sú najvýhodnejšou orálnou jedno-dávkovou formou tablety a tobolky, v ktorých sa pochopiteľne používajú pevné farmaceutické nosiče. Ked je to Žiaduce, môžu byt tablety potiahnuté cukrovým alebo enterosolventným potahom obvyklými spôsobmi. Čapíky sa pripravujú pri použití kakaového masla ako nosiča. Pri parenterálnych prípravkoch je nosičom zvyčajne sterilná voda, hoci tieto prípravky môžu tiež obsahovat ďalšie prísady, napríklad prostriedky podporujúce rozpustnosť alebo konzervačné prostriedky. Tiež je možne pripraviť injekčné suspenzie, a to pomocou vhodných tekutých nosičov, suspendačných prostriedkov a podobne. Zvyčajne je topiramat na orálne podanie dostupný v tabletách kruhoveho tvaru obsahujúcich 25 mg, 100 mg alebo 200 mg účinnej zložky. Tableta obsahuje nasledujúce pomocné zložky hydrát laktózy, preželatinizovaný škrob,mikrokryštalickú celulózu, sodnú sol glykolátu škrobu, stearan horečnatý, prečistenú vodu, kamaubský vosk, hydroxypropylmetylcelulózu, oxid titaničitý, polyetylénglykol,syntetický oxid železa, a polysorbát 80.Tieto farmaceutické prípravky obsahujú v dávkovej jednotke, napríklad v tablete, tobolke, prášku pre injekciu,čajovej lyžičke, čapíku a podobne od asi S 0 do asi 200 mg účinnej zložky.1. Použitie amidosiranu 2,34,5-bis-O-(l-metyletylidén)-ĺřrD-fruktopyranózy na výrobu liečiva na liečenie amyotroíickej laterálnej sklerózy.