DE60008352T2

DE60008352T2 - Pyridoxin-derivate in der behandlung von kardiovaskulären beschwerden

Info

Publication number: DE60008352T2
Application number: DE60008352T
Authority: DE
Inventors: S. Naranjan DHALLA; Rajat Sethi; Krishnamurti Dakshinamurti
Original assignee: University of Manitoba; Medicure Inc
Current assignee: University of Manitoba; Medicure Inc
Priority date: 1999-03-25
Filing date: 2000-03-22
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2020-03-23
Also published as: DE60008352D1; EP1162980B1; DK1162980T3; US6043259A; WO2000057863A3; PT1162980E; EP1162980A2; CA2368775A1; WO2000057863A2; CA2368775C; AU3314700A; ATE259643T1; AU779238B2; JP2002540144A; NZ514767A; ES2215618T3; BR0009292A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von Herzhypertrophie und kongestivem Herzversagen.
HINTERGRUND
Herzversagen ist der pathophysiologische Zustand, in dem das Herz außerstande ist, Blut mit einer Rate zu pumpen, die dem Bedarf der metabolisierenden Gewebe entspricht, oder dies nur bei einem erhöhten Fülldruck tun kann (erhöhte Belastung). Mit der Zeit, wenn dieser Zustand zu einer Ansammlung überschüssiger Flüssigkeit wie einem peripheren Ödem geführt hat, wird er als kongestives Herzversagen bezeichnet.
Wenn eine übermäßige Druck- oder Volumenbelastung auf den Ventrikel ausgeübt wird, entwickelt sich eine Herzmuskelhypertrophie, die einen kompensatorischen Mechanismus bereitstellt, der es dem Ventrikel ermöglicht, einer höheren Belastung standzuhalten. Jedoch mag ein Ventrikel, der über längere Zeit einer ungewöhnlich hohen Belastung ausgesetzt ist, trotz des Vorhandenseins einer ventrikulären Hypertrophie nicht in der Lage sein, die Kompensation aufrechtzuerhalten, und es kann letztlich zu einem Pumpversagen kommen.
Hypertension ist definiert als ein Anstieg des Widerstands gegen den Blutstrom durch das Gefäßsystem. Dieser Widerstand führt zu Anstiegen des systolischen und/oder diastolischen Blutdrucks. Hypertension übt einen erhöhten Druck auf den linken ventrikulären Myokard aus und bewirkt dessen Versteifung und Hypertrophie sowie eine beschleunigte Entwicklung einer Atherosklerose in den Koronararterien. Die Kombination eines erhöhten Bedarfs und einer verringerten Versorgung erhöht die Wahrscheinlichkeit einer myokardialen Ischämie, die zu Myokardinfarkt, plötzlichem Tod, Arrhythmien und kongestivem Herzversagen führt.
Ischämie ist definiert durch ein Organ oder einen Teil des Körpers, der keine genügende Blutversorgung erfährt. Ein Organ, das von der Blutversorgung abgeschnitten ist, wird als hypoxisch bezeichnet. Ein Organ wird hypoxisch werden, auch wenn die Blutversorgung vorübergehend aufhört, wie z. B. während einer chirurgischen Prozedur oder während einer vorübergehenden Arterienverstopfung. Ischämie führt zu strukturellen und funktionellen Anomalien wie Arrhythmien, Zelltod und ventrikulärem Remodeling. Wenn das betroffene Organ das Herz ist, wird dieser Zustand als ischämische Herzerkrankung bezeichnet.
Wenn der Blutstrom zu einem Organ nach vorübergehender Unterbrechung wieder einsetzt, wird dies als ischämische Reperfusion des Organs bezeichnet. Ischämische Reperfusion zu einem Organ führt ebenfalls zu einer Schädigung des Organs durch die Erzeugung struktureller und funktioneller Anomalien in dem Gewebe des Organs. Zustände, die bei einem Ischämie-Reperfusionsschaden zu beobachten sind, umfassen Neutrophileninfiltration und Nekrose.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Entdeckung, dass das hierin beschriebene Pyridoxal-5'-phosphat (PLP und auch als P-5P bezeichnet) gemäß Anspruch 1 oder 2 zur Behandlung von Herzhypertrophie und kongestivem Herzversagen verwendet werden kann.
Pyndoxal-5'-phosphat, PLP, ist chemisch 3-Hydroxy-2-methyl-5-[(phosphonooxy)methyl]-4-pyridin-carboxaldehyd der chemischen Formel:
PLP kann chemisch auf mehreren Wegen synthetisiert werden, zum Beispiel durch die Einwirkung von ATP auf Pyridoxal, durch die Einwirkung von Phosphoroxychlorid auf Pyridoxal in wässeriger Lösung und durch Phosphorylierung von Pyridoxamin mit konzentrierter Phosphorsäure, gefolgt von einer Oxidation.
Es wird angenommen, dass die biologische Rolle von PLP die Wirkung als ein Coenzym und als ein Antagonist beinhaltet. PLP ist ein Coenzym auf der Glykogenphosphorylase-Ebene (Glykogenolyse) und auf der Transaminierungsebene in dem Malat-Aspartat-Shuttle (Glykolyse und Gluconeogenese). Bisher hat PLP therapeutisch als ein Enzym-Cofaktor-Vitamin Verwendung gefunden.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt Zusammensetzungen zur Behandlung kardiovaskulärer und damit verbundener Erkrankungen oder Zustände bereit. Solche kardiovaskulären und damit verbundenen Erkrankungen sind Herzhypertrophie und kongestives Herzversagen.
Es hat sich gezeigt, dass PLP bei der Behandlung der oben angeführten Erkrankungen und Zustände verwendet werden kann. "Behandlung" und "behandeln", wie hierin verwendet, umfassen die Verhütung, Hemmung und Linderung kardiovaskulärer Erkrankungen und damit verbundener Symptome sowie die Heilung ischämiebedingter Zustände oder von deren Symptomen, die bei Säugetierorganen und -geweben auftreten. Somit kann eine gemäß der vorliegenden Erfindung zubereitete Zusammensetzung einem Patienten in einer therapeutisch wirksamen Menge verabreicht werden, bevor, während oder nachdem irgendein oben erwähnter Zustand eintritt. Als Beispiel kann eine Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung beispielsweise vor einer Ischämie verabreicht werden, um Ischämie-Reperfusionsschäden und eine zelluläre Dysfunktion von Organen und Geweben zu verhüten, zu hemmen oder gegen diese zu schützen. Alternativ kann eine Zusammensetzung während oder nach einer Ischämie (einschließlich während oder nach einer Reperfusion) verabreicht werden, um Ischämie-Reperfusionsschäden sowie eine zelluläre Dysfunktion von Organen und Geweben zu lindern oder zu heilen.
In einer Erscheinungsform stellt die Erfindung ein Medikament zur Behandlung von Herzhypertrophie und kongestivem Herzversagen bereit, das eine therapeutische Menge einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Pyridoxal-5'-phosphat, Pyridoxin, Pyridoxal und Pyridoxamin, enthält. Eine "therapeutische Menge", wie hierin verwendet, umfasst eine prophylaktische Menge, zum Beispiel eine Menge, die bezüglich ischämiebedingten Zuständen vorbeugend oder schützend wirkt, sowie Mengen, die bei ischämiebedingten Zuständen lindernd oder heilend wirken.
Die Verabreichung einer therapeutischen Menge der Verbindung zur Behandlung von Herzhypertrophie und kongestivem Herzversagen liegt pro Tagesdosis im Bereich von 0,5–100 mg/kg Körpergewicht eines Patienten. Die Verbindung kann je nach dem behandelten Zustand für Zeiträume von kurzer und langer Dauer verabreicht werden.
Eine pharmazeutische Zusammensetzung ist zur Behandlung von Herzhypertrophie und kongestivem Herzversagen geeignet. Die pharmazeutische Zusammensetzung enthält einen pharmazeutisch annehmbaren Träger und eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Pyridoxal-5'-phosphat, Pyridoxin, Pyridoxal und Pyridoxamin. Ein pharmazeutisch annehmbarer Träger schließt physiologische Kochsalzlösung, Ringerlösungen, phosphatgepufferte Kochsalzlösung und andere auf dem Fachgebiet bekannte Träger ein, ist jedoch nicht auf diese beschränkt. Pharmazeutische Zusammensetzungen können außerdem Stabilisatoren, Antioxidantien, Farbstoffe und Verdünnungsmittel enthalten. Pharmazeutisch annehmbare Träger und Additive werden derart gewählt, dass Nebenwirkungen der pharmazeutischen Verbindung minimiert und die Leistung der Verbindung nicht in einem solchen Ausmaß aufgehoben oder gehemmt wird, dass die Behandlung unwirksam ist. Vorzugsweise ist die gewählte Verbindung PLP.
Die pharmazeutischen Zusammensetzungen können enteral und parenteral verabreicht werden. Parenterale Verabreichung umfasst subkutane, intramuskuläre, intradermale, intramammäre, intravenöse und andere auf dem Fachgebiet bekannte Verabreichungsmethoden. Eine enterale Verabreichung umfasst Lösungen, Tabletten, Retard-Kapseln, enterisch beschichtete Kapseln und Sirups. Bei der Verabreichung sollte sich die pharmazeutische Zusammensetzung auf oder annähernd auf Körpertemperatur befinden.
Verfahren zur Herstellung pharmazeutischer Zusammensetzungen, die einen pharmazeutisch annehmbaren Träger und eine therapeutische Verbindung, ausgewählt unter PLP, Pyridoxin, Pyridoxal und Pyridoxamin, enthalten, sind dem Fachmann wohlbekannt. Zur Erläuterung wird ein Verfahren zur Herstellung einer PLP-haltigen pharmazeutischen Zusammensetzung beschrieben werden.
Allgemein kann eine PLP-Lösung durch einfaches Mischen von PLP mit einer pharmazeutisch annehmbaren Lösung, zum Beispiel einer gepufferten wässerigen Kochsalzlösung mit einem sauren oder alkalischen pH (da PLP in Wasser, Alkohol und Ether im wesentlichen unlöslich ist), bei einer Temperatur von wenigstens Raumtemperatur und unter sterilen Bedingungen zubereitet werden. Vorzugsweise wird die PLP-Lösung unmittelbar vor der Verabreichung an das Säugetier zubereitet.
Wenn jedoch die PLP-Lösung zu einem Zeitpunkt zubereitet wird, der länger zurückliegt als unmittelbar vor der Verabreichung an das Säugetier, sollte die zubereitete Lösung unter sterilen, gekühlten Bedingungen gelagert werden. Da PLP lichtempfindlich ist, sollte die PLP-Lösung überdies in Behältern aufbewahrt werden, die sich zum Schutz der PLP-Lösung vor dem Licht eignen, wie bernsteinfarbene Phiolen oder Flaschen.
Es hat sich gezeigt, dass in geeigneter Weise verabreichtes PLP, Pyridoxin, Pyridoxal und Pyridoxamin zuvor unerwartete, stark heilsame Wirkungen bei der Behandlung von Herzhypertrophie und kongestivem Herzversagen haben kann. Zwecks Erläuterung wird die heilsame Wirkung einer Verabreichung von PLP in den unten ausführlich dargelegten speziellen Beispielen gezeigt. Die Beispiele beschreiben sowohl In-vitro- als auch In-vivo-Versuche.
BESCHREIBUNG KLINISCHER VERSUCHE
Beispiel 1 – In-vitro-Ischämie-Reperfusion bei isolierten Rattenherzen und Messung des linksventrikulär entwickelten Druckes
Männliche Sprague-Dawley-Ratten (200–250 g) wurden durch Dekapitation getötet, und ihre Herzen wurden schnell entnommen und nach dem Langendorff-Verfahren mit einem konstanten Strom von 10 ml/min unter Verwendung des Krebs-Henseleit-Puffers (K-H-Puffer), oxygeniert mit 95% O₂ und 5% CO₂, pH 7,4, perfundiert. Nach Äquilibrierung wurde ein Langendorff-Perfusionsgerät, das K-H-Puffer verwendete, eingesetzt, um die Wirkung von PLP auf Ischämie-Reperfusion zu untersuchen.
Nach einer Äquilibrierungsdauer von 15 min wurde eine völlige Ischämie induziert, indem die Perfusion für 30 min unterbrochen wurde, während die Herzen bei einer konstanten Feuchtigkeit und Temperatur von 37°C gehalten wurden. Bei ischämisch-reperfundierten Herzen wurde die Perfusion nach 30 min globaler Ischämie mit normalem K-H-Puffer für 60 min wiederaufgenommen. Die Herzen wurden mit 300 Stößen/min mittels einer Rechteckwelle von 1,5 ms Dauer bei zweifacher Schwellenspannung elektrisch stimuliert (Phipps & Bird-Stimulator). Der linksventrikulär entwickelte Druck (LVDP), die Geschwindigkeit der Veränderung des entwickelten Druckes (+dP/dt) und die Geschwindigkeit der Veränderung der Relaxation (–dP/dt) wurden mittels eines in den linken Ventrikel eingeführten wassergefüllten Latexballons gemessen. Das Volumen des Ballons wurde zu Beginn jedes Experiments auf den linksventrikulären enddiastolischen Druck (LVEDP) von 10 mmHg eingestellt, und der Ballon wurde an einen Druckwandler (Modell 1050BP-BIOPAC SYSTEMS INC.) angeschlossen. Die Daten wurden online durch eine Analog-Digital-Schnittstelle (MP 100, BIOPAC SYSTEMS INC.) aufgezeichnet und mit "Acknowledge 3.01 for Windows" (BIOPAC SYSTEMS INC.) gespeichert und verarbeitet. In Versuchen, in denen die Wirkung des Pyridoxal-5'-phosphats (PLP) untersucht wurde, wurden die Herzen vor Induktion der Ischämie für 10 min mit PLP (15 μM) + K-H-Puffer perfundiert. Diese Zufuhr von PLP (15 μM) in K-H-Puffer wurde in diesen Versuchen über die gesamte Reperfusionsdauer fortgesetzt.
Der linksventrikulär entwickelte Druck (LVDP) reflektiert die kontraktile Aktivität des Herzens.
Sobald das Herz nach der Ischämie reperfundiert war, neigte es dazu, arrhythmisch zu werden. Es verstreicht einige Zeit, bevor sich das Herz in einer normalen Art des Rhythmus stabilisiert.
Die Ergebnisse dieser Versuche sind unten in Tabelle 1 dargestellt. Die Kontrollgruppe umfasste 13 Tiere, die PLP-behandelte Gruppe umfasste 6 Tiere. Sämtliche Werte in der Tabelle sind Prozente von präischämischen Werten.
Globale Ischämie führte zu einem Absinken des linksventrikulär entwickelten Druckes (LVDP). Es zeigte sich, dass Reperfusion des ischämischen Herzens eine langsame Erholung von Veränderungen beim LVDP induzierte. Diese Parameter zeigten während einer 60-minütigen Reperfusionsdauer etwa 40% Erholung.
Andererseits wurde mit PLP 10 min vor Induktion der Ischämie nach Reperfusion des Herzens eine etwa 80%ige Erholung von Druckabfällen beim LVDP offenbar. Außerdem war die Zeit bis zu einer 50%igen Erholung (gemessene Zeit bis zur Erreichung der halben maximalen kontraktilen Krafterholung bei Reperfusion) bei behandelten Herzen verringert.
TABELLE 1
Beispiel 2 – In-vitro-Isolation von Membranpräparationen und Bestimmung der Adenylylcyclase-Aktivität
Am Ende jeder Perfusions-/Reperfusionsperiode wurde das Herz von der Kannüle entfernt, und es wurden mittels des zuvor von Sethi et al., J. Cardiac Failure, 1 (5) (1995) und Sethi et al., Am. J. Physiol., 272 (1997) angewendeten Verfahrens die rohen Membranen präpariert. In Kürze: Die Herzen wurden zerkleinert und dann in 50 mM Tris-HCl, pH 7,5 (15 ml/g Gewebe) mit einem Polytron PT-20 (Brinkman Instruments, Westbury, NY, USA) zweimal für jeweils 20 s bei einer Einstellung von 5 homogenisiert. Das resultierende Homogenisat wurde 10 min bei 1000 × g zentrifugiert, und das Pellet wurde verworfen. Der Überstand wurde 25 min bei 3048000 × g zentrifugiert. Das resultierende Pellet wurde zweimal im gleichen Puffer resuspendiert und bei der gleichen Geschwindigkeit zentrifugiert; das letzte Pellet wurde in 50 mM Tris-HCl, pH 7,4 resuspendiert und für verschiedene biochemische Tests verwendet.
Während der Ischämie-Reperfusion ist die Adenylylcyclase-Aktivität erhöht, was zu Arrhythmien und einer Schädigung des Myokards infolge erhöhter cAMP-Spiegel und eines erhöhten Calciumeinstroms führt. Behandlung mit PLP lässt diese erhöhte Enzymaktivität zum Teil auf Kontrollniveau zurückkehren.
Die Adenylylcyclase-Aktivität wurde wie von Sethi et al., oben, beschrieben durch Messen der Bildung von [α-³²P]cAMP aus [α-³²P]ATP bestimmt. Sofern nicht anders angegeben, enthielt das Inkubations-Testmedium 50 mM Glycylglycin (pH 7,5), 0,5 mM MgATP, [α-³²P]ATP (1–1,5 × 10⁶ cpm], 5 mM MgCl₂ (im Überschuß zur ATP-Konzentration), 100 mM NaCl, 0,5 mM cAMP, 0,1 mM EGTA, 0,5 mM 3-Isobutyl-1-methylxanthin, 10 U/ml Adenosindeaminase und ein ATP-regenerierendes System aus 2 mM Creatinphosphat und 0,1 mg Creatinkinase/ml in einem Endvolumen von 200 μl. Inkubationen wurden durch die Zugabe von Membran (30–70 μg) zum Reaktionsgemisch gestartet, das 3 min bei 37°C äquilibriert hatte. Die Inkubationszeit betrug 10 min bei 37°C, und die Reaktion wurde durch Zugabe von 0,6 ml 120 mM Zinkacetat, das 0,5 mM unmarkiertes cAMP enthielt, gestoppt. Das während der Reaktion gebildete [α-³²P]cAMP wurde nach Copräzipitation anderer Nucleotide mit Na₂CO₃ durch Zusatz von 0,5 ml 144 mM Na₂CO₃ und anschließende Chromatographie bestimmt. Das unmarkierte cAMP diente zur Kontrolle der Wiederfindungsrate von [α-³²P]cAMP durch Messung der Extinktion bei 259 nm. Unter den verwendeten Testbedingungen war die Adenylylcyclase-Aktivität bezogen auf Proteinkonzentration und Inkubationszeit linear.
In einer Kontrollgruppe C stammte die wie in Beispiel 2 beschrieben hergestellte Membranpräparation von Herzen, die nach einer 20-minütigen Stabilisierungsperiode 90 Minuten mit normalem K-H-Puffer oder normalem K-H-Puffer plus PLP perfundiert wurden. In einer mit IR (Ischämie-Reperfusion) bezeichneten Gruppe stammte die Membranpräparation von Herzen, bei denen nach einer 20-minütigen Stabilisierungsperiode 30 Minuten lang eine Ischämie induziert wurde, gefolgt von 60 Minuten Reperfusion mit normalem K-H-Puffer. In einer mit PR bezeichneten Gruppe stammte die Präparation von Herzen, die nach einer 20-minütigen Stabilisierungsperiode 10 Minuten mit 15 μm PLP plus normalem K-H-Puffer perfundiert wurden, gefolgt von einer für 30 Minuten induzierten Ischämie, gefolgt von 60 Minuten Reperfusion mit normalem K-H-Puffer. Es ist anzumerken, dass während der gesamten Reperfusionsperiode PLP anwesend war.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Sie stammen von n = 6 Versuchen.
TABELLE 2 Wirkung verschiedener Stimulantien auf die Adenylylcyclase-Aktivität in Rattenherz-Rohmembranpräparationen aus einer Kontroll- (C), einer Ischämie-Reperfusions- (IR) und einer behandelten Gruppe (PR)
Beispiel 3 – In-vivo-Koronararterienligatur
Durch Okklusion der linken Koronararterie wie von Sethi et al., oben, beschrieben wurde bei männlichen Sprague-Dawley-Ratten (200–250 g) ein Myokardinfarkt erzeugt. Die Ratten wurden mit 1–5% Isofluran in 100% O₂ (2 l Durchflussgeschwindigkeit) anästhesiert. Die Haut wurde entlang des linken Sternumrands eingeschnitten, und es wurde die 4. Rippe proximal zum Sternum durchtrennt und ein Retraktor eingeführt. Der Herzbeutel wurde geöffnet und das Herz herausgeholt. Die linke vordere absteigende Koronararterie wurde etwa 2 mm von ihrem Ursprung auf der Aorta mittels einer 6-0-Seidennaht ligiert. Dann wurde das Herz in der Brust repositioniert und der Schnitt mittels Tabaksbeutelnähten verschlossen. Scheinoperierte Ratten erfuhren identische Behandlung, außer dass die Arterie nicht ligiert wurde. Die Mortalität infolge Operation lag unter 1%. Sofern nicht anders im Text angegeben, wurden in dieser Studie Versuchstiere mit einer Infarktgröße > 30% des linken Ventrikels verwendet. Sämtliche Tiere durften genesen, erhielten ad libitum Futter und Wasser und wurden für einen Zeitraum von 21 Tagen zwecks Elektrokardiogramm (EKG), hämodynamischer und histologischer Beurteilung gehalten.
Erwiesenermaßen verursacht eine Okklusion der Koronararterie bei Ratten einen myokardialen Zellschaden, der zu Narbenbildung im linken Ventrikel und Herzdysfunktion führt. Während innerhalb von 3 Wochen nach der Koronarokklusion die völlige Ausheilung der Narbe erfolgt, ist über das Auftreten milder, moderater und schwerer Stadien von kongestivem Herzversagen 4, 8 und 16 Wochen nach Ligatur berichtet worden. Demnach ist die 3 Wochen nach der Koronarokklusion bei Ratten beobachtete kontraktile Dysfunktion auf akute ischämische Veränderungen zurückzuführen.
Die Ratten wurden in transparenten Käfigen in einem temperatur- und feuchtigkeitsgeregelten Raum bei einem 12-Stunden-Licht/Dunkel-Zyklus untergebracht. Die Versorgung mit Futter und Wasser erfolgte ad libitum. Die Ratten wurden zufallsmäßig in fünf Gruppen unterteilt: scheinoperierte, koronararterienligierte ohne Behandlung, scheinoperierte mit PLP-Behandlung, koronararterienligierte mit PLP-Behandlung (25 mg/kg Körpergewicht oral durch Magensonde) zwei Tage vor der Operation und koronararterienligierte mit PLP-Behandlung (25 mg/kg Körpergewicht) eine Stunde nach der Operation. Diese Tiere wurden in sämtlichen nachstehend angeführten Untersuchungen verwendet. Für EKG-Untersuchungen wurden diese Tiere vor der Operation als ihre Kontrollen verwendet, so dass vor Durchführung der Operation an diesen Tieren EKG-Kurven aufgenommen wurden, die dann nach der Operation für die gleichen Tiere als Kontrollen dienten.
Beispiel 4 – Hämodynamische Veränderungen in vivo
Die wie in Beispiel 3 beschrieben vorbereiteten Tiere wurden mit einer Injektion eines Cocktails aus Ketaminhydrochlorid (60 mg/kg) und Xylazin (10 mg/kg) anästhesiert. Die rechte Karotisarterie wurde freigelegt und mit einem Mikrotip-Druckwandler (Modell PR-249, Millar Instruments, Houston, TX) kannüliert. Der Katheter wurde vorsichtig durch das Lumen der Karotisarterie vorgeschoben, bis die Spitze des Wandlers in den linken Ventrikel eintrat. Der Katheter wurde mit einer Seidenligatur um die Arterie befestigt. Die hämodynamischen Parameter wie linksventrikulärer systolischer Druck (LVLSP), linksventrikulärer enddiastolischer Druck (LVEDP), Kontraktionsgeschwindigkeit (+dp/dt) und Relaxationsgeschwindigkeit (–dP/dt) wurden auf einem Computersystem (AcqKnowledge 3.1 Harvard, Montreal, Canada) aufgezeichnet.
Ein 3-wöchiger Myokardinfarkt verursachte einen fortschreitenden Anstieg beim linksventrikulären enddiastolischen Druck (LVEDP) ohne irgendwelche Veränderungen bei sowohl der Herzrate als auch dem linksventrikulären systolischen Druck (LVSP). Überdies war sowohl die Geschwindigkeit der Kontraktion (+dP/dt) als auch die Geschwindigkeit der Ralaxation (–dP/dt) bei den infarzierten Tieren signifikant erniedrigt. Der Anstieg des LVEDP und das Absinken von sowohl +dP/dt als auch –dP/dt wurden bei 3-wöchiger Behandlung der infarzierten Tiere mit PLP zum Teil verhindert.
Die Ergebnisse sind unten in Tabelle 3 und 4 angegeben.
Daten sind als Mittelwert ± SE von 10 Tieren ausgedrückt. Sämtliche Messungen wurden mit einem Miller-Mikrokatheter durchgeführt; der Katheter wurde mittels Kannülierung der rechten Karotisarferie in den linken Ventrikel eingeführf. LVSP, linksventrikulärer systolischer Druck; LVEDP, linksvenfrikulärer enddiastolischer Druck; +dP/dt, Kontraktionsgeschwindigkeit; –dP/dt, Relaxationsgeschwindigkeit. Tiere wurden zufallsmäßig in vier Gruppen unterteilt: scheinoperiert, scheinoperiert + medikamentenbehandelt, medikamentenbehandelt beginnend 2 Tage vor der Ligatur (PrD) für bis zu 21 Tage und koronarligiert (MI). Der Behandlungsgruppe wurde einmal täglich mittels Magensonde oral PLP (25 mg/kg Körpergewicht) verabreicht.
TABELLE 3 Hämodynamische Parameter von Ratten mit Myokardinfarkt mit oder ohne 21-tägige PLP-Behandlung beginnend 2 Tage vor Koronararterienligatur (PrD)
TABELLE 4 Spätere Bestätigung hämodynamischer Parameter von Ratten mit Myokardinfarkt mit und ohne 21-tägige PLP-Behandlung beginnend 1 Stunde nach und 2 Tage vor der Koronararterienligatur
Es gab drei Gruppen von Ratten, jeweils 20: (MI) unbehandelt koronarligiert, (PP1) oral PLP einmal täglich beginnend 1 Stunde nach Ligatur, (PP2) oral PLP einmal täglich beginnend 2 Tage vor Ligatur.
Beispiel 5 – In-vivo-Elektrokardiogramm(EKG)-Aufzeichnungen
Es wurden EKG-Aufzeichnungen mit sechs Ableitungen (I, II, III, aVR, aVF, aVL) von Ratten in allen Gruppen (scheinoperiert, koronararterienligiert (MI), scheinoperiert mit Medikamentenbehandlung, koronararterienligiert mit Medikamentenbehandlung 2 Tage vor Ligatur, Koronararterienligatur mit Medikamentenbehandlung innerhalb 1 Stunde nach Ligatur) vor der Koronararterienligatur und 1, 3, 7, 14 und 21 Tage nach der Okklusion gemacht.
Oberflächen-EKGs wurden unter Isofluran-Anästhesie mittels eines Herz-Atem-Monitors, Modell EC-60 (Silogic International Limited, UK) aufgezeichnet. Die ST-Segment-Anomalie war definiert als eine Senkung oder Hebung von wenigstens 1 mm von der Grundlinie, die für ≥ 1 min anhielt. Die Größe der ST-Segment-Verschiebung wurde 60 ms nach dem J-Punkt in allen sechs Ableitungen gemessen. Das QT-Intervall wurde nach Standard-Kriterien gemessen und dann mittels der Bazett-Formel (QT_c = QT/Quadratwurzel des RR-Intervalls) für die Herzfrequenz korrigiert. Das längste QT-Intervall aller Ableitungen wurde vom Beginn der Q-Welle bis zum Ende der T-Welle gemessen. Falls Q-Wellen nicht vorhanden waren, wurde der Beginn der R-Welle verwendet. Das der QT-Intervallmessung unmittelbar vorausgehende RR-Intervall wurde verwendet, um für die Herzfrequenz zu korrigieren. Pathologische Q-Wellen wurden definiert als eine der R-Welle vorausgehende negative Ablenkung von wenigstens 25 μV Amplitude.
ST-Segment-Veränderungen
ST-Segment-Senkung, die eine subendokardiale Hypoperfusion reflektiert, ist die häufigste EKG-Manifestation von Ischämie, und die ST-Segment-Abweichung kann als noninvasiver Marker des Perfusionsstatus des Herzens dienen. Elektroden, welche direkt über der geschädigten Zone angeordnet sind, registrieren typischerweise eine ST-Segment-Hebung, während jene in gegenüberliegenden Bereichen des Torsos eine "reziproke" ST-Segment-Senkung erfassen. In der vorliegenden Studie wurde 1 bis 21 Tage nach Koronararterienligatur bei unbehandelten Ratten in Ableitung I ST-Segment-Senkung aufgezeichnet und in Ableitung II und III dreier Ableitungen ST-Segment-Hebung. Behandlung mit PLP reduzierte den Grad der ST-Segment-Hebung/Senkung nach Okklusion und beschleunigte die Erholung des ST-Segments. Die Ergebnisse sind unten in Tabelle 5 und 6 dargestellt. In Tabelle 5 betrugen die vor der Okklusion (Kontrolle) aufgezeichneten Werte für die ST-Segment-Abweichung für alle drei Ableitungen für die MI- und die PrD-Gruppe 0,01, 0,02, 0,01 bzw. 0,015, 0,02 und 0,01. In Tabelle 6 betrugen die vor der Okklusion (Kontrolle) aufgezeichneten Werte für die ST-Segment-Abweichung für alle drei Ableitungen für die MI- und die PrD-Gruppe 0,02, 0,02, 0,01 bzw. 0,01, 0,009 und 0,015.
TABELLE 5 ST-Segment-Veränderungen bei Ratten mit Myokardinfarkt (MI) mit oder ohne 21-tägige PLP-Behandlung beginnend 2 Tage vor Koronararterienligatur (PrD)
TABELLE 6 ST-Segment-Veränderungen bei Ratten mit Myokardinfarkt (MI) mit oder ohne 7-tägige PLP-Behandlung beginnend 1 Stunde nach Koronararterienligatur (PrD)
QT-Intervall und Mortalität nach Myokardinfarkt
Das QT-Intervall auf dem Oberflächen-Elektrokardiogramm ist ein indirektes Maß für die Dauer des ventrikulären Aktionspotentials, und dessen Verlängerung ist oft mit dem Auftreten maligner ventrikulärer Arrhythmien bei Patienten verbunden. Ein langes QT-Intervall auf dem EKG ist mit einem höheren Risiko für plötzlichen Herztod nach Myokardinfarkt verbunden. Die Daten zeigen, dass an Tag 1 eine QT-Intervall-Verlängerung auftrat und dann von Tag 3 bis 21 schrittweise abnahm, was mit der Periode der höchsten Mortalität nach Ligatur bei unbehandelten Ratten zusammenfiel. Behandlung mit PLP reduzierte die QT-Verlängerung und beschleunigte außerdem den Zeitverlauf der Erholung des QT-Intervalls nach Koronarokklusion.
Die Ergebnisse sind unten in Tabelle 7, 8 und 9 angegeben.
Durch Koronarligatur wurde ein Myokardinfarkt induziert. Sämtliche nach folgenden Wochen verbliebenen Tiere wurden für EKG-Bestimmungen herangezogen. Werte sind Mittelwerte ± SE. Behandelten Tieren wurde einmal oder zweimal täglich oral PLP (25 mg/kg) verabreicht. Kontrollwerte wurden vor der Induktion eines Myokardinfarkts erhoben.
TABELLE 7 Zeitabhängige Veränderungen des QT_c-Intervalls (ms) bei Myokardinfarkt mit oder ohne 21-tägige PLP-Behandlung beginnend 2 Tage vor Koronararterienligatur (PrD)
Es gab zwei Gruppen von Ratten, jeweils 20: (MI) unbehandelt koronarligiert, (PrD) oral PLP einmal täglich.
TABELLE 8 Spätere Bestätigung und Entwicklung zeitabhängiger Veränderungen des QT_c-Intervalls (ms) bei Myokardinfarkt mit oder ohne 21-tägige PLP-Behandlung beginnend 2 Tage vor Koronararterienligatur
Es gab drei Gruppen von Ratten, jeweils 20: (MI) unbehandelt koronarligiert, (PP1) oral PLP einmal täglich, (PP2) oral PLP zweimal täglich. n = 20, Werte Mittelwerte ± SE. Kontrollwerte wurden vor Induktion eines Myokardinfarkts erhoben.
TABELLE 9 Zeitabhängige Veränderungen des QT_c-Intervalls (ms) bei Myokardinfarkt mit oder ohne 21-tägige PLP-Behandlung beginnend 1 Stunde nach Koronararterienligatur
Es gab drei Gruppen von Ratten, jeweils 20: (MI) unbehandelt koronarligiert, (PP1) oral PLP einmal täglich, (PP2) oral PLP zweimal täglich. n = 20, Werte sind Mittelwerte ± SE. Kontrollwerte wurden vor Induktion eines Myokardinfarkts erhoben.
Entsprechend war die Mortalitätsrate in der PLP-behandelten Gruppe ebenfalls signifikant geringer.
Mortalitätsraten
Früheste Todesfälle nach Myokardinfarkt treten innerhalb der ersten wenigen Stunden auf, und diese werden vor allem durch letale ventrikuläre Arrhythmien verursacht. In der vorliegenden Studie war die Mortalität sowohl bei unbehandelten als auch bei behandelten Ratten in den ersten 48 Stunden nach Koronarligatur am höchsten, jedoch war die Mortalität bei behandelten Tieren signifikant geringer. Diese verringerte Mortalität wurde von mehreren verbesserten EKG-Befunden begleitet, was auf eine antiarrhythmische Wirkung von PLP hinweist (geringere Häufigkeit pathologischer Q-Wellen und von PVCs).
Zur Operation bestimmte Ratten wurden zufallsmäßig in vier Gruppen unterteilt, jeweils 20: scheinoperiert, scheinoperiert + medikamentenbehandelt, 21 Tage medikamentenbehandelt beginnend 2 Tage vor Ligatur (MI + Medikament) und koronarligiert (MI). Da die scheinoperierte und die scheinoperierte + medikamentenbehandelte Gruppe keine Unterschiede hinsichtlich der Mortalität und anderer hämodynamischer Veränderungen aufwiesen, wurden sie als eine Gruppe betrachtet. Die Ergebnisse sind unten in Tabelle 10, 11, 12 und 13 dargestellt.
TABELLE 10 Mortalität bei Ratten mit Myokardinfarkt mit oder ohne 21-tägige PLP-Behandlung beginnend 2 Tage vor Koronararterienligatur (PrD)
TABELLE 11 Spätere Bestätigung und Entwicklung der Mortalität bei Ratten mit Myokardinfarkt mit oder ohne 21-tägige PLP-Behandlung beginnend 2 Tage vor Koronararterienligatur
(MI) unbehandelt koronarligiert, (PP1) oral PLP einmal täglich, (PP2) oral PLP zweimal täglich.
In einem zweiten, ähnlichen Versuch wurden zur Operation bestimmte Ratten zufallsmäßig in vier Gruppen unterteilt, jeweils 20: scheinoperiert, scheinoperiert + medikamentenbehandelt, 7 Tage medikamentenbehandelt beginnend 1 Stunde nach Ligatur (PrD) und koronarligiert (MI). Da die scheinoperierte und die scheinoperierte + medikamentenbehandelte Gruppe keine Unterschiede hinsichtlich der Mortalität und anderer hämodynamischer Veränderungen aufwiesen, wurden sie als eine Gruppe betrachtet.
Die Ergebnisse sind unten in Tabelle 12 dargestellt.
TABELLE 12 Mortalität bei Ratten mit Myokardinfarkt mit oder ohne 7-tägige PLP-Behandlung beginnend 1 Stunde nach Koronararterienligatur (PrD)
TABELLE 13 Spätere Bestätigung und Entwicklung der Mortalität bei Ratten mit Myokardinfarkt mit oder ohne 21-tägige PLP-Behandlung beginnend 1 Stunde nach Koronararterienligatur
Es gab drei Gruppen von Ratten: (MI), 20 Ratten, unbehandelt koronarligiert, (PP1), 25 Ratten, oral PLP einmal täglich, (PP2), 25 Ratten, oral PLP zweimal täglich.
Antiarrhythmische Wirkung von PLP, offenbart durch EKGs
Die EKGs der Tiere in den zuvor berichteten Versuchen bezüglich der Mortalitätsrate zeigen mehrere Befunde, die eine antiarrhythmische Wirkung von PLP anzeigen. Einer davon ist eine geringere Häufigkeit pathologischer Q-Wellen.
Diese Ergebnisse sind in den nachstehenden Tabellen 14 und 15 dargestellt.
TABELLE 14 Allgemeine Merkmale und Häufigkeit pathologischer "Q"-Wellen bei Ratten mit Myokardinfarkt mit oder ohne 21-tägige PLP-Behandlung beginnend 1 Stunde nach Koronararterienligatur
Es gab drei Gruppen von Ratten, jeweils 20: (MI) unbehandelt koronarligiert, (PP1) oral PLP einmal täglich, (PP2) oral PLP zweimal täglich. n = 20, Werte sind Mittelwerte ± SE. Der scheinoperierten Gruppe wurde physiologische Kochsalzlösung verabreicht.
TABELLE 15 Allgemeine Merkmale und Häufigkeit pathologischer "Q"-Wellen bei Ratten mit Myokardinfarkt mit oder ohne 21-tägige PLP-Behandlung, 2 Tage nach Koronararterienligatur
Es gab drei Gruppen von Ratten, jeweils 20: (MI) unbehandelt koronarligiert, (PP1) PLP einmal täglich injiziert, (PP2) PLP zweimal täglich injiziert. n = 20, Werte sind Mittelwerte ± SE. Der scheinoperierten Gruppe wurde physiologische Kochsalzlösung verabreicht.
Ein weiterer solcher Befund ist eine geringere Häufigkeit vorzeitiger ventrikulärer Kontraktionen (PVCs) nach Koronararterienligatur. Diese Ergebnisse sind in den nachstehenden Tabellen 16 und 17 dargestellt.
TABELLE 16 Wirkung der Behandlung mit PLP (beginnend zwei Tage vor Ligatur, fortgesetzt für 21 Tage) auf die Häufigkeit vorzeitiger ventrikulärer Kontraktionen (PVCs) nach Koronararterienligatur
TABELLE 17 Wirkung der Behandlung mit PLP (beginnend 1 Stunde nach Ligatur, fortgesetzt für 7 Tage) auf die Häufigkeit vorzeitiger ventrikulärer Kontraktionen (PVCs) nach Koronararterienligatur
Beispiel 6 – Kongestives Herzversagen in vivo
Von Sethi et al., Am. J. Physiol., oben, (siehe Beispiel 3) und J. Mol. Cell. Cardiol., 30, 2153–2163, 1999, ist gezeigt worden, dass das Ratten-Modell von kongestivem Herzversagen nach 4, 8 und 16 Wochen aufgrund des Auftretens von Aszites jeweils als frühes, moderates und schweres Stadium von kongestivem Herzversagen klassifiziert ist. In diesem Modell von kongestivem Herzversagen wird die absteigende Koronararterie des Rattenherzens ligiert. Die Brust wird dann geschlossen, und die Tiere werden für 16 Wochen am Leben erhalten, während deren eine Fortentwicklung von Herzversagen zu kongestivem Herzversagen zu beobachten ist. Da Kongestion eines der Kennzeichen ist, das Herzversagen von kongestivem Herzversagen unterscheidet, haben wir Aszites (Ansammlung von Flüssigkeit im Abdomen), ein Kennzeichen für Kongestion, untersucht. Aszites ist auch in anderen Modellen von kongestivem Herzversagen wie dem kardiomyopathischen Hamster evident. Jedoch wird nach 2–3 Wochen Ligatur das Stadium als Ischämie-Stadium von Herzversagen bezeichnet, da zu diesem Zeitpunkt keine Kongestion zu beobachten ist. Frühere Untersuchungen von anderen Forschern haben ebenfalls eine ähnliche zeitabhängige Klassifizierung bei diesem Modell gezeigt. Afzal et al., Am. J. Physiol. 262 (31), H868–874, 1992, und Dixon et al., Coron. Artery Dis. 2, 805–814, 1991. In unserem Modell ist die Ansammlung von Flüssigkeit im Abdomen signifikant stärker bei unbehandelten Tieren. Im Vergleich zur unbehandelten Gruppe zeigte die behandelte Gruppe eine signifikant geringere Menge an Flüssigkeit im Abdomen.
Somit ist bei kongestivem Herzversagen in der unbehandelten Gruppe neben einer Abnahme bei kontraktilen Parametern wie der Kontraktionsgeschwindigkeit (+dP/dt) und der Relaxationsgeschwindigkeit (–dP/dt) ein signifikanter Anstieg bezüglich der Flüssigkeitsansammlung im Abdomen zu beobachten, Tabelle 18. Diese Veränderungen sind in der behandelten Gruppe verbessert.
Beispiel 7 – In-vivo-Hypertrophie
Hypertrophie ist ein physiologischer Zustand der Vergrößerung (erhöhte Muskelmasse) des Organs infolge einer erhöhten Belastung des Organs. Eine der Kenngrößen zur Abschätzung von Herzhypertrophie ist das Verhältnis Herz zu Körper. Tabelle 19 zeigt, dass Ratten in der 8-wöchigen Studie mit saccharose-induzierter Hypertension einen bezogen auf die Kontrollgruppe und die P-5-P-behandelte Gruppe signifikant erhöhten Herz-zu-Körpergewicht-Index zeigten. Tabelle 18, das Modell von kongestivem Herzversagen, zeigt eine ähnliche Tendenz zwischen unbehandelten und behandelten Gruppen, was belegt, dass P-5-P die Fähigkeit besitzt, Hypertrophie zu reduzieren.
Beispiel 8 – In-vivo-Hypertension
Durch verschiedenste Forscher ist gut belegt, dass das Füttern von 8–10% Saccharose in Wasser bei Ratten Hypertension induziert. Zein et al., Am. Coll. Nutr., 17 (1), 36–37, 1998; Hulman et al., Pediatr. Res., 36: 95–101; Reaven et al., Am. J. Hypertens., 1991: 610–614. Unter Anwendung dieses Modells haben wir gezeigt, dass Behandlung mit P-5-P den saccharose-induzierten Anstieg des systolischen Blutdrucks (SBP) signifikant verringert. Der Blutdruck wird mittels der Schwanz-Staumanschetten-Methode beobachtet. Die Berechnungen wurden mittels des Computer-Softwareprogramms Acknowledge^TM durchgeführt.
TABELLE 18 Allgemeine Merkmale (Kenngrößen von Hypertrophie und Kongestion) und hämodynamische Parameter (Kenngrößen von Kontraktilität) bei Kontrollen, unbehandelten und behandelten Tieren in dem 16-wöchigen Modell von kongestivem Herzversagen
TABELLE 19 Wirkung der Pyridoxal-5-Phosphat-Behandlung (25 mg/kg) auf Herz/Körper-Verhältnis (Kenngröße von Hypertrophie) und systolischen Blutdruck (Kenngröße von Hypertension) bei durch 10% Saccharose induzierter Hypertension bei Ratten
Wie für den Fachmann erkennbar, können diese bevorzugten beschriebenen Details und Verbindungen und Verfahren eine beträchtliche Variation, Modifikation, Veränderung, Abänderung und Ersetzung erfahren, ohne dass die Funktion der beschriebenen Ausführungsformen beeinträchtigt oder modifiziert wird.
Obwohl vorstehend Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, ist diese nicht darauf beschränkt, und für den Fachmann wird ersichtlich sein, dass zahlreiche Modifikationen und Variationen Teil der Erfindung sind, sofern sie nicht vom Umfang der beanspruchten und beschriebenen Erfindung abweichen.
Es ist anzumerken, dass die in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen verwendeten Singularformen "ein" und "der", "die", "das" Pluralangaben einschließen, sofern nicht der Inhalt deutlich anderes gebietet. Somit schließt zum Beispiel die Nennung einer Zusammensetzung, die "eine Verbindung" enthält, ein Gemisch von zwei oder mehreren Verbindungen ein.

Claims

Verwendung einer Verbindung, ausgewählt aus Pyridoxal-5'-phosphat, Pyridoxin, Pyridoxal und Pyridoxamin, für die Herstellung eines Medikaments zur Behandlung von Herzhypertrophie bei einem Säugetier.
Verwendung einer Verbindung, ausgewählt aus Pyridoxal-5'-phosphat, Pyridoxin, Pyridoxal und Pyridoxamin, für die Herstellung eines Medikaments zur Behandlung von kongestivem Herzversagen bei einem Säugetier.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Verbindung Pyridoxamin ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Verbindung Pyridoxin ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Verbindung Pyridoxal-5'-phosphat ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Verbindung Pyridoxal ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Verbindung in einer Menge von 0,5 bis 100 mg/kg/Tag des Körpergewichts des Säugetiers zu verabreichen ist.