Применение 2-метилтиазолидин-3,3-дикарбоновой кислоты (2-мтдк) и/или ее физиологически совместимых солей для лечения и/или предупреждения рака

1 Настоящее изобретение относится к применению 2-метилтиазолидин-2,4-дикарбоновой кислоты (2-МТДК) и/или ее физиологически совместимых солей для лечения и/или предупреждения рака. По данным статистики в промышленноразвитых странах среди причин смертности рак перешел с седьмого места на второе. Несмотря на чрезвычайно большой объем научноисследовательских работ, в Германии ежегодно от рака умирают примерно 160000 человек. В Соединенных Штатах ежегодно рак диагностируется примерно у 600000 новых пациентов. Шансы преодоления рака определяются личными факторами риска и возможностями имеющихся терапевтических средств. Многие известные препараты, предназначенные для борьбы с раком, обладают тяжелыми побочными эффектами и при лечении рака ослабляют и/или поражают здоровые органы. Имеется настоятельная потребность в предоставлении веществ для лечения и предупреждения рака, которые не обладали бы тяжелыми побочными эффектами. В соответствии с настоящим изобретением эта задача решена путем применения 2 метилтиазолидин-2,4-дикарбоновой кислоты (2 МТДК) и/или ее физиологически приемлемых солей для лечения и/или предупреждения рака. Синтез 2-метилтиазолидин-2,4-дикарбоновой кислоты (2-МТДК), ее применение в качестве средства защиты печени и изготовление лекарственных препаратов в виде таблеток или мазей, содержащих 2-метилтиазолидин-2,4 дикарбоновую кислоту (2-МТДК), описано в немецкой заявке на патент DE-OS 2116629. 2 МТДК предложена для использования в качестве лекарственного препарата, предназначенного для различных целей. В европейской заявки на патент ЕР 98916811 раскрыто применение 2 метилтиазолидин-2,4-дикарбоновой кислоты (2 МТДК) в качестве муколитического средства, а в европейской заявке на патент ЕР 98916809 описана комбинация 2-метилтиазолидин-2,4 дикарбоновой кислоты (2-МТДК) с парацетамолом. До сих пор ничего не было известно о благоприятном воздействии 2-метилтиазолидин 2,4-дикарбоновой кислоты (2-МТДК) и ее физиологически приемлемых солей, приводящем к предупреждению и лечению рака и/или ослаблению побочных цитостатических эффектов. Неожиданно было обнаружено, что 2 метилтиазолидин-2,4-дикарбоновую кислоту (2 МТДК) и/или ее физиологически приемлемые соли можно с успехом использовать для лечения и/или предупреждения рака. Испытания на животных показали, что 2 метилтиазолидин-2,4-дикарбоновая кислота (2 МТДК) и/или ее физиологически приемлемые соли могут замедлять или даже останавливать развитие раковых заболеваний. Эти испытания 2 проведены на различным моделях опухолей животных. Подопытными животными являлись мыши, крысы и хомяки. Объекты испытания включали папилломы кожи, аденокарциномы молочной железы, рак трахеи, аденокарциномы легких, а также карциномы толстой кишки и рак мочевого пузыря. Механизм действия 2-метилтиазолидин 2,4-дикарбоновой кислоты (2-МТДК) пока полностью не выяснен. Предполагается, что 2 метилтиазолидин-2,4-дикарбоновая кислота (2 МТДК) выступает в качестве пролекарства для выделения L-цистеина, который затем превращается в глутатион (-глутамилцистеинилглицин, ГЦГ), т.е. вещество, которому обычно приписывают способность выступать в качестве ловушки радикалов. Таким образом способ предупреждения рака заключается в том, что мутагенные вещества, такие как нитриты и нитрозосоединения,захватываются ловушкой радикалов до того, как они смогут оказать свое поражающее воздействие на организм. Это осуществляется с помощью эндогенного глутатиона (ГЦГ) или синтетического N-ацетилцистеина (НАЦ). Бактерии толстой кишки являются соответствующим источником эндогенного глутатиона (ГЦГ). При лечении рака врачи должны обеспечить защиту эндогенных источников глутатиона или других ловушек радикалов и не ослаблять их, например, посредством химиотерапии, так чтобы предотвратить дополнительное уменьшение поступления глутатиона (ГЦГ). Глутатион (-глутамилцистеинилглицин,ГЦГ) является наиболее важным природным веществом, которое может захватывать и устранять цитотоксичные кислородсодержащие радикалы, образующиеся при протекании многочисленных окислительных ферментативных реакций. Каждая клетка организма человека содержит глутатион (ГЦГ) в больших концентрациях, что понятно, поскольку иначе образующиеся кислородсодержащие радикалы разрушали бы компоненты клеточных мембран и блокировали бы другие внутриклеточные процессы, такие как механизмы репарации генов. Неингибированное воздействие кислородсодержащих радикалов приводит к разрушению клетки. Поскольку реакционноспособные кислородсодержащие частицы (кислородсодержащие радикалы) ускоряют канцерогенез, захват этих молекул представляет собой другой механизм, с помощью которого глутатион (ГЦГ) оказывает свое предупреждающее воздействие. Аналогичный эффект был описан для Nацетилцистеина. N-Ацетилцистеин представляет собой защищенную форму L-цистеина, который после выделения в организме может превратиться в глутатион (ГЦГ). 3 Кроме того, другой важный защитный эффект глутатиона (ГЦГ) и N-ацетилцистеина(НАЦ) наблюдался совместно с канцерогенезом. Исследования показали, что разрушение генетического материала вследствие воздействия радиации и канцерогенеза (например, 2 ацетиламинофлуорена (2AAF можно уменьшить, если одновременно вводить Nацетилцистеин (НАЦ). В дополнение к этим защитным эффектам глутатион (ГЦГ) также может ослаблять рост имеющихся опухолей. N-Ацетилцистеин (НАЦ) также оказался эффективным при испытаниях на моделях опухолей животных. У пациентов с раком легких и молочной железы пониженный уровень L-цистеина и других аминокислот обнаруживается в крови уже на ранней стадии заболевания (Zhang Р.С., Pang О.Р., Clin. Chem. 38, pp. 1198-1199, 1992). Такое понижение также обнаружено у мышей C57SL/6 с фибросаркомой (Hack V., Gross A., Kinscherf R.,Bockatelle M., Fiers W., Becke G. and Droge W.,FASEB J. pp. 1219-1226, 1996). Механизм этого эффекта пока изучен недостаточно хорошо. Исследователи обнаружили, что N-ацетилцистеин (НАЦ) ингибирует самопроизвольные мутации, которые могут быть вызваны облучением, и образование комплексов канцерогенных веществ с генетическим материалом (ДНК). В этих исследованиях также обнаружено, что N-ацетилцистеин (НАЦ) задерживает развитие опухолей или полностью их подавляет. Другим перспективным направлением применения является ослабление побочных цитостатических эффектов посредством приема тиолсодержащих веществ. В частности, пациентов, страдающих раком легких, лечили эпирубицином. Когда их одновременно лечили Nацетилцистеином (НАЦ), можно было предотвратить нежелательные кардиотоксические воздействия эпирубицина (Cipri A., Peverini M.,Schiavo В. and Pozzar F., Eur. Respiration J., 7,(Suppl. 8) 3819, 1994). В длительном испытании, проведенном в Европе и включавшем множество центров, изучали N-ацетилцистеин (НАЦ) в качестве предупредительного лекарственного препарата для пациентов с высоким риском карциномы легких(EUROSCAN). Результаты показали, что Nацетилцистеин (НАЦ) оказывается перспективным для таких пациентов, во всяком случае на уровне испытания (Van Zandwijk N., J. of Cellular Biochemistry 58, Suppl. 22, рр. 24-32, 1995). Механизм действия 2-метилтиазолидин 2,4-дикарбоновой кислоты (2-МТДК) пока полностью не выяснен. Однако мы можем предположить, что N-ацетилцистеин действует с помощью эквивалентного механизма, который приводит к образованию ключевой молекулы,глутатиона (ГЦГ). Глутатион может препятст 004592 4 вовать воздействию радикалов, в первую очередь, кислородсодержащих радикалов. Если эти предположения верны, то исследования, в первую очередь, должны быть направлены на предоставление и использование веществ, которые регулируемым образом и без образования токсичных продуктов выделяли быL-цистеин в необходимом количестве и на необходимом участке организма. Известные соединения, которые используются в настоящее время и характеризуют современный уровень данной области техники,решают эту задачу в лучшем случае неадекватно. При использовании для лечения логичным решением было бы применение природного вещества, глутатиона (ГЦГ). Однако применение самого глутатиона, вне сомнений, невозможно,поскольку он будет разлагаться в желудке и не сможет попадать в клетки. У клеток отсутствует необходимый для этого механизм транспорта. Непосредственное использование L-цистеина также исключено, поскольку, как показано для клеточных культур, а также для новорожденных мышей и крыс, он является токсичным. Использование токсичного L-цистеина приводит к некробиозу клеток головного мозгаFarnum E, Exp. Brain. Res. 208, pp. 167-180,1981). Такую токсичность можно обойти, если использовать так называемое пролекарство, т.е. предшественник лекарственного препарата, из которого действующая аминокислота выделяется внутри организма регулируемым образом. Поэтому глутатион (ГЦГ) или L-цистеин необходимо заменить на предшественник, который в организме может превратиться в L-цистеин и который затем станет доступным для синтеза глутатиона. Наилучшим известным предшественником является N-ацетилцистеин(НАЦ). Путем гидролиза из N-ацетилцистеина выделяется лишь небольшое количество L-цистеина. Большая часть выделяется аминокислотой N-дезацилазой, которая была обнаружена, в частности, в цитозоле клеток печени (Wlodek,L., Rommelspacher, H., Susilo, R., Radomski, J.(НАЦ) является малотоксичным лекарственным препаратом. Однако в немногочисленных сообщениях показано, что опасность токсического воздействия N-ацетилцистеина недооцененаVina, J., Romero, F.J., Saez, G.T. and Pallardo,F.V., Experientia 39, pp. 164-165 (1983. Опасность токсической реакции делает неизбежным поиск альтернатив N-ацетилцистеину(НАЦ) могут являться тиазолидины, которые являются лекарственными препаратамипредшественниками глутатиона (ГЦГ). Конденсация карбонилсодержащих веществ с L-цистеином с образованием тиазолидинов описана ранее (Susilo, R., Rommelspacher,F. and Hoefle, G., J. Neurochem. 52, pp. 1793-1800(1989. В данном контексте важно, что указанные тиазолидины образуют запас L-цистеина, из которого по мере необходимости может выделяться аминокислота. Примером тиазолидина простой структуры является продукт конденсации формальдегида сL-цистеином. Однако показано, что метаболиты этого вещества являются нейротоксичными. Продукт конденсации ацетальдегида с Lцистеином непригоден для использования в качестве предшественника лекарственного препарата, поскольку он самопроизвольно разлагается в организме (Wlodek, L., Rommelspacher, Н.,Susilo, R., Radomski, J. and Hefle, G., Biochem.Pharmacol. 46, pp. 917-928 (1993. Поскольку описанные тиазолидины не отвечают фармакологическим требованиям, мы должны найти производные тиазолидина, которые можно использовать в качестве лекарственных препаратов. В настоящее время исследования показали,что продукт конденсации пировиноградной кислоты с L-цистеином наилучшим образом отвечает этим требованиям. Когда L-цистеин выделяется из 2 метилтиазолидин-2,4-дикарбоновой кислоты (2 МТДК), побочным продуктом является физиологически безвредный пируват. Пируват является физиологическим веществом, которое совершенно безвредно в количествах, выделяющихся в организме. Поэтому 2-метилтиазолидин-2,4 дикарбоновая кислота, в отличие от Nацетилцистеина (НАЦ), очень хорошо переносится. Имеются даже данные о том, что пируват обладает защитным воздействием (Rastwilini,С., Cicalese, L., Zeevi, A., Mattes, С., Stauko, R.Т.,Syarzl, Т.Е. and Rao, A.S., Transplant. Proceed. 27,pp. 3383-3384 (1995. В организме пируват образуется из глюкозы и необходим в цикле трикарбоновых кислот для выработки энергии для клетки. Неожиданно было обнаружено, что лечение с помощью 2-метилтиазолидин-2,4 дикарбоновой кислоты (2-МТДК) не только предотвращает от разрушения иммунную систему клетки, как это было показано для клеток печени (Wlodek, L. and Rommelspacher, H., Alcohol and Alcoholizm, 29, pp. 649-657, 1994), но и показано, что это защитное действие 2 метилтиазолидин-2,4-дикарбоновой кислоты (2 МТДК) является очень длительным. Выделение L-цистеина и образование глутатиона (ГЦГ) можно было обнаружить в тканях печени мышей через 12 ч (2-МТДК, 1,2 6 ммоль/кг при внутрибрюшинном введении) и при этом через 12 ч содержание ГЦГ повышалось до 112,0% (Р меньше 0,01). Внутрибрюшинное введение 2,4 ммоль 2-МТДК на 1 кг полной массы тела приводило к увеличению содержания ГЦГ в печени до 154,5% от контрольных уровней, Р меньше 0,001. Результаты испытаний приведены в таблице. Влияние 2-метилтиазолидин-2,4-дикарбоновой кислоты (2-МТДК) на снижение содержания глутатиона (ГЦГ) в ткани печени мышей Время Глутатион (ГЦГ) - мкмоль/г массы во влажном состояпосле нии инъек- Контрольный 2-МТДК (1,2 ммоль/кг) 2-МТДК (2,4 ммоль/кг) ции,уровень Для оценки статистической значимости разности средние значения [] ( стандартное отклонение [SD]) сопоставляли с использованием t-критерия Стьюдента; n=2; от пяти до шести мышей в группе. Задачей этих исследований являлось изучение выделения L-цистеина из 2-метилти 0 золидин-2,4-дикарбоновой кислоты (2-МТДК),регулируемого ферментами. Обнаружено, что количество выделяющегося L-цистеина регулируется в соответствии с данным организмом и зависит от дозы. Это предотвращает образование очень высоких концентраций токсичного Lцистеина, которые можно обнаружить после длительного лечения с помощью N-ацетилцистеина (НАЦ). Он также способствует тому,чтобы воздействие 2-метилтиазолидин-2,4 дикарбоновой кислоты (2-МТДК) лучше переносилось организмом. Ферментативно регулируемое выделениеL-цистеина из 2-метилтиазолидин-2,4-дикарбоновой кислоты (2-МТДК) и отщепление физиологически безвредного пирувата для регулируемой и зависящей от дозы подачи L-цистеина,необходимое для системы, очевидно делает 2 метилтиазолидин-2,4-дикарбоновую кислоту (2 МТДК) намного лучшей, чем любое известное соединение, такое как N-ацетилцистеин (НАЦ). Посредством использования 2 метилтиазолидин-2,4-дикарбоновой кислоты (2 МТДК) можно в значительной степени ослабить токсические эффекты, характерные для Nацетилцистеина (НАЦ). Если мы будем основываться на том, что ранее было выяснено о механизме, по которому действует N-ацетилцистеин (НАЦ), то мы можем заключить, что 2-метилтиазолидин-2,4 7 дикарбоновая кислота (2-МТДК) вызывает уменьшение количества свободных радикалов и увеличение концентрации сульфгидрильных групп в системе. Это приводит к цитозащитному действию указанного соединения. Поэтому 2-метилтиазолидин-2,4-дикарбоновая кислота (2-МТДК) ослабляет побочные цитостатические эффекты посредством уменьшения или исключения недостатка тиольных групп, который проявляется в недостатке Lцистеина и/или глутатиона (ГЦГ). Поэтому применение 2-метилтиазолидин 2,4-дикарбоновой кислоты (2-МТДК) для предотвращения рака или остановки развития рака и для ослабления нежелательных побочных эффектов цитостатического лечения полезно с медицинской и научной точки зрения и рекомендовано. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Применение 2-метилтиазолидин-2,4 дикарбоновой кислоты (2-МТДК) и/или ее фи 8 зиологически приемлемых солей для лечения и/или предупреждения рака. 2. Применение 2-метилтиазолидин-2,4-дикарбоновой кислоты (2-МТДК) и/или ее физиологически приемлемых солей по п.1 для лечения рака внутренних органов. 3. Применение 2-метилтиазолидин-2,4 дикарбоновой кислоты (2-МТДК) и/или ее физиологически приемлемых солей по п.1 для лечения карциномы легких, желудка, поджелудочной железы и печени. 4. Применение 2-метилтиазолидин-2,4 дикарбоновой кислоты (2-МТДК) и/или ее физиологически приемлемых солей по п.1 для лечения рака молочной железы, кожи, мочевого пузыря, пищевода и трахеи. 5. Применение 2-метилтиазолидин-2,4 дикарбоновой кислоты (2-МТДК) и/или ее физиологически приемлемых солей по п.1 для предупреждения нежелательных побочных цитостатических эффектов.