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5  DISKUSSION

Thalidomid wurde 1961 wegen seiner Teratogenität vom Markt genommen. In den letzten Jahren erfuhr Thalidomid auf Grund seiner antiinflammatorischen, immunmodulatorischen und antiangiogenetischen Eigenschaften verstärkte Aufmerksamkeit. Krankheiten wie die Lepra lepromatosa, therapierefraktäre Dermatosen (41,66,117-118), Aphten bei Behςet-Krankheit (23,27,38,48-49,126,150-152,155), Ulzera bei AIDS-Patienten (3,57-59,105,154), HIV wasting (42-43,76-77,85,103,115), und multiples Myelom (5,21,47,81,100,104,117,125,140) können mit Thalidomid behandelt werden.

Die antiinflammatorischen, immunmodulatorischen und antiangiogenetischen Eigenschaften des Thalidomids sind in der Augenheilkunde sehr erwünscht. Bei klinischen und experimentellen ophthalmologischen Erkrankungen, die durch Gefäßproliferation gekennzeichnet sind, wie die diabetische Retinopathie und die altersbedingte Makuladegeneration (33) oder immunpathologische Erkrankungen wie die Uveitis (44) hat Thalidomid einen günstigen Effekt gezeigt.

Die systemische Applikation von Thalidomid, intravenös oder parenteral, hat aufgrund der hohen erforderlichen Dosis zur Überwindung der Blut-Netzhaut- und Blut-Kammerwasser-Schranke, den Nachteil systemischer Nebenwirkungen. Thalidomid kann zu schwerster Obstipation, Schwindel, Kater, Gedächtnisverlust, Hypotension, irreversibler Neuropathie, und nach längerem Gebrauch zu Hypothyreoidismus führen (1). Darüber hinaus ist Thalidomid wie schon oben erwähnt teratogen. Daher ist die systemische Thalidomidapplikation zur Therapie von Augenerkrankungen nicht geeignet.

Zur Überwindung der systemischen Limitationen können in Einzelfällen intravitreale Injektionen eingesetzt werden, die ihrerseits zu Endophthalmitis und Netzhautablösungen führen können.

Die topische Anwendung von Pharmaka am Auge ist limitiert durch die gering erreichbare intraokulare Bioverfügbarkeit. Die lange Diffusionsstrecke, schnelle präkorneale Medikamentenelimination und geringe korneale Permeabilität sind die limitierenden Faktoren zum Erreichen eines effektiven intraokularen Wirkstoffspiegels. Nach der Gabe von Augentropfen beim Kaninchen liegt der intraokular nachweisbare Anteil des Wirkstoffes typischerweise unter 5% und ist beim Menschen ähnlich oder geringer (82,86,112). Darüber hinaus sind bei der spezifischen Anwendung von Thalidomid seine schlechte Löslichkeit (50μg/ml) (78), rasche hydrolytische Degeneration und geringe Korneapenetration weitere limitierende Faktoren zur Erreichung eines effektiven Wirkspiegels im Auge.

Von der Thalidomidtherapie ist daher das Erreichen eines hohen Wirkstoffspiegels am Wirkort bei geringen systemischen Nebenwirkungen zu fordern.

Die Aufnahme eines Wirkstoffs in den Körper bestimmt maßgeblich seine Pharmakokinetik. Die Pharmakokinetik beschreibt die Absorption, Distribution und Elimination eines Medikamentes im Körper. Unter Absorption versteht man in der Augenheilkunde, die Aufnahme von Medikamenten z.B. ins Kammerwasser. Unter Distribution versteht man die Verteilung des Medikamentes vom Kammerwasser zu peripheren Geweben wie Konjunktiva, Kornea, Linse, Iris-Ziliarkörper, Aderhaut und Glaskörper. Als Elimination bezeichnet man die Abnahme der Medikamentenkonzentration im Auge durch Metabolisierung oder Abtransport über die Blut-Kammerwasser-Schranke in die systemische Zirkulation. Bioverfügbarkeit kennzeichnet die Geschwindigkeit und das Ausmaß der Absorption. Sie wird bestimmt durch die physikalisch-chemischen Eigenschaften des Medikamentes, den okularen Penetrationsbarrieren und ist abhängig von präkornealen Faktoren wie Tränenflüssigkeit, Tränenabfluß und Lidaktion (113).

Ansatzpunkte zur Erhöhung der intraokularen Bioverfügbarkeit bei der topischen Applikation bestehen in der Wirkstoffkonzentrationserhöhung, der Verlängerung der Verweildauer sowie der Unterbrechung der kornealen Epithelbarriere durch Konservierungsstoffe wie z. B. Benzalkoniumchlorid. Die Verweildauer kann durch Substanzen wie Methylcellulose, die die Viskosität erhöhen, verbessert werden. Andere Methoden zur Verlängerung der Verweildauer sind Inserts, Gele, weiche Kontaktlinsen, Liposomen (148), mit den Wirkstoffen getränkte Kollagenlinsen (34,98) oder der Verschluß des Tränenpunktes (32). Eine weitere Methode zur Verlängerung der Verweildauer bieten die Cyclodextrine, die die Bioverfügbarkeit weder durch Zerstörung der kornealen Epithelbarriere noch durch Viskositätserhöhung steigern, sondern durch Veränderung der physikalisch-chemischen Eigenschaften des Wirkstoffs bewirken.

Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung der möglichen Verbesserung der intraokularen [Seite 39↓]Bioverfügbarkeit von Thalidomid durch den Zusatz von Cyclodextrinen bei der topischen Applikation.

Der Aufbau der Cyclodextrine, speziell die Anordnung der Glukoseeinheiten, ist dafür verantwortlich, daß das Molekül auf der Außenseite hydrophil und auf der Innenseite hydrophob ist. Dies gibt der Substanz die Möglichkeit, Einschlußkomplexe mit apolaren Substanzen zu bilden (73,78). Diese Einschlußkomplexe erhöhen die Löslichkeit und Stabilität des in ihnen enthaltenen Medikamentes (141). Cyclodextrine werden durch die Anzahl der in ihnen enthaltenden Glukoseeinheiten und damit der Größe ihres Innendurchmessers von einander abgrenzt. Der Innendurchmesser ist entscheidend für die Größe der aufnehmbaren Substanz. Wir haben in dieser Studie HP-ß-CD verwendet, weil sein 0,78 nm großer Innendurchmesser sich gut zur Aufnahme des 0,7 nm großen Thalidomidmoleküls eignet (73). Die Verbindung des Thalidomids mit HP-ß-CD steigert die Löslichkeit (>45g/100ml) des Thalidomids auf das 30-fache gegenüber der Kombination mit anderen Cyclodextrinen (73,78). Der Zusatz von HP-ß-CD führt zu einer Löslichkeitsverbesserung des Thalidomids von 50 μg/ml auf 1,7mg/ml (78). Zusätzlich zeigt die Komplexierung des Thalidomids mit HP-ß-CD einen Schutz vor raschem Abbau, was sich an der Halbwertszeitverlängerung von 2,1 auf 4,1 Stunden zeigt (78).

1. Besteht eine Verbesserung der Löslichkeit des Thalidomids durch den Zusatz von Cyclodextrinen und damit eine erhöhte intraokulare Verfügbarkeit?

Die Ergebnisse haben gezeigt, daß der Zusatz von ß-CD zu einer signifikanten Erhöhung der Bioverfügbarkeit des Thalidomids führt. Die Bioverfügbarkeit, die durch die Geschwindigkeit und das Ausmaß der Absorption eines Wirkstoffs ins Kammerwasser gekennzeichnet ist beträgt bei der THA-CD Formulierung nach 30 Minuten 743,89 ng ml-1 im Vergleich zu 156,39 ng ml-1 bei der THA-SP. Nach 60 Minuten beträgt der THA-Gehalt bei der THA-CD Formulierung 248,31 ng ml-1 im Vergleich zu 84,55 ng ml-1 bei der THA-SP Formulierung. Dieses Ergebnis zeigt, daß HP-ß-CD das Ausmaß der Absorption erhöht und die Aufnahme beschleunigt. Dies wird deutlich durch die 7-fache Erhöhung der Bioverfügbarkeit nach 30 Minuten im Vergleich zur 3-fachen Erhöhung nach 60 Minuten. Nach 240 Minuten ist bei beiden Formulierungen kein THA Gehalt mehr nachweisbar.

Es scheint, daß HP-ß-CD zwar die Absorption des Thalidomids verbessert, aber keinen Einfluß auf die Elimination hat. Der hydrophile Charakter der CD läßt die Annahme zu, daß reine CD nicht durch die Kornea transportiert werden (142). Entsprechend ist zu vermuten, daß Thalidomid-CD-Komplexe ebenfalls nicht effektiv die Kornea penetrieren können und somit die Komplexdissoziation vielmehr im präkornealen Tränenfilm abläuft. Daraus folgt weiterhin, daß kein intraokularer Einfluß des HP-ß-CD auf die Distribution oder Elimination des Thalidomids besteht. Wir nehmen an, daß im präkornealen Tränenfilm die eingeschlossene Substanz langsam aus dem Cyclodextrin freigesetzt wird und es dadurch zu einer „Depotwirkung“ kommt. Ähnliches wird auch bei der Anwendung von Kollagenlinsen als Medikamententräger berichtet (98).

Die längere Verweildauer des Thalidomidmoleküls im Tränenfilm wäre eine Möglichkeit, die erhöhte intraokulare Bioverfügbarkeit durch den Zusatz von Cyclodextrinen zu erklären. Weitere Hypothesen wären eine Veränderung der kornealen Permeabilität, oder ein erhöhter Anteil an gelösten Feststoffpartikeln im Tränenfilm.

2. Wie verteilt sich das Thalidomid im Kaninchenauge nach der Applikation einer cyclodextrinhaltigen Lösung im Vergleich zur Suspension?

Die meisten topisch applizierten Medikamente können auf kornealem, konjunktivalem oder über die systemische Zirkulation die okularen und intraokularen Gewebe und Flüssigkeiten erreichen (111).

Da die Kornea insbesondere für hydrophile Medikamente eine starke Penetrationsbarriere darstellt, ist anzunehmen, daß hydrophile Medikamente durch andere Penetrationswege die intraokularen Gewebe erreichen. Eine Serie von Versuchen hat gezeigt, daß die äußerste Schicht der Sklera eine weit geringere Penetrationsbarriere für hydrophile Medikamente darstellt als das Epithel der Kornea (1,24,147). Auch [Seite 40↓]besitzt die Sklera Gefäße, die mit der Uvea in Verbindung stehen, über welche die Aufnahme von Medikamenten erfolgen könnte. Die folgende Abbildung zeigt verschiedene Wege der Wirkstoffaufnahme.

Abbildung 16: Flußdiagramm zur Beschreibung der okularen Aufnahme eines präkorneal applizierten Wirkstoffs; korneale und konjunktival-sklerale Route nach Schoenwald (110)

Die Abbildung zeigt, daß lokal applizierte Augenmedikamente auf kornealem und/oder auf konjunktival-skleralem Weg absorbiert werden können. Die Ergebnisse unserer Studie, die eine erhöhte Kammerwasserkonzentration bei der THA-CD-Zubereitung und eine erhöhte Iris-Ziliarkörper-Konzentration bei der THA-SP-Zubereitung gezeigt haben, erlauben die Annahme, daß die verschiedenen Zubereitungen unterschiedlich aufgenommen werden. Die folgende Abbildung zeigt den vermuteten Aufnahmeweg des THA-CD-Komplexes und der THA-SP.

Abbildung 17: Okulare Aufnahme eines präkorneal applizierten Wirkstoffs; korneale und konjunktivalsklerale Route modifiziert nach Schoenwald (110)

Es kann angenommen werden, daß im Falle der THA-Suspension die okulare Aufnahme auf dem konjunktival-skleralen Weg und im Falle der THA-CD Zubereitung eher auf dem kornealen Weg erfolgt. [Seite 41↓]Die Umgehung der vorderen Augenkammer bei der THA-SP Zubereitung würde sowohl den erniedrigten Kammerwasserkonzentrationsspiegel als auch die erhöhte Iris-Ziliarkörper-Konzentration erklären. Der konjunktival-sklerale Aufnahmeweg wird auch für andere Stoffe wie Timolol (24,95), Inulin (24,95), Gentamicin (13) oder bestimmte Carboanhydrasehemmer (25) beschrieben.

Ob die okulare Aufnahme eines Pharmakons eher über den konjunktival-skleralen oder den kornealen Weg erfolgt, ist abhängig vom pH-Wert der Lösung, der Ladung, der Molekülgröße, der Viskosität der Lösung und vor allem der Hydrophilie bzw. Lipophilie der Substanz (12). Lipophile Medikamente erreichen die intraokularen Strukturen zu einem größeren Ausmaß transkorneal, während hydrophile Medikamente eher über den konjunktival-skleralen Aufnahmeweg in das Auge gelangen (12).

Eine Studie von Ahmed und Patton (2) hat den nichtkornealen Aufnahmeweg von Inulin und Timolol unter Verwendung eines zylindrischen Aufsatzes auf der Kornea untersucht. Zusätzlich wurde auch die intraokularen Konzentrationen, zum Ausschluß einer systemischen Resorption, nach einer unilateralen Applikation und nach einer i.v. Dosis bestimmt. Hierbei zeigte sich, daß die höchsten Konzentrationen gemesssen wurden, wenn der korneale Aufnahmeweg nicht blockiert war, dennoch konnten im Iris-Ziliarkörper, in der Linse und im Glaskörper bei blockierter Kornea erhebliche Wirkstoffkonzentrationen nachgewiesen werden. Die auf dem nichtkornealen Aufnahmeweg erreichten Wirkstoffkonzentrationen im Iris-Zilliarkörper und im Glaskörper betrugen 70-80% der gesamten Wirkstoffkonzentrationen (kornealer und nichtkornealer Aufnahmeweg). Bei einseitiger Applikation zeigte sich im kontralateralen, unbehandelten Auge eine Konzentration von <1% der erzielten Wirkstoffkonzentration des behandelten Auges. Bei systemischer (i.v.) Applikation zeigten sich <5% der erreichten Wirkstoffkonzentration nach topischer Applikation. Diese Ergebnisse haben gezeigt, daß die systemische Reabsorption nicht die ermittelten intraokularen Konzentrationen erklären kann.

Penetrationsversuche von Doane (24) mit Pilocarpin und Hydrokortison haben ebenfalls den kornealen und den nichtkornealen Aufnahmewege untersucht und hierbei hat sich gezeigt, daß Pilocarpin und Hydrokortison auf konjunktival-skleralem und kornealem Aufnahmeweg die intraokularen Gewebe erreichen. Bei diesen Versuchen wurden drei verschiedene Applikationsarten von Pilocarpin und Hydrokortison unterschieden. In Gruppe A hatten die Medikamente Zugang zu Konjunktiva, Sklera und Kornea; in Gruppe B wurde unter Benutzung einer Penetrationsbarriere in Form eines zylinderförmigen Aufsatzes der Kontakt zur Kornea verhindert; in der Gruppe C wurde der Kontakt zur Kornea verhindert und zusätzlich die Konjunktiva entfernt. Diese Versuche zeigten, daß die höchsten intraokularen Medikamentenkonzentrationen dann gefunden wurden, wenn die Medikamente Zugang zu Kornea und Konjunktiva hatten. Bei Hydrokortison-Acetat ließ sich auf dem kornealem im Vergleich zum konjunktival-skleralem Aufnahmeweg eine 70-fach höhere Medikamentenkonzentration in der Kornea und eine 40-fach höhere Medikamentenkonzentration in der Iris nachweisen. Ähnliches gilt für Pilocarpin. Wenn man die Medikamentenkonzentration von Iris und Ziliarkörper bei kornealem vs. extrakornealem Aufnahmeweg vergleicht, ergibt sich für Pilocarpin ein Konzentrationsfaktor von 5:1. Bei diesen Penetrationsversuchen hat die Entfernung der Konjunktiva zu keinem signifikanten Konzentrationsunterschied geführt. In unseren Versuchen haben wir auch keine signifikanten Wirkstoffkonzentrationsunterschiede in der Konjunktiva bei beiden Präparationen feststellen können. Dies läßt vermuten, daß die Konjunktiva für die intraokulare Aufnahme von topisch applizierten Augenmedikamenten von untergeordneter Bedeutung ist.

Wenn der korneale Zugang nicht blockiert ist, gelangen Augentropfen in zwei Phasen durch den vorderen Augenabschnitt: in der Penetrationsphase werden die Augentropfen in die Kornea aufgenommen, in der Auswaschphase wieder aus der Kornea eliminiert. Der Anteil der Substanz, der während der Penetrationsphase in die Kornea aufgenommen wird, ist abhängig von der Dynamik des Tränensystems, von der Permeabilität des Korneaepithels sowie von der Kontaktzeit. Die maximale Substanzkonzentration in der Kornea wird schon nach wenigen Minuten erreicht. Von dort penetriert die Substanz weiter in die vordere Augenkammer. Die Geschwindigkeit, mit der die Substanz das Kammerwasser erreicht, ist abhängig von der Permeabilität des Kornea-Endothels. Bei niedriger Endothelpermeabilität kann es bis zu 2 Stunden dauern, bis die maximale Kammerwasserkonzentration erreicht wird (88). Auf der anderen Seite kann bei hoher Endothelpermeabilität schon nach 10-20 Minuten die maximale Kammerwasserkonzentration erreicht sein (88). In der Auswaschphase fungiert die Kornea als Medikamentenreservoir. Sie gibt das Medikament langsam wieder ab und bestimmt so, wie schnell die Konzentration im Auge wieder abfällt.

Wenn der korneale Zugang blockiert ist, müssen topisch applizierte Augenmedikamente, die durch die Sklera aufgenommen werden, durch lange Diffusionswege die anderen intraokularen Strukturen erreichen. Die benötigte Zeitdauer für diese Diffusion könnte im Falle der THA-SP eine Erklärung für die [Seite 42↓]anfänglich (nach 30 Minuten) sehr niedrige Iris-Ziliarkörper-Konzentration von 2,0 [μg×μg-1]10-6, im Vergleich zu der maximalen Iris-Ziliarkörper-Konzentration von 18,2 [μgμg-1]10-6 nach 60 Minuten sein. Hierfür würde auch die anfänglich (nach 30 Minuten) 7-fach niedrigere Kammerwasserkonzentration bei der THA-SP Formulierung im Vergleich zu der nur 3-fach niedrigeren Kammerwasserkonzentration nach 60 Minuten sprechen. Die endgültig erreichte geringere Kammerwasserkonzentration bei THA-SP Formulierung könnte bei diesem Aufnahmeweg durch Blutzirkulationsverluste bedingt sein, bevor der Wirkstoff per diffusionem die anderen Augenabschnitte erreicht. Versuche an toten Tieren ergaben eine 5-10-fach höhere Medikamentenkonzentration im Vergleich zu lebenden Tieren, was diese Vermutung unterstützt (24).

Abbildung 18: Schema der Blutgefäße des Auges (aus 54)

Ebenfalls ist es möglich, daß die intraokular erreichten Wirkstoffkonzentrationen zum Teil aus einer systemischen Reabsorption stammen. Diesbezüglich wurden bei unseren Untersuchungen orientierende Plasmaentnahmen an 2 Versuchstieren durchgeführt. Hierbei zeigte sich bei der THA-CD Formulierung ein Plasma-THA-Gehalt von 1172,67 ng ml-1 im Vergleich zu 804,65 ng ml-1 bei der THA-SP Formulierung nach 30 Minuten, und nach 60 Minuten bei der THA-CD Formulierung 67,56 ng ml-1 im Vergleich zu 1154,13 ng ml-1 bei der THA-SP Formulierung.

Es ist bis heute nicht bekannt, wie topisch applizierte Medikamente die hinteren Augenabschnitte (Glaskörper, Retina, Nervus opticus) erreichen. Plausible Routen wären die transkorneale Absorption mit anschließender Diffusion, die systemische Absorption und okulare Reabsorption (132), oder die transsklerale Absorption. Eine pharmakokinetische Studie mit topischer, subkonjunktivaler und systemischer Applikation von NSAID´s, ergab hohe Medikamentenkonzentrationen im vorderen Augensegment und nicht signifikante Konzentrationen im hinteren Augensegment bei der topischen Applikation (144), was eher gegen die transkorneale Absorption mit anschließender Diffusion spricht. Im Gegensatz hierzu, haben mehrere Studien bei einer unilateralen Applikation von Augenmedikamenten meßbare Konzentrationen im kontralateralen Auge festgestellt, welche für die systemische Reabsorption, [Seite 43↓]vor allem im hinteren Augensegment sprechen würden. Es existieren einige Theorien zu diesem kontralateralen Effekt, wovon die verbreitetste und akzeptierteste eine systemische Absorption über die Konjunktiva und Mukosa des Tränennasenkanals und vaskulärem Transport in das kontralaterale Auge ist (74). Eine klinische Studie von Saari (107) mit 57 Patienten zur okularen und systemischen Absorption von einseitig topisch applizierten 40 μl einer 0,5 % Timolollösung, stellte eine Kammerwasserkonzentration von 1,9 ± 0,8 μg/ml nach einem Applikationsintervall von 74 min. im behandelten Auge, einer maximalen Plasmakonzentration von 1,69 ± 0,89 ng/ml nach 22 ± 26 min. (1000x niedriger als im Kammerwasser), und ebenfalls eine Kammerwasserkonzentration von 0,04-0,3 ng/ml nach einem Applikationsintervall von 134 min bei 42% der unbehandelten Augen fest (1/500–1/50000 x niedriger als im behandelten Auge). Eine Studie von Acheampong (1) zeigte bei einer unilateralen Applikation von 0,2% (50μl) Cyclosporin A Emulsion eine messbare Menge an Radioaktivität im unbehandelten Auge. Die messbare Radioaktivität im unbehandelten Auge betrug in den meisten Geweben unter 5% der gemessenen Menge im behandelten Auge. Auffallend war hierbei eine erhebliche Radioaktivität in Linse, Choroidea-Retina, Glaskörper, Tränendrüse und Nervus optikus im unbehandelten Auge die zwischen 11-87% betrug (1). Eine Studie an Long-Evans Ratten von Alexander (132) zeigte bei der unilateralen topischen Applikation von Timolol hohe Wirkstoffkonzentration in der Iris des unbehandelten Auges, was vermuten läßt, daß diese Konzentration durch eine systemische Route erreicht werden. (132). Es ist also durchaus vorstellbar, daß die von uns festgestellte intraokulare Thalidomid-Konzentration zum Teil durch Diffusion (transkorneal und subkonjunktival) aber auch, speziell im hinteren Augensegment, durch systemische Reabsorption zustande gekommen sind.

Bei unserer experimentellen Arbeit wurden insgesamt 2 Gruppen von je 9 Versuchstieren mit 2 verschiedenen Darreichungsformen (THA-CD oder THA-Suspension) behandelt. Danach wurden von jeder Gruppe 3 Tiere nach einem bestimmten Zeitinterval getötet (30 min, 60 min, 4 Std.) und der Thalidomidgehalt mittels HPLC bestimmt. Problematisch ist, daß es sich hierbei um eine relativ geringe Anzahl an Versuchstieren handelt, weshalb eine statistische Unschärfe angemerkt werden muss. Andererseits ist die Durchführung von Tierversuchen zunehmend problematisch und Thema ethischer Diskussionen, so daß für die Gewinnung erster Erkenntnisse eine höhere Anzahl an Versuchstieren nicht bewilligt wurden.

Es hat sich herausgestellt, daß eine einseitige topische Applikation und eine systemische Applikation mit einer beidseitigen intraokularen THA-Gehaltsbestimmung und einer Plasmabestimmung an allen Kaninchen sinnvoll gewesen wäre, um ein genaueres Maß der systemischen Absorption und der eventuellen systemischen Reabsorption nachzuweisen. Hierfür wäre jedoch eine größere Anzahl an Versuchstieren unerlässlich gewesen.

Eine Folgestudie mit einer unilateralen Applikation, gefolgt von einer bilateralen Thalidomid-Gehaltsbestimmung könnte eine systemische Reabsorption nachweisen und gegebenenfalls quantifizieren. Eine okulare Penetrationsstudie mit einer unilateral applizierten Dosis von 10 μl Δtetrahydrocannabinol (40) sowie auch andere Studien konnten jedoch keine Medikamentenkonzentration im kontralateralen Auge dokumentieren. Ebenfalls wäre eine systemische (i.v.) Applikation mit einer anschließenden Bestimmung der intraokularen Konzentrationen sehr aufschlußreich.

Bemerkenswert war eine Studie von Koevary (74) zur topischen Applikation von Insulin an Ratten. Diese zeigte eine Anreicherung des Insulins in der behandelten Retina, sowie eine verzögerte und geringere Anreicherung in der Retina und im Kammerwasser des kontralateralen Auges. Interessanterweise zeigte sich bei diesen Untersuchungen auch bei toten Tieren eine Insulinanreicherung im kontralateralen Auge, welches die direkte Rolle der systemischen Zirkulation als Aufnahmeweg ausschließt (74). Diese Studie postuliert eine mögliche Aufnahme über den Liquor und die den Nervus opticus umgebenden Meningen (74).

3. Eignet sich Thalidomid zur Formulierung wässriger Augentropfen?

Das wesentliche Ergebnis dieser Studie besteht darin nachgewiesen zu haben, daß die Komplexierung des Thalidomids mit HP-ß-CD zu einer signifikanten Erhöhung der intraokularen Bioverfügbarkeit führt. Inwieweit die gemessenen Kammerwasserspiegel jedoch klinisch von Bedeutung sind, bleibt unklar. In der Literatur existieren weder Untersuchungen über Wirkspiegel im Auge nach topischer noch nach [Seite 44↓]systemischer Thalidomidapplikation.

Hinweise auf eine effektive Dosis bietet das Tiermodell der endotoxin-induzierten Uveitis bei dem 300-400 mg/Kg oral zu einer signifikanten antiinflammatorischen Wirkung führte, nicht aber 150 mg/Kg. Weiterhin war eine orale Thalidomiddosis von 50 mg 3 mal wöchentlich bei der Behandlung von oralen und genitalen Ulzerationen effektiv (23). Zusätzlich ist bekannt, daß eine tägliche Tabletteneinnahme von 800 mg razemischem Thaldiomid zu einer Serumkonzentration von maximal ~ 5μg/ml führt (78). Eine systematische Literaturaufarbeitung von Erikson (28) über die orale Absorption von razemischem Thalidomid in Form von Kapseln oder Tabletten (meistens 100 mg), ergab beim Menschen (ca. 70kg), ein Zeitinterval von 2-4 Std. zum Erreichen der maximalen Plasmakonzentration (tmax) und eine maximale Plasmakonzentration (Cmax) von ca. 1μg/ml (28).

Einer der Grundideen zur Formulierung von Thalidomidaugentropfen war die Vermeidung von okularen und systemischen Nebenwirkungen. Die 12,5 % HP-ß-CD-Thalidomid-Applikation führte im Rahmen der vorliegenden Studie zu keinen Reizzuständen am Kaninchenauge und hat sich damit als gut verträglich erwiesen. Eine elektronenmikroskopische Untersuchung von Janson (60) zur Verträglichkeit einer Ein- und Mehrfachapplikation von 12,5% HP-ß-CD konnte keine toxischen Schädigungen an der Korneaoberfläche feststellen. Eine elektronenmikroskopische Untersuchung von Freedmann (32) zur kornealen Toxizität bei der Applikation von 5% HP-ß-CD zeigte eine normale Korneaoberfläche ohne Verlust von Epithelzellen, Unterbrechung der Zellmembran oder Veränderung der Microvilli. Orientierende Blutentnahmen haben bei der THA-CD Formulierung nach 30 Minuten 1172,67 ng/ml und nach 60 Minuten 67,56 ng/ml ergeben. Bei der THA-SP Formulierung wurde ein Plasmagehalt von 804,65 ng/ml nach 30 Minuten und von 1154,13 ng/ml nach 60 Minuten bestimmt. Unser Ergebnis ca 1 μg/ml bei 1,0-1,5 kg schweren Kaninchen, im Vergleich zur maximalen Plasmakonzentration von ca 1 μg/ml bei einer oralen Dosis von 100mg bei ca. 70kg schweren Menschen deutet darauf hin, daß es bei der topischen Applikation zwar eine systemische Absorption auftritt, der erreichte Plasmaspiegel aber gering ist. Umfangreichere Untersuchungen wären notwendig, um das genaue Ausmaß an systemischer Absorption festzustellen.

Das pigmentierte Kaninchenauge kommt dem Menschenauge im Verhältnis zu anderen Tieraugen am ähnlichsten. Trotz dieser Ähnlichkeit können am Kaninchen durchgeführte Studien zum Effekt von Medikamententrägern auf die Bioverfügbarkeit eines Wirkstoffes nicht uneingeschränkt auf den Menschen übertragen werden. Die Kontaktzeit ist für die Aufnahme von Wirkstoffen bei Penetrationsuntersuchungen sehr wichtig. Das menschliche Auge unterscheidet sich vom Kaninchenauge vor allem in der Anatomie und Physiologie. Das Kaninchen hat ein Tränenvolumen von 7,5 μl (Mensch 7μl), eine Austauschrate der Tränenflüssigkeit von 0,53 μl/Minute (7%/Min.) (Mensch 1,2 μl/Minute (16%/Min.)), blinzelt alle 15 Minuten (Mensch 12 mal/Minute), und hat eine Drainagerate von 0,545/Minute (Mensch 1,45/Minute) (120). Die Austauschrate der Tränenflüssigkeit ist beim Kaninchen um ca. 50 % geringer. Dies führt zu einer Verlängerung der Kontaktzeit und damit zu einer erhöhten Absorptionsrate. Die besonderen Bedingungen am Kaninchenauge können dazu führen, daß eine Verlängerung der Verweildauer oder eine Viskositätsveränderung eines Medikamentes durch chemische Modifizierung beim Kaninchen zu keiner signifikanten Erhöhung der Bioverfügbarkeit führt, während dies aber beim Menschen zu einer signifikanten Erhöhung der Bioverfügbarkeit führen kann.

Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen dem menschlichen Auge und dem pigmentiertem Kaninchenauge ist die Aktion der Lider. Der Lidschlag ist ein entscheidender Faktor für die Durchmischung der Tränenflüssigkeit. Es ist also verständlich, daß eine geringere „Durchmischungsrate“ und dadurch auch eine geringere Abnahme an Fluoreszein-Konzentration zustande kommt, wenn der Lidschlag ausbleibt, oder so selten ist wie beim Kaninchen, das eine durchschnittliche Lidaktion von 4 mal pro Stunde besitzt (88). Diese reduzierte Lidaktion kann beim Kaninchen zu einer größeren Penetrationsrate führen, obwohl die Korneaepithelpenetration selbst, nachgewiesen durch Fluoreszein-Penetrationsversuche beim Menschen und Kaninchen (88), ein ähnliches Verhalten aufweist (96).

Wie schon beschrieben wird vermutet, daß Cyclodextrine durch eine „Depotwirkung“ ihre löslichkeits- und stabilitätsverbessernden Eigenschaften entfalten. Eine erhöhte Blinzelfrequenz und dadurch erhöhte Freisetzung des Thalidomids aus dem Cyclodextrin-Komplex würde vermuten lassen, daß diese „Depotwirkung“ beim Menschen geringer ist.

Vor der klinischen Anwendung von Thalidomidaugentropfen stehen noch folgende Untersuchungen aus:

  1. Ermittlung einer therapeutisch wirksamen Thalidomidkonzentration im Auge[Seite 45↓]
  2. Bestimmung des genauen Ausmaßes an systemischer Absorption
  3. Elektronenmikroskopische Untersuchungen der Kornea zur Feststellung von Langzeitschäden

Stellt sich heraus, daß die von uns ermittelte Thalidomidkonzentration therapeutisch ausreichend ist, es zu keiner Schädigung auch bei langfristiger Behandlung der Kornea kommt und die systemische Absorption nur gering ist, dann würde sich HP-ß-CD sehr gut zur Formulierung von wässrigen Thalidomidaugentropfen eignen.


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16.06.2005