Methotrexat
Klinische Daten | |
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Aussprache | /ˌmɛθəˈtrɛkˌseɪt, ˌmiː-, -θoʊ-/ (hören) |
Handelsnamen | Trexall, Rheumatrex, Otrexup, andere |
Andere Bezeichnungen | MTX, Amethopterin |
AHFS/Drugs.com | Monographie |
MedlinePlus | a682019 |
Lizenz-Daten |
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Schwangerschaft Kategorie |
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Wege der Verabreichung | Durch den Mund, intravenös (IV), intramuskulär (IM), subkutane Injektion (SC), intrathekal |
ATC-Code | |
Rechtlicher Status | |
Rechtlicher Status |
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Pharmakokinetische Daten | |
Bioverfügbarkeit | 60% bei niedriger Dosierung, weniger bei höherer Dosierung. |
Proteinbindung | 35-50% (Ausgangsstoff), 91-93% (7-Hydroxymethotrexat) |
Verstoffwechselung | Hepatisch und intrazellulär |
Eliminationshalbwertszeit | 3-10 Stunden (niedrigere Dosen), 8-15 Stunden (höhere Dosen) |
Ausscheidung | Urin (80-100%), Fäkalien (geringe Mengen) |
Bezeichnungen | |
IUPAC-Bezeichnung
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CAS-Nummer | |
PubChem CID | |
IUPHAR/BPS | |
DrugBank | |
ChemSpider | |
UNII | |
KEGG | |
ChEBI | |
ChEMBL | |
PDB-Ligand |
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Chemische und physikalische Daten | |
Formel | C20H22N8O5 |
Molare Masse | 454,447 g-mol-1 |
3D-Modell (JSmol) | |
SMILES
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InChI
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(Überprüfen) |
Methotrexat (MTX), früher bekannt als Amethopterin, ist ein Chemotherapeutikum und ein Mittel zur Unterdrückung des Immunsystems. Es wird zur Behandlung von Krebs, Autoimmunkrankheiten und Eileiterschwangerschaften eingesetzt. Zu den Krebsarten, bei denen es eingesetzt wird, gehören Brustkrebs, Leukämie, Lungenkrebs, Lymphome, trophoblastische Gestationskrankheiten und Osteosarkome. Zu den Autoimmunkrankheiten, bei denen es eingesetzt wird, gehören Psoriasis, rheumatoide Arthritis und Morbus Crohn. Es kann durch den Mund oder durch Injektion verabreicht werden. ⓘ
Häufige Nebenwirkungen sind Übelkeit, Müdigkeit, Fieber, erhöhtes Infektionsrisiko, niedrige Anzahl weißer Blutkörperchen und Abbau der Haut im Mund. Weitere Nebenwirkungen können Lebererkrankungen, Lungenerkrankungen, Lymphome und schwere Hautausschläge sein. Personen, die eine Langzeitbehandlung erhalten, sollten regelmäßig auf Nebenwirkungen untersucht werden. Es ist während der Stillzeit nicht sicher. Bei Personen mit Nierenproblemen kann eine niedrigere Dosis erforderlich sein. Methotrexat wirkt, indem es die körpereigene Verwertung von Folsäure blockiert. ⓘ
Methotrexat wurde erstmals 1947 hergestellt und zunächst zur Behandlung von Krebs eingesetzt, da es weniger toxisch war als die damals üblichen Behandlungen. Im Jahr 1956 wurden erstmals Metastasen von Krebs geheilt. Es steht auf der Liste der unentbehrlichen Arzneimittel der Weltgesundheitsorganisation. Methotrexat ist als Generikum erhältlich. Im Jahr 2019 war es mit mehr als 5 Millionen Verschreibungen das 111. am häufigsten verschriebene Medikament in den Vereinigten Staaten. ⓘ
Strukturformel ⓘ | |||||||||||||||||||
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Allgemeines | |||||||||||||||||||
Freiname | Methotrexat | ||||||||||||||||||
Andere Namen |
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Summenformel | C20H22N8O5 | ||||||||||||||||||
Kurzbeschreibung |
gelbes bis orange-braunes, kristallines Pulver | ||||||||||||||||||
Externe Identifikatoren/Datenbanken | |||||||||||||||||||
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Arzneistoffangaben | |||||||||||||||||||
ATC-Code | |||||||||||||||||||
Wirkstoffklasse |
Zytostatika | ||||||||||||||||||
Wirkmechanismus |
Dihydrofolatreduktase-Inhibitor | ||||||||||||||||||
Eigenschaften | |||||||||||||||||||
Molare Masse | 454,44 g·mol−1 | ||||||||||||||||||
Aggregatzustand |
fest | ||||||||||||||||||
Schmelzpunkt |
182–189 °C | ||||||||||||||||||
Löslichkeit |
prakt. unlöslich in Wasser, Dichlormethan und Ethanol (96 %), löslich in Mineralsäuren und Laugen | ||||||||||||||||||
Sicherheitshinweise | |||||||||||||||||||
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Toxikologische Daten |
135 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral) | ||||||||||||||||||
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. |
Methotrexat (MTX) ist ein strukturelles Analogon der Folsäure (Vitamin B9). Es inhibiert (hemmt) als Folsäure-Antagonist kompetitiv und reversibel das Enzym Dihydrofolat-Reduktase (DHFR). Der Wirkstoff wird als Zytostatikum (Antimetabolit) in der Chemotherapie und als Basistherapie (DMARD) in viel niedrigeren Dosen bei vielen der 400 verschiedenen rheumatischen Erkrankungen wie der rheumatoiden Arthritis eingesetzt. ⓘ
Methotrexat als typischer Folsäure-Antagonist und Chemotherapeutikum bei Krebs entstand aus der Zusammenarbeit von Sidney Farber und dem Chemiker Yellapragada Subbarow (die als ersten Folsäure-Antagonisten Aminopterin einsetzten). ⓘ
Medizinische Anwendungen
Chemotherapie
Methotrexat wurde ursprünglich für die Chemotherapie entwickelt und wird auch heute noch eingesetzt, entweder allein oder in Kombination mit anderen Wirkstoffen. Es ist wirksam bei der Behandlung einer Reihe von Krebsarten, darunter Brustkrebs, Kopf- und Halskrebs, Leukämie, Lymphome, Lungenkrebs, Osteosarkome, Blasenkrebs und trophoblastische Neoplasmen. ⓘ
Autoimmunkrankheiten
Es wird als krankheitsmodifizierende Behandlung bei einigen Autoimmunkrankheiten eingesetzt, darunter rheumatoide Arthritis, juvenile Dermatomyositis, Psoriasis, psoriatische Arthritis, Lupus, Sarkoidose, Morbus Crohn, Ekzeme und viele Formen von Vaskulitis. Obwohl Methotrexat ursprünglich als Chemotherapeutikum (mit hohen Dosen) entwickelt wurde, ist es in niedriger Dosierung ein allgemein sicheres und gut verträgliches Medikament zur Behandlung bestimmter Autoimmunerkrankungen. Aufgrund seiner Wirksamkeit ist niedrig dosiertes Methotrexat die erste Wahl bei der Behandlung der rheumatoiden Arthritis. Wöchentliche Dosen sind für eine 12- bis 52-wöchige Therapie von Vorteil, obwohl die Abbruchrate aufgrund von Nebenwirkungen bei bis zu 16 % liegt. Obwohl Methotrexat bei Autoimmunkrankheiten in niedrigeren Dosen als bei Krebserkrankungen eingesetzt wird, sind Nebenwirkungen wie Haarausfall, Übelkeit, Kopfschmerzen und Hautpigmentierung immer noch häufig. Die Einnahme niedriger Methotrexat-Dosen zusammen mit NSAR wie Aspirin oder Analgetika wie Paracetamol ist bei der Behandlung von rheumatoider Arthritis relativ sicher, wenn eine angemessene Überwachung erfolgt. ⓘ
Studien und Überprüfungen haben ergeben, dass die meisten Patienten mit rheumatoider Arthritis, die bis zu einem Jahr lang mit Methotrexat behandelt wurden, weniger Schmerzen hatten, besser funktionierten, weniger geschwollene und empfindliche Gelenke aufwiesen und insgesamt weniger Krankheitsaktivität hatten, wie sie selbst und ihre Ärzte berichteten. Röntgenaufnahmen zeigten auch, dass sich das Fortschreiten der Krankheit bei vielen Personen, die Methotrexat erhielten, verlangsamte oder zum Stillstand kam, wobei das Fortschreiten bei etwa 30 % der Personen, die das Medikament erhielten, vollständig gestoppt wurde. Bei Personen mit rheumatoider Arthritis, die mit Methotrexat behandelt wurden, wurde ein geringeres Risiko für kardiovaskuläre Ereignisse wie Myokardinfarkte (Herzinfarkte) und Schlaganfälle festgestellt. ⓘ
Die Ergebnisse einer systematischen Übersichtsarbeit, in der die vergleichende Wirksamkeit von Behandlungen der frühen rheumatoiden Arthritis untersucht wurde, zeigen, dass eine Kombinationstherapie mit Tumornekrosefaktor (TNF) oder Nicht-TNF-Biologika besser ist als Methotrexat allein. ⓘ
In einer Studie aus dem Jahr 2016 wurde ebenfalls festgestellt, dass sich Methotrexat in Kombination mit Anti-TNF-Wirkstoffen bei der Behandlung von Colitis ulcerosa als wirksam erwiesen hat. ⓘ
Methotrexat wurde auch bei Multipler Sklerose eingesetzt und wird gelegentlich bei systemischem Lupus erythematodes verwendet, wofür es vorläufige Belege gibt. ⓘ
- Rheumatoide Arthritis
- Juvenile idiopathische Arthritis
- Systemischer Lupus Erythematodes (SLE)
- Systemische Sklerose (Sklerodermie)
- Polymyositis-Dermatomyositis
- Psoriasis
- Multiple Sklerose
- Myasthenia gravis
- Uveitis
- Morbus Crohn
- Eosinophile Granulomatose mit Polyangiitis (EGPA)
- Morbus Boeck
- Morbus Bechterew
- Rezidivierende Polychondritis
- Colitis ulcerosa (als Reservemedikament bei Azathioprin-Unverträglichkeit)
- Polymyalgia rheumatica
- Riesenzellarteriitis
- Vaskulitis
- Morbus Still ⓘ
Während der Schwangerschaft
Methotrexat ist ein Abtreibungsmittel und wird zur Behandlung von Eileiterschwangerschaften eingesetzt, sofern der Eileiter nicht geplatzt ist. Methotrexat mit Dilatation und Kürettage wird zur Behandlung von Molarschwangerschaften eingesetzt. Selten wird es in Kombination mit Mifepriston zum Abbruch von Gebärmutterschwangerschaften eingesetzt. ⓘ
Verabreichung
Methotrexat kann durch den Mund oder durch Injektion (intramuskulär, intravenös, subkutan oder intrathekal) verabreicht werden. Die Einnahme erfolgt in der Regel wöchentlich, nicht täglich, um die Toxizität zu begrenzen. Eine routinemäßige Überwachung des kompletten Blutbildes, der Leberfunktionstests und des Kreatinins wird empfohlen. Die Messung des Kreatinins wird mindestens alle zwei Monate empfohlen. ⓘ
Unerwünschte Wirkungen
Zu den häufigsten unerwünschten Wirkungen gehören: Hepatotoxizität (Leberschäden), ulzerative Stomatitis, Leukopenie und damit Anfälligkeit für Infektionen, Übelkeit, Bauchschmerzen, Müdigkeit, Fieber, Schwindel, akute Pneumonitis, selten Lungenfibrose und Nierenversagen. Methotrexat ist teratogen und es wird daher weder dem werdenden Vater noch der Mutter geraten, es vor oder während der Schwangerschaft (Schwangerschaftskategorie X) und für eine gewisse Zeit nach der Geburt einzunehmen. Methotrexat kann auch Mukositis verursachen. ⓘ
Es wurde über Reaktionen des zentralen Nervensystems auf Methotrexat berichtet, insbesondere bei intrathekaler Verabreichung (direkt in die Zerebrospinalflüssigkeit), zu denen Myelopathien und Leukoenzephalopathien gehören. Es hat eine Reihe von Nebenwirkungen auf der Haut, insbesondere wenn es in hohen Dosen verabreicht wird. ⓘ
Eine weitere wenig bekannte, aber schwerwiegende mögliche unerwünschte Wirkung von Methotrexat sind neurologische Schäden und Gedächtnisverlust. Die Neurotoxizität kann dadurch entstehen, dass das Medikament die Blut-Hirn-Schranke überwindet und die Neuronen in der Großhirnrinde schädigt. Krebskranke, die das Medikament erhalten, nennen diese Auswirkungen oft "Chemo-Gehirn" oder "Chemo-Nebel". ⓘ
Wechselwirkungen mit anderen Arzneimitteln
Penicilline können die Ausscheidung von Methotrexat vermindern und so das Risiko einer Toxizität erhöhen. Sie können zwar zusammen eingenommen werden, es wird jedoch eine verstärkte Überwachung empfohlen. Es wurde festgestellt, dass die Aminoglykoside Neomycin und Paromomycin die gastrointestinale Absorption von Methotrexat verringern. Probenecid hemmt die Methotrexat-Ausscheidung, was das Risiko einer Methotrexat-Toxizität erhöht. Ebenso ist bekannt, dass Retinoide und Trimethoprim mit Methotrexat interagieren und eine additive Hepatotoxizität bzw. Hämatotoxizität hervorrufen. Andere Immunsuppressiva wie Cyclosporine können die hämatologischen Wirkungen von Methotrexat verstärken und damit möglicherweise zu Toxizität führen. Auch bei NSAIDs wurden in zahlreichen Fallberichten fatale Wechselwirkungen mit Methotrexat festgestellt. Es wurde auch dokumentiert, dass Distickstoffmonoxid die hämatologische Toxizität von Methotrexat verstärkt. Protonenpumpenhemmer wie Omeprazol und das Antikonvulsivum Valproat erhöhen die Plasmakonzentrationen von Methotrexat, ebenso wie nephrotoxische Wirkstoffe wie Cisplatin, das Magen-Darm-Medikament Colestyramin und Dantrolen. ⓘ
Mechanismus der Wirkung
Methotrexat ist ein Antimetabolit vom Typ der Antifolate. Es wird angenommen, dass es auf zwei verschiedenen Wegen auf Krebs und rheumatoide Arthritis wirkt. Bei Krebs hemmt Methotrexat konkurrierend die Dihydrofolatreduktase (DHFR), ein Enzym, das an der Tetrahydrofolatsynthese beteiligt ist. Die Affinität von Methotrexat zu DHFR ist etwa 1000-mal größer als die von Folat. DHFR katalysiert die Umwandlung von Dihydrofolat in das aktive Tetrahydrofolat. Folsäure wird für die De-novo-Synthese des Nukleosids Thymidin benötigt, das für die DNA-Synthese erforderlich ist. Außerdem ist Folat für die Biosynthese von Purin- und Pyrimidinbasen unerlässlich, so dass die Synthese gehemmt wird. Methotrexat hemmt also die Synthese von DNA, RNA, Thymidylaten und Proteinen. ⓘ
Bei der Behandlung der rheumatoiden Arthritis wird die Hemmung der DHFR nicht als Hauptmechanismus angesehen, sondern es scheinen mehrere Mechanismen beteiligt zu sein, darunter die Hemmung von Enzymen, die am Purinstoffwechsel beteiligt sind, was zu einer Anhäufung von Adenosin führt, die Hemmung der T-Zell-Aktivierung und die Unterdrückung der Expression von interzellulären Adhäsionsmolekülen durch T-Zellen, die selektive Herunterregulierung von B-Zellen, die Erhöhung der CD95-Empfindlichkeit aktivierter T-Zellen und die Hemmung der Methyltransferase-Aktivität, was zur Deaktivierung von Enzymaktivitäten führt, die für die Funktion des Immunsystems relevant sind. Ein weiterer Mechanismus von MTX ist die Hemmung der Bindung von Interleukin 1-beta an seinen Zelloberflächenrezeptor. ⓘ
Geschichte
1947 zeigte ein Forscherteam unter der Leitung von Sidney Farber, dass Aminopterin, ein von Yellapragada Subbarao von Lederle entwickeltes chemisches Analogon der Folsäure, bei Kindern mit akuter lymphatischer Leukämie eine Remission herbeiführen konnte. Die Entwicklung von Folsäureanaloga war durch die Entdeckung ausgelöst worden, dass die Verabreichung von Folsäure die Leukämie verschlimmerte und dass umgekehrt eine folsäurearme Ernährung eine Besserung bewirken konnte; der Wirkungsmechanismus hinter diesen Effekten war damals noch unbekannt. Andere Folsäureanaloga befanden sich in der Entwicklung, und 1950 wurde Methotrexat (damals als Amethopterin bekannt) zur Behandlung von Leukämie vorgeschlagen. Tierversuche, die 1956 veröffentlicht wurden, zeigten, dass der therapeutische Index von Methotrexat besser war als der von Aminopterin, und die klinische Anwendung von Aminopterin wurde daher zugunsten von Methotrexat aufgegeben. ⓘ
1951 demonstrierte Jane C. Wright den Einsatz von Methotrexat bei soliden Tumoren und zeigte eine Remission bei Brustkrebs. Wrights Gruppe war die erste, die den Einsatz des Medikaments bei soliden Tumoren nachwies, im Gegensatz zu Leukämien, die ein Krebs des Knochenmarks sind. Min Chiu Li und seine Mitarbeiter wiesen 1956 eine vollständige Remission bei Frauen mit Choriokarzinom und Chorioadenom nach, und 1960 gelang Wright et al. eine Remission bei Mycosis fungoides. ⓘ
Forschung
Im Jahr 2018 wurde eine photoaktivierte Version von Methotrexat (Phototrexat) entwickelt, die für eine lokalisierte, zielgerichtete Chemotherapie von Psoriasis und Krebs nützlich sein soll. ⓘ
Anwendung
Methotrexat wird vor allem bei schweren Erkrankungen eingesetzt. Zur Anwendung kann der Arzneistoff je nach Indikation entweder peroral (p.o.), intravenös (i.v.), intraarteriell (i.a.), subkutan (s.c.), intrathekal, intravitreal oder als intramuskuläre Injektion (i. m.) verabreicht werden. Es sollte eine Darreichungsform mit der niedrigsten möglichen Konzentration verwendet werden. Die Berechnung der Dosis muss bei jedem Patienten mit besonderer Sorgfalt erfolgen. Intrathekal dürfen nur Verdünnungen methotrexathaltiger Arzneimittel angewendet werden, die eine Methotrexat-Konzentration von 5 mg/ml nicht überschreiten. ⓘ
Bei Anwendung von hochdosiertem Methotrexat (mehr als 500 mg/m² KOF) ist die zeitlich in definierten Abständen erfolgende Gabe von Folinsäure (ein Antagonist und Antidot von Methotrexat) zwingend, da ansonsten schwere Komplikationen drohen. Auch niedrig dosiertes Methotrexat erfordert manchmal eine zusätzliche Therapie mit Folinsäure/ Folsäure. Eine ausreichende Flüssigkeitszufuhr (meistens intravenös bis zu 3000 ml/m² KOF/Tag) ist ebenfalls sehr wichtig zur Gewährleistung einer regelrechten Ausscheidung von Methotrexat. Zusätzlich wird der Harn stark alkalisiert, da die Löslichkeit von MTX aufgrund des Glutaminsäurerestes stark pH-abhängig ist. Bei einer Methotrexat-Vergiftung (beispielsweise bei Nicht-Ausscheiden von Methotrexat über die Niere) ist die Gabe des Methotrexat-spaltenden Enzyms Carboxypeptidase G2 erfolgreich. Diese baut MTX durch Abspaltung des Glutaminsäurerestes zu einem Metaboliten ab. Da die Wasserlöslichkeit dieses Metaboliten allerdings auch niedrig ist und weiterhin auch das Antidot Calciumfolinat abgebaut wird, wird diese Notfallbehandlung noch kritisch diskutiert. ⓘ
Krebserkrankungen
Der Einsatz von Methotrexat bei Krebserkrankungen erfolgt fast immer in Kombination mit anderen Zytostatika. Zumeist wird Methotrexat dabei als intravenöse Infusion verabreicht. Subkutane Injektionen und intrathekale Gaben sind aber auch möglich. Methotrexat wird bei nachfolgenden Krebserkrankungen eingesetzt:
- Akute lymphatische Leukämie (ALL) – Kinder und Erwachsene
- Urothelkarzinom der Harnblase
- Mammakarzinom
- Medulloblastom, Ependymom – Kinder und Erwachsene
- Meningeosis carcinomatosa, Befall des Zentralnervensystems (Gehirn, Rückenmark)
- Non-Hodgkin-Lymphom (NHL) – Kinder und Erwachsene
- Osteosarkom – Kinder und Erwachsene ⓘ
Bei den Tumorerkrankungen wird Methotrexat zumeist hochdosiert als intravenöse Infusion eingesetzt. Eine Verabreichung von Methotrexat in das Nervenwasser (intrathekal) wird entweder zur Vorbeugung oder zur Behandlung eines Befalls des Zentralnervensystems (Gehirn, Rückenmark) durch eine ALL oder ein NHL durchgeführt. Beim Medulloblastom und Ependymom erfolgt der Einsatz von Methotrexat sowohl als intravenöse Infusion als auch als intrathekale Gabe. Beim anaplastischen Astrozytom und Glioblastom im Kindesalter erfolgt eine hochdosierte intravenöse Therapie im Rahmen einer Behandlungsstudie. ⓘ
In der Dauertherapie der akuten lymphatischen Leukämie sowie bestimmter Non-Hodgkin-Lymphome werden auch Methotrexat-Tabletten verabreicht (1-mal wöchentlich). ⓘ
Extrauteringravidität
Methotrexat kann auch zur medikamentösen Beendigung einer Bauchhöhlen- oder Eileiterschwangerschaft angewandt werden, da es auf sich schnell teilende Zellen wie die Eizelle hemmend wirkt. Die Dosierung ist dabei viel niedriger als in der Krebstherapie. ⓘ
Nebenwirkungen
Wie bei anderen Zytostatika auch, leiten sich die Nebenwirkungen vor allem von den hemmenden Auswirkungen auf sich schnell teilende Körperzellen ab. Sie sind jedoch sehr viel stärker bei hochdosierter Gabe bei Tumoren als bei niedrigdosierter, manchmal langjähriger Gabe bei rheumatischen Erkrankungen. ⓘ
- Infektanfälligkeit
- Hepatopathie
- Lungenfibrose, Alveolitis, Pleuraerguss ⓘ
weiterhin können auftreten:
- Magen-Darm-Trakt: Übelkeit, Erbrechen, Diarrhoe, gastrointestinale Blutungen
- Blutbildendes System: Anämie, Leukopenie
- Keimzellen: Störung in der Spermatogenese und der weiblichen Eizelle
- Haarausfall
- Schädigungen innerer Organe, vor allem bei längerer Gabe: Nierenschädigung, Blasenschädigung, Schleimhautentzündungen
- Störungen im Zentralnervensystem ⓘ
Fertilität
Bei Frauen wird die Fertilität durch eine Methotrexat-Therapie nicht beeinträchtigt. Bei Männern kann die Spermienzahl verringert sein. Dies normalisiert sich jedoch nach Absetzen des Medikaments. ⓘ
Schwangerschaft, Stillzeit und Kinderwunsch
Eine Schwangerschaft muss bei der Behandlung mit MTX ausgeschlossen sein, da Schäden im Erbgut auftreten können. Störungen bei der Bildung von Spermien und Eizellen sind möglich, daher muss während der Behandlung und nach Abschluss der Behandlung für die folgenden drei bis sechs Monate die Empfängnisverhütung gewährleistet sein. ⓘ
Als Antidot steht die Folinsäure und Carboxypeptidase G2 zur Verfügung. ⓘ
Handelsnamen
- Monopräparate
Bendatrexat (D), Ebetrexat (A), Lantarel (D), Metex (D), Nordimet (D), Metoject (A, CH), Neotrexat (D), zahlreiche Generika (D, A, CH) ⓘ