КОМПОЗИЦИИ И СПОСОБЫ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ ДИАБЕТА
COMPOSITIONS AND METHODS FOR TREATING DIABETES

Перекрестная ссылка на родственные заявки
Эта заявка испрашивает приоритет предварительной заявки США № 60/531119, поданной 19 декабря 2003 г., и № 60/591709, поданной 27 июля 2004 г.
Уровень техники изобретения
Диабет является неизлечимым хроническим заболеванием. В настоящее время диабетом страдают приблизительно 18,2 миллиона человек, или 6,3% населения Соединенных Штатов. Несмотря на то что заболевание выявлено у приблизительно 13 миллионов человек, предполагается, что 5,2 миллиона человек не знают о наличии у них заболевания. Расходы системы здравоохранения США на диабет как 6-ю лидирующую причину смерти от заболеваний в 2000 г. составляют приблизительно $132 миллиарда ежегодно (National Diabetes Information Clearinghouse, публикация Национального института здоровья №04-3892, ноябрь 2003 г.)
Более серьезными, чем экономические затраты, являются связанные с диабетом снижение качества жизни, серьезные осложнения/последствия для здоровья и смертельные исходы.
Диабет является основной причиной новых случаев слепоты у взрослых в возрасте 20-74 лет, приблизительно от 12000 до 24000 новых случаев ежегодно. Диабет также является основной причиной терминальной стадии почечной недостаточности, вызывая приблизительно 44% новых случаев ежегодно. В одном только 2001 г. лечение терминальной стадии почечной недостаточности вследствие диабета проводилось у приблизительно 42800 человек. Приблизительно 60-70% людей, страдающих диабетом, имеют диабетическое повреждение нервов от легкой до тяжелой форм, которое при тяжелых формах может привести к ампутациям нижних конечностей. Фактически, более 60% нетравматических ампутаций нижней конечности выполняются у людей, страдающих диабетом. В период с 2002 г. по 2003 г. приблизительно 82000 нетравматических ампутаций нижней конечности были выполнены у людей, страдающих диабетом. Люди, страдающие диабетом, в 2-4 раза более предрасположены к развитию инсульта. Кроме того, взрослые, страдающие диабетом, имеют показатели смертности от порока сердца приблизительно в 2-4 раза выше, чем не страдающие диабетом.
Диабет является группой заболеваний, характеризующихся высоким уровнем глюкозы в крови, что является результатом дефектов в продукции инсулина, действии инсулина или обоих этих факторов. Поскольку диабет может оставаться не выявленным в течение многих лет, многие люди узнают о наличии у них диабета только после развития одного из его опасных для жизни осложнений.
Несмотря на то что причина развития диабета остается неизвестной, признается, что важными факторами его развития являются как генетические, так и факторы внешней среды, такие как ожирение и недостаточная физическая нагрузка.
Одна группа диабета, 1 типа (или инсулинзависимый сахарный диабет, или ювенильный диабет), развивается, когда иммунная система организма разрушает панкреатические клетки, которые производят гормон инсулин, который регулирует уровень глюкозы в крови. Диабет 1 типа обычно встречается у детей и у молодых людей; хотя начало заболевания может наблюдаться в любом возрасте. Диабет 1 типа составляет от приблизительно 5 до 10% от всех выявленных случаев диабета. Факторы риска для диабета 1 типа включают аутоиммунные, генетические и факторы внешней среды. Людям с выявленным диабетом 1 типа требуется ежедневное введение инсулина с помощью инъекций или помп.
Другая группа диабета, диабет 2 типа (или инсулиннезависимый сахарный диабет, или диабет взрослых), является метаболическим расстройством, являющимся результатом невозможности организма вырабатывать достаточное количество или должным образом использовать инсулин. Это заболевание обычно начинается с развития инсулинорезистентности, расстройства, при котором клетки не используют инсулин должным образом, и при возникновении потребности в повышенном уровне инсулина поджелудочная железа постепенно утрачивает свою способность вырабатывать инсулин. Диабет 2 типа является самой распространенной формой заболевания, составляющей 90-95% диабета. Диабет 2 типа по распространенности приближается к эпидемии, вследствие возросшего числа американцев пожилого возраста и большей распространенности ожирения и сидячего образа жизни.
Гестационный диабет относится к форме отсутствия толерантности к глюкозе, которая выявляется у беременных женщин. Гестационный диабет во время беременности требует лечения для нормализации уровня глюкозы в крови матери, чтобы избежать осложнений у ребенка. Процент женщин с гестационным диабетом после беременности (5-10%) страдают диабетом 2 типа. У женщин, которые перенесли гестационный диабет, риск развития диабета в следующие 5-10 лет также составляет 20-50%.
Гиперинсулинемия относится к повышенной продукции инсулина панкреатическими клетками. Гиперинсулинемия часто встречается в виде инсулинорезистентности, которая является состоянием, характеризующимся резистентностью клеток к действию инсулина. Инсулинорезистентность, как определено выше, является состоянием/расстройством, при котором нормальное количество инсулина вызывает недостаточный биологический (метаболический) ответ. Например, считается, что у получающих лечение инсулином пациентов, страдающих диабетом, инсулинорезистентность наблюдается всякий раз, когда терапевтическая доза инсулина превышает секреторную норму инсулина нормального человека.
Нарушенный гомеостаз (или метаболизм) глюкозы относится к состоянию, при котором уровень сахара в крови выше нормального, но недостаточно высок, чтобы быть классифицированным как диабет. Есть две категории, которые считаются факторами риска будущего диабета и сердечно-сосудистых заболеваний. Нарушенная толерантность к глюкозе (НТГ) наблюдается, когда уровень глюкозы через 2 часа после орального теста на толерантность к глюкозе составляет от 140 до 199 мг/дл. НТГ является главным фактором риска диабета 2 типа и выявляется у приблизительно 11% взрослых, или приблизительно 20 миллионов американцев. Приблизительно 40-45% людей в возрасте 65 лет или старше имеют или 2 тип диабета, или НТГ. Нарушенная гликемия натощак (НГН) наблюдается, когда уровень глюкозы через 8 часов после теста на содержание глюкозы в плазме натощак составляет более 110, но менее 126 мг/дл.
Гипергликемия, общий признак диабета, вызвана пониженной утилизацией глюкозы печенью и периферическими тканями и увеличенной продукцией глюкозы печенью. Глюкокиназа (GK), главный энзим, фосфорилирующий глюкозу в печени и панкреатических клетках, играет важную роль в регуляции гомеостаза глюкозы крови. Уровень этого фермента особенно понижен у больных диабетом 2 типа (Саrо, J.F. et al., Hormone metabolic Res., 27; 19-22, 1995) и в некоторых моделях диабетических животных (Barzilai, N. and Rossetti, L.J.Biol. Chez., 268: 25019-25025, 1993).
Для лечения и/или устранения диабета было предложено большое число фармацевтических композиций и способов. Например, один подход к сокращению гипергликемии при диабете включает увеличение активности GK печени (Van Schaftingen, E. efc al., Adv. Enzyme Regul. 32: 133-148, 1992). Исследования с трансгенными диабетическими мышами показали, что повышенное число копий GK приводит к усиленному метаболизму глюкозы в печени и пониженному уровню глюкозы плазмы (Ferre, Т. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 93: 7225-7230 (1996a) and FASEB J., 10: 1213-1218 (1996b); Niswender, K.D. et al., J. Biol. Chem., 272: 22570-22575 (1997)), показывая, что увеличение GK печени может быть эффективным в уменьшении гипергликемии при диабете. Кроме того, Hariharan, N. и др. (Диабет 46: 11-16 (1997)) показали, что увеличение GK печени улучшает гомеостаз глюкозы и приводит к снижению веса трансгенных мышей.
Различные группы также показали, что протеин, регулирующий глюкокиназу ("GKRP"), связывается с GK в ядре гепатоцита и, таким образом, может функционировать in vivo, регулируя ативность GK (Brown, K. S. et al., Diabetes 46: 179-186, 1997; De la Iglesia, N. et al., FEBS Left. 456: 332-338, 1999; Fernandez-Novell, J. M. efc al., FEBS Left. 459: 211-214, 1999). Обоснование этого механизма в условиях in vivo было показано в экспериментах Cherrington с сотр. (Shiota, M. et al., Diabetes 47: 867-873, 1998). В этих исследованиях малые количества фруктозы, которая преобразуется в печени во фруктозо-1-фосфат и, таким образом, должна повышать уровень свободной GK, в основном увеличивали общую утилизацию глюкозы печенью, аналогично тому, что замечено при переходе из состояния голодания к питанию.
Патент США № 5714519 ('519 патент) раскрывает способы контроля как гиперинсулинемии, так и инсулинорезистентности с помощью применения пантетина (см. формулу изобретения п.1-18; кол. 5, строки 6-15) или цистеамина (см. формулу изобретения п.19-27; кол. 5, строки 16-22) в заданные интервалы в течение дня. К сожалению, некоторые из доз пантетина или цистеамина (например, 500 мг цистеамина), раскрытых в '519 патенте, являются токсичными для человека. Фактически подобные величины доз цистеамина или пантетина могут также вызывать нежелательные симптомы со стороны желудочно-кишечного тракта, такие как повышенная продукция кислоты, или даже язвы (Srivastava, P.K. & L. Field, "Organic disulfides and related substances. 38. Some disulfide and trisulfide sulfinate salts as antiradiation drugs," J. Med. Chem., 18 (8): 798-802 (1975)). Кроме того, необходимость соблюдения определенных интервалов времени при применении, как указано в '519 патенте, не способствует соблюдению пациентом режима лечения.
Цистеамин как таковой является не очень стабильным химическим соединением. Вообще, цистеамин очень быстро исчезает из организма (в минутах) при применении. Вследствие этого, было бы крайне необходимо изготовить устойчивую форму цистеамина, которая будет должным образом метаболизироваться в заданной области организма для оптимального терапевтического эффекта.
К двум применяемым в настоящее время фармакологическим методам воздействия для снижения сахара крови относятся оральные гипогликемические (антидиабетические) агенты и инсулин. Замещение инсулина в настоящее время достигается с помощью инъекций и основано на недостаточности инсулина или ограничении его активности при сахарном диабете. Оральные антидиабетические агенты не являются химически родственными инсулину, и их механизм снижения сахара отличается от действия прямой замены инсулина. В настоящее время оральные гипогликемические агенты и инсулин применяются в лечении отдельно или совместно друг с другом, в соответствии с потребностями человека, страдающего диабетом. У некоторых людей лучший результат лечения наблюдается при применении более чем одного орального агента, с инсулином или без него.
По вышеуказанным причинам существует потребность в новых терапевтических средствах для лечения диабета; особенно для устранения или уменьшения симптомов, связанных с диабетом.
Краткое изложение сущности изобретения
Вышеупомянутое изобретение предоставляет композиции и способы для лечения диабета, одновременно уменьшая интенсивность многих нежелательных побочных эффектов, часто связанных с обычными агентами, применяемыми для лечения диабета. В предпочтительном варианте осуществления изобретение предоставляет уникальные композиции и способы для лечения и/или профилактики диабета и симптомов, связанных с диабетом, а также профилактики или задержки развития осложнений, состояний или заболеваний, связанных с диабетом.
Настоящее изобретение предоставляет композиции, включающие соединение цистеамина и, по крайней мере, одного дополнительного агента с известной эффективностью в лечении диабета (в дальнейшем "дополнительный терапевтический агент"). Здесь специфично проиллюстрировано одновременное применение соединения цистеамина и, по крайней мере, одного дополнительного терапевтического агента для профилактики или лечения диабета; и/или уменьшения или устранения тяжести, интенсивности, и/или продолжительности, по крайней мере, одного осложнения, связанного с диабетом, одновременно уменьшая интенсивность нежелательных побочных эффектов, часто связанных с отдельным применением указанного дополнительного терапевтического агента. Композиции и способы изобретения особенно эффективны в снижении уровня глюкозы крови.
Терапевтический агент, как определено в описании, относится к тем агентам или терапевтическим режимам, известным специалисту, которые подходят для применения в лечении диабета и связанных с диабетом симптомов. Примеры терапевтических агентов включают, но не ограничиваясь ими, фармацевтические соединения на генной основе; инсулин; соединения сульфонилмочевины (то есть глибурид, глипизид, глимепирид, толбутамид, хлорпропамид); стимуляторы секреции инсулина (то есть репаглинид, натеглинид); ингибиторы α-глюкозидазы (то есть акарбоза, миглитол); бигуаниды (то есть метформин) и тиазолидиндионы (то есть розиглитазон, пиаглитазон), меглитиниды и D-фенилаланин. Эти доступные терапевтические агенты, которые в основном не изменились в течение многих лет, имеют определенные ограничения при отдельном их применении (например, без одновременного применения соединения цистеамина).
В способе применения соединение цистеамина назначается пациенту одновременно, по крайней мере, с одним дополнительным терапевтическим агентом до или после постановки диагноза диабета, для лечения диабета и связанных с диабетом симптомов. В сопутствующем варианте осуществления соединение цистеамина назначают одновременно, по крайней мере, с одним дополнительным терапевтическим агентом, выбранным из группы, состоящей из фармацевтических соединений на генной основе, инсулина, соединений сульфонилмочевины, бигуанидов, ингибиторов α-глюкозидазы, тиазолидиндионов, меглитинидов и D-фенилаланина, как для профилактики, так и/или для лечения диабета и связанных с диабетом осложнений. Дополнительно рассматриваемые дополнительные терапевтические агенты, которые могут применяться в соответствии с настоящим изобретением для профилактики начала развития диабета, включают, но не ограничиваясь ими, следующие режимы: физическое упражнение (то есть умеренная физическая активность в течение, по крайней мере, получаса в сутки), улучшенный пищевой рацион (то есть уменьшение потребления сахара) и снижение веса. Согласно настоящему изобретению, для проявления терапевтического эффекта композиции изобретения могут назначаться в любое время (например, в неопределенное время).
Далее указаны нежелательные побочные эффекты, часто связанные с применением обычных терапевтических агентов: (1) повышение концентрации инсулина до степени, достаточной для стимуляции инсулинорезистентных тканей, в результате повышения уровня инсулина плазмы при применении соединений сульфонилмочевины (то есть толбутамида и глипизида) или меглитинида, которые стимулируют панкреатические клетки для большей секреции инсулина, и/или при инъекциях инсулина, когда соединения сульфонилмочевины или меглитинид становятся неэффективными; (2) вследствие применения инсулина или стимуляторов секреции инсулина (соединения сульфонилмочевины или меглитинид) может происходить опасное снижение уровня глюкозы плазмы и повышение уровня инсулинорезистентности вследствие еще более высоких уровней инсулина плазмы; (3) невозможность комбинирования с другими методами лечения диабета (то есть клиническая осторожность при комбинировании препаратов сульфонилмочевины с другими препаратами для лечения диабета); и (4) физический дискомфорт (то есть увеличение массы тела, повышенная задержка жидкости, повышение уровня липопротеинов низкой плотности, метеоризм и понос).
Согласно настоящему изобретению, впервые было обнаружено, что назначение пациенту соединения цистеамина может увеличить экспрессию транспортера глюкозы и уровень адипонектина. Как увеличенная экспрессия транспортера глюкозы, так и повышенный уровень адипонектина способны улучшить чувствительность к инсулину у пациента и, таким образом, позволить соединению цистеамина и дополнительному терапевтическому агенту(ам) действовать весьма благоприятным образом, гарантируя усиленный терапевтический эффект, который не наблюдался бы при применении или соединения цистеамина, или дополнительного терапевтического агента в отдельности.
Кроме того, в соответствии со "связанной" заявкой, было обнаружено, что назначение пациенту соединения цистеамина оказывает влияние на другие биологические факторы, которые могут представлять собой или развиваться в связанные с диабетом осложнения или состояния. Например, согласно настоящему изобретению, было обнаружено, что назначение пациенту соединения цистеамина может влиять на уровень С-пептида, инсулиноподобных факторов роста, мочевой кислоты крови, свободных жирных кислот, адипонектина, триглицеридов, липопротеинов высокой плотности (ЛПВП), липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) и микроальбуминурии у пациента. В частности, назначение пациенту соединения цистеамина может понизить уровень инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF-1), понизить уровень С-пептида, понизить уровень свободных жирных кислот, понизить уровень мочевой кислоты крови, повысить уровень адипонектина, понизить уровень триглицеридов, понизить уровень ЛПНП, повысить уровень ЛПВП и понизить уровень микроальбуминурии. Поскольку все эти биологические факторы имеют отношение к диагностике и/или развитию связанных с диабетом осложнений или состояний (см. Reist, GC et al., "Changes in IGF activities in human diabetic vitreous," Diabetes, 53(9): 2428-35 (Sept. 2004); Janssen JA an Lamberts, SW, "The role of IGF-I in the development of cardiovascular disease in type 2 diabetes mellitus: is prevention possible?" Eur. J. Endocrinol., 146(4): 467-77 (2002); Chakrabarti, S. et al., "C-peptide and retinal microangiopathy in diabetes," Exp.Diabesity Res., 5(1): 91-6 (Jan-Mar 2004); Gottsater, A. et al., "Plasma adiponectin and serum advanced glycated end-products increase and plasma lipid concentrations decrease with increasing duration of type 2 diabetes." Eur. J. Endocrinol., 151(3): 361-6 (Sept. 2004); Tseng, CH., Independent association of uric acid levels with peripheral arterial disease in Taiwanese patients with Type 2 diabetes," Diabet Med., 21(7): 724-9 (July 2004); Liese, AD efc al., "Microalbuminuria, central adiposity and hypertension in the non-diabetic urban population of the MONICA Augsburg survey 1994/95", J. Hum. Hyperkens., 15(11): 799-804 (2001); and Wollesen, F. et al., "Peripheral atherosclerosis and serum lipoprotein(a) in diabetes". Diabetes Care., 22(1): 93-8 (1999)), применение соединения цистеамина или в отдельности, или одновременно с дополнительным терапевтическим соединением может осуществляться, как описано, для лечения связанных с диабетом осложнений и состояний.
Когда соединение цистеамина применяется одновременно, по крайней мере, с одним дополнительным терапевтическим агентом, вместе материалы обеспечивают более благоприятный терапевтический эффект, чем любая отдельно вводимая форма. Бигуаниды в целом применяются для лечения инсулиннезависимого сахарного диабета, или диабета 2 типа. Изобретатели, к удивлению, обнаружили, что комбинация бигуанида, такого как метформин, и соединения цистеамина приводят к лучшему контролю гликемии, чем может быть достигнут при применении или бигуанида, или соединения цистеамина в отдельности. Это благоприятное воздействие особенно эффективно у больных с выявленным сахарным диабетом, генетическим диабетом, диабетом 1 и 2 типов и гестационным диабетом.
В другом варианте осуществления предоставляются композиции, включающие соединение цистеамина и, по крайней мере, одного дополнительного терапевтического агента. В сопутствующем варианте осуществления подобные композиции могут также включать "основные вещества соединения включения", которые фиксируют газы, жидкости или соединения в виде комплексов включения, таким образом, обеспечивается возможность транспортировки комплексного соединения в твердой форме и в дальнейшем возможность высвобождения (то есть посредством воздействия щелочной среды, воздействия растворителя или с помощью плавления) компонента включения (такого как соединение цистеамина).
В еще одном варианте осуществления настоящее изобретение предоставляет композиции и способы для уменьшения и/или устранения тяжести, интенсивности и/или продолжительности, по крайней мере, одного осложнения, связанного с диабетом. Осложнения, состояния и заболевания, такие как фоновая диабетическая ретинопатия, макулярный отек, катаракты, липоидный некробиоз, диабетическая дермопатия, грибковые инфекции, застойная сердечная недостаточность, заболевание почек, диабетическая нейропатия, которые обычно связаны с диабетом, могут быть уменьшены и/или устранены посредством применения, согласно настоящему изобретению, соединения цистеамина и, по крайней мере, одного дополнительного терапевтического агента.
Дополнительные преимущества настоящего изобретения включают профилактику развития диабета. В соответствии с настоящим изобретением, одновременное назначение соединения цистеамина, по крайней мере, с одним дополнительным терапевтическим агентом пациенту до или в начале постановки диагноза диабета может изменить метаболизм пациента таким образом, что диабет или не будет развиваться, или будет развиваться в меньшей степени, чем это наблюдалось бы в отсутствие соединения цистеамина и дополнительного терапевтического агента(ов). С помощью усиления чувствительности инсулина (то есть посредством увеличенной экспрессии транспортера глюкозы) композиции и способы изобретения могут оказывать лечебное и/или профилактическое воздействие на диабет и связанные с диабетом симптомы, а также лечебное и/или профилактическое воздействие на связанные с диабетом осложнения или состояния. Согласно настоящему изобретению, диабет не должен развиваться у субъектов с патологическим метаболизмом глюкозы или инсулинорезистентностью, но при отсутствии резко выраженного диабета (например, с ожирением), вследствие улучшенной утилизации глюкозы и инсулинорезистентности в результате воздействия цистеамина (то есть наблюдается модуляция цистеамином транспортеров глюкозы и адипонектина и метаболизма липидов).
В соответствии с настоящим изобретением, величина суточной дозы соединения цистеамина, назначаемого пациенту с выявленным диабетом или страдающему от осложнений, состояний или заболеваний, связанных с диабетом, составляет от приблизительно 0,1 мг до приблизительно 400 мг/кг массы тела пациента (BW) цистеамина (или 600 мг/кг BW цистеамина гидрохлорида) или эквивалентного молярного количества соединения цистеамина. Предпочтительно, в соответствии с настоящим изобретением, пациенту назначается суточная доза приблизительно 30 мг/кг BW цистеамина или эквивалентного молярного количества соединения цистеамина. Величина дозы дополнительного терапевтического агента основана на количестве, которое будет проявлять желательную реакцию при назначении одновременно с соединением цистеамина.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан метаболический путь цистеамина.
На фиг.2 показан цистеамин как компонент коэнзима А.
На фиг.3-5 показаны результаты орального теста на толерантность к глюкозе, выполненного на мышиной модели, демонстрирующие эффективность систем и способов изобретения.
На фиг.6 показаны результаты тестов определения уровня глюкозы натощак, выполненных на мышиной модели, демонстрирующие эффективность систем и способов настоящего изобретения.
На фиг.7-10 показаны результаты серологических тестов, выполненных на мышиной модели, демонстрирующие эффективность систем и способов настоящего изобретения.
Подробное раскрытие изобретения
Настоящее изобретение предоставляет способы лечения пациентов с выявленным диабетом. Настоящее изобретение впервые предоставляет полезные терапевтические комбинации соединения цистеамина и, по крайней мере, одного дополнительного терапевтического агента для лечения диабета. В предпочтительных вариантах осуществления изобретение предоставляет композиции и способы для лечения и/или профилактики развития диабета, а также осложнений, связанных с диабетом, посредством одновременного применения соединения цистеамина и метформина.
Применяемый термин "диабет" предназначен для обозначения всех состояний при диабете, включая, но не ограничиваясь ими, сахарный диабет, генетический диабет, диабет 1 типа, диабет 2 типа и гестационный диабет. Термин "диабет" также относится к хроническому заболеванию, характеризующемуся относительным или абсолютным дефицитом инсулина, что приводит к отсутствию толерантности к глюкозе. Диабет 1 типа также называется инсулинзависимым сахарным диабетом (ИЗСД) и также включает, например, ювенильный сахарный диабет. Диабет 1 типа в основном развивается вследствие деструкции панкреатических β-клеток. Сахарный диабет 2 типа также известен как инсулиннезависимый сахарный диабет (ИНЗСД) и отчасти характеризуется нарушенным высвобождением инсулина после приема пищи. Инсулинорезистентность может также быть фактором, приводящим к развитию сахарного диабета 2 типа. Генетический диабет развивается вследствие мутаций, которые связаны с функцией и регуляцией β-клеток.
Применяемый термин «диабет» характеризуется уровнем глюкозы крови натощак, более или равным приблизительно 130 мг/дл, или уровнем глюкозы плазмы, более или равным приблизительно 180 мг/дл, определенным приблизительно через 2 часа после назначения оральной нагрузки глюкозой в дозе приблизительно 75 г или после приема пищи. Специалисту ясно, что характеристики, применяемые для идентификации диабета, подлежат изменению, и последние стандарты, такие как предоставленные Всемирной организацией здравоохранения, могут применяться для определения диабета, как предусмотрено в настоящем изобретении.
Термин "диабет" также предназначен для обозначения людей с гипергликемией, включая хроническую гипергликемию, гиперинсулинемию, нарушенный гомеостаз или толерантность к глюкозе и инсулинорезистентность. Уровни глюкозы плазмы у людей с гипергликемией включают, например, концентрации глюкозы, превышающие нормальные, при определении с помощью надежных диагностических индикаторов. Подобные люди с гипергликемией имеют риск или предрасположены к проявлению манифестных клинических симптомов сахарного диабета.
Применяемый термин "осложнения диабета" относится к медицинским/клиническим проблемам, которые встречаются чаще у пациентов с выявленным диабетом. Рассмотренные здесь осложнения диабета включают медицинские/клинические проблемы, обусловленные изменениями в кровеносных сосудах и/или нервах в результате диабета. Они включают, и не ограничиваясь ими, заболевания кожи (то есть бактериальные инфекции, грибковые инфекции, диабетическую дермопатию, липоидный некробиоз, diabeticorum (то есть bullosis diabeticorum), eruptive xanthomatosis, аллергические реакции на коже, пальцевой склероз, диссеминированную анулярную гранулему и акантокератодермию), заболевание десен, глазные болезни (то есть глаукому, катаракты, ретинопатию), почечную недостаточность, нейропатию (то есть системную нейропатию, дистальную системную полинейропатию, проксимальную нейропатию, феморальную нейропатию, нейропатическую антропатию, краниальную нейропатию, автономную нейропатию, компрессионную нейропатию и диабетическую амиотрофию), подагру и сердечно-сосудистые заболевания/расстройства (то есть артериальную гипертензию, сердечную недостаточность, сердечный приступ, инсульт).
Применяемый термин "пациент" описывает организм, включая млекопитающих, для которого предусмотрено лечение композициями настоящего изобретения. Виды млекопитающих, на которых раскрытые способы лечения оказывают благоприятное воздействие, включают, и не ограничиваясь ими, приматов, шимпанзе, орангутангов, людей, обезьян; и одомашненных животных (то есть домашних животных), таких как собаки, кошки, мыши, крысы, гвинейские свинки и хомяки.
Применяемые в описании термины "одновременное применение" и "одновременно назначение" относятся к назначению, по крайней мере, одного дополнительного терапевтического агента, подходящего для применения в лечении диабета (то есть инсулина и/или гипогликемического соединения). Например, по крайней мере, один дополнительный терапевтический агент может быть предоставлен в смеси с соединением цистеамина, например в фармацевтической композиции; или дополнительный терапевтический агент(ы) и цистеамин могут быть предоставлены в виде отдельных соединений, например в виде отдельных фармацевтических композиций, которые применяются последовательно, одновременно или в разное время. Предпочтительно, если соединение цистеамина и дополнительный терапевтический агент для лечения диабета применяются отдельно, они применяются через промежуток времени, достаточный для того, чтобы соединение цистеамина и дополнительный терапевтический агент не смогли вступить во взаимодействие.
Применяемая ссылка на "соединение цистеамина" включает цистеамин, различные соли цистеамина (такие как гидрохлорид цистеамина и фосфат цистеамина), а также пролекарства цистеамина, которые могут, например, быть легко подвергнуты метаболизму в организме с образованием цистеамина. Также в объем настоящего изобретения включены аналоги, производные, конъюгаты и метаболиты цистеамина (такие как цистамин), которые обладают способностью, как описано здесь, оказывать лечебное воздействие и/или уменьшать интенсивность осложнений, связанных с диабетом. Различные аналоги, производные, конъюгаты и метаболиты цистеамина хорошо известны и легко применяются специалистами и включают, например, соединения, композиции и способы введения, изложенные в патентах США №6521266; 6468522 и 5714519.
Рассматриваемое соединение цистеамина включает пантотеновую кислоту. Пантотеновая кислота является природным витамином, который преобразуется у млекопитающих в коэнзим А, вещество, жизненно важное для многих физиологических реакций. Цистеамин является компонентом коэнзима А, и повышенные уровни коэнзима А приводят к повышенным уровням циркулирующего цистеамина. Соли щелочных металлов, такие как трехосновной фосфат магния и сульфит магния (соли Эпсома), повышают формирование коэнзима А. Кроме того, распад коэнзима А до цистеамина повышается в присутствии восстанавливающего агента, такого как лимонная кислота. Таким образом, комбинация пантотеновой кислоты и солей щелочных металлов приводит к повышенной продукции коэнзима А и, одновременно, цистеамина.
Соответственно, в одном варианте осуществления настоящего изобретения преимущества одновременного назначения соединения цистеамина и, по крайней мере, одного дополнительного терапевтического агента, как изложено здесь, могут быть достигнуты с помощью поддержания эндогенной продукции цистеамина с помощью естественного процесса метаболизма, например, посредством воздействия коэнзима А или в виде метаболита цистеина (см. фиг.1 и 2). Это может быть достигнуто, например, при одновременном применении пантотеновой кислоты и, по крайней мере, одного дополнительного терапевтического агента.
Применяемый термин "эффективное количество" или "терапевтически эффективное количество" относится к количеству, необходимому, чтобы вызвать желательный биологический ответ. В соответствии с настоящим изобретением терапевтически эффективным количеством является количество соединения цистеамина и, по крайней мере, одного дополнительного терапевтического агента, необходимого для лечения и/или уменьшения интенсивности проявления диабета, а также уменьшения тяжести или профилактики развития специфического осложнения, связанного с диабетом (то есть ретинопатии, глаукомы, катаракты, сердечной недостаточности, инсульта, артериальной гипертензии, невропатии, дермопатии, поражения десен и т.д.). Уменьшение может быть 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 98% или 99% уменьшением тяжести осложнений.
Настоящее изобретение впервые предоставляет полезные терапевтические комбинации соединения цистеамина и, по крайней мере, одного дополнительного терапевтического агента для лечения диабета. Когда соединение цистеамина назначают одновременно, по крайней мере, с одним дополнительным терапевтическим агентом, материалы преимущественно действуют для обеспечения большего терапевтического эффекта, чем любая отдельная форма, вводимая отдельно. Композиции настоящего изобретения, которые включают соединение цистеамина и, по крайней мере, одного дополнительного терапевтического агента, являются особенно эффективными в лечении диабета и связанных с диабетом осложнений, так как подобные композиции могут назначаться в любое время (без необходимости применения в заданные интервалы времени) для проявления результатов терапии (то есть снижения уровней глюкозы).
Бигуаниды в целом применяются для лечения инсулиннезависимого сахарного диабета. Изобретатели, к удивлению, обнаружили, что комбинация бигуанида (такого как метформин) и соединения цистеамина приводят к лучшему контролю гликемии, чем тот, что может быть достигнут при применении любого дополнительного терапевтического агента, такого как метформин, и соединения цистеамина в отдельности. Это благоприятное воздействие особенно эффективно у больных с выявленным сахарным диабетом, генетическим диабетом, диабетом 1 и 2 типов и гестационным диабетом.
Специфически здесь представлено одновременное применение гидрохлорида цистеамина (и/или аналогов, производных и их пролекарств) и, по крайней мере, одного дополнительного терапевтического агента для лечения и/или профилактики начала развития диабета у пациента; или для уменьшения тяжести, интенсивности или продолжительности развивающихся впоследствии осложнений, связанных с диабетом. Предпочтительно одновременное применение цистеамина гидрохлорида и, по крайней мере, одного дополнительного терапевтического агента может быть осуществлено в неопределенное время. Согласно настоящему изобретению, с помощью употребления соединения цистеамина и, по крайней мере, одного дополнительного терапевтического агента может проводиться лечение, профилактика и/или уменьшение проявлений осложнений, связанных с диабетом, таких как, и не ограничиваясь ими, ретинопатия, глаукома, катаракты, сердечная недостаточность, артериальная гипертензия, инсульт, поражение десен и дермопатия.
Дальнейшие преимущества настоящего изобретения включают лечение и/или профилактику развития диабета. В особенности, цистеамин (и/или аналоги, производные и их пролекарства) может одновременно назначаться, по крайней мере, с одним дополнительным терапевтическим агентом до или после постановки диагноза диабета. С другой стороны, соединение цистеамина и дополнительного терапевтического агента(ов) может назначаться одновременно с другими известными способами лечения, применяемыми для лечения диабета.
Упомянутый дополнительный терапевтический агент, с которым одновременно назначается соединение цистеамина, включает, но не ограничиваясь ими, фармацевтические соединения на генной основе; инсулин; соединения сульфонилмочевины (то есть глибурид, глипизид, глимепирид, толбутамид, хлорпропамид); стимуляторы секреции инсулина (то есть репаглинид, натеглинид); ингибиторы α-глюкозидазы (то есть акарбоза, миглитол); бигуаниды (то есть метформин) и тиазолидиндионы (то есть розиглитазон, пиаглитазон), меглитиниды и D-фенилаланин, физическое упражнение, улучшенный пищевой рацион и снижение веса.
В одном варианте осуществления для лечения диабета 1 типа, диабета 2 типа и связанных состояний и симптомов соединение цистеамина назначается одновременно с инсулином. При диабете 2 типа, инсулинорезистентности, гиперинсулинемии, вызванных диабетом артериальной гипертензии, ожирении или повреждении кровеносных сосудов, глаз, почек, нервов, автономной нервной системы, кожи, соединительной ткани или иммунной системы соединение цистеамина назначают одновременно с гипогликемическим соединением вместо инсулина.
В альтернативном варианте, соединение цистеамина назначается одновременно с инсулином и гипогликемическим соединением для лечения диабета 2 типа, инсулинорезистентности, гиперинсулинемии, вызванных диабетом артериальной гипертензии, ожирения или повреждения кровеносных сосудов, глаз, почек, нервов, автономной нервной системы, кожи, соединительной ткани или иммунной системы.
Композиции изобретения могут применяться посредством различных способов применения, включая, например, формы, назначаемые орально, такие как таблетки, капсулы или т.п., или посредством парентерального, внутривенного, внутримышечного, чрескожного, буккального, подкожного, в суппозиториях или другого способа. Подобные композиции именуются в описании в целом как "фармацевтические композиции". Как правило, они могут быть в индивидуальной лекарственной форме, а именно в виде физически раздельных единиц, подходящих для однократного дозирования для потребления человеком, каждая единица содержит заданное количество активного ингредиента, рассчитанное, чтобы произвести желательный терапевтический эффект совместно с одним или большим числом других фармацевтически приемлемых ингредиентов, то есть растворителем или носителем.
th
Соединения цистеамина и дополнительный терапевтический агент(ы) настоящего изобретения могут быть разработаны по известным способам изготовления фармацевтически полезных композиций. Композиции описаны во многих известных и легко доступных для специалистов источниках. Например, в Remington's Pharmaceutical Science (Martin EW [1995] Easton Pennsylvania, Mack Publishing Company, 19 ed.) описаны композиции, которые могут применяться совместно с настоящим изобретением. Композиции, подходящие для парентерального введения, включают, например, водные стерильные растворы для инъекций, которые могут содержать антиоксиданты, буферы, бактериостатические добавки и растворенные вещества, которые делают композицию изотоничной крови предполагаемого реципиента; и воду и неводные стерильные суспензии, которые могут включать суспендирующие агенты и загустители. Композиции могут быть представлены в контейнерах для разовой дозы или для многократных доз, например в запаянных ампулах и пробирках, и могут храниться в лиофильно высушенном (лиофилизированном) состоянии, требующем только присутствия перед применением стерильного жидкого носителя, например воды для инъекций. Экстемпоральные инъекционные растворы и суспензии могут быть изготовлены из стерильного порошка, гранул, таблеток и т.д. Необходимо понимать, что в дополнение к ингредиентам, детально упомянутым выше, композиции настоящего изобретения могут включать другие агенты, стандартные в области техники, имеющие отношение к типу рассматриваемой композиции.
Одновременное применение соединения цистеамина и, по крайней мере, одного дополнительного терапевтического агента, в соответствии с настоящим изобретением, может осуществляться с помощью любого подходящего способа и методики, известных специалисту в настоящее время или в перспективе. В предпочтительном варианте осуществления соединение цистеамина и, по крайней мере, один дополнительный терапевтический агент сформулированы в патентоспособной и легко потребляемой форме для орального применения, такой как пилюля, пастилка, таблетка, леденец, напиток и т.д. Далее, потребление осуществляется во время, до или после постановки диагноза диабета.
В некоторых вариантах осуществления изобретения у пациента оценивается идентификация риска развития инсулинзависимого сахарного диабета (ИЗСД) до одновременного применения соединения цистеамина и, по крайней мере, одного дополнительного терапевтического агента (то есть физического упражнения, улучшенного пищевого рациона и снижения веса). Различные маркеры были недавно идентифицированы как важные маркеры, которые предшествуют клиническому началу ИЗСД. Иммунологические маркеры для определения восприимчивости к диабету у пациентов с отсутствием симптоматики, которые могут быть обнаружены с применением способов, известных специалисту, включают, но не ограничиваясь ими, аутоантитела к инсулину (IAA); декарбоксилазу глутаминовой кислоты (GAD) и аутоантитела к островковым клеткам (ICA), такие как лиганд определенного типа рецептора островковой клетки, из семейства тирозинфосфатных, называемый IA-2. Способы идентификации пациентов без симптомов заболевания, предрасположенных к диабету, с помощью обнаружения подобных маркеров, которые могут применяться в соответствии с настоящим изобретением, включают, но не ограничиваются указанными в патентах США № 6391651 и 6316209.
В соответствии с изобретением, в качестве активных ингредиентов композиции включают эффективное количество соединения цистеамина и, по крайней мере, одного дополнительного терапевтического агента, а также включают один или большее число нетоксичных фармацевтически приемлемых носителей или растворителей. Примеры подобных носителей для применения в изобретении включают этанол, диметилсульфоксид, глицерин, диоксид кремния, оксид алюминия, крахмал, сорбит, инозит, ксилит, D-ксилозу, маннит, порошкообразную целлюлозу, микрокристаллическую целлюлозу, тальк, коллоидный диоксид кремния, карбонат кальция, карбонат магния, фосфат кальция, алюмосиликат кальция, гидроксид алюминия, натрийфосфат крахмала, лецитин и эквивалентные носители и растворители.
В одном варианте осуществления предоставлены композиции, включающие соединение цистеамина, по крайней мере, один дополнительный терапевтический агент и носитель, такой как основные вещества соединения включения. Считается, что в случае такого носителя, как основные вещества соединения включения, устойчивая молекула соединения цистеамина может быть безопасно введена пациенту в дозе, которая не вызовет токсический эффект. Кроме того, подобные материалы-носители могут включать материалы покрытия (то есть кишечнорастворимые покрытия), которые позволяют покрытию растворяться в щелочной среде, такой как в кишечнике.
Основное вещество соединения включения, которое может применяться в соответствии с настоящим изобретением, включает раскрытые в заявке на патент США №20040033985, приведенный в описании в полном объеме. Рассмотренные основные вещества соединения включения включают протеины (такие как альбумин), краун-эфиры, полиоксиалкилены, полисилоксаны, цеолиты, холестирамин, колестипол, колесевелам, колестимид, севеламер, производные целлюлозы, производные декстрана, крахмал, производные крахмала и их фармацевтически приемлемые соли. Рассмотренные производные целлюлозы и производные декстрана включают DEAE-целлюлозу, гуанидинэтилцеллюлозу, или DEAE-Sephadex. Подходящие крахмалы или производные крахмала, включаемые в композиции изобретения, включают циклодекстрин, восстановленный крахмал, разложенный крахмал, комбинацию восстановленного и разложенного крахмала, гидрофобный крахмал, амилазу, диэтиламиноэтилэфир крахмала и крахмал-2-гидроксиэтилэфир.
Согласно настоящему изобретению, предпочтительные основные вещества соединения включения включают, но не ограничиваясь ими, циклодекстрин и/или его производные (то есть метил β-циклодекстрин (M-β-CD), гидропропил β-циклодекстрин (HP-β-CD), гидроэтил β-циклодекстрин (HE-β-CD), полициклодекстрин, этил β-циклодекстрин (E-β-CD) и разветвленный циклодекстрин. Специалисту ясно, что в соответствии с настоящим изобретением может применяться любой циклодекстрин или смесь циклодекстринов, полимеры циклодекстрина или модифицированные циклодекстрины. Циклодекстрины доступны от Wacker Biochem Inc., Adrian, Мичиган или Cerestar USA, Хаммонд, Индиана, а также от других поставщиков. Образование комплексных соединений включения с применением циклодекстрина или его производных защищает компонент (то есть соединение цистеамина) от потерь при напылении, от воздействия кислорода, кислот, видимого и ультрафиолетового излучения и от внутри- и межмолекулярных реакций.
6
5
9
n
Общая химическая формула циклодекстрина - (СOН). Содержание основных веществ соединения включения в композициях настоящего изобретения может варьировать от приблизительно 1 до 80 мас.%. Предпочтительно содержание основных веществ соединения включения в композициях изобретения варьирует от приблизительно 1 до 60 мас.%. Фактическое количество использованных основных веществ соединения включения будет зависеть в значительной степени от фактического содержания соединения цистеамина и дополнительного терапевтического агента(ов), используемых в изготовлении композиций изобретения.
Для обеспечения применения подобных доз для желательного терапевтического лечения композиции изобретения должны обычно включать от приблизительно 1% до 99%, по крайней мере, одного соединения цистеамина, по крайней мере, с одним дополнительным терапевтическим агентом и носителем и/или растворителем, дополняющим остаток полной композиции. Используемая дозировка может различаться в зависимости от возраста, веса, состояния здоровья или пола человека, которому проводится лечение.
В соответствии с настоящим изобретением, одновременное назначение соединения цистеамина и, по крайней мере, одного дополнительного терапевтического агента пациенту с выявленной инсулинорезистентностью предпочтительно позволяет поддерживать уровни сахара в крови в нормальных, приемлемых пределах (90-130 мг/дл натощак, как установлено Американской Ассоциацией Диабета).
В некоторых вариантах осуществления, в которых дополнительным терапевтическим агентом является инсулин, для композиций, включающих соединение цистеамина и инсулин, предпочтительная величина суточной дозы составляет приблизительно от 0,1 до 400 мг/кг массы тела (BW) для цистеамина (или эквивалентного молярного количества соединения цистеамина) и приблизительно от 0,1 до 50,0 единиц/кг BW для инсулина. Предпочтительно одновременно с инсулином пациенту назначается цистеамин (или эквивалентное молярное количество соединения цистеамина) в суточной дозе приблизительно 30 мг/кг BW.
Когда дополнительным терапевтическим агентом является соединение сульфонилмочевины (то есть амарил, глиназа, микроназа, глюкотрол XL, глюкотрол, диабиназа, ориназа или толиназа), для композиций, включающих как соединение цистеамина, так и соединение сульфонилмочевины, предпочтительная величина суточной дозы цистеамина (или эквивалентного молярного количества соединения цистеамина) составляет приблизительно от 0,1 до 400 мг/кг или 600 мг/кг BW и соединения сульфонилмочевины приблизительно от 0,1 до 3000 мг. Предпочтительно одновременно с соединением сульфонилмочевины пациенту назначают цистеамин (или эквивалентное молярное количество соединения цистеамина) в суточной дозе приблизительно 30 мг/кг BW.
При одновременном назначении с соединением цистеамина бигуанида (то есть метформина) предпочтительная величина дозы для каждого агента составляет приблизительно от 0,1 до 400 мг/кг BW цистеамина (или эквивалентного молярного количества соединения цистеамина) и приблизительно от 0,1 до 3000 мг бигуанида. Предпочтительно одновременно с бигуанидом пациенту назначается цистеамин (или эквивалентное молярное количество соединения цистеамина) в суточной дозе приблизительно 30 мг/кг BW.
В вариантах осуществления, в которых одновременно с соединением цистеамина назначается, по крайней мере, один ингибитор α-глюкозидазы (то есть акарбоза, миглитол), предпочтительная величина суточной дозы для каждого агента составляет приблизительно от 0,1 до 400 мг/кг BW цистеамина (или эквивалентного молярного количества соединения цистеамина) и приблизительно от 10 до 1000 мг ингибитора α-глюкозидазы. Предпочтительно одновременно с ингибиторами α-глюкозидазы пациенту назначается цистеамин (или эквивалентное молярное количество соединения цистеамина) в суточной дозе приблизительно 30 мг/кг BW.
В вариантах осуществления, в которых одновременно с соединением цистеамина назначаются тиазолидиндионы (то есть розиглитазон, пиоглитазон), предпочтительная величина суточной дозы для каждого агента составляет приблизительно от 0,1 до 400 мг/кг BW цистеамина (или эквивалентного молярного количества соединения цистеамина) и приблизительно от 0,1 до 200 мг тиазолидинедиона. Предпочтительно одновременно с тиазолидиндионами пациенту назначается цистеамин (или эквивалентное молярное количество соединения цистеамина) в суточной дозе приблизительно 30 мг/кг BW.
Когда одновременно с соединением цистеамина назначается меглитинид (то есть репаглинид), предпочтительная величина дозы для каждого агента составляет приблизительно от 0,1 до 400 мг/кг BW для цистеамина (или эквивалентного молярного количества соединения цистеамина) и приблизительно от 0,1 до 100 мг для меглитинида. Предпочтительно одновременно с меглитинидом пациенту назначается цистеамин (или эквивалентное молярное количество соединения цистеамина) в суточной дозе приблизительно 30 мг/кг BW.
В вариантах осуществления, в которых дополнительным терапевтическим агентом является D-фенилаланин (то есть натеглинид), для композиций, включающих соединение цистеамина и D-фенилаланин, предпочтительная величина дозы составляет приблизительно от 0,1 до 400 мг/кг BW для цистеамина (или эквивалентного молярного количества соединения цистеамина) и приблизительно от 10 до 1000 мг для D-фенилаланина. Предпочтительно одновременно с D-фенилаланином пациенту назначается цистеамин (или эквивалентное молярное количество соединения цистеамина) в суточной дозе приблизительно 30 мг/кг BW.
Более предпочтительно суточная доза цистеамина (или эквивалентного молярного количества соединения цистеамина), назначаемого пациенту для проявления желательной реакции, составляет менее приблизительно 30 мг/кг BW или менее (или эквивалентное молярное количество цистеамина), при одновременном назначении с метформином в суточной дозе, составляющей менее приблизительно 40 мг/кг массы тела в сутки, предпочтительно менее 2000 мг метформина в сутки. Желательная реакция может включать (1) уменьшение тяжести, длительности проявления или интенсивности осложнений, связанных с диабетом; (2) регуляция метаболической реакции на глюкозу; (3) устранение осложнений, связанных с диабетом; (4) устранение и/или уменьшение интенсивности диабета или связанных с диабетом симптомов; и (5) профилактика начала развития диабета и/или связанных с диабетом осложнений, симптомов или состояний как у пациента с выраженной симптоматикой, так и при бессимптомном течении.
Далее представлены примеры, которые иллюстрируют процедуры осуществления изобретения. Эти примеры не должны быть рассмотрены как ограничивающие. Если не указано иначе, все процентные величины рассчитаны по весу, и все пропорции растворителя в смеси рассчитаны по объему.
Пример 1
Девятнадцать самцов крыс Goto-Kakizaki Wistar (крысы GK) с массой тела 300±20 г содержались в стальных клетках, по 3-4 крысы на клетку. Клетки сменялись каждые два дня. Температура и относительная влажность в клетке поддерживались на уровне 23±3°С и 65±1%, соответственно. Обеспечивалось кормление и питьевая вода. Крысам GK был предоставлен одномесячный период для адаптации. Когда у всех крыс GK проявились симптомы диабета (то есть частый прием пищи, частое питье, частое мочеиспускание и высокий уровень глюкозы плазмы и инсулинорезистентность), они были рандомизированно разделены на 3 группы: 7 крыс в контрольной группе; по 6 крыс в каждой из I и II групп, которым проводилось лечение.
Предварительный период:
За день до проведения эксперимента в 17:00 у всех групп была удалена вся пища, но питьевая вода оставлена. На второй день в 09:30 был измерен уровень глюкозы в плазме натощак у всех крыс GK. В 10:00 всем крысам GK был выполнен тест на толерантность к глюкозе (2 г/кг BW) и также был измерен уровень глюкозы плазмы. На третий день крысам GK контрольной группы перорально назначался физиологический раствор (2 мл/крыса), а крысам GK I и II групп, которым проводилось лечение, перорально назначался раствор метформина (17 мг/кг массы тела (BW), 2 мл однократно в день в 09:30). Этот режим выполнялся в течение следующих нескольких дней. На девятый день был измерен уровень глюкозы в плазме натощак и снова был выполнен оральный тест на толерантность к глюкозе для всех крыс GK во всех группах.
Промежуточный период:
На десятый день режим для крыс GK II группы, которым проводилось лечение, был изменен на пероральный прием метформина с гидрохлоридом цистеамина (17 мг/кг BW метформина, 15 мг/кг BW гидрохлорида цистеамина) в течение следующих 6 дней, тогда как режим для контрольной группы и I группы, которой проводилось лечение, оставался неизмененным. Этот режим выполнялся в течение шести дней.
Поздний период:
Через шесть дней после изменения в режиме были измерены уровни глюкозы в плазме натощак и проведены тесты на толерантность к глюкозе, и были отобраны образцы крови и тканей (печени, двенадцатиперстной кишки, поджелудочной железы, жира и мышц) у всех крыс GK во всех группах. Образцы крови хранились при температуре 4°С в течение трех часов и были центрифугированы в течение десяти минут при 3500 об/мин. Затем была забрана сыворотка и хранилась при температуре -20°С. Образцы тканей были помещены в жидкий азот, единовременно забраны и затем хранились при температуре -80°С.
Выполненные тесты на толерантность к глюкозе включали шаги голодания крыс GK ночью. На следующий день в 09:30 были измерены уровни глюкозы в плазме натощак. В 10:00 был осуществлен пероральный прием раствора глюкозы (2 г/кг BW). Пробы крови были забраны из вены хвоста через 0, 0,5, 1, 2 и 3 часа, и затем осуществлено измерение уровня глюкозы с помощью оборудования для тестирования.
Серологические методы тестирования включали шаги измерения уровней инсулина сыворотки с помощью радиоактивного измерения и измерение уровня холестерина, свободных жирных кислот и триглицеридов с применением известных наборов для тестирования и протокола.
Результаты орального теста на толерантность к глюкозе у крыс GK во всех группах во время предварительной фазы, промежуточной фазы и поздней фазы примера показаны в таблицах 1, 2 и 3 и фиг.3, 4 и 5, соответственно. Изменения уровней глюкозы в плазме натощак в течение этих периодов показаны в таблицах и суммированы на фиг.6. Эти результаты иллюстрируют, что пероральный прием метформина отдельно до некоторой степени снижает дуоденальные уровни глюкозы плазмы и инсулинорезистентность. Однако при одновременном назначении метформина с гидрохлоридом цистеамина наблюдались неожиданные, лучшие результаты. В особенности, при одновременном назначении метформина и гидрохлорида цистеамина отмечался более низкий уровень инсулина плазмы и уровни свободных жирных кислот (показательны для диабета), чем если бы метформин или соединение цистеамина назначались по отдельности (см. фиг.7-10). Кроме того, ожидается, что низкие уровни инсулина плазмы и свободных жирных кислот будут поддерживаться после прекращения применения метформина гидрохлорида/цистеамина в течение более длительного промежутка времени, чем если бы метформин или соединение цистеамина назначались по отдельности.
Таблица 1
Тест на толерантность к глюкозе, выполненный в течение предварительной фазы
Голодание
0,5 часа
1 час
2 часа
3 часа
Контрольная группа
5,87
15,57
15,37
10,91
7,31
Группа I
6,08
15,74
16,76
11,4
7,82
Группа II
6,02
15,28
16,7
11,38
7,6
Таблица 2
Тест на толерантность к глюкозе, выполненный в течение промежуточной фазы (через 6 дней после орального применения метформина)
Голодание
0,5 часа
1 час
2 часа
3 часа
Контрольная группа
5,03
17,04
18,46
11,5
8,59
Группа I
4,98
15,68
15,93
10,55
8,5
Группа II
5,03
15,65
15,8
10,55
8,37
Таблица 3
Тест на толерантность к глюкозе, выполненный в течение поздней фазы (через 6 дней после орального применения метформина + цистеамина гидрохлорида)
Голодание
0,5 часа
1 час
2 часа
3 часа
Контрольная группа
5,27
12,83
14,57
10,81
7,52
Группа I
4,75
12,98
13,42
8,6
6,67
Группа II
4,77
11,75
12,37
8,17
6
Пример 2. Влияние одновременного применения метформина (в более высокой дозе, чем в примере 1) и соединения цистеамина на метаболизм глюкозы, экспрессию транспортера глюкозы и уровни адипонектина у крыс при диабете.
Тридцать шесть Goto-Kakizaki Wistar (GK) крыс (закупленных у Shanghai Slaccas Laboratory Animal Center) в возрасте приблизительно 13 недель и с массой тела 321-323 г осваивались на объекте для животных в течение двух недель в отдельных клетках. Подача пищи и воды обеспечивалась в неограниченном количестве.
36 крыс GK были разделены по массе тела (BW) и уровню глюкозы плазмы на 4 группы. Группе 1 (контрольная, n=10) проводилось лечение солевым раствором с помощью искусственного кормления (2 мл/крыса); группе 2 (DC, n=6) проводилось лечение гидрохлоридом цистеамина с помощью искусственного кормления (22,5 мг/кг BW в 2 мл водопроводной воды); группе 3 (метформин, Met, n=10) проводилось лечение метформином с помощью искусственного кормления (34 мг/кг BW на 2 мл водопроводной воды), группе 4 (Met+DC, n=10) проводилось лечение метформином в дозе 34 мг/кг BW/день в 2 мл водопроводной воды в течение первых 10 дней и затем лечение одновременно гидрохлоридом цистеамина (22,5 мг/кг BW) с метформином (34 мг/кг BW) в 2 мл водопроводной воды в течение других 10 дней. Лечение проводилось всем животным в 10:00 в течение 20 дней.
Четыре группы животных содержались в одной комнате (при температуре 23±3 С, относительной влажности 65±1%) в различных клетках с основаниями из проволочной сетки для уменьшения копрофагии в течение эксперимента. Перед проведением теста на толерантность к глюкозе крысы были подвергнуты голоданию в течение ночи от 10:00 после полудня до 09:30 следующего дня. Крысам проводилось лечение глюкозой (2 г/кг BW) в 2 мл водопроводной воды в 09:30 для проведения теста на толерантность к глюкозе и забор крови из вены хвоста через 0,5, 1, 2 и 3 часа после инъекции глюкозы. Концентрации глюкозы в плазме были определены с помощью оборудования Glucotrendr 2 (Roche Diagnostics, Basel, Switzerland). Концентрации инсулина плазмы были определены с помощью радиоиммунного анализа (Insulin RIA Kit, NO:0410, приобретенный у Shanghai Radioimmunoassay Research Institution). Влияние на уровни глюкозы плазмы показано в таблице 4, влияние на уровень инсулина плазмы и уровни адипонектина показано в таблице 5, и влияние на различные ткани показано в таблице 6. Величина "р" выражает сравнение с контрольной группой.
Таблица 4
Тест на толерантность к глюкозе у крыс GK при диабете (значение ± стандартное отклонение, ммоль/л), при лечении гидрохлоридом цистеамина (DC) и/или метформином
N
Голодание
0,5 часа
1 час
2 часа
3 часа
Контроль
10
5,56±0,22
15,78±1,96
15,32±1,58
11,52±1,45
8,85±0,8
DC
6
5,80±0,36
16,68±1,1
15,68±0,8
11,00±0,8
8,33±0,64
метформин
10
5,53±0,53
15,24±1,34
13,98±0,95*
9,62±0,83*
7,71±1,37*
Метформин +DC
10
5,46±0,46
14,07±1,84+
12,44±0,96*
7,71±0,83*
6,35±0,73*
В группе, которой назначался метформин, результаты, полученные через 1 час, 2 часа и 3 часа, статистически отличны (р<0,05, обозначено * в таблице 4) от контрольной группы. При одновременном назначении гидрохлорида цистеамина с метформином результаты, полученные через 1 час, 2 часа и 3 часа, статистически отличны (р<0,05, обозначено * в таблице 4) от группы, которой назначался только метформин. Результаты, полученные через 0,5 часа при одновременном применении метформина и гидрохлорида цистеамина, ниже по сравнению с контрольной группой (р=0,059, обозначено + в таблице 4).
Таблица 5
Влияние цистеамина гидрохлорида (ОС) и/или метформина на уровень инсулина (ед.л) и адипонектина (нг/мл) у крыс GK при диабете (значение ± стандартное отклонение, ммоль/л)
Mean ± STD
Контроль
CYS
Метформин
Метформин + DC
Уровень инсулина натощак
20,69±1,67
22,46±2,65
18,75±3,98
21,08±4,37
р
0,132
0,23
0,82
Адипонектин
3922±528
4318±590
3917±416
3743±366
р
0,034
0,971
0,206
Результаты из таблицы 5 относительно уровней глюкозы в группе, которой назначался метформин в отдельности, в моменты времени через 1 час, 2 часа и 3 часа после приема глюкозы статистически значимо отличались от соответствующих результатов в контрольных группах. Гидрохлорид цистеамина в отдельности не влиял ни на уровни глюкозы, ни на уровни инсулина у крыс GK при диабете. Применение метформина привело к снижению уровня инсулина, но статистически незначительному. Однако при одновременном назначении метформина с гидрохлоридом цистеамина наблюдалось более эффективное снижение уровней глюкозы (особенно при сравнении с терапевтическим эффектом метформина при отдельном назначении) во все моменты времени, кроме момента времени при голодании. Также было отмечено, что под воздействием цистеамина, но не метформина, в отдельности значительно увеличился уровень адипонектина.
Таблица 6
Влияние гидрохлорида цистеамина (DC) и/или метформина или их комбинации на экспрессию транспортера глюкозы (glut4) в различных тканях крыс GK при диабете (значение ± стандартное отклонение), выраженное в виде кратных изменений по сравнению с контрольным уровнем
DC
Метформин
Метформин+DC
Печень
3,77±3,15
2,43±1,85
2,8±1,0
р
0,002
0,31
0,04
Мышечная ткань
1,5±0,74
1,38±0,67
1,31±0,75
р
0,001
0,152
0,633
Адипоцит
2,7±1,16
2,14±1,39
3,49±2,37
р
0,005
0,095
0,095
Как показано в таблице 6, соединение цистеамина (такое как гидрохлорид цистеамина) может значительно увеличить у крыс GK экспрессию общего glut4 в печени, мышцах, адипоцитах. Это увеличение намного выше в печени и адипоцитах по сравнению с мышцами. Метформин в отдельности также увеличивал, но незначительно, уровни экспрессии общего glut4 во всех тканях, для которых проводилось измерение. Однако в дальнейшем при одновременном назначении метформина с соединением цистеамина уровни экспрессии общего транспортера глюкозы (glut4) были увеличены еще больше.
Пример 3. Влияние применения соединения цистеамина на крыс при диабете.
В национальном справочном центре по диабету в Китае было выполнено небольшое открытое рандомизированное исследование. В исследовании участвовали шестьдесят пациентов обоих полов (возраст колебался от 30 до 75 лет) с выявленным диабетом 2 типа. Все субъекты были проинформированы и дали свое согласие на участие в исследовании. Диабет был выявлен на основании критериев, установленных ВОЗ в 1999 г. Кроме того, отбор пациентов был выполнен по следующим критериям: (1) история развития диабета менее 5 лет; (2) уровень глюкозы в плазме натощак 7-14 ммоль/л; (3) уровень триглицеридов в сыворотке 2,5 ммоль/л или выше; (4) экскреция протеина с мочой 30 мг/сутки или выше; и (5) отсутствие приема противолипидных препаратов и ингибиторов АПФ в течение одного месяца до исследования. Из исследования были исключены пациенты со следующими состояниями: (1) дисфункция сердца, печени и/или почки; (2) острые осложнения диабета и/или любые острые осложнения со стороны сердечно-сосудистой системы или другие хронические заболевания за последние три месяца; и (3) беременность или грудное вскармливание.
Пациенты были рандомизированно разделены на четыре группы по 15 пациентов в каждой. Контрольной группе субъектов антидиабетические препараты не назначались. В группе с отдельным назначением цистеамина (DC) проводилось лечение гидрохлоридом цистеамина в дозе 540 мг/сутки. В группе с отдельным назначением метформина доза метформина оставалась неизменяемой в течение двухмесячного периода. В группе DС+метформин пациентам назначался метформин в той же дозе, что назначался первоначально, включая дополнительно 100 мг/сутки гидрохлорида цистеамина. Всем пациентам проводилось лечение в течение двух месяцев, и у всех были забраны образцы и подвергнуты измерениям для анализа в начале, через один месяц и через два месяца после исследования.
Таблица 7
Влияние цистеамина гидрохлорида на липиды и инсулин у пациентов при диабете
До лечения
n
После лечения
n
Парное различие
95% CI
р
ИГФ
49,36±5,75
10
44,37±7,28
10
4,99±5,12
1,33~8,65
0,013
Значительный уровень инсулина натощак
35,39±14,43
6
13,25±6,36
6
22,14±19,39
1,79~42,5
0,038
Уровень С-пептида натощак
739±183
7
557±119
7
182±164
30,1~333,9
0,026
Уровень сахара крови натощак
7,52±1,57
11
8,21±2,43
11
-0,69±2,11
-2,11~0,72
0,301
Модельная оценка гомеостаза
11,94±4,62
6
5,43±3,19
6
6,51±4,94
1,32~11,7
0,023
Уровень мочевой кислоты крови
389±50,98
11
359±60,16
11
29,5±37,87
4,07~54,95
0,027
Микроальбуминурия за 24 часа
42,73±31,33
8
30,97±25,12
8
11,77±40,73
-22,28~45,82
0,441
Как показано в таблице 7, применение гидрохлорида цистеамина снижает значительный уровень инсулина натощак (FINS), НОМА (Модельная оценка гомеостаза) и уровень мочевой кислоты крови (UA). Напротив, при назначении метформина в отдельности отмечалось только снижение IGF-1. Подобные результаты позволяют предположить, что соединение цистеамина можно назначать пациенту для повышения инсулинорезистентности. Кроме того, результаты указывают на то, что применение гидрохлорида цистеамина значительно снижает у пациента уровень инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF1), С-пептида (СР) и микроальбуминурии (заметно, но не статистически значимо), что позволяет предположить, что соединение цистеамина может применяться как в отдельности, так и в комбинации с дополнительными терапевтическими агентами для лечения или профилактики осложнений, связанных диабетом и с синдромом инсулинорезистентности. Сокращение FBS означает поддержание сахара в крови натощак.
Пример 4. Композиции.
Новые композиции изобретения включают 1-95 мас.% соединения цистеамина и 1-80 мас.% носителя, такого как основные материалы соединения включения. В некоторых вариантах осуществления композиции изобретения далее включают дополнительный терапевтический агент в дозе, обеспечивающей терапевтические результаты при одновременном назначении с соединением цистеамина.
В этом примере основные вещества соединения включения включают главным образом циклодекстрин и/или его производное, которые выбраны из группы, включающей метил β-циклодекстрин (М-β-CD), гидропропил β-циклодекстрин (HP-β-CD), гидроэтил β-циклодекстрин (HE-β-CD), полициклодекстрин, этил β-циклодекстрин (E-β-CD) и разветвленный циклодекстрин. Наряду с тем, что эффективное содержание основных веществ соединения включения в композициях, содержащих цистеамин, составляет от 1 до 80 мас.%, может также применяться предпочтительное эффективное содержание основных веществ соединения включения от 1 до 60 мас.% и более предпочтительное эффективное содержание от 10 до 40 мас.% Фактическое количество применяемых основных веществ соединения включения будет зависеть от фактического содержания соединения цистеамина и дополнительного терапевтического агента(ов), применяемых в изготовлении композиции, содержащей цистеамин.
В некоторых вариантах осуществления композиции, полученные согласно настоящему изобретению, представлены в форме мелких гранул, каждая из которых имеет предпочтительный диаметр в основном от 0,28 до 0,90 мм. Эти гранулы изготавливаются с применением способа микрокапсулирования. Способ включает применение макромолекулярной субстанции, обладающей свойством включения. Далее описана одна субстанция, которая может применяться в основных веществах соединения включения (которые включают главным образом циклодекстрин). Основные вещества соединения включения являются макромолекулярной субстанцией, которая действует как молекулярная капсула, поглощая молекулы цистеамина и/или дополнительного терапевтического агента(ов), вследствие чего соединение цистеамина и/или терапевтический агент в композиции становятся защищенными и изолированными от таких воздействий среды, как свет, высокая температура, воздух и влажность. Таким образом, сохраняется стабильность соединения цистеамина. Основные вещества соединения включения, применяемые в способе микрокапсулирования, являются предпочтительно циклическими полисахаридами, имеющими 6-12 молекул глюкозы, которые образуются в результате реакции циклодекстринглюкозидтрансферазы и крахмала в присутствии бактерий. Различные исследования с применением тестов острой, подострой и хронической интоксикации показали, что высокомолекулярное вещество может уменьшить степень интоксикации пациента. После процесса микрокапсулирования каждая гранула может быть покрыта, по крайней мере, одним и предпочтительно большим числом слоев материалов покрытия, описанных выше.
Далее приведен пример изготовления композиций соединения цистеамина, описанных выше. В реактор с рубашкой, связанный с политетрафторэтиленом и оборудованный мешалкой, покрытой политетрафторэтиленом, с атмосферой, представленной главным образом азотом, добавляется 4080 г раствора гидрохлорида цистеамина в этиловом спирте в концентрации 75 мас.%. Степень гомогенности, температура плавления и остаток горения применяемого цистеамина составляют соответственно предпочтительно 98% или выше, 66-70°С и 0,05% или менее. Затем в реактор добавляется 1200 г β-циклодекстрина, также под защитой газоообразного азота. Качество β-циклодекстрина соответствует требованиям для пищевой добавки. В частности, степень гомогенности сухого вещества составляет более 98%; потери массы вследствие высыхания составляют менее 10,0%; остаток горения составляет менее 0,2%; содержание тяжелых металлов составляет менее 10 м.д.; содержание мышьяка составляет менее 2 м.д.). Затем смесь нагревается в течение 3 часов при температуре 40°С. Затем нагревание останавливается, и после этого в течение двух часов продолжается перемешивание, затем, после лиофильной сушки продуктов при температуре 40-50°С, результирующие продукты размалываются и просеиваются через сетчатый фильтр (например, с размером ячеек 40). Все части оборудования, которые могут контактировать с ингредиентами композиции, должны предпочтительно быть изготовлены из нержавеющей стали.
Под защитой сухой среды в мешалку типа резервуара добавляются 4200 г (в пересчете на сухое вещество) соединения цистеамина, которое было подвергнуто процессу включения, как описано, 2600 г наполнителей и 1200 г дезинтегрантов и 1700 г связующих компонентов. Затем эти ингредиенты полностью смешиваются, и может быть добавлен и затем смешан с этой смесью безводный этиловый спирт в подходящем количестве. Полученная смесь придает мягкому материалу умеренную твердость, так чтобы материалу можно было придать форму шара с помощью легкого покатывания в ладонях. Затем полученная смесь в форме шара может быть разрушена с помощью легкого прикосновения. После таблетирования смеси с помощью гранулятора под защитой азота образующиеся небольшие гранулы сразу же переносятся в сушилку в кипящем слое и затем высушиваются в среде со значительным вакуумом при температуре 40-50°С.
Затем изготавливаются материалы кишечнорастворимого покрытия с помощью способа со следующей композицией: ацетатфталат-целлюлозы - 8,0 г, полиэтиленгликольтерефталат - 2,4 мл, этилацетат - 33,0 мл и изопропилацетат - 33,6 мл. Образованные гранулы, полученные выше, однородно покрываются под защитой азота, по крайней мере, одним слоем, но предпочтительно большим числом слоев материалов кишечнорастворимого покрытия, описанных выше. Материалы кишечнорастворимого покрытия растворимы только в щелочной среде. Это может предотвратить преждевременное высвобождение соединения цистеамина из композиции, в то время как она еще находится в желудке пациента. Как отмечено ранее, соединение цистеамина может неблагоприятным образом стимулировать слизистую желудка пациента.
Затем образованные гранулы композиции, содержащей цистеамин, полностью высушиваются в сушилке со значительным вакуумом при температуре 40-50°С. После этого удаляются все растворители. Затем образованным гранулам позволяют охладиться до комнатной температуры, микрокапсулы смешиваются с подходящим количеством вкусовых и придающих запах агентов с помощью консольного смесителя с двойной спиралью. Содержащая цистеамин композиция является микрокапсулой с внутренней частью, содержащей гидрохлорид цистеамина и циклодекстрин, и с наружной частью, покрытой материалами кишечнорастворимого покрытия.
Полученная композиция имеет мелкозернистый (или в виде микрочастиц) вид, имеет гладкую поверхность, хорошие реологические свойства и легко смешивается с различными кормами для животных. Диаметр каждой гранулы композиции составляет предпочтительно 0,28-0,90 мм. Композиция также обладает исключительной стабильностью. Выявлено, что после упаковки композиции в запаянные пластиковые пакеты и хранения в течение одного года в прохладном, темном и сухом месте ее свойства не изменяются.
Композиция, имеющая специфическую конструкцию, описанную выше, имеет множество функциональных преимуществ перед соединением цистеамина в отдельности. Во-первых, активность соединения цистеамина и/или дополнительного терапевтического агента(ов), содержащегося в композиции, сохраняется после ее изготовления. Во-вторых, композиция не должна вызывать каких-либо значимых побочных эффектов со стороны желудка у пациента. В-третьих, активность композиции сохраняется не только во время хранения, но и, что еще более важно, при пассаже ее по желудочно-кишечному тракту до тех пор, пока она не достигнет кишечника пациента.
Все патенты, заявки на патенты и публикации, упомянутые или процитированные в данном описании, приведены в качестве ссылки в полном объеме, включая все фигуры и таблицы, при согласовании с объемом и предметом этой спецификации.
Необходимо понимать, что примеры и варианты осуществления, описанные здесь, приведены только в целях иллюстрации и что различные их модификации или изменения будут понятны специалистам и должны быть включены в пределах сущности и объема этой заявки.