НАНОЧАСТИЦЫ, НЕСУЩИЕ ХИМИОТЕРАПЕВТИЧЕСКОЕ ПРОТИВОРАКОВОЕ ЛЕКАРСТВЕННОЕ СРЕДСТВО
NANOPARTICLES CARRYING CHEMOTHERAPEUTIC ANTI-CANCER THERAPEUTIC AGENT

Область изобретения
Изобретение относится к области медицины и, в частности, онкологии. Оно относится к лечению рака, в частности гепатоклеточной карциномы, при помощи наночастиц, несущих по меньшей мере одно химиотерапевтическое противоопухолевое лекарственное средство.
Предшествующий уровень техники
Рак характеризуется неконтролируемым ростом клеток в сочетании со злокачественным поведением: инвазия и метастаз. Это является одной из основных причин смертности в большинстве промышленно развитых стран. Могут быть использованы различные пути лечения: химиотерапия, лучевая терапия, хирургия, иммунотерапия и гормональная терапия.
Химиотерапия может быть определена как использование химиотерапевтических противоопухолевых агентов для лечения рака. В целом, большинство химиотерапевтических противоопухолевых агентов действует, нарушая митоз (деление клеток) или синтез ДНК, эффективно нацеливаясь на быстро делящиеся клетки.
Химиотерапевтические противоопухолевые агенты доставляются наиболее часто парентерально, заслуживает упоминания внутривенная (IV) или внутриартериальная (IA) доставка. IV или IA способы химиотерапии могут быть осуществлены в течение различных периодов времени в зависимости от лекарства и типа рака, который лечат.
Гепатоклеточная карцинома (НСС) является пятой из наиболее распространенных форм рака у мужчин (523000 случаев в мире) и седьмой у женщин (226000 случаев в мире), и основное бремя приходится на развивающиеся страны, на которые приходится почти 85% случаев, и, в частности, у мужчин: общее соотношение мужчины/женщины составляет приблизительно 4/1. Регионы с высоким уровнем заболеваемости представляют собой Восточную и Юго-Восточную Азию, Среднюю и Западную Африку, а также Меланезию и Микронезию/Полинезию. Низкие уровни оцениваются в развитых регионах за исключением Южной Европы, где заболеваемость у мужчин (ASR 10,5 на 100000 населения) значительно выше, чем в других развитых регионах (Globocan 2008, WHO, International Agency for Research on Cancer -IARC-, Cancer Incidence and Mortality Worldwide 2008).
По оценкам в 2008 году произошло 694000 смертей от рака печени (477000 у мужчин, 217000 у женщин), и из-за его высокой летальности (общий коэффициент смертности к заболеваемости 0,93), рак печени является третьей наиболее распространенной причиной смерти от рака по всему миру. Географическое распределение уровней смертности аналогично обнаруженным уровням заболеваемости (Globocan 2008, WHO, International Agency for Research on Cancer -IARC-, Cancer Incidence and Mortality Worldwide 2008).
HCC обычно возникает у людей, страдающих от цирроза печени или хронического заболевания печени (CLD). Все факторы, благоприятствующие развитию CLD или цирроза, следовательно, являются факторами риска развития НСС. Основными этиологическими факторами являются инфицирование вирусом гепатита В (HBV; 53%), гепатита С (HCV, 25%), заболевания печени при алкоголизме (ALD; 15-43%) или дисметаболические расстройства, такие как неалкогольный стеатогепатит (NASH, 20%), ожирение и сахарный диабет. Другие факторы являются менее частыми: гемохроматоз, другие хронические желчные или воспалительные заболевания печени. Афлатоксины, продуцируемые грибами Aspergillus flavus и Aspergillus parasiticus, растущими на зерне, арахисе и других продуктах питания, являются гепатотоксическими агентами, и хроническое воздействие этих микотоксинов приводит к развитию НСС. Воздействия химических веществ все еще обсуждаются и не являются значимыми.
Современные терапевтические стратегии НСС могут быть разделены на лечебные процедуры, такие как хирургические вмешательства (удаление опухоли и трансплантация печени), чрескожные вмешательства (введение этанола, радиочастотная температурная абляция), или паллиативные способы лечения, такие как трансартериальные вмешательства (в основном трансартериальная химиоэмболизация или ТАСЕ), способы системной терапии и экспериментальные стратегии (Н.С. Spangenberg, R. Thimine Н.Е. Blum, Biologies: Targets & Therapy, 2008, 2 (3), 453). У тщательно отобранных пациентов резекция и трансплантация печени дают возможность для выживания в течение 5 лет от 60% до 70%. К сожалению, у большинства пациентов в западных странах обнаруживают промежуточные или поздние стадии НСС на момент постановки диагноза, с последующей невозможностью использовать эти лечебные процедуры (L. Faloppi, М. Scartozzi, Е. Maccaroni, P.M. Di Pietro, R. Berardi, M. Del Prete, S. Cascinu, Cancer Treat. Rev., 2011, 37(3), 169).
Среди паллиативных процедур показано, что внутриартериальный подход с химиоэмболизацией (ТАСЕ) вызывают объективные ответы у 16-55% пациентов, хотя множество рандомизированных испытаний не показали какой-либо пользы в отношении выживаемости. К сожалению, известно, что ТАСЕ часто сопровождается тяжелыми побочными действиями, такими как поражение печени или почечная дисфункция (К. Kamada, Т. Nakanishi, М. Kitamoto, Н. Aikata, Y. Kawakami, К. Ito, Т. Asahara, G. Kajiyama, J. Vase. Interv. Radiol., 2001, 12(7), 847).

До недавнего времени, для пациентов на поздней стадии НСС отсутствовала какая-либо терапия, которая увеличивала бы общую выживаемость (OS), что указывает на необходимость новых направленных способов лечения (Н.С. Spangenberg, R. Thimine, Н.Е. Blum, Biologies: Targets & Therapy, 2008, 2 (3), 453). В 2007 г. впервые сорафениб (Нексавар), представляющий собой мультикиназный ингибитор, продемонстрировал увеличение, хоть и умеренное, общей выживаемости по сравнению с плацебо у пациентов, страдающих от неоперабельной НСС. Кроме этого агента различные молекулы тестируются в настоящее время на поздних стадиях НСС, среди которых Brivanib, другой пероральный мультикиназный ингибитор, в настоящее время тестируется в нескольких исследованиях III фазы (Н.С. Spangenberg, R. Thimine, Н.Е. Blum, Biologies:Targets & Therapy, 2008, 2(3), 453 - К. Almhanna, PA Philip, Onco. Targets Ther., 2009, 18(2), 261).
Несмотря на то что хотя сорафениб представляет собой стандарт лечения на поздней стадии НСС и зарегистрирован для лечения НСС без ограничений Европейским агентством по лекарственным средствам (ЕМА) и Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA), узкие критерии включения в клинические испытания оставляют многих пациентов без доказанного эффективного лечения с учетом стадии их заболевания. Кроме того, так как у некоторых пациентов лечение сорафенибом терпит неудачу, до сих пор существует потребность в медицине для этих пациентов для улучшения эффективности лечения, схемы введения лекарства и общей переносимости, и для преодоления устойчивости (М. Peck-Radosavljevic, Therap. Adv. Gastroenterol. 2010, 3(4), 259).
HCC известен как гиперваскулярный солидный рак, характеризующийся высокой степенью лекарственной устойчивости (Т. Wakamatsu, Y. Nakahashi, D. Hachimine, Т. Seki, К. Okazaki, Int. J. Oncol., 2007, 31(6), 1465). Механизмы этой химиорезистентности при HCC являются множественными. Тем не менее, самый общий механизм связан с переносчиками, обеспечивающими мультилекарственную резистентность (MDR), Р-gp и насосами MRP (D.M. Bradshaw, R.J. Arceci, J. Clin. Oncol., 1998, 16(11), 3674. Review. Erratum in: J. Clin. Oncol., 1999, 17(4), 1330). Эти насосы дают возможность опухолевым клеткам выводить различные типы химиотерапевтических агентов во внеклеточное окружение (Y. Chen, S.M. Simon, J. Cell Biol. 2000, 148(5), 863). Химиорезистентность, связанная с фенотипом MDR, может быть присущей или быть вызвана во время химиотерапии. Химиорезистентность, независимо от того, является ли она спонтанной или вызванной, представляет собой серьезное осложнение при лечении рака. НСС часто сама по себе химиорезистентна, что представляет собой основную причину неудач при ее лечении (R. Perez-Tomas, Curr Med Chem., 2006, 13(16), 1859, Review). Это создает большое препятствие в химиотерапии рака, потому что более высокие дозы препаратов должны быть введены и в свою очередь могут привести к тяжелым побочным эффектам (F. Yan, Х.М. Wang, Z.C. Liu, С. Pan, S В. Yuan, Q.M. Ma, Hepatobiliary Pancreat. Dis. Int. 2010, 9(3), 287). Химиорезистентность мешает основным химиотерапевтическим агентам и в особенности антрациклинам (таким как доксорубицин), алкалоиды барвинка, эпиподофиллотоксины или таксаны. Плохая эффективность химиотерапевтических агентов, относящаяся к сверхэкспрессии гена MDR, подчеркивает необходимость в разработке новых стратегий лечения НСС, в которых следует принимать во внимание аспекты резистентности.
2
Доксорубицин представляет собой химиотерапевтическое соединение, эффективность которого показана для нескольких типов рака, включающих НСС. Тем не менее, IV инфузия доксорубицина при НСС является умеренной с частотой объективного ответа 5-10%. В большом рандомизированном многоцентровом клиническом испытании сравнивали эффективность доксорубицина 60 мг/м, вводимого IV путем, и тимитага, представляющего прямой ингибитор тимидилатсинтазы (Porta С., 2006). У 446 рандомизированных пациентов с неоперабельной НСС действие доксорубицина было умеренным. Умеренное действие доксорубицина у пациентов, страдающих от НСС, как предполагают, возникает в результате механизмов множественной лекарственной устойчивости (MDR), связанных со сверхактивностью PgP и клеточных насосов MRP. Многие стратегии были оценены для того, чтобы преодолеть аспекты резистентности, включающие использование ингибиторов Pgp и MRP. Разработка этих лекарств была остановлена вследствие результатов исследования безопасности препарата.
При HCC разработаны новые терапевтические стратегии с использованием цитотоксических агентов путем печеночной внутриартериальной (IA) инъекции для уменьшения системной токсичности, чтобы вызвать важный некроз печеночной опухоли и для сохранения здоровой печеночной паренхимы.
Технология, описанная в патентах EP 1056477 и его эквиваленте для США US 6881421, использует полиалкилцианоакрилатный (PACA) полимер для приготовления активных ингредиентов в наночастицы. В EP 1056477 и его эквиваленте для США US 6881421 указывается на применение комплексообразующего агента для образования комплекса активного ингредиента при приготовлении наночастиц, чтобы защитить активный ингредиент от химических реакций, которые необходимы для формирования частицы. Таким образом, активный ингредиент благоприятно ассоциируется нековалентным образом с частицей и защищен от взаимодействия или деградации. Наночастицы, содержащие фармацевтически активный ингредиент, полимер, такой как поли(алкилцианоакрилат) и комплексообразующий агент, такой как циклодекстрины, таким образом раскрыты в EP 1056477 и в его эквиваленте для США US 6881421.
Доксорубицин, загруженный в указанные наночастицы (далее названные как "наночастицы, несущие доксорубицин"), представляет собой композицию лекарства, которая ассоциируется с формой PACA, полиизогексилцианоакрилатом (PIHCA), наночастицы с химиотерапевтическим агентом доксорубицином.
Указанные наночастицы демонстрируют оригинальные механизмы для преодоления MDR, которые могут быть обобщены следующим образом.
Наночастицы, несущие доксорубицин, абсорбируются на поверхности опухолевых клеток и высвобождают заключенный в них доксорубицин рядом с клеточной мембраной, что приводит к высоким локальным градиентам концентраций (Colin de Verdiere A, Cancer Chemother Pharmacol. 1994; 33(6):504-8).
Наночастицы деградируют и высвобождают растворимую полицианоакриловую кислоту, которая может взаимодействовать с плазматической мембраной и вносить вклад в улучшение внутриклеточной доставки доксорубицина (De Verdiere AC, Br J Рак. 1997; 76(2): 198-205).
Растворимый полимер также может маскировать положительный заряд доксорубицина, таким образом предотвращая его выведение при помощи Pgp (De Verdiere 1997, Br J Cancer. 1997; 76(2): 198-205), действуя в качестве ионной пары без какой-либо ковалентной связи). Таким образом, удается избежать прямого взаимодействия с насосами MDR (Pgp и MRP).
У мужчин эффективность и безопасность наночастиц, несущих доксорубицин, вводимых при помощи печеночного внутриартериального пути, оценивали в 2-х клинических исследованиях: в одном открытом исследовании фазы I-II и одном рандомизированном клиническом исследовании фазы II (Таблица 1).
Таблица 1
Обобщение схемы исследования клинической разработки наночастиц, несущих доксорубицин
Фаза/Номер исследования
Описание
Путь дозирования
Группа
Количество пациентов планируемое/ завершивших
Состояние
Фаза I/II ВА/2002/03/02
Открытое МЦ (многоцентровое) SD (однодозовое) с увеличением доз
Печеночный IA
Запущенная НСС
21/20
Завершено
10 мг/м<sup>2</sup>
20 мг/м<sup>2</sup>
30 мг/м<sup>2</sup>
35 мг/м<sup>2</sup>
40 мг/м<sup>2</sup>
Фаза II/III ВА/2006/03/
Открытое, МС R (рандомизированное) PG
Печеночный IA 30 мг/м<sup>2</sup> каждые 4 недели макс. 3 инъекции
Запущенная НСС
200/28
Остановлен
2
2
2
2
2
Исследование ВА 2002/03/02 (исследование фазы I/II у пациентов с запущенной гепатоклеточной карциномой) проводили в соответствии с многоцентровой, открытой, с увеличением дозы схемой у пациентов, страдающих от НСС. Наночастицы, несущие доксорубицин, инъецировали при помощи печеночного внутриартериального (IA) пути в виде болюса. Успешным группам из 3 пациентов инъецировали разовую 10, 20 и 30 мг/м дозу наночастиц, несущих доксорубицин. Поскольку доза 30 мг/м хорошо переносилась, протокол улучшили для достижения 40 мг/м и затем 35 мг/м. Поскольку эти 2 дозы рассматривали как токсичные, дополнительным пациентам вводили дозу 30 мг/м наночастиц, несущих доксорубицин, в течение 15 минут. Два пациента получали вторую IA дозу наночастиц, несущих доксорубицин, и один пациент получал 3 IA инфузии.
2
2
Двадцать пациентов были включены в данное исследование. Помимо серьезных респираторных ТЕАЕ (Вызванных лечением побочных действий), о которых сообщали для 35 и 40 мг/м, переносимость была приемлемой, большинство из ТЕАЕ были краткосрочными и имели легкую степень тяжести. Все были обратимы без последствий. В целом, ожидали 50% несерьезных ТЕАЕ, как уже сообщалось для свободного доксорубицина. Наиболее частые ТЕАЕ представляли собой лейкопению (n=13; 65%), нейтропению (n=12, 60%), тошноту (n=10; 50%), анемию и боль в животе (n=9, 45%), астению, лихорадку, облысение (n=6; 30%) и кашель (n=5; 25%). Повышение уровня трансаминаз сообщалось у 11 пациентов (55%) и, как ожидалось, вероятно, связано с эффективностью лечения. Два пациента имели серьезный острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС, ARDS) при дозе наночастиц, несущих доксорубицин, 35 мг/м.
Данные по эффективности ясно продемонстрировали показатель эффективности со средним значением и медианой выживания 548 и 315 суток, соответственно, частотой объективных ответов от 65 до 80% в соответствии с критериями клинического исследования.
На основе этих данных эффективность и безопасность печеночной IA 15-минутной инфузии наночастиц, несущих доксорубицин, сравнивали с эффективностью и безопасностью стандартного лечения.
2
Второе исследование ВА 2006/03/03 (Фаза II/III исследования у пациентов с запущенной НСС) осуществляли в соответствии с многоцентровой, сравнительной, открытой, рандомизированной (с отношением 2/1) схемой у пациентов, страдающих от запущенной НСС. Наночастицы, несущие доксорубицин, вводили при помощи 1А пути в виде 15-ти минутой инфузии в дозе 30 мг/м, которой предшествовала и за которой следовала пероральная премедикация метилпреднизоном. Пятьдесят пациентов были включены в первую часть исследования. Три инфузии наночастиц, несущих доксорубицин, получили 33 пациента с 4 недельными интервалами, и каждый из других 17 пациентов получал наилучший стандарт лечения, адаптированный к тяжести заболевания. В конце 1-й фазы, если наночастицы, несущие доксорубицин, рассматривали как активные у 2/3 больных (пациенты без локального прогресса через 3 месяца), то вовлекали дополнительные 150 пациентов.
Это исследование было преждевременно прекращено, когда 28 пациентов были вовлечены из-за возникновения ARDS, приведшего к смерти у 2 пациентов, получавших наночастицы, несущие доксорубицин. 17 пациентов получали 39 инфузии наночастиц, несущих доксорубицин, и 11 были рандомизированы в контрольной группе. Ни один пациент не умер от ARDS в контрольной группе.
Хотя множество пациентов в группе, получавшей наночастицы, несущие доксорубицин, не завершили лечение в соответствии с протоколом (3 инфузии с 4-недельным перерывом) из-за преждевременного прекращения исследования, 63% пациентов в группе, получавшей наночастицы, несущие доксорубицин, не демонстрировали локальный прогресс через 3 месяца (по сравнению с 75%, демонстрирующими локальный прогресс в контрольной группе). За вовлеченными пациентами наблюдали, и выживание регистрировали до февраля 2011 года. Общее выживание было значимо выше в группе, получавшей наночастицы, несущие доксорубицин, чем в контрольной группе. В этот момент времени среднее значение и медиана для общего выживания составили 952 суток для группы, получавшей наночастицы, несущие доксорубицин, против 449 суток для контроля.
2
Кроме того, выживание было значительно намного большим у пациентов, завершивших 3 курса лечения наночастицами, несущими доксорубицин, как это предусмотрено в протоколе. Среднее значение и медиана для общего выживания были вдвое длиннее для группы, получавшей 3 IA инъекции наночастицами, несущими доксорубицин, по сравнению с контрольной группой. Аналогично, выживание было гораздо длиннее у пациентов, завершивих 3 курса лечения наночастицами, несущими доксорубицин, чем у пациентов, которые получали только одну или 2 IA инъекции 30 мг/м наночастиц, несущих доксорубицин. Эти данные подтвердили сильный показатель эффективности наночастиц, несущих доксорубицин в лечении пациентов, страдающих от запущенной НСС.
Таким образом, хотя и очень перспективное с точки зрения эффективности, использование наночастиц, несущих химиотерапевтическое лекарство, таких как наночастицы, несущие доксорубицин, в лечении рака, и, в частности, лечении НСС, в настоящее время не возможно из-за его тяжелых легочных побочных действий. Поэтому необходимы новые подходы, дающие возможность для более безопасного использования, уменьшающие вероятность возникновения легочных побочных действий и их тяжесть в приемлемых пределах вследствие отношения польза/риск. В частности, было бы весьма благоприятно уменьшить легочные побочные действия, вызванные этими наночастицами, и, в то же самое время, поддерживать хорошую уже обнаруженную эффективность.
Краткое изложение сущности изобретения
Авторам изобретения удалось разработать подходящую животную модель тяжелых легочных побочных действий, и затем неожиданно обнаружить, что тяжелые токсикологические побочные действия, в частности, повреждения легких, ассоциирующиеся с внутриартериальным или внутривенным введением наночастиц, несущих химиотерапевтический агент, могут быть предупреждены путем внутривенной или внутриартериальной инфузии указанных наночастиц в течение нескольких часов.
На этой основе настоящее изобретение относится к наночастицам, содержащим по меньшей мере один химиотерапевтический противоопухолевый агент, по меньшей мере один поли(алкилцианоакрилат) и по меньшей мере один циклодекстрин, для применения для лечения рака, где наночастицы вводят путем внутривенной или внутриартериальной инфузии в течение, по меньшей мере, 2 часов. В частности, наночастицы могут быть введены путем внутривенной или внутриартериальной инфузии в течение от 2 до 24 часов, конкретней в течение от 4 до 12 часов, конкретней в течение приблизительно 6 часов. В конкретном воплощении введение осуществляют путем внутривенной инфузии.
Предпочтительно, поли(алкилцианоакрилатный) полимер, содержащийся в наночастице, представляет собой полиизогексилцианоакрилатный полимер.
Наночастицы, используемые в изобретении, могут содержать указанный по меньшей мере один химиотерапевтический агент в концентрации от 0,01 до 200 мг/г наночастиц, от 0,1 до 70 масс.% указанного по меньшей мере одного циклодекстрина и от 1 до 25 масс.% указанного по меньшей мере одного поли(алкилцианоакрилата).
2
2
2
2
2
2
2
Химиотерапевтический противоопухолевый агент, содержащийся в наночастице, может быть выбран из группы, состоящей из антрациклинов, ингибиторов топоизомеразы, растительных алкалоидов-токсинов, блокирующих митотическое веретено, алкилирующих агентов, антиметаболитов, эллиптицина и гармина и любой их комбинации. Предпочтительно, химиотерапевтический противоопухолевый агент представляет собой антрациклин. Предпочтительней, химиотерапевтический агент выбран из группы, состоящей из доксорубицина, даунорубицина, эпирубицина, идарубицина, вальрубицина, пирарубицина, зорубицина, акларубицина, деторубицина, карминомицина, морфолинодоксорубицина, морфолинодаунорубицина, метоксиморфолинилдоксорубицина, любой их фармацевтически приемлемой соли и любой их комбинации. В конкретном предпочтительном воплощении химиотерапевтический противоопухолевый агент представляет собой доксорубицин или любую его фармацевтически приемлемую соль. В этом воплощении доза доксорубицина может составлять от приблизительно 10 до приблизительно 75 мг/м, от приблизительно 10 до приблизительно 60 мг/м, от приблизительно 10 до приблизительно 45 мг/м, от приблизительно 10 до приблизительно 30 мг/м, от приблизительно 20 до приблизительно 30 мг/м. В конкретном воплощении доза доксорубицина может составлять приблизительно 20 мг/м или 30 мг/м.
Рак, который лечат при помощи наночастиц, может представлять собой солидную опухоль или гематобластоз, предпочтительно выбранный из группы, состоящей из гепатоклеточной карциномы, острого лимфобластного лейкоза, острого миелобластного лейкоза, хронической гранулоцитной лейкемии, Ходжкинской лимфомы, диффузной крупноклеточной B-клеточной лимфомы, мелкоклеточного рака легкого, колоректального рака, рака поджелудочной железы, рака молочной железы, рака яичников, рака матки, рака шейки матки, рака головы и шеи, рака головного мозга, рака мочевого пузыря, множественной миеломы, нейробластомы, опухоли Юинга, остеосаркомы, саркомы мягких тканей, рака щитовидной железы, рака предстательной железы, рака желудка, нефробластомы, саркомы Капоши и неходжкинской лимфомы. В конкретном предпочтительном воплощении рак представляет собой гепатоклеточную карциному.
В еще одном аспекте настоящее изобретение относится к способу лечения рака, где в способе осуществляют введение путем внутривенной или внутриартериальной инфузии в течение, по меньшей мере, 2 часов, терапевтически эффективного количества наночастиц, содержащих по меньшей мере один химиотерапевтический агент, по меньшей мере один поли(алкилцианоакрилат) и по меньшей мере один циклодекстрин, пациенту, нуждающемуся в таком лечении. Предпочтительно, наночастицы вводят в форме описанной выше фармацевтической композиции. Все воплощения, раскрытые выше для наночастиц, охвачены в этом аспекте. В конкретном воплощении введение осуществляют путем внутривенной инфузии.
В еще одном аспекте настоящее изобретение относится к применению наночастиц, содержащих по меньшей мере один химиотерапевтический агент, по меньшей мере один поли(алкилцианоакрилат) и по меньшей мере один циклодекстрин, для лечения рака, где указанные наночастицы вводят путем внутривенной или внутриартериальной инфузии в течение, по меньшей мере, 2 часов. Все воплощения, раскрытые выше для наночастиц, охвачены в этом аспекте. В конкретном воплощении введение осуществляют путем внутривенной инфузии.
В последнем аспекте настоящее изобретение относится к применению наночастиц, содержащих по меньшей мере один химиотерапевтический агент, по меньшей мере один поли(алкилцианоакрилат) и по меньшей мере один циклодекстрин, для изготовления фармацевтического препарата для лечения рака, где указанную фармацевтическую композицию вводят путем внутривенной или внутриартериальным инфузии в течение, по меньшей мере, 2 часов. Все воплощения, раскрытые выше для наночастиц, охвачены в этом аспекте. В конкретном воплощении введение осуществляют путем внутривенной инфузии.
Подробное описание изобретения
В качестве предварительного исследования к настоящему изобретению авторы изобретения исследовали и оценили крысиную модель для исследования респираторных побочных действий, обнаруженных в предшествующих клинических исследованиях, для лечения гепатоклеточной карциномы при помощи печеночной внутриартериальной инфузии доксорубицина, приготовленного в наночастицах, содержащих поли(алкилцианоакрилатный) полимер и циклодекстрин (далее называемые как "наночастицы, несущие доксорубицин"). С использованием этой модели, авторы изобретения продемонстрировали, что внутривенная инфузия указанных наночастиц в течение, по меньшей мере, 2 часов, дает возможность для значительного уменьшения токсикологических побочных действий, в частности повреждения легких, по сравнению с внутривенной инъекцией болюса в той же самой дозе. Этот новый терапевтический подход дает возможность для более безопасного использования наночастиц и затем значительно увеличивает отношение польза/риск.
Соответственно, в первом аспекте настоящее изобретение относится к наночастицам, содержащим по меньшей мере один химиотерапевтический противоопухолевый агент, для применения для лечения рака, где наночастицы должны быть введены путем внутривенной или внутриартериальной инфузии в течение, по меньшей мере, 2 часов.
Специалист в данной области техники, рассматривающий уменьшение легочной токсичности, вызванное указанными наночастицами после их внутривенной инфузии в течение, по меньшей мере, 2 часов, может ожидать аналогичного уменьшения при их внутриартериальной инфузии в течение, по меньшей мере, 2 часов.
Действительно, аналитическая модель для внутриартериальной, нежели чем для внутривенной инфузии доксорубицина, известна в области техники, и показано, что два графика уменьшения концентрации доксорубицина аналогичны. Следовательно, ту же самую теоретическую кривую подгоняют и используют для обоих случаев ("An analytical model for intra-arterial versus intravenous infusion of Adriamycin", Logan SE et al., Biomed Sci Instrum. 1989; 25:239-46). Данная статья указывает на то, что даже если эти обнаружения сделаны для инъекций болюса, то существуют похожие взаимосвязи для непрерывной инфузии. Действительно, непрерывная инфузия может быть понята как серии бесконечно малых инъекций болюса, каждая из которых реализуется в соответствии с описанным в указанной аналитической модели.
Кроме того, из уровня техники известно, что у пациентов, получающих доксорубицин системно через вену, уровень лекарства в периферической крови сравним с уровнем лекарства в периферической крови пациентов, получавших доксорубицин внутриартериально (comparison of Regional versus Systemic Chemotherapy with Adriamycin, Didolkar et al., Ann. Surg., March 1978, Vol.187, No.3, p.332-336).
Наночастицы, используемые в настоящем изобретении, содержат по меньшей мере один химиотерапевтический противоопухолевый агент, по меньшей мере один поли(алкилцианоакрилатный) полимер, и по меньшей мере одно соединение, способное образовывать комплекс с химиотерапевтическим противоопухолевым агентом, предпочтительно выбранным из циклических олигосахаридов, в частности из циклодекстринов. Такие наночастицы ранее описаны в Европейском патенте EP 1056477 и его эквиваленте США US 6881421, которые включены здесь путем ссылки.
1
12
4
10
6
8

Поли(алкилцианоакрилатный) полимер может быть линейным или разветвленным, предпочтительно разветвленным. Алкильная группа поли(алкилцианоакрилата) может быть линейной или разветвленной, предпочтительно разветвленной. В конкретном воплощении поли(алкилцианоакрилатный) полимер представляет собой поли(C-Салкилцианоакрилат), предпочтительно поли(C-Салкилцианоакрилат), предпочтительней поли(C-Cалкилцианоакрилат). В предпочтительном воплощении поли(алкилцианоакрилатный) полимер представляет собой полиизогексилцианоакрилат. Мономер, соответствующий последнему полимеру, доступен, например, под товарным знаком Monorex от Bioalliance Pharma (France).
Циклодекстрин может быть нейтральным или заряженным, нативным (циклодекстрины α, β, γ, δ, ε), разветвленным или полимеризованным, или даже химически модифицированным, например, путем замещения одного или более чем одного гидроксипропила группами, такими как алкилы, арилы, арилалкилы, гликозиды, или путем этерификации, этерификации спиртами или алифатическими кислотами. Среди вышеприведенных групп особенное предпочтение оказывают группам, выбранным из группы, состоящей из гидроксипропильной, метила-м и сульфобутилэфирных групп, и их смесей. В предпочтительном воплощении циклодекстрин выбран из группы, состоящей из гидроксипропил-бета-циклодекстрина и/или произвольно метилированного бета-циклодекстрина и их смесей.
Использованный здесь термин "химиотерапевтический агент" или "химиотерапевтический противоопухолевый агент" относится к любому химическому соединению или лекарству, обладающему противоопухолевой активностью, которая ингибирует или прекращает рост раковых клеток или незрелых прораковых клеток, убивает раковые клетки или незрелые прораковые клетки, увеличивает чувствительность раковых или прораковых клеток к другим химиотерапевтическим агентам и/или ингибирует метастаз раковых клеток.
В конкретном воплощении химиотерапевтический агент выбран из группы, состоящей из антрациклинов, ингибиторов топоизомеразы I и/или II, растительных алкалоидов-токсинов, блокирующих митотическое веретено, алкилирующих агентов, антиметаболитов, эллиптицина и гармина.
Антрациклины (или антрациклиновые антибиотики) получают из бактерий Streptomyces. Эти соединения используют для лечения широкого спектра рака, включающего, например гепатоклеточные карциномы, лейкемии, лимфомы и рака молочной железы, матки, яичников и легких. Антрациклины имеют три механизма действия: (1) ингибирование синтеза ДНК и РНК путем интеркаляции между парами оснований цепи ДНК/РНК, таким образом, предотвращая репликацию быстрорастущих раковых клеток; (2) ингибирование фермента топоизомеразы II, предупреждение раскручивания суперспирализованной ДНК и, таким образом, блокирования и репликации ДНК; и (3) опосредованное железом образование свободных кислородных радикалов, которые повреждают ДНК и клеточные мембраны. Антрациклины без ограничения включают доксорубицин (также названный как адриамицин), даунорубицин, эпирубицин, идарубицин, вальрубицин, пирарубицин, зорубицин, акларубицин, деторубицин, карминомицин, морфолинодоксорубицин, морфолинодаунорубицин, метоксиморфолинилдоксорубицин и их фармацевтически приемлемые соли. Предпочтительно, антрациклин выбран из группы, состоящей из доксорубицина, даунорубицина, эпирубицина, пирарубицина, зорубицина и акларубицина, и любой их фармацевтически приемлемой соли. В предпочтительном воплощении антрациклин представляет собой доксорубицин или любую их фармацевтически приемлемую соль.
Топоизомеразы представляют собой важные ферменты, которые поддерживают топологию ДНК. Ингибирование топоизомераз I или II типа влияет на транскрипцию и репликацию ДНК за счет нарушения правильной суперспирализации ДНК. Некоторые ингибиторы топоизомеразы I типа включают камптотециновые производные. Камптотециновые производные относятся к камптотециновым аналогам, таким как иринотекан, топотекан, гексатекан, силатекан, лутортекан, каренитецин (BNP 1350), гиматекан (ST 1481), белотекан (CKD 602) или их фармацевтически приемлемые соли. Примеры ингибиторов топоизомеразы II типа без ограничения включают амсакрин, этопозид, этопозида фосфат и тенипозид. Они представляют собой полусинтетические производные эпиподофиллотоксинов, алкалоиды, встречающиеся в природе в корне подофила щитовидного (Podophyllum peltatum). В конкретном воплощении ингибитор топоизомеразы выбран из группы, состоящей из иринотекана, его активного метаболита SN 38 и топотекана и любой их фармацевтически приемлемой соли. В предпочтительном воплощении ингибитор топоизомеразы представляет собой иринотекан.
Растительные алкалоиды-токсины, блокирующие митотическое веретено, получают из растений, и они блокируют клеточное деление путем предупреждения функции микротрубочек, важной для клеточного деления. Эти алкалоиды без ограничения включают алкалоиды барвинка (такие как винбластин, винкристин, виндезин, винорелбин и винпоцетин) и таксаны. Таксаны без ограничения включают паклитаксел, доцетаксел, ларотаксел, кабазитаксел, ортатаксел, тезетаксел и их фармацевтически приемлемые соли. Предпочтительно, таксан выбран из группы, состоящей из паклитаксела и доцетаксела и любой их фармацевтически приемлемой соли. Паклитаксел исходно получен из тиса коротколистного. Доцетаксел представляет собой полусинтетический аналог паклитаксела. В противоположность таксанам алкалоиды барвинка нарушают митотические веретена. Поэтому и таксаны, и алкалоиды барвинка названы веретенными ядами или митотическими ядами, но действуют различными путями.
Алкилирующие агенты названы таким образом ввиду их способности добавлять алкильные группы к множеству электроотрицательных групп в условиях, представленных в клетках. Они нарушают клеточную функцию путем образования ковалентных связей с амино, карбоксильными, сульфгидрильными и фосфатными группами в биологически важных молекулах. Примечательно, что их цитотоксичность, как полагают, возникает в результате ингибирования синтеза ДНК. Алкилирующие агенты без ограничения включают мехлоретамин, циклофосфамид, хлорамбуцил, ифосфамид и платиновые соединения, такие как оксалиплатин, цисплатин или карбоплатин.
Антиметаболит представляет собой химическое соединение, которое ингибирует применение метаболита, который представляет собой часть нормального метаболизма. Такие вещества часто похожи по структуре с метаболитом, на который они оказывают влияние. Присутствие антиметаболитов останавливает клеточный рост и деление клеток.
Пуриновые или пиримидиновые аналоги предотвращают включение нуклеотидов в ДНК, прекращение синтеза ДНК и, таким образом, деления клеток. Они также влияют на синтез РНК. Примеры пуриновых аналогов включают азатиоприн, меркаптопурин, тиогуанин, флударабин, пентостатин и кладрибин. Примеры пиримидиновых аналогов включают 5-фторурацил (5FU), который ингибирует тимидилатсинтазу, флоксуридин (FUDR) и цитозин арабинозид (цитарабин).
Антифолаты представляют собой лекарства, которые нарушают функцию фолиевой кислоты. Многие из них используются в химиотерапии рака, некоторые используются в качестве антибиотиков или антипротозойных агентов. Хорошо известный пример представляет собой метотрексат. Он представляет собой аналог фолиевой кислоты, и благодаря структурному сходству с ней связывается и ингибирует фермент дигидрофолат редуктазу (DHFR), и, таким образом, предотвращает образование тетрагидрофолата. Тетрагидрофолат важен для пуринового и пиримидинового синтеза, и приводит к подавлению продукции ДНК, РНК и белков (поскольку тетрагидрофолат также вовлечен в синтез аминокислот серина и метионина). Другие антифолаты без ограничения включают триметоприм, ралтитрексед, пириметамин и пеметрексед.
Вышеприведенные примеры химиотерапевтических агентов не являются ограничивающими, и другие агенты могут быть введены в наночастицах. Среди других таких агентов могут быть указаны эллиптицин и гармин.
Эллиптицин представляет собой естественный растительный алкалоид, выделенный из вечнозеленого дерева семейства Apocynaceae. Обнаружено, что эллиптицин обладает цитотоксической и противоопухолевой активностью (Dalton et al., Aust. J. Chem., 1967. 20, 2715). Обнаружено, что эллиптициновое производное, гидроксилированное в позиции 9 (9-гидроксиэлиптицин), обладает большей противоопухолевой активностью по сравнению с эллиптицином при множестве экспериментальных опухолей (Le Pecq et al., Proc. Natl. Acad, Sci., USA, 1974, 71, 5078-5082). Исследования производили для идентификации эллиптицинового производного, подходящего для человеческих терапевтических препаратов, и привели к приготовлению целиптиума или N2-метил-9-гидроксиэллиптицина (NMHE), который используют для лечения некоторых форм человеческого рака, в частности для лечения костных метастазов при раке молочной железы. Другие 9-гидроксиэллиптициновые производные, такие как 2-(диэтиламино-2-этил)9-гидроксиэллиптицина ацетат, 2-(диизопропиламиноэтил)9-гидроксиэллиптицина ацетат и 2-(бета-пиперидино-2-этил)9-гидроксиэллиптицин, описаны, например, в патенте США 4310667.
Гармин представляет собой природный растительный алкалоид, который выделен из семян Peganum harmala. Peganum harmala (Zygophyllaceae), представляет собой растение, широко распространенное в полузасушливых пастбищных землях в Центральной Азии, Северной Африке, на Среднем Востоке и Австралии. Фармакологически активные соединения из P. harmala представляют собой несколько алкалоидов, которые обнаружены, в особенности, в семенах и корнях. Они включают 3-карболины, такие как гармин, гармалин, гармол, гармалол и гарман, и хиназолиновые производные: вазицин и вазицинон. Обнаружено, что алкалоиды Peganum harmala обладают значительным противоопухолевым потенциалом (Lamchouri и al., Therapie, 1999, 54(6):753-8). Пролиферация линий опухолевых клеток значительно уменьшена. Сообщали о том, что гармин демонстрирует сильную цитотоксичность против множества линий человеческих опухолевых клеток (Ishida et al, Bioorg Mad Chem Lett, 1999, 9(23):3319-24). Противоопухолевая активность гармоловых димеров также описана, например, в международном патенте WO 2009047298.
В предпочтительном воплощении химиотерапевтический агент представляет собой антрациклин, предпочтительно выбранный из группы, состоящей из доксорубицина, даунорубицина, эпирубицина, идарубицина, вальрубицина, пирарубицина, зорубицина, акларубицина, деторубицина, карминомицина, морфолинодоксорубицина, морфолинодаунорубицина, метоксиморфолинилдоксорубицина, любой их фармацевтически приемлемой соли и любой их комбинации, предпочтительней доксорубицина или любой их фармацевтически приемлемой соли.
Используемые здесь термин "фармацевтически приемлемые соли" относятся к производным раскрытых соединений, где родительское соединение модифицировано путем получения их кислотной или основной соли. Фармацевтически приемлемые соли включают обычные нетоксические соли или четвертичные аммониевые соли образующегося родительского соединения, например из нетоксичных неорганических или органических кислот. Например, такие обычные нетоксичные соли включают соли, происходящие из неорганических кислот, таких как соляная, бромистоводородная, серная, сульфаминовая, ортофосфорная, азотная и т.п; и соли, происходящие из органических кислот, таких как уксусная, пропионовая, янтарная, винная, лимонная, метансульфоновая, бензолсульфоновая, глюкуроновая, глутаминовая, бензойная, салициловая, толуолсульфоновая, щавелевая, фумаровая, малеиновая, молочная кислота и т.п. Дополнительные соли присоединения включают аммониевые соли, такие как трометамин, меглумин или эполамин, соли металлов, таких как натрий, калий, кальций, цинк или магний. Например, подходящая соль доксорубицина представляет собой гидрохлорид доксорубицина.
1
12
В конкретном воплощении наночастицы, используемые в изобретении, содержат по меньшей мере один химиотерапевтический агент, предпочтительно выбранный из антрациклинов, по меньшей мере один поли(C-Салкилцианоакрилат), предпочтительно полиизогексилцианоакрилат, и по меньшей мере один циклодекстрин, предпочтительно выбранный из группы, состоящей из гидроксипропил-бета-циклодекстрина и произвольно метилированного бета-циклодекстрина, и их смесей. В конкретном предпочтительном воплощении наночастицы содержат доксорубицин, полиизогексилцианоакрилат и гидроксипропил-бета-циклодекстрин.
Химиотерапевтический агент, как правило, представлен в концентрации от приблизительно 0,01 до приблизительно 200 мг/г наночастиц, предпочтительно от приблизительно 1 до приблизительно 50 мг/г.
Доля циклодекстрина в общем составляет от приблизительно 0,1 до приблизительно 70% по массе наночастиц, предпочтительно от приблизительно 1 до приблизительно 30%, предпочтительней от приблизительно 5 до приблизительно 20%. Доля химиотерапевтического агента и доля циклодекстрина не зависят друг от друга.
Доля поли(алкилцианоакрилатного) полимера, как правило, составляет от приблизительно 1 до приблизительно 25% по массе наночастиц, предпочтительно от приблизительно 5 до приблизительно 15%.
В конкретном воплощении наночастицы содержат химиотерапевтический агент в концентрации от 0,01 до 200 мг/г наночастиц, от 0,1 до 70 масс.% циклодекстрина и от 1 до 25 масс.% поли(алкилцианоакрилата), предпочтительно полиизогексилцианоакрилата.
Используемый в данном описании термин "приблизительно" относится к диапазону значений ±10% относительно указанного значения. Например, "приблизительно 1" означает от 0,9 до 1,1, когда предполагаются 10% и от 0,95 до 1,05, когда предполагаются 5%. Когда "приблизительно" используют в связи с числовыми диапазонами, например "от приблизительно 1 до приблизительно 3", или "от приблизительно одного до приблизительно трех", тогда предпочтительно определение термина "приблизительно", приведенное выше для значения, применяется к каждому значению, определяющему начало и конец диапазона раздельно. Предпочтительно, когда термин "приблизительно" используют в связи с любыми числовыми значениями, тогда термин "приблизительно" может быть удален.
Наночастицы, используемые в настоящем изобретении, могут быть приготовлены в соответствии с любым из способов, известных специалистам в данной области техники. Такой способ раскрыт, например, в европейском патенте EP 1056477 и его эквиваленте для США US 6881421.
В частности, наночастицы могут быть приготовлены при помощи способа, при котором осуществляют стадии:
(а) получения в водном растворе кислоты комплекса химиотерапевтического агента с циклодекстрином;
(б) постепенного добавления алкилцианоакрилатного мономера, предпочтительно изогексилцианоакрилатного мономера в растворе, приготовленном на стадии (а); и
(в) проведения полимеризации этого мономера, возможно, в присутствии одного или более чем одного поверхностно-активного вещества и/или стабилизирующего агента.

Предпочтительно, полимеризация является анионной, но также может быть вызвана другими агентами, в частности фотохимическими агентами. В конкретном воплощении полимеризацию проводят в присутствии поверхностно-активного агента, такого как полоксамер или декстран (такого как декстран 70000) или других неионных поверхностно-активных агентов (таких как полисорбат, сорбитановые сложные эфиры и т.п.). Предпочтительными являются полоксамеры, такие как полоксамер 407, полоксамер 401, полоксамер 237, полоксамер 338, полоксамер 331, полоксамер 231 или полоксамер 188 (также названный Pluronic F68). Более предпочтителен Полоксамер 188.
Размер наночастиц составляет от приблизительно 50 до приблизительно 300 нм, предпочтительно от приблизительно 100 до приблизительно 300 нм, предпочтительней приблизительно 200 нм. Размер этих наночастиц по существу связан с концентрацией циклодекстрина.
Описанные выше наночастицы вводят в форме фармацевтической композиции, содержащей указанные наночастицы и по меньшей мере один фармацевтически приемлемый эксципиент.
Использованный здесь термин "фармацевтически приемлемый" относится к соединениям, материалам, эксципиентам, композициям или лекарственным формам, которые с медицинской точки зрения подходят для контакта с тканями животных и человека без избыточной токсичности, раздражения, аллергической реакции или других проблемных осложнений, в соответствии с приемлемым отношением польза/риск.
Фармацевтическую композицию, содержащую указанные наночастицы, готовят в соответствии со стандартной фармацевтической практикой (смотри, например, Remington: The Science and Practice of Pharmacy (20th ed.), ed. A. R. Gennaro, Lippincott Williams & Wilkins, 2000 и Encyclopedia of Pharmaceutical Technology, eds. J. Swarbrick and J. C. Boylan, 1988-1999, Marcel Dekker, Новым York), известной специалистам в данной области техники. В частности, возможные фармацевтические композиции включают композиции, подходящие для внутривенного, внутриартериального и внутриопухолевого введения. Для этих композиций может быть использован обычный эксципиент в соответствии со способами, хорошо известными специалистам в данной области техники. Такие композиции для парентерального введения, как правило, представляют собой физиологически совместимые стерильные растворы или суспензии, которые, возможно, могут быть приготовлены непосредственно перед применением из твердой или лиофилизированной формы. Адъюванты, такие как местные анестетики, консерванты и буферные агенты, могут быть растворены в разбавителе, и поверхностно-активное вещество или увлажняющий агент могут быть включены в композицию для облегчения однородного распределения наночастиц.
Фармацевтическая композиция может содержать один или несколько типов наночастиц, содержащих один или несколько различных химиотерапевтических агентов.
Дополнительно к описанным выше наночастицам фармацевтическая композиция может дополнительно содержать по меньшей мере одно дополнительное активное вещество, такое как еще один химиотерапевтический агент, включенный в наночастицы.
Наночастицы, используемые в настоящем изобретении, должны быть введены пациенту, нуждающемуся в таком введении, с получением терапевтически эффективного количества химиотерапевтического(их) агента(ов).
Использованный здесь термин "пациент" относится к животному, такому как животное, ценное для разведения, общественных задач или задач сохранения, или предпочтительно человеку или человеческому ребенку, страдающему от или имеющему потенциальную возможность пострадать от рака.
Используемый здесь термин "терапевтически эффективное количество" относится к количеству соединения, эффективному для предупреждения, уменьшения, устранения, лечения или контролирования симптомов описанных здесь заболеваний и состояний. Предполагается, что термин "контроль" относится ко всем процессам, при которых может происходить замедление, прерывание, прекращение или остановка прогресса описанных здесь заболеваний и состояний, но не обязательно указывает на полное устранение всех симптомов заболевания и состояния, и, как предполагается, включает профилактическое лечение. Количество вводимых наночастиц должно быть определено при помощи стандартного способа, хорошо известного специалистам в данной области техники. В частности, физиологические данные пациента (например, возраст, размеры и масса), тип и расположение рака, природа химиотерапевтического агента должны быть приняты во внимание для определения подходящей дозы.
2
2
2
2
2
2
2
В конкретном воплощении химиотерапевтический агент представляет собой доксорубицин, и наночастицы должны быть введены в количестве, обеспечивающем дозу доксорубицина от приблизительно 10 до приблизительно 75 мг/м, предпочтительно от приблизительно 10 до приблизительно 60 мг/м, предпочтительно от приблизительно 10 до приблизительно 45 мг/м, предпочтительней от приблизительно 10 до приблизительно 30 мг/м, от приблизительно 20 до приблизительно 30 мг/м. Предпочтительней, доза доксорубицина может составлять приблизительно 20 мг/м или 30 мг/м.
2
Площадь поверхности тела пациента легко может быть рассчитана специалистом в данной области техники на основании массы тела и роста пациента (например, масса тела приблизительно 65 кг соответствует поверхности тела приблизительно 1,8 м).
Авторы изобретения здесь продемонстрировали, что внутривенная или внутриартериальная инфузия наночастиц в течение, по меньшей мере, 2 часов дает возможность для большего уменьшения токсикологических побочных действий лечения, таким образом значительно увеличивая отношение польза/риск.
Следовательно, описанные выше наночастицы должны быть введены путем внутривенной или внутриартериальной инфузии в течение, по меньшей мере, 2 часов, предпочтительно в течение от 2 до 24 часов, предпочтительней в течение от 4 до 12 часов, и даже предпочтительней в течение приблизительно 6 часов. Вводимый объем и скорость потока легко могут быть определены специалистом в данной области техники для инфузии терапевтически эффективного количества наночастиц в течение по меньшей мере двух часов.
Наночастицы могут быть введены в более чем одном цикле лечения. Они могут быть введены в течение одного или нескольких дополнительных циклов лечения (после исходного цикла лечения, т.е. первой инфузии) с интервалом от приблизительно двух до приблизительно восьми недель между циклами лечения, предпочтительно от приблизительно трех до приблизительно четырех недель, предпочтительней приблизительно четырех недель. В воплощении введение наночастиц осуществляют на первые сутки от 2-недельного до 8-недельного цикла. В конкретном воплощении наночастицы вводят в течение двух или трех циклов лечения с интервалом между лечениями от двух до приблизительно восьми недель, предпочтительно приблизительно четырех недель. Дозы, вводимые в каждом цикле лечения, могут быть идентичными или отличаться. Количество циклов лечения и вводимые дозы могут быть определены лечащим врачом в соответствии с физиологическим состоянием пациента и развитием заболевания. В еще одном предпочтительном воплощении один или несколько дополнительных определенных выше циклов лечения осуществляют в течение от одного до 28 месяцев.
Использованный здесь термин "внутривенное введение" ("IV") относится к инфузии жидких веществ непосредственно в вену.
Этот термин относится к любому типу устройств для внутривенного доступа. В частности, этот термин относится к игле для подкожных инъекций. Она представляет собой самую простую форму для внутривенного доступа путем пропускания полой иглы через кожу непосредственно в вену. Эта игла может быть связана непосредственно со шприцем или может быть связана с длинной трубкой в зависимости от того, желательна ли система для сбора или инфузии.
Наиболее удобное место часто представляет собой руку, в особенности вены на тыльной стороне руки, или срединную локтевую вену, но также может быть использована любая обнаруживаемая вена.
Оно также относится к периферической канюле. Периферическая IV линия (PVC или PIV) состоит из короткого катетера (длиной несколько сантиметров), вставленного через кожу в периферическую вену (любую вену, расположенную не внутри грудной клетки или живота). Она обычно представлена в форме устройства канюли на игле, в котором гибкая пластиковая канюля закреплена на металлическом троакаре. Как только кончик иглы и канюля располагаются в вене, троакар выводят и удаляют, и канюлю продвигают внутри вены до подходящего положения и закрепляют.
Может быть использована любая доступная вена, хотя наиболее часто используют вены плеча и руки, тогда как вены ноги и стопы используются в гораздо меньшей степени.
Этот термин также может относиться к потоку через центральную IV линию через катетер, кончик которого находится в крупной вене, обычно верхней полой вене или нижней полой вене, или в правом предсердии. Он имеет несколько преимуществ по сравнению с периферической IV:
- Он может доставлять жидкости и лекарственные средства, которые могут чрезмерно раздражать периферические вены из-за их концентрации или химического состава. Последние включают некоторые химиотерапевтические лекарства и полное парентеральное питание.
- Лекарственные средства непосредственно достигают сердца и быстро распределяются по оставшейся части организма.
Существует несколько типов центральных IV в зависимости от пути, которым катетер проникает извне организма в вену.
Он также может относиться к периферически вводимому центральному венозному катетеру (PICC), который используется тогда, когда требуется внутривенный доступ в течение продолжительного периода времени или когда вводимый материал может вызвать быстрое повреждение и ранее поражение периферической IV системы и когда обычная центральная линия может быть слишком опасной. Типичные применения PICC включают: длительные схемы химиотерапии, длительной антибиотикотерапии или полного парентарального питания.
Линию PICC вводят через манжету в периферическую вену, обычно в плече, и затем осторожно продвигают вверх до тех пор, пока катетер не окажется в верхней полой вене или правом предсердии.
Устройства для внутривенного доступа также могут представлять собой центральные венозные линии. Существует несколько типов катетеров, которые обеспечивают более прямой путь в центральные вены. Они в общем названы центральными венозными линиями. В самом простом типе центрального венозного доступа катетер вводят в подключичную, внутреннюю яремную вену или (менее обычно) бедренную вену и продвигают в направлении сердца до тех пор, пока катетер не достигнет верхней полой вены или правого предсердия.
Этот термин также относится к имплантируемым портам (часто называемым в соответствии с товарными знаками, такими как Port-a-Cath или MediPort), которые представляют собой центральную венозную линию, не имеющую внешнего соединения; вместо этого, она имеет небольшой резервуар, который покрыт силиконовым каучуком и имплантируется под кожу. Лекарственное средство вводят периодически путем введения небольшой иглы через кожу, протыкая силикон, в резервуар. Возможно оставлять порты в теле пациента на несколько лет; тем не менее, если порт установлен, то требуется ежемесячный доступ через порт.
Внутриартериальная доставка терапевтических агентов требует избирательной сосудистой катетеризации, которую осуществляют путем подгонки конфигурации катетера к сосудистой анатомии.
Использованный здесь термин "внутриартериальное введение" относится к инфузии жидких веществ непосредственно в артерию. Этот термин относится к любому типу устройств для внутриартериального доступа.
a
Этот термин может относиться к артериальной линии или арт-линии, или -линии, которая представляет собой тонкий катетер, вставленный в артерию. Артериальная линия обычно вставлена в запястье (лучевая артерия); но также может быть вставлена в локоть (плечевая артерия), пах (бедренная артерия), ступню (дорсальная артерия стопы).
Этот термин может относиться к шприцевой помпе или шприцевому насосу, который представляет собой небольшой инфузионный насос (некоторые включают способность к инфузии и отбору), используемый для постепенного введения пациенту небольших количеств жидкости или для применения в химическом и биомедицинском исследовании. Шприцевые помпы также полезны для доставки лекарственных веществ в течение нескольких минут. В случае лекарственного средства, которое должно быть медленно впрыснуто в течение нескольких минут, это устройство сохраняет время сотрудников и уменьшает ошибки.
Этот термин также относится к системам катетер-порт. Для облегчения длительного введения химиотерапевтических агентов разработаны чрескожно имплантируемые системы катетер-порт для длительного использования. Эти системы дают возможность для легкого и повторного прокалывания при инфузионной терапии, не нанося значительный вред сосудам, и их применение комфортно для пациента. Катетерная система может быть хирургически имплантирована в гастродуоденальную артерию или через подключичную, подмышечную или плечевую артерии в общую печеночную артерию или в бедренную артерию. Конфигурация используемого катетера зависит от сосудистой анатомии пациента. Стандартное устройство катетер-порт состоит из титанового резервуара порта с мембраной из силиконового каучука в области прокола и латерального стержня для надевания силиконового катетера. Соединение между силиконовым катетером и диагностическим ангиографическим катетером усилено небольшой металлической канюлей (Liver Intraarterial Chemotherapy: Use of the Femoral Artery for Percutaneous Implantation of Catheter-Port Systems, Karin Anna Herrmann et al. April 2000 Radiology, 215, 294-299).
Этот термин также может относиться к внутриартериальной химиотерапии (IAC), которая представляет собой инновационный способ химиотерапии, используемый для лечения рака печени, а также рака, который распространился на печень, такого как рак поджелудочной железы с метастазами. IAC используют для того, чтобы направить химиотерапию непосредственно в опухоль через катетер, размещенный в артерии. Цель заключается в том, чтобы сконцентрировать лекарство внутри опухоли и минимизировать воздействие на здоровые ткани. В процессе IAC тонкий катетер вводят через бедренную артерию в правую ногу. Ангиограмму осуществляют для получения "карты" артерий. Карту затем используют для того, чтобы ввести линию в печеночную артерию, которая представляет собой основной кровеносный сосуд, доставляющий кровь в печень. С использованием красителя из шприца для гарантии того, что линия находится в правильном положении, химиотерапевтическое лекарство или лекарства инъецируют непосредственно в артерию.
Использованный здесь термин "рак" относится к присутствию клеток, обладающих характеристиками, типичными для клеток, вызывающих рак, такими как неконтролируемое деление, бессмертие, метастатический потенциал, быстрая скорость роста и деления, и некоторыми характерными морфологическими характеристиками. Этот термин относится к любому типу злокачественных образований (первичным или метастазам). В частности, этот термин относится к любым злокачественным пролиферативным клеточным расстройствам, таким как твердая опухоль или гематобластоз, включающий карциному, саркому, лимфому, опухоль стволовых клеток, бластому. Предпочтительно, рак выбран из группы, состоящей из рака печени, в частности гепатоклеточной карциномы, острого лимфобластного лейкоза, острого миелобластного лейкоза, хронической гранулоцитной лейкемии, Ходжкинской лимфомы, диффузной крупноклеточной B-клеточной лимфомы, рака легкого, в частности мелкоклеточного рака легкого, колоректального рака, рака поджелудочной железы, рака молочной железы, рака яичников, рака матки, рака шейки матки, рака головы и шеи, рака головного мозга, рака мочевого пузыря, множественной миеломы, нейробластомы, опухоли Юинга, остеосаркомы, саркомы мягких тканей, рака щитовидной железы, рака предстательной железы, рака желудка, нефробластомы, саркомы Капоши, и неходжкинской лимфомы. Предпочтительней, рак выбран из группы, состоящей из гепатоклеточной карциномы, острого лимфобластного лейкоза, острого миелобластного лейкоза, хронической гранулоцитной лейкемии, Ходжкинской лимфомы, диффузной крупноклеточной B-клеточной лимфомы, мелкоклеточного рака легкого, рака молочной железы, рака яичников, рака мочевого пузыря, множественной миеломы, нейробластомы, опухоли Юинга, остеосаркомы, саркомы мягких тканей, рака щитовидной железы, рака предстательной железы, рака желудка, нефробластомы, саркомы Капоши, и неходжкинской лимфомы. В предпочтительном воплощении рак представляет собой рак печени, предпочтительно гепатоклеточную карциному.
В конкретном воплощении наночастицы содержат доксорубицин, полиизогексилцианоакрилат, гидроксипропил бета-циклодекстрин и/или произвольно метилированный бета-циклодекстрин для применения в лечении гепатоклеточной карциномы, где наночастицы должны быть введены путем внутривенной или внутриартериальной инфузии в течение по меньшей мере 2 часов.
Следующие примеры приведены для задач иллюстрации, но не для ограничения.
Примеры
Пример 1: Изготовление наночастиц, несущих доксорубицин (наночастицы, несущие доксорубицин)
Наночастицы, несущие разработанный доксорубициновый продукт, представлены в виде стерильного лиофилизата для инъецируемой суспензии, которая содержит доксорубицина гидрохлорид в качестве активного ингредиента и другие эксципиенты, включающие полимер наночастиц, PIHCA. Несущие лекарство наночастицы получают при помощи полимеризации водной эмульсии изогексилцианоакрилатного (IHCA) мономера, который капают в маточный раствор, содержащий активный ингредиент доксорубицин и другие эксципиенты (P. Couvreur, В. Kante, М. Roland, P. Guiot, P. Baudhuin, P. Speiser, J. Pharm. Pharmacol., 1979, 31, 331). В конце полимеризации получают стабильную суспензию наночастиц, заключающих в себе доксорубицин. Средний размер наночастиц составляет от 100 нм до 300 нм. Суспензию наночастиц затем фильтруют и асептически заполняют в стеклянные сосуды перед лиофилизацией. Лиофилизированный продукт наночастиц, заполненных доксорубицином, следует хранить защищенным от света и влаги, и хранить в холодильнике при 2°C-8°C для поддержания стабильности.
Неочищенные материалы
Для общего объема 100 мл полимеризуемой среды:
Эксципиенты
Количество (грамм)
Безводная глюкоза
5
Лактоза
0,4
Полоксамер 188
1
Гидроксипропил бета-циклодекстрин
0,5
H<sub>2</sub>O
до 100 мл
Безводная лимонная кислота (1М)
до pH=3-4
Способ приготовления 100 мл полимеризуемой среды (pH составляет от 3 до 4)
2
- Эксципиенты добавляют к приблизительно 75 мл HO.
- Эксципиенты растворяют при помощи магнитной мешалки
2
- Доводят HO до достижения объема 100 мл
- pH в заключение доводят 1М лимонной кислотой
Способ приготовления наночастиц, несущих доксорубицин (партии 5 мл)
- В 10 мл колбу:
- Добавляют 4,625 мл полимеризующейся среды
- Добавляют 375 мкл раствора доксорубицина с концентрацией 10 мг/мл
- Смешивают при помощи магнитной мешалки
- Добавляют 50 мкл чистого раствора IHCA (плотность IHCA=0,980)
- Дают возможность полимеризации происходить в течение периода времени до 2 ч 30 мин или больше, при перемешивании на магнитной мешалке и при комнатной температуре
- Фильтруют через фильтры 2 мкм
Пример 2: Оценка модели неблагоприятных побочных действий, вызванных разовой IV инъекцией болюса наночастиц, несущих доксорубицин, у здоровых крыс Вистар
Описанную выше рандомизированную многоцентровую 2-3 фаз оценку наночастиц, несущих доксорубицин, при развившейся гепатоклеточной карциноме при помощи внутриартериального пути, остановили в 2008 году вследствие от тяжелого до смертельного респираторного дистресс-синдрома у пациентов, которых лечат.
Задача настоящего исследования in vivo заключалась в том, чтобы разработать и оценить крысиную модель, способную вызвать токсикологические симптомы и повреждения легких, аналогичные тяжелым легочным побочным действиям, обнаруженным в указанном клиническом исследовании. Авторы изобретения исследовали токсикологические действия разовой IV инъекции болюса клинической партии наночастиц, несущих доксорубицин, в отношении здоровых крыс Вистар на ранних (24 ч, 48 ч, 72 ч) и поздних (7 суток) моментах контроля.
2
2
2
Уровни доз 5, 7,5 и 10 мг/кг выбирали в соответствии с предшествующими исследованиями in vivo, они соответствовали человеческим дозам 30 мг/м, 45 мг/м и 60 мг/м.
Введение лекарства
В исследование в итоге были вовлечены 123 самца крыс Вистар.
Крыс взвешивали и распределяли в соответствии с их индивидуальной массой тела с формированием 5 групп по 24 крысы в день IV лечения.
IV дозу вводили в виде болюса со скоростью приблизительно 1000 мкл/мин или 3700 мкг доксорубицин-HCl/мин в вену пениса под действием легкой изофлюрановой анестезии.
- Крысы в группах с 1 по 4 получали разовую IV инъекцию наночастиц, несущих доксорубицин (партия BA003-07C001PH), в концентрации 5 мг/кг эквивалента доксорубицина HCl (Q1D×1). Суспензию лекарства вводили в соответствии с массой тела крыс, определенной непосредственно перед введением, таким образом, чтобы вводить объем дозы 340 мкл суспензии 3,71 мг/мл крысе массой 250 г.
- Крысы в группах с 5 по 8 получали разовую IV инъекцию наночастиц, несущих доксорубицин (партия BA003-07C001PH), в концентрации 7,5 мг/кг эквивалента доксорубицина HCl (Q1D×1). Суспензию лекарства вводили в соответствии с массой тела крыс, определенной непосредственно перед введением, таким образом, чтобы вводить объем дозы 510 мкл суспензии 3,71 мг/мл крысе массой 250 г.
- Крысы в группах с 9 по 12 получали разовую IV инъекцию наночастиц, несущих доксорубицин (партия BA003-07C001PH), в концентрации 10 мг/кг эквивалента доксорубицина HCl (Q1D×1). Суспензию лекарства вводили в соответствии с массой тела крыс, определенной непосредственно перед введением, таким образом, чтобы вводить объем дозы 670 мкл суспензии 3,71 мг/мл крысе массой 250 г.
- Крысы в группах с 13 по 16 получали разовую IV инъекцию доксорубицина в концентрации 7,5 мг/кг эквивалента доксорубицина HCl (Q1D×1). Раствор вводили в соответствии с массой тела крыс, определенной непосредственно перед введением, таким образом, чтобы вводить объем дозы 530 мкл суспензии 3,55 мг/мл крысе массой 250 г.
- Крысы в группах с 17 по 20 (контрольная группа, которой вводили эксципиент) получали разовое IV введение того же самого объема раствора эксципиента, как и группа, которой вводили наночастицы, несущие доксорубицин, в количестве 10 мг/кг. Раствор вводили в соответствии с массой тела крыс, определенной непосредственно перед введением, таким образом, чтобы вводить объем дозы 670 мкл раствора крысе массой 250 г.
- Крысы из группы 21 (контрольная группа без обработки) не получали лечения.
Распределение лечения осуществляли произвольным образом, и оно представлено в таблице 2.
Таблица 2
Распределение лечения между крысами на 0 сутки(D0)
Группа
Кол-во животных в группе
Лечение
Путь
Доза мг/кг, эквивалент Dox-HCl
Количество эквивалента Dox-HCl (мг, масса крысы =250 г)
Доза мг/кг, эквивалент NP-PIHCA
Схема лечения
Запланированные сутки эвтаназии
1
6
Наночастицы
IV
5
1,250
66,50
Q1D×1
D1
2
6
Наночастицы
IV
5
1,250
66,50
Q1D×1
D2
3
6
Наночастицы
IV
5
1,250
66,50
Q1D×1
D3
4
6
Наночастицы
IV
5
1,250
66,50
Q1D×1
D7
5
6
Наночастицы
IV
7,5
1,875
99,75
Q1D×1
D1
6
6
Наночастицы
IV
7,5
1,875
99,75
Q1D×1
D2
7
6
Наночастицы
IV
7,5
1,875
99,75
Q1D×1
D3
8
6
Наночастицы
IV
7,5
1,875
99,75
Q1D×1
D7
9
6
Наночастицы
IV
10
2,500
133,00
Q1D×1
D1
10
6
Наночастиц
IV
10
2,500
133,00
Q1D×1
D2
11
6
Наночастиц
IV
10
2,500
133,00
Q1D×1
D3
12
5
Наночастиц
IV
10
2,500
133,00
Q1D×1
D7
13
6
Доксорубицин
IV
7,5
1,875
-
Q1D×1
D1
14
6
Доксорубицин
IV
7,5
1,875
-
Q1D×1
D2
15
6
Доксорубицин
IV
7,5
1,875
-
Q1D×1
D3
16
6
Доксорубицин
IV
7,5
1,875
-
Q1D×1
D7
17
6
Эксципиент в качестве
IV
-
-
-
Q1D×1
D1
контроля
18
6
Эксципиент в качестве контроля
IV
-
-
-
Q1D×1
D2
19
6
Эксципиент в качестве контроля
IV
-
-
-
Q1D×1
D3
20
6
Эксципиент в качестве контроля
IV
-
-
-
Q1D×1
D7
21
4
Контроль без лечения
-
-
-
-
-
-
Результаты
Во первых, авторы изобретения обнаружили при самых высоких дозах наночастиц, несущих доксорубицин (7,5 мг/кг и 10 мг/кг), значимое количество смертей в течение первых двух суток выведения лекарства. Эти смерти тесно ассоциировались с повреждениями легких, характеризующимися:
- макроскопическими модификациями легких,
- присутствием экссудатов
- увеличением массы легких
- отеками,
- альвеолитом.
Ни смертность, ни повреждения легких не обнаружены в группе, которую лечили IV инъекцией болюса наночастиц, несущих 5 мг/кг доксорубицина, свободным доксорубицином в количестве 7,5 мг/кг, или эксципиентами наночастиц.
Таким образом, данное исследование дает возможность для того, чтобы предложить крысиную модель повреждения легких после IV введения болюса наночастиц, несущих доксорубицин, и для исследования предупреждения этих серьезных побочных действий.
Для дополнительного предупреждения этих побочных действий выбирали дозу 7,5 мг/кг в качестве дозы, дающей возможность для отслеживания повреждения легких до 2 суток с ограничением незапланированных смертей по сравнению с дозой 10 мг/кг.
Пример 3: Исследование влияния скорости введения на переносимость разовой IV инъекции наночастиц, несущих доксорубицин, здоровыми крысами Вистар
Для исследования респираторных побочных действий, обнаруженных в клинических исследованиях с наночастицами, несущими доксорубицин, разработали крысиную модель легочного повреждения. Предшествующие исследования (Пример 2) продемонстрировали, что IV введение болюса наночастиц, несущих доксорубицин, в дозе 7,5 мг/кг здоровым крысам Вистар приводило к значительным токсикологическим эффектам с повреждением легких и респираторным дистресс-синдромом. Кроме того, через 48 ч после инъекции у 63% крыс, которым осуществляли инъекции, обнаружено, что смертность коррелировала со значительным легочным повреждением.
2
Задача настоящего исследования заключалась в том, чтобы сравнить переносимость наночастиц, несущих доксорубицин (клиническая партия BA003-07C001PH), с тем же самым уровнем доз 7,5 мг/кг, инъецированных внутривенно путем разовой инъекции болюса (1000 мкл/мин или 3660 мкг доксорубицин-HCl/мин) или путем 2 часовой перфузии (4,3 мкл/мин или 15,6 мкг доксорубицин-HCl/мин). Уровень дозы 5 мг/кг (соответствующий 30 мг/м у человека), вводимый путем разовой IV инъекции (1000 мкл/мин или 3660 мкг доксорубицин-HCl/мин), выбирали в качестве безопасной дозы болюса на основе результатов предшествующего исследования: при этой дозе не обнаружены ни смертность, ни повреждение легких. Эвтаназию крыс осуществляли через 48 ч после лечения в соответствии с проявлением токсикологических эффектов, обнаруженных в предшествующих исследованиях.
Введение лекарства
В исследование вовлечены 32 самца крыс Вистар.
Крыс взвешивали и распределяли в соответствии с их индивидуальной массой тела с формированием 5 групп по 6 крыс для IV болюса или 8 крыс для IV перфузии в день первого IV лечения.
IV инъекцию осуществляли под действием легкой изофлюрановой анестезии через бедренную вену в случае перфузии со скоростью 4,3 мкл/мин (соответствующей 15,6 мкг (Dox-HCl)/мин) для крысы массой 250 г (суспензия 3,66 мг/мл) и в вену пениса в случае инъекции болюса со скоростью приблизительно 1000 мкл/мин (соответствующий 3660 мкг (Dox-HCl)/мин).
Для определения реальной вводимой дозы каждый шприц и катетер взвешивали до и после лечения.
- Крысы из группы 1 получали разовую IV инъекцию путем перфузии наночастиц, несущих доксорубицин (партия BA003-07C001PH), в количестве 7,5 мг/кг эквивалента доксорубицина HCl (Q1D×1). Суспензию лекарства вводили в соответствии с массой тела крыс, определенной непосредственно перед введением, таким образом, чтобы вводить объем дозы 2,05 мл/кг суспензии 3,66 мг/мл. Скорость перфузии определяли как 4,3 мкл/мин (15,6 мкг (Dox-HCl)/мин) для крысы массой 250 г (перфузия в течение 2 ч).
- Крысы из группы 2 получали разовую IV инъекцию болюса наночастиц, несущих доксорубицин (партия BA003-07C001PH), в количестве 7,5 мг/кг эквивалента доксорубицина HCl (Q1D×1). Суспензию лекарства вводили в соответствии с массой тела крыс, определенной непосредственно перед введением, таким образом, чтобы вводить объем дозы 2,05 мл/кг суспензии 3,66 мг/мл. Скорость инъекции определяли как 1000 мкл/мин (3660 мкг (Dox-HCl)/мин).
- Крысы из группы 3 получали разовую IV инъекцию болюса наночастиц, несущих доксорубицин (партия BA003-07C001PH), в количестве 5 мг/кг эквивалента доксорубицина HCl (Q1D×1). Суспензию лекарства вводили в соответствии с массой тела крыс, определенной непосредственно перед введением, таким образом, чтобы вводить объем дозы 1,37 мл/кг суспензии 3,66 мг/мл. Скорость инъекции определяли как 1000 мкл/мин (3660 мкг (Dox-HCl)/мин).
- Крысы из группы 4 (контрольная группа, которой вводили эксципиент) получали разовое IV введение того же самого объема раствора эксципиента, как для группы, которую лечили путем введения 7,5 мг/кг наночастиц, несущих доксорубицин. Раствор вводили в соответствии с массой тела крыс, определенной непосредственно перед введением, таким образом, чтобы вводить объем дозы 2,05 мл/кг.
- Крыс из группы 5 (контроль анестезии/хирургический контроль) подвергали анестезии, и катетер, заполненный физиологическим раствором и присоединенный к шприцу с физиологическим раствором, вводили в бедренную вену. Крыс поддерживали в состоянии анестезии в течение 2 часов после хирургического вмешательства. Распределение лечения осуществляли в соответствии с их индивидуальной массой тела следующим образом:
Таблица 3
Распределение лечения крыс в день введения
Группа
Количество животных в группе
Лечение
Путь
Доза мг/кг, эквивалент Doxo HCl
Количество эквивалентов Doxo HCl (мг, масса крыс =250 г)
Доза мг/кг, эквивалент NP-PIHCA
Схема лечения
1
8
Наночастицы BA003-07C001PH
IV, перфузия
7,5
1,875
99,75
Q1D×1
2
6
Наночастицы BA003-07C001PH
IV, болюс
7,5
1,875
99,75
Q1D×1
3
6
Наночастицы BA003-07C001PH
IV, болюс
5
1,250
66,50
Q1D×1
4
6
Эксципиент в качестве контроля
IV, болюс
-
-
-
Q1D×1
5
6
Контроль анестезии/ Хирургический контроль
-
-
-
-
-
Результаты
- Смертность
В группе, которой IV вводили болюс 7,5 мг/кг наночастиц, несущих доксорубицин, обнаружено, что две крысы из 6 умерли на D1 после инъекции болюса, и обнаружено, что две крысы умерли на D2, что соответствует уровню смертности 4/6 крыс, подвергшихся лечению (66,7%), к концу исследования.
В группе, которой осуществляли IV перфузию 7,5 мг/кг наночастиц, несущих доксорубицин, первая подвергнутая лечению крыса найдена мертвой на D2 после лечения, что соответствует уровню смертности 1/8 крыс, подвергнутых лечению (12,5%) к концу исследования.
В группе, которой осуществляли IV введение болюса 5 мг/кг наночастиц, несущих доксорубицин, не обнаруживали никакой смертности до конца исследования.
В контрольной группе, которой вводили эксципиент, и в контрольной группе по анестезии/хирургической контрольной группе до конца исследования не обнаруживали смертности.
Таблица 4
Отслеживание смертности
Лечение
D1
D2
В конце исследования
Наночастицы 7,5 мг/кг IV болюс
Кол-во крыс
6
4
2
Смертей
2/6
2/4
4/6
Смертность
33,3%
50,0%
66,7%
Наночастицы 7,5 мг/кг IV перфузия
Кол-во крыс
8
8
7
Смертей
0/8
1/8
1/8
Смертность
0%
12,5%
12,5%
Наночастицы 5 мг/кг IV болюс
Кол-во крыс
6
6
6
Смертей
0/6
0/6
0/6
Смертность
0%
0%
0%
Контроль анестезии/хирургический контроль
Кол-во крыс
6
6
6
Смертей
0/6
0/6
0/6
Смертность
0%
0%
0%
IV болюс эксципиента в качестве контроля
Кол-во крыс
6
6
6
Смертей
0/6
0/6
0/6
Смертность
0%
0%
0%
- Исследования легких
Основные повреждения легких обнаружены в группе, которую лечили IV болюсом 7,5 мг/кг наночастиц, несущих доксорубицин, независимо от того, умерли ли крысы (2/2) или были подвергнуты эвтаназии (3/4).
Эти физиологические изменения характеризовались присутствием экссудата в грудной полости, увеличением массы легкого и легочными кровотечениями с черными точками.
В группе, которую лечили путем IV перфузии 7,5 мг/кг наночастиц, несущих доксорубицин, авторы изобретения обнаружили экссудат в грудной полости одной крысы: крыса №1, которая умерла в группе D2. Кроме того, данная крыса испытывала легочные кровотечения. Авторы изобретения не обнаружили экссудат в грудной полости других крыс этой группы. Тем не менее, они обнаружили легочные кровотечения у крысы №2, которая продемонстрировала уменьшение своего общего состояния здоровья перед эвтаназией. Следует отметить, что цвет легких крыс №3 и №4 был неоднородным. Последние 4 крысы этой перфузируемой группы из 8 животных не продемонстрировали какие-либо легочные изменения.
Авторы изобретения не обнаружили какой-либо экссудат в грудной полости и какие-либо макроскопические легочные изменения в группе, которую лечили путем IV введения болюса 5 мг/кг наночастиц, несущих доксорубицин, в контрольной группе, которой вводили эксципиент, и в группе контроль анестезии/хирургический контроль.
Таблица 5
Обобщение макроскопических легочных поражений
Лечение
Количество крыс
Частота макроскопических поражений
IV болюс 7,5 мг/кг наночастиц
6
5/6
IV перфузия 7,5 мг/кг наночастиц
8
2/8
IV болюс 5 мг/кг наночастиц
6
0/6
Контроль анестезии/ хирургический контроль
6
0/6
Контроль, получавший эксципиент
6
0/6
Заключение
2
Авторы изобретения ранее описали крысиную модель легочного поражения после IV инъекции болюса (1000 мкл/мин или 3660 мкг доксорубицин-HCl/мин) наночастиц, несущих доксорубицин, в дозе 7,5 мг/кг (эквивалент человеческой дозы-EHD-=45 мг/м). Авторы изобретения обнаружили через 48 ч после лечения высокую смертность (62,5% животных, подвергнутых лечению) и сильные легочные поражения с экссудатами в грудной полости, легочными кровотечениями с черными точками и значимым увеличением массы легкого (98% по сравнению с контрольной группой).
В этом исследовании авторы изобретения, во-первых, подтвердили легочную токсичность IV инъекции болюса (1000 мкл/мин или 3660 мкг доксорубицин-HCl/мин) наночастиц, несущих доксорубицин, в дозе 7,5 мг/кг, при похожих легочных макроскопических показателях (экссудаты в грудной полости, легочные кровотечения с черными точками), увеличение массы легкого (116,6% по сравнению с контрольной группой, p=0,0038) и ассоциированная смерность (66,7% животных, подвергнутых лечению).
Кроме того, настоящее исследование неожиданно продемонстрировало, что низкая скорость перфузии наночастиц, несущих доксорубицин (перфузия в течение 2 ч, 4,3 мкл/мин или 15,6 мкг доксорубицин-HCl/мин) в дозе 7,5 мг/кг сильно уменьшает эти токсикологические побочные действия по сравнению с IV инъекцией болюса в той же самой дозе через 48 ч после введения. Действительно, смертность значительно уменьшалась в перфузируемой группе, в которой 87,5% крыс все еще оставались живы через 48 ч после лечения по сравнению с 33,3% в групп, которой вводили болюс той же самой дозы. Макроскопические повреждения легких также уменьшались в перфузируемой группе, поскольку только 2/8 крыс демонстрировали легочные кровотечения, тогда как 5/6 крыс демонстрировали нормальные легкие в группе, получавшей болюс той же самой дозы. Таким образом, увеличение массы легкого было меньшим и не значимым в перфузируемой группе по сравнению с группой, которой вводили болюс (75,4%).
Пример 4: Гистологическая оценка легкого и сердца здоровых крыс после разовой внутривенной инъекции наночастиц, несущих доксорубицин. Сравнительное исследование между IV введением болюса и перфузией
Предшествующие исследования продемонстрировали, что IV введение болюса наночастиц, несущих доксорубицин, в дозе 7,5 мг/кг здоровым крысам Вистар вызывало значительные токсикологические эффекты с поражением легкого и респираторным дистресс-синдромом. Кроме того, у 63-67% крыс, подвергнутых лечению, смертность обнаруживали в течение 48 ч после инъекции, и она коррелировала с основными повреждениями легких (пример 2). Дополнительные исследования продемонстрировали, что медленное IV введение наночастиц, несущих доксорубицин, в дозе 7,5 мг/кг значительно уменьшало токсикологические побочные действия по сравнению с IV инъекцией болюса в той же самой дозе. Ни смертность, ни макроскопические легочные поражения не были обнаружены в перфузируемой группе через 48 ч после лечения по сравнению с группой, получавшей болюс (87,5% смертности и поражение легких). Увеличение массы легкого также было значимо меньшим в перфузируемой группе (12%) по сравнению с группой, которой вводили болюс (166%). Эти исследования также продемонстрировали, что IV инъекция болюса наночастиц, несущих доксорубицин, в меньшей дозе 5 мг/кг является безопасной и хорошо переносится без смертности или легочного поражения (пример 3).
Основные побочные эффекты, о которых сообщали в области вызванной лекарством легочной токсичности, представляют собой гистологические изменения легочной паренхимы, плевры, дыхательных путей, сосудистой системы легких и средостения. Гистологические повреждения заключаются в легочных изменениях, таких как альвеолярные повреждения, фиброз и воспалительная инфильтрация (Pereverzeva Е et al., Influence of the formulation on the tolerance profile of nanoparticle-bound doxorubicin in healthy rats: focus on cardio- and testicular toxicity. Int J Pharm. 2007, 337(1-2):346-56). Периваскулярные отеки, как известно, являются основным параметром в оценке токсичности в отношении легких, особенно в гиперчувствительности (Tigani В et al., Resolution of the oedema associated with allergic pulmonary inflammation in rats assessed noninvasively by magnetic resonance imaging. British Journal of Pharmacology. 2003, 140, 2, 239-246). В литературе имеется немного данных о легочной токсичности доксорубицина.
Для дальнейшего исследования обнаруженных повреждений легких провели гистологическое исследование после окрашивания HES (гематоксилин-эритрозин-сафран) легких и сердца после внутривенной инъекции здоровым крысам Вистар наночастиц, несущих доксорубицин. Изученные гистологические изменения представляли собой, в частности легочные периваскулярные отеки, альвеолярные повреждения, плевральное воспаление и клеточные инфильтраты.
Лечение/Введение лекарства
Для данного гистологического исследования были проведены два эксперимента.
Для двух экспериментов IV инъекцию осуществляли под действием легкой изофлюрановой анестезии через бедренную вену в случае перфузии со скоростью 4,3 мкл/мин и в вену пениса в случае инъекции болюса со скоростью приблизительно 1000 мкл/мин. Для определения реальной вводимой дозы каждый шприц и катетер взвешивали до и после лечения.
Первый эксперимент (BA003-PKT-010Rv01)
В первый эксперимент вовлечены 16 самцов крыс Вистар. Крыс взвешивали и распределяли в соответствии с их индивидуальной массой тела с формированием 5 групп по 3 крысы для IV болюса, и 4 крысы для IV перфузии.
- Крыс из группы 1 получали разовую IV инъекцию болюса наночастиц, несущих доксорубицин (клиническая партия ВА003-07С001 РН), с 7,5 мг/кг эквивалента доксорубицин HCl. Скорость инъекции определяли как 1000 мкл/мин (3660 мкг (Dox-HCl)/мин),
- Крысы из группы 2 получали разовую IV инъекцию путем перфузии наночастиц, несущих доксорубицин (клиническая партия BA003-07C001PH), с 7,5 мг/кг эквивалента доксорубицин HCl. Скорость перфузии определяли как 4,3 мкл/мин (15,6 мкг (Dox-HCl)/мин) (перфузия в течение 2 ч).
- Крысы из группы 3 получали разовую IV инъекцию болюса наночастиц, несущих доксорубицин (клиническая партия BA003-07C001PH), с 5 мг/кг эквивалента доксорубицин HCl. Скорость инъекции определяли как 1000 мкл/мин (3660 мкг (Dox-HCl)/мин).
- Крысы из группы 4 (контроль анестезии/хирургический контроль) подвергали анестезии, и катетер, заполненный физиологическим раствором и присоединенный к шприцу с физиологическим раствором, вводили в бедренную вену. Крыс поддерживали в состоянии анестезии в течение 2 часов после хирургического вмешательства.
- Крысы из группы 5 (контрольная группа, которой вводили эксципиент) получали разовое IV введение того же самого объема раствора эксципиента, как и группа, которую лечили 7,5 мг/кг наночастиц, несущих доксорубицин.
Распределение лечения было следующим:
Таблица 6
Распределение лечения среди крыс в день введения
Группа
Кол-во животных на группу
Лечение
Введение
Доза мг/кг, эквивалент Doxo HCl
1
3
Наночастицы, несущие доксорубицин BA003-07C001PH
IV болюс
7,5
2
4
Наночастицы, несущие доксорубицин BA003-07C001PH
IV перфузия
7,5
3
3
Наночастицы, несущие доксорубицин BA003-07C001PH
IV болюс
5
4
3
Контроль анестезии/Хирургический контроль
-
-
5
3
Контроль, получавший эксципиент
IV болюс
-
Второй эксперимент (BA003-PKT-01 IRvOI)
Во второй эксперимент были вовлечены 14 самцов крыс Вистар. Крыс взвешивали и распределяли в соответствии с их индивидуальной массой тела с формированием 4 групп по 4 крысы для IV болюса, и 3 крысы для IV перфузии.
- Крысы из группы 1 получали разовую IV инъекцию болюса наночастиц, несущих доксорубицин (клиническая партия BA003-07C001PH), с 7,5 мг/кг эквивалента доксорубицин HCl. Скорость инъекции определяли как 1000 мкл/мин (3660 мкг (Dox-HCl)/мин).
- Крысы из группы 2 получали разовую IV инъекцию путем перфузии наночастиц, несущих доксорубицин (клиническая партия BA003-07C001PH), с 7,5 мг/кг эквивалента доксорубицин HCl. Скорость перфузии определяли как 4,3 мкл/мин (15,6 мкг (Dox-HCl)/мин) (перфузия в течение 2 ч).
- Крысы из группы 3 получали разовую IV инъекцию болюса наночастиц, несущих доксорубицин (клиническая партия BA003-07C001PH), с 5 мг/кг эквивалента доксорубицин HCl. Скорость инъекции определяли как 1000 мкл/мин (3660 мкг (Dox-HCl)/мин).
- Крысы из группы 4 (контрольная группа, которой вводили эксципиент) получали разовое IV введение того же самого объема раствора эксципиента, как и группа, которую лечили 7, мг/кг наночастиц, несущих доксорубицин.
Распределение лечения было следующим:
Таблица 7
Распределение лечения среди крыс в день введения
Группа
Кол-во животных на группу
Лечение
Введение
Доза мг/кг, эквивалент Doxo HCl
1
3
Наночастицы, несущие
IV болюс
7,5
доксорубицин BA003-07C001PH
2
3
Наночастицы, несущие доксорубицин BA003-07C001PH
IVперфузия
7,5
3
4
BA003-07C001PH
IV болюс
5
4
3
Контроль, получавший эксиципиент
IV болюс
-
Результаты
В обоих экспериментах крыс подвергали эвтаназии через 48 часов после введения продукта путем IV внутривенной инъекции сверхдозы пентобарбитала.
В первом эксперименте 1/3 крыс умерли в течение 24 ч после 7,5 мг/кг IV введения болюса наночастиц, несущих доксорубицин, и во втором эксперименте 3/4 крыс умерли в течение 24 часов или 48 часов после IV введения 7,5 мг/кг болюса наночастиц, несущих доксорубицин. Эти обнаружения следует принимать во внимание при интерпретации последующих гистологических обнаружений.
В этих двух экспериментах, в которых тестировали внутривенную инъекцию клинической партии наночастиц, несущих доксорубицин, здоровым крысам Вистар, обнаружены гистологические изменения, заключающиеся в легочном периваскулярном отеке различной интенсивности, эпизодических альвеолярных повреждениях и легком плевральном воспалении. Основная особенность, обнаруженная у животных, подвергнутых лечению, заключалась в увеличении периваскулярной области, в связи с отеком.
Основные легочные и сердечные повреждения, обнаруженные в группе, получавшей 7,5 мг/кг болюса наночастиц, несущих доксорубицин, со скоростью приблизительно 1000 мкл/мин (или 3700 мкг доксорубицин-HCl/мин), привели к смерти животных. Основной периваскулярный отек обнаружен в группе, которую лечили 7,5 мг/кг болюса: увеличение отношения до 21,8 (p=0,0065) обнаружено в этой группе по сравнению с контрольной группой.
Доза 7,5 мг/кг, введенная путем перфузии со скоростью приблизительно 4,3 мкл/мин (или 15,6 мкг доксорубицин-HCl/мин), вызывала слабые или умеренные легочные гистологические повреждения и не вызывала сердечных повреждений, в противоположность той же самой дозе, введенной путем инъекции болюса.
Животные в группе, которую лечили путем IV введения 5 мг/кг болюса наночастиц, несущих доксорубицин, демонстрировали лишь слабые легочные повреждения. Легочный периваскулярный отек был близок в группе, которую лечили путем введения 5 мг/кг болюса, и группе, которую лечили путем перфузии 7,5 мг/кг, и значительно уменьшался по сравнению с группой, которую лечили при помощи 7,5 мг/кг болюса.
Вместе эти результаты демонстрируют, что уменьшение скорости инфузии наночастиц, несущих доксорубицин, значительно уменьшало частоту смертельного респираторного дистресс-синдрома у здоровых крыс, в основном характеризующегося легочным периваскулярным отеком.
Пример 5: Исследование потенциальных отложенных токсикологических эффектов разовой IV перфузии наночастиц, несущих доксорубицин, здоровым крысам Вистар
Показано, что 2-часовая IV перфузия наночастиц, несущих доксорубицин (4,2 мкл/мин или 15,6 мкг доксорубицин-HCl/мин для суспензии 3,7 мг/мл) вызывает важное снижение токсикологических действий при этой дозе по сравнению с разовой IV инъекцией болюса. Обнаружено уменьшение смертности с 79% мертвых крыс через двое суток после лечения в группе, получавшей болюс, по сравнению с 6,7% в перфузируемой группе. Кроме того, значимое уменьшение повреждения легких обнаружено через двое суток после перфузионного лечения (примеры 3 и 4).
В этих исследованиях эвтаназию всегда осуществляли через двое суток после введения наночастиц, несущих доксорубицин, независимо от того, рассматривается ли группа, которой вводили болюс, или осуществляли перфузию.
Задача настоящего исследования заключалась в исследовании потенциальных отложенных токсикологических эффектов после 2 ч перфузии наночастиц, несущих доксорубицин. Таким образом, крыс, которых лечили путем перфузии наночастиц, несущих доксорубицин, в дозе 7,5 мг/кг подвергали эвтаназии через семь суток после лечения по сравнению с крысами, которых подвергали эвтаназии через 48 ч, как осуществляли в предшествующих исследованиях.
Лечение лекарством /Введение
В исследование вовлечены 34 самца крыс Вистар.
Крыс взвешивали и распределяли с формированием 5 групп по 6-8 крыс. IV инъекцию осуществляли при легкой изофлюрановой анестезии через бедренную вену в случае 2 ч перфузии суспензии 3,69 мг/мл со скоростью 4,2 мкл/мин или 15,6 мкг доксорубицин HCl/мин для крысы массой 250 г. В случае инъекции болюса через вену пениса скорость инъекции составляла приблизительно 1000 мкл/мин или 3660 мкг доксорубицин HCl/мин.
Для определения реальной вводимой дозы каждый шприц и катетер взвешивали до и после лечения.
- Крысы из группы 1 получали разовую IV инъекцию болюса наночастиц, несущих доксорубицин (партия BA003-07C001PH), с 7,5 мг/кг эквивалента доксорубицин HCl. Суспензию лекарства вводили в соответствии с массой тела крыс, определенной непосредственно перед введением, таким образом, чтобы вводить объем дозы 2,04 мл/кг суспензии 3,69 мг/мл. Скорость инъекции определяли как 1000 мкл/мин или 3660 мкг доксорубицин HCl/мин.
- Крысы из группы 2 получали разовую IV перфузию наночастиц, несущих доксорубицин (партия BA003-07C001PH), с 7,5 мг/кг эквивалента доксорубицин HCl. Суспензию лекарства вводили в соответствии с массой тела крыс, определенной непосредственно перед введением, таким образом, чтобы вводить объем дозы 2,04 мл/кг суспензии 3,69 мг/мл. Скорость перфузии определяли как 4,2 мкл/мин или 15,6 мкг доксорубицин HCl/мин для крысы массой 250 г (перфузия в течение 2 ч). Крыс подвергали эвтаназии через 48 ч после лечения.
- Крысы из группы 3 получали разовую IV перфузию наночастиц, несущих доксорубицин (партия BA003-07C001PH), с 7,5 мг/кг эквивалента доксорубицин HCl. Суспензию лекарства вводили в соответствии с массой тела крыс, определенной непосредственно перед введением, таким образом, чтобы вводить объем дозы 2,04 мл/кг суспензии 3,69 мг/мл. Скорость перфузии определяли как 4,2 мкл/мин или 15,6 мкг доксорубицин HCl/мин для крысы массой 250 г (перфузия в течение 2 ч). Крыс подвергали эвтаназии через 7 суток после лечения.
- Крысы из группы 4 (контрольная группа, которой вводили эксципиент) получали разовое IV введение того же самого объема раствора эксципиента, как и группа, которую лечили 7,5 мг/кг наночастиц, несущих доксорубицин. Раствор вводили в соответствии с массой тела крыс, определенной непосредственно перед введением, таким образом, чтобы вводить объем дозы 2,04 мл/кг. Скорость инъекции определяли как 1000 мкл/мин. Крыс подвергали эвтаназии через 48 ч после лечения.
- Крысы из группы 5 (контрольная группа, которой вводили эксципиент) получали разовое IV введение того же самого объема раствора эксципиента, как и группа, которую лечили 7,5 мг/кг наночастиц, несущих доксорубицин. Раствор вводили в соответствии с массой тела крыс, определенной непосредственно перед введением, таким образом, чтобы вводить объем дозы 2,04 мл/кг. Скорость инъекции определяли как 1000 мкл/мин. Крыс подвергали эвтаназии через 7 суток после лечения. Распределение лечения было следующим:
Таблица 8
Распределение лечения среди крыс в день введения
Группа
Кол-во животных в
Лечение
Путь
Доза мг/кг, эквивалент Dox-HCl
Количество эквивалента Dox-HCl (мг, масса крысы=250 г)
Доза мг/кг, эквивалент
Запланированные сутки
1
6
Наночастицы, несущие доксорубицин BA003-07C001PH
IV, болюс
7,5
1,875
99,75
D2
2
8
Наночастицы, несущие доксорубицин BA003-07C001PH
IV, перфузия
7,5
1,875
99,75
D2
3
8
Наночастицы, несущие доксорубицин BA003-07C001PH
IV, перфузия
7,5
1,875
99,75
D7
4
6
Контроль, получавший эксципиент
IV, болюс
-
-
-
D2
5
6
Контроль, получавший эксципиент
IV, болюс
-
-
-
D7
- Смертность
В группе, получавшей болюс, три крысы умерли в течение 24 ч после лечения (50% крыс, получавших инъекцию) и одна крыса умерла через 48 ч после лечения, что соответствует уровню смертности 66,7% в конце периода контроля.
В перфузируемой группе две крысы умерли в конце перфузии и одна крыса умерла через 24 ч после лечения. Уровень смертности составлял приблизительно 20% к концу контроля на D7, если принимать во внимание всех крыс, инфузированных на момент D0.
Смертность не обнаружена в контрольной группе, которой вводили эксципиент.
Таблица 9
Отслеживание смертности во время исследования для группы, которую лечили наночастицами, несущими доксорубицин (NA= Не применимо)
Лечение
D0
D1
D2
D7
К концу периода выведения из организма
7,5 мг/кг IV болюса наночастиц, несущих доксорубицин
Количество крыс
6
6
3
NA
2
Смертей
0/6
3/6
1/3
NA
4/6
Смертность (%)
0
50
33,3
NA
66,7
7,5 мг/кг IV перфузии наночастиц, несущих доксорубицин
Количество крыс
16
13
12
1
1
Смертей
2/15*
1/13
0/12
0/7
3/15
Смертность (%)
13,3
7,7
0
0
20
- Вывод из отслеживания крысы №13 из группы, которую перфузировали наночастицами, несущими доксорубицин, вследствие вытекания лекарства из катетера во время инфузии в момент D0.
- Макроскопическое исследование легких
Основные повреждения легких обнаружены в группе, которую лечили 7,5 мг/кг IV болюса, независимо от того, рассматриваются ли мертвые крысы или одна из двух выживших крыс (5/6 крысы). Эти физиологические изменения характеризовались присутствием жидкости в грудной полости, увеличением массы легкого, легочными кровотечениями и/или легкими с черными точками.
Авторы изобретения не обнаружили какого-либо экссудата в грудной полости в группе, которую лечили путем IV перфузии 7,5 мг/кг наночастиц, несущих доксорубицин. Тем не менее, две крысы продемонстрировали изменения в цвете легкого, поскольку крыса №12 умерла на D1 (с темными точками и легочными кровотечениями) и крысу №4 подвергали эвтаназии на D7 (чистые легкие с черными точками).
Следует отметить, что крысы в контрольной группе, которой вводили эксципиент, демонстрировали легкие с неоднородным цветом по сравнению с предшествующими исследованиями.
Таблица 10
Обобщение частоты макроскопических повреждений легких
Лечение
Количество крыс
Частота макроскопических повреждений легких
7,5 мг/кг IV болюс наночастиц, несущих доксорубицин
6
5/6
7,5 мг/кг IV перфузия наночастиц, несущих доксорубицин
15
2/15
Контроль, которым вводили эксципиент
12
0/12
- Масса легкого
Среднюю массу легкого в каждой группе, которую лечили наночастицами, несущими доксорубицин, сравнивали со средней массой легкого в контрольной группе, которой вводили эксципиент.
Увеличение массы легкого в группе, которую лечили путем IV введения 7,5 мг/кг наночастиц, несущих доксорубицин, было важным и статистически значимым по сравнению с контрольной группой, которой вводили эксципиент (131%, p=0,003).
Увеличение массы легкого по сравнению с контрольной группой было меньшим и не значимым в группе, которую лечили путем IV перфузии 7,5 мг/кг, на D2 (31%, p=0,154). На момент D7 это увеличение массы легкого в перфузируемой группе по сравнению с контрольной группой было близким к увеличению, обнаруженному на момент D2 (40%, p=0,178).
Заключение
В настоящем исследовании авторы продемонстрировали, что двухчасовая перфузия наночастиц, несущих доксорубицин в дозе 7,5 мг/кг, не вызывала отложенных токсикологических эффектов через 7 суток после лечения. Действительно, большинство крыс не продемонстрировали легочные повреждения (86% инъецируемых крыс) в перфузируемой группе через 7 суток после лечения. Кроме того, никакой разницы не обнаружено для различных органов через двое суток или семь суток после лечения путем перфузии.
Пример 6: Исследование токсикологических эффектов после разовой IV перфузии в течение 150 мин наночастиц, несущих доксорубицин, здоровым крысам Вистар
Авторы изобретения ранее описали (пример 3), что низкая скорость перфузии, приблизительно в течение 120 мин, наночастиц, несущих доксорубицин (4,3 мкл/мин или 15,6 мкг Doxo HCl/мин), значительно уменьшала токсикологические побочные действия по сравнению с IV инъекцией болюса при той же самой дозе.
Задача настоящего исследования заключалась в том, чтобы сравнить влияние на переносимость и легочную токсичность со стороны скорости перфузии суспензии наночастиц, несущих доксорубицин, в дозе 7,5 мг/кг.
Таким образом, наночастицы, несущие доксорубицин, вводили путем IV перфузии со скоростями 12,5 мкг/мин (соответствующими перфузии в течение 150 мин для крысы массой 250 г и для суспензии наночастиц, несущих доксорубицин, с 3,7 мг/мл эквивалента Doxo HCl). Эвтаназию крыс осуществляли через 48 ч после лечения в соответствии со схемой появления обнаруженных токсикологических эффектов.
Введение лекарства
В исследование вовлечен 41 самец крыс Вистар.
Крыс произвольно распределяли с формированием 6 групп по 6 крыс (группы, которым осуществляли инъекцию болюса), 12 крыс (группа, которой осуществляли перфузию наночастиц, несущих доксорубицин) и 4 крысы (перфузия раствора эксципиента) в первый день IV лечения.
IV инъекцию осуществляли при легкой изофлюрановой анестезии через бедренную вену в случае перфузии в течение 150 мин со скоростью 12,5 мкг Doxo HCl/мин или 3,4 мкл/мин для крысы массой 250 г и суспензии 3,70 мг/мл. В случае инъекции болюса через вену пениса скорость инъекции составляла приблизительно 1000 мкл/мин или 3660 мкг Doxo HCl/мин.
Для определения реальной вводимой дозы каждый шприц и катетер взвешивали до и после лечения.
- Крысы из группы 1 получали разовую IV инъекцию путем перфузии наночастиц, несущих доксорубицин (партия BA003-07C001PH), с 7,5 мг/кг эквивалента Doxo HCl (Q1D×1). Суспензию лекарства вводили в соответствии с массой тела крыс, определенной непосредственно перед введением, таким образом, чтобы вводить объем дозы 2,02 мл/кг суспензии 3,70 мг/мл. Скорость перфузии определяли как 3,4 мкл/мин или 12,5 мкг Doxo HCl/мин для крысы массой 250 г (перфузия в течение 150 мин).
- Крысы из группы 2 получали разовую IV инъекцию болюса наночастиц, несущих доксорубицин (партия BA003-07C001PH), с 7,5 мг/кг эквивалента Doxo HCl (Q1D×1). Суспензию лекарства вводили в соответствии с массой тела крыс, определенной непосредственно перед введением, таким образом, чтобы вводить объем дозы 2,02 мл/кг суспензии 3,70 мг/мл. Скорость инъекции определяли как 1000 мкл/мин или 3660 мкг Doxo HCl/мин.
- Крысы из группы 3 получали разовую IV инъекцию болюса наночастиц, несущих доксорубицин (партия BA003-07C001PH), с 5 мг/кг эквивалента Doxo HCl (Q1D×1). Суспензию лекарства вводили в соответствии с массой тела крыс, определенной непосредственно перед введением, таким образом, чтобы вводить объем дозы 1,34 мл/кг суспензии 3,70 мг/мл. Скорость инъекции определяли как 1000 мкл/мин или 3660 мкг Doxo HCl/мин.
- Крысы из группы 4 (группа, которой вводили наночастицы) получали разовое IV введение того же самого объема наночастиц, как группа, которую лечили 7,5 мг/кг наночастиц, несущих доксорубицин. Суспензию вводили в соответствии с массой тела крыс, определенной непосредственно перед введением, таким образом, чтобы вводить объем дозы 2,02 мл/кг. Скорость инъекции определяли как 1000 мкл/мин.
- Крысы в группах 5 и 6 получали разовое IV введение того же самого объема раствора эксципиента, как группа, которую лечили 7,5 мг/кг наночастиц, несущих доксорубицин, со скоростью болюса 1000 мкл/мин (контрольная группа, которой вводили болюс эксципиента) и скоростью перфузии 3,4 и 4,2 мкл/мин (контрольная группа, которой осуществляли перфузию эксципиента). Раствор вводили в соответствии с массой тела крыс, определенной непосредственно перед введением.
Распределение лечения было следующим:
Таблица 11
Распределение лечения среди крыс в день введения
Группа
Количество животных на группу
Лечение
Введение
Доза мг/кг, эквивалент Dox-HCl
Количество эквивалента Dox-HCl (мг, масса крысы =250 г)
Доза мг/кг, эквивалент PIHCA
1
12
Наночастицы, несущие доксорубицин BA003-07C001PH
IV, перфузия
7,5
1,875
99,75
2
6
Наночастицы, несущие доксорубицин BA003-07C001PH
IV, болюс
7,5
1,875
99,75
3
6
Наночастицы, несущие доксорубицин BA003-07C001PH
IV, болюс
5
1,250
66,5
4
6
Наночастицы
IV, болюс
-
-
99,75
5
6
Контроль, получающий эксципиент
IV, болюс
6
4
Контроль, получающий эксципиент
IV,перфузия
- Смертность
Смертность обнаружена только в группе, которую лечили путем IV введения 7,5 мг/кг болюса. Четыре крысы умерли через 48 ч после лечения (66,7% инъецированных крыс).
Отсутствовала разница в выживании между контрольной группой, которой вводили эксципиент, группой, которая получала IV перфузию 7,5 мг/кг, группой, которая получала 5 мг/кг болюса, и группой, которой вводили наночастицы.
Таблица 12
Отслеживание смертности
Лечение
Смертность на D1
Смертность на D2
IV инъекция 7,5 мг/кг болюса наночастиц, несущих доксорубицин BA003-07C001PH
0/6 (0%)
4/6 (66,7%)
IV перфузия 7,5 мг/кг наночастиц, несущих доксорубицин BA003-07C001PH
0/12 (0%)
0/12 (0%)
IV инъекция 5 мг/кг болюса наночастиц, несущих доксорубицин ВА003-07С001 РН
0/6 (0%)
0/6 (0%)
IV болюс наночастиц
0/6 (0%)
0/6 (0%)
IV болюс эксципиента в качестве контроля
0/6 (0%)
0/6 (0%)
- Макроскопические исследования легких
Основные повреждения легких обнаружены в группе, которую лечили путем IV болюса 7,5 мг/кг. Эти физиологические изменения характеризовались присутствием жидкости в грудной полости, увеличением массы легкого и легочными кровотечениями у мертвых крыс. Легкие с неоднородным цветом и с черными точками обнаружены у одной выжившей крысы/2. Авторы изобретения не обнаружили какой-либо экссудат в грудной полости и никаких макроскопических легочных изменений в группе, которую лечили путем IV перфузии 7,5 мг/кг наночастиц, несущих доксорубицин, группе, которую лечили при помощи IV болюса 5 мг/кг, группе, которой вводили наночастицы, и в контрольной группе, которой вводили эксципиент. Следует отметить, что легкие в этих группах могли демонстрировать неоднородный цвет.
Никакие макроскопические изменения легких не обнаружены в группах, которым осуществляли перфузию эксципиента в качестве контроля (3,4 или 4,2 мкл/мин), подвергнутых эвтаназии непосредственно после лечения.
Таблица 13
Обобщение частоты макроскопических повреждений легких
Лечение
Количество крыс
Частота макроскопических повреждений легких
IV болюс 7,5 мг/кг наночастиц, несущих доксорубицин BA003-07C001PH
6
5/6
IV перфузия 7,5 мг/кг наночастиц, несущих доксорубицин BA003-07C001PH, в течение 150 мин
12
0/12
IV болюс 5 мг/кг наночастиц, несущих доксорубицин BA003-07C001PH
6
0/6
IV болюс наночастиц
6
0/6
Контроль, получавший болюс эксципиента
6
0/6
Контроль, получавший перфузию эксципиентом
4
0/4
- Масса легкого
Среднюю массу легкого в каждой из групп, которые лечили при помощи наночастиц, несущих доксорубицин, сравнивали с средней массой легкого в контрольной группе, которой вводили болюс эксципиента.
Увеличение массы легкого в группе, которой IV вводили болюс 7,5 мг/кг наночастиц, несущих доксорубицин, было важным по сравнению с контрольной группой, которой вводили болюс эксципиента (124,2%, p=0,007). Никакого увеличения массы легкого не обнаружено в группе, которой осуществляли перфузию 7,5 мг/кг наночастиц, несущих доксорубицин, по сравнению с контрольной группой (2,1%, p=0,472). Кроме того, увеличение массы легкого в группах, которые лечили при помощи 5 мг/кг наночастиц, было незначительным по сравнению с контрольной группой, которой вводили болюс эксципиента, с соответственно 5,4% (p=0,349) и 7,9% (p=0,051).
Заключение
В настоящем исследовании продемонстрировали, что уменьшение скорости перфузии с 15,6 мкг Doxo HCl/мин до 12,5 мкг/мин все же уменьшало влияния лечения на легкие, поскольку никакой смертности не обнаружили в перфузируемой группе, и средняя масса легкого была близкой к массе легкого в контрольной группе, которой вводили эксципиент. Для сравнения, средняя масса легкого увеличивалась на 124% в группе, которой вводили болюс 7,5 мг/кг.
Пример 7: Клиническое исследование III фазы
Цель исследования прежде всего заключалется в том, чтобы продемонстрировать эффективность медленных IV инфузии наночастиц, несущих доксорубицин, у пациентов с запущенной НСС.
Схема исследования
2
2
2
2
2
2
Исследование представляет собой многоцентровое, рандомизированное, контролируемое, открытое исследование, сравнивающее эффективность и безопасность медленной повторной внутривенной инфузии 2 доз наночастиц, несущих доксорубицин (20 мг/м и 30 мг/м), с наилучшей поддерживающей терапией (BSC) у пациентов, страдающих от запущенной гепатоклеточной карциномы (НСС), после неудачного лечения сорафенибом или его непереносимости. Исследование будет проводиться в нескольких центрах, специализирующихся на болезни печени, или онкологических центрах, которые лечат пациентов с НСС с циррозом или без него. На основе данных по выживаемости, полученных в фазе II клинических испытаний, подсчитали, что 390 пациентов должны быть включены для того, чтобы адекватно сравнить эффективность наночастиц, несущих доксорубицин 20 мг/м, и наночастиц, несущих доксорубицин 30 мг/м, с эффективностью BSC. Оценку безопасности будут осуществлять на регулярной основе по меньшей мере два раза в год с участием Независимого комитета по мониторингу данных (DSMB), и каждых 25 пациентов или каждых 50 инфузии наночастиц, несущих доксорубицин, в зависимости от того, что будет первым. Пациентов, которые удовлетворяют критериям включения/исключения, будут рандомизировать в соответствии с соотношением 1:1:1 для получения 20 мг/м наночастиц, несущих доксорубицин, или 30 мг/м наночастиц, несущих доксорубицин, или наилучшей поддерживающей терапии (BSC). Будут включены только те пациенты, у которых ожидание выживания будет составлять больше, чем 2 месяца, и которые могут получить более чем 1 инфузию наночастицами, несущими доксорубицин.
2
2
Процесс исследования для каждого пациента будет включать скрининг максимально в течение 28 суток перед рандомизацией. Пациентов затем будут рандомизировать и им либо будут инфузировать наночастицы, несущие доксорубицин 20 мг/м, или наночастицы, несущие доксорубицин 30 мг/м, в течение 6 часов IV путем, или будут давать BSC. Пациенты получат столько циклов, сколько возможно до однозначного прогрессирования опухоли (оцениваемой исследователем), лечения или возникновения неприемлемой токсичности. Пациентов будут оценивать в отношении эффективности каждые 2 месяца.
2
Пациентов, рандомизированных по группам, которым будут вводить наночастицы, несущие доксорубицин, подвергнут госпитализации с 0 суток каждого цикла лечения, и они будут выписаны на 3 сутки. Лечение (20 или 30 мг/м наночастиц, несущих доксорубицин) будут осуществлять путем инфузии в течение 6 часов внутривенным путем на 1 сутки и повторять каждые 4 недели до однозначного прогресса опухоли (оцениваемой исследователем) или токсичности. Посещение для исследования будет осуществляться на 14 сутки каждого цикла. Через два месяца после последнего исследования введения лекарства будет осуществлено посещение, завершающее исследование.
Пациенты, рандомизированные в контрольную группу (группа "наилучшая поддерживающая терапия"), будут получать обычное лечение, и будут следовать обычной практике, принятой в этих центрах. Посещения для исследований на 1 и 14 сутки каждого цикла будут обязательными.
2
Для пациентов, рандомизированных в группу, которая будет получать наночастицы, несущие доксорубицин, общая доза доксорубицина не должна превышать 450 мг/м.
Последующий статус выживания для всех пациентов (включая пациентов, которые преждевременно будут исключены из исследования) будет отслеживаться каждые 3 месяца до наступления смерти.
Выбор субъектов
Критерии включения
Все пациенты, включаемые в исследование, должны удовлетворять следующим критериям:
1. Мужчина или не беременная, не кормящая грудью женщина;
2. Возраст >18 лет;
3. Пациент с:
- запущенной НСС (BCLC-C в соответствии с классификацией стадий BCLC), прогрессирующей (критерии RECIST (Критерии оценки ответа при солидных опухолях)) при терапии сорафенибом или непереносимость сорафениба, или
- промежуточной НСС (BCLC-B), невозможность трансартериальной химиоэмболизации (ТАСЕ) или отсутствие ее лечебного эффекта, и прогрессирующей при терапии сорафенибом или непереносимость сорафениба;
4. НСС, диагностируемая в соответствии с критериями AASLD (Американская ассоциация исследований заболеваний печени):
- Цитогистологические критерии;
- Неинвазивные критерии:
- Узелок >20 мм: один из способов визуализации при помощи MRI (магниторезонансные исследования) и сканирования путем СТ (компьютерная томография) демонстрирует увеличение сосудов;
- Узелок 10-20 мм: два способа визуализации демонстрируют артериальное увеличение и размытость воротной вены печени;
5. Без цирроза или с недекомпенсированным циррозом печени и оценкой по шкале Чайлда-Пью от А5 до В7 включительно;
6. Статусом по шкале ECOG (Восточной объединенной группы онкологов) 0 или 1;
7. Следующими показателями лабораторных тестов:
3
- Тромбоциты >50000 /мм
3
- Подсчет нейтрофилов >1000/мм
- Гемоглобин >10 г/дл
- Трансаминазы сыворотки крови <5 ULN (верхняя граница нормы) (оценки NCI/CTC (Оценочная шкала общих критериев токсичности Национального института исследования рака) 0, 1, или 2)
- Щелочные фосфатазы <5 ULN (оценки NCI/CTC 0, 1, или 2)
- Билирубин сыворотки крови <35 мкМ/л (или 2,0 мг/дл);
8. Подписана и датирована форма информированного согласия.