ПРЕПАРАТ, СОДЕРЖАЩИЙ ИНСУЛИН, НИКОТИНАМИД И АМИНОКИСЛОТУ
PREPARATION CONTAINING INSULIN, NICOTINAMIDE AND AMINO ACID

Область изобретения
Данное изобретение относится к фармацевтическим препаратам, содержащим инсулиновое соединение, соединение никотиновой кислоты и аминокислоту.
Уровень техники
Сахарный диабет является нарушением обмена веществ, при котором частично или полностью потеряна способность использовать глюкозу. Примерно 5% всех людей страдают от диабета, и расстройство приобретает характер эпидемии.
С момента введения в использование инсулина в 1920-х годах в лечении сахарного диабета происходили непрерывные улучшения. Чтобы избежать высокого уровня гликемии, у пациентов с сахарным диабетом часто практикуют многократную инъекционную терапию, при которой инсулин вводится с каждым приемом пищи. Так как диабетических пациентов лечат инсулином в течение нескольких десятилетий, существует основная потребность в развитии безопасности и улучшения качества жизни путем улучшения препаратов инсулина. Среди имеющихся в продаже препаратов инсулина можно упомянуть препараты быстрого действия, средней продолжительности действия и длительного действия.
Для лечения сахарного диабета было предложено и использовано много разновидностей фармацевтических препаратов инсулина, например обычный инсулин (такой как Актрапид), изофан-инсулин (обозначаемый NPH), суспензия цинк-инсулина (например Семиленте, Ленте и Ультраленте) и двухфазный инсулин-изофан (например НовоМикс). Также были разработаны аналоги и производные человеческого инсулина, предназначенные для определенных профилей действия, т.е. для быстрого или длительного действия. Некоторые из имеющихся в продаже препаратов инсулина, содержащие такие аналоги инсулина быстрого действия, включают НовоРапид (препарат человеческого инсулина B28Asp), Хумалог (препарат человеческого инсулина B28LysB29Pro) и Апидра (препарат человеческого инсулина B3LysB29Glu).
Международные заявки WO 91/09617 и WO/9610417 (Novo Nordisk A/S) раскрывают инсулиновые препараты, содержащие никотинамид или никотиновую кислоту или ее соль.
Чаще всего фармацевтические препараты инсулинов вводят путем подкожной инъекции. Важным для пациента является профиль действия инсулина, т.е. действие инсулина на метаболизм глюкозы в зависимости от времени с момента инъекции. В этом профиле важное значение имеют, в частности, время начала, максимальное значение и общая продолжительность действия. В случае болюсных инсулинов желательны и запрашиваются пациентами различные препараты инсулина с различными профилями действия. Один пациент может в один и тот же день использовать инсулиновые препараты с очень разными профилями действия. Желаемый профиль действия, например, зависит от времени суток и количества и состава еды, съеденной пациентом.
Столь же важным для пациента является химическая стабильность препаратов инсулина, например, в связи с распространенным использованием устройств типа шприца-ручки, например устройств, которые содержат картриджи Пенфилл, в которых инсулиновый препарат хранится до тех пор, пока весь картридж не опустеет, что может быть сроком не менее 1-2 недель для устройств, содержащих 1,5-3,0 мл картриджи. Во время хранения в структуре инсулина происходят ковалентные химические изменения. Это может привести к образованию молекул, которые могут быть менее активными и/или потенциально иммуногенными, таких как продукты дезамидирования и высокомолекулярные продукты трансформации (димеры, полимеры). Более того, также важна физическая стабильность препаратов инсулина, так как долгосрочное хранение может в конечном итоге привести к образованию нерастворимых волокон, которые биологически неактивны и потенциально иммуногенны.
Сущность изобретения
Изобретение относится к инсулиновым препаратам с подходящей скоростью абсорбции и подходящей химической и физической стабильностью. Данное изобретение относится к инсулиновым препаратам, содержащим человеческий инсулин и/или его аналоги, никотинамид или никотиновую кислоту и/или ее соли и аргинин.
В одном воплощении данное изобретение относится к инсулиновому препарату, содержащему:
- соединение инсулина,
- соединение никотиновой кислоты и
- аргинин.
В другом воплощении инсулиновый препарат также может содержать глутаминовую кислоту.
В другом воплощении данное изобретение также предусматривает способ лечения у субъекта сахарного диабета или способ снижения уровня глюкозы в крови субъекта, включающий введение субъекту или млекопитающему инсулинового препарата в соответствии с изобретением.
Описание графических материалов
На фиг.1 показано в процентах от общего инсулина развитие содержания продуктов распада в течение 2 недель хранения препаратов в соответствии с данным изобретением при температуре 37°С. Буква А относится к контролю НовоРапид, а остальные буквы соответствуют препаратам инсулина-аспарта, описанным в таблице 1 примера 1. По сравнению с препаратом НовоРапид (препарат А) добавление никотинамида (препараты В и D) приводит к повышенному образованию продуктов распада, тогда как комбинированное добавление никотинамида, глутаминовой кислоты и аргинина (препараты С и Е) имеет, в основном, аналогичный характер распада с более низким образованием HMWP.
На фиг.2 показано в процентах от общего инсулина развитие содержания продуктов распада в течение 2 недель хранения препаратов в соответствии с данным изобретением при температуре 37°С. Буква А относится к контрольному НовоРапид, а остальные буквы соответствуют препаратам инсулина-аспарта, описанным в таблице 1 примера 1. Комбинированное добавление никотинамида, глутаминовой кислоты и аргинина (препараты F, G, Н и I), различающихся по буферной системе, фосфатному или Трис-буферу, и концентрации инсулина и Zn, 0,6 мМ и 0,3 мМ или 1,2 мМ и 0,6 мМ, имеет характер распада, схожий с препаратом НовоРапид, препаратом А.
На фиг. 3 показана концентрация глюкозы (среднее ± стандартная ошибка среднего, n=8) в плазме после подкожной инъекции свиньям дозы 1 нмоль/кг в минуту 0 препаратов в соответствии с данным изобретением. Буква А относится к контрольному НовоРапид, а остальные буквы соответствуют препаратам инсулина-аспарта, описанным в таблице 1 примера 1. По сравнению с препаратом НовоРапид (препарат А) начальная скорость снижения уровня глюкозы в плазме крови выше для препарата с добавлением никотинамида (препарат N) и даже выше для комбинации никотинамида и аргинина (препарат М).
На фиг.4 показана концентрация глюкозы в плазме (среднее ± стандартная ошибка среднего, n=7) после подкожной инъекции свиньям дозы 1 нмоль/кг в минуту 0 препаратов в соответствии с данным изобретением. Буква А относится к контрольному НовоРапид, а остальные буквы соответствуют препаратам инсулина-аспарта, описанным в таблице 1 примера 1. По сравнению с препаратом НовоРапид (препарат А) начальная скорость снижения уровня глюкозы в плазме выше для препарата с добавлением никотинамида, аргинина и глутаминовой кислоты (препарат L), а также для препарата с сочетанием никотинамида и аргинина (препарат К).
На фиг. 5 показана концентрация инсулина-аспарта в плазме (среднее ± стандартная ошибка среднего, n=7) после подкожной инъекции свиньям дозы 1 нмоль/кг в минуту 0 препаратов в соответствии с данным изобретением. Буква А относится к контрольному НовоРапид, а остальные буквы соответствуют препаратам инсулина-аспарта, описанным в таблице 1 примера 1. По сравнению с препаратом НовоРапид (препарат А) начальная скорость абсорбции инсулинового компонента препаратов с никотинамидом (препарат J) с сочетанием никотинамидаом и аргинина (препарат К), а также с сочетанием никотинамида, аргинина и глутаминовой кислоты (препарат L) заметно выше.
Подробное описание изобретения
Было обнаружено, что абсорбция после подкожного введения инсулинового соединения в инсулиновых препаратах данного изобретения проходила на удивление быстрее, чем в контрольных инсулиновых препаратах. Это свойство используется для инсулинов быстрого действия, в частности, в связи с режимом многократных инъекций, когда инсулин вводят перед каждым приемом пищи. Благодаря более высокой скорости действия инсулин можно удобно принимать ближе к приему пищи, чем с инсулиновыми растворами с обычной скоростью действия. Кроме того, более быстрое исчезновение инсулина, вероятно, уменьшает риск гипогликемии после еды.
Инсулиновые препараты данного изобретения являются инсулиновыми препаратами быстрого действия, содержащими инсулиновое соединение, такое как инсулин-аспарт, соединение никотиновой кислоты, такое как никотинамид, и аминокислоту аргинин. Возможно, инсулиновые препараты данного изобретения могут включать другие аминокислоты, например глутаминовую кислоту. Эти инсулиновые препараты имеют быстрый профиль абсорбции, который имитирует нормальную физиологию лучше, чем существующие способы лечения. Кроме того, инсулиновые препараты данного изобретения обладают химической и физической стабильностью, подходящей для коммерческих фармацевтических препаратов.
Инсулиновые препараты данного изобретения демонстрируют даже более быстрое начало действия по сравнению с существующей инсулиновой терапией. Такие сверхбыстрые инсулиновые препараты имеют преимущество восстанавливающей первой фазы высвобождения инсулина, удобства инъекций и прекращения продукции глюкозы в печени. Инсулиновые препараты данного изобретения имеют подходящую скорость абсорбции из подкожного слоя в плазму с увеличением начальной скорости абсорбции, в диапазоне от 1,5 до 5 раз, по сравнению с обычными препаратами, такими как НовоРапид, что было подтверждено несколькими экспериментами PK/PD на свиньях. Эта более высокая скорость абсорбции может улучшить гликемический контроль и удобство и может позволить перейти от дозирования перед едой к дозированию после еды. Данное изобретение частично основано на удивительном открытии, что хотя добавление никотинамида позволяет увеличить скорость абсорбции, оно также имеет негативное влияние на химическую стабильность, значительно увеличивая количество высокомолекулярных белков (HMWP). Инсулиновые препараты данного изобретения имеют повышенную химическую стабильность при добавлении аргинина, что отражается, например, в уменьшении образования дилеров и полимеров и дезамидированных инсулинов при хранении. Инсулиновые препараты данного изобретения также могут иметь улучшенную физическую стабильность, которая может быть полезна при применении в помпах.
Данное изобретение предлагает инсулиновый препарат, содержащий инсулиновое соединение в соответствии с данным изобретением, которое присутствует в концентрации от примерно 0,1 мМ до примерно 10,0 мМ и где указанный препарат имеет рН от 3 до 8,5. Препарат также содержит соединение никотиновой кислоты и аргинин. Препарат также может содержать ингибитор(ы) протеазы, ионы металлов, буферную систему, консервант(ы), тонический агент(ы), хелатирующий агент(ы), стабилизаторы и поверхностно-активные вещества.
В одном воплощении инсулиновые препараты содержат человеческий инсулин, его аналог или их комбинацию, никотинамид и/или никотиновую кислоту и/или ее соли и аргинин и/или его соли.
В одном воплощении инсулиновые препараты в соответствии с данным изобретением содержат водный раствор человеческого инсулина B28Asp, никотинамид и аргинин.
Содержание человеческого инсулина B28Asp в растворе данного изобретения может находиться в диапазоне от 15 до 500 международных единиц (МЕ)/мл, предпочтительно в диапазоне от 50 до 333 МЕ/мл, в препаратах для инъекций. Тем не менее, для других целей парентерального введения содержание инсулинового соединения может быть выше.
В данном документе также описан инсулиновый препарат, содержащий инсулиновое соединение, соединение никотиновой кислоты и глутаминовую кислоту.
В данном контексте единица «ME» соответствует 6 нмоль.
Термин «инсулин-аспарт» относится к аналогу человеческого инсулина B28Asp.
Термин «начало» относится ко времени с момента инъекции до смещения РК-кривой в сторону увеличения.
Термин «скорость абсорбции» относится к наклону РК-кривой.
«Инсулиновое соединение» в соответствии с изобретением следует понимать в данном документе как человеческий инсулин, инсулиновый аналог и/или любую их комбинацию.
Термин «человеческий инсулин», используемый в данном документе, обозначает человеческий гормон, структура и свойства которого хорошо известны. Человеческий инсулин состоит из двух полипептидных цепей, связанных дисульфидными мостиками между остатками цистеина, называемых А-цепью и В-цепью. А-цепь является 21 - аминокислотным пептидом, а В-цепь является 30 - аминокислотным пептидом, при этом две цепи соединены тремя дисульфидными мостиками: один между цистеинами в положениях 6 и 11 А-цепи, второй между цистеином в положении 7 А-цепи и цистеином в положении 7 В-цепи, и третий между цистеином в положении 20 А-цепи и цистеином в положении 19 В-цепи.
Гормон синтезируется в виде одноцепочечного предшественника проинсулина (препроинсулина), состоящего из препептида с 24 аминокислотами, за которым расположен проинсулин, содержащий 86 аминокислот, в конфигурации: препептид-В-Arg Arg-C-Lys Arg-А, где С является связующим пептидом из 31 аминокислоты. Arg-Arg и Lys-Arg являются сайтами расщепления для отщепления связующего пептида от А- и В-цепи.
Под «аналогом инсулина», упоминаемым в данном документе, понимается полипептид, полученный из первичной структуры природного инсулина, например человеческого инсулина, в результате мутации. Одну или более мутацию получают путем удаления и/или замены по меньшей мере одного аминокислотного остатка, происходящей в природном инсулине, и/или путем добавления по меньшей мере одного аминокислотного остатка. Добавленные и/или замещенные аминокислотные остатки могут быть кодирующими аминокислотными остатками или другими природными аминокислотными остатками.
В одном воплощении инсулиновый аналог содержит менее 8 модификаций (замен, делеций, добавлений и любых их комбинаций) по отношению к родительскому инсулину, альтернативно менее 7 модификаций по отношению к родительскому инсулину, альтернативно менее 6 модификаций по отношению к родительскому инсулину, альтернативно менее 5 модификаций по отношению к родительскому инсулину, альтернативно менее 4 модификаций по отношению к родительскому инсулину, альтернативно менее 3 модификаций по отношению к родительскому инсулину, альтернативно менее 2 модификаций по отношению к родительскому инсулину.
Мутации в инсулиновой молекуле обозначаются указанием цепи (А или В), положения и трехбуквенного кода для аминокислоты, заменяющей нативную аминокислоту. Под «desB30» или «В(1-29)» понимается природная инсулиновая В-цепь или ее аналог, в котором отсутствует аминокислотный остаток ВЗО, а под человеческим инсулином B28Asp понимается человеческий инсулин, в котором аминокислотный остаток в положении 28 В-цепи был заменен на Asp.
Примерами инсулиновых аналогов являются такие, в которых Pro в положении 28 В-цепи мутирован на Asp, Lys, Leu, Val или Ala, и/или Lys в положении В29 мутирован на Pro, Glu или Asp. Кроме того, Asn в позиции ВЗ может быть мутирован на Thr, Lys, Gin, Glu или Asp. Аминокислотный остаток в положении А21 может быть мутирован на Gly. Аминокислота в положении В1 может быть мутирована на Glu. Аминокислоты в положении В16 может быть мутирована на Glu или His. Другими примерами инсулиновых аналогов являются аналоги с делениями, например аналоги, в которых аминокислота человеческого инсулина ВЗО удалена (человеческий инсулин des(B30)), инсулиновые аналоги, в которых аминокислота В1 человеческого инсулина удалена (человеческий инсулин des(B1)), человеческий инсулин des(B28-B30) и человеческий инсулин des(B27). Также примерами инсулиновых аналогов являются инсулиновые аналоги, в которых А-цепь и/или В-цепь имеют N-концевое удлинение, и инсулиновые аналоги, в которых А-цепь и/или В-цепь имеют С-концевое удлинение, например два остатка аргинина, добавленные к С-концу В-цепи. Другими примерами являются инсулиновые аналоги, содержащие комбинации упомянутых мутаций. Другими примерами инсулиновых аналогов являются инсулиновые аналоги, в которых аминокислота в положении А14 является Asn, Gin, Glu, Arg, Asp, Gly или His, аминокислота в положении В25 является His, и которые также возможно включают одну или более дополнительную мутацию. Также примерами инсулиновых аналогов являются инсулиновые аналоги человеческого инсулина, где аминокислотный остаток в положении А21 является Gly и где инсулиновый аналог еще более удлинен на С-конце двумя остатками аргинина.
Другие примеры аналогов инсулина включают, но не ограничиваясь ими: человеческий инсулин desB30; человеческий инсулин AspB28; человеческий инсулин AspB28, desB30; человеческий инсулин LysB3, GluB29; человеческий инсулин LysB28, ProB29; человеческий инсулин GlyA21, ArgB31, ArgB32; человеческий инсулин GluA14, HisB25; человеческий инсулин HisA14, HisB25; человеческий инсулин GluA14, HisB25, desB30; человеческий инсулин HisA14, HisB25, desB30; человеческий инсулин GluA14, HisB25, desB27, desB28, desB29, desB30; человеческий инсулин GluA14, HisB25, GluB27, desB30; человеческий инсулин GluA14, HisB16, HisB25, desB30; человеческий инсулин HisA14, HisB16, HisB25, desB30; человеческий инсулин HisA8, GluA14, HisB25, GluB27, desB30; человеческий инсулин HisA8,GluA14, GluB1, GluB16, HisB25, GluB27, desB30 и человеческий инсулин HisA8, GluA14, GluB16, HisB25, desB30.
Термин «соединение никотиновой кислоты» включает никотинамид, никотиновую кислоту, ниацин, ниацинамид и витамин В3 и/или их соли и/или любую их комбинацию.
В соответствии с данным изобретением концентрация соединения никотиновой кислоты и/или ее соли находится в пределах от примерно 1 мМ до примерно 300 мМ или от примерно 5 мМ до примерно 200 мМ.
Термин «аргинин» или «Arg» включает аминокислоту аргинин и/или ее соль.
В одном воплощении препарат инсулина содержит от 1 до 100 мМ аргинина.
В одном воплощении препарат инсулина содержит от 1 до 20 мМ аргинина.
В одном воплощении препарат инсулина содержит от 20 до 90 мМ аргинина.
В одном воплощении препарат инсулина содержит от 30 до 85 мМ аргинина.
Термин «глутаминовая кислота» или «Glu» включает аминокислоту глутаминовую кислоту и/или ее соль.
В одном воплощении препарат инсулина содержит от 1 до 100 мМ глутаминовой кислоты.
В одном воплощении препарат инсулина содержит от 20 до 90 мМ глутаминовой кислоты.
В одном воплощении препарат инсулина содержит от 30 до 85 мМ глутаминовой кислоты.
Термин «фармацевтический препарат» или «инсулиновый препарат», используемый в данном документе, означает продукт, содержащий инсулиновое соединение, т.е. человеческий инсулин, его аналог и/или их комбинацию, и соединение никотиновой кислоты и аминокислоту, возможно, вместе с другими эксципиентами, такими как консерванты, хелатирующие агенты, тонические модификаторы, наполнители, стабилизаторы, антиоксиданты, полимеры и поверхностно-активные вещества, ионы металлов, масляные носители и белки (например, человеческий сывороточный альбумин, желатин или белки), при этом указанный инсулиновый препарат может быть использован для лечения, профилактики или снижения тяжести заболевания или нарушения путем введения указанного инсулинового препарата человеку. Таким образом, инсулиновый препарат также известен в данной области как фармацевтический препарат или фармацевтическая композиция.
Буфер может быть выбран из группы, состоящей из ацетата натрия, карбоната натрия, цитрата, дигидрофосфата натрия, гидрофосфата натрия, фосфата натрия, а также трис(гидроксиметил)аминометана, бицина, трицина, яблочной кислоты, сукцината, малеиновой кислоты, фумаровой кислоты, винной кислоты, аспарагиновой кислоты или их смесей, но не ограниченной ими. Каждый из этих конкретных буферов является альтернативным воплощением изобретения.
Инсулиновый препарат данного изобретения также может содержать другие ингредиенты, общие для инсулиновых препаратов, например цинковые комплексообразующие агенты, такие как цитратный и фосфатный буфер.
Глицерин, и/или манит, и/или хлорид натрия могут присутствовать в количестве, соответствующем концентрации от 0 до 250 мМ, от 0 до 200 мМ или от 0 до 100 мМ.
Стабилизаторы, поверхностно-активные вещества и консерванты также могут присутствовать в инсулиновых препаратах данного изобретения.
Инсулиновые препараты данного изобретения также могут содержать фармацевтически приемлемый консервант. Консервант может присутствовать в количестве, достаточном для получения консервирующего эффекта. Количество консерванта в инсулиновом препарате может быть определено, например, из литературы данной области и/или по известному количеству консерванта, например, в коммерческих продуктах. Каждый из этих конкретных консервантов является альтернативным воплощением изобретения. Применение консервантов в фармацевтических препаратах описано, например, в Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 19th edition, 1995.
Консервант, присутствующий в инсулиновом препарате данного изобретения, может быть таким, как в упомянутых ранее обычных инсулиновых препаратах, например фенолом, м-крезолом и метипарабеном.
Инсулиновый препарат данного изобретения также может содержать хелатирующий агент. Применение хелатирующих агентов в фармацевтических препаратах хорошо известно специалистам в данной области. Для удобства дана ссылка на Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 19th edition, 1995.
Инсулиновый препарат данного изобретения также может содержать стабилизатор. Термин «стабилизатор», используемый в данном документе, относится к химическим веществам, добавляемым к содержащим полипептид фармацевтическим препаратам для стабилизации пептида, т.е. для увеличения срока хранения и/или времени использования таких препаратов. Для удобства дана ссылка на Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 19th edition, 1995.
Инсулиновый препарат данного изобретения также может содержать поверхностно-активное вещество. Термин «поверхностно-активное вещество, используемый в данном документе, относится к любым молекулам или ионам, которые состоят из растворимой в воде (гидрофильной) части, головы, и жирорастворимого (липофильного) сегмента. Поверхностно-активные вещества накапливаются преимущественно на границах, гидрофильной частью ориентируясь по направлению к воде (гидрофильной фазе), а липофильной частью по направлению к маслу или гидрофобной фазе (т.е. стеклу, воздуху, маслу и т.д.). Концентрацию, при которой поверхностно-активные вещества начинают формировать мицеллы, называют критической концентрацией мицеллообразования, или ККМ. Кроме того, поверхностно-активные вещества снижают поверхностное натяжение жидкости. Поверхностно-активные вещества также известны как амфипатические соединения. Термин «детергент», как правило, является синонимом поверхностно-активных веществ. Использование поверхностно-активных веществ агентов в фармацевтических препаратах хорошо известно специалистам в данной области. Для удобства дана ссылка на Remington:
The Science and Practice of Pharmacy, 19th edition, 1995.
В другом воплощении изобретение относится к инсулиновому препарату, содержащему водный раствор инсулинового соединения данного изобретения и буфер, где указанное инсулиновое соединение присутствует в концентрации от 0,1 мМ и выше, и где указанный препарат имеет рН от примерно 3,0 до примерно 8,5 при комнатной температуре (~25°С).
Данное изобретение также относится к способам получения инсулиновых препаратов изобретения.
В одном воплощении способ изготовления инсулиновых препаратов изобретения включает:
а) приготовление раствора путем растворения инсулинового соединения или смеси инсулиновых соединений в воде или буфере;
б) приготовление раствора путем растворения двухвалентных ионов металлов в воде или буфере;
в) приготовление раствора путем растворения консерванта в воде или буфере;
г) приготовление раствора путем растворения изотонического агента в воде или буфере;
д) приготовление раствора путем растворения поверхностно-активного вещества и/или стабилизатора в воде или буфере;
е) смешивание раствора а) и одного или более из растворов б), в), г) и д);
Окончательное подведение рН смеси е) до желаемого значения с последующей стерилизующей фильтрацией.
Инсулиновые препараты данного изобретения могут быть использованы в лечении диабетов путем парентерального введения. Рекомендуется, чтобы дозировка инсулиновых препаратов данного изобретения, которая должна быть введена пациенту, была выбрана врачом.
Парентеральное введение может быть выполнено путем подкожной, внутримышечной, внутрибрюшинной или внутривенной инъекции при помощи шприца, возможно шприца-ручки. Альтернативно парентеральное введение может быть выполнено с помощью инфузионного насоса. В качестве еще одного варианта инсулиновые препараты, содержащие инсулиновое соединение изобретения, также могут быть адаптированы для трансдермального введения, например с помощью безыгольного шприца или пластыря, возможно, ионофоретического пластыря, или через слизистую, например буккальным путем.
Препараты инсулина в соответствии с данным изобретением могут быть введены пациенту, нуждающемуся в таком лечении, через несколько участков, например участков кожи и слизистой, через участки, которые обходят абсорбцию, например введены в артерию, в вену, в сердце, и через участки, которые связаны с абсорбцией, например введеы в кожу, под кожу, в мышцу или в брюшную полость.
В одном воплощении изобретения инсулиновый препарат является водным препаратом, т.е. препаратом, содержащим воду. Такой препарат, как правило, является раствором или суспензией. В другом воплощении изобретения инсулиновый препарат является водным раствором.
Термин «водный препарат» определяется как препарат, содержащий не менее 50% w/w (по массе) воды. Кроме того, термин «водный раствор» определяется как раствор, содержащий по меньшей мере 50% w/w воды, а термин «водная суспензия» определяется как суспензия, содержащая по меньшей мере 50% w/w воды.
Водные суспензии могут содержать активные соединения в смеси с эксципиентами, подходящими для изготовления водных суспензий.
В одном воплощении инсулиновые препараты данного изобретения хорошо подходят для применения в устройствах типа шприца-ручки, используемых для инсулиновой терапии в виде инъекций.
В одном воплощении инсулиновые препараты данного изобретения могут быть использованы в насосах для введения инсулина.
Термин «физическая стабильность» инсулинового препарата, используемый в данном документе, относится к тенденции белка формировать биологически неактивные и/или нерастворимые агрегаты белка в результате воздействия на белок термомеханического напряжения и/или взаимодействия с границами раздела и поверхностями, которые являются дестабилизирующими, такими как гидрофобные поверхности и границы раздела. Физическая стабильность водных белковых препаратов оценивают с помощью визуального осмотра и/или измерения мутности после экспонирования препарата, помещенного в подходящие емкости (например, картриджи или флаконы) с механической/физической нагрузкой (например, перемешиванием) при различных температурах на различные периоды времени. Визуальный осмотр препаратов осуществляется в резком фокусированном свете с темным фоном. Мутность препарата характеризуют по визуальной оценке степени мутности, например по шкале от 0 до 3 (препарат, не демонстрирующий мутность, соответствует визуальной оценке 0, а препарат, демонстрирующий визуальную мутность при дневном свете, соответствует оценке 3). Препарат классифицируется как физически нестабильный по отношению к агрегации белков, если он демонстрирует визуальную мутность при дневном свете. Альтернативно мутность препарата можно оценить путем простого измерения мутности, хорошо известного специалистам. Физическую стабильность водных белковых препаратов также можно оценить с помощью спектроскопического агента или зонда конформационного состояния белка. Зонд предпочтительно представляет собой небольшую молекулу, которая преимущественно связывается с ненативными конформерами белка. Одним из примеров низкомолекулярного спектроскопического зонда белковой структуры является тиофлавин Т. Тиофлавин Т является флуоресцентной краской, которая широко используется для обнаружения амилоидных фибрилл. В присутствии фибрилл и, возможно, также других белковых конфигураций, тиофлавин Т порождает новый максимум возбуждения на примерно 450 нм и усиливает излучение на примерно 482 нм при связывании с фибриллярной формой белка. Несвязанный тиофлавин Т является по существу нефлуоресцентным на этих длинах волн.
Термин «химическая стабильность» белкового препарата, используемый в данном документе, относится к изменениям в ковалентной структуре белка, приводящим к образованию продуктов химического распада с потенциально меньшей биологической активностью и/или потенциально усиленными иммуногенными свойствами по сравнению с нативной структурой белка. Различные продукты химического распада могут быть сформированы в зависимости от вида и характера нативного белка и внешних факторов, воздействию которых подвергается белок. Увеличение количества продуктов химического распада часто наблюдается при хранении и использовании белкового препарата. Большинство белков склонны к дезамидированию, процессу, в котором гидролизируются амидные группы боковой цепи в остатках глутаминовой или аспарагиновой кислоты, образуя свободную карбоновую кислоту, либо в остатках глутаминовой кислоты, образуя производное IsoAsp. Другие пути распада предполагают формирование высокомолекулярных продуктов, где две или более белковые молекулы ковалентно связаны друг с другом через переамидирование и/или дисульфидные взаимодействия, приводящие к образованию ковалентно связанных димерных, олигомерных и полимерных продуктов распада (Stability of Protein Pharmaceuticals, Ahem. T.J. & Manning M.C., Plenum Press, New York 1992). В качестве еще одного варианта химического распада можно упомянуть окисление (например, остатков метионина). Химическую стабильность белкового препарата можно оценить, измеряя количество продуктов химического распада в различные временные точки после воздействия различных условий окружающей среды (образование продуктов распада часто может быть ускорено, например, путем повышения температуры). Количество каждого отдельного продукта распада часто определяют путем разделения продуктов распада в зависимости от размера молекул и/или заряда с использованием различных методик хроматографии (например, эксклюзионной жидкостной хроматографии (SEC-HPLC) и/или обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии (RP-HPLC)). Так как высокомолекулярные белковые продукты потенциально иммуногенны и биологически неактивны, то низкие уровни высокомолекулярных белков выгодны.
Термин «стабилизированный препарат» относится к препарату с повышенной физической стабильностью, повышенной химической стабильностью или повышенной физической и химической стабильностью. Как правило, препарат должен быть стабилен в процессе применения и хранения (в соответствии с рекомендуемыми условиями применения и хранения) до истечения срока годности.
Термин «диабет» или «сахарный диабет» включает сахарный диабет 1 типа, сахарный диабет 2 типа, гестационный сахарный диабет (при беременности) и другие состояния, которые вызывают гипергликемию. Термин используется для обозначения нарушения обмена веществ, при котором поджелудочная железа вырабатывает недостаточное количество инсулина или при котором клетки организма не в состоянии адекватно реагировать на инсулин, тем самым предотвращая абсорбцию глюкозы клетками. В результате глюкоза накапливается в крови.
Диабет 1 типа, также называемый инсулин-зависимым сахарным диабетом (ИЗСД) и диабетом несовершеннолетних, вызван разрушением В-клеток, приводящим, как правило, к абсолютной недостаточности инсулина.
Сахарный диабет 2 типа, также известный как инсулин-независимый сахарный диабет (ИНСД) и диабет взрослых, связан с преобладанием инсулинорезистентности и, следовательно, с относительным дефицитом инсулина и/или преимущественно дефектом секреции инсулина с резистентностью к инсулину.
Термин «фармацевтически приемлемый», используемый в данном документе, означает подходящий для обычных фармацевтических применений, т.е. не вызывающий каких-либо серьезных побочных эффектов у пациентов.
Термин «лечение заболевания», используемый в данном документе, означает управление и уход за пациентом, у которого развилось заболевание, состояние или расстройство, и включает лечение, профилактику или облегчение заболевания. Цель лечения заключается в борьбе с заболеванием, состоянием или нарушением. Лечение включает введение активных соединений для ликвидации или контроля за заболеванием, состоянием или расстройством, а также для облегчения симптомов или осложнений, связанных с заболеванием, состоянием или нарушением, и для профилактии заболевания, состояния или нарушения.
В другом воплощении аналог инсулина в соответствии с изобретением используется в качестве лекарственного средства для замедления или предотвращения прогрессирования сахарного диабета 2 типа.
В одном воплощении данного изобретения инсулиновый препарат в соответствии с изобретением для применения в качестве лекарственного средства для лечения или профилактики гипергликемии, в том числе стресс-индуцированной гипергликемии, сахарного диабета 2 типа, нарушения толерантности к глюкозе, сахарного диабета 1 типа, а также ожогов, послеоперационных ран и других заболеваний или травм, при лечении которых необходим анаболический эффект, инфаркта миокарда, инсульта, ишемической болезни сердца и других сердечно-сосудистых заболеваний.
В другом воплощении данного изобретения предложен способ лечения или профилактики гипергликемии, в том числе стресс-индуцированной гипергликемии, сахарного диабета 2 типа, нарушения толерантности к глюкозе, сахарного диабета 1 типа, а также ожогов, послеоперационных ран и других заболеваний или травм, при лечении которых необходим анаболический эффект, инфаркта миокарда, ишемической болезни сердца и других сердечно-сосудистых заболеваний, инсульта, включающий введение пациенту, нуждающемуся в таком лечении, эффективного количества инсулинового препарата в соответствии с изобретением.
Лечение инсулиновым препаратом в соответствии с данным изобретением можно также сочетать со вторым или более фармакологически активным веществом, например выбранным среди противодиабетических средств, средств, понижающих вес, средств, регулирующих аппетит, антигипертензивных средств, средств для лечения и/или профилактики осложнений, развившихся в результате или связанных с диабетом, и средств для лечения и/или профилактики осложнений, развившихся в результате или связанных с ожирением.
Лечение инсулиновым препаратом в соответствии с данным изобретением может также сочетаться с бариатрической хирургией, т.е. хирургией, которая влияет на уровень глюкозы и/или липидный гомеостаз, например бандажирование желудка или желудочное шунтирование.
Производство полипептидов, например инсулинов, хорошо известно в данной области. Инсулиновый аналог в соответствии с изобретением может быть получен, например, путем классического пептидного синтеза, например твердофазного пептидного синтеза с помощью методик t-Boc или Fmoc или других хорошо известных методик, см., например, Greene and Wuts, "Protective Groups in Organic Synthesis", John Wiley & Sons, 1999. Аналог инсулина также можно получить способом, который включает культивирование клетки-хозяина, содержащей последовательность ДНК, кодирующую аналог, и способной экспрессировать аналог инсулина в подходящей питательной среде в условиях, разрешающих экспрессию аналога инсулина. Для аналогов инсулина, включающих неприродные аминокислотные остатки, рекомбинантная клетка должна быть модифицирована таким образом, чтобы неприродные аминокислоты были включены в аналог, например путем использования мутантов тРНК. Таким образом, вкратце, аналоги инсулина в соответствии с изобретением получают аналогично препарату известных аналогов инсулина.
Некоторые способы могут быть использованы для продукции человеческого инсулина и аналогов человеческого инсулина. Например, три основных способа, которые используются для производства инсулина в микроорганизмах, раскрыты в WO 2008034881. Два из них связаны с Escherichia coli,, либо с экспрессией большого гибридного белка в цитоплазме (Frank et al. (1981) в Peptides: Proceedings of the 7th American Peptide Chemistry Symposium (Rich & Gross, eds.), Pierce Chemical Co., Rockford, III. pp 729-739), либо с использованием сигнального пептида для секреции в периплазматическое пространство (Chan et al. (1981) PNAS 78:5401-5404). Третий способ использует Saccharomyces cerevisiae для секреции предшественника инсулина в среду (Thim et al. (1986) PNAS 83:6766-6770). В настоящее время раскрыт ряд предшественников инсулина, которые экспрессируются либо в Escherichia coli, либо в Saccharomyces cerevisiae, см. US 5962267, WO 95/16708, EP 0055945, EP 0163529, EP 0347845 и ЕР 0741188.
Аналоги инсулина производятся путем экспрессии последовательности ДНК, кодирующей аналог инсулина, о котором идет речь, в подходящей клетке-хозяине с помощью хорошо известной методики, раскрытой, например, в US 6500645. Аналог инсулина либо экспрессируется непосредственно, либо как молекула-предшественник с N-концевым удлинением В-цепи или С-концевым удлинением В-цепи. N-концевое удлинение может иметь функцию повышения выхода непосредственно экспрессированного продукта и может составлять до 15 аминокислотных остатков в длину. N-концевое удлинение может быть расщеплено in vitro после выделения из культуральной жидкости и, следовательно, имеет сайт расщепления рядом с В1. N-концевые удлинения такого типа, которые подходят для данного изобретения, раскрыты в US 5395922 и ЕР 765395. С-концевое удлинение может иметь функцию защиты зрелой молекулы инсулина или аналога инсулина от внутриклеточного процессинга экзопептидазами клетки-хозяина. С-концевое удлинение будет расщепляться либо внекпеточно в культуральной жидкости секретированной активной карбоксипептидазой, либо in vitro после выделения из культуральной жидкости. Способ получения зрелого инсулина и аналога инсулина с С-концевыми удлинениями на В-цепи, которые удаляются карбоксипептидазой, раскрыт в WO 08037735. Целевой инсулиновый продукт способа может быть либо двуцепочечным человеческим инсулином, либо аналогом двуцепочечного человеческого инсулина, который может иметь или не иметь короткое С-концевое удлинение В-цепи. Если целевой инсулиновый продукт не будет иметь С-концевого удлинения В-цепи, то указанное С-концевое удлинение должно подходить для его последующего отщепления от В-цепи до дальнейших этапов очистки.
Данное изобретение также предусматривает следующий не ограничивающий список воплощений, которые более подробно описаны в других местах данного документа:
1. Инсулиновый препарат, содержащий:
- инсулиновое соединение,
- соединение никотиновой кислоты и
- аргинин.
2. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 1, где инсулиновое соединение представляет собой человеческий инсулин или аналог инсулина.
3. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где инсулиновое соединение представляет собой человеческий инсулин B28Asp.
4. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где инсулиновое соединение представляет собой человеческий инсулин B28LysB29Pro.
5. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где инсулиновое соединение представляет собой человеческий инсулин B3LysB29Glu.
6. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где инсулиновое соединение присутствует в диапазоне, выбранном среди следующих: 0.1-10,0 мМ, 0,1-3,0 мМ, 0,1-2,5 мМ, 0,1-2,0 мМ; 0,1-1,5 мМ, 0,2-2,5 мМ, 0,2-2,0 мМ, 0,2-1,5 мМ, 0,3-3,0 мМ, 0,3-2,5 мМ; 0,3-2,0 мМ, 0,3-1,5 мМ, 0,5-1,3 мМ и 0,6-1,2 мМ.
7. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где инсулиновое соединение присутствует в количестве от примерно 0,1 мМ до примерно 10,0 мМ.
8. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где инсулиновое соединение присутствует в количестве от примерно 0,1 мМ до примерно 3,0 мМ.
9. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где инсулиновое соединение присутствует в количестве от примерно 0,1 мМ до примерно 2,5 мМ.
10. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где инсулиновое соединение присутствует в количестве от примерно 0,1 мМ до примерно 2,0 мМ.
11. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где инсулиновое соединение присутствует в количестве от примерно 0,1 мМ до примерно 1,5 мМ.
12. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где инсулиновое соединение присутствует в количестве от примерно 0,2 до примерно 2,5 мМ.
13. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где инсулиновое соединение присутствует в количестве от примерно 0,2 до примерно 2,0 мМ.
14. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где инсулиновое соединение присутствует в количестве от примерно 0,2 до примерно 1,5 мМ.
15. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где инсулиновое соединение присутствует в количестве от примерно 0,3 мМ до примерно 3,0 мМ.
16. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где инсулиновое соединение присутствует в количестве от примерно 0,3 мМ до примерно 2,5 мМ.
17. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где инсулиновое соединение присутствует в количестве от примерно 0,3 мМ до примерно 2,0 мМ.
18. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где инсулиновое соединение присутствует в количестве от примерно 0,3 мМ до примерно 1,5 мМ.
19. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где инсулиновое соединение присутствует в количестве от примерно 0,5 мМ до примерно 1,3 мМ.
20. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где инсулиновое соединение присутствует в количестве от примерно 0,3 мМ до примерно 1,2 мМ.
21. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где инсулиновое соединение присутствует в количестве от примерно 0,6 мМ до примерно 1,2 мМ.
22. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где инсулиновое соединение присутствует в количестве примерно 0,6 или примерно 1,2 мМ.
23. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где инсулиновое соединение присутствует в количестве примерно 0,3 мМ.
24. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где инсулиновое соединение присутствует в количестве примерно 0,6 мМ.
25. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где инсулиновое соединение присутствует в количестве примерно 1,2 мМ.
26. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где соединение никотиновой кислоты выбрано из группы, состоящей из никотинамида, никотиновой кислоты, ниацина, ниацинамида и витамина В3 и/или их солей и/или любой их комбинации.
27. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где соединение никотиновой кислоты выбрано среди никотинамида и никотиновой кислоты и/или их солей и/или любой их комбинации.
28. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где соединение никотиновой кислоты присутствует в диапазоне, выбранном среди следующих: 1-300 мМ, 5-200 мМ, 40-120 мМ, 70-140 мМ или 80-130 мМ.
29. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий от примерно 1 мМ до примерно 300 мМ соединения никотиновой кислоты.
30. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий от примерно 8 мМ до примерно 260 мМ соединения никотиновой кислоты.
31. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий от примерно 5 мМ до примерно 200 мМ соединения никотиновой кислоты.
32. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий от примерно 1 мМ до примерно 150 мМ соединения никотиновой кислоты.
33. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий от примерно 5 мМ до примерно 20 мМ соединения никотиновой кислоты.
34. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий от примерно 20 мМ до примерно 120 мМ соединения никотиновой кислоты.
35. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий от примерно 40 мМ до примерно 120 мМ соединения никотиновой кислоты.
36. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий от примерно 20 мМ до примерно 40 мМ соединения никотиновой кислоты.
37. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий от примерно 60 мМ до примерно 80 мМ соединения никотиновой кислоты.
38. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий от примерно 70 мМ до примерно 140 мМ соединения никотиновой кислоты.
39. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий от примерно 80 мМ до примерно 130 мМ соединения никотиновой кислоты.
40. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 8 мМ, 30 мМ, 100 мМ или 130 мМ соединения никотиновой кислоты.
41. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 8 мМ соединения никотиновой кислоты.
42. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 30 мМ, 100 мМ или 130 мМ соединения никотиновой кислоты.
43. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 30 мМ соединения никотиновой кислоты.
44. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 100 мМ соединения никотиновой кислоты.
45. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 130 мМ соединения никотиновой кислоты.
46. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 150 мМ соединения никотиновой кислоты.
47. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий соединение аргинина в следующих диапазонах: 1-100 мМ, 5-120 мМ, 8-85 мМ, 20-90 мМ, 30-90 мМ, 30-85 мМ, 30-60 мМ или 10-40 мМ.
48. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий соединение аргинина в следующих диапазонах: 1-120 мМ, 8-85 мМ или 1-40 мМ.
49. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий от примерно 1 мМ до примерно 120 мМ аргинина.
50. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий от примерно 1 мМ до примерно 100 мМ аргинина.
51. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий от примерно 5 мМ до примерно 120 мМ аргинина.
52. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий от примерно 20 мМ до примерно 90 мМ аргинина.
53. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий от примерно 30 мМ до примерно 85 мМ аргинина.
54. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий от примерно 8 мМ до примерно 85 мМ аргинина.
55. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий от примерно 30 мМ до примерно 60 мМ аргинина.
56. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий от примерно 10 мМ до примерно 40 мМ аргинина.
57. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий от примерно 1 мМ до примерно 40 мМ аргинина.
58. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где аргинин присутствует в количестве, выбранном среди следующих: 1 мМ, 2 мМ, 3 мМ, 4 мМ, 5 мМ, 6 мМ, 7 мМ, 8 мМ, 9 мМ, 10 мМ, 15 мМ, 20 мМ, 25 мМ, 30 мМ, 35 мМ или 40 мМ, 45 мМ, 50 мМ, 55 мМ или 60 мМ.
59. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 1 мМ аргинина.
60. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 2 мМ аргинина.
61. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 3 мМ аргинина.
62. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 4 мМ аргинина.
63. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 5 мМ аргинина.
64. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 6 мМ аргинина.
65. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 7 мМ аргинина.
66. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 8 мМ аргинина.
67. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 9 мМ аргинина.
68. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 10 мМ аргинина.
69. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 15 мМ аргинина.
70. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 20 мМ аргинина.
71. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 25 мМ аргинина.
72. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 30 мМ аргинина.
73. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 35 мМ аргинина.
74. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 40 мМ аргинина.
75. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 45 мМ аргинина.
76. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 50 мМ аргинина.
77. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 55 мМ аргинина.
78. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, содержащий примерно 60 мМ аргинина.
79. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, также содержащий глутаминовую кислоту.
80. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 79, где глутаминовая кислота присутствует в диапазоне, выбранном среди следующих: 1-100 мМ, 20-90 мМ, 30-90 мМ, 30-85 мМ или 30-50 мМ.
81. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 79, содержащий от примерно 1 мМ до примерно 100 мМ глутаминовой кислоты.
82. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 79, содержащий от примерно 20 мМ до примерно 90 мМ глутаминовой кислоты.
83. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 79, содержащий от примерно 30 мМ до 85 мМ глутаминовой кислоты.
84. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 79, содержащий от примерно 30 мМ до 50 мМ глутаминовой кислоты.
85. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 79, содержащий примерно 30 мМ или 50 мМ глутаминовой кислоты.
86. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 79, содержащий примерно 30 мМ глутаминовой кислоты.
87. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 79, содержащий примерно 50 мМ глутаминовой кислоты.
88. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, который также содержит ионы металлов, консервант(ы), изотонический агент(ы) и стабилизатор(ы), поверхностно-активное вещество(а) и буфер(ы).
89. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 88, где указанный буфер является Трио-буфером.
90. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 89, содержащий от примерно 2 мМ до примерно 50 мМ Триса (трис(гидроксиметил)аминометана).
91. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 89, содержащий от примерно 10 до примерно 40 мМ Триса.
92. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 89, содержащий от примерно 20 до примерно 30 мМ Триса.
93. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 89, содержащий примерно 10 мМ, 20 мМ, 30 мМ или 40 мМ Триса.
94. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 89, содержащий примерно 10 мМ Триса.
95. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 89, содержащий примерно 20 мМ Триса.
96. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 89, содержащий примерно 30 мМ Триса.
97. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 89, содержащий примерно 40 мМ Триса.
98. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 89, где ион металла является цинком.
99. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 98, где менее примерно 6-ти ионов цинка присутствует в гексамере инсулинового соединения.
100. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 98, где менее примерно 4-х ионов цинка присутствует в гексамере инсулинового соединения.
101. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 98, где менее примерно 3-х ионов цинка присутствует в гексамере инсулинового соединения.
102. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 98, где молярное соотношение цинк:инсулин составляет от примерно 2:6 до примерно 5:6.
103. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 98, где молярное соотношение цинк:инсулин составляет от примерно 2,5:6 до примерно 4,5:6.
104. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 98, где молярное соотношение цинк:инсулин составляет от примерно 3:6 до примерно 4:6.
105. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 98, где молярное соотношение цинк:инсулин составляет примерно 2:6.
106. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 98, где молярное соотношение цинк:инсулин составляет примерно 2,5:6.
107. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 98, где молярное соотношение цинк:инсулин составляет примерно 3:6.
108. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 98, где молярное соотношение цинк:инсулин составляет примерно 3,5:6.
109. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 98, где молярное соотношение цинк:инсулин составляет примерно 4:6.
110. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 98, где молярное соотношение цинк:инсулин составляет примерно 4,5:6.
111. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 98, где молярное соотношение цинк:инсулин составляет примерно 5:6.
112. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 88, где стабилизатор представляет собой неионогенное поверхностно-активное вещество,
113. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 112, где поверхностно-активным веществом является полисорбат 20 (Твин 20) или полисорбат 80 (Твин 80).
114. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 112, где поверхностно-активным веществом является полисорбат 20 (Твин 20).
115. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 112, где поверхностно-активным веществом является полисорбат 80 (Твин 80).
116. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из воплощений 112-115, содержащий от примерно 5 до 100 ppm (частей на миллион), от 10 до примерно 50 ppm или от примерно 10 до примерно 20 ppm полисорбата.
117. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 88, также содержащий фенольное соединение.
118. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 117, где указанное фенольное соединение присутствует в количестве от примерно 0 до примерно 6 мг/мл или от примерно 0 до примерно 4 мг/мл.
119. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 88, также содержащий м-крезол.
120. Инсулиновый препарат в соответствии с воплощением 119, где м-крезол присутствует в количестве от примерно 0,5 до примерно 4,0 мг/мл или от примерно 0,6 до примерно 4,0 мг/мл.
121. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где рН находится в диапазоне от нейтрального до слабоосновного.
122. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где рН составляет от примерно 7,0 до примерно 8,0.
123. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где рН составляет примерно 7,0.
124. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где рН составляет примерно 7,1.
125. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где рН составляет примерно 7,2.
126. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где рН составляет примерно 7,3.
127. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где рН составляет примерно 7,4.
128. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где рН составляет примерно 7,5.
129. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где рН составляет примерно 7,6.
130. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где рН составляет примерно 7,7.
131. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где рН составляет примерно 7,8.
132. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где рН составляет примерно 7,9.
133. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений, где рН составляет примерно 8,0.
134. Способ снижения уровня глюкозы в крови у млекопитающих путем введения пациенту, нуждающемуся в таком лечении, терапевтически активной дозы инсулинового препарата в соответствии с любым из предыдущих воплощений.
135. Способ лечения у субъекта сахарного диабета, включающий введение субъекту инсулинового препарата в соответствии с любым из предыдущих воплощений.
136. Способ в соответствии с любым из предыдущих воплощений для парентерального введения.
137. Инсулиновый препарат в соответствии с любым из предыдущих воплощений для применения в лечении или профилактике гипергликемии, в том числе стресс-индуцированной гипергликемии, сахарного диабета 2 типа, нарушения толерантности к глюкозе, сахарного диабета 1 типа, а также ожогов, послеоперационных ран и других заболеваний или травм, в лечении которых необходим анаболический эффект, инфаркта миокарда, инсульта, ишемической болезни сердца и других сердечно-сосудистых заболеваний, а также в лечении тяжелобольных диабетических и недиабетических пациентов.
Изобретение также проиллюстрировано следующими примерами, которые не должны рассматриваться как ограничивающие.
Все ссылки, включая публикации, патентные заявки и патенты, приведенные в данном документе, настоящим включены путем ссылки в той же степени, как если бы каждая ссылка была отдельно и конкретно указана, и должны быть включены путем ссылки и изложены целиком в данном документе (в максимальной степени, разрешенной законом).
Все заголовки и подзаголовки используются в данном документе только для удобства и не должны быть истолкованы как ограничивающие изобретение ни в каком случае.
Любые использованные или все примеры или обороты (например «такой как»), содержащиеся в данном документе, предназначены только для лучшего освещения изобретения и не ставят ограничений в сфере применения изобретения, если не утверждается иное. Никакие обороты в описании не должны толковаться как указывающие на то, что какой-либо элемент, не включенный в формулу изобретения, является необходимым для осуществления изобретения.
Цитирование и вставление в данный документ патентных документов делается только для удобства и не отражает какой-либо связи с обоснованностью, патентоспособностью и/или законной силой этих патентных документов.
Данное изобретение включает в себя все модификации и эквиваленты объектов изобретения, включенных в формулу изобретения в соответствии с разрешением действующего законодательства.
ПРИМЕРЫ
Пример 1
Изготовление фармацевтических препаратов
Фармацевтические препараты данного изобретения могут быть составлены в виде водного раствора. Водная среда делается изотонической, например, с хлоридом натрия или глицерином. Кроме того, водная среда может содержать ионы цинка, например, добавленного в виде ацетата цинка или хлорида цинка, буферы и консерванты. Аргинин может быть добавлен в виде Arg, HCl. рН препарата доводят до нужного значения, и он может быть в пределах от примерно 3 до примерно 8,5, от примерно 3 и до примерно 5 или от примерно 6,5 до примерно 7,5 в зависимости от изоэлектрической точки, р1, инсулина, о котором идет речь.
Таблица 1
Композиция инсулиновых препаратов в соответствии с изобретением
Инсулин-аспарт (мМ)
Zn (мМ)
Фенол (vM)
м-крезол (мМ)
NaCl (мМ)
Фосфат (мМ)
Трис (мМ)
Глицерин (% w/v)
Аргинин, HCl (мМ)
Никотинамид (мМ)
Глутаминовая кислота (мМ)
pH
А*
0,6
0,3
16
16
10
7
1,6
7,4
В
0,6
0,3
16
16
2
7
130
7,4
С
0,6
0,3
16
16
2
7
50
80
50
7,4
D
0,6
0,3
16
16
2
7
130
7,4
Е
0,6
0,3
16
16
2
7
50
80
50
7,4
F
0,6
0,3
16
16
20
7
30
80
30
7,4
G
0,6
0,3
16
16
20
7
30
80
30
7,4
Н
1,2
0,3
16
16
20
7
30
80
30
7,4
I
1,2
0,3
16
16
20
7
30
80
30
7,4
J
0,6
0,3
16
16
10
7
1,3
80
7,4
К
0,6
0,3
16
16
10
7
0,77
30
80
7,4
L
0,6
0,3
16
16
10
7
0,24
30
80
30
7,4
М
0,6
0,3
16
16
10
7
60
100
7,4
N
0,6
0,3
16
16
10
7
1,13
100
7,4
* коммерчески доступный НовоРапид
Таблица 2
Композиция других инсулиновых препаратов в соответствии с изобретением
№ препарата
[Инсулин-аспарт] (мМ)
[Zn] (мМ)
[Фенол] (мМ)
[Arg] мМ
[Gly] мМ
[Glu] мМ
[His] мМ
Никотинамид (мМ) 260
1
0,6
0,3
32
260
2
0,6
0,3
32
10
260
3
0,6
0,3
32
20
260
4
0,6
0,3
32
30
260
5
0,6
0,3
32
40
260
6
0,6
0,3
32
50
260
7
0,6
0,3
32
50
260
8
0,6
0,3
32
50
260
9
0,6
0,3
32
50
260
1
0,6
0,3
32
260
2
0,6
0,3
32
10
260
3
0,6
0,3
32
20
260
4
0,6
0,3
32
30
260
5
0,6
0,3
32
40
260
Пример 2
Анализ химической стабильности инсулина
Эксклюзионная жидкостная хроматография
Количественное определение белка высокомолекулярного белка (HMWP) и мономера инсулина-аспарта выполняли на колонке Waters insulin (300×7,8 мм, № 201549) с элюентом, содержащим 2,5 М уксусную кислоту, 4 мМ L-аргинин и 20% (по объему) ацетонитрил, со скоростью потока 1 мл/мин при 40°С. Детекцию проводили с помощью настраиваемого детектора абсорбции (Waters 486) при длине волны 276 нм. Вводимый объем составлял 40 мкл и 600 мкМ стандарта человеческого инсулина. HMWP и концентрацию препаратов измеряли в каждой точке забора проб.
Обращенно-фазовая хроматографии (UPLC)
Определение родственных инсулину-аспарту примесей проводили с помощью системы UPLC на колонке ВЕН RP C8 2,1×100 мм с размером частиц 1,7 мкм (Waters № 186002878) со скоростью потока 0,5 мл/мин при 40°С при длине волны 220 нм. Элюцию проводили подвижной фазой, состоящей из следующих компонентов:
А. 10% (w/V) ацтонитрил, 2,8% (w/w) сульфат натрия, 0,3% (w/w) ортофосфорная кислота, рН 3,5.
В. 70% (w/V) ацетонитрил. Градиент: 0-11 мин изократически с 73%/27% А/В, 11-12 линейное изменение до 52%/48% А/В, 13-15 мин линейное изменение до 73%/27% А/В, 15-20 мин изократически и градиент с 73%/27% А/В.
Количество В28Iso-аспартата, дезамидированных и других родственных примесей определяли как площадь абсорбции, измеренную в процентах от площади общей абсорбции, определенной после элюирования консервантов. Способ RP-UPLC эквивалентен аналитическому способу, используемому для качественного контроля фармацевтических инсулинов-аспартов, продаваемых Novo Nordisk.
Добавление остатков аргинина уменьшает количество образующихся продуктов распада, особенно HMWP и дезамидированных форм, увеличение концентрации аргинина в диапазоне от 10 до 50 мМ приводит к дальнейшему снижению распада. Физическая стабильность, измеряемая как время задержки в анализе ThT, снижается при добавлении аргинина, и все больше снижается при увеличении концентрации аргинина. Общая эффективность 50 мМ аргинина превосходит 50 мМ глицин, 50 мМ глутаминовую кислоту или 50 мМ гистидин, уменьшая образование продуктов распада, как показано в таблице 3.
Таблица 3
Данные по физической и химической стабильности инсулиновых препаратов 1-9 из Таблицы 2 (пример 1)
Препарат №
Физическая стабильность, время задержки (мин) в анализе ThT
Химическая стабильностьСодержание продуктов распада (%), измеряемое как разница между содержанием после инкубации в течение 2 недель при 42°С и при 4°С
В28IsoAsp
Дезамидированные формы
Другие родственные примеси
HMWP
1
160
1,17
3,67
1,73
1,36
2
80
1,30
3,05
0,82
0,65
3
80
1,30
2,49
0,64
0,34
4
60
1,31
2,26
0,79
0,20
5
60
1,27
2,27
0,37
0,19
6
40
1,36
1,99
0,47
0,16
7
100
1,26
4,72
2,21
1,11
8
50
1,39
3,41
1,07
0,70
9
0
1,75
6,99
2,22
1,01
Пример 3
Исследования фармакокинетики (РК)/фармакодинамики (PD) на модели свиней LYD и анализ плазмы крови
Исследования PK/PD у свиней LYD
Исследования PK/PD проводили на самках домашних свиней, гибрид LYD, весом от 55 до 110 кг. Свиньям вводили катетер в яремную вену через ушную вену по меньшей мере за 2 дня до начала исследования. Последнее кормление животных до начала исследования проводили примерно за 18 часов до введения тестируемого препарата, а в течение периода голодания и периода анализа животные в любое время имели свободный доступ к воде.
Тестируемый препарат водили подкожно на боковой стороне шеи в момент времени 0. Перед введением дозы и через равные промежутки времени после введения образцов из катетера забирали образцы крови и помещали в 1,5 мл стеклянные пробирки, предварительно покрытые гепарином. Образцы крови сохраняли в ледяной воде до разделения плазмы центрифугированием со скоростью 3000 об/мин в течение 10 минут при 4°С, что было сделано в течение первых 30 минут. Образцы плазмы сохраняли при температуре 4°С в течение короткого времени (2-3 часа) или при температуре -18°С в течение длительного времени и анализировали на предмет глюкозы на YSI или Konelab 30i и на предмет концентрации инсулина-аспарта с помощью LOCI.
Кислородный иммунолюминесцентный анализ с образованием «метаболических каналов» (LOCI) для количественной оценки инсулина-аспарта LOCI инсулина-аспарта представляет собой иммуноанализ типа «сэндвич», основанный на моноклональных антителах, и использует близость двух шариков (бидов), покрытых европием акцепторных шариков и покрытых стрептавидином донорных шариков. Акцепторные шарики покрыты специфическими антителами против человеческого инсулина и распознают инсулин-аспарт в образцах плазмы. Второе биотинилированное антитело специфически связывается с инсулином-аспартом, и вместе с покрытыми стрептавидином шариками они образуют сэндвич. Облучение иммунокомплекса шарики-агрегат высвобождает из донорных шариков синглетный кислород, который заходит в акцепторные шарики и запускает хемилюминесценцию. Хемилюминесценцию измеряют, и количество образованного света является пропорциональным концентрации инсулина-аспарта.
По сравнению с имеющемся на рынке продуктом НовоРапид начальная скорость снижения глюкозы в плазме выше у препаратов данного изобретения (фиг.3 и 4). Кроме того, по сравнению с НовоРапид начальная скорость абсорбции инсулинового компонента препаратов данного изобретения заметно выше (фиг.5).
Пример 4
Общее введение в анализ образования волокон с помощью ThT для оценки физической стабильности белковых составов
Низкая физическая стабильность пептида может привести к образованию амилоидных фибрилл, которые наблюдаются в образце как хорошо упорядоченные нитевидные макромолекулярные структуры, в конечном итоге приводящие к образованию геля. Традиционно они оцениваются путем визуального осмотра образца. Тем не менее, такого рода оценка является очень субъективной и зависит от наблюдателя. Таким образом, применение низкомолекулярного индикаторного зонда гораздо выгоднее. Тиофлавин Т (ТПТ) является таким зондом и имеет четкую флуоресцентную запись при связывании с фибриллами [Naiki et al. (1989) Anal. Biochem. 177, 244-249; LeVine (1999) Methods. Enzymol. 309, 274-284]. Временной ход формирования фибрилл может быть описан сигмоидальной кривой с помощью следующего выражения [Nielsen et al. (2001) Biochemistry 40, 6036-6046]:
<mrow><mi>F</mi><mo>=</mo><msub><mi>ƒ</mi><mi>i</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>m</mi><mi>i</mi></msub><mi>t</mi><mo>+</mo><mfrac><mrow><msub><mi>ƒ</mi><mi>ƒ</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>m</mi><mi>ƒ</mi></msub><mi>t</mi></mrow><mrow><mn>1</mn><mo>+</mo><msup><mi>е</mi><mrow><mo>−</mo><mrow><mo>[</mo><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>t</mi><mo>−</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><mi>τ</mi></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow></msup></mrow></mfrac></mrow>
Уравнение (1)
0
0
app
Здесь F является флуоресценцией ThT в момент времени t. Константа t является временем, необходимым для достижения 50% от максимальной флуоресценции. Два важных параметра, описывающие формирование фибрилл, представляют собой время задержки, рассчитываемое как t-2τ, и кажущуюся константу скорости k=1/τ.
0
Время задержки = t-2τ
Формирование частично сложенного промежуточной предполагается как общий инициирующий механизм для образования фибрилл. Несколько таких промежуточных звеньев образуют ядро для формирования матрицы, на которой могут собираться другие промежуточные продукты, продолжая образование фибрилл. Время задержки соответствует интервалу, в котором создается критическая масса ядра, а кажущаяся константа скорости является скоростью, с которой образуются фибриллы.
Подготовка образцов
4
2
Образцы готовили заново перед каждым анализом. Композиция каждого образца описана в каждом примере. рН образца доводили до желаемого значения, используя соответствующее количество концентрированного NaOH и HClO или HCl. Тиофлавин Т добавляли к образцам из стокового раствора в HO до конечной концентрации 1 мкМ.
Аликвоты образцов по 200 мкл помещали в 96-луночный микротитровальный планшет Packard OptiPlate™-96, белый полистирол. Как правило, в лунки одной колонки помещали четыре или восемь повторов каждого образца (соответствуют одному тестируемому условию). Планшет запечатывали с помощью Scotch Pad (Qiagen).
Инкубация и измерение флуоресценции
Инкубацию при данной температуре, встряхивание и измерение флуоресцентного излучения ТПТ проводили на флуоресцентном спектрофотометре для планшетов Fluoroskan Ascent FL или Varioskan (Thermo Labsystems). Температуру доводили до 37°С. Во всех представленных данных орбитальный шейкер выставляли на 960 об/мин с амплитудой 1 мм. Измерение флуоресценции проводили путем воздействия на 444 нм фильтр и измерения излучения через 485 нм фильтр.
Каждый пробег начинали с инкубации планшета при анализируемой температуре в течение 10 мин. Планшет измеряли каждые 20 минут в течение требуемого периода времени. Между всеми измерениями продолжали встряхивание планшета и поддерживали температуру, которая была описана.
Обработка данных
Точки измерения сохраняли в формате Microsoft Excel для дальнейшей обработки, и с помощью GraphPad Prism строили и подбирали по точкам кривую. Фоновое излучение от ThT в отсутствие фибрилл было незначительным. Точки данных, как правило, представляли собой среднее значение от четырех или восьми образцов, они показаны со столбцами ошибки стандартного отклонения. На каждом графике представлены только те данные, которые получены в одном и том же эксперименте (т.е. образцы из одного и того же планшета), обеспечивая относительное измерение образования фибрилл между экспериментами.
Набор данных может быть подогнан под уравнение (1). Тем не менее, так как в течение времени измерения не всегда достигаются полные сигмоидальные кривые, то время задержки здесь визуально определялось по кривой флуоресценции ThT как временная точка, в которой флуоресценция ТПТ отличается от фонового уровня.
Измерение начальной и конечной концентраций
Концентрацию пептида в каждом из проанализированных составов измеряли как до использования в анализе формирования фибрилл с ThT («начальная»), так и после завершения формирования фибрилл с ThT («после анализа ThT»). Концентрации определяли с помощью обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии с использованием стандарта прамлинтида в качестве референса. Перед измерением после завершения из каждого повтора отбирали 150 мкл и переносили в пробирку типа Эппендорф. Их центрифугировали при 30000 g в течение 40 минут. Супернатанты фильтровали через фильтр с диаметром пор 0,22 мкм перед применением в системе ВЭЖХ.