КОМПОЗИЦИИ И СПОСОБЫ ЛЕЧЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ИНФЕКЦИЙ
COMPOSITIONS AND METHODS OF TREATING BACTERIAL INFECTIONS

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к композициям и способам лечения бактериальных инфекций.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Возникновение устойчивости бактерий к известным антибактериальным средствам становится серьезной проблемой в лечении бактериальных инфекций. Одним путем вперед для лечения бактериальных инфекций, особенно вызванных устойчивыми бактериями, является разработка новых антибактериальных средств, которые могут преодолеть бактериальную устойчивость. Coates et al. (Br. J. Pharmacol. 2007; 152(8), 1147-1154.) сделали обзор новейших подходов к разработке новых антибиотиков. Однако разработка новых антибактериальных средств является сложной задачей. Например, Gwynn et al. (Annals of the New York Academy of Sciences, 2010, 1213: 5-19) сделали обзор проблем при открытии антибактериальных средств.
Обычно большинство антибактериальных средств, используемых в настоящее время, относятся к бета-лактамному классу антибактериальных средств (таких как, например, пенициллины, цефалоспорины, карбапенемы, монобактамы и т.д.) из-за их доказанной эффективности и безопасности. Кроме того, бета-лактамный класс антибактериальных средств неизменно остается привлекательным из-за их химической «подвижности», поскольку за счет этого образуются клинически значимые средства с разнообразным терапевтическим профилем. Антибактериальные средства бета-лактамного класса направлены на несколько бактериальных ферментов, коллективно именуемые как пенициллин-связывающие белки (PBP), расположенные на цитоплазматической мембране, обращенной к периплазматическому пространству. PBP необходимы для роста и поддержания слоя пептидогликана, который является составной частью клеточной стенки бактерий и защищает клетки от осмотического стресса. Ингибирование биосинтеза пептидогликана поэтому приводит к ингибированию роста и/или гибели бактериальной клетки. Способность различных бета-лактамных соединений действовать как антибактериальные средства происходит из их способности связывать один или более PBP и препятствовать синтезу бактериальной клеточной стенки. Таким образом, ингибирование основных высокомолекулярных PBP, таких как PBP 1а или 1в, 2 и 3, является критическим для лизиса бактериальной клетки. Средства, которые связываются с более чем одним существенным PBP с высокой аффинностью, являются в значительно большей степени бактерицидными по сравнению со средствами, которые связываются с единственным PBP.
Интенсивное использование антибактериальных средств привело к развитию бактериальной устойчивости к известных антибактериальным средствам с помощью различных механизмов. Например, устойчивость у стафилококков опосредована синтезом пенициллиназы и приобретением бактериями модифицированного PBP2a. Модификации в PBP-мишенях также играют важную роль в развитии устойчивости к бета-лактамным антибактериальным средствам. Более распространенным механизмом, с помощью которого бактерии приобретают устойчивость к бета-лактамным антибактериальным средствам, является продуцирование бета-лактамаз, ферментов, которые инактивируют бета-лактамные антибактериальные средства. В некоторой степени эту проблему удалось преодолеть путем использования различных ингибиторов бета-лактамаз (например, клавулановой кислоты, сульбактама и др.). Однако этот подход тоже имеет свои недостатки. Например, отсутствуют клинически эффективные ингибиторы для карбапенем-гидролизующих оксациллиназ и металло-бета-лактамазных ферментов. Это означает, что варианты лечения инфекций, вызванных возбудителями, экспрессирующими такой расширенный спектр бета-лактамаз (ESBL), ограничены такими средствами, как колистин, который связан с тяжелыми побочными эффектами и неустойчивой эффективностью.
В связи с этим существует острая необходимость восстановления ранее общепринятых, однако в настоящее время скомпрометированных бета-лактамных антибактериальных средств в форме, которая позволила бы избежать необходимости ингибирования разнообразных бета-лактамазных ферментов и обеспечить эффективный подход для лечения инфекций, вызванных штаммами, экспрессирующими несколько механизмов бета-лактамной устойчивости, в том числе неоптимальное потребление лекарственного препарата. Авторы изобретения сейчас с удивлением открыли фармацевтические композиции и способы лечения бактериальных инфекций, в том числе вызванных устойчивыми бактериями. Композиции и способы по изобретению используют, по меньшей мере, одно антибактериальное средство или фармацевтически приемлемое производное этого, в сочетании с усиливающим соединением или фармацевтически приемлемым производным этого; причем усиливающее соединение является: (i) устойчивым к бета-лактамазам, и (ii) избирательно и с высокой аффинностью связывающим PBP.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Соответственно, предложены композиции и способы лечения бактериальных инфекций.
В одном общем аспекте, предоставлена фармацевтическая композиция, содержащая: (a) по меньшей мере, одно антибактериальное средство или фармацевтически приемлемое производное этого, и (b) усиливающее соединение или фармацевтически приемлемое производное этого; причем усиливающее соединение является: (i) устойчивым к бета-лактамазам, и (ii) избирательно и с высокой аффинностью связывающим PBP.
В другом общем аспекте, предложен способ лечения бактериальной инфекции у индивидуума, включающий стадию введения индивидууму: (a) по меньшей мере, одного антибактериального средства или фармацевтически приемлемого производного этого, и (b) усиливающего соединения или фармацевтически приемлемого производного этого; причем усиливающее соединение является: (i) устойчивым к бета-лактамазам, и (ii) избирательным и высокоаффинным PBP-связывающим.
В другом общем аспекте, предложен способ повышения антибактериальной эффективности антибактериального средства у индивидуума, включающий совместное введение указанного антибактериального средства или фармацевтически приемлемого производного этого, с усиливающим соединением или фармацевтически приемлемым производным этого; причем усиливающее соединение является: (i) устойчивым к бета-лактамазам, и (ii) избирательным и высокоаффинным PBP-связывающим.
Подробности одного или нескольких вариантов осуществления изобретения изложены в нижеприведенном описании. Другие характеристики, объекты и преимущества изобретения станут очевидными из последующего описания, в том числе из пунктов формулы изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сейчас будет сделана ссылка на типичные варианты осуществления, и конкретные формулировки будут использованы в настоящем документе для описания этого. Тем не менее, следует понимать, что никаких ограничений на объем изобретения этим не подразумевается. Изменения и дальнейшие модификации признаков изобретения, проиллюстрированного в настоящем документе, а также дополнительные применения принципов изобретения, как проиллюстрировано в настоящем документе, которые могли бы придти на ум специалисту в рассматриваемой области техники и имеющие владение в этом раскрытии, будут рассматриваться в пределах объема изобретения. Следует отметить, что используемые в данной спецификации и в Формуле изобретения сингулярные формы "а", "an" и "the" включают в себя множественное число референтов, кроме случаев, когда содержание четко диктует иное. Все ссылки, включая патенты, патентные заявки и литературу, приведенные в спецификации, однозначно включены в настоящий документ посредством ссылки во всей их полноте, как если бы были полностью приведены в настоящем документе.
Термин "антибактериальное средство", как использовано в настоящем документе, относится к любому веществу, соединению или комбинации веществ или комбинации соединений, способных: (i) ингибировать, ослаблять или предотвращать рост бактерий; и (ii) ингибировать или ослаблять способность бактерий производить инфицирование у индивидуума; или (iii) ингибировать или ослаблять способность бактерий размножаться или оставаться инфекционными в окружающей среде. Термин "антибактериальное средство" также относится к соединениям, способным уменьшать инфекционность или вирулентность бактерий.
Термин "фармацевтически приемлемое производное", используемый в настоящем документе, относится к и включает любые фармацевтически приемлемые соли, пролекарства, метаболиты, сложные эфиры, простые эфиры, гидраты, полиморфы, сольваты, комплексы, энантиомеры или аддукты соединения, описанного в настоящем документе, которое, при введении индивидууму, способно предоставлять (прямо или косвенно) исходное соединение. Например, термин «антибактериальное средство или фармацевтически приемлемое производное» включает в себя все производные антибактериального средства (например, соль, пролекарства, метаболиты, сложные эфиры, простые эфиры, гидраты, полиморфы, сольваты, комплексы, энантиомеры или аддукты), которое, при введении индивидууму, способно предоставить (прямо или косвенно) антибактериальное соединение.
Термин "фармацевтически приемлемая соль", используемый в настоящем документе, относится к одной или более солей данного соединения, которые обладают желаемой фармакологической активностью свободного соединения и которые не являются ни биологически нежелательными, ни иным образом нежелательными. Как правило, "фармацевтически приемлемые соли" относится к солям, которые пригодны для использования в контакте с тканями человека и животных без чрезмерный токсичности, раздражения, аллергической реакции и тому подобное, и которые сопоставимы с разумным соотношением польза/риск. Фармацевтически приемлемые соли хорошо известны в данной области техники. Например, S. M. Berge, et al. (J. Pharmaceutical Sciences, 66: 1-19 (1977)), включенный в настоящий документ посредством ссылки во всей его полноте, подробно описывает различные фармацевтически приемлемые соли.
Термин "усиливающее соединение", используемый в настоящем документе, относится к соединениям, способным усиливать антибактериальную активность антибактериального средства. Термин "усиливающий" означает также увеличение антибактериальной активности антибактериального средства у чувствительных, а также у устойчивых микроорганизмов.
Термин "РВР", используемый в настоящем документе, относится к "пенициллин-связывающему белку", который представляют собой группу белков, имеющих ключевую роль в синтезе бактериальной клеточной стенки.
Термин "РВР-связующее", используемый в настоящем документе, относится к соединению, способному связываться с одним или несколькими PBP, обратимо или необратимо. Термин "РВР-связующее" также включает соединения, способные ингибировать активность одного или более PBP, либо частично, либо полностью.
50
50
Выражение "избирательное и высокоафинное PBP-связующее" относится к PBP-связующему, которое связывается только с одним PBP с очень высокой аффинностью. Как правило, термин "избирательное и высокоаффинное PBP-связующее" также включает те связующие, где значительная доля связующего избирательно связывается только с одним PBP с высокой аффинностью. Например, соединение может быть названо "избирательным и высокоаффинным PBP-связующим", если оно демонстрирует значение IC в 1 мкг/мл или менее только к одному из PBP, присутствующих в организме. Термин "значение IC" соединения относится к концентрации соединения, которая уменьшает связывание Bocillin-FL c PBP на 50% по сравнению со случаем, когда соединение не добавлено в реакцию.
Термин "бета-лактамаза расширенного спектра или ESBL", используемый в настоящем документе, включает в себя те бета-лактамазные ферменты, которые способны придавать бактериальную устойчивость к пенициллинам, цефалоспоринам первого, второго и третьего поколения и азтреонам за счет гидролиза этих антибиотиков.
Термин "MIC", как использовано в настоящем документе, относится к минимальной ингибирующей концентрации, которая является минимальной концентрацией антибактериального средства, которая подавляет видимый рост микроорганизмов.
Термин "MSC", как использовано в настоящем документе, относится к минимальной концентрации сферопластирования, которая является минимальной концентрацией антибактериального средства, при которой примерно 80% бактериальных клеток трансформируется в сферопласты.
Термин "MFC", используемый в настоящем документе, относится к минимальной концентрации филаментации, которая является минимальной концентрацией антибактериального средства, при которой около 80% бактериальных клеток становятся вытянутыми с образованием нитевидных структур.
Термин "сферопласт", используемый в настоящем документе, относится к бактериальной клетке, с которой клеточная стенка была почти полностью удалена действием антибактериального средства.
Термин "нитевидный", используемое в настоящем документе, относится к удлиненной бактериальной клетке.
Термин "бета-лактамное антибактериальное средство", как использовано в настоящем документе, относится к соединениям с антибактериальными свойствами и содержащим бета-лактамное ядро в своей молекулярной структуре.
Термин "бета-лактамаза", используемый в настоящем документе, относится к любому ферменту или белку или любому другому веществу, способному гидролизовать бета-лактамное кольцо, либо частично, либо полностью. Термин "бета-лактамаза" включает ферменты, которые вырабатываются бактериями и обладают способностью гидролизовать или инактивировать бета-лактамное кольцо в бета-лактамном соединении, частично или полностью.
Термин "устойчивое к бета-лактамазе PBP-связующее" относится к PBP-связующему, которые не инактивируются или гидролизуется в присутствии одного или более бета-лактамазных ферментов.
Термин "инфекция" или "бактериальная инфекция", используемый в настоящем документе, относится к наличию бактерий в индивидууме или на нем, которые в случае, если их рост был бы ингибирован, приносил бы пользу индивидууму. Как таковой, термин "инфекция" помимо ссылки на наличие бактерий также относится к нормальной флоре, которая не является желательной. Термин "инфекция" или "бактериальная инфекция" включает также инфекции, вызванные грамположительными и грамотрицательными бактериями.
Термины "лечить", "лечащий" или "лечение", как использовано в настоящем документе, относятся к введению лекарственного средства, включая фармацевтическую композицию, или один или более фармацевтически активных ингредиентов, для профилактических и/или терапевтических целей. Термин "профилактическое лечение" относится к лечению индивидуума, который еще не инфицирован, но который подвержен инфицированию или иным образом находится под риском инфицирования (профилактика бактериальной инфекции). Термин "терапевтическое лечение" относится к назначению лечения индивидууму, уже страдающему от инфекции. Термины "лечить", "лечащий" или "лечение", как используется в данном документе, также относятся к введению композиций или одного или более из фармацевтически активных ингредиентов, которые обсуждаются в настоящем документе, с дополнительными фармацевтически активными или инертными ингредиентами или без них, в целях: (I) уменьшения или ликвидации либо бактериальной инфекции, либо одного или более симптомов бактериальной инфекции, или (II) замедления прогрессирования бактериальной инфекции или одного или более симптомов бактериальной инфекции, или (III) уменьшения тяжести бактериальной инфекции или одного или более симптомов бактериальной инфекции или (IV) подавления клинического проявления бактериальной инфекции или (V) подавления проявления неблагоприятных симптомов бактериальной инфекции.
Под термином "фармацевтически эффективное количество" или "терапевтически эффективное количество" или "эффективное количество", используемым в настоящем документе понимается количество, которое оказывает терапевтический эффект, или количество, необходимое для получения терапевтического эффекта у индивидуума. Например, терапевтически или фармацевтически эффективным количеством антибактериального средства или фармацевтической композиции является количество антибактериального средства или фармацевтической композиции, необходимое для получения желаемого терапевтического эффекта, который можно оценивать по результатам клинических испытаний, модельным исследованиям инфекций на животных и/или в лабораторных исследованиях (например, на агаризованной или в жидкой среде роста). Фармацевтически эффективное количество зависит от нескольких факторов, включая, в качестве неограничивающих примеров, вовлеченный микроорганизм (например, бактерии), характеристики индивидуума (например, рост, вес, пол, возраст и медицинскую историю), тяжесть инфекционного процесса и конкретного типа применяемого антибактериального средства. Для профилактического лечения, терапевтически или профилактически эффективное количество представляет собой такое количество, которое было бы эффективно для предупреждения микробной (например, бактериальной) инфекции.
Термин "введение" или "вводимый" включает доставку композиции или одного или более фармацевтически активных ингредиентов индивидууму, в том числе, например, любыми подходящими способами, который служит для доставки состава или активных ингредиентов или других фармацевтически активных ингредиентов к месту инфекции. Способ введения может варьировать в зависимости от различных факторов, таких как, например, компоненты фармацевтической композиции или характер фармацевтически активных или инертных ингредиентов, участок потенциальной или реальной инфекции, участвующих микроорганизмов, тяжести инфекции, возраста и физического состояния индивидуума и тому подобное. Некоторые не ограничивающие примеры способов введения композиции или фармацевтически активного ингредиента индивидууму в соответствии с этим изобретение включают пероральный, внутривенный, местный, интрареспираторный, внутрибрюшинный, внутримышечный, парентеральный, сублингвальный, накожный, интраназальный, в виде аэрозоля, внутриглазной, интратрахеальный, интраректальный, влагалищный, генной пушки, кожного пластыря, глазных капель, ушных капель или жидкости для полоскания рта. В случае фармацевтической композиции, содержащей больше чем один ингредиент (активный или инертный), один из способов введения такой композиции является смешивание ингредиентов (например, в виде любой стандартной лекарственной форме, такой как таблетка, капсула, раствор, порошок и тому подобное) и затем введение лекарственной формы. Кроме того, ингредиенты могут также вводиться раздельно (одновременно или один за другим), при условии, что эти ингредиенты достигают благотворных терапевтических уровней, таких, что композиция в целом обеспечивает синергический и/или желаемый эффект.
Под термином "рост", как используется в настоящем документе, понимается рост одного или более микроорганизмов и включает в себя воспроизводство или стремительный рост микроорганизмов (например, бактерий). Термин также включает поддержание текущих метаболических процессов микроорганизма, в том числе процессы, которые поддерживают микроорганизм живым.
Термин "эффективность", используемый в настоящем документе, относится к способности лечения или композиции или одного или более фармацевтически активных ингредиентов придавать желаемый биологический эффект индивидууму. Например, под термином "антибактериальная эффективность" композиции или антибактериального средства понимается способность композиции или антибактериального средства предупреждать или лечить микробную (например, бактериальную) инфекцию у индивидуума.
Под термином "синергетический" или "синергия", используемым в настоящем документе, понимается взаимодействие двух или более средств, так что их совокупное действие превышает их индивидуальные эффекты.
th
Термин "фармацевтически инертный ингредиент" или "носитель" или "наполнитель" означает вещество или материал, используемый для облегчения введения соединения, в том числе, например, для увеличения растворимости соединения. Типичные, не ограничивающие примеры твердых носителей включают крахмал, лактозу, дикальцийфосфат, сахарозу, каолин и так далее. Типичные, не ограничивающие примеры жидких носителей включают стерильную воду, физиологический раствор, буферы, неионные поверхностно-активные вещества и съедобные масла, такие как масло, арахисовое и кунжутное масла и так далее. Кроме того, могут быть включены различные адъюванты, обычно используемые в рассматриваемой области техники. Эти и другие подобные соединения описаны в литературе, например, в Merck Index (Merck & Company, Rahway, Нью-Джерси). Соображения для включения различных компонентов в фармацевтические композиции описаны, например, в Gilman et al. (Eds.) (1990); Goodman and Gilman's: The Pharmacological Basis of Therapeutics, 8 Ed., Pergamon Press., которая включена в настоящий документ посредством ссылки во всей его полноте.
Под термином "индивидуум", как используется в настоящем документе, понимается позвоночное или беспозвоночное, в том числе млекопитающее. Термин "индивидуум" включает человека, животное, птицу, рыбу или земноводное. Типичные, неограничивающие примеры "индивидуума" включают людей, кошек, собак, лошадей, овец, коров, крупный рогатый скот, свиней, овец, крыс, мышей и морских свинок.
В одном общем аспекте, предоставлена фармацевтическая композиция, содержащая: (a) по меньшей мере, одно антибактериальное средство или фармацевтически приемлемое производное этого, и (b) усиливающее соединение или фармацевтически приемлемое производное этого; причем усиливающее соединение является: (I) устойчивым к бета-лактамазам и (II) избирательным и высокоаффинным PBP-связующим.
В другом общем аспекте, предложен способ лечения бактериальной инфекции у индивидуума, включающий стадию введения индивидууму эффективного количества фармацевтической композиции, содержащей: (a) по меньшей мере, одно антибактериальное средство или фармацевтически приемлемое производное этого, и (b) усиливающее соединение или фармацевтически приемлемое производное этого; причем усиливающее соединение является: (i) устойчивым к бета-лактамазам и (ii) избирательным и высокоаффинным PBP-связующим.
В еще одном общем аспекте, предложен способ лечения бактериальной инфекции у индивидуума, включающий стадию введения индивидууму (a) по меньшей мере, одного антибактериального средства или фармацевтически приемлемого производного этого, и (b) усиливающего соединения или фармацевтически приемлемого производного этого; причем усиливающее соединение является: (i) устойчивым к бета-лактамазам и (ii) избирательным и высокоаффинным PBP-связующим.
В другом общем аспекте, предложен способ повышения антибактериальной эффективности антибактериального средства у индивидуума, включающий совместное введение указанного антибактериального средства или фармацевтически приемлемого производного этого, и (b) усиливающего соединения или фармацевтически приемлемого производного этого; причем усиливающее соединение является: (i) устойчивым к бета-лактамазам и (ii) избирательным и высокоаффинным PBP-связующим.
Композиции и способ в соответствии с изобретением используют антибактериальное средство или фармацевтически приемлемое производное этого. Широкий выбор антибактериальных средств может быть использован. Типичные, неограничивающие примеры антибактериальных средств включают один или несколько антибактериальных соединений, как правило, классифицируемых как аминогликозиды, ансамицины, карбацефемы, пенемы, оксапенамы, сульфонпенамы, карбапенемы, цефалоспорины, цефамицины, линкозамиды, липопептиды, макролиды, монобактамы, нитрофураны, пенициллины, полипептиды, хинолоны, сульфаниламиды, тетрациклины, оксазолидинон и тому подобное.
В некоторых вариантах осуществления, в композициях и способах в соответствии с изобретением антибактериальное средство представляет собой бета-лактамное антибактериальное средство. В некоторых других вариантах осуществления в композициях и способах в соответствии с изобретением, антибактериальное средство выбрано из группы, состоящей из аминогликозидов, анзамицинов, карбацефемов, пенемов, карбапенемов, цефалоспоринов, цефамицинов, линкозамидов, липопептидов, макролидов, монобактамов, нитрофуранов, пенициллинов, полипептидов, хинолонов, сульфаниламидов, тетрациклинов, оксазолидинонов и подобного.
Типичные, неограничивающие примеры аминогликозидных антибактериальных средств включают амикацин, гентамицин, канамицин, неомицин, нетилмицин, тобрамицин, паромомицин, арбекацин, плазомицин, стрептомицин, апрамицин и тому подобное.
Типичные, неограничивающие примеры анзамициновых антибактериальных средств включают гелданамицин, гербимицин и тому подобное.
Типичные, неограничивающие примеры карбацефемовых антибактериальных средств включают лоракарбеф и тому подобное.
Типичные, неограничивающие примеры пенемовых антибактериальных средств включают фаропенем и тому подобное.
Типичные, неограничивающие примеры карбапенемовых антибактериальных средств включают эртапенем, дорипенем, имипенем, меропенем и тому подобное.
Типичные, неограничивающие примеры цефалоспориновых и цефамициновых антибактериальных средств включают цефазолин, цефацетрил, цефадроксил, цефалексин, цефалоглицин, цефалониум, цефалоридин, цефалотин, цефапирин, цефатризин, цефазедон, цефазафлур, цефрадин, цефроксадин, цефтезол, цефаклор, цефамандол, цефминокс, цефоницид, цефоранид, цефотиам, цефпрозил, цефбуперазон, цефуроксим, цефузонам, цефамицин, цефокситин, цефотетан, цефметазол, карбацефем, цефиксим, цефтазидим, цефтриаксон, цефкапен, цефдалоксим, цефдинир, цефдиторен, цефетамет, цефменоксим, цефодизим, цефоперазон, цефотаксим, цефпимизол, цефпирамид, цефподоксим, цефсулодин, цефтерам, цефтибутен, цефтиолен, цефтизоксим, оксацефем, цефепим, цефозопран, цефпиром, цефквином, цефтиофур, цефквином, цефовецин, СХА-101, цефтаролин, цефтобипрол и т.д.
Типичные, неограничивающие примеры линкозамидных антибактериальных средств включают клиндамицин, линкомицин и тому подобное.
Типичные, неограничивающие примеры макролидных антибактериальных средств включают азитромицин, кларитромицин, диритромицин, эритромицин, рокситромицин, тролеандомицин, телитромицин, спектиномицин, солитромицин и тому подобное.
Типичные, неограничивающие примеры монобактамовых антибактериальных средств включают азтреонам и тому подобное.
Типичные, неограничивающие примеры нитрофурановых антибактериальных средств включают фуразолидон, нитрофурантоин и тому подобное.
Типичные, неограничивающие примеры пенициллиновых антибактериальных средств включают амоксициллин, ампициллин, азлоциллин, карбенициллин, клоксациллин, диклоксацилин, флуклоксацилин, мезлоциллин, метициллин, нафциллин, оксациллин, пенициллин G, пенициллин V, пиперациллин, темоциллин, тицарциллин и тому подобное.
Типичные, неограничивающие примеры полипептидных антибактериальных средств включают бацитрацин, колистин, полимиксин и тому подобное.
Типичные, неограничивающие примеры хинолоновых антибактериальных средств включают ципрофлоксацин, эноксацин, гатифлоксацин, левофлоксацин, ломефлоксацин, моксифлоксацин, налидиксовую кислоту, левонадифлоксацин, норфлоксацин, офлоксацин, тровафлоксацин, грепафлоксацин, ципрофлоксацин, темафлоксацин, дефлоксацин и тому подобное.
Типичные, неограничивающие примеры сульфаниламидных антибактериальных средств включают мафенид, сульфонамидохризоидин, сульфацетамид, сульфадиазин, сульфаметизол, сульфаметоксазол, сульфасалазин, сульфисоксазол, триметоприм и тому подобное.
Типичные, неограничивающие примеры тетрациклиновых антибактериальных средств включают демеклоциклин, доксициклин, миноциклин, окситетрациклин, тетрациклин, тигециклин и тому подобное.
Типичные неограничивающие примеры оксазолидиноновых антибактериальных средств включают тедизолид, линезолид, ранбезолид, торезолид, радезолид и т.д.
Композиции и способы в соответствии с изобретением используют усиливающее соединение или фармацевтически приемлемое производное этого. Усиливающее соединение представляет собой (I) устойчивое к бета-лактамазам и (II) избирательное и высокоаффинное PBP-связующее. В общем, можно использовать любое избирательное и высокоаффинное PBP-связующее, которое устойчиво к бета-лактамазам. Как правило, соединение (например, PBP связующего) является устойчивым к бета-лактамазам, если оно не инактивируется или не гидролизуется в присутствии одного или более бета-лактамазных ферментов. Например, говорят, что соединение (или PBP-связующее) устойчиво к бета-лактамазам, если оно сохраняет первоначальную активность в течение более двух часов в присутствии одного или более бета-лактамазных ферментов.
Типичные, неограничивающие примеры подходящих усиливающных соединений в соответствии с изобретением раскрыты в международной заявке РСТ № РСТ/IB2012/054290, РСТ/IB2012/054296 и в индийской предварительной заявке на патент № 2471/ MUM/2012. Различные другие соединения, которые способны действовать в качестве устойчивого к бета-лактамазам, избирательного и высокоаффинного PBP-связующего, можно применять в качестве усиливающего соединения в соответствии с изобретением.
В некоторых вариантах осуществления усиливающее соединение или фармацевтически приемлемое производное этого присутствует в количестве примерно от 0,01 до 10 г на грамм антибактериального средства или фармацевтически приемлемого производного этого.
В некоторых других вариантах осуществления усиливающее соединение способно избирательно связываться к одним из существенных PBP. Общепринято, что PBP 1а и 1b вмешиваются в элонгацию клеточной стенки, PBP2 необходим для поддержания формы клеток в их кокко-палочкообразной форме, а PBP3 участвует в образовании перегородки, способствуя клеточному делению. В результате, PBP3-направленные средства вызывают преобразование кокко-бациллярной формы в вытянутые филаменты. Аналогично, PBP2 связывающее средство преобразует организмы в клетки округлой формы, известные как сферопласты.
В некоторых вариантах осуществления усиливающее соединение и антибактериальное средство демонстрируют взаимодополняющие профили PBP-связывания, что означает, что усиливающее соединение способно избирательно связываться, по меньшей мере, с одним PBP, за исключением связанного с усиливающим соединением.
В некоторых вариантах осуществления предоставляется фармацевтическая композиция, содержащая: (a) по меньшей мере, одно антибактериальное средство или фармацевтически приемлемое производное этого, и (b) усиливающее соединение или фармацевтически приемлемое производное этого; причем антибактериальное средство или фармацевтически приемлемое производное этого, и усиливающее соединение или фармацевтически приемлемое производное этого являются взаимодополняющими PBP-связывающими средствами.
В некоторых вариантах осуществления предоставляется способ лечения бактериальной инфекции у индивидуума, включающий введение индивидууму: (a) по меньшей мере, одного антибактериального средства или фармацевтически приемлемого производного этого, и (b) усиливающего соединения или фармацевтически приемлемого производного этого; причем антибактериальное средство или фармацевтически приемлемое производное этого, и усиливающее соединение или фармацевтически приемлемое производное этого являются взаимодополняющими PBP-связывающими средствами.
В некоторых вариантах предоставляется фармацевтическая композиция, содержащая: (a) по меньшей мере, одно антибактериальное вещество или фармацевтически приемлемое производное этого, и (b) усиливающее соединение или фармацевтически приемлемое производное этого; причем антибактериальное средство или фармацевтически приемлемое производное этого, и усиливающее соединение или фармацевтически приемлемое производное этого присутствуют в концентрациях ниже соответствующих минимальных ингибирующих концентраций.
В некоторых вариантах осуществления предоставляется способ лечения бактериальной инфекции у индивидуума, включающий введение индивидууму: (a) по меньшей мере, одного антибактериального вещества или фармацевтически приемлемого производного этого, и (b) усиливающего соединения или фармацевтически приемлемого производного этого; причем антибактериальное средство или фармацевтически приемлемое производное этого, и усиливающее соединение или фармацевтически приемлемое производное этого присутствуют в концентрациях ниже соответствующих минимальных ингибирующих концентраций.
В некоторых вариантах осуществления предоставляется фармацевтическая композиция, содержащая: (a) по меньшей мере, одно антибактериальное средство или фармацевтически приемлемое производное этого, и (b) усиливающее соединение или фармацевтически приемлемое производное этого; причем антибактериальное средство или фармацевтически приемлемое производное этого, и усиливающее соединение или фармацевтически приемлемое производное этого присутствуют в концентрациях, равных или выше соответствующей минимальной ингибирующей концентрации.
В некоторых вариантах осуществления предоставляется способ лечения бактериальной инфекции у индивидуума, включающий введение индивидууму: (a) по меньшей мере, одного антибактериального вещества или фармацевтически приемлемого производного этого, и (b) усиливающего соединения или фармацевтически приемлемого производного этого; причем антибактериальное средство или фармацевтически приемлемое производное этого, и усиливающее соединение или фармацевтически приемлемое производное этого присутствуют в концентрациях концентрациях, равных или выше соответствующей минимальной ингибирующей концентрации.
В некоторых вариантах осуществления предоставляется фармацевтическая композиция, содержащая: (a) по меньшей мере, одно антибактериальное вещество или фармацевтически приемлемое производное этого, и (b) усиливающего соединения или фармацевтически приемлемого производного этого; причем антибактериальное средство или фармацевтически приемлемое производное этого присутствует в своей минимальной концентрации филаментации и усиливающее соединение или фармацевтически приемлемое производное этого присутствует в своей минимальной концентрации сферопластирования.
В некоторых вариантах осуществления предоставляется способ лечения бактериальной инфекции у индивидуума, включающий введение индивидууму: (a) по меньшей мере, одного антибактериального средства или фармацевтически приемлемого производного этого, и (b) усиливающего соединения или фармацевтически приемлемого производного этого; причем антибактериальное средство или фармацевтически приемлемое производное этого присутствует в минимальной концентрации филаментации и усиливающее соединение или фармацевтически приемлемое производное этого присутствует в минимальной концентрации сферопластирования.
Фармацевтические композиции в соответствии с изобретением могут включать один или более фармацевтически приемлемых носителей или наполнителей или тому подобное. Типичные, неограничивающие примеры таких носителей или наполнителей включают маннит, лактозу, крахмал, стеарат магния, сахарин натрия, тальк, целлюлозу, натрийкросскармелозу, глюкозу, желатин, сахарозу, магния карбонат, смачивающие средства, эмульгирующие средства, солюбилизирующие средства, рН-буферные вещества, смазывающие средства, стабилизирующие средства, связывающие средства и т.д.
Фармацевтические композиции в соответствии с этим изобретением могут существовать в различных формах. В некоторых вариантах фармацевтическая композиция находится в форме порошка или раствора. В некоторых других вариантах осуществления фармацевтические композиции в соответствии с изобретением находятся в форме порошка, который может быть восстановлен путем добавления совместимого разбавителя для восстановления перед парентеральным введением. Неограничивающий пример такого совместимого разбавителя для восстановления включает воду.
В некоторых других вариантах осуществления фармацевтические композиции в соответствии с изобретением находятся в форме замороженной композиции, которая может быть разбавлена совместимым разбавителем перед парентеральным введением.
В некоторых других вариантах осуществления фармацевтические композиции в соответствии с изобретению находятся в форме, готовой к использованию для парентерального введения.
В способах в соответствии с изобретением фармацевтическая композиция и/или другие фармацевтически активные ингредиенты, раскрытые здесь, могут вводиться любым подходящим способом, который служит для доставки композиции или ее компонентов или активных ингредиентов к нужному участку. Способ введения может варьировать в зависимости от различных факторов, таких как, например, компоненты фармацевтической композиции и природа активных ингредиентов, участок потенциальной или реальной инфекции, вовлеченные микроорганизмы (например, бактерии), степень тяжести инфекции, возраст и физическое состояние индивидуума. Некоторые неограничивающие примеры введения композиции индивидууму в соответствии с настоящим изобретением включают пероральное, внутривенное, местное, интрареспираторное, внутрибрюшинное, внутримышечное, парентеральное, сублингвальное, накожное, интраназальное, в виде аэрозоля, внутриглазное, интратрахеальное, интраректальное, влагалищное, генной пушкой, кожным пластырем, глазными каплями, ушными каплями или жидкостью для полоскания рта.
Композиции в соответствии с изобретением могут быть составлены в виде различных лекарственных форм, причем активные ингредиенты и/или вспомогательные вещества могут присутствовать либо вместе (например, в качестве смеси) или в виде отдельных компонентов. В случае, когда различные ингредиенты в композиции составлены в качестве смеси, такие композиции могут быть доставлены с помощью введения такой смеси. Композиции или лекарственные формы, в которых ингредиенты не находятся в виде смеси, а привносятся в виде отдельных компонентов, такой композиция/лекарственная форма может вводиться несколькими способами. В один из возможных способов, ингредиенты могут быть смешаны в нужных пропорциях, и смесь затем вводят по мере необходимости. Альтернативно, компоненты или ингредиенты (активные или инертные) могут по отдельности вводиться (одновременно или один за другим) в соответствующей пропорции, с тем чтобы достичь такого же или эквивалентного терапевтического уровня или эффекта, какой был бы достигнут путем введения эквивалентной смеси.
Аналогичным образом, в способах в соответствии с изобретением, активные ингредиенты, раскрытые в настоящем документе, можно вводить индивидууму несколькими способами в зависимости от требований. В некоторых вариантах осуществления активные ингредиенты смешиваются в соответствующих количествах, а затем смесь вводят индивидууму. В некоторых других вариантах осуществления активные ингредиенты вводят по отдельности. Поскольку изобретение предполагает, что активные ингредиенты, средства можно вводить раздельно, изобретение также предусматривает комбинирование отдельных фармацевтических композиций в виде комплекта. Комплект может состоять из одной или более отдельных фармацевтических композиций, каждая из которых включает один или более активных ингредиентов. Каждая из таких отдельных композиций может присутствовать в отдельном контейнере, таком как бутылка, пузырек, шприцы, коробки, мешки, и тому подобное. Как правило, в комплект входят руководства для введения отдельных компонентов. Форма комплекта особенно выгодна, когда отдельные компоненты предпочтительно вводят в различных лекарственных формах (например, пероральной и парентеральной) или вводят с разными дозовыми интервалами. Когда активные ингредиенты вводят по отдельности, они могут вводиться одновременно или последовательно.
Фармацевтическая композиция или активные ингредиенты в соответствии с настоящим изобретением может быть составлена в виде различных лекарственных форм. Типичные, неограничивающие примеры лекарственных форм включают твердые, полутвердые, жидкие и аэрозольные лекарственные формы, такие как таблетки, капсулы, порошки, растворы, суспензии, суппозитории, аэрозоли, гранулы, эмульсии, сиропы, эликсиры и тому подобное.
Как правило, фармацевтические композиции и способ, раскрытые в настоящем документе, являются полезными для предупреждения или лечения бактериальной инфекции. Преимущественно, композиции и способы, раскрытые в настоящем документе, также являются эффективными для предупреждения или лечения инфекций, вызванных бактериями, которые, как считается, менее восприимчивы или невосприимчивы к одному или более известных антибактериальных средств или их известных композиций. Некоторые неограничивающие примеры таких бактерий, у которых, как известно, развивается устойчивость к различным антибактериальным средствам, включают Acinetobacter, E. coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Enterobacter, Klebsiella, Citrobacter и тому подобное. Другие неограничивающие примеры инфекций, которые можно предупредить или лечить с помощью композиций и/или способов по изобретению, включают: инфекции кожи и мягких тканей, фебрильная нейтропения, инфекции мочевыводящих путей, интраабдоминальные инфекции, инфекции дыхательных путей, пневмониальная (нозокомиальная), бактериемийная, менингитная, хирургическая инфекции и т.д.
Удивительно, что композиции и способы в соответствии с изобретением также являются эффективными для предупреждения или лечения бактериальных инфекций, вызванных бактериями, продуцирующими один или более бета-лактамазных ферментов. Способность композиций и способов в соответствии с настоящим изобретением для лечения таких бактерий, устойчивых к типичным бета-лактамным антибиотикам, представляет значительное улучшение в рассматриваемой области техники.
В целом, использование усиливающего соединения в соответствии с изобретением приводит к увеличению антибактериальной эффективности антибактериального средства у индивидуума. Антибактериальная эффективность одного или более антибактериальных средств может быть увеличена, например, путем совместного введения указанного антибактериального средства или фармацевтически приемлемого производного этого с усиливающим соединением или фармацевтически приемлемым производным этого.
Для любого специалиста в данной области техники должно быть очевидно, что различные замены и модификации могут быть сделаны в изобретении, раскрытом в данном документе, без отхода от объема и духа изобретения. Например, специалисты в данной области техники признают, что изобретение может быть осуществлено с помощью множества различных соединений в пределах приведенного общего описания.
ПРИМЕРЫ
Пример 1
Использование моно-[2-(N'-[(R)-пиперидин-3-карбонил]-гидразинокарбонил)-7-оксо-L,6-диаза-бицикло[3.2.1]окт-6-ил]ового эфира транс-(2S,5R)-серной кислоты [соединение с Формулой (III)] в качестве усиливающего соединения.
Формула (III)
50
Соединение с Формулой (III) было подготовлено с использованием процедуры, раскрытой в международной заявке РСТ № РСТ/IB2012/054290 и оценивалось по его профиль аффинности PBP-связывания. В типичном анализе PBP-связывания для оценки аффинности связывания, 20 мкл (конечный объем) PBP-содержащего раствора инкубировали (30 мин, 37°С) в присутствии возрастающих концентраций соединения с Формулой (III), цефепима и мециллинама (диапазон проверенных концентраций 0,0156-2 мг/л) и впоследствии меченого с использованием флуоресцентного пенициллина Bocillin FL в 25 мкМ-концентрации. Каждую из реакционных смесей затем денатурировали с 20 мкл из SDS-денатурирующего раствора при 100°С в течение 3 мин. PBP разделяли с помощью электрофореза в 10% SDS-полиакриламидном геле (Bio-Rad Laboratories, Геркулес, Калифорния). Белковые гели промывали водой сразу после электрофореза. Меченые PBP визуализировали с помощью BioRad Molecular Imager FX Pro (Bio-Rad Laboratories, Геркулес, Калифорния) (возбуждение при 488 нм и эмиссии при 530 нм) и значения IC соединения с Формулой (III), цефепима и мециллинама для разных PBP определяли из независимых экспериментов с использованием трех повторностей при помощи программного обеспечения Quantity One (Bio-Rad Laboratories, Геркулес, Калифорния) и сравнивали с использованием теста Стьюдента. Значения р<0,05 считались статистически значимыми. Результаты этих исследований приведены в таблице 1.
50
Данные в таблице 1 показывают, что цефепим связывается с несколькими PBP с высокой аффинностью (кроме РВР 5/6). Мециллинам и соединение с Формулой (III) избирательно связываются с Pseudomonas PBP2 с высокой аффинностью (значение IC составляет 1 мкг/мл или менее). Таким образом, можно сказать, что Мециллинам и соединение с Формулой (III) являются "избирательными и высокоаффинными PBP связующими".
Далее, оценивали бета-лактамазную устойчивость некоторых из этих соединений. В типичном исследовании устойчивости, ESBL ферменты K. pneumoniae S48, продуцирующего металло-бета-лактамазу (NDM4) и бета-лактамазу класса А (CTX-M, SHV, TEM), были выделены из свежевыращенной культуры при помощи 5 повторных циклов замораживания и оттаивания в жидком азоте. Концентрации 80 мкг/мл Имипенема, Мециллинама и соединения с Формулой (III) получали в 0,5 мл грубого ферментного экстракта и инкубировали при 37°С в течение 0, 1, 2 и 24 часов, чтобы произошла ферментативная реакция. После указанной продолжительности инкубации, тестируемые соединения экстрагировали из реакционной смеси путем добавления 0,5 мл ацетонитрила в соотношении 1:1 (конечная концентрация тестируемого соединения - 40 мкг/мл) и центрифугировали при 12000 об/мин в течение 2 мин, чтобы отделить осажденный белок. Активность тестируемых соединений определяли из надосадочной жидкости путем проведения микробиологического диффузионного анализа препарата. Для диффузионного анализа препарата, агар Мюллера-Хинтона (МНА) с засеянным штаммом Е. coli АТСС 25922 выливали на чашки для биотестирования, помещенные на ровную поверхность, и давали затвердеть. Соответствующую концентрацию разведений автономного и обработанного ферментом тестируемого препарата добавляли 6 мм лунки, вырезанные с помощью сверла. Антибактериальная активность испытуемых соединений определяли посредством зон ингибирования, появляющихся после 18-24 часов инкубации при 37°С. Измерение диаметра зоны ингибирования было проведено до ближайшего целого значения с помощью линейки. Результаты этих исследований устойчивости приведены в таблицах 2а и 2b.
В этих исследованиях устойчивости, антибактериальная активность (выраженная посредством диаметров зон ингибирования (мм)) отдельных испытуемых соединений (т.е. без каких-либо бета-лактамазной обработки), как было найдено, остается неизменной при 0, 1, 2 и 24 часах (Таблица 2а). Таблица 2b показывает устойчивость различных соединений в присутствии бета-лактамазных ферментов. Значения диаметра зоны ингибирования (выраженные в мм) для соединения с Формулой (III), Мециллинама и Имипенема составляли 16, 15,5 и 22, соответственно. Конкретная бета-лактамаза, использованная в настоящем исследовании, представляет собой карбапенем-гидролизующую металло-бета-лактамазу. Как видно из данных в таблице 2b, соединение с Формулой (III) сохранило свою антибактериальную активность (как показано по неизмененному диаметру зоны ингибирования) даже после инкубации с бета-лактамазной в течение 24 часов, подтверждая, что оно был стабильным и не инактивировалось бета-лактамазой. С другой стороны, активность Имипенема и Мециллинама была сильно нарушена после обработки бета-лактамазой, показывая, что они не были устойчивы к бета-лактамазам. Данные табл. 1 и 2 подтверждают, что соединение с Формулой (III) является устойчивым к бета-лактамазе и также является избирательным и высокоаффинным PBP-связующим. Таким образом, соединение с Формулой (III) можно применять в качестве усиливающего соединения в соответствии с изобретением.
Пример 2
Антибактериальная эффективность антибактериального средства в присутствии усиливающего соединения.
Антибактериальная эффективность различных антибактериальных средств в присутствии соединения с Формулой (III) был исследована, и результаты подробно описаны ниже. В типичном исследовании, ночные культуры в триптиказном соевый бульон (TSB) были приведены в log-фазу путем разбавления 1 в 10 в свежей скорректированной по катионам среде Мюллера-Хинтона (MHB) и инкубации в течение 2,5 часов при температуре 35°С на орбитальном шейкере. Культуры в log-фазе разводили до желаемого посевного материала в колбах с MHB, содержащей различные концентрации препарата. Колбы инкубировали при 35°С в орбитальном шейкере со скоростью вращения 125 об/мин. Подсчет жизнеспособности определяли путем последовательных разведений образцов 1 в 10 в физиологическом растворе и высева 10 мкл разведений в двух повторностях на поверхность чашек с триптиказным соевым агаром. Чашки инкубировали в течение 24 часов при 35°C, и колонии подсчитывали для определения колониеобразующих единиц (кое) на мл объема. Результаты этих исследований описаны ниже.
Данные, характеризующие эффективность различных антибактериальных средств в присутствии соединения с Формулой (III) в отношении штамма Е. coli АТСС 25922 приведены в таблицах с 3 по 5. В таблице 3 приведены данные, полученные с помощью Азтреонам, таблице 4 - с использованием Цефокситина и таблице 5 - с использованием Цефсулодина. Как видно, каждое из этих соединений демонстрировало удивительное и неожиданно более высокое бактерицидное действие в присутствии соединения с Формулой (III) в сравнении с тем, когда они использовались по отдельности. Примечательно и то, что Азтреонам, как известно, является единственным PBP3-связующим, Цефокситин является PBP5/6 связующим и Цефсулодин является PBP1a/b связующим, что означает, что каждое из этих соединений связывалось с PBP, отличным от связанного с соединением с Формулой (III), которое связывается с PBP2. Это говорит о том, что синергический бактерицидный эффект может быть получен, когда антибактериальное средство и усиливающее соединение проявляют взаимодополняющие профили PBP-связывания.
В таблице 3 приведены данные по синергическому бактерицидному действию Азтреонама в присутствии соединения с Формулой (III) на Е. coli АТСС 25922. Как видно, и Азтреонам, и соединение с Формулой (III) не проявляет какого-либо бактерицидного действия при использовании по отдельности. Удивительно, что комбинация Азтреонама и соединения с Формулой (III) демонстрирует синергическое бактерицидное действие.
В таблице 4 приведены данные по синергическому бактерицидному действию цефокситина в присутствии соединения с Формулой (III) на Е. coli АТСС 25922. Как видно, и цефокситин, и соединение с Формулой (III) не проявляют какого-либо значительного бактерицидного действия при использовании по отдельности. На удивление, сочетание цефокситина и соединения с Формулой (III) демонстрировало синергическое бактерицидное действие.
В таблице 5 приведены данные по синергическому бактерицидному действию цефсулодина в присутствии соединения с Формулой (III) на Е. coli АТСС 25922. Как видно, и цефсулодин, и соединение с Формулой (III) не проявляет какого-либо бактерицидного действия при использовании по отдельности. На удивление, сочетание цефсулодина и соединения с Формулой (III) демонстрировало синергическое бактерицидное действие.
В таблицах 6 и 7 приведены данные по синергическому бактерицидному действию Азтреонама (единственное PBP3-связывающее средство) и Цефсулодина (PBP3-связывающее средство) в отношении штамма P. aeruginosa PAO1, подтверждающие синергическое действие, полученное из-за взаимодополняющих профилей PBP-связывания антибактериального средства и усиливающего соединения.
В таблице 6 приведены данные по синергическому бактерицидному действию Азтреонама в присутствии соединения с Формулой (III) на штамм PAO1 P. aeruginosa. Как видно, и Азтреонам, и соединение с Формулой (III) не проявляют какого-либо бактерицидного действия при использовании по отдельности. Удивительно, комбинация Азтреонама и соединения с Формулой (III) демонстрирует синергическое бактерицидное действие.
В таблице 7 приведены данные по синергическому бактерицидному действию Цефсулодина в присутствии соединения с Формулой (III) на штамм PAO1 P. aeruginosa. Как видно, соединение с Формулой (III) не проявляет какого-либо бактерицидного действия при использовании по отдельности. Даже отдельный Цефсулодин не вызывает соответствующую гибель до 24 час. На удивление, сочетание Цефсулодина и соединения с Формулой (III) демонстрирует синергическое бактерицидное действие соответственно до 24 часов.
Таблицы 8 и 9 приводят данные по синергическому бактерицидному действию Цефепима в присутствии соединения с Формулой (III) в отношении высоко устойчивых штаммов K. pneumoniae и A. baumannii, которые производят металло-бета-лактамазы (MBL) и карбапенем-гидролизующие класса D бета-лактамазы (CHDL), например, OXA-ферменты. Отсутствие бактерицидного действия Имипенема и Цефепима в этих случаях предполагает экспрессию ферментов металло-бета-лактамаз (MBL) и карбапенем-гидролизующих класса D бета-лактамаз (CHDL) в штаммах, соответственно.
Для K. pneumoniae S48, клинически используемый ингибитор ESBL, такой как клавулановая кислота, которая не ингибирует MBL, был неэффективным для вызывания гибели бактерий в сочетании с Цефепимом. Аналогичным образом, несоответствующий бактерицидный ответ наблюдался для комбинации Мециллинама и Цефепима, несмотря на взаимодополняющее связывание PBP2 и PBP3/1а/1b вследствие ферментативной инактивации как Мециллинама, так и Цефепима. Несоответствующий бактерицидный ответ также наблюдался с Имипенемом вследствие его ферментативной инактивации. Только в комбинации с устойчивым к бета-лактамазам PBP2-связующим, таким как соединение с Формулой (III), наблюдали, что Цефепим вызывал неизменно сильное бактерицидное действие. Эксперимент наглядно демонстрирует роль устойчивого к бета-лактамазам PBP2-связующего (т.е. усиливающего соединения) в способности преодолевать устойчивость, опосредованную металло-бета-лактамазой (MBL).
В случае A. baumannii, продуцирующего карбапенем-гидролизующие лактамазы класса D (CHDL), продуцирующие ОХА ферменты (Таблица 9), только сочетание соединения с Формулой (III) и Цефепимом вызывало значительное бактерицидное действие по сравнению с индивидуальными средствами, подчеркивая ключевую роль бета-лактамазного PBP2-связующего в преодолении устойчивости, опосредованной карбапенем гидролизуют класса D ОХА.
В таблице 10 приведены данные по бактерицидному действию Цефепима в присутствии соединения с Формулой (III) в отношении штамма Pseudomonas aeruginosa NCTC 13437, продуцирующего карбапенем-гидролизующие MBL (VIM-10) и класса A (VEB1) ферменты.
th
В таблице 11 приведены данные по синергическому антибактериальному действию Меропенма в присутствии соединения с Формулой (III) и в преодолении устойчивости, опосредованной поринами наружной мембраны (ОМР), в клинических изолятах К. pneumoniae. Более высокие значения MIC Меропенема указывают на роль ОМР-опосредованной устойчивости, отрицательно влияющей на усвоение Меропенема. Удивительно, заметное уменьшение MIC Меропенема наблюдалось в присутствии соединения с Формулой (III), показывая, что ферментативно устойчивое PBP2-связывающее средство помогает Меропенему преодолевать ОМР-опосредованную устойчивость. В типичной процедуре определения значения MIC, выращенные течение ночи культуры бактерий разводили надлежащим образом и высевали на агаризованную среду, содержащую удвоенные концентрации испытуемых соединений. Наблюдение за ростом или отсутствием роста проводили через 16-20 часов инкубирования при 35+2°С в окружающем воздухе. В целом процедура была проведена в соответствии с рекомендациями Института клинических и лабораторных стандартов (CLSI) (Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI), Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing, 20 Informational Supplement, M 100 - S20, Volume 30, No. 1, 2010).
Данные, представленные в вышеприведенных примерах, указывают на то, что комбинация, включающая, по меньшей мере, одно антибактериальное средство или фармацевтически приемлемое производное этого, и усиливающее соединение или фармацевтически приемлемое производное этого; где усиливающее соединение является: (I) устойчивым к бета-лактамазам, и (II) избирательным и высокоаффинным PBP-связующим; может эффективно применяться при лечении или контроле бактериальных инфекций (даже тех, которые вызваны бактериями, которые выработали различные механизмы устойчивости) у индивидуума. Данные, представленные в настоящем документе, также указывают, что антибактериальная эффективность антибактериального средства у индивидуума может быть повышена при совместном введении указанного антибактериального средства или фармацевтически приемлемого производного этого с усиливающим соединением или фармацевтически приемлемым производным этого; причем усиливающее соединение является: (I) устойчивым к бета-лактамазам, и (II) избирательным и высокоаффинным PBP-связующим.
Пример 3
Синергический эффект гибели для комбинации антибактериального средства и усиливающего соединения
Синергический эффект гибели для комбинации в соответствии с изобретением изучали путем проведения исследований гибели в зависимости от времени. В типичном исследовании гибели в зависимости от времени, свежевыращенные культуры разбавляли до необходимой плотности клеток (начальный инокулят) в катион-скорректированной жидкой среде Мюллера-Хинтона (BD, США). Антибактериальные средства (по отдельности или в комбинации) в требуемых концентрациях добавляли к культура-содержащей среде. Образцы инкубировали в условиях покачивания (120 об/мин) при 37°С. Подсчет титра жизнеспособных бактерий проводили каждые 2 часа путем разведения в нормальном солевой растворе и высева на плашки с триптическим соевым агаром (BD, США). Плашки инкубировали в течение 24 часов для получения титра жизнеспособных бактерий. Результаты выражены в виде log кое/мл. Как правило, уменьшение на 1 log кое/мл соответствует 90% гибели бактерий. Аналогично, уменьшение на 2 log кое/мл указывает на 99% гибель бактерий и уменьшение на 3 log кое/мл соответствует 99,9% гибели бактерий.
Было с удивлением обнаружено, что комбинирование взаимодополняющих связывающих средств при их соответствующих MFC (концентрация, при которой около 80% бактериальных клеток является удлиненными) и MSC (концентрация, при которой около 80% бактериальных клеток преобразуются в сферопласты) генерировало сильное бактерицидное действие против даже весьма устойчивых бактериальных штаммов. Цефепим проявили высокую аффинность к PBP3, и было отмечено, что суб-MIC концентрации Цефепима было достаточно, чтобы преобразовать нормальные бактериальные клетки в нитевидные. Аналогично, соединение с Формулой (III), усиливающее, демонстрировало более высокую аффинность к PBP2, и его суб-MIC концентрации преобразовывали нормальные бактериальные клетки в сферопласты. Иными словами, комбинация Цефепима в концентрации MFC и соединение с Формулой (III) в концентрации MSC демонстрировала сильное антибактериальное действие. Поэтому вместо MIC, параметры концентраций MFC и MSC, управляющие бактерицидной синергией, иллюстрируют критическую важность этих параметров в развязывании бактерицидного действия комбинаций, действующих через усиливающий механизм взаимодополняющего PBP-связывания.
Таблица 12 демонстрирует минимальную ингибирующую концентрацию (MIC), минимальную концентрацию образования филаментов (MFC) и минимальную концентрацию образования сферопластов (MSC) для Цефепима и соединения с Формулой (III) в отношении К. pneumoniae В88 и P. mirabilis G 186. Как видно из приведенных данных, более высокие значения MIC, полученные как для Цефепима, так и для соединения с Формулой (III), представляют более высокую устойчивость по отношению к К. pneumoniae и P. mirabilis. Однако, значения MFC для Цефепима и значения MSC для соединения с Формулой (III), усиливающего соединения, оказались значительно более низкими, чем соответствующие значения MIC.
Синергетическая бактерицидная активность Цефепима и комбинация соединения с Формулой (III) при их соответствующих MFC и МСЦ проверяли в отношении множественной лекарственной устойчивости (MDR) Klebsiella pneumoniae В88 и P. mirabilis. Результаты приведены в таблице 13 и таблице 14. Klebsiella pneumoniae В 88 продуцирует бета-лактамазы NDM, SHV и TEM, и P. Mirabilis G 186. Как видно из таблицы 13, как Цефепим, так и соединение с Формулой (III) (усиливающее соединение) в своих соответствующих MFC и MSC концентрациях не проявляют антибактериальной активности в отношении Klebsiella pneumoniae В 88. Однако, на удивление, было обнаружено, что комбинация Цефепима и соединения с Формулой (III) в (усиливающего соединения) в их соответствующих MFC и MSC концентрациях демонстрировало сильное антибактериальное действие против множественной лекарственной устойчивости (MDR) Klebsiella pneumoniae В 88. Аналогично, как можно видеть из таблицы 14, что как Цефепим, так и соединение с Формулой (III) (усиливающее соединение), в их соответствующих MFC и MSC концентрациях не проявляли антибактериальной активности против P. Mirabilis G 186. Однако неожиданно было обнаружено, что комбинация Цефепима и соединения с Формулой (III) (усиливающее соединение), и Цефепим в их соответствующих MFC и MSC концентрациях демонстрировали сильное антибактериальное действие против множественной лекарственной устойчивости (MDR) P. Mirabilis G 186.
Соединение с Формулой (III) действует как усилитель свойств, такими как высокая аффинность связывания с PBP2 и устойчивость к бета-лактамазам. Эти свойства помогают достичь высокой степени бактерицидного синергизма в комбинации с бета-лактамаза-лабильным взаимодополняющим PBP-связывающим средством даже в отношении продуцирующих металло-бета-лактамазы штаммов с высокой устойчивостью.
Таким образом, Таблицы 12-14 демонстрируют сильную антибактериальную активность комбинации по изобретению в ее соответствующей суб-минимальной ингибирующей концентрации (sub-MIC). Комбинация соединения с Формулой (III) (усилитель) и Цефепима в их соответствующих значениях MSC и MFC, которые являются намного более низкими, чем их соответствующие значения MIC, демонстрировала сильное антибактериальное действие в отношении штаммов бактерий с множественной лекарственной устойчивостью (MDR). Таким образом, комбинация антибактериального средства и усиливающего соединения имеет чрезвычайно благотворное действие на ингибирование высокоустойчивых бактериальных штаммов, демонстрирующих примечательный терапевтический успех при лечении инфекций, вызванных такими возбудителями.