Фармацевтическая композиция на основе гексаметилендиамида бис-(N-моносукцинил-L-серил-L-лизина) (ГСБ-106)
PHARMACEUTICAL COMPOSITION BASED ON BIS-(N-MONOSUCCINYL-L-SERYL-L-LYSINE) HEXAMETHYLENEDIAMIDE (GSB-106)

Изобретение относится к медицине, в частности к фармации, и касается фармацевтической композиции, содержащей в качестве действующего вещества гексаметилендиамид бис-(N-моносукцинил-L-серил-L-лизина) (ГСБ-106), выполненной в виде твердой лекарственной формы, обладающей антидепрессивной активностью.
Депрессия - наиболее распространенное психическое заболевание. По данным ВОЗ депрессией страдает 4-5% населения земного шара. Депрессивным состояниям подвержено по разным данным от 5 до 15-40% детей и подростков в возрасте от 10 до 16 лет. К 2030 году депрессия может выйти на первое место по распространенности среди других заболеваний.
Присутствующие на фармацевтическом рынке антидепрессанты представляют собой ингибиторы моноаминоксидазы, либо обратного захвата моноаминов - серотонина, дофамина, адреналина; их действие направлено на восстановление нормального уровня моноаминов. Положительный эффект достигается лишь при длительном применении этих препаратов, при этом от 30 до 50% больных депрессией не реагируют на прием антидепрессантов. Кроме того длительный прием антидепрессантов сопровождается риском развития побочных эффектов со стороны центральной и вегетативной нервной системы [Вереитинова В.П., Тарасенко О.А. Побочное действие антидепрессантов // Провизор. 2003. №14; Марценковский И.А. Клиническая фармакология антидепрессантов: механизмы эффективности и побочных эффектов // Нейро News: психоневрология и нейропсихиатрия. 2006. №1].
Экспериментальные и клинические данные свидетельствуют о том, что развитие симптомов депрессивного состояния связанно с нарушениями нейрогенеза и нейроплатистичности в гиппокампе и сопряжено с выраженным дефицитом мозгового нейротрофического фактора BDNF (brain-derived neurotrophic factor) [Dwivedi Y. Involvement of Brain-Derived Neurotrophic Factor in Late-Life Depression // Am. J. Geriatr. Psychiatry. 2013. V. 21, №5. P. 433-449] - белка, являющемся эндогенным регулятором нейрогенеза и синаптогенеза [Jiang С, Salton R. The Role of Neurotrophins in Major Depressive Disorder // Transl Neurosci. 2013. V. 4, №1. P. 46-58].
К настоящему времени накоплен большой объем данных, свидетельствующих о центральной роли дефицита BDNF в патогенезе депрессии. В клинических исследованиях показано, что содержание BDNF в плазме крови снижается у людей, страдающих депрессией, и возвращается к норме после лечения их антидепрессантами [Jiang С, Salton R. The Role of Neurotrophins in Major Depressive Disorder // Transl Neurosci. 2013. V.4, №1. P. 46-58]. При посмертном анализе у жертв суицида выявляется резко сниженное содержание BDNF в префронтальной коре и гиппокампе [Karege F., Vaudan G., et al. Neurotrophin levels in postmortem brains of suicide victims and the effects of antemortem diagnosis and psychotropic drugs // Molecular Brain Research. 2005. V. 136, №1-2. P. 29-37]. На экспериментальных моделях депрессии установлено, что BDNF при внутримозговом введении оказывает выраженный антидепрессивный эффект [Shirayama Y, Chen AC, Nakagawa S, et al. Brain-derived neurotrophic factor produces antidepressant effects in behavioral models of depression // J. Neurosci. 2002. V. 22. P. 3251-3261]. Однако терапевтическое использование нативного BDNF ограничивается его нестабильностью в биологических жидкостях и низкой способностью при системном введении проникать через гастроинтестинальный и гематоэнцефалический барьер [Monteggia LM. Toward neurotrophin-based therapeutics // Am J Psychiatry. 2011, 168:114-6].
Одним из решений вышеуказанных проблем является использование коротких, преимущественно ди- и тетрапептидов. Короткие пептиды способны проникать через биологические барьеры как за счет пассивного, так и активного транспорта [Бредбери М. Концепция гематоэнцефалического барьера. М. 1983; 480 с.; Рябухин И.А., Дмитриева Т.Б., Чехонин В.П. Гематоэнцефалический барьер. Эмбриоморфогенез, клеточная и субклеточная биология плотных контактов эндотелиоцитов. Нейрохимия. 2003. №20. С. 12-23.]. Кроме того, им присуща повышенная энзиматическая стабильность, что позволяет создавать на их основе лекарственные препараты для внутрижелудочного применения [Островская Р.У., Гудашева Т.А., Воронина Т.А и др. Оригинальный ноотропный и нейропротективный препарат Ноопепт // Эксперимент, и клин, фармак. 2002, Т. 65. С. 66-72]. Однако низкомолекулярные пептиды проявляют высокую активность, что проявляется такими серьезными нежелательными побочными реакциями, как задержка воды в организме и повышение артериального давления [ЕВ-М Daliri, DH Oh, ВН Lee. Bioactive peptides. Review / MDPI Foods, 2017. №6(5), P.32; Петров B.H., Рыбаков C.C., Петрова O.H. и др. Синтез и иммуногенные свойства пептидов - фрагментов иммунодоминантных районов белка VP1 вируса ящура типа Азия-1 // Биоорган, химия. 1998. Т. 24. №12. С 899-905; Хавинсон В.Х. Пептидная регуляция старения / Санкт-Петерб. «Наука». 2009. 56 с.].
Для решения проблемы эффективного и безопасного лечения депрессий предлагается инновационный антидепрессант, первый представитель нового класса препаратов - низкомолекулярных миметиков BDNF. Новая молекула, лежащая в основе препарата, представляет собой димерный дипептидный миметик BDNF, гексаметилендиамид бис(N-моносукцинил-L-серил-L-лизина (ГСБ-106). ГСБ-106 был создан на основе бета-изгиба 4-й петли BDNF в отделе химии лекарственных средств НИИ фармакологии имени В.В. Закусова под руководством члена-корреспондента РАН Т.А. Гудашевой [Гудашева Т.А., Тарасюк А.В., Помогайбо С.В., Логвинов И.О., Поварнина П.Ю., Антипова Т.А., Середенин С.Б. Дизайн и синтез дипептидных миметиков мозгового нейротрофического фактора // Биоорганическая химия. 2012. Т. 38, №3. С. 280-290; Патент РФ №2410392, 2010; Патент США US 9683014 В2, 2017; Патент КНР CN 102365294 В, 2016]. Нейропсихотропные свойства и механизм действия ГСБ-106 были исследованы под руководством академика РАН СБ. Середенина.
-5
-8
Показано, что ГСБ-106 активирует специфические для BDNF тирозинкиназные TrkB рецепторы их основные сигнальные пути - PI3K/AKT и MAPK/ERK [Гудашева Т.А., Логвинов И.О., Антипова Т.А., Середенин СБ. Дипептидный миметик 4-й петли мозгового нейротрофического фактора ГСБ-106 активирует TrkB, Erk, Akt и способствует выживаемости нейронов in vitro // ДАН. 2013. Т. 451, №5. С. 577-580]. Исследования ГСБ-106 in vitro на культуре иммортализованных клеток линии НТ22 гиппокампа мыши показали, что в концентрациях 10-10 М соединение проявляет нейропротекторную активность в условиях окислительного стресса и глутаматной токсичности. Нейропротекторное действие ГСБ-106 выявлено также на клетках линии SH-SY5Y нейробластомы человека в условиях действия нейротоксина 6-оксидофамина [Логвинов И.О. и др. Нейропротективные свойства дипептидного миметика мозгового нейротрофического фактора ГСБ-106 в экспериментах in vitro // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2013. Т. 155, №3. С. 319-322].
Установлено, что ГСБ-106 проявляет антидепрессивную активность в дозах 0,1-1,0 мг/кг (внутрибрюшинно) при однократном и субхроническом введении в ряде тестов на грызунах: неизбегаемое плавание по Порсолту, вынужденное плавание по Номура и подвешивание за хвост по Стеру [Гудашева Т.А. и др. Дизайн и синтез дипептидных миметиков мозгового нейротрофического фактора // Биоорганическая химия. 2012. Т. 38, №3. С. 280-290; Середенин С.Б. и др. Антидепрессивный эффект оригинального низкомолекулярного миметика BDNF, димерного дипептида ГСБ-106 // Acta Naturae. 2013. Т. 5, №4. С. 116-120]. При этом по выраженности эффектов ГСБ-106 не уступал классическому антдепрессанту амитриптилину (10 мг/кг, внутрибрюшинно). Показано, что ГСБ-106 оказывает стимулирующее влияние на нейрогенез в условиях субхронического стресса у мышей, вызванного контактом с хищником [Гудашева Т.А. и др. Дипептидный миметик мозгового нейротрофического фактора предотвращает нарушение нейрогенеза у стрессированных мышей // Бюлл. экспер. биол. и мед. 2016. Т. 162. №10. С. 448-451]. Предварительные токсикологические и фармакокинетические исследования показали, что ГСБ-106 нетоксичен (LD50 для беспородных мышей-самцов > 4,5 г/кг) и проникает через гематоэнцефалический барьер.
Имеющиеся на фармацевтическом рынке пептидные препараты в основном предполагают парентеральный или местный способ введения (внутримышечный, интраназальный и т.д.), характеризующийся особенной болезненностью [Yin N., Brimble М.А., Harris P.W.R. et al. Enhancing the Oral Bioavailability of Peptide Drugs by using Chemical Modification and Other Approaches / Medicinal Chemistry, 2014. V.4 (12). P. 763-769]. Известно, что частота отказов от лечения среди психических больных выше, чем в хирургии и кардиологии, где примерно каждый седьмой пациент отказывается от полного объема предложенной ему терапии. Более всего эта проблема касается пациентов, вынужденных принимать лекарственные препараты в течение длительного времени или пожизненно [Крижановский A.С., Иванов М.В., Мазо Г.Э. Новые возможности решения проблемы комплаенса // Ообозрение психиатрии и медицинской психологии имени B.М. Бехтерева, 2010. №1, Стр. 48-51]. Поэтому предпочтительно получение фармацевтической композиции в твердой лекарственной форме, в частности таблетки, которая обладает большими преимуществами по сравнению с другими лекарственными формами, среди которых наиболее важными являются безболезненность введения, удобство в применении, что обеспечивает комплаенс пациентов, а также большая стабильность и длительный срок годности препарата.
Таким образом разработка низмолекулярных пептидных высокоэффективных лекарственных препаратов для лечения психических заболеваний, прием которых удобен в применении, безболезнен и не вызывает побочных эффектов является актуальным.
Задачей настоящего изобретения является разработка новой высокоэффективной фармацевтической композиции на основе гексаметилендиамида бис-(N-моносукцинил-L-серил-L-лизина) (ГСБ-106), выполненной в виде твердой лекарственной формы, преимущественно таблетированной, характеризующейся выраженной антидепрессивной активностью.
Техническим результатом изобретения является расширение ассортимента удобных в применении и хранении средств с антидепрессивной активностью в таблетированной лекарственной форме, обладающих высокой биодоступностью и улучшенной терапевтической эффективностью и отсутствием побочных и нежелательных эффектов.
Решение поставленной задачи достигалось путем создания отвечающей всем требованиям Государственной Фармакопеи XIII издания фармацевтической композиции, содержащей терапевтически эффективное количество гексаметилендиамида бис-(N-моносукцинил-L-серил-L-лизина) в комбинации со следующими вспомогательными веществами в количествах, находящихся преимущественно в следующих интервалах:
В качестве наполнителя указанной фармацевтической композиции, обеспечивающего необходимую массу таблетки или капсулы, могут быть использованы производные целлюлозы, сахара; предпочтительно микрокристаллическая целлюлоза и лактоза; наиболее предпочтительно - смесь лактозы и микрокристаллической целлюлозы с размером частиц 101 в соотношении 2:1 соответственно.
В качестве связующего в данной фармацевтической композиции могут быть использованы производные поливинилового спирта, предпочтительно сополимер поливинилового спирта и полиэтиленгликоля (Kollicoat IR).
В качестве растворителя для приготовления связующего раствора предпочтительно использовать воду очищенную.
В качестве скользящего вещества, способного устранить проблемы, связанные с формованием таблетки, например, налипание таблеточной массы на пуансоны при таблетировании, преимущественно использование производных высших жирных кислот и их солей, таких, как, например стеариновая кислота и ее соли, предпочтительно - магния стеарат.
Фармацевтическая композиция выполнена в виде твердой лекарственной формы любым подходящим для этого способом, преимущественно в виде таблетки, содержащей 0,12-12,5% гексаметилендиамида бис-(N-моносукцинил-L-серил-L-лизина).
Для изготовления таблеток преимущественно применение технологии влажного гранулирования.
Технологический процесс включает в себя следующие стадии: отвешивание, просеивание, смешивание, приготовление связующего раствора, увлажнение, влажное гранулирование, сушка, сухое гранулирование и опудривание.
В ходе разработки фармацевтической композиции были получены экспериментальные составы, качественно различающиеся типом выбранного связующего (табл. 1). Так, в качестве связующего при создании новой фармацевтической композиции на основе ГСБ-106 применяли:
1) прежелатинизированный крахмал (Starch 1500),
2) поливинилпирролидон (Kollidon 25) с молекулярной массой 28000-34000,
3) привитой сополимер поливинилового спирта и полиэтиленгликоля (ПВС-ПЭГ) (Kollicoat IR).
Исследовали следующие характеристики таблеточной смеси и таблеток: сыпучесть, насыпная плотность, прочность на раздавливание, распадаемость. Измерение технологических характеристик проводили в соответствии с требованиями ГФ XIII издания Том 2. На основе полученных результатов с помощью обобщенной функции Харрингтона неожиданным образом наилучшее значение показателя было получено для состава №3, содержащего в качестве связующего Kollicoat IR. Результаты представлены в таблице 2:
Из приведенных данных видно, что наилучшим составом является состав №3, который имеет существенное преимущество по характеристикам насыпной плотности, индекса  и индекса , которые при использовании технологии влажного гранулирования имеют определяющее значение, поскольку влияют на временные сроки технологического процесса при масштабировании.
Полученные данные свидетельствуют о положительном влиянии Kollicoat IR на технологические свойства, как порошковой смеси, так и таблеток.
При сравнении технологических параметров субстанции ГСБ-106 и таблеточной смеси №3 на основе ГСБ-106 с использованием Kollicoat IR, обнаружено улучшение технологических характеристик у таблеточной смеси по всем регистрируемым показателям: сыпучести, насыпной плотности, индексов  и .
1
* - характеризует степень сыпучести порошков; считается удовлетворительным при значении менее 20%;
2
* - характеризует степень сыпучести порошков; значение индекса менее 1,25 указывает на удовлетворительную сыпучесть и прессуемость таблеточной смеси.
Осуществление изобретения продемонстрировано нижеследующими примерами, не ограничивающими его:
Пример 1.
1. Отвешивание и просеивание сырья. Отвешивают 330,00 г микрокристаллической целлюлозы 101, 600,0 г лактозы, 50,0 г Kollicoat IR, 10,0 г магния стеарата и 10,0 г гексаметилендиамид бис-(N-моносукцинил-L-серил-L-лизина).
2. Приготовление 10% раствора Kollicoat IR: отмеривают 440,0 г воды очищенной, добавляют 50,0 г Kollicoat IR, перемешивают до полного растворения Kollicoat IR. В полученный раствор при постоянном перемешивании добавляют 10,00 г гексаметилендиамид бис-(N-моносукцинил-L-серил-L-лизина) до полного растворения субстанции.
3. Увлажнение. Полученным раствором увлажняют предварительно приготовленную смесь, состоящую из 330,00 г микрокристаллической целлюлозы 101 и 600,00 г лактозы.
4. Влажное гранулирование. Пробивают увлажненную смесь через сито с диаметром отверстий 2 мм.
5. Сушка. Полученный гранулят сушат в сушильном шкафу при t=40-45°C до полного высушивания.
6. Сухое гранулирование и опудривание. Высушенную смесь пробивают повторно через сито и опудривают 10,00 г магния стеарата в течение 1-3 минут.
7. Таблетирование. Из полученного гранулята получают таблетки массой 0,100 г в количестве 10000 таблеток.
Пример 2.
1. Отвешивание и просеивание сырья. Отвешивают 731,0 г лактозы, 60,0 г Kollicoat IR, 8,0 г магния стеарата и 1,0 г гексаметилендиамид бис-(N-моносукцинил-L-серил-L-лизина).
2. Приготовление 12% раствора Kollicoat IR: отмеривают 439,0 г воды очищенной, добавляют 60,0 г Kollicoat IR, перемешивают до полного растворения Kollicoat IR. В полученный раствор при постоянном перемешивании добавляют 1,00 г гексаметилендиамид бис-(N-моносукцинил-L-серил-L-лизина) до полного растворения субстанции.
3. Увлажнение. Полученным раствором 731,0 г лактозы.
4. Влажное гранулирование. Пробивают увлажненную смесь через сито с диаметром отверстий 2 мм.
5. Сушка. Полученный гранулят сушат в сушильном шкафу при t=40-45°C до полного высушивания.
6. Сухое гранулирование и опудривание. Высушенную смесь пробивают повторно через сито и опудривают 8,00 г магния стеарата в течение 1-3 минут.
7. Капсулирование. Из полученного гранулята получают смесь, которой заполняют твердые желатиновые капсул по 0,080 г в количестве 10000 капсул.
Пример 3.
1. Отвешивание и просеивание сырья. Отвешивают 450,0 г лактозы, 895,0 микрокристаллической целлюлозы 101, 40,0 г Kollicoat IR, 15,0 г магния стеарата и 100,0 г гексаметилендиамид бис-(N-моносукцинил-L-серил-L-лизина).
2. Приготовление 8% раствора Kollicoat IR: отмеривают 360,0 г воды очищенной, добавляют 40,0 г Kollicoat IR, перемешивают до полного растворения Kollicoat IR. В полученный раствор при постоянном перемешивании добавляют 100,00 г гексаметилендиамид бис-(N-моносукцинил-L-серил-L-лизина) до полного растворения субстанции.
3. Увлажнение. Полученным раствором увлажняют предварительно приготовленную смесь, состоящую из 895,00 г микрокристаллической целлюлозы 101 и 450,00 г лактозы.
4. Влажное гранулирование. Пробивают увлажненную смесь через сито с диаметром отверстий 2 мм.
5. Сушка. Полученный гранулят сушат в сушильном шкафу при t=40-45°C до полного высушивания.
6. Сухое гранулирование и опудривание. Высушенную смесь пробивают повторно через сито и опудривают 15,00 г магния стеарата в течение 1-3 минут.
7. Таблетирование. Из полученного гранулята получают таблетки массой 0,150 г в количестве 10000 таблеток.
Таблетки или капсулы, полученные из всевозможных композиций изобретения, содержат от приблизительно 0,0001-0,010 г гексаметилендиамида бис-(N-моносукцинил-L-серил-L-лизина) на одну таблетку. Масса полученной таблетки предпочтительно составляет от 0,080 до 0,150 г.
Пример 4.
Изучение антидепрессивной активности готовой лекарственной формы (ЛФ) на основе гексаметилендиамида бис-(N-моносукцинил-L-серил-L-лизина), полученной по способу, описанному в примере 1.
Изучение антидепрессивной активности фармацевтической субстанции ГСБ-106 было проведено на беспородных крысах-самцах массой 270-290 г, полученных из Центрального питомника лабораторных животных «Столбовая» (Московская обл). Организация и проведение работ осуществлялись в соответствии с приказом Минздрава России №199 от 01 апреля 2016 года «Об утверждении правил надлежащей лабораторной практики». Животные содержались в соответствии с СП 2.2.1.3218-14 «Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев)» от 29 августа 2014 г. №51.
ГСБ-106 (субстанция) разводили в дистиллированной воде и вводили крысам ежедневно в течение 14 дней внутрижелудочно при помощи специального зонда в дозах 0,1; 0,5; 1; 5 и 10 мг/кг. Контрольные животные получали дистиллированную воду.
Лекарственную форму ГСБ-106 суспензировали в 1%-ном растворе крахмала и вводили крысам ежедневно в течение 14 дней внутрижелудочно при помощи специального зонда в дозах 0,001; 0,01; 0,05; 0,1 и 5 мг/кг (расчет по содержанию активной субстанции).
Контрольные животные (группа плацебо) получали наполнитель лекарственной формы (без действующего вещества - ГСБ-106), суспензированный в 1% растворе крахмала. В качестве препарата сравнения использовали классический антидепрессант амитриптилин в дозе 5 мг/кг (внутрижелудочно, 14 дней).
Антидепрессивную активность ГСБ-106 оценивали в тесте неизбегаемого плавания по Порсолту [Porsolt BD, Bertin A, Jalfre М. // Eur. J. Pharmacol. 1978. V. 51. P. 291-294. Buccafusco JJ. Methods of Behavior Analysis in Neuroscience. 2nd edition, CRC Press, Florida. 2009]. Для этого через 24 ч после последнего введения веществ крыс помещали в цилиндры с водой (22°С) на 15 мин. Через сутки крыс помещали в те же условия на 5 мин и регистрировали время иммобильности. Уменьшение длительности иммобильности расценивали как свидетельство антидепрессивной активности соединений.
Статистический анализ проводили при помощи программы «Биостат» с использованием U-теста Манна-Уитни. Различия считали статистически значимыми при р≤0,05.
Показано, что ГСБ-106 в субстанции в дозах 0,5; 1 и 5 мг/кг статистически достоверно снижал время иммобильности у крыс в тесте неизбегаемого плавания по Порсолту, что свидетельствует о проявлении антидепрессивной активности. По выраженности эффект ГСБ-106 в субстанции был сопоставим с эффектом классического антидепрессанта амитриптилина (табл. 4). В дозах 0,1 и 10 мг/кг ГСБ-106 (субстанция) не влиял на время иммобильности. Таким образом, был установлен диапазон активных доз ГСБ-106 (субстанция) в данном тесте: от 0,5 до 5 мг/кг при внутрижелудочном введении.
* - р<0,05 - статистическая значимость различий по сравнению с контрольной группой по U теста Манна-Уитни с поправкой Бонферрони. Данные представлены в виде средних и стандартных ошибок среднего.
ГСБ-106 (лекарственная форма) в дозах 0,001; 0,01; 0,05; 0,1 и 5 мг/кг (внутрижелудочно) статистически достоверно снижал время иммобильности у крыс в тесте неизбегаемого плавания по Порсолту (табл. 4). Эффективность лекарственной формы в дозе 0,001 мг/кг была сравнима с эффективностью амитриптилина в дозе 5 мг/кг (табл. 4). Эффективность лекарственной формы ГСБ-106 в дозах 0,01, 0,005 и 0,1 мг/кг был более выражена, чем у амитриптилина, что проявлялось в уменьшении продолжительности иммобильности крыс на 37%, 45% и 33%, соответственно, по сравнению с контролем, тогда как на фоне амитриптилина данный показатель был меньше на 24,4% (табл. 4).
Таким образом, антидепрессивная активность ГСБ-106 в таблетированной лекарственной форме проявляется в значительно более низких дозах (0,001-0,1 мг/кг, внутрижелудочно) по сравнению с ГСБ-106 в субстанции (0,5-5,0 мг/кг, внутрижелудочно). При этом эффект ГСБ-106 в таблетированной лекарственной форме в дозах 0,001-0,1 мг/кг был значительно более выраженным, чем у классического антидепрессанта амитриптилина (5 мг/кг).
Полученные результаты свидетельствуют об увеличении активности предложенной фармацевтической композиции по сравнению с фармацевтической субстанцией гексаметилендиамида бис-(N-моносукцинил-L-серил-L-лизина), что выражается уменьшением требуемой для проявления антидепрессивного действия дозы с 0,5-5 мг/кг до 0,01-0,1 мг/кг, а также увеличением выраженности эффектов: время иммобилизации при введении лекарственной формы ГСБ-106 снижается на 33-45%, в то время как при введении фармацевтической субстанции - на 20-35%.