ПРИМЕНЯЕМЫЕ МЕСТНО СТРОНЦИЙСОДЕРЖАЩИЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ БОЛИ, ЗУДА И ВОСПАЛЕНИЯ
TOPICALLY ADMINISTERED STRONTIUM-CONTAINING COMPLEXES FOR TREATING PAIN, PRURITIS AND INFLAMMATION

Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к терапевтически активным композициям, которые объединяют стронций с по меньшей мере одной дополнительной молекулой, что повышает общую терапевтическую эффективность комбинации выше эффективности любой из отдельных составляющих. Конкретно, комбинации, описанные в данном описании, выполняют две важные функции: (1) они повышают способность применяемого местно стронция ингибировать как острое сенсорное раздражение (например, зуд и боль), покраснение, отек и воспаление (совместно определяемые для целей данного описания как "раздражение") и хроническое раздражение, которое характеризуется и вносит вклад в развитие и поддержание болезненных или зудящих нейропатических состояний; и (2) они ослабляют активируемые стронцием пути, которые, как известно, усиливают развитие и поддержание острой боли и зуда, и нейропатических состояний.
Предпосылки создания изобретения
[0002] В патенте США 5716625 описана способность применяемого местно стронция в двухвалентной ионной форме быстро подавлять острое сенсорное раздражение (например, жалящую, жгучую боль и/или зуд) и сопровождающее воспаление по причине химических раздражителей, электромагнитного излучения, "раздражителей окружающей среды" и заболеваний ("противораздражительная активность" стронция).
[0003] Не связывая или иным образом ограничивая себя каким-либо конкретным биохимическим механизмом, было предположено, что противораздражительная активность стронция была следствием способности стронция выборочно подавлять активацию ноцицепторов типа С (TCN), единственно чувствительных нервов, которые создают и передают ощущения жалящей, жгучей боли и зуда и нейрогенную воспалительную реакцию, которая может сопровождать активацию TCN.
[0004] По сравнению с существующими местными лекарственными средствами, способными подавлять подобное сенсорное раздражение, такими как лидокаин или новокаин™, анестезирующими средствами местного действия, обычно используемыми стоматологами во время стоматологических процедур, стронций обладает уникальным свойством - он является высокоизбирательным только для TCN и оказывает незначительное воздействие на многие другие чувствительные нервы, которые обеспечивают нормальные тактильные ощущения и "кожное восприятие". Поскольку лидокаин и другие местно анестезирующие средства не обладают такой специфичностью в отношении TCN, они могут являться причиной онемения и потери функции.
[0005] В то время как стронций для местного применения может быстро ингибировать активацию подгруппы чувствительных нервов TCN, которые передают ощущения боли (например, жгучей и жалящей) и прурита (зуда), недавние исследования для понимания противораздражительных механизмов стронция, неожиданно показали, что стронций также оказывает отрицательное воздействие на некоторые биохимические пути, которые имеют тенденцию сводить на нет положительные противораздражительные преимущества стронция для лечения нейропатических состояний.
[0006] Вследствие этого, желательно создать новые стронцийсодержащие молекулы, комплексы и лекарственные формы, которые увеличивают "положительные" терапевтические преимущества стронция и уменьшают "отрицательные" воздействия стронция на острую боль, зуд и нейропатические состояния.
Сущность изобретения
[0007] В соответствии с представленными идеями, настоящее изобретение в целом относится к композициям стронцийсодержащих комплексов в подходящей среде-носителе.
[0008] Комплексы по своей сути являются двойными или тройными за счет того, что они содержат по меньшей мере один или два различных компонента: стронций в виде двухвалентного катиона и по меньшей мере один противоион, такой как полигидроксифенол или ароматическая аминокислота. В форме тройной композиции комплексы содержат стронций в виде двухвалентного катиона, по меньшей мере один полигидроксифенол и по меньшей мере один антиоксидант на основе цистеина.
[0009] Антиоксидант на основе цистеина может быть выбран из группы, состоящей из: цистеина, цистина, N-ацетилцистеина (NAC), N-ацетилцистеината, N-ацетилцистина и N,S-диацетилцистеина или их смесей.
[0010] Кроме того, полигидроксифенол может быть выбран из группы, состоящей из: галловой кислоты, кофейной кислоты, кверцетина, лютеолина, эпигаллокатехингаллата, эпигаллокатехина, эпикатехингаллата, генистеина и мирицетина или их смесей. В одном из вариантов осуществления полигидроксифенолом является смесь галловой кислоты и кофейной кислоты.
[0011] Либо двойные, либо тройные комплексы также могут образовывать комплексы с полимером, таким как полианионный полимер. Данный полимер может быть выбран из группы, состоящей из: поливинилпирролидона (PVP), циклодекстринов, каррагинана, альгиновой кислоты, ксантановой камеди, сульфатированных полисахаридов, пентосанполисульфата, хондроитинсульфата, декстрансульфата и гепаринсульфата.
[0012] Осмолярность композиций может предпочтительно иметь высокую осмотическую активность, например, иметь осмолярность, равную или больше чем 400 мОсм, или от 400 до 2000 мОсм.
[0013] Полигидроксифенол(ы) является(ются) по существу чистой формой при добавлении в композиции, описанные в данном описании, или добавляется(ются) в виде растительного экстракта, например, зеленого чая или экстракта сои.
[0014] В альтернативном варианте осуществления тройной композиции по меньшей мере один антиоксидант на основе цистеина и по меньшей мере один полигидроксифенол конъюгируют вместе за счет расщепляемой связи, такой как пептидная связь, сложноэфирная связь, тиоэфирная связь, ферментативно расщепляемая связь, дисульфидная связь или pH-зависимая связь.
[0015] В альтернативном варианте осуществления двойной композиции стронций в виде двухвалентного катиона образует комплекс по меньшей мере с одним полигидроксифенолом (как описано выше), и комплекс перед введением помещают в подходящую среду-носитель.
[0016] В другом варианте осуществления двойной композиции стронций в виде двухвалентного катиона образует комплекс с ароматической аминокислотой, и комплекс перед введением помещают в подходящую среду-носитель. Подобные аминокислоты включают, например, гистидин, тирозин, фенилаланин и триптофан, и в одном из вариантов осуществления находятся в форме L-изомера.
[0017] Композиции, содержащие двойными комплексы, также могут содержать другие составляющие, такие как любой из приведенных выше противоионов стронция.
[0018] Другие аспекты изобретения раскрываются на протяжении описания.
Подробное описание изобретения
[0019] Настоящее изобретение относится к терапевтически-активным композициям, которые объединяют стронций с по меньшей мере одной дополнительной молекулой, что повышает общую терапевтическую эффективность комбинации выше эффективности любой из отдельных составляющих. Конкретно, комбинации, описанные в данном описании, выполняют две важные функции: (1) они повышают способность применяемого местно стронция ингибировать как острое сенсорное раздражение (например, зуд и боль), покраснение, отек и воспаление (совместно определяемые для целей данного описания как "раздражение") и хроническое раздражение, которое характеризуется и вносит вклад в развитие и сохранение болезненных или зудящих нейропатических состояний; и (2) они уменьшают активируемые стронцием пути, которые, как известно, усиливают развитие и сохранение острой боли и зуда и нейропатических состояний.
[0020] Соответственно, настоящее изобретение относится, частично, к композициям, которые содержат комплексы двухвалентного стронция и по меньшей мере два противоиона - антиоксидант на основе цистеина и полифенольное соединение, которые оба обсуждаются более подробно ниже.
[0021] Еще один аспект настоящего изобретения относится к композициям, которые содержат комплексы двухвалентного стронция и по меньшей мере одно полигидроксифенольное соединение.
[0022] Еще один аспект настоящего изобретения относится к композициям, которые содержат комплексы двухвалентного стронция и по меньшей мере одну аминокислоту.
[0023] В описании, которое следует далее, широко используется ряд терминов. Для того чтобы обеспечить ясное и последовательное понимание описания и формулы изобретения, содержащей объем, передаваемый данными терминами, предоставлены следующие неограничивающие определения.
[0024] Когда в данном раскрытии используется термин "один", если не указано иное, он означает "по меньшей мере один" или "один или более".
[0025] Термин "кожа" относится к наружным поверхностям тела в самом широком смысле слова и вследствие этого также безоговорочно включает всю ороговевшую кожу, а также, например, эпителиальные поверхности глаза, дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта и мочеполового тракта, включая шейку матки и влагалища.
[0026] Термин "соль", как использовано в данном описании, относится к общему химическому определению соли - то есть соединению, которое состоит из ионных заряженных веществ (атомов и/или молекул), которые объединяются с образованием электрически нейтрального соединения, не обладающего суммарным электростатическим зарядом.
[0027] Термин "комплекс", как использовано в данном описании, относится к комбинации катиона стронция и двух других отрицательно заряженных или полярных молекул (противоионов стронция) посредством либо электростатических сил (например, благодаря пи-электронам в фенольных кольцевых структурах), либо ассоциации с частичным отрицательным зарядом или другими межмолекулярными зарядами. В дополнение к стронцию и двум противоионам стронция, комплекс также может содержать полимерные вещества, подобно поливинилпирролидонам, полиакриламиды, полианионные полимеры, подобно альгиновой кислоте, каррагинаны или углеводные полимеры, которые обладают способностью образовывать обратимые связи и комплексы с тиолсодержащими молекулами, подобно N-ацетил-L-цистеину (NAC), или полигидроксифенольными соединениями, подобно галловой кислоте, кверцетину, леутеолину, мирицетину и другим аналогичным молекулам.
[0028] Термин антиоксидант "на основе цистеина", как использовано в данном описании, относится к цистеину, производным цистеина, цистеинсодержащим микропептидам (менее чем четыре аминокислоты) и предшественникам цистеина.
[0029] Термин "расщепляемый" означает ковалентную химическую связь, которая способна разрушаться. "Расщепляемый" требует, чтобы расщеплялась только часть химических связей, то есть химические связи являются расщепляемыми, если расщепляется часть связей. Например, связь расщепляется в коже после введения.
[0030] Термин "конъюгированный" означает соединение, где по меньшей мере два компонента соединены вместе расщепляемыми связями.
[0031] Термин "нейропатический", как использовано в данном описании, используется взаимозаменяемо с "хронический" и включает нейропатическую боль, нейропатический прурит и нейропатический зуд. Общепризнано, что нейропатические состояния обычно сопровождаются повреждением нервов. Иллюстративные нейропатические состояния включают, например, индуцированную химиотерапией нейропатию, комплексный региональный болевой синдром, сенсорную ВИЧ-нейропатию, вторичную нейропатию при опухолевой инфильтрации, болевую диабетическую нейропатию, фантомную боль, постгерпетическую невралгию, постмастэктомическую боль, тригеминальную невралгию, центральную постинсультную боль, боль при рассеянном склерозе, боль при болезни Паркинсона и боль при повреждении спинного мозга.
[0032] Другая связанная с болью терминология может включать следующее:
Таблица I
Болевой термин
Определение
Аллодиния
Боль вследствие стимула, который ненормально провоцирует боль
Анальгезия
Отсутствие боли в ответ на стимуляцию, которая обычно является болезненной
Гиперальгезия
Усиленная реакция на стимул, который обычно является болезненным
Гиперэстезия
Повышенная чувствительность к стимуляции, исключая специальные ощущения
Гиперпатия
Болевой синдром, характеризующийся ненормально болезненной реакцией на стимул, особенно повторяющийся стимул, а также повышенное пороговое значение
Гипоальгезия
Уменьшенная боль в ответ на обычно болезненный стимул
Гипоэстезия
Пониженная чувствительность к стимулированию, исключая особые ощущения
Противораздражительная и противовоспалительная активность стронция может быть значительно усилена
[0033] Неожиданно было обнаружено, что причина, по которой стронций часто неспособен полностью блокировать боль, зуд или воспаление, обусловлена двумя факторами: (1) ограниченным количеством стронция, которое может быть применено местно, после чего гиперосмотическое воздействие самих солей стронция начинает вызывать боль, зуд или воспаление. Это обусловлено тем, что стронций имеет относительно низкую эффективность способности подавлять боль, зуд и воспаление по сравнению со многими другими лекарственными средствами с аналогичными терапевтическими целями; и (2) способностью стронция стимулировать пути, которые могут действовать, сводя на нет присущую противораздражительную активность стронция, уменьшая, таким образом, общую терапевтическую пользу. Степень, в которой стронций будет сводить на нет свои противораздражительные преимущества, зависит от многих факторов, связанных с типом повреждения нервов, которое вызвало развитие нейропатического состояния (например, вирусной инфекции, физической травмы, такой как ампутация или сдавливание нерва, метаболического повреждения нерва, которое происходит при диабете, сосуществующем с воспалением, и другими факторами).
[0034] Например, широко используемые нестероидные противовоспалительные лекарственные средства (NSAID), подобно аспирину, ибупрофену и напроксену, обычно применяют при пероральном дозировании, составляющем несколько сот миллиграммов, и обеспечивают эффективное уменьшение многих типов связанной с воспалением боли. Опиоидные болеутоляющие средства, такие как леворфанол, оксиморфон, оксикодон и гидрокодон, фармакологически связаны с кодеином, морфином и героином и обеспечивают эффективное купирование боли при пероральном дозировании, составляющем диапазон от 2 мг до приблизительно 10 мг на дозу. В отличие от этого, вводимые перорально соли стронция, такие как ренелат стронция, пероральное лекарственное средство, одобренное для лечения и профилактики остеопороза, одобрено более чем в 70 странах, и вводится в дозе, составляющей 2000 мг в день. Поскольку ренелат стронция представляет собой просто соль стронция, он дает 680 мг элементарного стронция при контакте с водой или желудочным соком. Однако даже при такой высокой дозе чистого элементарного стронция не имеется сообщений о способности уменьшать боль или воспалительные реакции.
[0035] Было определено, что стронций для местного применения обладает способностью уменьшать боль, зуд и воспаление благодаря тому, что лекарственные формы для местного применения могут доставлять концентрации стронция в тысячи раз больше, чем могут достигаться за счет перорального, системного введения. Даже при относительно высоких локальных концентрациях, которые могут достигаться при наружном применении при введении в кожу, воздействие стронция на ключевые биохимические пути, которые являются причиной боли, зуда и воспаления, является только частичным. Например, если активность гипотетического, вызывающего боль или зуд пути ингибировать на 90%-100%, пациент сообщает, что его боль или зуд полностью прекратился. В отличие от этого, применяемый местно стронций может ингибировать данный путь только на 40%-50%, достаточное ингибирование, чтобы пациент заметил, что боль или зуд явно уменьшились, но все еще присутствуют и все еще беспокоят.
Кожа определяет опасность посредством активации множества молекулярных сенсоров
[0036] Кожа определяет потенциально вредные химические вещества с помощью двух классов нервов, называемых ноцицепторами, которые образуют "сенсорную паутину" непосредственно под поверхностью кожи. Нервы A-дельта реагируют на физическую травму за счет передачи болевого ощущения с острым, колющим характером. Нервы типа C (TCN) представляют собой химические сенсоры, которые реагируют на раздражители от нашей окружающей среды, микробов, крайних температурных значений, ионизирующего излучения и аллергических и неаллергических состояний кожи и передают диффузные ощущения жгучей, жалящей боли или зуда ("раздражения"). При излишнем стимулировании TCN также может высвобождать нейропептиды (например, вещество P), которые непосредственно активируют гистаминсодержащие тучные клетки и привлекают и активируют другие клетки иммунной системы, такие как нейтрофилы, которые являться причиной покраснения, отека и даже локального повреждения кожи. После активации посредством пусковых факторов раздражения в коже, оба ноцицептора подвергаются синапсу в дорсальных корешковых ганглиях (DRG) вблизи спинного мозга и высвобождают нейротрансмиттеры, которые активируют нервные пути, которые ретранслируют сигнал в мозг, где осознанно оценивается качество ощущений раздражителя.
Острая, хроническая и нейропатическая боль и зуд происходят при активации ноцицепторов
[0037] При активации могут активироваться оба типа ноцицепторов или во многих случаях предпочтительно активируются либо A-дельта, либо TCN. Поскольку только TCN проходят в наиболее удаленные части эпидермиса и могут активироваться практически за счет любого процесса, который изменяет локальную биохимию эпидермиса, TCN предпочтительно активируются в ответ на наиболее раздражающие стимулы. При активации TCN в коже TCN передают сигнал в спинной мозг и инициируют высвобождение нейротрансмиттеров в DRG, которые активируют нервы в спинном мозге, которые ретранслируют в мозг сигналы боли и зуда. Острая активация TCN, которая обусловлена воздействием химического раздражителя, травмы или солнечного ожога, обычно вызывает болезненные или зудящие ощущения, которые длятся только несколько дней и называются "ноцицептивная боль". Когда стимул затягивается или является слишком тяжелым, как может происходить после вирусного заболевания, подобно опоясывающему лишаю или ВИЧ, или нервы повреждаются за счет травмы нервов в результате физического давления, термических ожогов, диабета или обширной физической травмы конечности, болезненные ощущения или зуд может продолжаться на протяжении многих лет. Подобная хроническая боль или зуд, обусловленный чрезмерной активацией ноцицепторов или повреждением, называется "нейропатическим" и является одним из наиболее трудных для лечения состояний. Даже наилучшие пероральные или лекарственные средства для местного применения приносят только очень ограниченную терапевтическую пользу, и многие имеют существенные побочные эффекты, которые ограничивают их применение.
Ноцицептивные сигналы, обычно закодированные в виде точно рассчитанных по времени изменений внутриклеточной концентрации кальция, которые проходят как "кальциевые волны" внутри ноцицепторов
[0038] Независимо от того, что вызывает активацию ноцицепторов, событие кодируется посредством универсального кода; комплексного изменения внутриклеточной концентрации кальция, которая, в свою очередь, передается по всему ноцицептору. Таким образом, кальций выступает в качестве универсального "вторичного мессенджера", и информация, передаваемая ноцицептором, содержащая интенсивность и свойство боли или зуда, преобразуется в язык, состоящий из быстро изменяющихся концентраций кальция. Поскольку нервы в целом и ноцицепторы в частности передают их кальциевый код обычно в пределах приблизительно 1/1000-ой секунды, временное и пространственное распределение кальция должно быть тонко отрегулировано для точной передачи закодированной информации. Практически во всех нервах, содержащих ноцицепторы, интенсивность сигнала (например, тяжесть боли или зуда) закодирована в виде изменения частоты нейротрансмиттеров, которые высвобождаются в синапс и активируют постсинаптические нервы, которые ретранслируют информацию, в конце концов, в мозг. Чем выше частота, тем более интенсивно воспринимаемое ощущение. Когда ноцицептор активируется, кальциевый сигнал передается по многочисленным биохимическим путям, многие из которых действуют в последовательности, так что выход одного пути становится входом следующего.
Ноцицептивные сигналы и биохимические пути, которые кодируют сигналы, имеют выход, который логарифмически связан с входом
[0039] Многие ноцицепторные пути, а также общее высвобождение нейротрансмиттеров ноцицептором обычно логарифмически связаны с интенсивностью стимула. Например, если раздражитель заставил активацию ноцицепторов увеличить частоту активации, называемой также деполяризацией, от 10 до 50 в секунду, частота полученного в результате высвобождения нейротрансмиттеров может повышаться только в 1,7 раз (Log 10=1,0; log 50=1,7). Этот факт особенно важен, поскольку он предполагает, что относительно небольшая величина ингибирования активации ноцицептора может являться причиной большого уменьшения воспринимаемой тяжести болезненного или зудящего стимула. Поскольку имеется множество отдельных путей в ноцицепторах, которые действуют в последовательности для кодирования и передачи раздражающего стимула, ингибирование каждого из последовательных путей на одной или более стадий путей имеет потенциал в создании очень большого кумулятивного уменьшения болезненного или зудящего ощущения.
[0040] Существующие в настоящее время стронцийсодержащие лекарственные формы обычно используют в качестве источника стронция нитрат гексагидрата стронция или хлорида стронция. Поскольку ни нитратные, ни хлоридные анионы не вносят вклад в способность стронция уменьшать боль или зуд, они воздействуют только на увеличение осмолярности лекарственной формы. Текущее исследование продемонстрировало, что лекарственные формы с высокой осмолярностью активируют специфичные осмотические сенсоры, присутствующие на ноцицепторах, кератиноцитах и иммунных или воспалительных клетках, которые могут активировать ноцицепторы. Примером этого является эффект "соль в ране", который вызывает жжение и горение, если в рану наливают концентрированный раствор простой соли. В дополнение к созданию дискомфорта, растворы с высокой осмолярностью могут непосредственно активировать воспалительные клетки и заставлять их высвобождать химические вещества, которые вызывают активацию ноцицепторов. Вследствие этого, желательно устранить столько же "неактивных" компонентов соли или комплекса стронция, чтобы минимизировать возможность активации и воспаления осмотически индуцированных ноцицепторов.
Стронций изменяет динамику и пространственное распределение кальциевых волн
[0041] Уникальные терапевтические свойства стронция обусловлены его химическим сходством с кальцием, наиболее важным и универсальным "вторичным мессенджером" в нервах и во всех других клетках, которые регулируют все другие клеточные функции. Ион кальция всегда имеет два положительных заряда, и его ионный радиус составляет 0,99 ангстрем, т.е. приблизительно размер атома водорода. Из всех элементов стронций наиболее близко напоминает кальций, поскольку он также существует только в виде двухвалентного положительно заряженного иона и имеет ионный радиус, равный 1,13 ангстрем. По этой причине стронций обычно связывается с участками связывания кальция и имитирует активность кальция. Наиболее часто вызываемый стронцием ответ является менее сильным и может составлять только приблизительно 1/1000 от активности кальция, но более часто, стронций обладает активностью, которая является приблизительно такой же, как у кальция или в диапазоне от 1/10 до 1/30 от активности кальция. В других кальцийзависимых функциях, стронций может быть более активным, чем, например, кальций. Именно имитирующая кальций активность стронция позволяет стронцию создавать множество разнообразных действий. Поскольку кальций имеет решающее значение для такого множества клеточных функций, если он будет сильно ингибирован, результаты будут токсичными для клетки. В отличие от этого, поскольку стронций может обычно замещать кальций, хотя даже с более низкой активностью, активность кальцийзависимого пути не будет выключаться. Вместо этого, активность пути будет уменьшена, аналогично уменьшению регулирования громкости радио. Поскольку стронций, в метафорическом смысле, только уменьшает регулирование громкости кальцийзависимых путей, а не отсекает подобные пути, вероятность значительных нежелательных реакций или токсичности существенно снижается по сравнению с лекарственным средством, которое полностью блокирует путь.
[0042] Когда раздражители из химических веществ, заболевания, травмы или других воздействий активируют рецепторы на поверхности TCN, которые кодируют интенсивность своего ответа в виде быстрых изменений внутриклеточных концентраций кальция, данные изменения могут происходить менее чем за 1/1000 секунды и создавать очень сложные "волны" изменения концентрации кальция, которые распространяются через нерв и инициируют большую часть, если не все, из путей, которые являются причиной острого, хронического и нейропатического раздражения. В дополнение к частоте кальциевых волн, изменения динамики концентрации кальция изменяют продолжительность, величину и точную форму волны кальция, которая изменяет сосуществующее электростатическое поле, которое является критическим регулятором активности TCN. Данные изменения независимо активируют высвобождение множества медиаторов воспаления, включая простагландины (например, PGE2), лейкотриены (например, LTB4, C4, D4 и E4) и активные формы кислорода (ROS), включая супероксид, пероксид водорода, гидроксильные радикалы, гипохлористую кислоту и пероксинитрит.
[0043] Таким образом, стронций по существу изменяет ощущения боли и зуда, закодированные в кальциевых волнах, присутствующих при болезненных и зудящих нейропатических состояниях, и обладает эффектом искажения сигнала и уменьшения его воспринимаемой мозгом интенсивности. Вследствие связывания стронция с множеством кальцийзависимых сигнальных путей, стронций по существу изменяет закодированные с помощью кальция сигналы посредством множества независимых механизмов. Известно, что некоторые кальцийзависимые киназы имеют важное значение для развития нейропатических состояний, поскольку их ингибирование на животных моделях может предотвращать и/или изменять направление устойчивых нейропатических состояний.
3
[0044] Стронций не способен эффективно связываться со связывающими кальций белками во внутренней цитоплазме ноцицепторов, которые в нормальных условиях удаляют кальций менее чем за миллисекунду после того, как кальций попадает в ноцицептор, создавая, таким образом, переходное повышение концентрации кальция, которое вносит вклад в точно рассчитанные по времени кальциевые волны. Также, стронций значительно менее эффективно закачивается и высвобождается из первичного места хранения кальция ноцицептора, эндоплазматического ретикулума (ER). Когда принимается активирующий ноцицептор сигнал, стронций ингибирует кальцийиндуцированный путь высвобождения кальция (CICR), который усиливает кальциевый сигнал, и стронций не обладает способностью регулировать индуцированное инозитолтрифосфатом (IP) высвобождение кальция за счет воздействия на ингибирование дополнительного высвобождения кальция, если концентрация кальция в цитоплазме является слишком высокой.
3
3
3
3
3
3
[0045] После того как кальций попадает в ноцицептор в процессе его активации и деполяризации, он активирует высвобождение большого количества кальция, которое сохраняется в ER за счет пути CICR. Данный механизм обладает эффектом значительного увеличения количества кальция, которое доступно для образования волны и для регулирования кальцийзависимых путей. Стронций более чем в сотни раз является менее активным, чем кальций по его способности индуцировать CICR и, таким образом, по существу изменяет изменения концентрации кальция, которые происходят в нормальных условиях в ответ на раздражители. Находясь в ER, стронций также значительно менее сильно связывается со связывающими кальций белками ER, которые выступают в качестве буферов и изолируют свободный кальций до тех пор, пока он высвобождается посредством CICR или других аналогичных механизмов. В результате стронций достигает концентрации более чем на 150% больше, чем у кальция, и оттесняет кальций от выполнения его функции усиления в процессе CICR. Также стронций является значительно менее активным, чем кальций, при регулировании второго важного механизма усиления кальция, инициируемого IP, широко распространенного вещества, которое также активирует высвобождение кальция из ER посредством IP-специфического рецептора. При низких концентрациях кальция IP выступает в качестве мощного стимулятора высвобождения кальция, который воздействует на усиление значительно меньшего поступления кальция в процессе деполяризации. Когда концентрация кальция достаточно повышается, кальций воздействует на ингибирование дальнейшего высвобождения кальция, поддерживая, таким образом, концентрацию кальция в пределах ограниченного диапазона концентраций. Когда присутствует стронций, он может имитировать способность кальция активировать IP-индуцированное высвобождение кальция, но стронций не способен ингибировать чрезмерное высвобождение кальция, вызывая достижение как кальцием, так и стронцием повышенных концентраций на протяжении продолжительного времени. Способность стронция полностью ингибировать индуцированное кальцием высвобождение благодаря IP особенно важна, поскольку IP-индуцированное высвобождение кальция, как известно, отвечает за генерирование кальциевых волн. Данные типы воздействий стронция значительно изменяют динамику кальция и формы кальциевых волн, связанные с нейропатическими состояниями, и таким образом вносят вклад в супрессивные воздействия стронция на боль и зуд.
Стронций ингибирует зависимое от кальция высвобождение нейротрансмиттеров
[0046] В то время как стронций также влияет на дополнительные пути, которые управляют динамикой кальция внутри ноцицепторов, существует одно стронцийиндуцированное влияние на кальцийзависимую передачу закодированных в кальциевых волнах боли и зуда, которое имеет решающее значение для подавления как острых, хронических, так и нейропатических состояний. Это способность стронция связывать и инактивировать синаптотагмин-1, молекулу, которая отвечает главным образом за высвобождение нейротрансмиттеров в DRG и высвобождение воспалительных нейропептидов, включая вещество P из периферической части TCN в коже. Известно, что вещество P является наиболее важным воспалительным нейропептидом, высвобождаемым из TCN, который активирует практически каждую воспалительную иммунную "белую кровяную клетку" (WBC), включая тучные клетки, которые содержат гистамин и свыше 50 различных воспалительных химических веществ, включая фактор некроза опухолей-альфа (ФНО-альфа), интерлейкин-1 альфа и бета (IL-1 альфа и бета) и IL-6. Есть основания полагать, что эти три провоспалительных цитокина являются "первыми респондентами", которые непосредственно активируют TCN, вызывая боль и/или зуд и, как полагают, они вносят значительный вклад в развитие и сохранение нейропатических состояний, а также большинства патологических состояний кожи, которые связаны с воспалением, болью или зудом.
[0047] Синаптотагмин-1 представляет собой белок, присутствующий на поверхности везикул, которые содержат и, в конце концов, высвобождают нейротрансмиттеры и противовоспалительные нейропептиды, подобно веществу P из пресинаптических окончаний, которые связаны с постсинаптическими нейронами в DRG и периферическими окончаниями TCN в коже, которые ретранслируют закодированные в боли и зуде сигналы в мозг. В нормальных условиях частота высвобождения пресинаптических нейротрансмиттеров из ноцицепторов точно соответствует, так что интенсивность, синхронизация и другие свойства первоначального сигнала боли или зуда, закодированного в кальциевой волне, точно передаются в мозг. Задержка между приходом кальциевой волны, высвобождением нейротрансмиттеров и постсинаптической активацией обычно составляет приблизительно 1/1000 секунды, и высвобождаемое количество связано с интенсивностью первоначального сигнала TCN. Данный тип нейропередачи называется "синхронным высвобождением", поскольку синхронизация прихода кальциевой волны тесно синхронизирована с высвобождением нейротрансмиттеров, которые инициируют постсинаптическую активацию нерва DRG. Без данного точного соединения, закодированный в частоте сигнал боли или зуда искажается и фальсифицируется.
[0048] Когда стронций замещает кальций, амплитуда синхронного высвобождения нейротрансмиттеров в ответ на активацию TCN обычно уменьшается более чем на 90%. Стронций обладает дополнительным эффектом искажения сигнала, который значительно искажает синхронизацию высвобождения нейротрансмиттеров, называемую "асинхронным высвобождением". В отличие от синхронного высвобождения, которое тесно связано со стимулированием сигнала, асинхронное высвобождение может продолжаться до нескольких сот миллисекунд. Со стронцием общее количество высвобождаемого нейротрансмиттера может быть таким же, как с кальцием, однако сила синхронного высвобождения, которая заключает в себе закодированную информацию об интенсивности боли или зуда, сильно уменьшается, и критическая информация о синхронизации по существу уничтожается. Данный стронциевый механизм не только уменьшает воспринимаемую тяжесть сигнала боли или зуда, но он также подавляет высвобождение вещества P на проксимальном конце TCN в коже в первоначальном месте активации TCN. Способность стронция ингибировать высвобождение ФНО-альфа, IL-альфа и IL-6 из кератиноцитов возможно обусловлено тем же самым индуцируемым синаптотагмином механизмом высвобождения, поскольку он представляет собой секреторный механизм, используемый практически каждой клеткой. Подавление синхронного высвобождения нейротрансмиттеров также имеет важную терапевтическую пользу для лечения нейропатической боли или зуда.
[0049] Соответственно, в одном из вариантов осуществления вследствие этого желательно дополнительно изменять кальциевую динамику ноцицепторов за счет дополнительного подавления высвобождения кальция или за счет вмешательства в критические кальцийзависимые пути, которые частично ингибируются стронцием.
Развитие и сохранение нейропатической боли или зуда требует чрезмерной и непрерывной активации ноцицепторов
Staphylococcus aureus
[0050] Для того, чтобы развивалось нейропатическое состояние, ноцицепторы должны непрерывно активироваться сильным стимулом. Продолжительность требуемой активации может существенно варьировать в зависимости от конкретного повреждения нерва или стимулятора. Когда происходит подобная активация, периферические ноцицепторы, которые иннервируют кожу и слизистые оболочки, могут сенсибилизироваться в течение часов и могут продолжать увеличивать свою чувствительность в отношении раздражителей и даже могут активироваться стимулами, которые в нормальных условиях не являются раздражающими. Инфекции, такие как вирусы ВИЧ или герпеса, или хроническая колонизация бактериями, такими как , которые с избытком присутствуют на коже пациентов с атопическим дерматитом, ожоговых больных, пациентов, пострадавших от ионизирующего излучения или травматического повреждения нерва, являются особенно сильными ноцицепторными сенсибилизаторами. Высвобождение множества медиаторов воспаления, которые сопровождают любую травму или воспаление, также вносит важный вклад в сенсибилизацию.
[0051] Для того, чтобы установить нейропатическое состояние, чувствительные нервы в DRG, которые принимают входную сенсорную информацию от TCN, должны также сенсибилизироваться. Что касается периферической TCN, центральные нейроны требуют длительной активации высокой интенсивности в течение продолжительного периода времени, который может доходить до нескольких недель или значительно дольше. Наличие воспаления, инфекционных агентов или травмы может ускорять сенсибилизированное, нейропатическое состояние. Вследствие нейронального "перекрестного действия", для первоначально небольшого болезненного участка сенсибилизированной кожи, как, например, происходит при постгерпетической невралгии, обычным делом является распространение на соседние участки кожи посредством ноцицепторов, которые были повреждены, включая A-дельта ноцицепторы. Также сенсибилизированная нейропатическая кожа может генерировать болезненные стимулы в ответ на механическое давление или изменения температуры, состояние, известное как аллодиния.
[0052] Сенсибилизированное состояние как в периферических ноцицепторах, так и в их центральных эквивалентах, является формой, зависимой от активности пластичности, которая очень похожа на нейроны в CNS, которые образуют память. В случае нейропатической боли или зуда ноцицептивный ответ создает "память боли или зуда". Молекулы и пути, которые создают продолжительную нейрональную сенсибилизацию, достаточно хорошо описаны. В частности, активация внутриклеточных киназ. Особую важность имеют протеинкиназы А и C (PKA и PKC), каждая из которых существует в нескольких различных формах - митоген-активируемые протеинкиназы (MAPK), которые включают p38 MAPK, ERK1/2 MAPK и INK MAPK. Данные киназы активируются посредством широкого диапазона "сигналов опасности" окружающей среды и воздействия внутренних цитокинов и факторов роста, включая ионизирующее излучение, активные формы кислорода (ROS) всегда сопровождающие инфекцию и травму. При активации данные киназы активируются с помощью множества путей и приводят к последовательным каскадам, результатом которых является регуляция и активация генов, которые хорошо регулируют свыше 100 различных молекул, которые активируют иммунные клетки, обусловливают воспаление, и молекул, которые влияют на ионные каналы, и молекулярных сенсоров, которые являются причиной сенсибилизации периферических и центральных ноцицепторов, которая вызывает нейропатическую боль и зуд. Среди данных генов, активирующих воспаление и иммунную систему, наиболее важным называют ядерный фактор, легкие каппа-цепи иммуноглобулинов, энхансер B-клеток, сокращенно NF-каппа B, называемые "главным регулятором воспаления". Кроме того, некоторые из таких киназ, подобно PKC, могут непосредственно сенсибилизировать и активировать ноцицепторы, которые являются причиной поступления кальция и влияют на способность стронция изменять динамику кальция, которая происходит при нейропатических состояниях.
[0053] Соответственно, в одном из вариантов осуществления вследствие этого желательно объединить стронций с молекулами, которые ингибируют одну или более таких киназ, и регуляторными генами, которые вносят вклад в сенсибилизацию ноцицепторов, активацию и генерирование нейропатических состояний.
Стронций связывается с кальцийчувствительным рецептором (CaSR) на ноцицепторах, что подавляет активацию ноцицепторов
[0054] Большая часть, если не все, клетки имеют идентифицированный в последнее время поверхностный рецептор, который определяет межклеточную концентрацию кальция. Стронций также связывает и активирует CaSR также эффективно, как кальций, но инициирует дополнительные функции. Результатом данной информации стала коммерческая разработка простой соли стронция, ренелата стронция, вводимого перорально, отпускаемого по рецепту лекарственного средства для лечения остеопороза более чем в 70 странах. Вследствие уникальной способности стронция имитировать способность кальция активировать CaSR и, кроме того, активировать дополнительные пути, связанные с CaSR, ренелат стронция представляет собой единственное известное лекарственное средство против остеопороза, которое имеет два независимых терапевтических механизма против остеопороза - стронций ингибирует разрежение кости за счет ингибирования разрушающих костную ткань остеокластов и одновременно стимулирует остеобласты, которые производят новую кость.
[0055] Ноцицепторы также имеют CaSR, который ингибирует активацию ноцицепторов, когда межклеточная концентрация кальция повышается выше нормальной, или если вводят аналогичную концентрацию стронция. Данный механизм вносит вклад в способность стронция быстро ингибировать активацию TCN, например, посредством сильнокислых химических эксфолиантов, таких как 70% гликолевая кислота, рН 0,6, которая являться причиной острой боли в течение секунд после применения. Когда стронций смешивают с кислотой, жгучая боль и жжение подавляются на 80% или более, так что всякое остающееся сенсорное раздражение не беспокоит.
[0056] Активация CaSR также вызывает активацию нескольких путей, которые, как известно, увеличивают как острую, хроническую, так и нейропатическую боль и зуд, и воспаление. Поскольку при использовании в реальной обстановке стронций обычно ингибирует боль и зуд, вероятно, что эффект усиления боли и зуда, вызываемый за счет активации CaSR стронцием, в действительности, сводится на нет другими стронциевыми противораздражительными механизмами. Тем не менее, даже низкий уровень, "субклиническая" боль и усиливающий зуд эффект уменьшает способность стронция эффективно лечить, предотвращать или изменять направление нейропатических состояний, для которых всякая излишняя активация TCN, как известно, способствует нейропатическому состоянию.
3
3
3
[0057] Особой заботой является описанная в литературе способность стронция связываться с CaSR и быстро активировать две молекулы MAPK, p38 и ERK1/2, которые, как известно, находятся среди основных соучастников периферической и центральной сенсибилизации ноцицепторов. Связывание стронция с CaSR, как описано в литературе, также активирует важный фермент, фосфолипазу C, которая продуцирует две важные регуляторные молекулы, приведенную выше IP и диацилглицерин (DAG), которые обе вносят вклад в активацию и сенсибилизацию ноцицепторов и воспаление. IP является одной из наиболее важных и сильных высвобождающих кальций молекул, которая непосредственно инициирует высвобождение кальция из запасов ER. Многие создающие боль и зуд химические вещества, которые образуются во время воспаления, инфекции или травмы, используют IP-путь для активации ноцицепторов и создания кальциевых волн, которые передают ощущения боли и зуда. DAG является основным активатором протеинкиназы C, семейства молекул, которые непосредственно активируют ноцицепторы и многие пути, которые производят боль и зуд и медиаторы воспаления. Также известно, что PKC является важным сенсибилизатором ноцицепторов, поскольку ингибирование PKC может предотвращать или изменять направление нейропатической боли на животных моделях. PKC также активирует NF-каппа B, один из наиболее важных стимуляторов молекул, которые инициируют боль, зуд и воспаление, и есть основание полагать, что они способны непосредственно вызывать нейропатическую сенсибилизацию. Необходимо подчеркнуть, что признание, что стронций приносит терапевтическую пользу при остеопорозе за счет связывания с CaSR, сделано совсем недавно и, вероятно, будут идентифицированы дополнительные чувствительные к стронцию пути. Тот факт, что человеческие ноцицепторы имеют CaSR, которые регулируют активацию ноцицепторов, предполагает, что активация CaSR за счет наружно применяемого стронция может работать при пониженном уровне вследствие способности стронция ингибировать важные пути боли и зуда, активируя одновременно пути посредством CaSR, которые, как известно, инициируют пути боли и зуда. Наиболее важно, поскольку известно, что активация данных путей CaSR является важным соучастником в развитии нейропатических состояний, терапевтический потенциал стронция может быть подвергнут существенному риску.
[0058] Соответственно, в одном из вариантов осуществления вследствие этого желательно создавать основанные на стронции соли, комплексы или лекарственную форму, которая имеет молекулярные компоненты, которые специфически ингибируют пути CaSR, которые, как известно, усиливают нейропатическую боль, зуд и воспаление.
Основные задачи настоящего изобретения
[0059] Одна из задач настоящего изобретения состоит в ингибировании множества ноцицепторных путей за счет комбинирования стронция с другими молекулами, которые специфически выделяют пути, которые регулируются стронцием и создают общее уменьшение боли или зуда или другие преимущества для пациента, такие как предотвращение или изменение направления нейропатической боли или состояния зуда. Еще одной из задач настоящего изобретения является комбинирование стронция с другими молекулами, которые также вызывают ингибирование или стимулирование регулируемых стронцием путей, но на иных стадиях, чем стадии, регулируемые стронцием. Важно заметить, что некоторые ноцицепторные пути являются ингибиторными по своей сути, и при ингибировании общим результатом может быть стимулирование ноцицептора. По этой причине термин "регулируемый стронцием путь" будет использоваться для обозначения того, что общее воздействие стронция или молекул, которые необходимо комбинировать со стронцием, может либо стимулировать, либо ингибировать конкретный ноцицепторный путь. Еще одной из задач настоящего изобретения является комбинирование стронция и дополнительных молекул химическим образом, которое вызывает химическое соединение стронция и молекул в виде "соли" или "комплекса", например, полимера с высокой молекулярной массой, такого как полианионные полимеры, такие как альгиновая кислота, каррагенан или другие полимеры, которые могут образовывать матрицу со стронцием и дополнительными регулирующими стронций молекулами. За счет создания солей или комплексов стронция осмолярность лекарственной формы будет уменьшена по сравнению с наличием стронция и двух неактивных противоионов, чтобы сбалансировать два положительных заряда стронция.
[0060] С тех пор, как в патенте США 5716625 было первые описано, что у иона стронция существует присущая ему способность выборочно подавлять жалящую, жгучую боль и зуд и сопутствующее покраснение, обусловленные химическими раздражителями и заболеваниями, называемая как его "противораздражительная активность", целью стало попытаться понять, как стронций осуществляет данную активность при комбинировании стронция с одной или более несвязанными молекулами, которые амплифицируют биохимические пути, активированные стронцием, и таким образом создавать более сильное терапевтическое средство, используемое для лечения многих опасных патологических состояний и заболеваний, для которых существующие методы лечения имеют существенные ограничения в эффективности или безопасности и для которых стронций был не достаточно сильнодействующим. Результаты данной попытки выявили чрезвычайно сложную комбинацию индуцируемых стронцием регуляторных воздействий, которые были в состоянии спрогнозировать наблюдаемый терапевтический профиль стронция. Наиболее важно, что данное понимание предлагало, как разрабатывать новые основанные на стронции соединения, комплексы и лекарственные формы, которые эффективно лечат боль и зуд вследствие повреждения нервов, патологических состояний, называемых в общем "нейропатическими".
[0061] Существует множество причин нейропатий, некоторые из которых являются очень распространенными. Например, распространенные нейропатии включают вирусную инфекцию (например, ВИЧ, герпетический вирус ветряной оспы (VZV), который вызывает ветряную оспу, и в последние годы, или вторично на фоне иммуносупрессии, опоясывающий лишай, а для многих, постгерпетических невралгий состояние с интенсивной болью, которое обычно возникает в пожилом возрасте.) Диабет является наиболее распространенной причиной типичной жгучей боли вследствие глюкозоиндуцированного повреждения нервов, серьезных ожогов, тяжелой травмы или ампутации и ряда лекарственных средств, особенно некоторых, которые используются для лечения ВИЧ. Несмотря на тот факт, что они являются пероральными лекарственными средствами, доступными в виде габапентина (Neurontin™) и прегабалина (Lyrica™), которые могут обеспечить значительное облегчение нейропатических симптомов, все они имеют потенциально значительные побочные эффекты, такие как сонливость, головокружение и изменений умственных процессов более чем у 25% пациентов. Поскольку возраст многих нейропатических пациентов составляет 70 или 80 лет, и у них уже имеются ограничения по здоровью, данные побочные эффекты могут быть особенно проблематичными и потенциально опасными. Это часто приводит к ухудшению соблюдения требуемого режима дозирования и, таким образом, к уменьшению пользы для пациента.
[0062] Особенно важной задачей настоящего изобретения является создание эффективных лекарственных средств, комплексов и лекарственных форм для местного применения, которые являются достаточно безопасными для использования по необходимости и без опасения медицински значимых побочных эффектов, и которые могут эффективно лечить боль и зуд, обусловленные нейропатическими состояниями. Также задачей настоящего изобретения является предотвращение развития хронических нервных изменений, которые создают нейропатическое состояние, и существенное изменение направления основных биохимических изменений, которые создали нейропатическое состояние, так чтобы пациент испытывал значительно уменьшенный уровень боли или зуда. Для некоторых типов нейропатических состояний, изменения и повреждение нервов могут быть достаточно уменьшены до такой степени, когда пациента более не беспокоит боль или зуд.
[0063] Соответственно, комплексы и лекарственные формы настоящего изобретения усиливают способность стронция лечить нейропатические состояния и, в целом, достигать следующих целей:
1. Стимулы, которые окисляют внутриклеточный глутатион, инициируют множественные активирующие ноцицепторы пути
[0064] Из множества состояний, которые могут являться причиной активации ноцицепторов в процессе развития нейропатических состояний, состояние окисления-восстановления ноцицептора может производить некоторые из существующих наиболее сильных острых и хронических активирующих ноцицепторы стимулов. Одним из наиболее важных регуляторных сигналов, которые являются причиной конвертации клетки в защитное состояние, в котором активируется множество воспалительных и защищающих клетку иммунных активаторов, является внутриклеточное соотношение восстановленного и окисленного глутатиона. Глутатион представляет собой наиболее многочисленный внутриклеточный тиоловый антиоксидант и находится среди наиболее важных генераторов сигналов, которые инициируют клеточный синтез мощных медиаторов воспаления и активирование генов, которые, в свою очередь, активируют практически каждую воспалительную клетку иммунной системы. Соотношение восстановленного глутатиона, GSH, и окисленной формы, GSSH, в нормальных условиях составляет 9 к 1 или более. Когда клетки подвергаются травме, инфекции, воспалению или медиаторам воспаления, ионизирующему излучению или общему "клеточному стрессу", количество восстановленного глутатиона падает и непосредственно запускает многократные каскады активации генов, которые, в конце концов, приводят к синтезу далеко за 100 медиаторов воспаления, провоспалительных цитокинов (например, ФНО-альфа, IL-1, IL-6 и многих других), и цитокинов, которые привлекают и активируют воспалительные иммунные клетки, которые все сенсибилизируют и активируют ноцицепторы, которые передают сигналы боли и зуда и, в свою очередь, усиливают данные воспалительные каскады за счет нейрогенных воспалительных путей. Многие из наиболее важных регуляторов воспаления и иммунной защиты клеток являются высокочувствительными к уменьшению концентрации GSH клетки и непосредственно активируются за счет низкого соотношения GSH/GSSG, показывающего, что клетка находится в состоянии окисления-восстановления.
[0065] Возможно, наиболее важным из данных чувствительных к окислению-восстановлению регуляторных путей является NF-каппа B. Данная молекула отвечает за это, индуцируя непосредственно или опосредованно синтез наиболее важных и мощных активаторов воспаления, включая ФНО-альфа и многие из воспалительных интерлейкинов и хемокинов, которые привлекают воспалительные клетки, секретирующие медиаторы, которые непосредственно активируют ноцицепторы и, таким образом, повышают их долговременную сенсибилизацию и трансформирование в нейропатическое состояние.
[0066] Поскольку NF-каппа B выступает в качестве "итогового общего пути" для активации множества воспалительных путей, вещества, которые уменьшают или блокируют активацию NF-каппа B, будут иметь существенную и широкую противовоспалительную активность и будут блокировать многие формы опосредованной иммунной системой активации воспалительных путей. NF-каппа B также является одной из множества регуляторных молекул, которые непосредственно активируются окислительной внутриклеточной средой - средой, в которой минимизировано соотношение восстановленного глутатиона (GSH) и окисленного глутатиона (GSSG). Данная окислительная среда непосредственно активирует NF-каппа B, которая значительно повышает синтез активирующих ноцицепторы медиаторов и цитокинов.
[0067] Поскольку оба периферических ноцицептора с окончаниями в коже и центральные ноцицепторы в DRG и спинном мозге сенсибилизируются при непрерывной активации, активация NF-каппа B является важным и критическим стимулятором нейропатической сенсибилизации.
2. Активация толл-подобных рецепторов микробами, активирующими генную транскрипцию за счет NF-каппа B, который сенсибилизирует активированные ноцицепторы
[0068] Кератиноциты составляют приблизительно 90% эпидермальных клеток и имеют множество рецепторов, которые могут вызывать активацию ноцицепторов. Среди наиболее важных находятся толл-подобные рецепторы (TLR), молекулы, которые распознают консервативные молекулярные структуры бактерий, грибов и вирусов. При активации TLR инициируют множество воспалительных и активирующих ноцицепторы путей, которые все приводят к активации NF-каппа B.
3. Активация NF-каппа B создает хемокины, которые привлекают воспалительные клетки
[0069] Одно из наиболее важных следствий NF-каппа B состоит в стимулировании продуцирования хемокинов, включая IL-8, которые привлекают и активируют нейтрофилы, переносимые кровью белые кровяные клетки (WBC), которые обычно составляют более 50% всех WBC крови. Нейтрофилы являются первыми респондентами на любой тип травмы, инфекции или воспалительного процесса и накапливаются на участке инициирования в больших количествах. При активации IL-8 и другими медиаторами воспаления нейтрофилы продуцируют большие уровни мощных окислителей, активные формы кислорода (ROS; например, супероксид, пероксид водорода, оксид азота и гипохлористая кислота), которые быстро истощают GSH в клетках, включая ноцицепторы, способствуя, таким образом, окислительной активации NF-каппа B и активации многих киназ, включая протеинкиназу A, протеинкиназу C и митоген-активируемые протеинкиназы, которые действуют, амплифицируя практически все пути воспаления, которые непосредственно активируют ноцицепторы.
[0070] Активация данных многочисленных независимых путей воспаления и воспалительных клеток приводит к интенсивной активации ноцицепторов, которые вносят вклад в развитие нейропатической сенсибилизации и нейропатической боли и зуда.
[0071] Подобная активация ноцицепторов также заставляет их высвобождать вещество P, которое непосредственно инициирует активацию тучных клеток и высвобождение гистамина, ФНО-альфа, IL-1, IL-6, IL-8 и большое множество воспалительных веществ, которые дополнительно активируют ноцицепторы. Вследствие одновременной активации множества воспалительных и активирующих ноцицепторы путей происходит полное усиление активации ноцицепторов, которое, как известно, непосредственно приводит к нейропатической боли и зуду.
4. Комплексы стронция и двух противоионов, основанных на цистеине антиоксидантов и полигидроксифенолов, блокируют активацию ноцицепторов за счет блокирования множества путей воспаления на множестве независимых стадий синергически
[0072] Как описано выше, за счет создания помех для внутриклеточной динамики кальция внутри ноцицепторов, стронций в действительности искажает нормальные закодированные в кальции сигналы, которые содержат сигналы боли и зуда, которые, в конце концов, производят осознанную оценку боли и зуда. Стронций также связывается со многими критическими зависимыми от кальция путями, которые в нормальных условиях активируют ноцицепторные пути, включая инициирующие воспаление киназы, которые приводят к активации NF-каппа B и непрерывной активации ноцицепторов.
[0073] Два противоиона действуют на различных стадиях на одних и тех же путях воспаления, ингибируемых стронцием, и таким образом в действительности усиливают базовую противораздражительную активность и защищающую ноцицепторы активность стронция. Примеры ключевой усиливающей стронций активности данных двух конкретных противоионов обсуждаются ниже:
A. Основанные на цистеине антиоксиданты ингибируют множество регулируемых стронцием путей воспаления, которые активируют ноцицепторы
[0074] При местном нанесении антиоксиданта на основании цистеина на кожу, ацетильная группа антиоксиданта на основе цистеина быстро удаляется, оставляя свободный цистеин. Цистеин представляет собой ограничивающую скорость аминокислоту, которая регулирует синтез восстановленного глутатиона (GSH). Соответственно, введение антиоксиданта на основе цистеина в кожу быстро повышает концентрацию GSH и уменьшает внутриклеточную концентрацию окисленного глутатиона (GSSG), нормализуя, таким образом, состояние окисления-восстановления ноцицепторов. Это имеет немедленный эффект ингибирования активации NK-каппа B и активации многих других чувствительных к окислению-восстановлению путей воспаления, уменьшая, таким образом, активацию ноцицепторов за счет как прямого, так и непрямого путей. Антиоксиданты на основе цистеина также обладают уникальной антиоксидантной активностью благодаря своему тиолу (SH группы), который подавляет способность оксида азота ковалентно связываться и активировать воспалительные киназы, которые, как известно, вносят непосредственный вклад в нейропатические состояния. Антиоксиданты на основе цистеина также непосредственно инактивируют другие окислители, которые активируют пути воспаления и, наиболее важно, они ингибируют активацию ноцицепторов. За счет комбинирования антиоксиданта на основе цистеина со стронцием, одним из наиболее важных регуляторных средств управления ноцицепторами, активация уменьшается за счет сдвига состояния окисления-восстановления ноцицепторов к высокому соотношению GSH/GSSG.
[0075] Благодаря своей тиольной группе антиоксиданты на основе цистеина также обладают способностью непосредственно связываться с тиольными группами цистеиновых остатков в молекулах, которые являются частью воспалительных путей, которые вносят вклад в активацию ноцицепторов. Поскольку имеется множество чувствительных к тиолу регуляторных молекул, антиоксиданты на основе цистеина обладают способностью блокировать окисление критических цистеинов в подобных молекулах и таким образом блокировать активацию, которая приводит к повышенному воспалению и активации ноцицепторов. Для многих чувствительных к окислению-восстановлению регулируемых цистеином путей, концентрация кальция в ноцицепторах повышается, и что касается многих других активаторов ноцицепторов, получаемые в результате закодированные в концентрации кальция сигналы боли, зуда и активации участвуют в образовании и долговременном продолжении нейропатических состояний. За счет блокирования подобного окисления цистеина, индуцируемого высвобождением кальция, антиоксиданты на основе цистеина вносят вклад в присущую стронцию способность аналогичным образом ингибировать закодированные в кальции сигналы, но за счет нестронциевых механизмов. За счет блокирования кальцийзависимых сигналов с помощью отличающихся механизмов, повышается общая ингибирующая ноцицепторы активность.
B. Полигидроксифенолы ингибируют множество регулируемых стронцием путей воспаления, которые активируют ноцицепторы
[0076] Как антиоксидант на основе цистеина, полигидроксифенолы являются мощными антиоксидантами. Однако полигидроксифенолы обладают несколькими уникальными противоокислительными механизмами, которыми не обладает антиоксидант на основе цистеина. Полигидроксифенолы действуют, ингибируя множество генерирующих окислители путей, которые только опосредованно подвергаются воздействию антиоксидантов на основе цистеина. За счет комбинирования множества независимых антиоксидантных ингибиторных механизмов, противоионы в комбинации действуют с максимальной противоэффективностью, ингибируя редокс чувствительную активацию NF-каппа B и многие другие пути активации ноцицепторов, которые инициируются под воздействием окислителей.
[0077] Иллюстративным полигидроксифенолом на практике настоящего изобретения является галловая кислота (3,4,5-тригидроксибензойная кислота). Галловая кислота (GA), и аналогичным образом структурированные полигидроксифенолы, обладают множеством противовоспалительных, антиоксидантных и ингибирующих воспалительные клетки функций, которые амплифицируют регулируемые стронцием пути, которые приводят к подавлению активации ноцицепторов.
[0078] Полигидроксифенольная структура галловой кислоты, кофейной кислоты, кверцетина, лютеолина, мирицетина и аналогичных полигидроксифенольных антиоксидантов предоставляет такие молекулы с рядом важных свойств, которые как ингибируют активирующие ноцицепторы пути, подавляемые стронцием, так и предоставляют специфические возможности для связывания и подавления нескольких важных киназ, которые, как известно, важны для развития состояний нейропатической боли и зуда.
[0079] Все такие молекулы имеют гидроксильные группы, которые в одном из вариантов осуществления находятся рядом друг с другом на фенольном фрагменте в мета и пара-положениях и имитируют трехмерную структуру аденозинтрифосфата (ATP), молекулы, которая должна связываться с активными участками киназ, типа протеинкиназы C и других регуляторных киназ, которые являются частью передающих сигналы путей, активирующих множество путей воспаления, активирующих NF-каппа B и непосредственно активирующих ноцицепторы. Как известно, данные киназы также необходимы для развития сенсибилизации нейропатических ноцицепторов и нейропатической боли и зуда.
[0080] Полигидроксифенолы также непосредственно связываются с составными элементами NF-каппа B и являются причиной прямого ингибирования активации. Способность противоионов ингибировать активацию NF-каппа B посредством множества независимых механизмов оказывает ингибирующее воздействие больше чем ингибирование только за счет одного механизма.
[0081] Полигидроксифенолы также ингибируют экспрессию множества клеточных адгезивных молекул, подобно ICAM-1, VCAM-1, и элементов селектинадгезивных молекул, которые обеспечивают возможность вытекания нейтрофилов и моноцитов из кровеносных сосудов и аккумулирования в участках воспаления, участвуя таким образом в активации ноцицепторов.
[0082] Полигидроксифенолы также обладают множеством антиоксидантных функций, которые имеют механизмы, отличающиеся от механизмов антиоксидантов на основе цистеина. Например, галловая кислота и другие полигидроксифенолы непосредственно инактивируют супероксид, пероксид водорода, гидроксильные радикалы и гипохлористую кислоту, таким образом, препятствуя им сдвигать концентрацию внутриклеточного GSH от уменьшения, что активирует NF-каппа B и другие редокс-активируемые воспалительные регуляторные молекулы и молекулы, которые непосредственно активируют ноцицепторы.
2
++
++
[0083] Полигидроксифенолы также обладают уникальной способностью ингибировать реакцию фентона, за счет которой низкие концентрации двухвалентного железа (Fe ) и меди (Cu) каталитически производят высокотоксичный и воспалительный гидроксильный радикал, который является мощным активатором воспаления.
[0084] В одном из вариантов осуществления полигидроксифенол выбирают из группы, состоящей из: галловой кислоты, кверцетина, кофейной кислоты, мирицетина и леутолина. Подобные молекулы обладают мощной ингибиторной активностью на одну из наиболее важных воспалительных молекул, присутствующих в коже, тучную клетку. Тучные клетки присутствуют в дерме и подслизистых тканях по всему телу и находятся среди наиболее важных источников преформированных медиаторов воспаления, подобно гистамину, ФНО-альфа, IL-1, IL-6.
[0085] IL-8 и свыше 20 других хемокинов и медиаторов воспаления, которые все непосредственно или опосредованно активируют ноцицепторы. Активация ноцицепторов также является главным стимулятором высвобождения вещества P из ноцицепторов типа С, которые непосредственно активируют тучные клетки, нейтрофилы и каждый другой тип воспалительных белых кровяных клеток. Комбинированная способность стронция ингибировать активацию ноцицепторов, высвобождение вещества P и полигидроксифенольное ингибирование активации тучных клеток обеспечивает мощную дополнительную синергическую ингибиторную активность при воспалении и активации ноцицепторов.
2
4
2
4
[0086] Как антиоксиданты на основе цистеина, так и полигидроксифенолы дополнительно являются мощными ингибиторами простагландинов и лейкотриенов, особенно PGE и LTB. PGE является одним из наиболее важных сенсибилизаторов ноцицепторов, который синтезируется практически во всех воспалительных состояниях. LTB является одним из наиболее важных аттрактантов и активаторов нейтрофилов, которые представляют собой первые клетки, накапливающиеся в больших количествах на участках травмы, раздражения, инфекции и воспаления, и находятся среди наиболее важных триггеров активации ноцицепторов. Каждый класс противоионов ингибирует синтез простагландинов и лейкотриенов посредством различных механизмов.
[0087] Оба противоиона также обладают критической способностью ингибировать несколько путей воспаления и активации ноцицепторов, которые стимулируются стронцием, таким образом, потенциально повышая способность стронция ингибировать острую и хроническую боль и зуд и ингибировать сенсибилизацию ноцицепторов, которая, как известно, важна для развития нейропатических состояний.
[0088] В частности, способность стронция активировать кальцийчувствительный рецептор (CaSR) на клетках, включая ноцицепторы, которые, как известно, активируют протеинкиназу A, протеинкиназу C и NF-каппа B. Активация каждой из данных молекул, как известно, вносит вклад в активацию ноцицепторов и развитие нейропатии. Противоионы ограничивают подобную активацию. Действительно, комбинация антиоксиданта на основе цистеина, полигидроксифенолов ингибирует активацию каждой из активируемых стронцием молекул посредством множества независимых механизмов, таким образом, сводя на нет нежелательную активность стронция, которая, в противном случае, ограничивает его общую противораздражительную активность и способность ингибировать развитие и сохранение нейропатических состояний.
[0089] За счет комбинирования стронция с противоионами, описанного в данном описании, полученные в результате комплексы являются более эффективными ингибиторами множества одних и тех же активирующих ноцицепторы путей, которые ингибируются стронцием посредством множества накладывающихся и отличающихся механизмов. В итоге, комбинация таких усиливающих стронций молекул также ингибирует активируемые стронцием пути, которые вносят вклад в боль, зуд и развитие нейропатических заболеваний.
[0090] Также предусматривается композиция, которая содержит комбинацию стронция со смесью полигидроксифенолов. Использование более чем одного полигидроксифенола имеет синергический эффект вследствие различной активности каждого полигидроксифенола. Предусматривается, что данный синергический эффект обладает повышенной эффективностью в лечении сенсорного раздражения, которое включает, но без ограничения, боль, зуд и развитие нейропатических заболеваний. В одном из вариантов осуществления смесь содержит монофенольные и полифенольные полигидроксифенолы. В одном из вариантов осуществления смесь содержит монофенольные и бифенольные полигидроксифенолы. В еще одном варианте осуществления смесь содержит монофенольные и трифенольные полигидроксифенолы. В еще одном варианте осуществления смесь содержит бифенольные и трифенольные полигидроксифенолы. В еще одном из вариантов осуществления смесь содержит монофенольные, бифенольные и трифенольные полигидроксифенолы. В еще одном варианте осуществления смесь содержит аналог ATP с монофенольным, бифенольным или трифенольным полигидроксифенолом. В еще одном варианте осуществления смесью полигидроксифенолов является галловая кислота и кофейная кислота. В еще одном из вариантов осуществления смесью полигидроксифенолов является мирицетин и кофейная кислота. В еще одном варианте осуществления смесью полигидроксифенолов является мирицетин и галловая кислота. В еще одном из вариантов осуществления смесью полигидроксифенолов является мирицетин, галловая кислота и кофейная кислота.
Комплексы по настоящего изобретения
[0091] Композиции и формулы настоящего изобретения имеют две общие конструктивные и терапевтические цели: (1) уменьшение отрицательных воздействий стронция на нейропатическое лечение; и (2) повышение полезных функций стронция для нейропатического лечения.
[0092] После того, как стронций был впервые выпущен на рынок, стало понятно, что, несмотря на тот факт, что стронций был безопасным и эффективным во многих коммерческих вариантах использования, он страдал рядом недостатков, которые, в конце концов, ограничивали его потенциальную терапевтическую полезность. Например, стронций в концентрации 2-6% в лекарственной форме часто вызывал транзиторное жжение, если обрабатываемая кожа была потрескавшейся или имела поврежденный "барьер" вследствие травмы, химического воздействия, инфекции или заболевания. Пациенты с "опрелостью", как дети, так и люди, которые обычно претерпевают интенсивную боль, описываемую как жжение в течение 5-10 секунд, при использовании лекарственной формы с 4 или 6% стронцием. Не являясь вредной, она была непереносимой для многих детей. Аналогичным образом, стронций при повышенных концентрациях не применялся при термических ожогах, порезах или для кожи, целостность которой была сильно нарушена вследствие расчесывания. Попытки разработать лосьоны на основе эмульсий или крема были ограничены за счет присущего эмульсиям дестабилизирующего эффекта электролитов, подобно стронцию и его противоионам, которые разрушают электростатические силы, создающие эмульсии.
[0093] В одном из вариантов осуществления композиции настоящего изобретения представляют собой тройные комплексы, содержащие по меньшей мере три компонента, из которых одним компонентом является стронций. В еще одном варианте осуществления композиции настоящего изобретения представляют собой двойные комплексы, содержащие по меньшей мере два компонента, из которых одним компонентом является стронций. Компоненты тройного и двойного комплексов обсуждаются ниже.
A. Стронций
[0094] Стронций присутствует в виде двухвалентного катиона. Стронций обозначается широко используемым атомным символом, "Sr" и изображается внизу.
++
[0095] Стронций имитирует способность кальция проходить по зависимым от напряжения кальциевым каналам. Как таковой, он может конкурировать с Ca в связывании с некоторыми рецепторами. Есть основания полагать, что кальций играет роль в болевом процессе за счет регулирования высвобождения нейротрансмиттеров, и таким образом анальгетический эффект стронция может состоять в предотвращении связывания кальция с нервными клетками.
[0096] Стронций доступен в виде неорганической или органической соли, которая является водорастворимой при комнатной температуре в диапазоне от 1 до 100 г/л. Неорганические соли включают, например, хлорид стронция, сульфат стронция, карбонат стронция, нитрат стронция, гидроксид стронция, гидросульфид стронция, оксид стронция, ацетат стронция и т.д. Органические соли включают, например, отрицательно заряженную органическую кислоту, такую как моно-, ди-, три- или четыре-карбоновую кислоту или аминокарбоновую кислоту, которая может иметь линейную или разветвленную углеродную цепь с от 2 до 30 атомов углерода и одной или более прикрепленных к ней аминогрупп. Аминокарбоновой кислотой может быть природная или синтетическая аминокислота. Примеры органических солей стронция включают, например, глутамат стронция, аспартат стронция, малонат стронция, малеат стронция, цитрат стронция, треонат стронция, лактат стронция, пируват стронция, аскорбат стронция, альфа-кетоглутарат стронция или сукцинат стронция. Другие примеры солей стронция и способов их получения можно найти, например, в опубликованной заявке США № 2010/0048697.
[0097] В виде органической соли, должно быть понятно, что противоион не может иметь более высокую аффинность в отношении стронция, чем антиоксиданты и/или полигидроксифенолы, описанные в данном описании для образования комплексов стронция.
B. Полигидроксифенолы
[0098] Полигидроксифенолы представляют собой фенольные соединения, имеющие по меньшей мере две гидроксильные группы, предпочтительно в орто и пара-положениях. Одним иллюстративным соединением является 3,4,5-тригидроксибензойная кислота, называемая также галловой кислотой. Термин "полигидроксифенол" не включает карбоновые кислоты, такие как ренелат.
[0099] Полигидроксифенолы могут добавляться в композиции, описанные в данном описании, по существу в очищенном виде, или они могут быть добавлены в виде содержащих полигидроксифенол растительных экстрактов, таких как зеленый чай и соевые экстракты.
[00100] Флавоноиды представляют собой полифенольные соединения, имеющие 15 атомов углерода, два шестиуглеродных бензильных кольца, которые обычно соединены вместе линейной, насыщенной трехуглеродной цепью. Другие флавиноиды могут состоять из двух бензильных колец, соединенных вместе третьей 5- или 6-углеродной кольцевой структурой. Флавиноиды составляют один из наиболее характерных классов соединений у высших растений. Многие флавиноиды легко распознаются в виде пигментов у цветковых растений.
[00101] Полигидроксифенол также может функционировать в качестве антиоксиданта. Например, галловая кислота представляет собой тригидроксифенольную структуру, которая обладает антиоксидантной активностью. Мономерные фенольные соединения включают, например, галловую кислоту (3,4,5-тригидроксибензойную кислоту) и кофейную кислоту. Оба соединения имеют группу карбоновой кислоты, которая может быть этерифицирована сахарным фрагментом, таким как глюкоза. В случае галловой кислоты, подобная этерификация создает глюкогаллин. Также могут быть эффективными другие органические сложные эфиры, такие как сложный этиловый эфир галловой кислоты, этилгаллат, или сложный пропиловый эфир галловой кислоты, пропилгаллат.
in vivo
[00102] Также настоящее изобретение предусматривает полимерные фенольные соединения, которые имеют два или более ароматических кольца, которые обычно, но необязательно, имеют одну и ту же структуру. Одним подобным примером является резерватрол. Еще одним является пентагаллоилглюкоза, которая состоит из пяти остатков галловой кислоты, которые этерифицированы с одной молекулой глюкозы. Данная молекула будет расщепляться  неспецифическими эстеразами, которые освобождают отдельные остатки галловой кислоты. Использование подобных форм полигидроксифенольных соединений имеет дополнительное преимущество понижения осмотической активности, поскольку одна молекула пентагаллоилглюкозы создает одну единицу осмотической активности, по сравнению с пятью единицами осмотической активности, создаваемой за счет использования пяти отдельных молекул галловой кислоты.
[00103] Дубильная кислота является еще одним примером полимера галловой кислоты с высокой молекулярной массой, в котором один или более этерифицированных остатков галловой кислоты этерифицированы с центральной молекулой глюкозы.
[00104] Эллаговая кислота является примером димера галловой кислоты. Несмотря на тот факт, что данная молекула более не обладает фенольной структурой, как у галловой кислоты, она сохраняет многие из тех же самых биологических функций галловой кислоты и, таким образом, используется в практике настоящего изобретения.
[00105] Соединения, имеющие флавоновый скелет, включают, например, кверцетин и эпикатехин (EC), и их производные, такие как эпигаллокатехингаллат (EGCG, обнаруженный в зеленом чае), эпигаллокатехин (EGC) и эпикатехингаллат (ECG).
[00106] Другие полигидроксифенольные соединения включают, например, мирицетин, лютеолин, наринген, генистеин и нордигидрогваяретовую кислоту (NDGA).
[00107] В одном конкретном варианте осуществления полигидроксифенолы, которые также подходят, демонстрируют одну или более карбоксильных групп, таких как галловая кислота и кофейная кислота. Карбоксильная группа может служить в качестве дополнительного противоиона, а также содействовать образованию матрицы с необязательным полианионным полимером.
[00108] В еще одном варианте осуществления полигидроксифенолы, которые используются в практике настоящего изобретения, являются ингибиторами изозимов протеинкиназы C (PKC), и в частности, PKC-эпсилон. Это особенно справедливо для стронциево-полигидроксифенольных комплексов, поскольку стронций может имитировать воздействия кальция в качестве кофактора для PKC. Например, лютеолин и кверцетин, как известно, ингибируют изозимы PKC. См., например, Cancer Res. 70(6): 2415-2423 (2010); и Biochem. Pharmacol. 38: 1627-1634 (1989). Как описано в продемонстрированных обеих статьях, способы определения степени ингибирования PKC соединениями также известны в фармацевтической области. Как использовано в данном описании, полигидроксифенол будет считаться ингибитором PKC, если он подавляет 10% или более активности PKC.
[00109] В еще одном из вариантов осуществления полигидроксифенолы и их соответствующие стронциевые комплексы являются известными ингибиторами кальмодулина. Более конкретно, они ингибируют стимулируемую кальмодулином активность фосфодиэстеразы. См., например, Plant and Cell Physiol. 26(1) 201-209 (1985), в которой описано ингибирование стимулируемой кальмодулином активности фосфодиэстеразы флавоноидами, такими как катехин, эпикатехин, кверцетин, кофейная кислота и нарингенин. Как использовано в данном описании, полигидроксифенол будет считаться ингибитором кальмодулина, если он подавляет 10% или более активности кальмодулина.
[00110] В еще одном варианте осуществления полигидроксифенолы и их соответствующие стронциевые комплексы являются известными аналогами ATP. Это механизм, за счет которого они ингибируют протеинкиназы по той причине, что они конкурируют с ATP для участка связывания ATP протеинкиназы, который препятствует активности протеинкиназы. В литературе известны исследования активности различных аналогов ATP, таких как флавоноиды. См., например, Phytochemistry Reviews 1:325-332 (2002), в котором исследовано воздействие флавонолов на зависимые от ATP функции.
C. Соединение на основе цистеина
[00111] Цистеин сокращенно обозначают трехбуквенным аминокислотным кодом, Cys. Химически, тиольная группа содержит серу, которая ковалентно связана с двумя группами, (1) углеродом, обозначенным 'C', или если углерод является частью более длинной цепи атомов углерода, для обозначения данной углеродной цепи часто используется буква 'R'. (2) К атому углерода ковалентной связью прикреплена вторая часть тиольной группы, атом водорода, обозначенный его атомным символом, 'H'. Нетронутая тиольная группа, таким образом, обозначена как '-SH', при этом группа SH связана с углеродом и обычно обозначается '-C-SH', или если -SH тиольная группа прикреплена к цепи атомов углерода, R-SH является широко используемым обозначением. Тиолы также называются меркаптанами со ссылкой на их способность сильно связываться с элементарной ртутью - таким образом, латинский термин "mercurium captans", который литературно означает "захват ртути".
[00112] Термин "соединение на основе цистеина" включает цистеин и цистин. Альтернативно, соединение на основе цистеина ацетилируют в аминогруппе цистеина для создания N-ацетилцистеина, обычно сокращенно называемого ацетилцистеин или NAC. Цистеин существует в виде двух энантиомерных форм, обозначенных 'L-цистеин' и 'D-цистеин', из которых L-форма используется в живых организмах, в то время как D-форма не используется. Несмотря на тот факт, что в настоящем изобретении предусмотрены как L-, так и D-формы, наиболее предпочтительной является L-форма ацетилцистеина, т.е. NAC. Если предполагается D-форма NAC, она будет приводиться как D-NAC. В дополнение, как L-Cys, так и D-Cys могут образовывать дисульфидные связи между двумя тиольными группами с образованием "димера", буквально пары молекул Cys. Подобные дисульфидные связи возникают во многих белках и играют критическую регуляторную роль в биохимических путях благодаря легкости их обратимого образования за счет окислительных процессов и растворения за счет восстановительных процессов. По соглашению, дисульфидно-связанный димер цистеина называется цистином. Таким образом, одна молекула цистеина в соответствующих восстановительных условиях или при ферментативной обработке будет выдавать две молекулы цистеина. Цистин может быть образован либо из двух молекул L-Cys, двух молекул D-Cys, либо из одной молекулы L-Cys и одной молекулы D-Cys. Еще одним иллюстративным соединением на основе цистеина является N,S-диацетилцистеин. Все подобные варианты включены в настоящее изобретение.
D. Ароматические аминокислоты
[00113] Ароматические аминокислоты имеют ароматическое кольцо в своей боковой цепи. Ароматическими аминокислотами являются фенилаланин, тирозин, триптофан и гистидин. Все аминокислоты, за исключением глицина, имеют два изомера, которые являются хиральными и приводятся как "D" и "L". L-форма является преобладающей формой в живых организмах и является формой, используемой в строительных белках. Несмотря на тот факт, что в настоящем изобретении предусмотрены как D-, так и L-формы ароматических аминокислот, предпочтительной является L-форма.
[00114] Ароматические аминокислоты выступают в качестве агентов, которые повышают ответ рецептора на стронций и кальций. Участок, который связывает ароматическая аминокислота, отличается от участка связывания стронция и кальция.
E. Расщепляемые связи
[00115] В одном из вариантов осуществления в комплексах настоящего изобретения используется расщепляемая связь для соединения вместе полигидроксифенола и соединения на основе цистеина в тройных комплексах. Комплексы, которые используют расщепляемую связь для соединения вместе полигидроксифенола и соединения на основе цистеина, в тройных комплексах будут называться как "конъюгированная" форма соединений.
[00116] Как определено выше, расщепляемой связью является химическая связь, соединяющая вместе две молекулы, которая позже может быть разрушена, освобождая, таким образом, друг от друга две молекулы. Настоящее изобретение предусматривает использование расщепляемых связей, которые известны в данной области, примеры которых включают, но без ограничения, пептидные связи, тиоэфирные связи, ферментативно расщепляемые связи, дисульфидные связи, зависимые от pH связи и другие ковалентные связи.
[00117] Использование расщепляемых связей в настоящем изобретении может создать менее активную форму соединения, которая может быть преобразована в активную форму. В данной области известны преимущества использования менее активной формы. Например, менее активная форма может быть использована для повышения стабильности соединения, предусматривая увеличение срока годности или более большой диапазон температур хранения. Менее активная форма также может использоваться для обеспечения соединением своей цели назначения перед тем, как стать активным.
[00118] Использование расщепляемых связей в настоящем изобретении предлагает другие преимущества, которые могут улучшать эффективность комплекса. Например, конъюгированная форма может быть использована для уменьшения осмолярности химического соединения, которое используется в настоящем изобретении, поскольку человеческий организм имеет молекулярные сенсоры, распознающие изменения осмолярности и инициирующие пути боли и зуда. Конъюгированная форма также может быть использована для изменения растворимости соединения, например, делая соединение более лиофильным, чтобы обеспечить более хорошее поглощение в клетки.
[00119] Как описано в данном описании в другом месте, ограничение осмолярности представленной композиции в данном описании может быть полезным. Соответственно, конъюгирование полигидроксифенола с антиоксидантом на основе цистеина понижает осмолярность приблизительно на одну треть, повышая, таким образом, эффективность. Добавление нейтрального или анионного полимера еще больше уменьшает осмолярность, обеспечивая возможность прикрепления множества тройных комплексов к одному полимеру.
[00120] В одном из вариантов осуществления расщепляемая связь конъюгированной формы соединения расщепляется при нанесении соединения на кожу. Одним примером данного варианта осуществления является использование сложного тиоэфира для соединения галловой кислоты с NAC. Когда данное соединение наносят на человеческую кожу, неспецифические эстеразы на поверхности клеток кожи расщепляют тиоэфирную связь.
[00121] В еще одном варианте осуществления только малая процентная часть расщепляемых связей конъюгированной формы соединения расщепляется при нанесении соединения на кожу или после этого, большая часть конъюгированной формы соединения поступает в клетку, где расщепляемые связи расщепляются. Поглощение конъюгированной формы соединения предусматривает наличие внутри клетки более высокой концентрации стронция, чем нанесение на кожу соли стронция или пероральное проглатывание стронция.
[00122] В еще одном из вариантов осуществления расщепляемая связь расщепляется при нанесении второго соединения, содержащего расщепляющий агент. Расщепляющим агентом является агент, который расщепляет конкретные химические связи. Второе соединение может быть нанесено на кожу непосредственно после применения конъюгированной формы соединения или, альтернативно, два соединения могут быть смешаны вместе непосредственно перед нанесением на кожу. Примеры расщепляющих агентов включают, но без ограничения, ферменты, восстанавливающие агенты, окисляющие агенты, свет и химические вещества, которые индуцируют изменения pH.
[00123] В одном из вариантов осуществления комплексы настоящего изобретения содержат: 1) один атом стронция; 2) одну молекулу галловой кислоты; 3) одну молекулу N-ацетил-L-цистеина, (NAC). В еще одном варианте осуществления галловая кислота и NAC соединены тиоэфиром и образуют комплекс с галловой кислотой.
Необязательные ингредиенты
1. Необязательные нейтральные или ионные полимеры
A. Нестабильность гиперосмотического состава лекарственных форм стронция
3
-
-
[00124] Противораздражительная активность стронция обусловлена ионом двухвалентного стронция. Вследствие его двойных положительных зарядов требуются анионные противоионы для балансировки электростатического заряда и в связи с этим создания соли стронция. Среди многих возможных солей стронция предпочтительные соли включают нитрат стронция и хлорид стронция либо в виде гексагидрата, либо в виде безводной соли. В обеих данных солях отрицательно-заряженные противоионы, нитрат (NO ) или хлорид (Cl) вносят вклад в ионную силу и осмолярность лекарственной формы, но не в общую противораздражительную пользу. Поскольку многие лекарственные формы, такие как лосьоны, крема и гидрогели, зависят от хрупкого равновесия факторов, которые создают стабильные эмульсии или гидрогели, лекарственные формы с высокой ионной силой обычно предотвращают образование стабильных эмульсий. Например, эмульсии, в которые включены более чем приблизительно 6-7% нитрата стронция или хлорида гексагидрата стронция, (эквивалентно, приблизительно 2% элементарного стронция) имеют тенденцию быть нестабильными и разделяться. Аналогичным образом, гидрогели, содержащие более чем приблизительно 12%-13% (эквивалентно, приблизительно 4% элементарного стронция) данных солей также имеют тенденцию быть нестабильными. Клинические исследования показали, что более высокие концентрации стронция дают повышенную клиническую пользу. Следовательно, медицински и коммерчески предпочтительно создавать коммерчески приемлемые и стабильные лекарственные формы с высокими концентрациями стронция. Поскольку две трети соли нитрата или хлорида стронция представляют собой ионы, которые действуют, дестабилизируя лекарственные формы, невозможно достигнуть данной цели, используя доступные ингредиенты.
B. Гиперосмотические лекарственные формы также могут физически повреждать ткани и являться причиной боли
[00125] Лекарственные формы для местного применения с высокой осмотической активностью (свыше 400 мОсм, например, от 400 до 2000 мОсм) также могут повреждать деликатные ткани и могут являться причиной боли, особенно в неороговевшей коже, которая имеет слизистую оболочку или которая имеет поврежденную "барьерную функцию" вследствие физической травмы, инфекции или воспаления. Подобное гиперосмотически индуцированное повреждение в народе известно как "эффект соли в ране", и оно возникает, когда осмотические силы являются причиной перетекания воды из клеток и тканей в гиперосмотические лекарственные формы. Современные научные сообщения также демонстрируют, что применение гиперосмотических лекарственных форм может непосредственно активировать некоторые молекулы, которые выступают в качестве сенсоров осмолярности и при активации активируют ощущающие боль нервы и иммунные и неиммунные клетки, которые могут производить воспаление и клеточное повреждение. Данное текущее понимание имеет потенциально критическую важность для цели предотвращения развития хронической или нейропатической боли.
[00126] Потенциальная важность данного наблюдения имеет критическую важность для лечения или профилактики развития нейропатической боли, поскольку известно, что для развития болезненных нейропатических состояний требуется хроническая активация ноцицепторов. Настоящее изобретение при множестве ионных каналов и связанных гиперосмотических молекулярных сенсоров, которые инициируют активацию ноцицепторов при воздействии гиперосмотических лекарственных форм для местного применения, предполагает, что их длительное использование может предрасполагать к развитию состояний нейропатической боли, если имеется сопутствующее хроническое или тяжелое повреждение ноцицепторов. В данном сценарии, долговременное нанесение гиперосмотической лекарственной формы на кожу и особенно на нежные слизистые оболочки, например, влагалища или слизистой оболочки шейки матки, может являться причиной низкого уровня, но долговременной активации ноцицепторов, участвуя, таким образом, в их сенсибилизации. Есть основания полагать, что продвижение от состояния острой, транзиторной боли в хроническое, продолжительное 'нейропатическое состояние' обусловлено непрерывной чрезмерной активацией ноцицепторов, результатом которой является повышенная экспрессия генов, которые уменьшают величину раздражительных стимулов, называемых также 'порогом' активации раздражителя или ноцицепторов, и, таким образом, являются причиной повышенной активации ноцицепторов и повышенного восприятия боли и/или зуда. Дополнительно, данные гены также могут повышать синтез создающих воспаление молекул, которые дополнительно раздражают ноцицепторы, создавая, таким образом, тот факт, что обычно называют 'порочным кругом' увеличения сенсорного раздражения и воспаления.
C. Гиперосмотические лекарственные формы также могут повышать инфицирование герпесом и ВИЧ
[00127] В дополнение к вызываемым ощущениям боли или зуда и воспалению, равномерное низкоуровневое, но хроническое воздействие активирующих ноцицепторы раздражителей может предрасполагать к инфицированию множеством патогенных микробов, из которых вирус простого герпеса 1 и 2 (HSV) и вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) являются причиной наибольшей угрозы общественному здоровью. В то время как в данном описании подробно не обсуждается объяснение многих и изменяющихся причин, почему активация ноцицепторов и сосуществующее воспаление облегчает инфицирование HSV и ВИЧ, в сущности, высвобождение ноцицепторами типа С воспалительных нейропептидов, подобно веществу P, как известно, повреждает анатомические 'барьеры' как ороговевшей кожи, так и слизистых оболочек, которые блокируют вирусную инфекцию. Как также известно, полученное в результате воспаление активирует воспалительные иммунные клетки, которые, как ни странно, вносят вклад в способность как HSV, так и ВИЧ вызывать острое инфицирование, и в случае HSV, повторную активацию существующей латентной инфекции.
[00128] Нанесение гиперосмотических лекарственных форм для местного применения, например, лубрикантов или бактерицидных препаратов, на слизистые оболочки половых органов мужчин или женщин или на ткани влагалища, шейки матки или анального отверстия может сильно повышать вероятность переноса одного из данных вирусов или других патогенных микробов, которые являются причиной заболеваний, передаваемых половым путем от инфицированного человека любому другому здоровому человеку. Вследствие этого преимущественным является создание стронцийсодержащих лекарственных форм с высокими концентрациями стронция, которые выполнены с возможностью минимизации осмолярности лекарственной формы. Одна задача настоящего изобретения состоит в том, что его молекулярной конструкции присуще предоставлять содержащую стронций молекулу, имеющую минимальную осмотическую активность и которая имеет множество терапевтических компонентов, которые делают максимальным количество терапевтически полезного стронция, который может быть нанесен.
[00129] В одном из вариантов осуществления композиции настоящего изобретения содержат стронциевый комплекс и полимер, допускающий ионную связь с комплексом, причем в данном случае, комплекс и полимер образуют матрицу. Образование подобной матрицы усиливает биодоступность комплексов и благодаря чему пролонгирует терапевтическое действие подобных комплексов. В частности, когда стронциевый комплекс содержит полигидроксифенол, подобные соединения имеют высокую аффинность в отношении полимеров, таких как поливинилпирролидон (PVP).
[00130] Например, PVP широко используется в качестве инертного носителя терапевтически активных молекул. Вследствие изменения полярной структуры PVP полимера, он предоставляет множество повторяющихся участков, с которыми посредством ионных сил могут связываться атомы и молекулы. При последующем воздействии ионной среды, такой как вода, связанное вещество может высвобождаться в среду на протяжении продолжительного периода времени. Облегчая, таким образом, постепенное высвобождение вещества в качестве функции pH и других регулируемых условий, таких как температура и т.д. В связи с этим, PVP выступает в качестве "молекулярного резервуара", обеспечивающего длительное высвобождение терапевтических веществ.
[00131] PVP полимер может быть в своей нативной форме, или он может быть химически видоизменен за счет дериватизации и/или поперечного сшивания для регулирования "высвобожденных" свойств полимера.
[00132] Полигидроксилированные фенолы, такие как галловая кислота, обладают высокой аффинностью в отношении PVP. В связи с этим, комбинация PVP, галловой кислоты и стронция в виде двухвалентного катиона образует сложную ионную матрицу, которая облегчает регулируемое высвобождение стронция после введения.
[00133] Подобные композиции на основе полимера также минимизируют осмолярность, что может приводить к нестабильным лекарственным формам и физически повреждать ткани и являться причиной боли. Например, лекарственные формы для местного применения с высокой осмотической активностью могут повреждать деликатные ткани, особенно в неороговевшей коже, которая имеет слизистую оболочку или поврежденную "барьерную функцию" вследствие физической травмы, инфекции или воспаления.
[00134] Нейтральные или анионные полимеры включают, например, поливинилпирролидон (PVP), циклодекстрины, каррагинаны, альгиновую кислоту, ксантановую камедь, сульфатированные полисахариды, такие как каррагенан, декстрансульфат, пентосанполисульфат, хондроитинсульфат, гепаринсульфат и т.д.
[00135] Матрицы, образованные между мономерными соединениями, такими как флавоноиды, и полимерами, такими как циклодекстрин, известны в данной области. См., например, PLoS ONE 6(4): el8033 (2011).
Лекарственная форма и введение
[00136] Имеется два принципиальных физических способа, за счет которых элементы, которые образуют комплексы настоящего изобретения, могут вводиться пациенту.
[00137] Способ 1: В первом способе, стронций и противоионы, антиоксидант на основе цистеина, полигидроксифенол или ароматическая аминокислота образуют единый комплекс, в котором каждые три атомных и молекулярных элемента удерживаются вместе за счет ионных химических связей. Подобные связи образуются благодаря двум положительным зарядам катиона стронция и благодаря отрицательным зарядам, имеющимся на противоионах, которые возникают при физиологическом pH и ниже. Три ионно связанных молекулы образуют "соль".
[00138] В одном из вариантов осуществления соль образована за счет комбинирования стронция с антиоксидантом на основе цистеина и полигидроксифенолом. В еще одном варианте осуществления соль образована за счет комбинирования стронция и двух полигидроксифенолов. В еще одном варианте осуществления соль образована за счет комбинирования стронция и двух ароматических аминокислот.
[00139] В одном из вариантов осуществления трехсоставная природа комплексов настоящего изобретения представлена галловой кислотой, имеющей отрицательный заряд, атомом двухвалентного стронция, обладающим двумя положительными зарядами, и N-ацетил-L-цистеином (ацетилцистеином, NAC) с его отрицательно заряженной карбоксильной группой. Вследствие единственных отрицательных электростатических полей, которые окружают отрицательно заряженные карбоксильные группы как галловой кислоты, так и NAC, и вследствие их притяжения к двум положительным зарядам единственного иона стронция, три таких заместители образуют "соль".
[00140] В одном из вариантов осуществления противоионы, антиоксидант на основе цистеина и полигидроксифенол конъюгируют вместе с помощью расщепляемой связи. Затем конъюгированные противоионы объединяют со стронцием. Расщепляемой связью может быть любой тип расщепляемой связи, известный в данной области, который не влияет на ионные химические связи, образующиеся между катионом стронция и противоионами. Одним неограничивающим примером является соединение вместе галловой кислоты и NAC тиоэфирной связью.
[00141] Способ 2: второй способ, посредством которого комплекс настоящего изобретения может быть составлен и терапевтически введен пациенту-животному или пациенту-человеку, состоит во включении отдельных заместителей в фармацевтически приемлемую среду или систему доставки. Для тройных комплексов, в фармацевтически приемлемую среду добавляют один атом стронция, одну молекулу антиоксиданта на основе цистеина и одну молекулу полигидроксифенола. Для двойных комплексов, в фармацевтически приемлемую среду добавляют один атом стронция и две молекулы полигидроксифенола. Альтернативно, для двойных комплексов, в фармацевтически приемлемую среду добавляют один атом стронция и две молекулы ароматических аминокислот. Такой тип связи, в которой единственный атом или молекулу соединяют с другими атомами или молекулами на взаимно-однозначной основе, то есть в котором соединено целое число атомов или молекул, называется на основе их молярного соотношения. В примере тройного комплекса, описанного выше, молярное соотношение каждого заместителя составляет 1:1:1, что обозначает 1 атом стронция+1 молекула галловой кислоты+1 молекула NAC. В примере двойного комплекса, молярное соотношение каждого заместителя составляет 1:2, что обозначает 1 атом стронция+2 молекулы полигидроксифенола или ароматической аминокислоты.
[00142] В еще одном варианте осуществления, фармацевтически приемлемая среда, в которую добавляют двойные или тройные комплексы, также содержит полимер. Благодаря природе полимера нет необходимости, чтобы соотношение стронция и противоиона составляло одна молекула стронция на две молекулы противоионов. Сам полимер предоставляет множество противоионов, с которыми ионно связан стронций.
[00143] Для некоторых терапевтических вариантов применения может быть желательно заменять 'D' вариант цистеина на L-цистеин, который встречается в живых организмах. Например, L-Cys используется в качестве субстрата для синтеза трипептида, глутатиона, гамма-Glu-Cys-Gly, где Glu представляет собой обычный трехбуквенный аминокислотный код для глутаминовой кислоты, и Gly является кодом глицина. Поскольку количество цистеина, доступного для клетки, является принципиальным фактором ограничения скорости, который определяет, насколько много глутатиона создается клеткой, увеличение или уменьшение количества цистеина может регулировать внутриклеточный синтез глутатиона. Когда NAC вводится в клетки, либо местно, либо системно, ацетильная группа быстро удаляется в клетке, и цистеин используется для создания нового глутатиона.
[00144] Известно, что глутатион является наиболее обильным и важным внутриклеточным тиоловым антиоксидантом, представленным во всех клетках, и поскольку известно, что количество глутатиона в клетках является мощным регулятором клеточной активности, функционирования и активации генов, которые продуцируют мощные воспалительные молекулы, содержащие провоспалительные цитокины. По этой причине, для некоторых состояний или заболеваний может быть терапевтически предпочтительно доставлять один атом стронция в комбинации с двумя молекулами L-цистеина, или один атом стронция в комбинации с одной молекулой L-цистина, которая будет восстановлена до двух молекул L-цистеина в клетках, результатом чего будет максимальный синтез глутатиона в клетках.
[00145] Для лечения других состояний или заболеваний может быть предпочтительным доставлять промежуточное количество L-цистеина для трансформирования в глутатион. Поскольку D-цистеин не используется для создания глутатиона, но он сохраняет свою прямую антиоксидантную активность благодаря его тиольной (-SH) группе, он несомненно может использоваться в практике настоящего изобретения, при этом D-Cys доставляет максимальный уровень прямой тиол-связанной антиоксидантной активности, доставляя в то же время только промежуточный уровень синтеза нового глутатиона.
[00146] Настоящее изобретение предусматривает использование подобных вариантов комплексов, поскольку конкретный вариант может иметь терапевтические преимущества, при лечении некоторых типов состояний или заболеваний. Например, хорошо известно, что для лечения нейропатической боли или нейропатического зуда у ВИЧ-инфицированных пациентов внутриклеточная концентрация глутатиона, принципиального внутриклеточного тиолового антиоксиданта может быть резко уменьшена до точки, когда дальше пациенту причиняется вред. Есть основания полагать, что подобное истощение глутатиона усугубляет многие воспалительных пути, которые вносят вклад в потенциально интенсивный зуд и острую боль, которая сопровождает инфицирование ВИЧ и терапию ВИЧ. Поскольку введение либо цистеина, либо в частности NAC, как известно, сильно повышает внутриклеточный глутатион, лечение ВИЧ-индуцированной нейропатии является одним из многих примеров, в которых оно может быть терапевтически предпочтительно для использования комплексного варианта с более чем одной функциональной цистеиновой группой.
[00147] Композиции настоящего изобретения используются при лечении боли, зуда, воспаления и раздражения. Например, они используются для следующего: 1) лечения ороговевшей кожи вследствие: острого сенсорного раздражения (вызванного аллергией, болью от укусов ядовитых насекомых и т.д.); отсроченных реакций (вызванных ядовитым плющом, никелевой аллергией, заболеваниями, такими как атопический дерматит, псориаз); ионизирующих излучений (вызванных солнечным ожогом, терапевтическим рентгеновским излучением) и химически индуцируемых раздражителей (таких как материалы для уборки, депиляционные обработки, бензин); и 2) лечения нейропатической боли, такой как постгерпетическая невралгия, опоясывающий лишай, повреждение нервов, повышенная чувствительность нервов, фантомная боль, диабетическая нейропатия и т.д.
[00148] Другие примеры состояний, в которых используются представленные композиции, включают, например, герпес, ВИЧ, зуд, воспаление, раздражение глаз, раздражение контрацептивом, термические ожоги, повреждение кожи, раздражение полости рта, излучение, химические ожоги, ранения, диабетические язвы и т.д.
ПРИМЕРЫ
[00149] Следующие примеры демонстрируют способность комбинации стронция, полигидроксифенола и антиокислителя на основе цистеина лечить боль и зуд, обусловленные множеством состояний, некоторые из которых возникают в ответ на острое повреждение или стимул, другие из которых имеют хроническое и/или нейропатическое происхождение. Как описано выше, передающие боль или зуд ноцицепторы, которые подавляются с помощью данных композиций, встречаются по всему телу, и их наиболее периферические окончания проходят к самым отдаленным живым поверхностям ороговевшей кожи и эпителиальным поверхностям, покрытым слизистыми оболочками в глазу, полости рта, горле, пищеводе и желудочно-кишечном тракте, дыхательных путях и мочеполовых путях.
[00150] Пример 1 ниже, в котором описано использование комплексов, описанных в данном описании, для лечения боли во рту, является особенно важным показателем того, что подобные композиции будут являться эффективным лечением боли для многих других болезненных патологических состояний полости рта, включая, например, язвы полости рта и горла вследствие инфекции, травмы, воздействия химического раздражителя, злокачественное новообразование, и боли, которая возникает в горле ("больное горло"), афтозных язв и инфекций, которые возникают в самих ноцицепторах и вокруг них, как при инфекциях простого герпеса.
[00151] При всех таких патологических состояниях существуют многие различные состояния и стимулы, которые активируют ноцицепторы типа С. Независимо от того, что проксимальный стимул вызывает активацию TCN, имеются только два ответа, которые могут происходить, болезненное ощущение, наиболее часто описанное как жгучее, жалящее или колющее, зуд или иногда два из данных ощущений. Как демонстрируют примеры 1 и 2 ниже, комплексы настоящего изобретения являются высокоэффективными при подавлении боли, обусловленной физической травмой полости рта, слизистой, зубов, кости и окружающих структур вследствие треснувшего зуба и в результате последующего удаления двух соседних коренных зубов, что вызывает тяжелую физическую травму в результате последующего хирургического иссечения слизистой десны, экстракции зубов и иссечения корня зуба, плотно прилегающего к кости зубной альвеолы, и зашивания, и травмирования и разрушения ощущающих боль нервов, которые иннервируют зубную пульпу, а также ощущающих боль нервов в соседних костях и мягких тканях.
[00152] Удаление коренных зубов и сопровождающие хирургические процедуры приводили к активации не только ноцицепторов в зубах, деснах, слизистой и кости, но, как происходит при всех травмах и воспалении, на участок кровотечения и травмы быстро привлекались нейтрофилы, которые активировались для предотвращения вызова инфицирования нормальной бактериологической флорой хирургического участка. В подобной хирургической процедуре с сопровождающей физической травмой сильно активировалось большинство, если не все из врожденных и адаптивных иммунных и воспалительных путей, которые, как известно, инициируют боль. Тот факт, что местные лечение комплексами настоящего изобретения производило такое быстрое и полное купирование боли, настоятельно подтверждает, что оно также будет эффективным средством ослабления боли во многих других болезненных состояниях в полости рта, и при боли, возникающей при травме или других вызывающих воспаление процессах в других частях тела. Важно заметить, что наличие или отсутствие ороговевшего слоя клеток на ткани, подвергаемой лечению, не имеет отношения или не влияет на способность комплексов настоящего изобретения эффективно лечить боль, зуд или связанные ноцицептивные ощущения. Тот факт, что ноцицепторы в общем и ноцицепторы типа C в частности имеют по существу одинаковые функции, свойства и возможности преобразования сигналов опасности в закодированные в кальции ощущения боли и зуда, предполагает, что подобные нервы будут иметь аналогичную, если не идентичную по существу ответную реакцию на терапевтические воздействия комплексов настоящего изобретения. Несмотря на то, что наличие или отсутствие ороговевшего слоя клеток будет влиять на скорость и степень проникновения применяемого местно лечения, подобно комплексу настоящего изобретения, оно не будет заметно влиять на способность комплекса подавлять боль, зуд или другие ноцицептивные ощущения или нейрогенные воспалительные реакции.
[00153] Как продемонстрировано примерами, комплексы являются особенно эффективными при подавлении боли, которая возникает в ответ на физическую обработку или травму зуба, и взаимодействия зуб-кость, которые приводят к сильному сцеплению зубов со своими костными альвеолами. Подобная травма возникает особенно при таких обработках зубов, как ортодонтические процедуры, особенно процедуры, связанные с брекетами или другими лечебными проволоками, креплениями или устройствами, которые в качестве терапевтической цели имеют крепление или иное выравнивание или передвижение зубов. Боль в результате физической травмы лица, черепа, рта и полости рта при несчастных случаях, хирургическом вмешательстве или заболевании также будет особенно отзывчива на уменьшающие боль преимущества комплексов, описанных в данном описании.
Пример 1 - Пероральная доставка
[00154] У мужчины 59 лет было два треснувших коренных зуба (нижний левый задний и соседний), которые потребовали установки ранее двух временных коронок. Ни одна из коронок не была полностью непроницаемой для жидкости, и проглатываемые жидкости проникали под коронку и непосредственно контактировали с открытыми нервами зубной пульпы в обоих коренных зубах.
[00155] В пределах приблизительно минуты поедания огурцов в укропном соусе через день после того, как коронки были установлены, пациент испытал интенсивную и постоянную боль. На шкале боли с точками от 0 до 10 (10 самая тяжелая возможная боль), уровень боли повысился до 10 в пределах 5-6 минут, был постоянным и, казалось, происходил от обоих коренных зубов и десны и щеки на несколько дюймов, окружающей коренные зубы. Спустя 10 минут, боль оставалась 10 и утихла спустя приблизительно 60 минут до 0.
[00156] Для сравнения относительной способности только 6% элементарного стронция или смеси 4% стронций+галловая кислота+NAC, пациент проглатывал еще один огурец в укропном соусе, и боль возвращалась таким же образом и с качеством, аналогично описанному выше.
[00157] Спрей 6% стронция наносили с помощью чайной ложки и использовали для насыщения обоих коренных зубов посредством энергичного полоскающего действия для направления жидкости между и вокруг коронок. Затем жидкость удерживали на своем месте с помощью языка. Спустя приблизительно 60 секунд, проводили второе нанесение с помощью чайной ложки и удерживали только с помощью языка в течение 60 секунд.
[00158] Уровень боли, который составлял 10, не изменялся в течение 2-3 минут, затем на протяжении 4-5 минут уменьшался до 6-7, заметное и ощущаемое пациентом уменьшение боли, еще слишком интенсивное, чтобы терпеть в течение долгого периода времени. Что касается первой проблемы. В течение минут 10-12, боль возвращалась к 10.
[00159] После полоскания рта водой, пациент затем применял смесь 4% стронций+галловая кислота+NAC методом, описанным для одного стронция. В течение первых 4-5 минут, не было изменения боли. Начиная приблизительно с 5-6 минуты, боль начинала ослабевать, и на 7-8 она уменьшалась на 3-4 пункта до 6-7. В течение следующих 3-4 минут боль ослабевала до 0 - она полностью уходила. Боль оставалась на 0 уровне.
[00160] В течение 4 следующих ночей подряд, пациент повторно испытывал рецидивы боли в двух коренных зубах, очевидно инициируемых набором острых продуктов или вследствие неустановленных продуктов. В каждом случае, боль начиналась в течение минут от поедания обеда, обычно предварительно приготовленных продуктов. Боль имела равномерный профиль, качество и период действия и достигала такого же интенсивного, непереносимого 10 уровня боли.
[00161] Каждую ночь пациент ждал приблизительно 5 минут, затем обрабатывал участок лекарственной формой только из 6% стронция, с последующей обработкой смесью 4% стронций+галловая кислота+NAC. Ответ на 6% стронций был в значительной степени закономерным. Уменьшение боли всегда происходило в течение первых 6-8 минут и уменьшалось максимально до 6-7. За 10 минут после обработки, боль всегда возвращалась на уровень 10.
[00162] Одну ночь обработку только 6% стронцием повторяли без полоскания после того, как боль возвращалась на 10 (2-3 минуты после первой обработки), и не наблюдалось какой-либо кумулятивной или усиливающейся противоболевой пользы. При такой двухразовой обработке стронцием боль никогда не уменьшалась ниже уровня 7 или 8, заметного, но непереносимого уровня.
[00163] После полоскания рта водой обработка аналогичным образом смесью стронций+галловая кислота+NAC демонстрировала высоко последовательный характер ответа. В течение 10-12 минут после обработки боль полностью проходила (уровень 0) и не возвращалась в течение оставшейся части каждой ночи.
[00164] Не наблюдалось каких-либо побочных эффектов, включая онемение, изменение вкуса, тактильных ощущений или силы движения языка.
[00165] Спустя несколько недель, мужчине 59 лет удалили оба сломанных коренных зуба при подготовке к дальнейшей имплантации. Медикаментозное лечение боли во рту гидрокодоном было предписано и применялось вплоть до максимальной рекомендованной дозы и частоты. Также в сочетании с гидрокодоном использовали ацетаминофен.
[00166] Через день после удаления пациент употребил суп, который инициировал интенсивный 10 уровень боли в течение 1-2 минут. Боль оставалась постоянной на уровне 10 и распространилась на всю нижнюю левую зону челюсти.
[00167] Пациент прополоскал рот и использовал выданный стоматологом промывочный агент для промывания оперируемых участков без воздействия на боль.
[00168] Тогда пациент применял лекарственную форму только из 6% стронция и на 6-7 минуте испытал уменьшение боли на 1-2 пункта - заметное, но клинически неэффективное.
[00169] Тогда была применена смесь стронций+галловая кислота+NAC как в предшествующем способе, которую удерживали в оперируемой зоне с помощью языка. В течение первых 4-5 минут не было уменьшения боли или усиления боли. Приблизительно на 5 минуте боль начала ослабевать и на 8-9 минуте достигла 5 уровня боли, существенного уменьшения. В течение следующих 2-3 минут дальнейшее уменьшение боли не наблюдалось и смесь стронций+галловая кислота+NAC применяли повторно. Спустя приблизительно 4-5 минут, боль продолжала уменьшаться и, спустя приблизительно 7-8 дальнейших минут, достигла уровня 0 - полное прекращение боли. Боль совершенно не возвращалась в течение оставшейся части ночи и следующего дня.
[00170] В течение следующей недели пациент 59 лет не мог избежать употребления в пищу продуктов, которые не инициируют боль, возможно потому что участки удаления все еще немного кровоточили/сочились и, таким образом, были непосредственно доступны для химических раздражителей в продуктах.
[00171] Каждую ночь боль повторялась с минут после потребления либо твердой пищи, либо жидкости и достигала такой же непереносимой интенсивности. Каждую ночь перечисленный выше протокол обработки повторяли: сначала обработка лекарственной формой только с 6% стронцием; полоскание рта; и затем обработка смесью 4% стронций+галловая кислота+NAC. В течение следующих 5 ночей боль повторялась, достигала такого же уровня интенсивности (10 при использовании нашей шкалы), и в лучшем случае, обработка только 6% стронцием уменьшала боль самое большее на 3 пункта в течение 2-3 минут, после чего она возвращалась на предшествующий 10 уровень.
[00172] Обработку смесью стронций+галловая кислота+NAC воспроизводили аналогичным образом. После обработки и полоскания только стронцием, требовалась 1-2 обработки смесью стронций+галловая кислота+NAC в течение времени 12-15 минут, после чего боль всегда полностью исчезала и не возвращалась в течение оставшейся части ночи и следующего дня. В течение недели после удаления участки удаления излечивались достаточно, чтобы стать нечувствительными к стимуляторам вызываемой пищей боли.
Пример 2 - Нейропатическая боль вследствие сдавления нерва
[00173] Женщина 85 лет с тяжелой макулярной дегенерацией, но с хорошим здоровьем в целом, испытывала умеренную, билатеральную симметричную жгучую боль в обеих ногах, немного более интенсивную на подошвенной поверхности ее пальцев, но очень явную и тягостную на верхушках пальцев обоих стоп. Жгучая боль была непрерывной, весь день и всю ночь, и в течение последних 3 лет ухудшалась при ходьбе. Обычно в конце дня жгучая боль становилась наихудшей. По общим оценкам, она была относительно умеренной в том, что не беспокоила или не мешала при ходьбе или другой деятельности в течение дня, но спустя год или около того, после ее начала вследствие чрезмерного жжения ночью, она была вынуждена снимать обувь.
[00174] В последний год интенсивность жжения медленно возросла до точки, когда ее боль ночью увеличилась настолько, что она была не в состоянии носить обувь с ремешками, которые оборачивались вокруг ее пальцев - терпима была только полностью незакрытая обувь, которая не контактировала с ее пальцами, наряду с носками, которые обеспечивали защиту. В течение последних 6 месяцев интенсивность жгучей боли медленно повышалась, так что она была не в состоянии ходить после обеда вследствие жгучей боли ночью. В течение дня боль не была ни сильно высокой, не была излишне беспокоящей. Боль начинала мешать ей спать ночью вследствие ее постоянного характера, приведшего к уменьшению ее ежедневной ходьбы.
[00175] Боль, как и было всегда, постоянно присутствовала, по существу равная по интенсивности и распределению в обеих ногах и сильнее ночью, и не сопровождалась какими-либо видимыми изменениями кожи, покраснением или сыпью. Кожа с ощущением жжения также испытывала онемение, которое распространялось по большей части ног билатеральным симметричным образом.
[00176] Она не имела фактора риска для объяснения онемения или жгучей боли, иного, чем умеренная, хроническая боль в спине с максимальной болью, исходящей из L-4, L-5, S-1 спинномозговых корешков. Поскольку данные нервы также иннервируют верхнюю и нижнюю часть ног, включая пальцы, врач пациента подозревает, что сообщаемые симптомы обусловлены сдавливанием спинномозговых нервов на уровне от L-4 до S-1 и что причиной жгучей боли является хроническое сдавливание нерва, которое вызвало повреждение нерва, особенно для ноцицепторов типа С, которые передают ощущения жжения. Полученным в результате состоянием является состояние нейропатической боли при сдавливании нерва.
[00177] Пациентка протестировала две лекарственные формы двойным слепым регулируемым образом. Применение продукта и регистрацию данных выполнял отставной авиационный инженер.
[00178] В 8 часов вечера пальцы и носки обеих ног имели обычную непрерывную жгучую боль, достаточно тяжелую, чтобы носить обувь, имеющую какой-либо контакт с кончиками ее ног или пальцев. Уровни боли были очень похожи.
[00179] Используя зрительно-аналоговую шкалу с 0-10 точками, пациентка получила задание дать оценку ноге с наиболее тяжелым жжением на 10 и присвоить противоположной ноге количество очков, чтобы отразить уровень ее боли относительно ноги с уровнем 10.
[00180] Ее оценкой была: интенсивность жгучей боли в левой ноге - 10; в правой ноге - 8.
[00181] Затем правую ногу обработали закодированным продуктом, маркированным 'A' (гидрогель 4% стронция), и кожу пальцев и весь кончик ноги покрыли тестируемым материалом. Немедленный эффект не наблюдался. Спустя следующие 15-20 минут жгучая боль непрерывно уменьшалась с уровня боли 8 до 5-6. На 30 минуте обработки боль вернулась.
[00182] Затем левую ногу обработали гелевой лекарственной формой 2% стронций+галловая кислота+NAC идентичным с левой ногой образом. При обработке боль осталась 10.
[00183] В течение 1 минуты после применения боль уменьшилась с 10 до 5 и за 5 минут ушла, количество очков 0 и оставалась 0.
[00184] На следующий день в 8 часов вечера левая нога имела количество очков 0, и пациентка сообщила, что боль ушла на всю ночь… - первую ночь более чем за три года, которая не сопровождалась болью.
[00185] Правая нога, которую обработали гелем 4% стронция, имела количество очков жгучей боли, равное 8, и имела данное количество очков всю ночь, обычное ощущение пациентки.
[00186] Затем правую ногу обработали смесью 2% стронций+галловая кислота+NAC, как описано выше, и в течение 5 минут боль ушла - количество очков 0.
[00187] Онемение не проявлялось ни в той, ни в другой ноге.
[00188] В течение следующих 6 месяцев обе ноги оставались полностью свободными от боли, и пациентка носила обувь с ремешками вокруг пальцев и другую обувь, которая комфортно непосредственно контактировала с верхней частью ног и пальцами. Не было ни одного рецидива боли в какой-либо ноге, и пациентка получила вновь способность нормально ходить и носить обувь по своему выбору. Онемение в обеих ногах не изменилось и осталось таким же, как перед проведением обработки.
Пример 3 - Плечелучевой зуд
[00189] Мужчина 40 лет более 20 лет страдал плечелучевым зудом, нейропатическим состоянием, которое, как полагают, обусловлено сдавливанием шейных нервов, которые иннервируют середину спины и руки. Он испытывал зуд от умеренного до тяжелого, обычно наиболее интенсивный в руках, шее и плечах. Обработка местными противозудными лекарственными средствами, содержащими 1% гидрокортизон, ментолсодержащее противораздражительное средство, не оказало противозудного эффекта. Местный дифенгидрамин обеспечивал ограниченную пользу, только когда зуд был мягким.
[00190] В течение нескольких последних лет пациент лечил это состояние либо только стронцием (4% или 6% элементарным стронцием), либо лекарственной формой стронций+галловая кислота+NAC в виде спрея. Единичная обработка тяжелого зуда только 6% элементарным стронцием обеспечивала ограниченную противозудную пользу. Повторное применение 3 или 4 раза в течение периода 10-20 минут повышала данную противозудную пользу и уменьшала зуд приблизительно на 50%. Когда смесь 4% стронций+галловая кислота+NAC наносили на кожу с тяжелым зудом, тяжесть зуда обычно уменьшалась на 80%-90% приблизительно в течение минуты после единичного распыления, и иногда зуд полностью прекращался. Если зуд оставался, второе распыление устраняло оставшийся зуд.
[00191] Проводили последующие слепые испытания, в которых либо только 4% стронций, либо только 6% стронций непосредственно сравнивали со смесью 4% стронций+галловая кислота+NAC. Поскольку плечелучевой зуд пациента обычно создавал зуд приблизительно равной интенсивности на обеих руках билатерально-симметричным образом, только стронций применяли на одной руке, и смесь стронций+галловая кислота+NAC применяли на противоположной руке двойным слепым образом, и пациент сообщал тяжесть зуда. Многократные исследования данного типа продемонстрировали, что смесь стронций+галловая кислота+NAC всегда была по существу более эффективна, чем только стронций и обычно подавляла зуд на 80%-100% в течение нескольких минут. В отличие от этого, только стронций обеспечивал ограниченное облегчение с зудом от умеренного до тяжелого. Смесь стронций+галловая кислота+NAC также создавала существенную противозудную пользу значительно большей продолжительности и часто подавляла зуд в течение периода более чем 24 часа. Только стронций обеспечивал ограниченную противозудную пользу, которая обычно длилась самое большее только несколько часов.
Пример 4 - Жгучая боль
[00192] Женщина ошпарила горячим чаем всю свою левую руку и предплечье приблизительно до 4 дюймов выше запястья. Спрей стронций+кофейная кислота+NAC применяли от половины минуты до минуты после несчастного случая. Интенсивная боль начала отступать вскоре после применения (возможно приблизительно через 30 секунд) и покраснение кисти и руки быстро стало менее выраженным. В течение приблизительно 5 минут пациентка более не чувствовала какого-либо дискомфорта, и покраснение исчезло. Не было необходимости в каком-либо дополнительном применении спрея, покраснение не возвращалось, и она не страдала от волдырей и пузырей. Ее левая кисть была чувствительной некоторое время, в том смысле, что она использовала другую кисть, чтобы носить вещи в течение остальной части вечера. Несчастный случай произошел приблизительно в 7,30 вечера. На следующий день, когда она проснулась, ее кисть была полностью нормальной.
Пример 5 - Ужаление осы
[00193] Пациент, взрослый мужчина, испытал ужаление осы сзади своей правой кисти. В течение приблизительно 30 секунд пациент испытывал усиленную жгучую боль и сопровождающий умеренный зуд, тяжесть которого быстро усиливалась. Отек и покраснение быстро развивалось на протяжении следующих 2-3 минут, и интенсивность боли возросла до непереносимого уровня. Затем пациент применил такой же спрей как в примере 3. В течение первых нескольких минут боль не изменилась. В течение следующих 5 минут боль уменьшалась, а спустя приблизительно 6-7 минут боль полностью прошла. Не было видимого уменьшения покраснения или отека, который создал округлую зону отека кожи приблизительно 2-3 дюйма в диаметре, высотой приблизительно 1/4 дюйма. Боль и зуд не возвращались и на протяжении следующего часа или далее, отек и покраснение ослабели и исчезли.
Пример 6 - Хронический зуд
[00194] Пациент, взрослый мужчина 72 лет, страдал хроническим зудящим сухим пятном кожи на своей правой лодыжке, которое зудело более или менее постоянно в течение нескольких месяцев. Периодическая обработка лекарственной формой в виде гидрогеля, содержащего 4% элементарный стронций, или водного спрея, содержащего 6% элементарный стронций, обеспечила умеренное облегчение от зуда, которое обычно длилось несколько часов, после которой зуд возвращался. Обработка спреем, описанная в примере 3, в течение нескольких минут полностью уменьшала зуд, что продолжалось в течение дня. Последующая повторная обработка тем же самым спреем производила аналогичное и полное облегчение от зуда, которое продолжалось приблизительно от 12 часов до свыше 24 часов.
Пример 7 - Синтез тиоэфирной связанной галловой кислоты и NAC
[00195] Синтез 1: карбоксильную группу галловой кислоты присоединяли к сульфгидрильной группе NAC для создания тиоэфирной связи. Галловую кислоту подвергали взаимодействию с уксусным ангидридом и серной кислотой для защиты трех гидроксильных групп на бензольном кольце.
Полученное в результате соединение, 3,4,5-триацетоксибензойную кислоту (соединение A), осаждали в воде, фильтровали и сушили в вакууме.
[00196] Синтез 2: Соединение A подвергали взаимодействию с оксалилхлоридом и дихлорметаном для замещения хлора на оставшейся гидроксильной группе. Полученное в результате соединение, которым был соответствующий хлорангидрид (соединение B), очищали, используя толуол, и сушили в вакууме.
[00197] Синтез 3: Соединение B подвергали взаимодействию с 1H-бензо[d][l,2,3]триазолом в ацетонитриле. Полученное в результате соединение, 5-(1H-бензо[d][1,2,3]триазол-1-1карбонил)бензен-1,2,3-триилтриацетат (соединение C), фильтровали холодной водой и сушили в вакууме.
[00198] Синтез 4: Соединение C в 1,4 диоаксане подвергали взаимодействию с N-ацетилцистеином, ацетатом калия и водой. Полученное в результате соединение (соединение D), окисляли гидрохлоридом, промывали этилацетатом и выпаривали.
[00199] Синтез 5: Соединение D подвергали взаимодействию с водой и гидроксидом аммония для гидролиза ацетил защитных групп, добавленных в первом синтезе. В результате получали соединение, тиоэфирная связанная галловая кислота и NAC (GA:NAC).
[00200] GA:NAC подвергали взаимодействию с нитратом стронция. Итоговое соединение, тройной стронций с тиоэфирной связью (Sr:GA:NAC), осаждали, используя ацетон, и сушили в вакууме.
Пример 8 - коэффициент распределения октанол/вода, определение cLogP
[00201] Соединение тройного стронция с тиоэфирной связью распределяли между октанолом и водой для определения свойства растворимости соединения в воде. Коэффициент распределения, cLogP, определяли, используя высокоэффективную жидкостную хроматографию (ВЭЖХ). cLogP для Sr:GA:NAC составлял -0,209, что означало, что итоговое соединение имеет растворимость, аналогичную этанолу.
Пример 9 - Расщепление тиоэфирной связи, используя человеческие ферменты
[00202] Соединение тройного стронций с тиоэфирой связью подвергали ферментативному расщеплению тремя различными ферментами, карбоксилестеразой I человека (CES 1), карбоксилестеразой II человека (CES2) и ферментом S9 микросом печени.
[00203] Для каждого из трех оцениваемых ферментов, Sr:GA:NAC добавляли в четыре пробирки с образцами, A, B, C и D. Фермент добавляли в пробирки А и B, и галловую кислоту добавляли в пробирку D. Образцы тестировали посредством мониторинга УФ подсчета во временных точках 5, 60, 180, 360, 540, 1380 минут посредством ВЭЖХ, используя колонку C18.
[00204] Результаты показали, что все три фермента расщепляли тиоэфирную связь с высвобождением NAC и галловой кислоты.
[00205] Варианты осуществления, обсужденные выше, предоставлены, чтобы дать специалисту в данной области полное изобретение и описание, как осуществить и использовать варианты осуществления способов, и не предназначены для ограничения объема, который автор считает своим изобретением. Предполагается, что модификации описанных выше способов (для осуществления изобретения, которые являются очевидными для специалистов в данной области) входят в объем прилагаемой формулы изобретения. Все публикации, патенты и патентные заявки, цитируемые в данном описании, включены в данное описание посредством ссылки, как если бы специально и отдельно было указано, что каждая подобная публикация, патент и патентная заявка полностью включена в данное описание посредством ссылки.