УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВСАСЫВАНИЯ ТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ЧЕРЕЗ СЛИЗИСТЫЕ ОБОЛОЧКИ ИЛИ КОЖУ
IMPROVING ABSORPTION OF THERAPEUTIC AGENTS THROUGH MUCOUS MEMBRANES OR SKIN

Область изобретения
Данное изобретение относится к улучшению всасывания терапевтических средств через слизистые оболочки или кожу. В частности, изобретение относится к применению полиэтиленгликолевого эфира жирной гидроксикислоты для улучшения чресслизистой или трансдермальной доставки фармацевтически активного терапевтического средства. Изобретение также относится к композициям и способам нанесения фармацевтически активного терапевтического средства на слизистую оболочку или кожу.
Предпосылки изобретения
Нанесение терапевтических средств на слизистую оболочку хорошо известно в данной области. Для местного лечения заболевания или для системного действия терапевтические средства можно доставлять в полость носа, полость влагалища, в легкие, на слизистую щеки, сублингвально, ректально, перорально и в область глаз.
Доставка лекарственных средств посредством всасывающей слизистой оболочки, например слизистой оболочки щеки, носа, глаз, рта, сублингвальной области, прямой кишки и влагалища обеспечивает определенные преимущества над другими путями введения. В частности, эти полости организма легкодоступны, следовательно, введение является удобным. Терапевтические средства, введенные посредством слизистой оболочки, минуя желудочно-кишечный тракт, попадают непосредственно в системный кровоток и таким образом избегают пресистемного метаболизма. Пути доставки посредством слизистой оболочки, главным образом назальный и легочный пути доставки, также обеспечивают возможность быстрого фармакологического ответа. Липофильные лекарственные средства, такие как пропранолол и фентанил, быстро всасываются через слизистую оболочку носа, что приводит к высокой биодоступности.
Дополнительно, лекарственные средства могут всасываться непосредственно в ЦНС после назального введения посредством проникновения через слизистую оболочку обонятельной области или транспортируются посредством тройничного нерва в полости носа.
Несмотря на преимущества пути доставки посредством нанесения на слизистую, многие терапевтические средства, такие как пептиды и белки, и гидрофильные низкомолекулярные лекарственные средства, плохо всасываются через слизистую оболочку вследствие их физико-химических свойств (например, большая молекулярная масса, гидрофильность, неустойчивость) и, таким образом, должны быть введены посредством инъекции или инфузии. Для некоторых из этих лекарственных средств, таких как инсулин, который вводят больным диабетом 1 типа, необходимым является многократное введение доз в течение суток посредством инъекции, что приводит к несоблюдению схемы лечения, особенно среди пациентов младшего возраста (Drug Discovery Today, 7, 2002, 1184-1189; J. Control. Rel., 87, 2003, 187-198). В частности, средства с высокой молекулярной массой и/или высокой гидрофильностью плохо всасываются через мембраны слизистых клеток.
Слизистые оболочки обеспечивают защитный барьер от внешнего окружения и выстланы эпителиальными клетками, которые создают барьер, препятствующий проникновению токсинов, бактерий и вирусов. Пути, включающие транспорт терапевтических средств через слизистые оболочки, включают чресклеточный и межклеточный транспорт. При пути введения через клетки терапевтические средства можно транспортировать посредством пассивной транспортной системы или транспортной системы, связанной с носителем. Пассивный чресклеточный путь включает проникновение сквозь апикальную клеточную мембрану, внутриклеточное пространство и базолатеральную мембрану и ограничен относительно небольшими гидрофобными соединениями. Более большие соединения могут всасываться эндоцитозом, но этот механизм является избирательным, например, для конкретных классов молекул и структурных аналогов природных транспортируемых аналогов, и, как правило, исключает всасывание соединений высокополярной природы. Межклеточный транспорт обеспечивает проникновение через слизистые оболочки более больших, более гидрофильных терапевтических средств посредством пассивной диффузии сквозь межклеточные контакты эпителия. Таким образом, межклеточный транспорт терапевтических средств ограничен плотностью контакта эпителиальных клеток.
Таким образом, средства, которые плохо всасываются через слизистые оболочки, могут включать гидрофильные низкомолекулярные соединения. Примеры включают морфин и другие аналогичные опиоиды. Обычно эти средства представляют собой большие молекулы с высокой молекулярной массой и возможность транспорта ограничена из-за их размера и гидрофильности. Это особая проблема для биологических лекарственных средств или “биопрепаратов”, таких как пептиды и белки, полинуклеиновые кислоты, малые интерферирующие РНК (миРНК), РНК и антигены, так как они, главным образом, представляют собой молекулы полярной природы с большой молекулярной массой. Открытие все большего количества биопрепаратов, вследствие роста биотехнологических исследований и научных достижений, усугубляет проблему плохой всасываемости через слизистые оболочки.
Дополнительная проблема, касающаяся доставки биопрепаратов, состоит в том, что биопрепараты подвергаются расщеплению ферментами, такими как пептидазы и протеазы, особенно при введении через желудочно-кишечный тракт. Доставка сквозь слизистую оболочку, такую как та, что выстилает полость носа, обеспечила бы важный альтернативный путь доставки, который бы ограничивал ферментативное расщепление.
Для улучшения транспорта таких лекарственных средств через слизистые поверхности с некоторым успехом использовались составы, которые включают средства, увеличивающие всасывание, в частности, при доставке посредством назального введения. Используемые в настоящее время средства, увеличивающие всасывание, включают поверхностно-активные вещества, гелеобразующие микросферы и биоадгезивный полимер, хитозан. Примеры этих систем рассмотрены Ilium and Fisher в «Inhalation Delivery of Therapeutic Peptides and Proteins», Adjei and Gupta (eds.) Marcel Dekker Inc, New York (1997), 135-184 и Costantino, Ilium, Brandt, Johnson and Quay, Intranasal delivery: Physicochemical and Therapeutic Aspects, Int. J. Pharm., 337, 2007, 1-24.
Однако в некоторых случаях показано, что средства, увеличивающие всасывание, которые ранее использовали в назальных исследованиях, такие как салицилаты, соли желчных кислот и производные желчных кислот, фосфолипиды и лизофосфолипиды, лаурилсульфат натрия, и циклодекстрины, и производные хитозана, приводят к раздражению или повреждению слизистой оболочки.
Для доставки терапевтических средств через слизистую оболочку разработан ряд других систем увеличения всасывания, но описанные проблемы включали раздражение, мальабсорбцию и выведение терапевтического средства, что препятствует успешному всасыванию в системный кровоток. Многие эксципиенты, такие как полиэтиленгликоль и гликофурол (US 5397771) могут быть очень вязкими и, таким образом, не подходящими для доставки интраназально и через слизистую.
Для применения в качестве усилителей всасывания и в качестве мукоадгизивных средств в WO 03/070280 описывают использование моно- и диглицеридов, имеющих формулу
6
26
6
26
где R1, R2 и R3 выбраны из группы, состоящей из жирных кислот C-C, полимеров PEG и водорода, при условии, что по меньшей мере один из R1, R2 и R3 представляет собой остаток жирной кислоты C-C и по меньшей мере один из R1, R2 и R3 представляет собой остаток полимера PEG.
В WO 2004/064757 описывают использование N,N-диметилглицина, липоевой кислоты, себациновой кислоты и шикимовой кислоты и их солей для усиления всасывания фармацевтически активного средства через слизистые оболочки.
В WO 2006/097793 описывают композиции для переноса терапевтически активных молекул через биологические мембраны посредством включения молекул в водорастворимые композиции. Водорастворимую композицию можно погружать в гидрофобную среду. Гидрофобная среда может состоять из алифатических, циклических или ароматических молекул. Примеры подходящей гидрофобной среды на основе алифатических молекул включают минеральное масло, моноглицериды, диглицериды, триглицериды, простые эфиры и сложные эфиры. Примеры подходящей гидрофобной среды на основе циклических молекул включают терпеноиды, холестерин, производные холестерина и сложные эфиры холестерина. Примеры гидрофобной среды на основе ароматических молекул включают бензил бензоат. Композицию, кроме того, дополняют средствами, “разжижающими” мембрану, которые могут представлять собой линейные, разветвленные, циклические или ароматические спирты.
В WO 03/099264 описывают композиции для вагинальной доставки, нанесение на слизистую щеки или назальной доставки лекарственных средств и криозащиту клеток и эмбрионов. Композиции состоят из неионогенного производного гликоля в композиции с фармацевтически активным средством. Неионное производное гликоля можно дополнительно комбинировать с мукоадгезивным средством и липофильным или гидрофобным носителем для слияния и транспорта через слизистую. Неионное производное гликоля представляет собой конъюгат алифатического гликоля или конъюгат алифатического гликоля с алифатическим или ароматическим спиртом или сложными эфирами. Неионное производное гликоля выбрано из группы, состоящей из сложного гликолевого эфира, простого гликолевого эфира, смеси сложных глицероловых эфиров или их комбинации.
WO2005/046671 относится к образованию субмикронных частиц паклитаксела или его производных посредством осаждения паклитаксела в водной среде для образования предварительной суспензии с последующей гомогенизацией. Полученные частицы, как правило, имеют средний размер менее чем приблизительно 1000 нм и не являются легко растворимыми. Для оболочки частиц используют поверхностно-активные вещества с фосфолипидами, конъюгированными с водорастворимым или гидрофильным полимером. Solutol HS15 представлен в качестве примера подходящего поверхностно-активного вещества, и в примере 5 указано, что “полагают, что стабилизация, которая происходит в результате гомогенизации, происходит из-за перераспределения поверхностно-активного вещества на поверхности частицы. Это перераспределение должно привести к сниженной склонности частиц к агрегации (страница 31, строки 29-32)”. Таким образом, поверхностно-активное вещество используют для стабилизации частиц и предотвращения их слипания. Предполагают, что описанные частицы демонстрируют увеличенную биодоступность из-за повышенного растворения вследствие их небольшого размера.
WO2006/108556 относится к смеси поверхностно-активного вещества и фосфолипида, которую используют для повышения растворимости плохо растворимых активных средств, например, кортикостероидов, в коллоидной форме. Макрогола гидроксистеарат (Solutol HS15) является одним из иллюстративных примеров поверхностно-активных веществ. Улучшенная растворимость активного средства позволяет обеспечить лучшую доставку этого средства в предназначенную область. Например, образование коллоидных растворов улучшает доставку посредством небулайзера (преимущества обсуждены на странице 46, строка 8 - страница 47, строка 22).
WO99/32089 описывает фармацевтическую композицию, содержащую мицеллы в водной среде, где мицеллы содержат липофильные глюкокортикостероиды и одно и только одно фармацевтически приемлемое поверхностно-активное вещество. Для образования мицелл поверхностно-активное вещество используют в низкой концентрации, менее чем 5% масс./масс. от общей массы композиции (страница 7, строки 1-2). Предпочтительное поверхностно-активное вещество представляет собой полиоксиэтиленгликоль-660-12-гидроксистеарат (Solutol HS15).
US2007/259009 относится к водному фармацевтическому препарату для введения легкорастворимого ингибитора PDE4. Для получения чистых растворов со свойствами, необходимыми для парентеральных препаратов, в качестве сорастворителя используют алкоксилированные жиры (параграф [0006]). Предпочтительным примером подходящего алкоксилированного жира является Solutol HS15 (параграф [0016]).
WO2005/105050 и US2006/088592 описывают композицию для доставки плохо всасывающегося лекарственного средства пероральным способом. Композиция включает лекарственное средство, средство для улучшенного всасывания лекарственного средства через слизистую оболочку кишечника и промотор, который сам по себе не увеличивает всасывание лекарственного средства, но который дополнительно увеличивает всасывание в присутствии усилителя. В примере 12, паклитаксел растворяют, используя Solutol или токоферил полиэтиленгликоль сукцинат в качестве растворителя. Усилитель и промотор, использованные в примере 12, представляют собой сахарозы стеарат и глюкозамин, соответственно.
US2007/082016 относится к фармацевтическим композициям в форме предконцентрата микроэмульсии, содержащей ингибитор ренина амид δ-амино-Y-гидрокси-ɷ-арил-алкановой кислоты в среде носителя, увеличивающего всасывание, содержащей (a) липофильный компонент; (b) поверхностно-активное вещество с высоким значением HLB и (c) гидрофильный компонент. Предконцентрат обеспечивает спонтанно диспергируемую микроэмульсию типа “вода-в-масле”, которая при дополнительном растворении в водной среде, например, в среде желудка, переходит в микроэмульсию типа “масло-в-воде”. Подходящие поверхностно-активные вещества с высоким значением HLB включают в качестве неограничивающих примеров неионогенные поверхностно-активные вещества, ингибирующие выведение и усиливающие, тем самым, всасывание (параграф [0037]). Solutol HS15 перечислен в качестве подходящего ингибитора выведения (параграф [0038]).
WO01/19335 относится к вакцинным композициям, в которых антиген заключен в везикулы, которые обеспечивают доставку антигена через слизистые оболочки. Везикулы представляют собой многослойные везикулы с подобной луку структурой, имеющей внутреннюю жидкую кристаллическую структуру, образованную посредством располагающихся друг над другом концентрических двухслойных структур на основе амфифильных средств, которые перемежаются со слоями воды, водным раствором или раствором полярной жидкости и в которую включен по меньшей мере один антиген. Везикулы можно создать посредством широкого ряда поверхностно-активных веществ, упомянутого гидроксистеарата полиэтиленгликоля. Предпочтительно композиции включают смесь различных поверхностно-активных веществ.
WO00/00181 относится к композициям для доставки лекарственного средства посредством легких, где композиции пригодны для доставки кортикостероидных соединений посредством ингаляций. Поверхностно-активное вещество с высоким значением HLB, предпочтительно этоксилированное производное витамина E и/или сложный эфир полиэтиленгликоля и жирной кислоты, такой как Solutol HS15, используют для повышения растворимости кортикостероида для того, чтобы его можно было доставить посредством распыления или назальным способом доставки.
US2005/058702 описывает подход для облегчения перемещения через биологические барьеры отрицательно заряженных молекул, которые сами по себе не способны проходить сквозь подобные барьеры (эти молекулы обозначают как “эффекторы”). Подход включает изготовление смеси эффектора и образующей катионы ионной жидкости. Описано, что состав может также содержать смесь по меньшей мере двух средств, выбранных из группы, состоящей из неионного детергента, ионного детергента, ингибитора протеазы и восстановителя. Описанные примеры включают некоторые другие средства, включающие Solutol HS15, хотя концентрации этих ингредиентов и других не определены. Указывают, что иллюстративные составы вводят ректально или инъекцией в петлю кишечника.
WO 2006/024138 описывает фармацевтический состав с термообратимыми свойствами, где состав включает (a) противомикробное средство, (b) полоксамерную смесь, содержащую по меньшей мере, два полимера полоксамера, и (c) полиэтиленгликолевый эфир жирной гидроксикислоты, где состав при комнатной температуре представляет собой твердое вещество, а при температуре организма - жидкость-гель. В предпочтительных вариантах осуществления сложный эфир жирной гидроксикислоты и полиэтиленгликоля представляет собой гидроксистеарат полиэтиленгликоля-660. Для применения состав представлен в суппозиторной форме, для введения и доставки активных фармакологических средств посредством вагинального или ректального пути введения.
Buggins et al., “The effects of pharmaceutical excipients on drug disposition”, Advanced Drug Delivery Reviews 59 (2007) 1482-1503, представляет собой литературный обзор, описывающий рассмотренные эффекты действия общеупотребительных сорастворителей и эксципиентов на фармакокинетику лекарственного средства и на физиологические системы, что, вероятно, влияет на распределение лекарственного средства. Эффекты Solutol на пероральное всасывание обсуждают в части 4.3.4 на странице 1497. Показано, что Solutol увеличивает пероральное всасывание плохо растворимого лекарственного средства циклоспорина A. Полагали, что этот эффект обусловлен преимущественно повышенной растворимостью циклоспорина в жидкости кишечника, хотя, возможно, сыграло свою роль ингибирование CYP3A (члена семейства ферментов CYP450) и P-Gp (Bravo Gonzalez et al., Improved oral bioavailability of cyclosporin A in male Wistar rats. Comparison of a Solutol HS15 containing self-dispersing formulation and a microsuspension, Int. J. Pharm. 245 (2002) 143-151).
В статье также описано, как исследованы эффекты Solutol на пероральное всасывание водорастворимых лекарственных средств колхицинов. Высокая растворимость колхицинов обозначает, что маловероятно, что увеличение перорального всасывания обусловлено повышенной растворимостью лекарственного средства в жидкостях кишечника вследствие действия Solutol. В качестве возможных механизмов предполагают ингибирование P-Gp и/или CYP450; авторы заключили, что в этом случае, вероятно, ингибирование CYP450 является основным механизмом повышенного всасывания, поскольку концентрации CYP450 являлись высокими, а концентрации P-Gp низкими (Bittner et al., Improvement of the bioavailability of colchicine in rats by co-administration of D-alpha-tocopherol polyethylene glycol 1000 succinate and a polyethoxylated derivative of 12-hydroxy-stearic acid, Arzneim-Forsch, 52 (2002) 684-688).
in vitro
Также описано, что Solutol HS15 значимо увеличивал транспорт дигоксина через эвертированный пищеварительный тракт крысы , эффект объяснили ингибированием выведения лекарственного средства посредством переносчиков P-Gp (Cornaire et al., Impact of excipients on the absorption of P-glycoprotein substrates in vitro and in vivo, Int. J. Pharm. 278 (2004) 119- 131).
Таким образом, известный уровень техники включает ряд описаний применения в фармацевтических композициях полиэтиленгликолевого эфира гидроксистеариновой кислоты. Такое применение, однако, ограничено растворимостью плохорастворимых лекарственных средств и/или ингибированием P-Gp и CYP450. Более того, Solutol HS15 продают как неионный растворитель для инъецируемых растворов. Ранее не была подтверждена способность таких материалов к увеличению всасывания лекарственных средств через слизистые оболочки, включающих гидрофильные лекарственные средства (для которых растворение не является проблемой) и/или высокомолекулярные лекарственные средства, такие как многочисленные биопрепараты.
Таким образом, сохраняется насущная необходимость в развитии эффективных нетоксических систем увеличения всасывания, которые сделают возможным подходящий терапевтически транспорт высокомолекулярных и/или гидрофильных соединений сквозь слизистые поверхности.
Трансдермальная доставка лекарственного средства - доставка лекарственных средств через кожу и в системный кровоток - может также представлять собой преимущественный путь доставки лекарственного средства, в частности, вследствие относительно легкого доступа к коже. Однако трансдермальная доставка также затруднена вследствие указанных выше проблем доставки лекарственного средства через слизистые оболочки. Низкая проницаемость кожи ограничивает количество лекарственных средств, которые можно доставлять таким образом, так что в итоге в настоящий момент многие гидрофильные соединения и/или соединения с высокой молекулярной массой не доставляют посредством трансдермального пути. Без использования средств, увеличивающих всасывание, многие лекарственные средства не будут диффундировать в кожу в степени, достаточной для получения терапевтической концентрации. Особое беспокойство вызывает то, что при трансдермальной доставке существует возможность местного раздражения, которое будет возникать в области нанесения. Таким образом, сохраняется необходимость в создании эффективных, нетоксичных систем увеличения всасывания для увеличения транспорта высокомолекулярных и/или гидрофильных соединений лекарственного средства.
Авторы изобретения показали, что сложные эфиры жирной кислоты и полиэтиленгликоля способны значительно увеличивать транспорт широкого диапазона терапевтических средств через слизистые поверхности или кожу, не вызывая раздражения и не создавая каких-либо повреждений, и таким образом образуют новую группу средств, увеличивающих всасывание.
Как указано выше, известно, что сложные эфиры жирной гидроксикислоты и полиэтиленгликоля используют в качестве средств, повышающих растворимость. В частности, сложный эфир полиэтиленгликоля 660 и жирной гидроксикислоты (макрогола 15 гидроксистеарат) предлагают в качестве неионного растворителя для инъецируемых растворов.
Сущность изобретения
Авторы изобретения обнаружили, что если сложный эфир жирной гидроксикислоты и полиэтиленгликоля нанести на слизистую поверхность, такую как полость носа, в комбинации с терапевтическим средством, то терапевтическое средство всасывается через слизистую поверхность в более высокой степени, чем в случае отсутствия в составе сложного эфира жирной гидроксикислоты и полиэтиленгликоля. Такое увеличение всасывания можно наблюдать в тех случаях, когда комбинацию сложного эфира жирной гидроксикислоты и полиэтиленгликоля и терапевтического средства наносят на кожу.
Таким образом, согласно первому аспекту изобретение обеспечивает применение в фармацевтической композиции средства, увеличивающего всасывание, содержащего сложный эфир жирной гидроксикислоты и полиэтиленгликоля, в качестве средства для увеличения всасывания терапевтического средства через слизистую оболочку или кожу.
“Увеличением всасывания” через слизистую оболочку или кожу обозначают улучшение в перемещении или транспорте терапевтического средства через слизистую оболочку или кожу млекопитающего. Как правило, повышение в степени всасывания составляет по меньшей мере 10%, по сравнению с всасыванием композиции без сложного эфира жирной гидроксикислоты и полиэтиленгликоля, более предпочтительное повышение по меньшей мере составляет 25%, или по меньшей мере, 50%, и наиболее предпочтительное повышение по меньшей мере 100%, по сравнению со всасыванием композиции без сложного эфира жирной гидроксикислоты и полиэтиленгликоля.
Терапевтическое средство, которое всасывается в организм через слизистую оболочку, может всасываться местно, чтобы оказать местное действие, и/или непосредственно в кровоток для системной доставки.
Уровень всасывания или изменение всасывания можно измерить или оценить общепринятыми способами, например, по параметрам биодоступности, которую определяют как величину концентрации терапевтического средства, которая определяется в крови после чресслизистого или трансдермального введения, по отношению к этой же величине, определенной после внутривенного введения, выраженную в процентах. Всасывание можно измерить или оценить прямым или непрямым способами. Примером непрямого измерения всасывания является измерение уровней глюкозы в плазме для определения уровня всасывания инсулина. По определению, если лекарственное средство вводят внутривенно, его биодоступность составляет 100%. Однако, если лекарственное средство вводят другим путем (например, перорально или в полость носа), его биодоступность в норме снижается вследствие неполного всасывания, выведения подвергнутого всасыванию лекарственного средства и/или метаболизма лекарственного средства.
“Терапевтическим средством” обозначают любое химическое соединение или средство, которое является фармакологически активным и проявляет терапевтический эффект при введении млекопитающему, включая людей. Терапевтическое средство может представлять собой средство синтетического или природного происхождения, включающее средства, которые получают из живых организмов, таких как люди, животные или микроорганизмы и выращенных клеток, специально полученных генно-инженерным способом.
Терапевтические средства включают, но не ограничиваются ими, низкомолекулярные лекарственные средства, нуклеиновые кислоты, белки, пептиды и антигены. Нуклеиновые кислоты включают, но не ограничиваются ими, ДНК, кДНК, РНК, миРНК, РНКи. Другие высокомолекулярные терапевтические средства могут включать конъюгаты подобных молекул, например, с полимерами или с проникающими в клетки пептидами.
Для того чтобы лекарственное средство всасывалось в системный кровоток, оно, прежде всего, должно быть в растворе. Ожидается, что плохо растворимые соединения являются плохо всасываемыми. Однако, будучи в растворе, соединения пригодны для всасывания, степень которого зависит от ряда других факторов, включающих:
a) гидрофобность/гидрофильность лекарственного средства (коэффициент распределения). Гидрофобные соединения более легко проникают через биологические мембраны, как правило, чресклеточным путем. Гидрофильные соединения, как правило, всасываются хуже и транспортируются межклеточно через плотные контакты клеток. Белки и пептиды являются, как правило, гидрофильными и, таким образом, хуже всасываются;
b) размер молекулы. Небольшие молекулы лекарственных средств проникают через биологические мембраны более легко. Так как белки и пептиды представляют собой относительно большие молекулы, они хуже всасываются через биологические мембраны;
in vitro
ex vivo
in vivo
c) активный транспорт - поступление или выведение. P-гликопротеин (P-Gp) представляет собой АТФ-зависимый мембранный белок-переносчик, который активно выводит ксенобиотики из клетки. Иммуногистохимические и функциональные исследования показали, что P-Gp подлежит экспрессии на апикальной стороне эпителиальных клеток, включающих те, которые расположены в печени, поджелудочной железе, почках, толстом кишечнике, тонком кишечнике и слизистой носа, у мышей, коров и людей. У людей P-Gp является продуктом гена MDR-1. Полагают, выводя подвергнутые всасыванию лекарственные средства, P-Gp играет важную роль в фармакокинетике своих субстратов, приводя к низкой биодоступности и сниженной активности терапевтических соединений. Субстраты P-Gp включают природные продукты (полученные из растений, грибов, бактерий и губок) и их побочные варианты, синтетические соединения и небольшие гидрофобные пептиды длиной не более чем четыре аминокислоты. Функцию P-Gp можно исследовать и  (в клеточных культурах (например, Caco-2), и моделях  (например, эвертированный желудочно-кишечный тракт крысы)), и , используя для исследования активности белка-переносчика известные субстраты и ингибиторы P-Gp;
d) Метаболизм/деградация лекарственного средства. Ферменты, которые находятся в биологических полостях (таких как желудок), печени и расположенные на биологических мембранах, могут разрушать лекарственное средство (конкретно белки и пептиды) до того, как они попадут в системный кровоток. Аналогично, например, низкий pH желудочного сока может разрушать или подвергать денатурации лекарственные средства, такие как белки и пептиды, тем самым препятствуя их всасыванию.
Система биофармацевтической классификации (BCS), как правило, подходит в качестве руководства для прогнозирования всасывания лекарственных средств в системный кровоток. Хотя систему, как правило, применяют в случае всасывания лекарственного средства через желудочно-кишечный тракт, ее принципы можно также применять для других путей всасывания лекарственного средства. По системе BCS, лекарственные средства классифицируют следующим образом:
Класс I - высокая проникающая способность, высокая растворимость: эти соединения хорошо всасываются, и скорость их всасывания, как правило, является более высокой, чем скорость выведения.
in vivo
in vitro
Класс II - высокая проникающая способность, низкая растворимость: биодоступность этих продуктов ограничена скоростью их сольватации. Можно найти соотношение между биодоступностью  и сольватацией .
Класс III - низкая проникающая способность, высокая растворимость: всасывание ограничено скоростью проникновения, лекарственное средство сольватируется очень быстро.
Класс IV - низкая проникающая способность, низкая растворимость: это соединения с низкой биодоступностью, как правило, они плохо всасываются через слизистую оболочку кишечника, и предполагают, что они очень неустойчивые.
Полагают, что настоящее изобретение особенно пригодно для улучшения доставки лекарственных средств, которые попадают в класс III классификации выше и для пептидов, белков, полинуклеиновых кислот, миРНК, РНК и антигенов, которые, как правило, не рассматриваются как часть системы BCS, но которые демонстрируют высокую растворимость и низкую проникающую способность.
По руководству FDA “Вейвер исследований биодоступности и биоэквивалентности in vivo для твердых пероральных лекарственных форм с немедленным высвобождением, основанный на системе биофармацевтической классификации”:
Можно считать, что лекарственное средство обладает “высокой растворимостью”, если менее чем 250 мл растворителя (например, воды) требуется для растворения наибольшего количества дозы при наименьшей растворимости в диапазоне pH 1-7,5. Альтернативно, предельная величина может составлять менее чем 200 мл растворителя или менее чем 150 мл.
-4
-5
-6
Полагают, что лекарственное средство обладает высокой проникающей способностью, если степень всасывания у людей составляет >90% введенной дозы, исходя из баланса масс или по сравнению с внутривенной контрольной дозой. Альтернативно, можно считать, что лекарственное средство обладает “низкой проникающей способностью”, если коэффициент проникновения, измеренный, например, в клеточном монослое Caco-2, составляет менее чем 1×10 см/с. Альтернативно, предельная величина может составлять менее чем 1×10 см/с или менее чем 1×10 см/с.
Особенным преимуществом по настоящему изобретению является то, что оно обеспечивает и/или улучшает доставку терапевтических средств в дыхательные пути, в частности, доставку в легкие и в полость носа или на слизистую щек в полости рта. Доставка через эти слизистые оболочки является особенно пригодной, и терапевтическое средство можно транспортировать непосредственно в системный кровоток, предотвращая, таким образом, разрушение кислотами желудочного сока, желчью, пищеварительными ферментами и другими участниками пресистемного метаболизма. В результате эти пути доставки создают возможность для усиленного начального действия, более низкого и более точного дозирования, и могут, таким образом, улучшать профиль эффективности и безопасности терапевтического средства. В качестве альтернативы для перорального введения, эти альтернативные пути могли бы принести пользу пациентам с нарушением процесса глотания и пациентам, страдающим от тошноты.
Таким образом, согласно второму аспекту изобретение обеспечивает фармацевтическую композицию, содержащую терапевтическое средство и средство, увеличивающее всасывание, содержащее сложный эфир жирной гидроксикислоты и полиэтиленгликоля, где композиция находится в форме, подходящей для нанесения на слизистые оболочки полости носа, слизистые оболочки щеки в полости рта и/или для введения в дыхательные пути.
max
max
max
Быстроту проявления терапевтического эффекта терапевтического средства, содержащегося в композиции по изобретению, можно оценить, определяя после введения терапевтического средства время, за которое достигается максимальная концентрация в плазме (T). T при введении в полость носа композиции со средством, увеличивающим всасывание, является относительно коротким по сравнению с T аналогичной композиции, которая не содержит средство, увеличивающее всасывание. Также результаты экспериментов показали, что величину всасывания в полости носа гормона роста и инсулина можно увеличить, по меньшей мере, в 2 раза, относительно величины всасывания, полученной после введения аналогичной композиции, которая не содержит сложный эфир жирной гидроксикислоты и полиэтиленгликоля.
Композиции, нанесенные на слизистые оболочки полости носа, слизистые оболочки щек в полости рта и/или введенные в дыхательные пути могут существовать, предпочтительно, в форме спрея, аэрозоля или сухого порошка, включая высушенные распылением или лиофилизированные частицы, микросферы или наночастицы. Дополнительные композиции, которые предпочтительны для доставки на слизистую щек, представляют собой буккальные или сублингвальные таблетки, пастилки или таблетки для рассасывания, или композиции в форме тонких пленок. Доставка лекарственного средства посредством тонкой пленки (так же известной как перорально растворяющаяся тонкая пленка) относится к тонкому отрезку пленки, похожему по размеру, форме и толщине на почтовую марку, которую, как правило, кладут на язык или под язык или располагают вдоль внутренней части щеки и дают возможность раствориться.
Несмотря на проблемы, связанные с введением, включающим желудочно-кишечный тракт, пероральное введение остается популярным и доступным способом доставки терапевтических средств. Изобретение является полезным в области перорального введения терапевтических средств, так как оно обеспечивает улучшенный транспорт лекарственных средств через желудочно-кишечный тракт. Всасывание лекарственных средств происходит в тонком и толстом кишечнике. Композиции для перорального введения, как правило, получают в виде таблеток или капсул или в жидкой форме.
Особенно пригодна для нанесения терапевтических средств на слизистые оболочки композиция в форме частиц. В частности, сухие порошки используют для введения в нос (назальное вдувание) и в легкие (ингаляторы с сухим порошком). Твердые лекарственные формы, такие как таблетки, для буккального, перорального и вагинального введения, а также капсулы для перорального введения, можно получать, заключая терапевтическое средство в форму частиц.
Таким образом, в конкретном аспекте изобретения, изобретение предоставляет композицию, содержащую терапевтическое средство и средство, увеличивающее всасывание, содержащее сложный эфир жирной гидроксикислоты и полиэтиленгликоля, где композиция находится в форме частиц.
Настоящее изобретение особенно пригодно для доставки терапевтических средств, которые бы иным способом плохо всасывались через слизистую оболочку или кожу и которые до сих пор предпочтительно вводили альтернативными путями, такими как инъекция или инфузия. Это, как правило, распространяется на терапевтические средства с большой молекулярной массой, более конкретно, с молекулярной массой более чем 1000, и конкретно, к гидрофильным молекулам с большой молекулярной массой, а также к молекулам с небольшой молекулярной массой, которые являются гидрофильными.
Гидрофильность можно выражать в виде “log P”. Log P представляет собой логарифм коэффициента распределения, P, где P является отношением концентраций неионизированного соединения в двух фазах смеси из двух несмешивающихся растворителей в равновесии, где один растворитель является водой, а другой представляет собой гидрофобный растворитель, как правило, октанол. Таким образом, log P представляет собой показатель дифференциальной растворимости средства между водой и гидрофобным растворителем, т.е. показатель гидрофильности или гидрофобности. Гидрофобные соединения будут обладать высоким log P, а гидрофильные соединения - низким или отрицательным log P. В основном, настоящее изобретение может быть полезно для увеличения всасывания любой молекулы, для которой log P составляет менее чем 3. Некоторые лекарственные средства обладают log P менее чем 2,5, или менее чем 2,0, или менее чем 1,5, или менее чем 1,0, а лекарственные средства, которые распределяются предпочтительно в водной фазе, будут иметь отрицательный log P.
Применение сложного эфира жирной гидроксикислоты и полиэтиленгликоля в качестве средства для увеличения всасывания гидрофильного терапевтического средства никак не связано с более ранними описаниями применения таких материалов для облегчения растворимости в водной среде плохо растворимых в водной среде лекарственных средств. Лекарственные средства, которые являются гидрофильными и, таким образом, хорошо растворяются в водной среде, не требуют повышения растворимости, и таким образом представленный известный уровень техники не создавал предпосылки для включения известных повышающих растворимость средств в составы таких лекарственных средств. Это также относится к лекарственным средствам, которые не являются субстратами для P-Gp, на всасывание которых, как ожидалось бы, не повлияет ингибирование выведения лекарственного средства белками-переносчиками P-Gp.
Настоящее изобретение обеспечивает доставку биопрепаратов через слизистые оболочки или кожу, и это является особенным преимуществом, поскольку биологические средства обычно представляют собой большие молекулы с молекулярной массой больше чем 1000, которые не подходили бы для слизистого или чрескожного введения другим способом.
Полагают, что настоящее изобретение обеспечивает значительный прогресс в доставке терапевтических средств и, таким образом, в лечении заболевания у людей и животных. В дополнительном аспекте по изобретению изобретение обеспечивает способ увеличения всасывания терапевтического средства через слизистую оболочку или кожу, где способ включает (a) создание композиции, содержащей терапевтическое средство и средство, увеличивающее всасывание, содержащее сложный эфир жирной гидроксикислоты и полиэтиленгликоля, и (b) нанесение композиции на указанную слизистую оболочку или кожу.
В соответствии с настоящим изобретением одна группа терапевтических средств, которые можно преимущественно вводить млекопитающему посредством пути введения через слизистые, такой как введение в полость носа или посредством чресклеточного пути, это та группа, которая предназначена для создания иммунного ответа, т.е. антигены или вакцины. При увеличении всасывания средства через слизистую оболочку или кожу усиливается образующийся в результате иммунный ответ.
В соответствии с настоящим изобретением нуклеиновые кислоты представляют собой дополнительную группу терапевтических средств, которые можно преимущественно вводить млекопитающему посредством введения через слизистые, такого как введение в полость носа или чрескожно. Конкретные примеры включают ДНК, РНК и миРНК. Увеличение всасывания нуклеиновой кислоты через слизистую оболочку или кожу приводит к увеличенной экспрессии или препятствует экспрессии в ткани.
Подробное описание изобретения
Композиции по настоящему изобретению содержат сложный эфир жирной гидроксикислоты и полиэтиленгликоля. Предпочтительно сложный эфир жирной гидроксикислоты и полиэтиленгликоля представляет собой сложный эфир полиэтиленгликоля 660 и жирной гидроксикислоты (так же известный как макрогола 15 гидроксистеарат). Одним источником предпочтительного сложного эфира полиэтиленгликоля 660 и жирной гидроксикислоты, использованного в экспериментах, которые описывают в примерах ниже, является коммерчески доступный продукт от BASF под торговым названием Solutol HS15. Solutol HS15 содержит приблизительно 70% по массе сложных полигликолевых моно- и диэфиров 12-гидроксистеариновой кислоты (главным образом, сложный моноэфир полиэтиленгликоля 660 и 12-гидроксистеариновой кислоты) и приблизительно 30% по массе свободного полиэтиленгликоля (в частности, полиэтиленгликоля 660). Solutol HS15 является растворимым в воде и этаноле. В настоящее время наиболее предпочтительным средством для увеличения всасывания для применения в изобретении является Solutol HS15.
Обнаружено, что применение комбинации сложного эфира жирной гидроксикислоты и полиэтиленгликоля в комбинации со свободным полиэтиленгликолем, как это представлено в Solutol HS15, может обеспечить лучшее увеличение всасывания, чем применение, по отдельности, сложного эфира жирной гидроксикислоты и полиэтиленгликоля. Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления средство для увеличения всасывания содержит от приблизительно 30% до приблизительно 90% по массе сложного эфира жирной гидроксикислоты и полиэтиленгликоля, и от приблизительно 10% до приблизительно 50% по массе свободного полиэтиленгликоля.
В дальнейшем, под термином “средство, увеличивающее всасывание” следует понимать сложный эфир жирной гидроксикислоты и полиэтиленгликоля или, если присутствует свободный полиэтиленгликоль, комбинацию сложного эфира жирной гидроксикислоты и полиэтиленгликоля и свободного полиэтиленгликоля. Если средство, увеличивающее всасывание, используют в форме коммерчески доступного продукта, например, Solutol HS15, термин «средство, увеличивающее всасывание» можно использовать для обозначения такого продукта, включая любые дополнительные компоненты, присутствующие в продукте. Следует понимать, что сложный эфир жирной гидроксикислоты может содержать несколько отдельных химических соединений. Например, если основным жирнокислотным компонентом жирной кислоты сложного эфира Solutol HS15 является 12-гидроксистеариновая кислота, другие жирнокислотные компоненты могут также присутствовать, например, стеариновая кислота и пальмитиновая кислота.
Полиэтиленгликоль, который присутствует в средстве, увеличивающем всасывание, или в качестве компонента в сложном эфире жирной гидроксикислоты и полиэтиленгликоля или в качестве свободного полиэтиленгликоля, предпочтительно имеет среднюю молекулярную массу менее чем 2000 Да, более предпочтительно менее чем 1000 Да и наиболее предпочтительно менее чем 800 Да. Средняя молекулярная масса полиэтиленгликоля предпочтительно выше чем 200 Да и более предпочтительно выше чем 400 Да. Средняя молекулярная масса полиэтиленгликоля находится предпочтительно между 200 и 1000 Да или между 400 и 800 Да. Следует понимать, что при любом сорте полиэтиленгликоля, будет иметь место распределение молекулярных масс. Полиэтиленгликоль может представлять собой смесь двух или более различных сортов полиэтиленгликоля и таким образом молекулярно-массовое распределение может быть би- или полимодальным.
Количество средства, увеличивающего всасывание, присутствующего в композициях, полученных в соответствии с настоящим изобретением, составляет, предпочтительно по меньшей мере 0,001% по массе от общей композиции, более предпочтительно по меньшей мере 0,1% по массе от общей композиции, более предпочтительно по меньшей мере 1% по массе от общей композиции, более предпочтительно по меньшей мере 2% по массе от общей композиции и наиболее предпочтительно по меньшей мере 5% по массе от общей композиции.
Количество средства, увеличивающего всасывание, присутствующего в композициях, полученных в соответствии с настоящим изобретением, составляет не более чем 99% по массе от общей композиции, более предпочтительно не более чем 40% по массе от общей композиции, более предпочтительно не более чем 20% по массе от общей композиции, более предпочтительно не более чем 15% по массе от общей композиции, и наиболее предпочтительно не более чем 10% по массе от общей композиции.
Количество средства, увеличивающего всасывание, присутствующего в композициях, полученных в соответствии с настоящим изобретением составляет предпочтительно от 0,001% до 99% по массе от общей композиции, более предпочтительно от 0,1% до 40% по массе от общей композиции, более предпочтительно от 1% до 20% по массе от общей композиции, более предпочтительно от 2% до 15% по массе от общей композиции и наиболее предпочтительно от 5% до 10% по массе от общей композиции. Предпочтительно, количество средства, увеличивающего всасывание, присутствующего в композиции составляет приблизительно 7,5%, 8%, 8,5%, 9%, 9,5% или приблизительно 10% по массе от общей композиции.
Можно предполагать применение средства, увеличивающего всасывание, для всасывания любого терапевтического средства через слизистую оболочку или кожу. Однако настоящее изобретение особенно пригодно для увеличения всасывания терапевтических средств, которые бы при других условиях плохо всасывались через слизистую оболочку или кожу.
Изобретение является полезным для доставки низкомолекулярных терапевтических средств, имеющих низкую молекулярную массу. Термином “низкая молекулярная масса” обозначают молекулярную массу менее чем приблизительно 1000 Да.
Изобретение особенно полезно для доставки низкомолекулярных терапевтических средств, которые являются гидрофильными, например, морфин.
Низкомолекулярные терапевтические средства с уровнем гидрофильности, который создает сложности при доставке через слизистую оболочку или кожу, как правило, имеет значение log P менее чем приблизительно 3. Примеры небольших молекул лекарственных средств со значением log P менее чем 3 включают морфин, альфентанил, буторфанол и бупренорфин.
Классы лекарственных средств, для доставки которых изобретение будет иметь меньшую ценность, включают гидрофобные лекарственные средства, примером одного из этих классов являются кортикостероиды.
Применение средств, увеличивающих всасывание, может по меньшей мере на 10% увеличивать всасывание терапевтического средства с log P менее чем 3.
Примеры низкомолекулярных терапевтических средств для применения в настоящем изобретении включают, но не ограничиваются ими, ацитретин, альбендазол, альбутерол, амиодарон, амлодипин, амфетамин, амфотерицин B, аторвастатин, атоваквон, азитромицин, баклофен, беклометазон, бенезеприл, бензонатат, бетаметазон, бикалутанид, будесонид, бупропион, бусульфан, бутенафин, кальцифедиол, кальципротиен, кальцитриол, камптотекан, кандесартан, капсаицин, карбамезепин, каротины, целекоксиб, церивистатин, цетиризин, хлорфенирамин, холекальциферол, цилостазол, циметидин, циннаризин, ципрофлоксацин, цисаприд, кларитромицин, клемастин, кломифен, кломипрамин, клопидрогель, кодеин, кофермент QIO, циклобензаприн, циклоспорин, даназол, дантролен, дексхлорфенирамин, диклофенак, дикумарол, дигоксин, дигидроэпиандростерон, дигидроэрготамин, дигидротахистерол, диритромицин, донепезил, эфавиренз, эпосартан, эргокальциферол, эрготамин, источники незаменимых жирных кислот, этодолак, этопозид, фамотидин, фенофибрат, фентанил, фексофенадин, финастерид, флуканазол, флурбипрофен, флувастатин, фосфенитион, фловатриптан, фуразолидон, габапентин, гемфиброзил, глибенкламид, глипизид, глибурид, глимеприд, гризеофульвин, халофантрин, ибупрофен, ирбесартан, иринотекан, изосорбида динитрат, изотреиноин, итраконазол, ивермектин, кетоконазол, кеторолак, ламотригин, ланоспразол, лефлуномид, лизиноприл, лоперамид, лоратадин, ловастатин, L-тироксин, лютеин, ликопен, медроксипрогестерон, мефепристон, мефлохин, мегестерола ацетат, метадон, метоксален, метронидазол, метронидазол, миконазол, мидазолам, миглитол, миноксидил, митоксантрон, монтелукаст, набуметон, надбуфин, наратиптан, нелфинавир, нифедипин, нилсолидипин, нилутанид, нитрофурантоин, низатидин, омепразол, опревелкин, остерадиол, оксапрозин, паклитаксел, парикальцитол, пароксетин, пентазоцин, пиоглитазон, пизофетин, правастатин, преднизолон, пробукол, прогестерон, псевдоэфедрин, пиридостигмин, рабепразол, ралоксифен, рефококсиб, репаглинид, рифабутин, рифапентин, римексолон, рисперидон, ритановир, ризатриптан, розиглитазон, саквинавир, сертралин, сибутрамин, силденафила цитрат, симвастатин, сиролимус, спиронолактон, суматриптан, такрин, такролимус, тамоксифен, тамсулозин, таргретин, тазаротен, телмисартан, тенипозид, тербинафин, терзосин, тетрагидроканнабинол, тиагабин, тиклидопин, тирофибран, тизанидин, топирамат, топотекан, торемифен, трамадол, третиноин, троглитазон, тровафлоксацин, убидекаренон, валсартан, венлафаксин, вертопорфин, вигабатрин, витамин A, витамин D, витамин E, витамин K, зафирлукаст, зилеутон, золмитриптан, золпидем и зопиклон, акарбоза; ацикловир; ацетил цистеин; ацетилхолин хлорид; алатрофлоксацин; аледронат; алглуцераза; амантадина гидрохлорид; амбеномиум; амифостин; амилорида гидрохлорид; аминокапроновая кислота; амфотерицин B; антигемофильный фактор (человека); антигемофильный фактор (свиньи); антигемофильный фактор (рекомбинантный); апротинин; аспарагиназа; атенолол; атракуриум безилат; атропин; азитромицин; азтреонам; вакцина BCG; бацитрацин; бекалермин; беладонна; бепридила гидрохлорид; блеомицина сульфат; кальцитонин человека; кальцитонин лососевых; карбоплатин; капецитабин; капреомицина сульфат; цефамандола нафат; цефазолин натрия; цефепима гидрохлорид; цефиксим; цефоницида натрий; цефоперазон; цефотетана динатрий; цефотаксим; цефокситин натрия; цефтизоксим; цефтриаксон; цефуроксима аксетил; цефалексин; цефапирина натрий; вакцина против холеры; хориальный гонадотропин; цидофовир; цисплатин; кладрибин; клинидий бромид; клиндамицин и производные клиндамицина; ципрофлоксацин; клондронат; колистиметат натрия; колистина сульфат; кортикотропин; козинтропин; кромалин натрия; цитарабин; дальтепарин натрия; данапроид; дефероксамин; денилейкин дифтитокс; десмопрессин; меглумина диатризоат и диатризоат натрия; дицикломин; диданозин; диритромицин; дофамина гидрохлорид; дорназа альфа; доксакуриум хлорид; доксорубицин; эдитронат динатрия; эланаприлат; энкефалин; эноксацин, эноксаприн натрия; эфедрин; эпинефрин; эпоэтин альфа; эритромицин; эсмол гидрохлорид; фактор IX; фамцикловир; флударабин; флуоксетин; фоскарнет натрия; ганцикловир; гранулоцитарный колониестимулирующий фактор; гранулоцит- макрофаг колониестимулирующий фактор; рекомбинантные гормоны роста человека; бычий гормон роста; гентамицин; глюкагон; гликопиролат; гормон, высвобождающий гонадотропин и его синтетические аналоги; GnRH; гонадорелин; грепафлоксацин; вакцина против гемофильной палочки типа B конъюгированная; инактивированная вакцина против вируса гепатита A; инактивированная вакцина против вируса гепатита B; гепарин натрия; индинавира сульфат; вакцина против вируса гриппа; интерлейкин-2; интерлейкин-3; инсулин человека; инсулин лизпро; инсулин свиной; инсулин NPH; инсулин аспарт; инсулин гларгин; инсулин детемир; интерферон альфа; интерферон бета; ипратропий бромид; изофосфамид; вакцина против вируса японского энцефалита; ламивудин; лейковорин кальция; лейпролида ацетат; левофлоксацин; линкомицин и производные линкомицина; лобукавир; ломефлоксацин; лоракарбеф; маннит; вакцина против вируса кори; менингококковая вакцина; менотропин; мефензолата бромид; месалмин; метанамин; метотрексат; метскополамин; метформин гидрохлорид; метропролол; мезоциллин натрия; мивакуриум хлорид; вирусная вакцина против паротита; недокромил натрия; неостигмина бромид; неостигмина метилсульфат; нейронтин; норфлоксацин; октреотида ацетат; офлоксацин; олпадронат; окситоцин; памидронат динатрий; панкуроний бромид; пароксетин; пефлоксацин; пентамидина изетионат; пентостатин; пентоксифиллин; перицикловир; пентагастрин; фентоламина мезилат; фенилаланин; физостигмина салицилат; противочумная вакцина; пиперациллин натрия; фактор роста тромбоцитов человека; поливалентная пневмококковая вакцина; вакцина инактивированного вируса полиомиелита; вакцина живого вируса полиомиелита (OPV); полимиксина B сульфат; пралидоксина хлорид; прамлинтид; прегабалин; пропофенон; пропантелина бромид; пиридостигмина бромид; антирабическая вакцина; ризедронат; рибаварин; римантадина гидрохлорид; вакцина против ротавируса; салметерола ксинафоат; синкалид; противооспенная вакцина; солатол; соматостатин; спарфлоксацин; спектиномицин; ставудин; стрептокиназа; стрептозоцин; суксаметония хлорид; гидрохлорид такрина; тербуталина сульфат; тиопета; тикарциллин; тилудронат; тимолол; активатор плазминогена тканевого типа; TNFR: Fc; TNK-tPA; трандолаприл; триметрексата глюконат; троспектиномицин; тровафлоксацин; тубокурарина хлорид; фактор некроза опухоли; живая вакцина против брюшного тифа; мочевина; урокиназа; ванкомицин; валацикловир; валсартан; живая вакцина против вируса ветряной оспы; вазопрессин и производные вазопрессина; векурония бромид; винбластин; винкристин; винорелбин; витамин B12; варфарина натрий; вакцина против желтой лихорадки; зальцитабин; занамавир; золандронат; зидовудин.
Как указано выше, настоящее изобретение особенно пригодно для доставки лекарственных средств, которые находятся в пределах класса III BCS. Примеры низкомолекулярных терапевтичевких средств, которые располагаются в пределах этого класса, представляют собой абакавир, акарбоза, ацетилкарнитин, ацетилсалициловую кислоту, ацикловир, альбутерол (сальбутамол), алендроновую кислоту, аллопуринол, амилорид, амлодипин, амоксициллин, аскорбиновую кислоту, амфетамин, анастрозол, аскорбиновую кислоту, атенолол, атропин, бензеразид, бензнидазол, бисфосфонаты, капецитабин, каптоприл, бидисомид, камостат, каптоприл, цефазолин, цефкапена пивоксил, цефлакор, цетиризин, цефметазол, цефроксадин, хлорамфеникол, холина альфосцерат, цилазаприл, циметидин, ципрофлоксацин натрий, клонидин, клоксациллин, кодеин, колхицин, циклофосфамид, диклоксациллин, диданозин, диэтилкарбамазин, дигоксин, доласетрон, доксифлуридин, эналаприл, эргоновин, эрготамин тартрат, эритромицин, этамбутол, этосуксимид, фамцикловир, фамотидин, фексофенадин, флуконазол, фурсултиамин, фолиновую кислоту, фуросемид, габапентин, ганцикловир, гранисетрон, гидралазин, гидрохлоротиазид, имидаприл, изониазид, ламивудин, летрозол, левитирацетам, левофлоксацин, левотироксин, лизиноприл, метформин, метионин, метотрексат метилдопа, s-метилметионин, морфин, надолол, ниацин, никорандил, никотинамид, нифуртимокс, низатидин, олопатадин, ондансетрон, осельтамивир, парацетамол, пеницилламин, периндоприл, фендиметразин, феноксиметилпенициллин, правастатин, преднизолон, примахин, прокатерол, прометазин, пропилтиоурацил, псевдоэфедрин, пиразинамид, пиридостигмин, пиридоксин, рабепразол, ранитидин, рибавирин, рибофлавин, ризедроновую кислоту, ризатриптан, ставудин, суматриптан, талтирелин, тамсулозин, тегафур, тенофовир, теразолин, тетрациклин, тиамин, липоевую кислоту, топирамат, триметазидин, триметоприм, валацикловир, валсартан, воглибоз, зальцитабин, зидовудин, золмитриптан.
Доставка через слизистую оболочку терапевтических средств, которые представляют собой большие молекулы, с высокой молекулярной массой, часто затруднена. Таким образом, настоящее изобретение имеет практическую пользу для доставки больших молекул терапевтических средств, в частности, терапевтических средств с молекулярной массой больше чем приблизительно 1000 или больше чем 2000 или больше чем 4000.
Примеры типов больших терапевтических средств, пригодных для использования в настоящем изобретении, включают пептиды, белки, полинуклеиновые кислоты, полисахариды, РНК, миРНК, антигены и антитела, которые способны формировать комплекс с соответствующим комплексообразующим полимером. Конкретные примеры таких терапевтических средств включают инсулин, глюкагоны, лейпролид, гормон роста, паратиреоидный гормон, кальцитонин, фактор роста эндотелия сосудов, эритропоэтин, гепарин, циклоспорин, окситоцин, тирозин, энкефалин, гормон, высвобождающий тиреотропин, фолликулостимулирующий гормон, лютеинизирующий гормон, вазопрессин и аналоги вазопрессина, каталазу, супероксиддисмутазу, интерлейкин-II, интерфероны, колониестимулирующий фактор, фактор некроза опухоли, гормон, стимулирующий меланоциты, глюкагоноподобный пептид-1 и его производные, глюкагоноподобный пептид-2 и его производные, катакальцин, холецистокинин-12, холецистокинин-8, экзендин, пептид, высвобождающий гонадолиберин, белок, подобный инсулину, лейцинэнкефалин, метионинэнкефалин, лейморфин, нейрофизин, копептин, нейропептид Y, нейропептид AF, пептид, связанный с PACAP, гормон поджелудочной железы, пептид YY, уротензин, интестинальный пептид, адренокортикотропный пептид, эпидермальный фактор роста, пролактин, гормон, высвобождающий лютеинизирующий гормон (LHRH), агонисты LHRH, фактор, высвобождающий гормон роста, соматостатин, гастрин, тетрагастрин, пентагастрин, эндорфины и ангиотензины. Гормон, высвобождающий тиреотропин, фактор некроза опухоли, гранулоцитарный колониестимулирующий фактор, гранулоцит-макрофаг-колониестимулирующий фактор, макрофаг-колониестимулирующий фактор, гепариназу, фактор роста эндотелия сосудов, ферменты и гликопротеины.
Так как пептиды и белковые лекарственные средства, такие как инсулин и гормон роста человека (hGH), являются гидрофильными и обладают высокой молекулярной массой, они не являются субстратами для P-Gp. Таким образом, увеличенная биодоступность, которая была показана с использованием средств по настоящему изобретению, которые увеличивают всасывание пептидов и белков в полости носа, не может быть следствием ингибирования выведения посредством P-Gp. Кроме того, так как инсулин и hGH не являются субстратами для CYP3A, то общеизвестное ингибирование этого метаболизирующего лекарственные средства фермента средствами, увеличивающими всасывание, не может являться причиной увеличенной биодоступности.
Другие лекарственные средства, которые не являются субстратами для P-Gp, можно определять, оценивая транспорт лекарственного средства через клеточный монослой, например, клеток Caco-2 и с повторением оценки в присутствии известного ингибитора P-Gp или в других условиях, про которые известно, что они уменьшают активность P-Gp (например, пониженная температура). Снижение транспорта лекарственного средства в таких условиях является показателем того, что лекарственное средство является субстратом для P-Gp.
Из всех конкретных лекарственных средств, перечисленных выше, особенный интерес как являющиеся особенно пригодными в рамках изобретения представляют те, которые относятся к одной из категорий, описанных выше, например, те, которые являются гидрофильными (например, те, которые имеют низкое значение log P), и/или те, которые не являются субстратами для P-Gp или CYP-3A.
Композиции по настоящему изобретению содержат средства, увеличивающие всасывание и терапевтическое средство, и, как правило, будут содержать один или несколько эксципиентов и/или фармацевтически приемлемых носителей.
Природа одного или нескольких эксципиентов будет зависеть от различных факторов, включающих форму композиции, природу терапевтического средства, способ введения, дозу и желаемую скорость высвобождения терапевтического средства и т.д. Для применения в рамках изобретения предполагается применение всех известных эксципиентов, которые используют в фармацевтических композициях. Типичные эксципиенты включают антиадгезивные средства, связывающие средства, биоадгезивные средства, буферы, покрывающие средства, разрыхлители, наполнители, разбавители, гелеобразующие средства, загустители, красители, ароматизаторы и консерванты, сорбенты, подсластители и соли, а также средства, которые, как известно, взаимодействуют с терапевтическим средством, например для образования комплексов включения или комплексов с солевым мостиком, и увеличивают контролируемое высвобождение терапевтического средства, такого как циклодекстрины и ионообменные смолы.
Фармацевтически приемлемые эксципиенты можно использовать для увеличения времени присутствия композиции на слизистой, конкретно в композициях для назального введения. Таким образом, композиции по настоящему изобретению могут предпочтительно содержать дополнительные эксципиенты, такие как биоадгезивные средства, гелеобразующие средства или загустители.
Примеры подходящих биоадгезивных средств (средств, которые прикрепляются к слизистой) включают кристаллическую целлюлозу, карбопол и гидроксипропилцеллюлозу. Для композиции по настоящему изобретению может быть желательно наличие геля в месте соприкосновения со слизистой, по меньшей мере, в некоторой степени. Примеры подходящих гелеобразующих средств включают, но не ограничиваются ими, пектин, коллаген, альгинаты и желатин. Загустители (так же обозначаемые как средства, увеличивающие вязкость), которые можно включать в композиции по настоящему изобретению, включают, но не ограничиваются ими, гидроксипропилметилцеллюлозу (HPMC), карбоксиметилцеллюлозу (CMC), гидроксиэтилцеллюлозу (HEC), карбопол и метилцеллюлозу (MC).
В основном, средства по настоящему изобретению, увеличивающие всасывание, могут обеспечить разработку составов, которые обеспечивают эффективную доставку терапевтического средства, содержащегося в составах, не прибегая к сложным видам составов. Например, составы могут не содержать или по существу не содержать фосфолипиды или подобные, и могут не содержать липосомы или везикулы. Аналогично, поскольку лекарственные средства, представляющие основной интерес по изобретению, являются гидрофильными, составы не могут представлять собой мицеллярные растворы или микроэмульсии. Аналогично, несмотря на то, что можно включать дополнительные средства, увеличивающие всасывание, наличие таких средств может быть необязательным, и композиция может не содержать или по существу не содержать дополнительные средства, увеличивающие всасывание, включающие такие материалы, как производные аминокислот и аминосахаров. Кроме того, композиция может не содержать формирующую катионы ионную жидкость или ей подобную.
Композиции по настоящему изобретению могут не содержать или по существу не содержать полоксамеры. Как правило, композиции по настоящему изобретению не обладают термообратимыми свойствами.
“По существу” не содержит обозначает в контексте данной заявки, что композиция содержит количество рассматриваемого ингредиента, например, полоксамеров, равное нулю или такое низкое, что оно не оказывает достоверного эффекта на свойства композиции. Концентрация такого ингредиента, таким образом, может составлять менее чем 1% по массе от общей композиции, менее чем 0,01% или менее чем 0,001% по массе от общей композиции.
Композиции по настоящему изобретению также могут содержать один или несколько дополнительных активных ингредиентов, например, дополнительные терапевтические средства и/или дополнительные средства, увеличивающие всасывание.
Дополнительные средства, увеличивающие всасывание, включают муколитические средства, ингибиторы ферментов расщепления и соединения, которые изменяют текучесть и проницаемость мембран слизистых клеток. Конкретные примеры дополнительных средств, увеличивающих всасывание, для применения в композиции по настоящему изобретению включают, но не ограничиваются ими, циклодекстрин и производные циклодекстрина, соли желчных кислот, поли-L-аргинин, хитозан и производные хитозана, фосфолипиды, лизофосфолипиды, полиакриловую кислоту, гиалуроновые кислоты, каприновокислый натрий и амидированный желатин. Дополнительные средства, увеличивающие всасывание, предпочтительно включают в общее количество в пределах 10% по массе от общей композиции.
Настоящее изобретение может быть особенно полезным при доставке терапевтических средств в полость носа.
Настоящее изобретение может быть особенно полезным при доставке терапевтических средств в дыхательные пути, включая доставку в легкие.
Настоящее изобретение может быть особенно полезным при нанесении терапевтических средств на слизистую щек в полости рта.
Настоящее изобретение также может быть пригодным для введения терапевтических средств через кожу.
Настоящее изобретение также может быть пригодным для доставки терапевтических средств посредством введения в желудочно-кишечный тракт, например, посредством перорального или ректального введения.
Предпочтительные способы доставки, в которых можно применять изобретение, представляют собой введение в полость носа, дыхательные пути и нанесение на слизистую щек в полости рта.
Композиции по настоящему изобретению можно составлять в смесь и вводить в любой подходящей форме, например, в форме спрея, аэрозоля, сухого порошка, пероральной таблетки или капсулы, буккальной или сублингвальной таблетки, пастилки или лепешки, пессарии, суппозитории, клизмы, капель или тонкой пленки.
Предпочтительные формы композиции, пригодные для нанесения на слизистые оболочки полости носа, включают растворы, гели (и саможелирующиеся композиции), порошки и вкладыши в нос. Растворы можно вводить в форме спреев или аэрозолей. Порошковые составы могут представлять собой сухие порошки или аэрозоли с распылением сжатым воздухом.
Вкладыши в нос предназначены для преодоления быстрого мукоцилиарного клиренса полости носа, посредством контакта со слизистой носа и, таким образом, обеспечивают введение лекарственного средства в течение более длительного периода времени. Подходящие вкладыши для носа включают лиофилизированные составы вкладышей для носа, основанные на биоадгезивных полимерах, таких как каррагинан, Карбопол, хитозан, гидроксипропилметилцеллюлоза, альгинат натрия, натрий-карбоксиметилцеллюлоза, полиакриловая кислота, поливинилпирролидон и ксантановая камедь. Лиофилизированные вкладыши регидратируют в месте контакта с поверхностью слизистой с образованием более концентрированного и вязкого геля, чем в норме можно было бы легко ввести в полость носа. Другие подходящие формы вкладышей для носа включают поглощающие материалы, предварительно связанные со средством, увеличивающим всасывание и терапевтическим средством в соответствии с настоящим изобретением.
Спреи, аэрозоли и порошки также могут являться подходящими для введения в дыхательные пути.
Композиции, подходящие для нанесения на слизистую щек ротовой полости, включают растворы и гели (и саможелирующиеся композиции), а также буккальные или сублингвальные таблетки, пастилки или лепешки или композиции в форме тонкой пленки.
Для введения через кожу предпочтительные виды составов включают кремы, мази, гели и трансдермальные пластыри.
Композицию, содержащую раствор или дисперсию в водной среде, можно ввести в виде спрея или аэрозоля. Под аэрозолем следует иметь в виду распыленную в воздухе взвесь жидких частиц. Устройство для дозирования такого состава, как правило, может представлять собой баллон или флакон, который содержит жидкий, находящийся под давлением сжатый газ-пропеллент. Аналогично, спреи жидких частиц можно получить посредством устройства, в котором жидкость находится под давлением, создаваемым посредством управляемого вручную насоса, и пропускают через распыляющий наконечник. Типичный состав назального спрея состоит из терапевтического средства, суспендированного или растворенного в жидкой среде, которым наполняют флакон с насосом для дозированного распыления. Пациент приводит насос в действие, что обеспечивает доставку в полость носа лекарственного средства в виде тонкодисперсных капель.
Устройства для аэрозолей и спреев, используемые для введения терапевтических средств посредством ингаляции в легкие, как правило, обозначают как небулайзеры. Наиболее общеупотребительными являются струйные небулайзеры, в которых для получения аэрозоля используют пневматический источник. Другие пригодные небулайзеры включают электронные небулайзеры, в которых аэрозоли получают посредством вибрации мембран или сит. Также можно использовать пьезоэлектрические и ультразвуковые небулайзеры.
Композицию, содержащую терапевтическое средство по изобретению, можно изготавливать в форме частиц, например, в форме высушенных распылением или лиофилизированных частиц, микросфер или наночастиц. Частицы можно вводить в виде сухого порошка, например посредством вдувания в полость носа или пероральной ингаляцией или их можно использовать для наполнения капсул, можно подвергать прессованию с другими эксципиентами для формирования таблетки или суспендировать, в фармацевтически приемлемом носителе, для формирования суспензии или эмульсии.
Устройство для введения порошка при вдувании в полость носа, как правило, содержит управляемый вручную насос, который, когда его сжимают, производит облако частиц. Ингаляторы можно использовать для введения терапевтических средств в форме частиц в легкие, для лечения респираторного заболевания, например, астмы. Ингаляторы с сухим порошком и дозирующие ингаляторы (или аэрозольные ингаляторы) представляют собой общеупотребительные виды устройства для ингаляций. Ингаляторы с сухим порошком предоставляют определенную дозу терапевтического средства в форме сухого порошка, как правило, в комбинации с инертным носителем, таким как лактоза. Пользователь вдыхает воздух, проходящий через устройство, для вовлечения и разделения порошка с образованием аэрозольных частиц, которые являются достаточно небольшими, чтобы достичь легких. Дозирующие ингаляторы содержат находящийся по давлением газ-пропеллент с суспендированными в нем частицами. Приведение в действие устройства высвобождает однократную определенную дозу жидкого пропеллента, который содержит частицы. Летучий пропеллент рассеивается на мелкие капли, которые быстро испаряются, приводя к образованию аэрозоля мелких частиц, которые вдыхает пользователь.
Композиции по настоящему изобретению можно производить в форме, в которой их предполагают вводить, или можно предоставлять в виде отдельных компонентов, которые будут комбинировать перед введением. Например, предусматривается, что перед введением композицию в форме частиц, содержащую терапевтическое средство, можно суспендировать или растворять в подходящем носителе.
Наночастицы в настоящем документе можно получать посредством ряда способов, как описано в литературе, например Champion et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 104, 2007, 11901-4; Chattopadhyay et al., Adv. Drug Deliv. Rev., 59, 2007, 444-53; Chou et al., J. Mater Sci. Mater Med., 2007 Jun. 19; [Epub ahead of print]; Schaffazick et al., Pharmazie, 62, 2007, 354-60; Almeida et al., Adv. Drug Deliv. Rev., 59, 2007, 478-90; Muller, Colloid Carriers for Controlled Drug Delivery and Targeting, CRC Press, 1991; и Jorg Kreuter (ed), Colloidal Drug Delivery Systems, Marcel Dekker, 1994. Примеры включают наноосаждение, разделение фаз, получение эмульсии, самосборку, гомогенизацию под высоким давлением, комплексообразование и гелеобразующие ионы.
Составы с микросферами в настоящем документе можно получать посредством ряда способов, как описано в литературе, например Cleland, Solvent Evaporation Processes for the Production of Controlled Release Biodegradable Microsphere Formulations for Therapeutics and Vaccines, Biotechnol. Prog., 14(1), 102-107, 1998; Tracy, Development and Scale-up of a Microsphere Protein Delivery System Biotechnol Prog, 14(1), 108-115, 1998; Debenedetti et al, Application of Supercritical Fluids for the Production of Sustained Delivery Devices, Journal of Controlled Release, 24, 1993, 27-44. Микросферы можно модифицировать для получения характерных свойств контролируемого высвобождения, например, посредством контролирования степени сшивания или включением эксципиентов, которые изменяют диффузионные свойства терапевтического средства.
Средство, увеличивающее всасывание, может быть включено в матрикс частиц или может быть связано с поверхностью. Лекарственное средство может быть включено в матрикс частиц или может быть связано с поверхностью частицы.
Полимеры, используемые для получения наночастиц и микросфер, включают
(a) синтетические биодеградируемые полимеры, такие как сложные полиэфиры, включающие поли(молочную кислоту), поли(гликолевую кислоту), сополимеры молочной и гликолевой кислот, сополимеры молочной и гликолевой кислот с поли(этиленгликолем), поли(ε-капролактон), поли(3-гидроксибутират), поли(п-диоксанон), поли(пропилен фумарат); модифицированные сложные полиэфиры, такие как поли(эфир алкгидроксикислоты) мультиблочные сополимеры, такие как те, которые основаны на поли(этиленгликоле) и поли(бутилен терефталате); поли(сложные ортоэфиры), включающие дополнительные полимеры ацеталей полиол/дикетена, как описано Heller в ACS Symposium Series 567, 292-305, 1994; полиангидриды, включающие поли(себациновый ангидрид) (PSA), поли(карбоксибискарбокси феноксифеноксигексан) (PCPP), поли[бис(п-карбоксифенокси)метан] (PCPM), сополимеры SA, CPP и CPM, как описано Tamada и Langer в Journal of Biomaterials Science - Polymer Edition, 3, 315-353, 1992 и Domb в разделе 8 Handbook of Biodegradable Polymers, Domb and Wiseman (ed), Harwood Academic Publishers; поли(аминокислоты); поли(псевдоаминокислоты), включающие те, которые описаны James и Kohn на страницах 389-403 Controlled Drug Delivery Challenges and Strategies, American Chemical Society, Washington DC; полифосфазены, включающие производные поли[(дихлор)фосфазен], поли[(органо)фосфазены], полимеры, описанные Schacht в Biotechnology and Bioengineering, 52, 102-108, 1996; и азополимеры, включающие те, которые описаны Lloyd в International Journal of Pharmaceutics, 106, 255-260, 1994;
(b) синтетические небиодеградируемые полимеры, такие как виниловые полимеры, включающие полиэтилен, поли(этилен-co-винилацетат), полипропилен, поли(винилхлорид), поли(винилацетат), поли(виниловый спирт) и сополимеры винилового спирта и винилацетата, поли(акриловая кислота), поли(метакриловая кислота), полиакриламиды, полиметакриламиды, полиакрилаты, поли(этиленгликоль), поли(диметилсилоксан), полиуретаны, поликарбонаты, полистирол и производные; и
(c) природные полимеры, такие как углеводы, полипептиды и белки, включая крахмал, целлюлозу и производные, включающие этилцеллюлозу, метилцеллюлозу, этилгидрокси-этилцеллюлозу, натрий-карбоксиметилцеллюлозу; коллаген; желатин; декстран и производные; альгинаты; хитин и хитозан.
Предпочтительные полимеры включают небиодеградируемые полимеры, такие как сложные эфиры на основе уретанов или эпоксиэфиры, бис-малеинимид, метакрилаты, такие как метиловые или глицидиловые метакрилаты, триметилен карбонат, диметилен триметилен карбонат; биодеградируемые синтетические полимеры, такие как гликолевая кислота, гликолид, молочная кислота, лактид, п-диоксанон, диоксепанон, алкиленовые оксалаты, модифицированные сложные полиэфиры, такие как поли(эфир алкгидроксикислоты) мультиблочные сополимеры, такие как те, которые основаны на поли(этиленгликоле) и поли(бутилен терефталате); и капролактоны, такие как гамма-капролактон.
Как правило, будет использоваться полимер или комбинация полимеров, которая является инертной относительно терапевтического средства.
nd
Составы суспензий можно получать рядом способов, как описано в литературе, например в Lieberman H.A., Rieger M.M. and Banker G.S., Pharmaceutical Dosage Forms: Disperse Systems 2 Ed, Marcel Dekker Ltd press, 1996, которые включают примеры эмульсий и коллоидных суспензий.
По данному изобретению эффект увеличения всасывания можно контролировать известными в данной области способами и эти способы включают анализы ВЭЖХ, LC-MS, LC-MS-MS, GC-MS, спектроскопию и ELISA. Усиленное всасывание терапевтического средства может являться результатом непосредственного действия средства, увеличивающего всасывание, на слизистую оболочку или кожу.
Изобретение будет проиллюстрировано посредством следующих неограничивающих примеров.
Краткое описание чертежей
На фигуре 1 представлено процентное изменение в уровне глюкозы в крови у крыс Sprague Даwley вследствие однократного интраназального введения инсулина, растворенного в различных концентрациях Solutol HS15, по сравнению с процентным изменением в уровне глюкозы в крови вследствие однократной подкожной инъекции растворимого инсулина.
На фигуре 2 представлены уровни в сыворотке гормона роста человека (hGH) после однократного интраназального введения hGH в 5% масс./об. Solutol HS15 и подкожной инъекции растворимого hGH.
2
На фигуре 3 представлены уровни hGH в сыворотке после однократного интраназального введения микрочастиц hGH, полученных в сверхкритическом углекислом газе (CO) с поли(лактид-co-гликолид) (PLGA), полилактид (PLA) и Solutol HS15.
На фигуре 4 представлено процентное изменение в уровне глюкозы в крови у крыс Sprague Даwley после однократного интраназального введения инсулина, растворенного в Solutol HS15, Lipopeg 10-S и Protasan UP CL213.
На фигуре 5 представлено процентное изменение в уровне глюкозы в крови после интраназального введения инсулина с Solutol HS15, индивидуальных компонентов Solutol HS15 и подкожной инъекции инсулина.
На фигуре 6 представлено действие примененного в различных концентрациях Solutol HS15 на трансэпителиальное электрическое сопротивление (TEER) монослоя клеток Calu-3.
На фигуре 7 представлено действие Solutol HS15, примененного в различных концентрациях, на проницаемость FD4 через клетки Calu-3.
На фигуре 8 представлено действие Solutol HS15, примененного в различных концентрациях, на проницаемость FD4 через клетки Caco-2.
Пример 1
Инсулин (предоставленный Sigma-Aldrich) растворили в различных концентрациях растворов Solutol HS15 в диапазоне от 1 до 40% масс./об. в 0,063 M фосфатно-солевом буфере (PBS). Составы затем интраназально ввели крысам Sprague Dawley в 4 МЕ/кг и образцы крови отбирали через постоянные интервалы вплоть до 2 часов после введения. Глюкозу в крови измерили, используя стандартный глюкометр, а инсулин в плазме определили твердофазным иммуноферментным анализом (ELISA).
Группе крыс также ввели подкожную инъекцию инсулина, растворенного в PBS, для сравнения с интраназально введенными дозами.
Результаты показаны на фигуре 1.
Составы с Solutol HS15 из расчета 7,5% и 10% масс./об. в PBS являлись наиболее эффективными для усиления транспорта инсулина через слизистую оболочку носа, показывая снижение уровней глюкозы в плазме в размере 70%, по сравнению с контрольными растворами инсулина, которые показали снижение в размере 15%.
Пример 2
Гормон роста человека (hGH) (полученный от Bioker (Сардиния)) растворили в 5% масс./об. раствора Solutol HS15 в PBS. Раствор затем интраназально ввели крысам Sprague Dawley с величиной дозы 5 мг/кг и сравнили с подкожным введением 5 мг/кг hGH. Уровни hGH в сыворотке крови определили твердофазным иммуноферментным анализом (ELISA) вплоть до 24 часов после введения.
Результаты показаны на фигуре 2.
Состав с 5% масс./об. Solutol HS15 являлся эффективным для усиления транспорта hGH через слизистую оболочку носа с биодоступностью 17% по сравнению с подкожным введением. Биодоступность hGH, введенного через нос без средства, увеличивающего всасывание, составляет менее чем 1%.
Пример 3
2
2
Для получения микрочастиц, нагруженных hGH, микронизированные hGH, PLGA, PLA и Solutol HS15 добавили в резервуар под давлением. Резервуар герметизировали и ввели CO. Температуру подняли выше 32°C и давление увеличили выше 76 бар. В этих условиях CO становится сверхкритическим и растворяется в полимере, который превращается в жидкость. Жидкий полимер, hGH и Solutol HS15 затем смешали и микрочастицы размера, подходящего для инъекции, сформировали посредством затвердевания после того, как смесь лекарственное средство/полимер тонко измельчили и разгерметизировали. Составы с микрочастицами, нагруженными hGH, содержащие PLGA, PLA и PEG 600 также получили, используя тот же самый способ. Микрочастицы интраназально вводили крысам Sprague Dawley с величиной дозы hGH 5 мг/кг hGH и сравнили с подкожным введением. Образцы крови отбирали вплоть до 24 часов после введения и уровни hGH в сыворотке крови определили твердофазным иммуноферментным анализом (ELISA).
Результаты показаны на фигуре 3.
Через один час после интраназального введения микрочастиц с PLGA/PLA/Solutol HS15 определили hGH в сыворотке крови с пиком концентрации в сыворотке 27,6 нг/мл. Наличие hGH не наблюдали в сыворотке крови после интраназального введения микрочастиц, содержащих PLGA/PLA/Solutol HS15.
Пример 4
В этом исследовании сравнили действие средства по изобретению, увеличивающего всасывание, с известными средствами, увеличивающими всасывание - стеаратом полиэтиленгликоля-20 и хлоридом хитозана, на усиление всасывания инсулина в полости носа у крыс. Используемое средство, увеличивающее всасывание по изобретению, представляло собой коммерческий продукт Solutol HS15, произведенный BASF, стеарат полиэтиленгликоля-20 представлял собой Lipopeg 10-S, предоставленный Lipo Chemicals Inc, и хитозановый продукт представлял собой Protasan UP CL213, предоставленный Novamatrix. Protasan CL213 основан на хитозане, в котором 75-90% ацетильных групп являются деацетилированными.
Инсулин растворили в 5% и 10% масс./об. растворе LipoPeg 10-S в PBS или в 0,5% масс./об. раствора Protasan CL213 в дистиллированной воде при pH 5,0. Составы сравнили с инсулином, растворенным в Solutol HS15 в 5%, 7,5% и 10% масс./об. в PBS. Составы затем интраназально ввели крысам Sprague Dawley из расчета 4 МЕ/кг и образцы крови отбирали через постоянные интервалы вплоть до 2 часов после введения. Глюкозу в крови измерили, используя стандартный глюкометр, а концентрации инсулина в плазме определили посредством ELISA.
Результаты показаны на фигуре 4.
Solutol HS15 в 7,5% и 10% масс./об. в PBS был более эффективным, чем Protasan CL213 и LipoPeg 10-S, при усилении всасывания глюкозы через слизистую оболочку. Инсулин, растворенный в Solutol HS15 в 5% масс./об. в PBS, показал аналогичное, по сравнению с тестируемыми концентрациями Protasan CL213 и Lipopeg 10-S, снижение в уровне глюкозы.
Пример 5
Получение раствора для интраназального введения, содержащего 7,5% масс./об. Solutol HS15 и гормон роста человека (hGH)
Ингредиенты
100 мл 0,063M фосфатно-солевого буфера (PBS)
7,5 г Solutol HS15
10 мг hGH
Способ
К 100 мл PBS добавили 7,5 г Solutol HS15. Раствор осторожно нагрели до 40°C с перемешиванием до получения прозрачного раствора и растворения всего Solutol HS15. До использования раствор хранили при 2-8°C. 1 мл 7,5% масс./об. раствора Solutol HS15 затем добавили к 10 мг hGH. Раствор был готов к интраназальному дозированию, как только весь hGH растворился.
Пример 6
Получение суспензии микрочастиц, нагруженных hGH, для интраназального введения
Ингредиенты
0,5 г карбоксиметилцеллюлозы
5 г маннита
0,1 мл Tween-80
100 мл дистиллированной воды
250 мг нагруженных hGH микрочастиц PLGA/PLA/Solutol HS15
Способ
2
Нагруженные hGH микрочастицы, произведенные с PLGA, PLA и Solutol HS15, получили, используя сверхкритический CO с размером частиц ниже 100 мкм. Получили водную среду для инъекций, содержащую 0,5% масс./об. карбоксиметилцеллюлозы, 5,0% масс./об. маннита и 0,1% масс./об. Tween-80. 250 мг микрочастиц суспендировали в 1 мл среды для инъекций и ввели пипеткой интраназально требуемую величину дозы.
Пример 7
Получение раствора для интраназального введения, содержащего 40% масс./об. Solutol HS15 и рисперидон
Ингредиенты
213 мг рисперидона
4 г Solutol HS15
10 мл дистиллированной воды
Способ
Рисперидон и Solutol HS15 смешали и смесь нагрели до 60°C. Воду также нагрели до 60°C и тщательно размешали со смесью. Таким образом, состав стал готов к интраназальному введению.
Пример 8
Сравнение эффекта сложного эфира жирной гидроксикислоты и полиэтиленгликоля, свободного полиэтиленгликоля и комбинации двух таких средств
Исследовали следующие материалы:
• Полиэтиленгликоль 600 (PEG600)
• Полиэтиленгликоль-12-гидроксистеариновая кислота (PEG-HSA)
• Полиэтиленгликоль-12-гидроксистеариновая кислота-полиэтиленгликоль (HSA-PEG-HSA)
• 12-гидроксистеариновая кислота (HSA)
• Solutol HS15
PEG-HSA и HSA-PEG-HSA получили, нагревая в колбе с обратным холодильником полиэтиленгликоль 600 (PEG 600) и 12-гидроксистеариновую кислоту (HSA) в токе аргона при 120°C, используя сульфоновые кислоты метана. Все реагенты приобретены у Sigma-Aldrich.
in vivo
Четыре компонента тестировали . Следующие компоненты растворили в 0,063 M фосфатном буфере при концентрациях ниже:
• PEG 600 - 10% масс./об. раствор
• PEG-HSA - 10% масс./об. раствор
• HSA - 0,37% раствор
• HSA-PEG-HSA - 2% раствор
Более низкие концентрации HSA и HSA-PEG-HSA использовали из-за ограниченной растворимости этих материалов.
Компоненты, растворенные в фосфатном буфере, затем использовали для получения растворов инсулина 1 мг/мл и вводили интраназально самцам крыс Sprague Dawley из расчета величины дозы 4 МЕ/кг. Все составы вводили пипеткой Gilson и кончик вставляли в ноздрю приблизительно на 5 мм. Животных разместили в комнатах с ограниченным доступом, где температуру и относительную влажность воздуха поддерживали при 21±2°C и 55±15%, соответственно; комнаты освещались искусственным светом в течение 12 часов каждые сутки. Образцы крови собрали из хвостовой вены крыс в 0 мин (предварительная доза) и 5, 15, 30, 60 и 120 минут после введения в пробирки с гепарином, центрифугировали и собрали плазму. Глюкозу в крови измеряли немедленно в каждой точке отбора проб, используя глюкометр One Touch Ultra 2 (LifeScan, Великобритания).
Уровни глюкозы в крови на фигуре 5 показывают, что в этих экспериментах Solutol HS15 вызвал значительное понижение уровней глюкозы в крови, тогда как отдельные материалы (PEG, PEG-HSA, HSA, HSA-PEG-HSA) при концентрациях, используемых в этих экспериментах и с конкретным исследуемым терапевтическим средством, нет. Таким образом, можно заключить, что комбинация PEG и PEG-HSA демонстрирует особенно хорошие свойства как эффективное средство, увеличивающее всасывание через слизистую.
Пример 9
Исследование механизма действия Solutol HS15 в качестве средства, увеличивающего всасывание через слизистую оболочку
a) Клеточные культуры
3
2
2
Клетки Calu-3 выращивали до смыкания монослоя во флаконах 75 см в 5% CO, 37°C. Как только произошло смыкание монослоя, клетки пересевали на полистирольные мембраны, обработанные кислородной плазмой Transwells (12 мм диаметр, 0,4 мкм размер пор) с плотностью посева 100000 клеток на лунку. После пересева клетки поддерживали в 5% CO, 37°C в EMEM, дополненной FBS (10%), антибиотиками/противогрибковыми средствами (конечная концентрация в среде 100 Ед/мл пенициллина, 0,1 мг/мл стрептомицина и 0,25 мкг/мл амфотерицина B) и L-глутамином (конечная концентрация в среде 2 мМ). В течение периода культивирования питательную среду клеток заменяли каждые вторые сутки. Рост клеток и образование плотных клеточных контактов оценили измерениями трансэпителиального электрического сопротивления (TEER - показатель открытия плотных клеточных контактов), которые проводили каждые вторые сутки, начиная с суток 7 после пересева (от ежедневных измерений TEER отказались из-за возможности повреждения клеточного монослоя, вследствие как процесса измерения, так и утечки ионов из электродов). Фоновое сопротивление учитывали измерением сопротивления через “контрольные” мембраны (без клеток) и вычитая значения сопротивления через “контрольные” мембраны из монослоя TEER.
3
2
Клетки Caco-2 вырастили до смыкания монослоя в 75 см флаконах в 5% CO, 37°C.
2
Как только произошло смыкание монослоя, клетки пересевали в Transwells с плотностью посева 200000 клеток на лунку. После пересева клетки поддерживали в 5% CO, 37°C в модифицированной по способу Дульбекко среде Игла (DMEM), дополненной антибиотиками/противогрибковыми средствами, FBS и L-глутамином (как описано для клеток Calu-3), которую заменяли каждые вторые сутки. Период времени в 21 сутки использовали для полной дифференцировки клеток Caco-2. Рост клеток и образование плотных клеточных контактов оценили измерениями TEER, которые проводили в сутки 21 после пересева.
b) Измерение TEER
TEER измеряли, используя EVOM Voltohmmeter (World Precision Instruments, Великобритания), оборудованный парой электродов в форме китайских палочек. Клеточные монослои, которые инкубировали с HBSS (pH 6,0 и 7,4 апикальный и базолатеральный, соответственно) в течение первых 2 часов и с EMEM (в течение ночи), использовали в качестве контрольной точки, и изменения в TEER описывали как процент по отношению к этой контрольной точке. Фоновый TEER из-за наличия фильтра вычитался из измерений. Все эксперименты выполнили трижды.
d) Эффект Solutol HS15 на TEER
Solutol HS15 растворили в буфере HBSS/HEPES pH 7,4 в следующих концентрациях: 0,10, 0,02, 0,005, 0,0001% и добавили к клеткам Calu-3 (бронхиальная эпителиальная клеточная линия человека). TEER измерили перед добавлением Solutol HS15 для получения исходных уровней и в ряде интервалов после добавления растворов Solutol HS15. Клетки инкубировали с растворами средств, усиливающих всасывание, в течение 2 часов, после чего клетки промыли и инкубировали с нормальной питательной средой, для оценки восстановления TEER (мера токсичности).
Снижение TEER после добавления растворов Solutol HS15 (см. фигуру 6) до приблизительно 50% от исходного уровня показывает, что Solutol HS15 оказывает незначительный эффект на открытие плотных клеточных контактов. Для сравнения, при тех же самых условиях хитозан (соединение, которое, как известно, раскрывает плотные клеточные контакты) снизил TEER до приблизительно 5% от исходного уровня.
e) Эффект Solutol HS15, в случае применения в различных концентрациях, на проницаемость FD4 через клетки Calu-3 и Caco-2
Растворы Solutol HS15 получили в концентрациях 0,005, 0,02, 0,1% масс./об. в буфере HBSS/HEPES, pH 7,4 с FITC-декстраном Mw 4400 (FD4). Растворы добавляли к клеточным монослоям, и использовали две клеточные линии, клетки Calu-3 (карцинома бронхов) и клетки Caco-2 (карцинома кишечника). Проницаемость FD4 от апикальный поверхности к базолатеральной поверхности клеток измеряли посредством регулярного отбора базолатеральных проб и количественное определение FD4 проводили посредством измерения флюоресценции.
На фигуре 7 показано, что базолатеральная концентрация FD4 выше, по сравнению с контрольными растворами, в случае добавления к клеточным линиям Calu-3 растворов с Solutol HS15. Однако статистический анализ данных показывает, что нет значимого различия между концентрациями тестируемого Solutol HS15 и контролями (p=0,093). Для сравнения, при тех же условиях хитозан показал значительное увеличение проницаемости, в 8 раз выше, чем контроли. Как показано на фигуре 8, увеличение концентрации FD4 для раствора с Solutol HS15, по сравнению с контролями, также не являлось статистически значимым (P=0,1473). Таким образом, из экспериментов с клеточной культурой можно заключить, что Solutol HS15 оказывает только незначительный эффект на открытие плотных клеточных контактов. Таким образом, чресклеточный путь, вероятно, будет преобладающим механизмом действия.