CH650679A5

CH650679A5 - Gegen diabetes mellitus wirksames pharmazeutisches mittel.

Info

Publication number: CH650679A5
Application number: CH5010/82A
Authority: CH
Inventors: Ronald Eugene Chance; Bruce Hill Frank; John Allison Galloway
Original assignee: Lilly Co Eli
Priority date: 1981-08-27
Filing date: 1982-08-23
Publication date: 1985-08-15
Also published as: NL192192C; SE8204873L; ZW17482A1; GB2104382A; AU551879B2; JPS5846024A; ZA826159B; IE822064L; LU84359A1; IL66611A0; CA1176158A; NZ201682A; FR2513126A1; IE54119B1; SE8204873D0; FR2513126B1; IT1153182B; PH19361A; DE3232034A1; IT8223017A0

Description

Aufgabe der Erfindung ist nun die Bereitstellung eines pharmazeutischen Mittels, durch das sich die natürliche hormonale Homöostase in einem diabetischen Zustand besser angenähert erreichen und aufrechterhalten lässt als durch Verabreichung von Insulin allein.

Diese Aufgabe wird nun erfindungsgemäss gelöst durch ein pharmazeutisches Mittel aus einem pharmazeutisch unbedenklichen Träger und einer Wirkstoffkombination, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es als Wirkstoffkombination Human-Insulin und Human-C-Peptid in einem Molverhältnis von 1:4 bis 4:1 enthält.

Die beiden wesentlichen Bestandteile des erfindungsge-mässen pharmazeutischen Mittels sind Human-Insulin und Human-C-Peptid.

Human-Insulin ist über eine Reihe verschiedener Wege zugänglich, beispielsweise durch organische Synthese, Isolierung aus der Bauchspeicheldrüse von Menschen, Umwandlung von Human-Proinsulin, Umwandlung von isoliertem tierischem Insulin und seit neuem auch durch Rekombinations-DNA-Methodologie.

Unter Anwendung der Rekombinations-DNA-Metho-dologie lässt sich Human-Insulin bevorzugt durch getrennte Expression und Isolierung der A-Kette von Human-Insulin und der B-Kette von Human-Insulin und anschliessende geeignete Bildung der Disulfidbindung herstellen. Wahlweise kann das bei der Rekombinations-DNA-Expression erhaltene Produkt auch direkt Human-Proinsulin oder ein Vorläufer für Human-Proinsulin sein, der in Human-Proinsulin umgewandelt wird. Durch anschliessende enzymatische Spaltung des Proinsulins, beispielsweise mittels Trypsin oder Carboxypeptidase B gelangt man zu Human-Insulin.

Human-Insulin lässt sich ferner auch aus Schweineinsulin herstellen. Human-Insulin unterscheidet sich von Schweineinsulin durch eine einzige Aminosäure, nämlich durch die an der endständigen Carboxylgruppe der B-Kette befindliche Aminosäure. Zu diesem Zweck ersetzt man die bei Schweineinsulin vorhandene B-30-Aminosäure, nämlich Alanin, durch Threonin. Im einzelnen wird hierzu auf US-PS 3 276 961 hingewiesen.

Der andere aktive Bestandteil des erfindungsgemässen Mittels, nämlich das Human-C-Peptid, ist ein Teil eines Peptids,,das bei Human-Proinsulin vorhanden ist und über die die Ketten A und B des Insulins miteinander verbunden sind. Dieses Peptid, das auch als Verknüpfungspeptid bezeichnet wird, wird gewöhnlich während der Bildung von Human-Insulin aus Proinsulin entfernt. Das bei Human-Insulin vorhandene Verknüpfungspeptid hat die folgende Formel

Arg-Arg-Glu-Ala-Glu-Asp-Leu-Gln-Val-Gly-Gln-Val-Glu-

Leu-Gly-Gly-Gly-Pro-Gly-Ala-Gly-Ser-Leu-Gln-Pro-Leu-

Ala-Leu-Glu-Gly-Ser-Leu-Gln-Lys-Arg.

Das im erfindungsgemässen Mittel enthaltene Human-C-Peptid unterscheidet sich vom Verknüpfungspeptid durch das Fehlen von vier Aminosäuren, nämlich von zwei Aminosäuren an jedem Ende. Das Human-C-Peptid hat daher folgende Struktur

î

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Glu-Ala-Glu-Asp-Leu-Gln-Val-Gly-Gln-Val-Glu-Leu-Gly-

Gly-Gly-Pro-Gly-Ala-Gly-Ser-Leu-Gln-Pro-Leu-Ala-Leu-

Glu-Gly-Ser-Leu-Gln.

Das als Bestandteil beim erfindungsgemässen Mittel benötigte Human-C-Peptid kann durch chemische Synthese hergestellt werden, und hierzu wird beispielsweise auf Diabetes 27 (Suppl. 1), 149 bis 160 (1978) hingewiesen, oder es lässt sich auch aus Human-Proinsulin durch Spaltung bei der Bildung von Human-Insulin erzeugen.

Die wirksamen Bestandteile des erfindungsgemässen Mittels sind obigen Ausführungen zufolge daher über die verschiedensten Wege zugänglich, beispielsweise auch über Human-Proinsulin. Die Herstellung von Insulin unter Anwendung der Rekombinations-DNA-Methodologie erfordert die Bildung einer Sequenz einer DNA-Codierung für die Aminosäuresequenz von Human-Proinsulin, was sich entweder durch Isolierung, Konstruktion oder eine Kombination aus beidem erreichen lässt. Die Human-Proinsulin-DNA wird dann in Lesephase in einen geeigneten Clonierungs-und Expressionsträger eingesetzt. Der Träger dient zur Transformierung eines geeigneten Mikroorganismus, und der hierbei erhaltene transformierte Mikroorganismus wird dann Fermentationsbedingungen unterzogen, die (a) zur Bildung weiterer Kopien des proinsulingenhaltigen Vektors und (b) zur Expression von Proinsulin oder einem Proinsulinvorläufer führen.

Handelt es sich beim Expressionsprodukt um einen Proinsulinvorläufer, dann enthält ein solches Produkt im allgemeinen die Human-Proinsulinaminosäuresequenz, die an ihrer endständigen Aminogruppe an ein Bruchstück eines Proteins gebunden ist, das normalerweise bei der Gensequenz ausgedrückt wird, bei welcher das Proinsulin eingesetzt worden ist. Die Proinsulinaminosäuresequenz ist an das Proteinbruchstück über eine spezifisch spaltbare Stelle gebunden, bei der es sich normalerweise um Methionin handelt. Dieses Produkt wird gewöhnlich als verschmolzenes Genprodukt bezeichnet.

Die erhaltene Proinsulinaminosäuresequenz wird vom verschmolzenen Genprodukt mittels Cyanogenbromid abgespalten, worauf man die Cysteinsulfhydrylreste der Proinsulinaminosäuresequenz durch übliche Umwandlung in die entsprechenden S-Sulfonate stabilisiert.

Das erhaltene Proinsulin-S-sulfonat wird dann gereinigt, und im Anschluss daran überführt man das gereinigte Proinsulin-S-sulfonat in Proinsulin, indem man die drei erforderlichen Disulfidbindungen an den geeigneten Stellen bildet.

Nach entsprechender Reinigung wird das Proinsulin en-zymatisch gespalten, und zwar gewöhnlich unter Verwendung von Trypsin und Carboxypeptidase B, wodurch Human-Insulin und Human-C-Peptid gebildet werden.

Das erfindungsgemässe Mittel enthält Human-Insulin und Human-C-Peptid in einem Molverhältnis von 1:4 bis 4:1. Vorzugsweise beträgt das Molverhältnis von Humanin-sulin zu Human-C-Peptid 1:2 bis 2:1, und inbesondere 1:1 bis 2:1.

Das erfindungsgemässe Mittel zeichnet sich, wie bereits erwähnt, vor allem dadurch aus, dass sich mit ihm eine natürliche hormonale Homöostase besser erreichen lässt, so dass hierdurch die bekannten Komplikationen von Diabetes unterbunden, wesentlich vermindert oder verzögert werden können. Die zur Aufrechterhaltung einer natürlichen hormonalen Homöostase oder zur Erzielung eines Zustands, der der natürlichen hormonalen Homöostase beim Diabetiker stärker angenähert ist, erforderliche Menge an zu verabreichendem erfindungsgemässen Mittel ist natürlich abhängig von der Schwere des diabetischen Zustands. Die zu verabreichende Menge hängt u.a. auch vom jeweiligen Verabreichungsweg ab. Letztendlich ist die Menge an zu verabreichendem Mittel und die Häufigkeit einer solchen Verabreichung der Entscheidung des jeweiligen Arztes überlassen. Im allgemeinen wird jedoch ein Dosierungsbereich gewählt, der für etwa 0,02 bis etwa 5 Einheiten an Human-Insulin pro kg Körpergewicht und pro Tag sorgt und der vorzugsweise etwa 0,1 bis etwa 1 Einheiten an Human-Insulin pro kg Körpergewicht und pro Tag ergibt.

Das erfindungsgemässe Mittel wird vor allem parenteral verabreicht, beispielsweise subkutan, intramuskulär oder intravenös. Das Mittel enthält die Wirkstoffe, nämlich Human-Insulin und Human-C-Peptid, zusammen mit einem pharmazeutisch unbedenklichen Träger hierfür und gegebenenfalls auch noch zusammen mit anderen therapeutischen Bestandteilen. Die Gesamtmenge an im erfindungsgemässen Mittel vorhandenen Wirkstoffen macht gewöhnlich etwa 99,99 bis etwa 0,01 Gew.-% aus. Der vorhandene Träger muss mit den anderen Bestandteilen des Mittels verträglich sein und darf natürlich auch zu keiner Beeinträchtigung des Patienten führen.

Erfindungsgemässe Mittel, die sich für eine parenterale Verabreichung eignen, sind am besten sterile wässrige Lösungen und/oder Suspensionen der pharmazeutisch wirksamen Bestandteile, und diese Lösungen oder Suspensionen sind vorzugsweise mit dem Blut des Empfangers isotonisch gemacht, was sich im allgemeinen unter Verwendung von Natriumchlorid, Glycerin, Glucose, Mannit, Sorbit und ähnlicher bekannter Mittel erreichen lässt. Zusätzlich können die Mittel auch noch irgendeine Anzahl an Hilfsstoffen enthalten, wie Puffer, Konservierungsmittel, Dispergierungs-mittel, Mittel zur Förderung eines raschen Wirkungsbeginns, Mittel zur Förderung einer verlängerten Wirkungsdauer oder andere bekannte Mittel. Typische Konservierungsmittel sind beispielsweise Phenol, m-Kresol oder Me-thyl-p-hydröxybenzoat. Beispiele für typische Puffer sind Natriumphosphat, Natriumacetat oder Natriumeitrat.

Ferner können auch entsprechende Mittel zur geeigneten Einstellung des pH-Werts vorhanden sein, beispielsweise Säuren, wie Chlorwasserstoffsäure, oder Basen, wie Natriumhydroxid. Der pH-Wert entsprechender wässriger Mittel liegt im allgemeinen zwischen etwa 2 und 8, vorzugsweise etwa 6,8 und 8,0.

Andere geeignete Zusätze sind beispielsweise zweiwertige Zinkionen, die falls überhaupt vorhanden, im allgemeinen in einer Menge von etwa 0,01 bis 0,5 mg/100 Einheiten Human-Insulin anwesend sind, oder Protaminsalze, beispielsweise in Form des Sulfats, die, falls überhaupt, im allgemeinen in einer Menge von etwa 0,1 bis 2 mg/100 Einheiten Human-Insulin vorliegen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen weiter erläutert.

Beispiel 1

Formulierung aus neutralem regulärem Human-Insulin und Human-C-Peptid (Molverhältnis von Human-Insulin zu Human-C-Peptid 1:4,40 Insulineinheiten pro ml)

Zur Herstellung von 10 ml dieser Formulierung vermischt man

Human-Zinkinsulin (28 E/mg) 400 E

Human-C-Peptid 30 mg

Phenol, destilliert 20 mg

Glycerin 160 mg

Wasser und entweder 10%-ige Chlorwasserstoffsäure oder 10%-iges Natriumhydroxid in solcher Menge miteinander, dass sich eine Zusammensetzung mit einem Volumen von 10 ml und einem End-pH-Wert von 7,0 bis 7,8 ergibt.

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Beispiel 2

Formulierung aus neutralem regulärem Human-Insulin und Human-C-Peptid (Molverhältnis von Human-Insulin zu Human-C-Peptid 1:1,100 Insulineinheiten pro ml) Zur Herstellung von 10 ml dieser Formulierung vermischt man

Human-Zinkinsulin (28 E/mg) 1000 E

Human-C-Peptid 19 mg

Phenol, destilliert 20 mg

Glycerin 160 mg

Beispiel 3

Formulierung aus Protamin, Human-Zinkinsulin und Human-C-Peptid (Molverhältnis von Human-Insulin zu Hu-man-C-Peptid 1:1,40 Insulineinheiten pro ml).

Zur Herstellung von 10 ml dieser Formulierung vermischt man

Human-Zinkinsulin (28 E/mg) 400 E

Human-C-Peptid 8 mg

Phenol, destilliert 25 mg

Zinkoxid 0,78 mg

Glycerin 160 mg

Protaminsulfat 4,0 bis 6,0 mg

Natriumphosphat, Kristalle 38 mg

Wasser und entweder 10%-ige Chlorwasserstoffsäure oder 10%-iges Natriumhydroxid in solcher Menge miteinander, dass sich eine Zusammensetzung mit einem Volumen von 10 ml und einem End-pH-Wert von 7,1 bis 7,4 ergibt.

Beispiel 4

Formulierung aus Protamin, Human-Zinkinsulin und Human-C-Peptid (Molverhältnis von Human-Insulin zu Hu-man-C-Peptid 2:1,100 Insulineinheiten pro ml)

Zur Herstellung von 10 ml dieser Formulierung vermischt man

Human-Zinkinsulin (28 E/mg) 1000 E

Human-C-Peptid 9 mg

Phenol, destilliert 25 mg

Zinkoxid 2,0 mg

Glycerin 160 mg Protaminsulfat 10 bis 15 mg

Natriumphosphat, Kristalle 38 mg

Beispiel 5

Formulierung aus Isophanprotamin, Human-Zinkinsu-lin und Human-C-Peptid (Molverhältnis von Human-Insulin zu Human-C-Peptid 1:1,40 Insulineinheiten pro ml) Zur Herstellung von 10 ml dieser Formulierung vermischt man

Human-Zinkinsulin (28 E/mg) 400 E

Human-C-Peptid 8 mg m-Kresol, destilliert 16 mg

Phenol, destilliert 6,5 mg

Glycerin 160 mg Protaminsulfat 1,2 bis 2,4 mg

Natriumphosphat, Kristalle 38 mg

Beispiel 6

Formulierung aus Isophanprotamin, Human-Zinkinsu-lin und Human-C-Peptid (Molverhältnis von Human-Insu-lin zu Human-C-Peptid 4:1, 100 Insulineinheiten pro ml) Zur Herstellung von 10 ml dieser Formulierung vermischt man

Human-Zinkinsulin (28 E/mg) 1000 E

Human-C-Peptid 5 mg m-Kresol, destilliert 16 mg

Phenol, destilliert 6,5 mg

Glycerin 160 mg

Protaminsulfat 3,0 bis 6,0 mg

Natriumphosphat, Kristalle 38 mg

Beispiel 7

Zink-Humaninsulin-Suspension: Human-C-Peptid-Formulierung (Molverhältnis von Human-Insulin zu Hu-man-C-Peptid 1:2,40 Insulineinheiten pro ml)

Zur Herstellung von 10 ml dieser Formulierung vermischt man

Human-Zinkinsulin (28 E/mg) 400 E

Human-C-Peptid 15 mg

Natriumacetat, wasserfrei 16 mg

Natriumchlorid, Granulat 70 mg

Methyl-p-hydroxybenzoat 10 mg

Zinkoxid 0,63 mg

Wasser und entweder 10%-ige Chlorwasserstoffsäure oder 10%-iges Natriumhydroxid in solcher Menge miteinander, dass sich eine Zusammensetzung mit einem Volumen von 10 ml und einem End-pH-Wert von 7,2 bis 7,5 ergibt.

Beispiel 8

Zink-Humaninsulin-Suspension: Human-C-Peptid-Formulierung (Molverhältnis von Human-Insulin zu Hu-man-C-Peptid 1:1,100 Insulineinheiten pro 100 ml) Zur Herstellung von 10 ml dieser Formulierung vermischt man

Human-Zinkinsulin (28 E/mg) 1000 E

Human-C-Peptid 19 mg

Natriumacetat, wasserfrei 16 mg

Natriumchlorid, Granulat 70 mg

Methyl-p-hydroxybenzoat 10 mg

Zinkoxid 1,6 mg

Beispiel 9

Formulierung aus neutralem regulärem Human-Insulin und Human-C-Peptid (Molverhältnis von Human-Insulin zu Human-C-Peptid 1:4,40 Insulineinheiten pro ml) Zur Herstellung von 10 ml dieser Formulierung vermischt man

Human-Natriuminsulin (28 E/mg) 400 E

Human-C-Peptid 30 mg

Phenol, destilliert 20 mg

Glycerin 160 mg

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Beispiel 10

Formulierung aus neutralem regulärem Human-Insulin und Human-C-Peptid (Molverhältnis von Human-Insulin zu Human-C-Peptid 1:1, 100 Insulineinheiten pro ml)

Zur Herstellung von 10 ml dieser Formulierung vermischt man

Human-Natriuminsulin (28 E/mg) 1000 E

Human-C-Peptid 19 mg

Phenol, destilliert 20 mg

Glycerin 160 mg

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S

Claims

650 679

1:1 bis 2:1 beträgt.

1:2 bis 2:1 beträgt.

1. Gegen Diabetes mellitus wirksames pharmazeutisches Mittel aus einem pharmazeutisch unbedenklichen Träger und einer Wirkstoffkombination, dadurch gekennzeichnet, dass es als Wirkstoffkombination Human-Insulin und Hu-man-C-Peptid in einem Molverhältnis von 1:4 bis 4:1 enthält.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Molverhältnis von Human-Insulin zu Human-C-Peptid

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Molverhältnis von Human-Insulin zu Human-C-Peptid

4. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zweiwertige Zinkionen enthält.

5. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es Protaminsalz enthält.

Diabetes mellitus ist eine Stoffwechselstörung, die sich darin äussert, dass das Körpergewebe Kohlenhydrate nicht mehr im normalen Ausmass oxidieren kann. Sein wichtigster Faktor ist ein Mangel an Insulin. Seit etwa 60 Jahren werden Diabetiker durch Verabreichung bestimmter Mengen an Insulin behandelt. Das hierzu benötigte Insulin wird aus der Bauchspeicheldrüse von Tieren isoliert, und zwar im allgemeinen von Rindern oder Schweinen. Sowohl Rinderinsulin als auch Schweineinsulin unterscheiden sich in ihrer Struktur vom Insulin, das von der Bauchspeicheldrüse des Menschen gebildet wird. Seit kurzem lässt sich durch Rekombinations-DNA-Methodologie auch Insulin erzeugen, das mit dem von der Bauchspeicheldrüse des Menschen gebildeten Insulin identisch ist. Die Verwendung eines solchen Insulins ermöglicht dem Diabetiker eine engere Nachahmung des natürlichen Systems als unter Einsatz der anderen Insuline.

Unabhängig davon ist seit langem bekannt, dass eine Verabreichung von Insulin an einen Diabetiker allein nicht ausreicht, um den normalen Stoffwechselzustand wieder herzustellen und/oder aufrechtzuerhalten. Insulin beeinflusst zwar eindeutig den Metabolismus von Kohlenhydraten,

doch sind mit Diabetes mellitus weitere Störungen verbunden, die grossteils oder überhaupt insgesamt von der Struktur und Funktion der Blutgefässe abhängen. Die zu diesen Störungen führenden Mängel lassen sich nur selten durch herkömmliche Behandlung mit Insulin vollständig korrigieren.

Die in Verbindung mit Diabetes auftretenden Gefässab-normitäten werden häufig als Komplikationen von Diabetes bezeichnet. Sie bestehen im allgemeinen in mikroangiopathi-schen Veränderungen, die zu Schädigungen der Retina und der Niere führen. Neuropathie ist eine weitere Diabeteskomplikation, die mit den beobachteten mikroangiopathischen Veränderungen direkt oder indirekt in Beziehung stehen kann oder auch nicht. Zu Beispielen für spezifische Erscheinungsformen von Diabeteskomplikationen gehören (1) Augenerkrankungen unter Einschluss von Retinopathie, Kataraktbildung, Glaukom und extraocularen Muskellähmungen, (2) Munderkrankungen unter Einschluss vonZahnfleisch-entzündungen, erhöhtem Zahnkariesbefall, periodontaler Erkrankungen und erhöhter Resorption des Alveolarkno-chens, (3) motorische, sensorische und autonome Neuropathie, (4) Erkrankung grosser Blutgefässe, (5) Mikroangiopathie,

(6) Erkrankungen der Haut unter Einschluss von Xanthoma diabeticorum, Necrobiosis lipoidica diabeticorum Furunkulose, Mykosen und Hautjucken,

(7) Erkrankungen der Nieren unter Einschluss diabetischer Glomerulosklerose, arteriolarer Nephrosklerose und Pyelonephritis und

(8) Problemen während der Schwangerschaft unter Einschluss der Zunahme der Bildung zu grosser Kinder, der Totgeburten, der Fehlgeburten, des Neugeborenensterbens und der angeborenen Defekte.

Manche und möglicherweise sogar alle diabetischen Komplikationen sind eine Folge des Fehlens von Insulin allein, so dass der Körper sein natürliches hormonelles Gleichgewicht nicht mehr bilden kann.