CZ295769B6

CZ295769B6 - Terapeutická látka k potlačení chrápání

Info

Publication number: CZ295769B6
Application number: CZ20012058A
Authority: CZ
Inventors: Hans Bigalke; Jürgen FREVERT
Original assignee: Biotecon Gesellschaft Für Biotechnologische Entwic
Priority date: 1998-12-10
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2005-11-16
Also published as: NO328762B1; ATE234108T1; EP1137430A2; JP4700811B2; HK1040636A1; IL143528A0; CN1329501A; PL202908B1; PL349334A1; HK1040636B; CA2353469A1; KR20010089527A; AU3037400A; US6573241B1; NO20012716L; DE59904569D1; WO2000033863A3; DE19856897A1; AU764744B2; EP1137430B1

Abstract

Je popsáno použití clostridiového toxinu nebo jeho komplexu s hemaglutininem a/nebo netoxickým proteinem pro výrobu terapeutické látky k potlačení chrápání.

Description

Terapeutická látka k potlačení chrápání

Oblast techniky

Vynález se týká terapeutické látky k potlačení chrápání, která se skládá z clostridiového toxinu, nebo komplexu řečeného toxinu, nebo obsahuje toxin nebo toxinový komplex.

Dosavadní stav techniky

Noční chrápání není pouze psychosociální problém. Tato porucha představuje rizikový faktor pro onemocnění kardiovaskulárního systému, jako jsou hypertenze (Kleitmann, 1963; Lugaresi et al., 1983; Hoffstein et al., 1991) a myokardiální (Walter a Bhopal, 1989; Koskenvuo et al., 1985), stejně tak jako centrální ischémie (Koskenvuo et al., 1987). Navíc pacienti s konstrikcí respiračního traktu mají obzvláštní riziko vzniku spánkové apnoe, která jde ruku v ruce se zvýšenou mortalitou (He et al., 1988; Hoch et al., 1986).

Měkké patro je tvořeno příčně pruhovanými svaly M. tensor veli palatini, M. pterygoideus, M. genioglossus, M. geniohyoideus a M. sternohyoideus. Při dýchání jsou některé z těchto svalů aktivovány. Stupeň aktivace závisí navíc na některých jiných faktorech, které nebyly doposud do detailu objasněny. Narušení interakce svalů může způsobit chrápání. Jednou z příčin chrápání je zvýšený tonus M. tensor veli palatini během fáze hlubokého spánku. V REM fázi je tonus svalů snížen a chrápání se snižuje nebo ustává (Lugaresi et al. 1994). Avšak pokud je napětí svalů zvýšeno, je generován zvuk, který vzniká vibrací způsobenou procházejícím vdechovaným vzduchem. Pokud je frekvence vibrací nad 20-30 Hz, stává se zvuk slyšitelným. Čím vyšší je frekvence vibrací, tím vyšší je výška zvuku chrápání. Frekvence závisí na napětí svalů: silnější napjatý sval vibruje při vyšší frekvenci než sval, který je napjatý méně, relaxovaný sval nevibruje. Hlasitost chrápání koreluje s vibrační amplitudou, která je určena rychlostí procházejícího vdechovaného vzduchu.

Jsou-li patologicky napjaté příčně pruhované svaly paralyzovány svalovým relaxans s dlouhodobým účinkem, je potlačeno zvýšené napětí svalů během této fáze hlubokého spánku a k chrápání nedochází.

Botulinové toxiny typu A, B, Cl, D, E, F a G (BoNT/X) jsou silně účinné neurotoxiny, které vyvolávají paralýza příčně pruhovaných svalů trvající několik týdnů (Ahnert-Hilger a Bigalke, 1995). Příčinou paralýzy je inhibice uvolňování acetylcholinu z nervových zakončené nervujících svaly. Toxiny jsou proteiny a jsou tvořeny dvěma podjednotkami a různé velikosti, které jsou kovalentně navázány ksobě navzájem s celkovou molekulovou hmotností 150 000. Některé z těchto neurotoxinů tvoří komplex (celková hmotnost 900 000), který je tvořen hemaglutininy anetoxickými proteiny (Inouet et al., 1995). Pro paralýzu svalů je exkluzivně vyžadována přítomnost neurotoxinu, který se váže svým větším řetězem, tj. C-terminální podjednotkou toxinu k receptorům, které jsou přítomny pouze na nervových buňkách. Pomocí receptorem indukované endocytózy je toxin endocytován nervovými buňkami. Zde lehčí řetězce, A-terminální podjednotky, štěpí endogenní buněčné bílkoviny, které hrají klíčovou roli ve fúzi vehikul obsahujících transmiter s plazmatickou membránou (Schiavo a Montecucco, 1997). Důsledkem štěpení je potlačena fúze a uvolnění transmiteru je blokováno: sval se již nemůže kontrahovat. Několik endogenních buněčných bílkovin (fúzních proteinů), které jsou přítomny v membránách sekrečních vehikul a/nebo vplazmatické membráně, se účastní procesu sekrece nebo uvolňování. Mohou být také přítomny v cytosolu. Tyto proteiny zahrnují SNAP 25, synaptobrevin (VAMP) a syntaxin, respektive jejich izomerní formy. Tyto proteiny tvoří takzvaný fůzní komplex, který fixuje sekreční vezikuly k vnitřní straně plazmatické membrány. Fixací přechází membránová fúze, která je spouštěna napětím indukovaným influxem CA⁺⁺. Důsledkem inaktivace pouze jednoho z fúzních proteinů, například proteolytickým štěpením, je zabráněno tvorbě fúzního komp

-1 CZ 295769 B6 lexu. Fúzní proteiny jsou cílovými molekulami lehkých řetězců výše zmíněných neurotoxinů. Například BoNT/B, D, F a G štěpí VAMP, zatímco BoNT/A, Cl aE deaktivují SNAP 25 a Syntaxin je štěpen toxinem BoNT/Cl. VAMP je navíc inaktivován tetanovým toxinem (TeNT), jedem, který také patří do skupiny Clostridiových neurotoxinů (Ahnert-Hilger a Bigalke, 1995).

BoNT/A je už používán terapeuticky pro léčbu různých forem lokálních, často velmi bolestivých svalových tenzí, které pacienta velmi poškozují. Jedná se například o torticollis spasmodicus, blepharospasmus, různé spasticity a podobně (Cardoso a Jankovic, 1995). Toxin je injekčně aplikován do příslušného svalu. Po několika dnech je sval paralyzován. Pacient je bez bolestí a může opět plnit své denní úkoly. Nežádoucí vedlejší účinky se vyskytují vzácně a jsou plně reverzibilní, podobně jako jsou reverzibilní i účinky požadované.

Popis vynálezu

Odstranění chrápání by mohlo být dosaženo, pokud by bylo možné potlačit zvýšený tonus svalů patra ve fázi hlubokého spánku. Protože zvýšení tonu je způsobeno zvýšeným uvolňováním acetylcholinu, může blokáda uvolňování způsobit relaxaci svalů a odstranit chrápání.

Cíl vynálezu je nyní vyřešen terapeutickými látkami určenými k potlačení chrápání, které jsou charakterizovány Clostridiovým toxinem a/nebo komplexem tohoto toxinu, nebo obsahem toxinu nebo komplexem.

Vynález se proto týká terapeutické látky určené k potlačení chrápání, která je charakterizována Clostridiovým toxinem BoNT/A o vysoké čistotě.

BoNT/A může být tedy injekčně aplikován v minimální dávce do příslušného svalu měkkého patra, například do M. tensor veli palatini. Stejnou injekční technikou je již léčená spazmodická dystonie, která je také důsledkem zvýšeného tonu určitých svalů měkkého patra (Schonweiler etal., 1998).

Navíc se vynález týká terapeutické látky určené k potlačení chrápání, která je charakterizována Clostridiovým toxinem BoNT/B, BoNT/Cl, BoNT/D, BoNT/E, BoNT/F a/nebo BoNT/G o vysoké čistotě.

Navíc se vynález týká terapeutické látky určené k potlačení chrápání, která je charakterizována Clostridiovým toxinem TeNT o vysoké čistotě.

Navíc se vynález týká terapeutické látky určené k potlačení chrápání, která je charakterizována

i) hybridním proteinem jako Clostridiovým toxinem, tvořeným lehkou podjednotkou Clostridiového toxinu z následující skupiny těžké podjednotky různého Clostridiového toxinu stejné následující skupiny tvořené: BoNT/A, BoNT/B, BoNT/Cl, BoNT/D, BoNT/E, BoNT/F, BoNT/G a TeNT, nebo ii) směsí hybridních proteinů podle i).

Navíc se vynález týká terapeutické látky, která je charakterizována

i) Clostridiovým proteinem nebo hybridním proteinem a ii) jedním nebo více terapeuticky dobře tolerovaných hemaglutininů a/nebo jedním nebo více farmaceuticky dobře tolerovaných netoxických proteinů.

Navíc se vynález týká terapeutické látky, která je charakterizována komplexem divokého typu.

-2CZ 295769 B6

Navíc se vynález týká terapeutické látky, která je charakterizována tím, že Clostridiovým toxin je rekombinantní protein.

Navíc se vynález týká terapeutické látky, která je charakterizována tím, že Clostridiovým toxin je lyofílizovaný protein.

Navíc se vynález týká terapeutické látky, která je charakterizována tím, že je přítomna jako vodný roztok, zejména jako vodný injekční roztok.

Navíc se vynález týká terapeutické látky, která je charakterizována tím, že Clostridiovým toxin nebo jeho komplex jsou přítomny ve fyziologickém roztoku.

Konečně se vynález týká terapeutické látky, která je charakterizována lipozómy jako nosiči pro Clostridiovým toxin nebo jeho komplex.

Podání čistého neurotoxinu je preferováno ve srovnání a injekčním podáním komplexu, protože pouze neurotoxin poskytuje aktivitu. Protože neurotoxin má menší molekulovou hmotnost než komplex, je distribuován difúzí rychleji do svalové tkáně, váže se na receptory a inhibuje uvolňování acetylcholinu po své endocytóze nervovým zakončením. Jiné tělu cizí proteiny nemají žádný vlastní účinek s ohledem na paralýzu svalů. Avšak tyto proteiny se mohou podíle na stimulaci imunitního systému, protože účinkují jako imunní adjuvantní látky a zvyšují imunitní reakce. Pro inokulace je žádoucí silnější imunitní odpověď. V případě terapeutické látky proti chrápání však může imunitní reakce vést k nežádoucí tvorbě protilátek, které by mohly neutralizovat toxin předtím, než se stane aktivním v případě opakované dávky.

Všechny tělní otvory a tedy také oblasti nosu a hrdla jsou bohaté na lymfatickou tkáň, která chrání vstupní cesty před poškozujícími látkami. Objeví-li se poškození, tělu cizí látky proniknou do této oblasti, jsou makrofágy atrahovány a endocytují cizí látky, natravují je a vylučují fragmenty cizích látek s endogenními buněčnými proteiny na buněčném povrchu. Ve slezině a jiných lymfatických tkáních detekují lymfocyty fragmenty a tvoří imunoglobuliny, které vážou cizí látky volně obsažené v tkání a neutralizují je.

Stupeň atrakce makrofágů závisí mezi jiným na koncentrací cizích látek a dostupnosti mikrofágů. Dostupnost mikrofágů nemůže být ovlivněna a oblast patra je bohatá na tyto buňky. Aby se udržela pravděpodobnost minimální imunitní reakce, musí být množství cizích proteinů, tj. neurotoxinů a hemaglutininů udržována co nejmenší, protože mikrofágy, které jsou atrahovány ve velkém množství neaktivními cizími látkami (imunitními adjuvantními látkami), budou ovšem také endocytovat neurotoxin přítomný v tkáni. Množství neurotoxinu může být sníženo pomocí BoNT s vysokou biologickou aktivitou do ještě aktivní dávky. Protože doprovázející proteiny se nepodílejí na žádoucím účinku, mohou být odstraněny ve shodě s vynálezem.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

U těchto zdravých může vzpřímeně sedících byla provedena nepřímá injekce pomocí videolaryngoskopie. Třicet minut před injekcí toxinu byl podán atropin sulfát (0,5 mg), aby se potlačila sekrece slin. Orofarynx, mezofarynx a larynx byly povrchově umrtveny za pomoci tetrakain hydrochloridu (1 %), do kterého byl přidán adrenalin hydrochlorid (1,2 mg), aby došlo k lokální konstrikci cév. Lyofílizovaný, purifikovaný BoNT/A (tj. bez tělu cizích doprovodných proteinů, BioteCon, Berlin) byl rozpuštěn ve fyziologickém roztoku (300 pg/ml). Injekce byla aplikována pomocí kanyly za kontroly videem. Muži byly požádání, aby během aplikace kanylou normálně

-3CZ 295769 B6 dýchali. Do M. tensor velí palatini bylo ve třech místech injekčně aplikováno 100 pl v případě první testované látky, 200 μΐ v případě druhé testované látky a 300 μΐ v případě třetí testované látky. Dávka toxinu tak byla 50-150 pg/patro, což odpovídá 8-25 jednotkám. Patrové svaly byly relaxovány po dobu 3-5 dnů. Efekt toxinu přetrvával po dobu 3-4 měsíců. Po této době se opět objevilo chrápání, nejprve tiché a postupně hlasitější.

Zlepšení chrápání bylo určeno subjektivně (rozhovor s partnerem), stejně tak jako objektivně měřením. Stupeň relaxace patrových svalů byl určen frekvenční analýzou zvuků při chrápání. V závislosti na dávce toxinu se frekvence zvuků chrápání snížila. Navíc se snížila hladina hluku při chrápání, což bylo důsledkem zvětšení průřezů horní části respiračního traktu. Důsledkem tohoto zvětšení se snížila rychlost vdechovaného vzduchu, takže došlo ke snížení amplitudy vibrací měkkého patra. Poruchy polykání nebo řeči se nevyskytly.

Příklad 2

Jak je popsáno v příkladu 1, byl testované osobě injekčně aplikován BoNT B do M. tensor veli palatini. Celková dávka byla 15 pg, která byla rozložena do čtyř injekčních bodů. Injekční objem byl 1 ml. Svaly patra byly relaxovány po dobu 3 až 5 dnů. Účinek toxinu přetrvával po dobu přibližně 6 týdnů. Po této době se chrápání opět vyskytlo, nejprve lehké, poté hlasitější.

Zlepšení chrápání bylo určeno subjektivně (rozhovor s partnerem), stejně tak jako objektivně měřením. Stupeň relaxace patrových svalů byl objektivně určen, jak již bylo popsáno v příkladu

1. Poruchy polykání nebo řeči se po podání tohoto subtypu nevyskytly.

Příklad 3

Jak je popsáno v příkladu 1, byl testované osobě injekčně aplikováno BoNT/Cl do M. tensor veli palatini. Tato testovaná osoba byla léčena komplexem BoNT/A (BOTOX, Merz GmbH Co. KG) po několik let pro torticollis spasmodicus. Před rokem (1997) nemohlo být dosaženo paralýzy krčních svalů, navzdory zdvojnásobení dávky ze 150 jednotek na 300 jednotek. Na základě tohoto byly nalezeny neutralizační protilátky pomocí preparace izolovaného nervu-svalu. (Góschel et al., 1997). Aby byl dokonce i tento pacient zbaven chrápání, byl léčen BoNT/Cl. Celková dávka byla 50 pg, které byly rozloženy do čtyřech injekčních bodů. Vyšší dávka byla vyžadována, protože typ Cl má nižší specifickou toxicitu ve srovnání s typy A a B. Injekční objem byl 1 ml. Patrové svaly byly relaxovány po dobu 3 až 5 dnů. Účinek toxinu přetrvával po dobu přibližně 14 týdnů. Po této době se chrápání opět vyskytlo, nejprve lehké, poté hlasitější.

Zlepšení chrápání bylo určeno subjektivně (rozhovor s partnerem), stejně tak jako objektivně měřením. Stupeň relaxace patrových svalů byl objektivně určen, jak již bylo popsáno v příkladu 1. Poruchy polykání nebo řeči se po podání tohoto subtypu také nevyskytly.

Reference

Ahnert-Hilger, G., Bigalke, H.,: Molecular aspects of tetanus and botulinum neurotoxin poisoning. Progress Neurobiol. 46: 83-96, 1995.

Cardovo, F., Jankovic., J.,: Clinical use of botulinum neurotoxins. Top. Microbiol. Immuniol. 195:123-141,1995.

Góschel, H., Wohlfahrt, K., Frevert, J., et al.,: Botulinum A Toxin Therapy: Neutralizing and Nonneutralizing Antibodies - Therapeutic Consequences. Experimental Neurology 14: 96-102, 1997.

-4CZ 295769 B6

He, J., Kryger, M.H., Zorich, F.J., et al.: Mortality and apnea index in obstructive slep apnea. Chest 94: 9-14,1988.

Hoch, C.C., Reyneolds, C.F. III, Kupfer, D.J., et al.,: Slep disordered breathing in normál and pathologic aging. J. Clin. Psychol. 47: 499-503,1986.

Hoffstein, V., Mateika, J.H., Mateika, S.: Snoring and sleeping architecture. Am. Rev. Respir. Dis. 143: 92-96, 1991.

Kleitman, N.: Slep and wakefulness. Chicago, the University of Chicago Press, 1963.

Koskenvuo, M., Kaprio, J. , Partinen, M., et al.: Snoring as a risk factor for hypertension and angína pectoris. Lanceti: 893-896, 1985.

Koskenvuo, M. Kaprio, J., Telakivi, T., et al.: Snoring as a risk factor for ischemic heart disease and stroke in men. Br. Med. J. 295: 16-19, 1987.

Lugaresi, E., Cirignotta, F., Montana, P., et al.: Snoring: Pathogenic, Clinical and Therapeutic aspects. In Abnormal slep. 621-629,1994.

Lugaresi, E. Mandini, S., Zucconi, M., et al.: Staging of heavy snorers disease. A propsal. Bull. Eur. Physiopathol. Resp. 19: 590-594, 1983.

Schiavo, G., Montecucco, C.: The structure and mode of action of botulinum and tetanus toxin. Clostridia: Mol. Biol. Pathos., 295-321, 1997.

Schonweiler, R., Wohlfahrt, K., Dnegler, R., Ptok, M.: Suprqlottal injection of botulinum toxin type A in adductor type spasmodic dysphonia with both intrinsic and extrinsic hyperfunction. Laryngoscope 108: 55-63, 1998.

Waller, P.C., Bhopal, R.S.: Is snoring a cause of vascular disease? An epidemiological review. Lanceti: 143-146, 1989.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Použití Clostridiového toxinu BoNT/A o vysoké čistotě pro výrobu terapeutické látky pro intramuskulámí podání určené pro potlačení chrápání.

2. Použití Clostridiového toxinu BoNT/B, BoNT/Cl, BoNT/D, BoNT/E, BoNT/F a/nebo BoNT/G o vysoké čistotě pro výrobu terapeutické látky pro intramuskulámí podání určené pro potlačení chrápání.

3. Použití Clostridiového toxinu teNT o vysoké čistotě pro výrobu terapeutické látky pro intramuskulární podání určené pro potlačení chrápání.

4. Použití (i) hybridního proteinu jako Clostridiového toxinu, tvořeného lehkou podjednotkou Clostridiového toxinu z následující skupiny těžké podjednotky různého Clostridiového toxinu stejné následující skupiny tvořené: BoNT/A, BoNT/B, BoNT/Cl, BoNT/D, BoNT/E, BoNT/F, BoNT/G a TeNT; nebo (ii) směsi hybridních proteinů podle (i) pro výrobu terapeutické látky pro intramuskulámí podání určené pro potlačení chrápání.

-5CZ 295769 B6

5. Použití podle jednoho z předchozích nároků, vyznačující se tím, že jsou navíc použity jeden nebo více terapeuticky dobře tolerovaných hemaglutininů a/nebo jeden nebo více farmaceuticky dobře netoxických tolerovaných netoxických proteinů.

6. Použití podle nároku 5, vyznačující se tím, že je použit komplex divokého typu.

7. Použití podle jednoho z předchozích nároků, vyznačující se tím, že Clostridiový toxin je rekombinantní protein.

8. Použití podle jednoho z předchozích nároků, vyznačující se tím, že Clostridiový toxin je lyofílizovaný protein.

9. Použití podle jednoho z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že terapeutická látka je přítomna jako vodný roztok, zejména jako vodný injekční roztok.

10. Použití podle nároku 9, vyznačující se tím, že Clostridiovým toxin nebo jeho komplex je přítomný ve fyziologickém roztoku.

11. Použití podle jednoho z nároků 1 až 7 charakterizované lipozómyjako nosiči pro Clostridiový toxin nebo jeho komplex.