DE10064401A1

DE10064401A1 - Pharmaceutical formulation, especially a vaccine, e.g. against polio or parvovirus, contains proteins, peptides and/or nucleic acids as well as compatible solutes

Info

Publication number: DE10064401A1
Application number: DE10064401A
Authority: DE
Inventors: Georg Melmer; Thomas Schwarz
Original assignee: Bitop Gesellschaft fur Biotechnische Optimierung mbH
Current assignee: Bitop Gesellschaft fur Biotechnische Optimierung mbH
Priority date: 2000-12-21
Filing date: 2000-12-21
Publication date: 2002-06-27

Abstract

A compatible solute present in a pharmaceutical formulation containing proteins, peptides and/or nucleic acids as well as one or more compatible solutes, are new. An Independent claim is also included for adjuvants and stabilizers for pharmaceutical preparations containing one or more compatible solutes.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Adjuvans oder eine Adjuvans-Kombination für Impfstoffe umfassend mindestens eine Substanz der Gruppe der Kompatiblen Solute. Die Gruppe der in der Erfindung benannten Kompatiblen Solute umfasst verschiedene niedermolekulare Substanzen aus extremophilen Mikroorganismen, namentlich Ectoin, Hydroxyectoin, Di-myo-inositolphosphat (DIP), cyclisches 2,3 Diphosphoglycerat (cDPG), 1,1-Di-Glycerin-Phosphat (DGP), β-Mannosylglycerat (Firoin), β-Mannosylglyceramid (Firoln- A) oder/und Di-mannosyl-di-inositolphosphat (DMIP) und/oder oder ein Derivat, z. B. eine Säure, ein Salz oder Ester dieser Verbindungen. Die Erfindung betrifft ferner die Herstellung von Kombinationspräparaten aus Kompatiblen Soluten mit adjuvantivem Effekt und Impfstoffen bzw. Vakzinen, einschließlich der damit in Zusammenhang stehenden Zwischenstufen, bzw. Konstrukte, Herstellungsverfahren und Verwendungen.The present invention relates to an adjuvant or an adjuvant combination for Vaccines comprising at least one substance from the group of compatible solutes. The Group of Compatible Solutes named in the invention includes several low molecular weight substances from extremophilic microorganisms, namely ectoin, Hydroxyectoin, di-myo-inositol phosphate (DIP), cyclic 2,3-diphosphoglycerate (cDPG), 1,1-di-glycerol phosphate (DGP), β-mannosylglycerate (Firoin), β-mannosylglyceramide (Firoln- A) or / and di-mannosyl-di-inositol phosphate (DMIP) and / or a derivative, e.g. Legs Acid, salt or ester of these compounds. The invention further relates to the manufacture of combination preparations from compatible solutes with adjuvant effect and Vaccines or vaccines, including related ones Intermediate stages, or constructs, manufacturing processes and uses.

State of the art adjuvants

Vakzine bestehen traditionell aus lebenden, abgeschwächten Pathogenen, komplett inaktivierten Organismen oder inaktivierten Proteinen. Obwohl diese Formen sich in der Vergangenheit als erfolgreich erwiesen haben, haben sich doch entscheidende Nachteile für schwerwiegende Krankheiten herausgestellt:
Vaccines traditionally consist of living, weakened pathogens, completely inactivated organisms or inactivated proteins. Although these forms have proven successful in the past, there have been significant disadvantages for serious diseases:

- So certain weakened live viruses in immunosuppressed Nevertheless, individuals lead to the corresponding clinical pictures
- In the case of completely inactivated vaccines, pathogenic components may be present that can lead to undesirable side effects
- Some pathogens (such as hepatitis B, C, papillomavirus) are very difficult or not to keep in culture at all.

Bei der Anwendung von Impfstoffen wird in der Praxis oft eine nicht zufriedenstellende Wirksamkeit beobachtet, die sich beispielsweise in ungenügend hoher Antikörperausbildung und klinischer Manifestation trotz Impfung äußert.In practice, the use of vaccines is often unsatisfactory Effectiveness observed, for example, in insufficiently high antibody training and clinical manifestation despite vaccination.

Ursache hierfür kann eine geringe Immunität der Antigene sein. Möglichkeiten diese zu erhöhen wären z. B. eine höhere Antigenkonzentration je Impfdosis. Dies scheitert jedoch häufig daran, dass bei der Virusvermehrung in Ziellinie oft nur eine begrenzte Viruskonzentration erreichbar ist. Ein Ausweg wäre hierbei, die Vermehrung in primären Zellkulturen, wobei oft höhere Viruskonzentrationen erzielt werden können. Diese Möglichkeit ist jedoch in vielen Fällen wegen gesetzlicher Bestimmungen nicht anwendbar.This can be caused by low immunity of the antigens. Opportunities for this would increase z. B. a higher antigen concentration per dose. However, this fails often because the virus propagation in the finish line is often limited Virus concentration is achievable. One way out would be to multiply in primary Cell cultures, whereby often higher virus concentrations can be achieved. This However, possibility is not applicable in many cases due to legal regulations.

Daher werden den Impfstoffen im allgemeinen Adjuvantien zugesetzt, welche die Immunantwort auf andere Weise erhöhen sollen. Derartige Adjuvantien sind bekannt.Therefore, adjuvants are added to the vaccines, which the To increase immune response in another way. Such adjuvants are known.

Faktoren, welche die Auswahl von Adjuvantien für Impfstoffe beeinflussen, sind die Kosten und die Komplizierbarkeit der Herstellung, die Wirkungen und/oder Nebenwirkungen bei der Anwendung sowie die Akzeptanz als Bestandteil in Arzneimitteln.Factors that affect the choice of adjuvants for vaccines are cost and the complicability of manufacture, the effects and / or side effects in the Application as well as acceptance as a component in drugs.

Eine Gruppe der partikulären Adjuvantien sind Mineralverbindungen. Aus dieser Gruppe sind nur Aluminiumverbindungen, beispielsweise Aluminiumhydroxid, zugelassen und seit langem und sehr verbreitet angewandt. Vorteile des Aluminiumhydroxids sind seine geringen Nebenwirkungen und die kostengünstige, einfache Verfügbarkeit. Als Wirkmechanismen für Aluminiumhydroxid wurden eine Depotfunktion mit verzögerter Freisetzung des Antigens, eine eventuelle stabilisierende Wirkung auf die Antigenkonformation und die Simulation der humoralen Immunantwort festgestellt.A group of particulate adjuvants are mineral compounds. Are from this group only aluminum compounds, for example aluminum hydroxide, approved and for a long time and used very widely. The advantages of aluminum hydroxide are its minor Side effects and the inexpensive, easy availability. As mechanisms of action for Aluminum hydroxide became a sustained release function of the antigen, a possible stabilizing effect on the antigen conformation and the simulation of the humoral immune response noted.

Nachteile des Aluminiumhydroxids als relativ schwaches Adjuvans bestehen darin, dass es nicht für alle Antigene gleich effektiv ist und die zelluläre Immunreaktion nicht beeinflusst wird, da die Langerhansschen Zellen nicht erreicht werden. Weiterhin ist Aluminiumhydroxid nur in Verbindung mit relativ starken Antigenen anwendbar. Aluminiumhydroxid steht auch im Verdacht an der Ausbildung von Allergien und auch neurologischen Erkrankungen wie Alzheimer Krakheit beteiligt zu sein.Disadvantages of aluminum hydroxide as a relatively weak adjuvant are that it is not equally effective for all antigens and does not affect the cellular immune response is because the Langerhans cells are not reached. Furthermore, aluminum hydroxide can only be used in conjunction with relatively strong antigens. Aluminum hydroxide also stands suspected of developing allergies and also neurological diseases such as Alzheimer's to be involved.

Eine andere Gruppe von partikulären Adjuvantien sind hydrophobe und oberflächenaktive Substanzen. Zu diesen gehören u. a. Mineralöle, die zur Herstellung von Emulsionen verschiedener Typen (z. B. Wasser-in-Öl, Öl-in-Wasser, Wasser-in-Öl-in-Wasser) verwendet werden. Diese Emulsionstypen haben in unterschiedlichem Maße immunomodulatorische Auswirkung, stabilisierende Auswirkung auf die Antigenpräsentation an Effektorzellen und Depotwirkung bei der Freisetzung des Antigens im Körper. Derartige Adjuvantien können aber nicht beim Menschen, sondern ausschließlich beim Tier angewendet werden.Another group of particulate adjuvants are hydrophobic and surface active Substances. These include a. Mineral oils used to make emulsions different types (e.g. water-in-oil, oil-in-water, water-in-oil-in-water) are used become. These types of emulsions are immunomodulatory to varying degrees Effect, stabilizing effect on the antigen presentation on effector cells and Depot effect in the release of the antigen in the body. Such adjuvants can but not in humans, but only in animals.

In den letzten 10 Jahren wurden verschiedene neue Ansätze für die Vakzin-Entwicklung durchgeführt, die erhebliche Vorteile haben dürften. Diese neuen Ansätze verwenden rekombinante Proteine oder Proteinuntereinheiten, synthetische Peptide oder Plasmid-DNA. Obwohl diese Verfahren erhebliche Vorteile wie z. B. reduzierte Toxizität aufweisen sind sie oft wenig immunogen. Dies gilt besonders für Vakzine, die auf rekombinanten Proteinen oder Peptiden basieren. Es besteht daher ein großer Bedarf an neuen immunologischen Adjuvantien, die sich wirkungsvoll und kompatibel mit neuen Vakzinen kombinieren lassen. Immunologische Adjuvantien wurden ursprünglich als Substanzen definiert, die in Kombination mit bestimmten spezifischen Antigenen mehr Immunität produzieren als das Antigen selbst. Allerdings ist trotz intensiver Forschung nur ein einziges Adjuvans durch die amerikanische Food & Drug Administration (FDA) zugelassen. Es handelt sich hier um aluminium-basierende Mineralsalze (Generika Alum). Obwohl Alum bislang als sehr sicher galt, gibt es einen starken Bedarf Alum als Adjuvans abzulösen. So steht Aluminium im Verdacht an der Alzheimer Krankheit und evtl. auch anderen Erkrankungen beteiligt zu sein. Vor allem aber ist Alum aber nur ein sehr schwaches Adjuvans. Große Bedenken bestehen auch, da Alum eine (IgE)-Antwort auslösen kann, die mit einigen allergenen Reaktionen beim Menschen assoziiert werden.Various new approaches to vaccine development have emerged in the past 10 years carried out, which should have significant advantages. Use these new approaches recombinant proteins or protein subunits, synthetic peptides or plasmid DNA. Although these methods have significant advantages such. B. they have reduced toxicity often not very immunogenic. This is especially true for vaccines that are based on recombinant proteins or Peptides based. There is therefore a great need for new immunological ones Adjuvants that can be combined effectively and compatible with new vaccines. Immunological adjuvants were originally defined as substances that are found in Combination with certain specific antigens produce more immunity than that Antigen itself. However, despite intensive research, only one adjuvant is available through the American Food & Drug Administration (FDA) approved. This is aluminum-based mineral salts (generic alum). Although alum has so far been very safe there was a strong need to remove alum as an adjuvant. So is aluminum in Suspected to be involved in Alzheimer's disease and possibly other diseases. But above all, alum is only a very weak adjuvant. There are great concerns also, since Alum can trigger an (IgE) response, which is associated with some allergenic People are associated.

Von großer Bedeutung für die Adjuvansentwicklung ist die Sicherheit. Obwohl eine ganze Reihe von Adjuvantien in fortgeschrittenen klinischen Versuchen waren und eine hohe Wirkung zeigten, erwiesen sie sich als zu toxisch für eine Routineanwendung. Neben der Sicherheit ist für die Anwendung eines neuen Adjuvans auch die Biostabilität, die Verabreichung, die Kosten, die Bioverteilung und die Universalität wichtig.Safety is of great importance for the development of adjuvants. Although a whole Range of adjuvants in advanced clinical trials were high and high They proved to be too toxic for routine use. In addition to the For the application of a new adjuvant, safety is also biostability Administration, cost, biodistribution and universality are important.

Die Anwendung von Adjuvantien hat oft empirischen Charakter, so dass keine Klarheit über die Wirkungsweise besteht. Vorhersagen über geeignete Adjuvantien lassen sich noch schlecht treffen.The use of adjuvants is often empirical, so no clarity about them the mode of action is there. Predictions about suitable adjuvants can still be made hit badly.

Compatible solute

Extremophile Mikroorganismen synthetisieren bestimmte niedermolekulare Verbindungen zum Schutz vor den extremen Lebensbedingungen. Diese Verbindungen bezeichnet man als Kompatible Solute. Zu diesen Kompatiblen Soluten aus extremophilen Mikroorganismen zählen namentlich Di-myo-inositolphosphat (DIP), cyclisches 2, 3 Diphosphoglycerat (cDPG), 1,1-Di-Glycerin-Phosphat (DGP), β-Mannosylglycerat (Firoin), β-Mannosylglyceramid (Firoin- A), Ectoin, Hydroxyectoin oder/und Di-mannosyl-di-inositolphosphat (DMIP) und/oder Derivate, z. B. Säuren, Salze oder Ester dieser Verbindungen. Extremophilic microorganisms synthesize certain small molecules to protect against extreme living conditions. These connections are called Compatible solute. To these compatible solutes from extremophilic microorganisms include in particular di-myo-inositol phosphate (DIP), cyclic 2,3 diphosphoglycerate (cDPG), 1,1-di-glycerol phosphate (DGP), β-mannosylglycerate (Firoin), β-mannosylglyceramide (Firoin- A), ectoin, hydroxyectoin and / or di-mannosyl-di-inositol phosphate (DMIP) and / or Derivatives, e.g. B. acids, salts or esters of these compounds.

Description of the invention

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Adjuvans zur Verfügung zu stellen, welches die oben geschilderten Nachteile überwindet.The object of the present invention is to provide an adjuvant which overcomes the disadvantages described above.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass man ein Adjuvans für Impfstoffe einführt, dass eine Alternative zum Aluminiumhydroxid oder Mineröl oder zumindest in Kombination mit diesen konventionellen Adjuvantien schafft.The problem is solved by introducing an adjuvant for vaccines that Alternative to aluminum hydroxide or mineral oil or at least in combination with them creates conventional adjuvants.

Überraschender Weise wurde gefunden, dass die o. g. Verbindungen aus der Gruppe der Kompatiblen Solute als Einzelsubstanzen und/oder in Kombination miteinander und/oder in Kombination mit konventionellen Adjuvantien (z. B. Aluminiumhydroxyd, Mineralöl) die Immunantwort in synergistischer Weise steigern. Durch die Verwendung Kompatibler Solute konnte selbst beim Einsatz einer vergleichbar geringen Antigenmenge eine hohe Wirksamkeit erzielt werden.Surprisingly, it was found that the above-mentioned. Connections from the group of Compatible solutes as individual substances and / or in combination with each other and / or in Combination with conventional adjuvants (e.g. aluminum hydroxide, mineral oil) Boost immune response in a synergistic way. By using compatible solutes was able to achieve a high level even when using a comparatively small amount of antigen Effectiveness can be achieved.

Dies hat den Vorteil, dass für eine Impfung weniger Antigenmenge verwendet werden kann, wodurch sich die Kosten pro Impfdosis erheblich verringern lassen.This has the advantage that less amount of antigen can be used for a vaccination, which significantly reduces the cost per dose.

Vorteilhaft ist es, wenn die erfindungsgemäße Adjuvanskombination in Form einer Emulsion vorliegt. Erfindungsgemäß geeignete Emulsionen sind beispielsweise Wasser-in-Öl-, Öl-in- Wasser- oder Wasser-in-Öl-in-Wasser-Emulsionen. Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein Adjuvans für Impfstoffe in Form einer Öl-in-Wasser-Emulsion.It is advantageous if the adjuvant combination according to the invention is in the form of an emulsion is present. Emulsions suitable according to the invention are, for example, water-in-oil, oil-in Water or water-in-oil-in-water emulsions. A is preferred according to the invention Adjuvant for vaccines in the form of an oil-in-water emulsion.

Eine weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Adjuvans für Impfstoffe, umfassend eine Kombination von Impfstoff und Kompatiblen Solut.Another object of the present invention is a method for producing a Adjuvant for vaccines, comprising a combination of vaccine and Compatible Solut.

Die Herstellung erfolgt erfindungsgemäß in der Art, dass man die Antigene in Gegenwart des/der Kompatiblen Solute herstellt, aufreinigt und stabil lagert. Dieses Verfahren bietet den Vorteil, dass Produktions- und Lagerungsvorteile mit dem Vorteil des adjuvantiven Effektes Kompatibler Solute kombiniert werden können.The preparation takes place according to the invention in such a way that the antigens are present the Compatible Solute manufactures, cleans and stores stably. This procedure offers the Advantage that production and storage advantages with the advantage of the adjuvant effect Compatible Solute can be combined.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Impfstoffe enthaltend ein erfindungsgemäßes Adjuvans. Die Impfstoffe können gegebenenfalls weitere pharmazeutisch verträgliche Hilfsstoffe, Trägerstoffe und/oder Lösemittel enthalten.Another object of the present invention are vaccines containing a adjuvant according to the invention. The vaccines can be used if necessary contain pharmaceutically acceptable excipients, carriers and / or solvents.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Impfstoffe erfolgt in an sich bekannter Weise. Die erfindungsgemäßen Impfstoffe zeichnen sich dadurch aus, dass die Immunantwort bei gleicher Antigenmenge wesentlich größer ist. Damit wird es möglich, bei gleicher Immunantwort, die Antigenmenge zu verringern, ohne den erzielten Impfschutz zu beeinträchtigen. Dies führt zu einer wesentlich kostengünstigeren Impfung.The vaccines according to the invention are produced in a manner known per se. The Vaccines according to the invention are characterized in that the immune response same amount of antigen is much larger. This makes it possible to do the same Immune response to reduce the amount of antigen without the vaccination protection achieved affect. This leads to a much cheaper vaccination.

Examples example 1

Das erfindungsgemäße Adjuvans ist z. B. für Impfstoffe für Schweine geeignet. Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Adjuvans für einen Impfstoff gegen Parvovirusinfektion beim Schwein. Die optimale Konzentration des Kompatiblen Soluts in der Impfstoffpräparation liegt zwischen 0,05 M und 0,5 M. Besonders bevorzugt ist eine Konzentration von 0,1 M.The adjuvant according to the invention is e.g. B. suitable for vaccines for pigs. Is preferred the adjuvant according to the invention for a vaccine against parvovirus infection in Pig. The optimal concentration of the Compatible Solute is in the vaccine preparation between 0.05 M and 0.5 M. A concentration of 0.1 M is particularly preferred.

Claims

1. Use of compatible solutes selected from the group consisting of ectoin, Hydroxyectoin, di-myo-inositol phosphate (DIP), cyclic 2,3 diphosphoglycerate (cDPG), 1,1-di-glycerol phosphate (DGP), β-mannosyfglycerate (Firoln), β-mannosylglyceramide (Firoin-A) or / and di-mannosyl-di-inositol phosphate (DMIP) and / or derivatives thereof Compounds or combinations thereof as adjuvants for vaccines.

2. Use according to claim 1, characterized in that it is a combination preparations from compatible solutes and vaccines.

3. Use according to claim 1, characterized in that it is a combination preparations from compatible solutes, conventional adjuvants (aluminum hydroxide, recombinant proteins, protein subunits, synthetic proteins, plasmid DNA as well hydrophobic and surface-active substances such. B. mineral oil) and vaccines.

4. Use according to claim 1 to 3, wherein crude extracts from compatible solutes Microorganisms can be used as adjuvants.

5. Adjuvants or combinations of adjuvants according to one or more of the preceding Claims, characterized in that they are in the form of a water-in-oil, water-in Oil-in-water or preferably as an oil-in-water emulsion.

6. Use according to claim 1 to 4, wherein vaccines with an emulsion according to claim 5 be combined.

7. Use according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that Vaccines manufactured, purified and / or in the presence of the Compatible Solute / s be stored.

8. Use according to claim 7, wherein the vaccines are adsorbate vaccines is.