DE19608218A1 - Mittel zur subkutanen Verabreichung von Protein C - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein pharmazeutisches Mittel, das zur subkutanen Injektion von Protein C geeignet ist.

Protein C wird in der Leber synthetisiert und zirkuliert im Blut als ein inaktives, zweikettiges Protein oder Zymogen in einer Konzentration von 4 µg/ml. Bei der Aktivierung durch den Thrombin-Thrombomodulin-Komplex an der Oberfläche des Gefäßwandendothels wird das Aktivierungspeptid von Protein C am N-terminalen Ende der schweren Kette des Zymogens abgespalten, und es wird aktiviertes Protein C, eine Serinprotease, gebildet.

Protein C kann aus Plasma oder einer Plasmafraktion, wie dem Gerinnungsfaktorkonzentrat, auch Prothrombin-Komplex genannt, gereinigt und gegebenenfalls in vitro aktiviert werden. Das dabei erhaltene Produkt kann durch im Blut befindliche Viren, wie sie häufig im Plasma vorkommen, kontaminiert sein. Aus diesem Grunde führt man während des Produktionsprozesses eine Reihe von Schritten durch, um Viren zu inaktivieren oder zu eliminieren.

In neuerer Zeit hat man Protein C und dessen aktivierte Form, Derivate und Mutanten davon, mit Hilfe rekombinanter DNA- Technologie hergestellt.

Patienten, die an einem Mangel an Protein C leiden, zeigen häufig thromboembolische Komplikationen, wie ein Purpura fulminans-ähnliches Syndrom. Purpura fulminans in neugeborenen, homozygoten Kindern mit Protein C-Mangel konnte mit einem hoch-gereinigten Protein C-Konzentrat erfolgreich behandelt werden. Die Behandlung begann mit einer Dosis von 20 bis 40 Einheiten/kg, viermal täglich. Die Therapie wurde über 8 Monate bei 100 E/kg/Tag fortgesetzt (H.P. Schwarz et al, Blood, Band 76, Nr. 10, 15. Nov. 1990, Erg. T, S. 520a, Abstr. 2070).

Protein C in seiner aktivierten Form hat einen anti­ koagulativen Effekt beim proteolytischen Abbau von Gerinnungsfaktor Va, dem Cofaktor für die Faktor Xa- induzierte Prothrombin-Aktivierung Thrombinbildung), und Faktor VIIIa, dem Cofaktor für die Faktor IXa-induzierte Faktor X-Aktivierung.

In der Literatur wird beschrieben, daß aktiviertes Protein C (APC) Endotoxin-induzierte Sepsis und septischen Schock in einem Baboon-Tierversuch verhindert (Taylor et al, J. Clin. Invest., Band 79, März 1987, S. 918-925). Eine weitere Verwendung von aktiviertem Protein C ergibt sich aus seiner antithrombotischen Funktion, die von Gruber et al aufgezeigt wurde (Blood, Band 73, Nr. 3, 15. Feb. 1989, S. 639-642). Von diesen Autoren wird vorgeschlagen, daß die APC-Verabreichung unter arteriellen Fließbedingungen unmittelbar zu antithrombotischen Effekten führen kann.

Aktiviertes Protein C selbst führt auch zur Thrombolyse im Tierversuch mit Ratten (EP-0 519 903). Dabei ist es wichtig, daß die thrombolytische Präparation von aktiviertem Protein C keine Verunreinigungen, die entweder vom Ausgangsmaterial oder vom Produktionsprozeß herrühren können, wie virale Kontaminierungen, oder Thrombin und Serumamyloid P enthält.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß auch Protein C- Zymogen für die Thrombolyse-Behandlung geeignet ist (EP-0 519 900). Es wurde festgestellt, daß Protein C-Mangel durch Plasmin, dem aktiven Enzym der Fibrinolyse, herbeigeführt wird. Dieser Mangel zeigt sich dadurch, daß das Koagulations- und Fibrinolyse-System nicht im Gleichgewicht sind, was zur Bildung von Thromben und Reokklusion führt. Protein C behebt diesen Mangelzustand und verbessert somit die Thrombolysetherapie.

Mit Hilfe eines bisher unbekannten Mechanismus ist Protein C- Zymogen auch in der Lage, die Mikrozirkulation zu verbessern und klinische Äquivalente der Shwartzman-Reaktion zu behandeln und zu verhindern (EP-0 514 367).

Außerdem hat sich durch die Versuche eine noch wesentlich breitere Anwendbarkeit von Protein C ergeben. Unerwarteterweise hat man festgestellt, daß Schmerzreaktionen, Entzündungen und Gefäßschäden im Carageenin-induzierten Rattenpfoten-Modell der Hyperanalgesie durch Protein C inhibiert werden (EP-0 533 210).

Protein C oder aktiviertes Protein C wurde bisher an Patienten intravenös, und zwar entweder prophylaktisch oder bei thromboembolische Komplikationen, zur Erzielung eines unmittelbaren Effektes, verabreicht. Okajima et al (Thrombosis and Haemostasis, 1990, Band 63(1) S. 48-33) injizierten intravenös aktiviertes Protein C in einer Dosis von 24 µg/kg, nicht-aktiviertes Protein C in einer Dosis von 0,15 mg/kg. Sie stellten fest, daß die Halbwertszeit für APC 23 Minuten und für Protein C 10,9 h beträgt, bestimmt durch die Verlängerung der aktivierten partiellen Thromboplastin- Zeit.

Aus diesem Grunde ist es oft erforderlich, hohe Dosen zu verabreichen oder häufige Verabreichungen von Protein C und/oder aktiviertem Protein C durchzuführen. Obwohl einige Derivate von Protein C oder aktiviertem Protein C eine verlängerte Halbwertszeit in vivo besitzen, bedeutet die Verabreichung von Protein C oder aktiviertem Protein C aufgrund der langen Infusionszeiten immer noch eine Belastung für den Patienten.

Die wiederholte Anwendung intravenöser Injektionen ist für den Patienten nicht nur zeitaufwendig, sondern führt auch zu Nebeneffekten. Es können sich bei der intravenösen Injektion eine Reihe von anaphylaktischen Reaktionen ergeben. Vor allem bei Langzeitbehandlungen kann es zu einer Okklusion bzw. Thrombosierung und auch zur Infektion der Vene oder der venösen Zugänge (Katheter, implantierte Katheter, wie PORT-A- CAT®) an der Injektionsstelle kommen. Dadurch können lebensbedrohliche Zustände, wie Embolien, insbesondere Pulmonalembolien, auftreten. Bei Patienten mit kleinen Venen, wie Babies, ist es für den Arzt darüber hinaus schwierig, die Nadel in die Vene einzuführen.

Aufgabe der Erfindung ist es, neue pharmazeutische Mittel zur Verfügung zu stellen, welche die leichte und komplikationslose Verabreichung von Protein C erlauben.

Die vorstehende Aufgabe wird durch pharmazeutische Mittel gelöst, welche für die subkutane Verabreichung von Protein C geeignet sind. Protein C kann dabei als Zymogen oder in seiner aktivierten Form, als natives Protein C, als Derivat oder Mutante vorliegen. Ein natives Protein C ist definitionsgemäß natürlichen Ursprungs und ist beispielsweise in Plasma oder einer Plasmafraktion, wie Prothrombin-Komplex, enthalten. Ein gleichartiges natives Protein C kann jedoch auch aus entsprechenden Zellkulturen hergestellt werden bzw. ein rekombinantes Protein darstellen. Das zur subkutanen Injektion verwendete Mittel umfaßt Protein C und einen pharmazeutisch annehmbaren Träger und ist geeignet für die Verabreichung einer wirksamen Dosis an Protein C an Patienten mit Protein C-Mangel.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß sogar das native Protein C für die subkutane Injektion geeignet ist. Voraussetzung dafür ist die unvermutet rasche Wiederfindung (recovery) von therapeutischen Mengen an Protein C im Blut des Patienten nach einer subkutanen Injektion. Trotz einer unverändert kurzen Halbwertszeit des nativen Protein C ist daher die effektive Anhebung der Protein C-Konzentration im Blut möglich.

Dies war vor allem im Hinblick auf den Stand der Technik (US-5,358,932) überraschend, der modifizierte Protein C-Moleküle mit einer verlängerten Halbwertszeit vorschlägt, um das Problem der relativ kurzen Halbwertszeit von nativem Protein C zu vermeiden.

Die bevorzugte tägliche Dosis liegt im Bereich von 5 bis 500 E/kg, am meisten bevorzugt zwischen 10 und 200 E/kg. Die wirksame Menge an Protein C ist abhängig von der Protein C- Konzentration im Blut des Patienten und der Protein C- Konzentration, wie sie zur Prophylaxe oder Therapie erforderlich ist. Die bevorzugte Mindestkonzentration an Protein C in der verabreichungsfertigen Lösung beträgt 200 E/ml, am meisten bevorzugt eine Konzentration im Bereich von 250 bis 1000 E/ml. Im Gegensatz zu den Präparationen des Standes der Technik, die intravenös verabreicht werden, ist das Volumen des erfindungsgemäßen Mittels im allgemeinen klein und beträgt ca. 1 bis 10 ml. Es ist bevorzugt, ziemlich konzentrierte Protein C-Lösungen zu injizieren.

Kleine Volumina werden vorzugsweise als verabreichungsfertige Lösungen in Fertigspritzen zur Verfügung gestellt. Die Spritzen zur sc-Verabreichung von Protein C weisen besonders dünne, relativ lange Nadeln auf. Das verabreichungsfertige Flüssigpräparat ist vorzugsweise stabilisiert und bei Kühlschranktemperatur über einen Zeitraum von mehreren Wochen lagerfähig. Als Stabilisatoren werden beispielsweise Aminosäuren, Zucker, aber auch Tenside, vor allem nicht­ ionische Tenside, wie Tween oder Triton verwendet. Auch Polyalkylenglykole, wie z. B. Polyethylenglykol, sind für die Stabilisierung des Protein C geeignete Substanzen.

Ebenso kann aber auch ein flüssig-tiefgefrorenes Protein C- Präparat in einer spritze zur subkutanen Injektion zur Verfügung gestellt werden.

Bei Verwendung von lyophilisierten Protein C-Präparaten muß die Kühlkette nicht unbedingt eingehalten werden. Ein diesbezügliches Set umfaßt einen Behälter mit lyophilisiertem Protein C und eine Spritze, die zur subkutanen Injektion von Protein C geeignet ist. Entsprechende Anweisungen sind dann auf einem Beipackzettel zur Auflösung des Präparates in Wasser zur Injektion oder in Puffer bzw. einer stabilisierenden Lösung angegeben.

Größere Mengen an Protein C-Lösung können beispielsweise mit entsprechenden Pumpen über einen Zeitraum von 10 Min. bis etwa 5 h verabreicht werden. Alternativ zur sc-Verabreichung von Protein C kann das Mittel intramuskulär verabreicht werden.

Protein C kann als Prothrombin-Komplex, der Protein C enthält, oder als ein hoch-gereinigtes Protein C-Konzentrat, welches mindestens 80%, vorzugsweise mindestens 90% (G/G) rein im Verhältnis zum Gesamtprotein ist, verabreicht werden. Vorteilhafterweise enthält das erfindungsgemäße Mittel zusätzlich Cofaktoren von Protein C, beispielsweise Protein S und/oder den antikoagulatorisch wirksamen Faktor V.

Das Mittel gemäß der Erfindung enthält Protein C, welches aus einer biologischen Quelle, wie Blut, Plasma oder einer Plasmafraktion isoliert und vorzugsweise zur Inaktivierung eines möglicherweise vorhandenen Virus behandelt ist. Das Mittel kann auch mit Hilfe einer rekombinanten Methode hergestellt sein.

Das Mittel gemäß der Erfindung eignet sich besonders in Verfahren zur Behandlung von Patienten, wobei es prophylaktisch oder therapeutisch an Patienten verabreicht wird, die unter einer Reihe der vorstehend beschriebenen Erkrankungszuständen leiden. Unter den medizinischen Indikationen sind vererbter und erworbener Protein C-Mangel zu nennen. In jedem Falle wird der Gehalt an Protein C oder aktiviertem Protein C im Blut auf normale und sogar über dem Normalen liegende Konzentrationen (von 70 bis 200, vorzugsweise 100%) eingestellt.

Bei der Verabreichung von aktiviertem Protein C ist die benötigte Dosis etwa 1/10 der für das Zymogen angegebenen Menge. Bei gleichzeitiger Verwendung von Cofaktoren bzw. Wirkungsverstärkern kann eine entsprechend geringere Dosis an Protein C genügen.

Überraschenderweise konnte im Kaninchenversuch gezeigt werden, daß selbst eine einmalige subkutane (sc) Injektion eines Protein C-Konzentrats mit einer Dosis im Bereich von 100 bis 1000 µg/kg das therapeutische Niveau bis zu 100 h aufrechterhielt. Je nach der verabreichten Protein C-Dosis, kann dieser Zustand durch höhere Protein C-Dosen sogar noch über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten werden. So ist es z. B. möglich, an Patienten, die an Protein C-Mangel leiden, zwei mal wöchentlich eine subkutane Injektion zu verabreichen und dadurch das erforderliche Niveau an Protein C aufrechtzuerhalten. Dies ist einer intravenösen Injektion vorzuziehen, insbesondere da sich auf diese Weise Patienten zuhause selbst behandeln können.

Es war nicht zu erwarten, daß man Protein C im Blutkreislauf bereits kurze Zeit nach der sc-Injektion vorfindet. Vielmehr wurde angenommen, daß der Hauptteil des Protein C aufgrund der relativ kurzen Halbwertszeit abgebaut würde. Überraschenderweise stellte es sich heraus, daß man therapeutische Mengen an Protein C im Blut von Säugern bereits etwa 30 Min. nach der Verabreichung von Protein C vorfindet.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Verabreichung liegt vor allem darin, daß das Mittel über einen langen Zeitraum hin Protein C in den Blutkreislauf einbringt. Durch die sc- Injektion entsteht ein entsprechendes Depot, von dem eine kontinuierliche Abgabe der Substanzen in den Blutkreislauf erfolgt. Damit wird das Problem der kontinuierlichen Verabreichung von Protein C, welche aufgrund der limitierten Halbwertszeit im Blut erforderlich ist, überwunden.

Das sc-injizierte Protein C liegt dann im Blut in nicht­ modifizierter Form vor. Es erfolgt keine Aktivierung von Protein C-Zymogen durch die subkutane Verabreichung.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.

Beispiel 1 Subkutane Verabreichung von Protein C an ein Kaninchen

¹²⁵I-radioaktiv markiertes Protein C wurde subkutan an ein Kaninchen verabreicht (200 µl/bei einer Konzentration von 0,16 µg/ml). In bestimmten Zeitabständen nach der Verabreichung wurden Blutproben entnommen. Plasma aus diesen Blutproben wurde mit einer SDS-PAGE aufgetrennt und das markierte Protein C mit einem Röntgenfilm detektiert. Ein Gehalt an markiertem Protein C in nicht-abgebauter Form wurde schon nach 30 Minuten im Blut gefunden und war über den Beobachtungszeitraum von 180 Minuten konstant hoch.

Beispiel 2 Subkutane Verabreichung von Protein C an einen Patienten

Ein Patient mit schwerem angeborenen Protein C-Mangel wurde mit 1500 Einheiten Protein C in einem Volumen von 20 ml über 2 h behandelt. Die Verabreichung erfolgte mittels einer Pumpe subkutan in die Haut der Bauchdecke. In bestimmten Zeitabständen wurde der Gehalt an Protein C im Blut amidolytisch bestimmt. Es wurden die folgenden Werte gefunden:

Claims (15)

1. Mittel zur Verwendung bei der subkutanen Injektion, dadurch gekennzeichnet, daß es Protein C und einen pharmazeutisch annehmbaren Träger umfaßt.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Prothrombin-Komplex enthält.

3. Mittel nach Anspruch 1, wobei das Protein C zumindest 80% rein ist.

4. Mittel nach Anspruch 1, wobei das Protein C zumindest 90% rein ist.

5. Mittel nach Anspruch 1, wobei das Protein C ein rekombinant hergestelltes Protein C darstellt.

6. Mittel nach Anspruch 1, wobei das Protein C aus einer biologischen Quelle isoliert ist.

7. Mittel nach Anspruch 1, wobei das Protein c ein natives Protein C darstellt.

8. Mittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die biologische Quelle Blut, Plasma oder eine Plasmafraktion darstellt.

9. Mittel nach Anspruch 1 bis 4, 6 bis 8, wobei Protein C zur Inaktivierung von im Blut vorkommenden Viren behandelt worden ist.

10. Mittel nach Anspruch 1 bis 9, wobei Protein C in aktivierter Form vorliegt.

11. Kit zur subkutanen Injektion, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Mittel nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche sowie Instruktionen für die Verwendung des Mittels zur subkutanen Injektion umfaßt.

12. Kit zur subkutanen Injektion, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Mittel nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche sowie eine zur subkutanen Injektion geeignete Spritze umfaßt.

13. Kit nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel in einem Behälter in lyophilisierte Form vorliegt.

14. Kit nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel in flüssiger Form und gegebenenfalls tiefgefroren vorliegt.

15. Verwendung des Mittels gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 zur subkutanen Injektion.