DE202005001888U1

DE202005001888U1 - Zusammensetzung, die Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat umfaßt

Info

Publication number: DE202005001888U1
Application number: DE200520001888
Authority: DE
Original assignee: Chiron Corp
Current assignee: Novartis Vaccines and Diagnostics Inc
Priority date: 2005-02-07
Filing date: 2005-02-07
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2015-02-08

Abstract

Zusammensetzung, die Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat umfasst, wobei Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat in der Form von Aggregaten vorliegen, und wobei die Zusammensetzung eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist:
(i) die Zusammensetzung hat eine spezifische Trübung (τ) von weniger als 1,1 cm²/g;
(ii) die Zusammensetzung enthält SDS/IL-2 Aggregate mit einem mittleren hydrodynamischen Durchmesser zwischen 8 nm und 20 nm; und/oder
(iii) die Zusammensetzung enthält zwischen 95 und 250μg SDS pro mg von Interleukin-2.

Description

Technischer Bereich
Diese Erfindung betrifft Zusammensetzungen von Interleukin-2 für die pharmazeutische Verwendung.
Stand der Technik
Interleukin-2 (IL-2) ist ein Cytokin, das in vivo das Wachstum und die Differenzierung von T-Zellen fördert, weiterhin erhöht es die Zytotoxizität von CD8+ T-Zellen und von „natürlichen Killerzellen". Die Verabreichung an Patienten hat eine Vielzahl dosis-abhängiger immunologischer Wirkungen zur Folge. Hierzu gehören die Aktivierung der zellulären Immunität durch erhebliche Lymphozytose, Eosinophilie, Thrombocytopenie, und die Produktion von Cytokinen, einschließlich TNF, IL-1 und Interferon-γ. Weitere Details des IL-2 können seiner „GeneCard" unter der „Accession Number" GC04M123831 entnommen werden.
IL-2 ist in mehreren Ländern für die pharmazeutische Verwendung beim Menschen zugelassen. Der vorgeschlagene internationale, nicht-eigentumsrechtlich geschützte Name ist ALDESLEUKIN, und eine Formulierung wird von der Chiron Corportion unter dem Namen PROLEUKIN^TM vermarktet. Die US Amerikanische FDA hat PROLEUKIN^TM IL-2 zur Behandlung von Erwachsenen mit metastsierendem Nierenzell-Karzinom oder metasierendem Melanom zugelassen.
Wie in den US-amerikanischen Verschreibungsinformationen dargestellt, existiert PROLEUKIN^TM als biologisch aktive, nicht-kovalent gebundene Mikroaggregate mit einer durchschnittlichen Größe von 27 rekombinanten IL-2 Molekülen. Es wird als ein steriler, weißer bis gebrochen weißer lyophilisierter Kuchen, in Einmal-Gefäßen zur intravenösen (IV) Verabreichung geliefert. Wird diese Substanz mit 1,2 ml sterilem Wasser für die Injektion rekonstituiert, enthält jeder ml 18 Millionen IU (1,1 mg) PROLEUKIN^TM IL-2, 50 mg Mannit, und 0,18 mg Natriumdodecylsulfat (SDS), gepuffert auf pH 7,5 mit ungefähr 0,17 mg Natriumdihydrogenphosphat (monobasisch) und 0,89 mg Dinatriumhydrogenphosphat (dibasisch). Einfaches Mischen dieser Bestandteile gibt jedoch nicht die gleiche IL-2 Mikroaggregatform wie das PROLEUKIN^TM Produkt sie darstellt.
Die Mikroaggregation des IL-2 in dem PROLEUKIN^TM Produkt ist wichtig für seine in vivo Effizienz. Die pharmakokinetischen und pharmakodynamischen Eigenschaften von nicht aggregiertem (freiem monomerem) IL-2 sind sehr verschieden von denen des mikroaggregierten IL-2 und die zwei Formen haben verschiedene therapeutische Indizes: Zu kleine Aggregate werden zu schnell von Körper ausgeschieden, zu große Aggregate könne unlöslich und weniger wirksam sein. Mikroaggregation ist daher eine wesentliche Eigenschaft des PROLEUKIN^TM Produktes.
Das Verfahren mit denen die biologisch aktiven PROLEUKIN^TM Mikroaggregate gebildet werden, ist der Öffentlichkeit bisher nicht zugänglich gemacht worden. Und dies, obwohl eine Vielzahl von Verfahren zur Herstellung von pharmazeutischen IL-2 Formulierungen im Stand der Technik beschrieben sind (siehe zum Beispiel Zitate 1–30). Insbesondere Zitat 9 gibt vor, den Herstellungsverfahren für PROLEUKIN^TM zu offenbaren, einschließlich Details zur Expression, Gewinnung, Aufreinigung, Formulierung und Endbearbeitung, aber diese Offenbarung ist in mehreren Aspekten unvollständig.
Es wäre für jeden, der ein IL-2 Produkt, ähnlich dem PROLEUKIN^TM, herstellen möchte, nützlich zu wissen, wie man dieselbe Mikroaggregat-Form des IL-2 erzielt, wie sie in dem PROLEUKIN^TM Produkt vorliegt. Es ist deshalb beabsichtigt, mit dieser Erfindung ein mikroaggregiertes IL-2 zur Verfügung zu stellen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung, die Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat umfasst, wobei Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat in der Form von Aggregaten vorliegen, und wobei die Zusammensetzung eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist:

(i) die Zusammensetzung hat eine spezifische Trübung (τ) von weniger als 1,1 cm²/g;
(ii) die Zusammensetzung enthält SDS/IL-2 Aggregate mit einem mittleren hydrodynamischen Durchmesser zwischen 8 nm und 20 nm; und/oder
(iii) die Zusammensetzung enthält zwischen 95 und 250μg SDS pro mg von Interleukin-2.

Das Verfahren mit dem das PROLEUKIN^TM Produkt hergestellt wird, umfasst die folgenden Schritte: (i) Reinigung von exprimiertem IL-2 aus der Zellkultur; (ii) solubilisieren des IL-2 unter Verwendung von SDS-Detergens; (iii) Reduzierung des IL-2 zu monomerer Form; (iv) Reinigung, Oxidierung und Präzipitation von IL-2; (v) Re-solubisierung von IL-2 unter Verwendung einer hohen Konzentration von SDS-Detergens; (vi) Reinigung zur Entfernung von oligomerem IL-2; (vii) Diafiltration zur Verringerung der SDS-Konzentration, ohne es vollständig zu entfernen, jedoch bis zu einen optimalen Bereich um ein entsprechend mikroaggregiertes IL-2 Präparat zu erhalten; (viii) Formulierung mit Mannit und Puffer; und (ix) Lyophilisierung und Verpackung.
Die Schritte (i), (iv), (vi), (viii) und (ix) dieses Verfahrens sind in Zitat 9 offenbart, aber die Schritte (ii), (iii), (v) und (vii) sind es nicht, obwohl die Verwendung eines nicht näher beschriebenen Detergens zur Re-solubisierung des IL-2 vor Schritt (vi) offenbart wird. Weiterhin, schlägt Zitat 9 vor, dass SDS zu dem IL-2 nach der Reinigung in Schritt (vi) zugegeben werden soll, während es tatsächlich entfernt wird.
Von den neun Schritten sind die kritischsten Schritte (v) und (vii), diejenigen in denen die Mikroaggregate gebildet werden. Keiner der nachfolgenden Schritte (viii) oder (ix) haben eine signifikante Wirkung auf die Mikroaggregation und die Reinigungsschritte in (i), (ii), (iii), (iv) und (vi) haben ebenfalls nur wenige Wirkungen. Sobald das SDS in Schritt (v) zugefügt ist, löst sich das IL-2, und es ist die folgende Verringerung der SDS-Menge in Schritt (vii), die zur Bildung der Mirkoaggregate führt, wie sie in dem finalen PROLEUKIN^TM Produkt vorliegen. Es muss genug SDS zugefügt werden um das präzipitierte IL-2 in eine im wesentlichen momomere, lösliche Form zu re-solubisieren, und danach muss das SDS entfernt werden (aber nicht vollständig), um die gewünschten Mikroaggregate zu bilden.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können deshalb durch ein Verfahren zur Herstellung von IL-2 für die pharmazeutische Verwerndung erhalten werden, das Schritte umfasst, bei denen man: (a) Natriumdodecylsulfat (SDS) zu einer Zusammensetzung gibt, die Interleukin-2 umfasst, um eine Endkonzentration von mindestens 500μg SDS pro mg IL-2 zu erhalten; (b) etwas, aber nicht alles SDS entfernt, um eine Zusammensetzung zu erhalten, die zwischen 95 und 250μg SDS pro mg IL-2 enthält. Dieser Vorgang der SDS-Zugabe und der folgenden teilweise Entfernung erzielt optimale Bedingungen für eine enge Wechselwirkung von IL-2 und SDS Molekülen, um Mikroaggregate aus IL-2 und SDS zu bilden, so wie sie in dem PROLEUKIN^TM Produkt vorliegen. Ferner erzielt dieser Vorgang bei einem bestimmten IL-2/SDS Verhältnis, eine andere Produktform als die, die durch einfaches Mischen von SDS und IL-2 erzielt wird.
Die wässrige Zusammensetzung, die im Laufe des Verfahrens entsteht, kann für die Versendung lyophilisiert werden und das lyophilisierte Material kann schließlich, zur Anwendung beim Patienten mit einem wässrigen Träger rekonstituiert werden. Nach der Rekonstitution hat die Zusammensetzung bevorzugt eine spezifische Trübung (τ) von weniger als 1,1cm²/g und/oder umfasst SDS/IL-2 Aggregate mit einem mittleren hydrodynamischen Durchmesser zwischen 8nm und 20nm. Deshalb kann das Verfahren zusätzliche Schritte zur Lyophilisierung der Zusammensetzung und dann, gegebenenfalls, Schritte zur Rekonstituierung der Zusammensetzung mit einem wässrigen Medium enthalten. Die Zusammensetzung kann diese τ-Werte und/oder hydrodynamischen Eigenschaften auch vor dem Lyophilisierungsschritt haben.
Die Erfindung stellt eine Zusammensetzung bereit, die Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat umfasst, wobei Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat in der Form von Aggregaten vorliegen und wobei die Aggregate durch den erfindungsgemäßen Verfahren erhalten werden. Diese Zusammensetzungen sind geeignet für die pharmazeutische Verwendung, wie es mit dem PROLEUKIN^TM Produkt gezeigt wurde.
Die Erfindung stellt ferner eine Zusammensetzung bereit, die Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat umfasst, wobei Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat in der Form von Aggregaten vorliegen und wobei die Zusammensetzung eine spezifische Trübung (τ) von weniger als 1,1 cm²/g hat. Diese Zusammensetzungen sind geeignet für die pharmazeutische Verwendung, wie es mit dem PROLEUKIN^TM Produkt gezeigt wurde.
Die Erfindung stellt ferner eine Zusammensetzung bereit, die Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat umfasst, wobei Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat in der Form von Aggregaten vorliegen und wobei Aggregate einen mittleren hydrodynamischen Durchmesser zwischen 8nm und 20nm haben. Diese Zusammensetzungen sind geeignet für die pharmazeutische Verwendung, wie es mit dem PROLEUKIN^TM Produkt gezeigt wurde.
Die Erfindung stellt weiterhin eine Zusammensetzung bereit, die Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat umfasst, wobei Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat in der Form von Aggregaten vorliegen, wobei die durchschnittliche Zahl der Interleukin-2 Moleküle pro Aggregat zwischen 10 und 50 liegt. Diese Zusammensetzungen sind geeignet für die pharmazeutische Verwendung, wie es mit dem PROLEUKIN^TM Produkt gezeigt wurde.
Die Erfindung stellt eine lyophilisierte Zusammensetzung bereit, die Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat umfasst, wobei die Zusammensetzung rekonstituiert werden kann um eine wässrige Lösung zu ergeben, in der Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat in der Form von Aggregaten vorliegen und wobei die Zusammensetzung eine spezifische Trübung (τ) von weniger als 1,1 cm²/g hat. Nicht nur, oder sowohl als auch, sind sie Aggregate durch τ charakterisiert, sondern sie können ferner einem mittleren hydrodynamischen Durchmesser zwischen 8nm und 20nm haben. Diese Zusammensetzungen sind geeignet für die pharmazeutische Verwendung, wie es mit dem PROLEUKIN^TM Produkt gezeigt wurde.
Die erfindungsgemäße lyophilisierte Zusammensetzung,die Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat umfasst, ist durch ein Verfahren erhältlich, wobei: (i) die Zusammensetzung rekonstituiert werden kann um eine wässrige Zusammensetzung zu ergeben, in der Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat in der Form von Aggregaten vorliegen und wobei die Zusammensetzung eine spezifische Trübung (τ) von weniger als 1,1cm²/g hat und (ii) das Verfahren beinhaltet Schritte in denen (a) Natriumdodecylsulfat zu einer Zusammensetzung, die Interleukin-2 umfasst, gegeben wird, wobei genügend Natriumdodecylsulfat zugegeben wird, so dass gelöstes monomeres Interleukin-2 entsteht, (b) die Konzentration an Natriumdodecylsulfat soweit gesenkt wird, dass das Interleukin-2 Aggregate mit dem Natriumdodecylsulfat bildet, und (c) die Zusammensetzung lyophilisiert wird.
Die Erfindung stellt eine lyophilisierte Zusammensetzung, die Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat umfasst, zur Verfügung, die durch Verfahren erhältlich ist, wobei: (i) die Zusammensetzung rekonstituiert werden kann um eine wässrige Zusammensetzung zu ergeben, in der Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat in der Form von Aggregaten vorliegen und wobei die Aggregate einen mittleren hydrodynamischen Durchmesser zwischen 8nm und 20nm haben und (ii) das Verfahren Schritte umfaßt in denen (a) Natriumdodecylsulfat zu einer Zusammensetzung, die Interleukin-2 umfasst, gegeben wird, wobei genügend Natriumdodecylsulfat zugegeben wird, so dass gelöstes monomeres Interleukin-2 entsteht, (b) die Konzentration an Natriumdodecylsulfat soweit gesenkt wird, dass das Interleukin-2 Aggregate mit dem Natriumdodecylsulfat bildet, und (c) die Zusammensetzung lyophilisiert wird.
Die Erfindung betrifft auch eine lyophilisierte Zusammensetzung, die Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat umfasst, und durch ein Verfahren erhältlich ist, wobei: (i) die Zusammensetzung rekonstituiert werden kann um eine wässrige Zusammensetzung zu ergeben, in der Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat in der Form von Aggregaten vorliegen und wobei die Zusammensetzung eine spezifische Trübung (τ) von weniger als 1,1cm²/g hat und (ii) das Verfahren umfasst Schritte in denen (a) Natriumdodecylsulfat und Interleukin-2 so gemischt werden, dass Natriumdodecylsulfat in einer ersten Konzentration vorliegt, (b) Natriumdodecylsulfat aus der Mischung entfernt wird, um es auf eine zweite Konzentration zu reduzieren, und (c) Lyophilisierung der Zusammensetzung, wobei die besagte Zusammensetzung erhalten wird. Die zweite Konzentration ist geringer als die erste: Die erste Konzentration ist im allgemeinen zumindest 500μg SDS pro mg IL-2 in der Mischung und die zweite Konzentration ist im allgemeinen zwischen 95 und 250μg SDS pro mg IL-2.
Die Erfindung stellt auch eine lyophilisierte Zusammensetzung bereit, die Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat umfasst, und durch ein Verfahren erhältlich ist, wobei: (i) die Zusammensetzung rekonstituiert werden kann um eine wässrige Zusammensetzung zu ergeben, in der Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat in der Form von Aggregaten vorliegen und wobei die Aggregate einen mittleren hydrodynamischen Durchmesser zwischen 8nm und 20nm haben und (ii) das Verfahren Schritte umfasst, in denen (a) Natriumdodecylsulfat und Interleukin-2 so gemischt werden das Natriumdodecylsulfat in einer ersten Konzentration vorliegt, (b) Natriumdodecylsulfat aus der Mischung entfernt wird so das es in einer zweiten Konzentration vorliegt und (c) Lyophilisierung der Zusammensetzung, wobei die besagte Zusammensetzung erhalten wird. Die zweite Konzentration ist geringer als die Erste: Die erste Konzentration ist im allgemeinen zumindest 500μg SDS pro mg IL-2 in der Mischung und die zweite Konzentration ist im allgemeinen zwischen 95 und 250μg SDS pro mg IL-2.
Die Erfindung stellt auch eine lyophilisierte Zusammensetzung bereit, die Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat umfasst, und durch ein Verfahren erhältlich ist, wobei: (i) die Zusammensetzung rekonstituiert werden kann, um eine wässrige Zusammensetzung zu ergeben, in der Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat in der Form von Aggregaten vorliegen und wobei die Zusammensetzung eine spezifische Trübung (τ) von weniger als 1,1cm²/g hat und worin die SDS-Konzentration 'x' μg SDS pro mg IL-2 ist, wobei x zwischen 95 und 250 ist und (ii) das Verfahren Schritte umfasst, in denen (a) Natriumdodecylsulfat und Interleukin-2 so gemischt werden dass eine Mischung entsteht in der die SDS-Konzentration vorliegt die mindestens 4 mal höher als 'x' ist, (b) ein Teil des SDS aber nicht alles von der Mischung entfernt wird, so das die SDS-Konzentration 'x' ist und (c) Lyophilisierung der Zusammensetzung. Die Konzentration ist bevorzugt mindestens 5 mal höher als 'x', und besonders bevorzugt mindestens 8 mal höher, 10 mal höher, 15 mal höher oder sogar 20 mal höher.
Die Erfindung beinhaltet ebenfalls eine Zusammensetzung bestehend aus Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat (SDS), wobei (i) Interleukin-2 und SDS in der Zusammensetzung in der Form von Aggregaten vorliegen, wobei die Aggregate einen mittleren hydrodynamischen Durchmesser zwischen 8nm und 20nm haben und wobei die SDS-Konzentration 'x' μg SDS pro mg IL-2 ist, wobei x zwischen 95 und 250 ist und (ii) das Verfahren Schritte beinhaltet in denen (a) Natriumdodecylsulfat und Interleukin-2 so gemischt werden das eine Mischung entsteht in der die SDS-Konzentration vorliegt die mindestens 4 mal höher als 'x' ist, (b) ein Teil des SDS aber nicht alles von der Mischung entfernt wird, so das sie SDS-Konzentration 'x' ist und (c) Lyophilisierung der Zusammensetzung. Die Konzentration ist bevorzugt mindestens 5 mal höher als 'x', und besonders bevorzugt mindestens 8 mal höher, 10 mal höher, 15 mal höher oder sogar 20 mal höher.
In Fällen wo das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung die Reduzierung der SDS-Konzentration auf Werte zwischen 95–250μg SDS pro mg IL-2 beinhaltet, ist es in einigen Fällen möglich, die Konzentration auf unter 95μg/mg (zum Beispiel auf zwischen 50-95μg/mg) zu senken und sie dann wieder auf Konzentrationen zwischen 95 und 250μg/mg zu erhöhen. Dieser Anstieg auf 95 – 250μg/mg kann bequem während der Rekonstitution des lyophilisierten Materials stattfinden, zum Beispiel kann dieses Verfahren eine Verringerung des SDS auf <95μg/mg gefolgt von Lyophilisierung, gefolgt von Rekonstitution mit einer wässrigen SDS-Lösung beinhalten, so dass die SDS-Konzentration in den Bereich zwischen 95 und 250mg/mg fällt.
Das Detergens
Die Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung beinhalten die Verwendung von Natriumdodecylsulfat (SDS) welches auch als Natriumlaurylsulfat bekannt ist. Die chemische Formel dieses anionischen Detergens ist CH₃(CH₂)₁₁OSO₃Na⁺ seine CAS Nummer ist 151-21-3 und die EC Nummer 205-788-1.
SDS ist ein Standardreagenz, das verwendet wird um Proteine zu lösen. Wenn IL-2 als Präzipitat vorliegt bevor SDS zugegeben wird, dann wird es zur Erfüllung von Schritt (a) gebraucht. Ausgehend von einer Zusammensetzung, die präzipitiertes IL-2 umfasst, wird genügend SDS zugegeben um sicherzustellen, dass im wesentlichen alles gefällte IL-2 gelöst wird (mit Ausnahme aller im Präzipitat vorliegenden kovalent gebundenen IL-2 Multimere, die auch in Gegenwart von SDS überwiegend weiterhin als Präzipitat vorliegen). Mikroaggregation von IL-2 bei einer Konzentration von 1mg/ml ist im wesentlichen nicht gegeben wenn SDS in Konzentrationen von mehr als 500μg/mg vorliegt, und deshalb wird typischerweise soviel SDS zugegeben, dass die Endkonzentration an SDS mindestens 500μg SDS pro mg IL-2 beträgt (zum Beispiel mindestens 550, mindestens 600, mindestens 700, mindestens 800, mindestens 900, mindestens 1000, mindestens 1200, mindestens 1400, mindestens 1600, mindestens 1800 oder mindestens 2000 μg SDS pro mg IL-2). Die Verwendung von ungefähr 910μg SDS pro mg IL-2 ist bevorzugt.
Die Ausgangskonzentration des SDS in einer Probe ist generell bekannt, da SDS natürlicherweise nicht in Zellen vorkommt und die Menge an SDS kontrolliert wird, die während der Verarbeitung von zellulärem Material zugegeben wurde. Für den Fall, dass die SDS-Konzentration nicht bekannt ist, kann diese mit Hilfe von konventionellen Versuchsverfahren bestimmt werden. Dies kann entweder durch Messung des gesamten Materials oder durch Messung eines Aliquots geschehen. Zum Beispiel offenbart Zitat 31 eine kapillarelektrophoretische Methode zur Auftrennung und Bestimmung von Tensiden, einschließlich SDS; Zitat 32 offenbart eine „Einzel-Tropfen" Methode für die Bestimmung von Dodecylsulfat-Ionen in einem Bereich von 0,2-100μM unter Verwendung eines elektrodenfreien piezoeletrischen Quarz-Kristalls; Zitat 33 vergleicht drei Methoden für die bequeme Bestimmung von SDS in wässrigen Lösungen, namentlich Titration unter Verwendung von Cetyltrimethylammonium-Bromid, wobei entweder eine ionenselektive Elektrode benutzt wird oder eine Endpunktbestimmung der Trübung durchgeführt wird, oder die Trübung in der Gegenwart von Myristyltrimethylammonium-Bromid gemessen wird; Zitat 34 offenbart eine Methode zur Bestimmung von SDS, basierend auf dessen Wechselwirkung mit fluoreszierenden Farbstoffen, wie Ethidiumbromid, etc. Die bevorzugte Methode zur Bestimmung des SDS-Gehaltes ist eine spektralphotometrische Messung, basierend auf der Reaktion von SDS mit Acridin-Orange, wie sie im Detail in den Beispielen in Zitat 35 beschrieben wird.
Alternativ zur Bestimmung des SDS-Gehaltes in Relation zur IL-2 Masse, kann der SDS-Gehalt auch relativ zur IL-2 Aktivität gemessen werden. Basierend auf einer IL-2 Aktivität von 18×10⁶ IU in 1,1mg IL-2 (wie er in PROLEUKIN^TM vorliegt) sind 100μg SDS pro mg IL-2 äquivalent zu 6,111 μg SDS pro MIU IL-2.
Anstelle der Verwendung von SDS in den Produkten der Erfindung, ist es auch möglich Natriumlaurethsulfat (SLS) oder Ammoniumlaurylsulfat (ALS) zu benutzen. Mischungen von SLS, ALS und/oder SDS können ebenfalls verwendet werden. In den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird jedoch SDS verwendet.
Entfernung des Detergens
Nach der Zugabe des SDS zu der IL-2 Zusammensetzung, beinhaltet das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung die Entfernung von einigem (aber nicht allem) SDS, wobei Mikroaggregate von IL-2 und SDS gebildet werden.
SDS kann mit Hilfe verschiedener Techniken entfernt werden. Ionen-Austausch-Chromatographie kann negativ geladenes SDS entfernen, und Gelfiltration kann auch durchgeführt werden. Am meisten bevorzugt ist jedoch die Entfernung des SDS mittels Diafiltration. Während der Diafiltration werden Lösungsmittel und/oder Mikrosolute (zum Beispiel Salze) durch andere Lösungsmittel und/oder Mikrosolute ersetzt. Im allgemeinen erfolgen Entfernung und Ersetzung mit der gleichen Geschwindigkeit und das Volumen der Lösung bleibt im wesentlichen konstant. Die allgemeine Wirkung besteht somit in dem Austausch der ursprünglichen Lösungsmittel/Mikrosolute gegen neue Lösungsmittel/Mikrosolute.
Diafiltration gegen einen SDS-freien Puffer ist die bevorzugte Weise zur Entfernung von SDS, zum Beispiel Diafiltration gegen einen 10mM Natriumphosphat Puffer mit pH 7,5.
Die Entfernung des SDS wird fortgesetzt bis die Zusammensetzung zwischen 95μg und 259μg SDS pro mg Interleukin-2 umfasst, zum Beispiel 118–210μg/mg, zwischen 135μg/mg und 180μg/mg oder ca. 160μg/mg, umfasst. Die pharmakokinetischen Eigenschaften von IL-2 sind im wesentlichen konstant in diesem Bereich und der Gehalt ans SDS ist nicht so hoch, als dass er Anlass zu toxikologischen Bedenken gäbe. Fällt die SDS-Konzentration unter ungefähr 95μg/mg, kommt es jedoch zu einer starken Zunahme in der Größe der Mikroaggregate (1), sie steigt von durchschnittlich etwa 60 IL-2 Molekülen pro Aggregat bei 95μg/mg auf durchschnittlich etwa 180 bei 75μg/mg.
Zugabe und anschließende unvollständige Entfernung des SDS führt zum Entstehen der biologisch aktiven IL-2 Mikroaggregate wie sie in dem PROLEUKIN^TM Produkt vorliegen. Einfaches Mischen von SDS und IL-2 in den Konzentrationen in denen sie in dem PROLEUKIN^TM Produkt vorliegen, führt nicht zur Bildung der Mikroaggregate. Zitat 36 beschreibt eine Studie in der SDS zu IL-2 Präparaten zugegeben wurde, die wie das PROLEUKIN^TM Produkt 1.1mg IL-2 enthalten. Es zeigte sich, dass SDS zur Fällung von IL-2 führte, bei Detergens Konzentrationen zwischen 0,02% und 0,05%. Im Gegensatz hierzu, fällt IL-2 nicht bei diesen SDS-Konzentrationen aus, wenn das SDS entsprechend der offenbarten Verfahren entfernt wird – sogar wenn SDS von 1200μg/mg (ungefähr 0.1% SDS basierend auf 1,1mg IL-2) auf 70μg (< 0.01%) abgesenkt wird, findet keine IL-2 Fällung statt.
Während der Entfernung kann die SDS-Konzentration wie oben beschrieben bestimmt werden. Wenn die Methode zur Entfernung standardisiert und reproduzierbar ist, kann gegebenenfalls auf die Überprüfung der SDS-Mengen verzichtet werden, da im allgemeinen das gleiche Ergebnis erwartet werden kann, wann immer das Verfahren durchgeführt wird (obwohl eine finale, bestätigende Messung durchgeführt werden sollte). Wenn jedoch die Methode zur Entfernung variiert, oder wenn regelmäßiges Überwachen aus anderen Gründen notwendig ist, können regelmäßige oder fortlaufende Bestimmung der SDS-Mengen durchgeführt werden, bis die erwünschte Endkonzentration erreicht ist.
Weitere Verfahrensschritte
Wie oben erwähnt sind die wesentlichen Verfahrensschritte zur Herstellung von IL-2/SDS Mikroaggregaten (a) die Zugabe von SDS und dann (b) die anschließende Entfernung des SDS. Während diese zwei Schritte IL-2 in einer Form ergeben, die geeignet ist um als aktive Substanz in pharmazeutischen Produkten gebraucht zu werden, sind diese allein nicht geeignet zur Herstellung einer endgültigen pharmazeutischen Zusammensetzung, und weitere Schritte sind erforderlich. Diese Schritte können vor den Schritten (a) und (b), nach den Schritten (a) und (b) und/oder zwischen Schritt (a) und (b) erfolgen.
Der erste Schritt im Verfahren um IL-2 für die pharmazeutische Verwendung herzustellen, ist gewöhnlich die Expression des Proteins. Dies beinhaltet gewöhnlich die BeVerwendung einer Wirtszelle, die das IL-2 Gene von Interesse kodiert, zum Beispiel, bakterielle Wirtszellen, eine Hefe-Wirtszelle, oder eine Säugetier-Wirtszelle. Als eine Alternative zu der rekombinanten Methode ist es jedoch auch möglich, die Expression eines zelleigenen IL-2 Gens in dem Genom einer Wirtszelle zu aktivieren oder anzukurbeln (zum Beispiel durch Promoter-Aktivierung), oder das Hormone kann aus einer natürlichen Quelle gereinigt werden (zum Beispiel aus Blut).
Die Expression von IL-2 in einem rekombinanten E.coli System ist die bevorzugte Methode zur Gewinnung von IL-2, wobei IL-2 sogenannte „Inclusion Bodies" bildet. Geeignete E.coli Stämme wurden 1984 unter den Bestimmungen des Budapester Abkommens im ATCC mit den Accession Numbers 39452 und 39626 hinterlegt.
Verfahren zum Wachstum, Ernten, Zerreißen oder der Extraktion von IL-2 aus verschiedenen Zelltypen sind im Stand der Technik bekannt, siehe zum Beispiel Zitate 19–30 und 37–41.
Nach der Expression, oder wenn das Ausgangsmaterial exprimiertes Material ist, ist ein erster Schritt zur Reinigung des IL-2 erforderlich. Wenn das IL-2 innerhalb von Zellen vorliegt umfasst dieser Reinigungsschritt die Zellzerstörung (zum Beispiel durch osmotischen Schock, Homogenisierung, Ultraschallbehandlung etc.) mit dem Ziel das Protein freizusetzen; wenn IL-2 schon in einer Lösung vorliegt (zum Beispiel wenn es nach der Expression ausgeschieden wurde) ist eine Zellzerstörung nicht erforderlich. Inaktivierung lebender Zellen kann möglicherweise auch durchgeführt werden, ebenso Zentrifugation. Am Ende des ersten Reinigungsschrittes liegt IL-2 typischerweise als Präzipitat vor, vor allem, wenn es aus „Inclusion Bodies" isoliert wurde, aber in jedem Fall ist es getrennt von zellulären Fremdkörpern und liegt als IL-2-reiche Paste für das weitere Vorgehen vor.
Nach der Herstellung von gefälltem, gereinigtem IL-2, oder ausgehend von gefälltem Material, kann IL-2 gelöst werden, zur Trennung von Proteinen der Wirtszelle etc. Solubilisierung kann durch Zugabe von Detergentien wie zum Beispiel SDS erreicht werden, bevorzugt sollte die Endkonzentration zwischen 4 und 4,5% betragen. Dies kann einfach erreicht werden indem eine 5%ige SDS Lösung zugegeben wird.
Nach der Solubilisierung, oder wenn gelöstes Material als Ausgangsmaterial benutzt wird, kann IL-2 reduziert werden, um alle Disulfid-Brücken im Protein und insbesondere um alle intermolekularen Disulfid-Brücken zu brechen. Alle kovalenten IL-2 Aggregate die durch intermolekulare Disulfid-Brücken entstanden sind, werden dadurch in ihre monomere Form überführt. Reduzierende Substanzen, die gewöhnlich benutzt werden um Disulfid-Brücken zu brechen, sind β-Mercaptoethanol und Dithiothreit (DTT). Die Anwesenheit von Detergens wird gewöhnlich beibehalten um die Löslichkeit des IL-2 zu gewährleisten.
Nach der Reduktion, oder wenn von reduziertem Material ausgegangen wird, kann das IL-2 reoxidiert werden, um monomeres IL-2 mit intramolekularen Disulfid-Brücken zu erhalten.
Nach der Re-Oxidation, oder wenn von re-oxidiertem Material ausgegangen wird, wird das IL-2 weiter gereinigt um Reagenzien wie den oxidierenden Wirkstoff zu entfernen, sowie zur Entfernung von Endotoxin, DNA und/oder Proteine der Wirtszelle, IL-2 Isoformen oder Konformationsisomere (zum Beispiel oxidiertes IL-2) etc. Diese Reinigung kann bequem durch den Einsatz von reversephase HPLC erreicht werden.
Nach RP-HPLC, oder wenn das Ausgangsmaterial gelöstes RP-HPLC gereinigtes Material ist, kann IL-2 gefällt werden, zum Beispiel durch Zugabe von 0.8N Natriumhydroxid. Neben der Fällung von IL-2, erlaubt dies die Trennung des Proteins von allen organischen Lösungsmitteln, die während der RP-HPLC benutzt wurden. Das gefällte Material kann bequem durch Zentrifugation gesammelt werden.
Material das nach Expression, Reinigung, Lösung, Reduktion, Oxidation, RP-HPLC und Fällung (wie oben beschrieben) erhalten wurde, ist ideal für Resolubilisierung und Diafiltration gemäß dem Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, obwohl auch IL-2 benutzt werden kann das auf anderen Reinigungswegen erhalten wurde. Typischerweise, wird das IL-2 jedoch in einer gefällten Form vorliegen bevor das SDS in Schritt (a) des Verfahrens zugefügt wird.
Wie oben beschrieben, bleiben kovalent gebundene IL-2-Multimere auch in Gegenwart von SDS gefällt. Da diese Multimere größer sind als das SDS-solubilisierte IL-2 Protein (weil sie nicht dissoziierbar sind) können sie bequem zwischen Schritt (a) und Schritt (b) (zum Beispiel nach SDS Zugabe aber vor Diafiltration) durch Gelfiltration entfernt werden. Die Gegenwart des SDS sollte während der Gelfiltration aufrechterhalten bleiben, um das Ausfällen von IL-2 zu verhindern.
Nach der Diafiltration, um SDS zu entfernen und Mikroaggregate zu bilden, kann die IL-2 Lösung einen oder mehrere der folgenden Schritte durchlaufen: Verdünnung um die gewünschte Dosis zu erhalten, Sterilisation, typischerweise durch Sterilfiltration, zum Beispiel durch einen 0,22μm Filter; pharmazeutische Formulierung (siehe unten); Lyophilisierung, Verpackung; etc.
Mikroaggregate
Das Ergebnis der SDS-Solubilisierung und Diafiltration im Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist die Bildung von biologisch aktiven Mikroaggregaten aus SDS und IL-2, wie sie in dem PROLEUKIN^TM Produkt vorliegen.
Die exakte molekulare Struktur der SDS/IL-2 Mikroaggregate ist nicht bestimmt worden, aber man nimmt an, dass es sich um micellare oder Micellen-artige Strukturen handelt. Bei einer SDS-Konzentration von ungefähr 160μg/mg, beinhaltet eine typische Micelle ungefähr 30 IL-2-Moleküle und ungefähr 150 SDS-Moleküle. Das SDS und IL-2 in den Mikroaggregaten interagieren in nichtkovalenter Form und der hydrophobe Schwanz des IL-2 (Aminosäuren 121–133) kann mit dem Alkyl-Rückgrat des SDS in Wechselwirkung treten um Micellen zu bilden. Einiges SDS kann frei in der Lösung verbleiben.
Die Mikroaggregate können mit Hilfe von Lichtstreuung bestimmt werden und diese Technik erlaubt es, auch die Größe der Mikroaggregate zu bestimmen (siehe unten). Das Verhältnis zwischen SDS-Konzentration und durchschnittlicher Mikroaggregat-Größe, wie sie mit klassischer Lichtstreuung gemessen wird, wurde, wie in 1 dargestellt, empirisch bestimmt.
Mit fortschreitender SDS Entfernung, wird eine Konzentration erreicht, unterhalb derer die Größe der Mikroaggregate beginnt, exponentiell zuzunehmen (siehe 1). Gemäß den Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung wird das SDS entfernt bis es eine Konzentration zwischen 95 μg und 250 μg pro mg IL-2 erreicht. In diesem Bereich liegt die spezifische Trübung (τ) zwischen ungefähr 0,05 und ungefähr 1,00 cm²/g, was im Durchschnitt weniger als 50 IL-2 Moleküle pro Aggregat impliziert. Bei 160μg SDS pro mg IL-2 liegt die spezifische Trübung (τ) bei ungefähr 0,48 (ungefähr 27 IL-2 Moleküle).
Der Fachmann wird verstehen, dass eine gegebene Zusammensetzung von SDS/IL-2 gemäß der Erfindung, nur selten, wenn überhaupt, nur eine einzige Mikroaggregat-Spezies umfasst. Vielmehr ergeben Messungen der Lichtstreuung dass die Mikroaggregate eine Vielzahl unterschiedlicher Größen haben, die in eine Verteilung fallen und Messungen können eine mittlere Größe bestimmen. Wenn eine Zusammensetzung Mikroaggregate mit einer angegeben mittleren Größe umfasst, werden demnach im allgemeinen einige Mikroaggregate kleiner und andere größer sein.
Bevorzugte Zusammensetzungen der Erfindung umfassen derartige SDS/IL-2 Mikroaggregate, so dass die Zusammensetzung eine spezifische Trübung (τ) zwischen 0,3 und 0,6, zum Beispiel zwischen 0,4 und 0,5 oder ungefähr 0,45 hat. Diese Zusammensetzungen treffen im speziellen auf Zusammensetzungen zu, die nach Lyophilisierung rekonstituiert wurden, und der Wert für r kann vor der Lyophilisierung und Rekonstitution geringer sein (14).
Bevorzugte Zusammensetzungen der Erfindung umfassen SDS/IL-2 Mikroaggregate mit einem hydrodynamischen Durchmesser zwischen 11nm und 13 nm.
Bevorzugte Zusammensetzungen der Erfindung umfassen zwischen 10 und 50 IL-2 Moleküle, zum Beispiel zwischen 20 und 35, und bevorzugt ungefähr 27.
In bevorzugten Zusammensetzungen, liegt im wesentlichen das gesamte IL-2 in Form von Mikroaggregaten vor. Zusammensetzungen können im wesentlichen frei von monomeren IL-2 sein.
Spezifische Trübung (τ)
Da die SDS/IL-2 Mikroaggregate der Erfindung von den gegebenen Umständen beeinflusst werden, können Verfahren wie Größen-Ausschluß-Chromatographie und Analytische Zentrifugation nicht benutzt werden um ihre Größe zu bestimmen. Statt dessen kann klassische (oder statische) Lichtstreuung (CLS) benutzt werden, um die Mikroaggregate nachzuweisen und zu analysieren, indem man ihre Trübung misst. Dynamische Lichtstreuung (DLS) kann ebenfalls benutzt werden. Die Messungen können mit einem speziellen Gerät durchgeführt werden, oder sie können mit einem Fluorimeter durchgeführt werden, wobei Anregungs- und Emissions-Monochromator auf die gleiche Wellenlänge eingestellt werden (zum Beispiel 467nm für eine Xenon-Lampe oder 488nm für eine Argon-Lampe, diese beiden Wellenlängen sind weit entfernt von Wellenlängen die von dem Analyt absorbiert werden) und/oder es werden geeignete Filter eingesetzt, (zum Beispiel gelbe Filter) so dass das Fluorimeter als ein 90° CLS Photometer arbeitet.
Ein Standard-Parameter zur Messung der Lichtstreuung ist die 'Rayleigh ratio' (Rθ). Wird gestreutes Licht bei 90° relativ zum eingestrahlten Licht gemessen (das heißt wenn θ=90°), wird die 'Rayleigh ratio' als R₉₀ bezeichnet [siehe zum Beispiel Zitat 42], und 90° Streuung wird für Trübungsmessungen benutzt.
Trübungsmessungen (Streuungsintensität bei 90°) kann relativ zu Toluol mit optischer Qualität normalisiert werden. Das heißt die Trübungsmessung einer Standard Toluol-Probe wird durch den R₉₀-Wert von Toluol dividiert. Mit Hilfe einer derartigen Normalisierung kann der absolute Wert der Lichtstreuungsintensität bestimmt werden.
Die Trübung der IL-2 Mikroaggregate der Erfindung kann bei 25°C und 467 nm oder 488 nm gemessen werden. Vor der Trübungsmessung kann die Zusammensetzung zentrifugiert oder filtriert werden, um größere Partikel (zum Beispiel gefälltes Protein), die andernfalls die Ergebnisse verfälschen würden, zu entfernen. Werden die IL-2 Zusammensetzungen der Erfindung zentrifugiert, verbleiben bevorzugt mindestens 97% (zum Beispiel ≥98%, ≥99% oder mehr) des gesamten IL-2 in dem Überstand.
Trübungsmessungen der SDS/IL-2 Mischungen können wie folgt in absolute spezifische Trübung (τ) umgerechnet werden:

Wobei:
T_i die Trübungsintensität der IL-2 Zusammensetzung ist,
T_t die Trübungsintensität der Toluol Kontrolle ist,
C die Konzentration des IL-2 in der IL-2 Zusammensetzung ist.

Werden T_i und T_t in cm^–1 und C in g/ml gemessen (das heißt g/cm³), dann ist die Einheit für τ cm²/g. Dies ist die bevorzugte Maßeinheit zur Bestimmung der Trübung der IL-2 Zusammensetzung der Erfindung.
Zusammensetzungen der Erfindung können spezifische Trübungen (τ) von weniger als 1,1 cm²/g haben, aber bevorzugt größer als 0,1 cm²/g. Bevorzugte Zusammensetzungen haben eine Wert für τ der geringer als 0,7 cm²/g ist. Die Zusammensetzungen der Erfindung haben bevorzugt einen Wert für τ der zwischen 0,3 und 0,6 cm²/g liegt.
Dynamische Lichtstreuung
Wie in Zitat 43 beschrieben, und hier insbesondere in Kapitel 10, kann Dynamische Lichtstreuung (DLS) benutzt werden um den hydrodynamischen Durchmesser (oder Radius) von Partikeln in Lösung zu bestimmen. SDS/IL-2-Aggregate der Erfindung können mittels Dynamischer Lichtstreuung (DLS) bestimmt werden. Wenn DLS benutzt wird, sollten die Aggregate bevorzugt einen mittleren hydrodynamischen Durchmesser zwischen 8nm und 20nm haben, bevorzugt zwischen 10nm und 15nm, und besonders bevorzugt zwischen 11nm und 13nm, am meisten bevorzugt von ungefähr 12nm. Wie in 17 gezeigt, haben die Aggregate Durchmesser die um diesen Mittelwert liegen.
In der Praxis können einige größere Partikel mit DLS nachgewiesen werden (zum Beispiel der 54nm Peak in 17), aber der oben genannte hydrodynamische Durchmesser ist der Haupt-Peak der DLS Messung, der typischerweise zahlenmäßig mindestens 90% (zum Beispiel mindestens 95%, mindestens 97%, mindestens 99%, mindestens 99.5% oder mehr) des DLS Spektrums repräsentiert. Somit haben zahlenmäßig mindestens 90% der Partikel, die mittels DLS nachgewiesen wurden, den spezifischen durchschnittlichen Wert.
Interpretation von DLS Daten kann erschwert werden durch die Anwesenheit von sich „langsam verändernden" Komponenten, wie Staubpartikel oder durch das „Mischungs-Phänomen". Um solche Komplikationen zu vermeiden, sind IL-2 Mischungen der Erfindung, vor der DLS Analyse bevorzugt frei von Partikeln mit einem Durchmesser von mehr als ungefähr 1 μm (zum Beispiel staubfrei), und dies kann durch die BeVerwendung geeigneter Filter, zum Beispiel 0,22μm Filter, erreicht werden. Die Mischung sollte vor der DLS Messung gut gemischt sein. Wenn die DLS Messung sich „langsam verändernden" Komponenten in der Mischung aufweist, sollte die Messung verworfen, und mit einer neuen Probe wiederholt werden.
Das Interleukin-2
IL-2 ist ein wohlbekanntes Protein und Produkte dieser Erfindung betreffen jede brauchbare Form des IL-2. IL-2 wird gewöhnlich humanen Ursprungs sein, oder es wird sich um Derivate handeln, die im Menschen ihre biologische Aktivität behalten.
IL-2 wird natürlicherweise im Menschen als ein Vorläufer-Protein translatiert (zum Beispiel das 153-mer das in der GenBank unter der Accession Numbers NP 000577.2 beschrieben wird). Der Vorläufer wird gespalten (zum Beispiel hinter Ser-20 in NP 000577.2) und ergibt ein matures Produkt mit einem N-terminalen Alanin (SEQ ID NO: 4).
Wenn IL-2 in E.coli exprimiert wird, ist es üblich das natürliche Signalpeptid durch ein einzelnes N-terminales Methionin zu ersetzen (zum Beispiel SEQ ID NOS:3 und 4). Während der Expression wird dieses Methionin ohne weitere Eingriffe abgespalten, und es entsteht ein natürlicher humaner N-terminaler Alaninrest (zum Beispiel wird SEQ ID NOS:3 in SEQ ID NOS:1 konvertiert).
Dem IL-2 in PROLEUKIN^TM fehlt der natürliche Ala-1-Rest. Das Fehlen des normalen N-terminalen Alanins bedeutet, dass das IL-2 in PROLEUKIN^TM formell als „Des-alanyl-1-Form von IL-2" bezeichnet wird. Die „Des-alanyl-1-Form von IL-2" wird für die Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen bevorzugt.
Das IL-2 in PROLEUKIN^TM ist weiterhin so gestaltet, dass es 2 interne Cystein-Reste hat, anstelle der natürlich vorkommenden drei. Dies reduziert die Anzahl der möglichen Paarungen der Cystein-Reste (und damit die Bildung intramolekularer Disulfid-Brücken) von drei auf eine [46], und verbessert die Ergebnisse der Protein-Faltung und Lagerstabilität. Der Austausch eines Serin-Restes anstelle des natürlichen Cys-125-Restes [44] bedeutet, dass das IL-2 in PROLEUKIN^TM formell als eine „Serin-125-Form von IL-2" bezeichnet wird. Serin-125-Formen von IL-2 werden bevorzugt für die Erfindung benutzt. Die dreidimensionale Kristallstruktur der Ser-125-Form des humanen IL-2, exprimiert in E.coli, ist in der Struktur Datenbank unter der Accession '3INK' verfügbar.
Weitere Austausche innerhalb der IL-2 Aminosäurensequenz können vorgenommen werden, speziell solche die konservativ sind. Das heißt solche, die innerhalb einer Aminosäurenfamilie stattfinden, die in der Struktur ihrer Seitenketten ähnlich sind. Aminosäuren können in vier Familien unterteilt werden: (1) saure – Aspartat, Glutamat; (2) basische – Lysin, Arginin, Histidin; (3) nicht-polare – Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin, Prolin, Phenylalanin, Methionin, Tryptophan; (4) ungeladene polare – Glycin, Asparagin, Glutamin, Cystein, Serin, Threonin, Tyrosin. Phenylalanin, Tryptophan, und Tyrosin werden manchmal als die Familie der aromatischen Aminosäuren beschrieben. Es kann zum Beispiel mit einiger Sicherheit vorhergesagt werden, dass isoliertes Ersetzen von Leucin mit Isoleucin oder Valin, von Aspartat mit Glutamat, von Threonin mit Serin, oder ähnliche konservative Auswechslungen einer Aminosäure mit einer anderen strukturell verwandten Aminosäure keine großen Einflüsse auf die biologische Aktivität haben. Es ist für den Fachmann ein Leichtes, auf Grund von natürlichen Variationen, Abgleichen von aktiven Formen des Proteins etc., Bereiche des IL-2 festzustellen die Veränderungen tolerieren können, und veränderte Proteine können auf ihre biologische Aktivität hin getestet werden, zum Beispiel mit Hilfe von Standard 86/504.
Anleitung zum Auffinden von Regionen des IL-2 Proteins die verändert werden können, zum Beispiel durch Aminosäurenaustausche, Deletionen oder Insertionen können auch im Stand der Technik gefunden werden (zum Beispiel Struktur-/Funktions-Zusammenhänge und/oder Bindungsstudien); beispielsweise in Zitaten 45 bis 52, etc. Zitat 53 offenbart eine Vielfalt von IL-2-Mutationen einschließlich: Asn-26-Gln; Trp-121-Phe; Entfernung aller Aminosäuren, die auf Arg-120 folgen; und die Met-1-Formen hiervon. Zitat 44 offenbart IL-2 mit Deletionen und Austauschen von Cys-125, mit oder ohne N-terminales Ala. Zitat 54 offenbart Austausche oder Deletionen von Aminosäuren einschließlich Aminosäure Nummer 2, 3, 4,5, 6, 104 und 125. Met-104 wird leicht oxidiert, von daher können Mutationen dieser Aminosäure (zum Beispiel Austausch mit Glu, Val, Ala, etc.) die Stabilität erhöhen [55]. Zitat 56 offenbart IL-2 den Austausch von Asp-20 (mit His oder Ile), von Asn-88 (mit Arg, Gly, oder Ile), und/oder von Gln-126 (mit Leu oder Glu), welche nachgewiesenermaßen weniger toxisch sind und eine erhöhte Affinität für den IL-2 Rezeptor aufweisen. Zitat 57 offenbart den Austausch von Arg-38-Ala und Phe-42-Lys mit der Absicht die Toxizität während einer Immunotherepie zu verringern. Zitat 58 offenbart die Mutation der natürlichen Xaal-Asp-Xaa2 Tripeptid-Sequenz, wobei Xaal entweder Leu, Ile, Gly oder Val ist, und Xaa2 entweder Val, Leu oder Ser ist, um ein Austreten der Substanz durch das vaskuläre System zu verringern. Zitat 59 offenbart Peptide mit einem N-terminalen Methionin das mit den ersten 30 Aminosäuren des IL-2 verbunden wird, eventuell gekoppelt mit einem Asp-20-Lys Austausch, von denen behauptet wird, dass sie Il-2-ähnliche Aktivität behalten.
Andere beschriebene Veränderungen umfassen: T7A, T7D, T7R, KSL, K9A, K9D, K9R, K9S, K9V, K9W, T10K, T10N, Q11A, Q11R, Q11T, E15A, H16D, H16E, L19D, L19E, D20E, I24L, K32A, K32W, N33E, P34E, P34R, P34S, P34T, P34V, K35D, K351, K35L, K35M, K35N, K35P, K35Q, K35T, L36A, L36D, L36E, L36F, L36G, L36H, L361, L36K, L36M, L36N, L36P, L36R, L36S, L36W, L36Y, R38D, R38G, R38N, R38P, R38S, L40D, L40G, L40N, L40S, T41E, T41G, F42A, F42E, F42R, F42T, F42V, K43H, F44K, M461, E61K, E61M, E61R, E62T, E62Y, K64D, K64E, K64G, K64L, K64Q, K64R, P65D, P65E, P65F, P65G, P65H, P651, P65K, P65L, P65N, P65Q, P65R, P65S, P65T, P65V, P65W, P65Y, L66A, L66F, E67A, L72G, L72N, L72T, F78S, F78W, H79F, H79M, H79N, H79P, H79Q, H79S, H79V, L80E, L80F, L80G, L80K, L80N, L80R, L80T, L80V, L80W, L80Y, R81E, R81K, R81L, R81M, R81N, R81P, R81T, D84R, S87T, N88D, N88H, N88T, V91A, V91D, V91E, V91F, V91G, V91N, V91Q, V91W, L94A, L94I, L94T, L94V, L94Y, E95D, E95G, E95M, T102S, T102V, M104G, E106K, Y107H, Y107K, Y107L, Y107Q, Y107R, Y107T, E116G, N119Q, T123S, T123C, Q126I, und Q126V.
Biologisch aktive Variationen des IL-2 haben generell mindestens ungefähr 70%, (zum Beispiel ≥80%, ≥90%, ≥95%, ≥98%, ≥99%) Aminosäurensequenz-Identität mit der Aminosäurensequenz des Referenz IL-2 Polypeptidmoleküls, wie das oben beschriebene native humane IL-2. Eine Variante kann sich zum Beispiel in nur 1 – 15 Aminosäuren, 1 – 10 Aminosäuren, 6–10 Aminosäuren, 5 Aminosäuren, nur 4, 3, 2, oder sogar nur 1 Aminosäure unterscheiden.
C-terminale Verlängerungen des IL-2 sind ebenfalls beschrieben worden [60]. IL-2 das in der Erfindung gebraucht wird, hat bevorzugt keine solchen Verlängerungen am C-terminalen Ende.
Weitere Formen des IL-2, die benutzt werden können beinhalten nicht-humane Sequenzen von: Rhesusaffen (Mucucu mulatto; GenBank Accession P51498); Grüner Pavian (Papio anubis); GenBank Q865Y1); Halsband-Mangabe (Cercocebus torquatus atys; P46649); Javaneraffen (Macaca fascicularis; Q29615); Weißhandgibbon (Hylobates lar; ICGI2); Totenkopfaffen (Saimiri sciureus; Q8MKH2); Rind (Bos taurus; P05016 oder NP-851340; wobei die aktive Sequenz die Aminosäuren 24–158 der GenBank Accession No. NP-851340 umfaßt); Wasserbüffel (Bubalus bubalis; Q95KP3); Pferd (Equus caballus; P37997); Ziege (Capra hircus; P36835); Schaf (Ovis aries; P19114); Hausschwein (Sus scrofu; P26891); Rothirsch (Cervus elaphus; P51747); Haushund (Canis familiaris; Q29416); Hauskatze (Felis catus; 407885); Kaninchen (Oryctolagus cuniculus; 077620); Schwertwal (Orcinus orca; 097513); Nördlicher See-Elefant (Mirounga angustirostris; 062641); Hausmaus (Mus musculus; N P–032392); Iberische Hausmaus (Mus spretus; 408867); Wanderratte (Rattus norvegicus; P17108); Mongolische Wüstenrennmaus (Meriones unguiculatus; Q08081). Jede variierende Form, die in diesen GenBank Einträgen enthalten ist, kann ebenfalls genutzt werden. Diese GenBank Einträge beinhalten normalerweise die vollständigen Sequenzen, die, wie oben für die humane Sequenz beschrieben, Verfahreniert werden, um eine biologisch aktive Form zu ergeben, zum Beispiel durch Abtrennung der ersten 20 Aminosäuren.
Die „Des-alanyl-1, Serin-125 Formen des humanen IL-2" werden zur Verwendung in der Erfindung besonders bevorzugt. Die am meisten bevorzugte Form des IL-2 hat die 132-mer Aminosäurensequenz, wie sie in 2 dargestellt ist (SEQ ID NO: 1), und wie sie in PROLEUKINTM vorliegt. Mischungen sind bevorzugt frei IL-2 Formen, die nicht das N-terminale Ala aufweisen. Das in 2 dargestellte Protein kann exprimiert werden, wenn die Nukleinsäuresequenz zugrunde gelegt wird, die in 4 (SEQ ID NO: 2) dargestellt ist, nach Abtrennung des translatierten N-terminalen Methionins.
Das IL-2 in dem PROLEUKINTM Produkt ist nicht glykosyliert, dies ist eine Folge der Expression in dem E.coli System. Nicht glykosyliertes IL-2 wird für die Verwendung mit der Erfindung bevorzugt genutzt.
Verfahren zum Nachweis der Anwesenheit von IL-2 in einer Mischung und zur Quantifizierung sind im Stand der Technik bekannt. Immunologischer Nachweis, unter Verwendung von anti-IL-2 Antikörpern (zum Beispiel ELISA) ist die gebräuchlichste Nachweismethode, und diese Methoden können auch quantitativ eingesetzt werden. Andere quantitative Methoden beinhalten Aminosäure-Analyse, Lowry-Proteinbestimmung unter Verwendung eines anerkannten Proteinstandards, HPLC-Analyse und intrinsische Ultraviolett Absorptionsmessungen.
Die Standard Maßeinheit für IL-2 ist die Internationale Einheit (IU) die nicht auf der Masse an Protein, sondern auf der Aktivität in einem biologischen Test basiert. Gemäß Standard 86/504 ist 1 IU die Menge an IL-2 die 50% der maximalen Proliferation einer anerkannt IL-2 abhängigen Ziellinie [61 ] CTLL-2 produziert. Quantifizierung der IL-2 Aktivität in anderen Präparaten wird durch den Vergleich von Dosis-Wirkungs-Kurven der Präparate mit vorhandenen Standards (zum Beispiel die WHO IL-2 Standard Ampulle, die nach Rekonstitution, 100 IU/ml enthält) erzielt, wobei eine Analyse paralleler Linien vorgenommen wird, oder Computer-Programme wie das ALLFIT Programm [62, 63] eingesetzt werden. In der Praxis, ist es möglich, wenn die Herstellung standardisiert ist, eine Konversion zwischen Substanzgewicht und IU durchzuführen. Für das PROLEUKIN^TM Produkt, zum Beispiel, ist die Konversion wie folgt: 1,1 mg IL-2 entspricht 18×10⁶ IU.
Aktivität kann in spezifische Aktivität umgerechnet werden (das heißt Aktivität pro Masseneinheit IL-2, zum Beispiel IU/mg) indem die Aktivität durch die Masse des vorhandenen IL-2 geteilt wird. Eine bevorzugte Formulierung der Erfindung hat eine spezifische Aktivität zwischen 16 und 17 MIU/mg.
Pharmazeutische Zusammensetzungen
Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ergibt IL-2/SDS Mikroaggregate die für die pharmazeutische Verwendung beim Menschen geeignet sind, und somit stellt die Erfindung eine pharmazeutische Zusammensetzung zur Verfügung, die aus den IL-2/SDS Mikroaggregaten der Erfindung besteht. Anstatt die Mikroaggregate direkt nach der Diafiltration zu benutzen werden sie typischerweise formuliert bevor sie den Patienten verabreicht werden.
Zum Beispiel, können die Mikroaggregate verdünnt werden um eine Standardkonzentration zu erhalten, und gleichzeitig die IL-2/SDS Relation aufrechtzuerhalten. Typischerweise wird eine Verdünnung vorgenommen die in einer IL-2 Konzentration von ungefähr 1,1mg/ml resultiert.
Die Mikroaggregate können (zum Beispiel nach der Verdünnung) mit Stabilisatoren gemischt werden, insbesondere wenn sie lyophilisiert werden sollen. Die Zugabe von Zuckern (zum Beispiel Saccharose, Trehalose) ist gebräuchlich, um Stabilität während der Lyophilisierung zu gewährleisten, und ein bevorzugter Stabilisator ist Mannit. Dieser Zucker-Alkohol kann bis zu einer Endkonzentration zwischen 40 und 50 (zum Beispiel ungefähr 45,5) mg Mannit pro mg IL-2 (50mg für 1,1mg IL-2) zugegeben werden. Humanes Serumalbumin (bevorzugt rekombinant) kann auch als Stabilisator zugegeben werden. Mischungen von Zuckern können auch benutzt werden, zum Beispiel Saccharose & Mannit, Trehalose & Mannit, etc.
Puffer können zu der Mikroaggregat-Zusammensetzung hinzugefügt werden, zum Beispiel ein Tris-Puffer, ein Histidin-Puffer, ein Glycin-Puffer, oder bevorzugt ein Phosphat-Puffer (der zum Beispiel Natriumdihydrogenphosphat und Dinatriumhydrogenphosphat enthält). Zugabe von Puffer, um einen pH-Wert zwischen 7,2 und 7,8 zu erhalten, ist bevorzugt, und insbesondere ein pH-Wert von ca. 7,5.
Zusammensetzungen, die Mikroaggregate enthalten, können sterilisiert werden, typischerweise durch Filtersterilisation, zum Beispiel durch einen 0,22μm Filter. Dies kann nach Filtration durch einen Filter größerer Porenweite erfolgen.
Wässrige Zusammensetzungen, die Mikroaggregate enthalten, können direkt in Spritzen verpackt werden, fertig zur Injektion,. Sie können auch in Zerstäuber, fertig zur Inhalation verpackt werden.
Wässrige Zusammensetzungen, die Mikroaggregate enthalten, können vor der Distribution lyophilisiert werden. Wässriges oder lyophilisiertes Material kann in Behälter (zum Beispiel Phiolen) verpackt werden, diese können dann hermetisch verschlossen werden. Die Lyophilisierung wird typischerweise in den Phiolen durchgeführt und diese werden nach der Lyophilisierung verschlossen. Lyophilisiertes Material, das 22×10⁶ IU IL-2 entspricht kann in eine einzelne Phiole als eine einzelne Dosis für die Rekonstitution in einem Endvolumen von ungefähr 1,1ml verpackt werden, und ergibt dann ungefähr 18×10⁶ IU/ml. Bruchteile hiervon (zum Beispiel ½, 1/3, ¼, 1/5, 1/8) können ebenfalls als einzelne Dosen verpackt werden. Insbesondere Einheiten mit Dosen von ungefähr 9×10⁶ IU, ungefähr 4,5×10⁶ IU und ungefähr 14×10⁶ IU können benutzt werden.
Für die Rekonstitution nach der Lyophisierung, kann „steriles Wasser zur Injektion" benutzt werden. Es ist auch möglich, den lyophilisierten Kuchen mit einer wässrigen Zusammensetzung, die humanes Serumalbumin (bevorzugt rekombinantes) enthält, zu rekonstituieren. Rekonstitution in ein wässriges Volumen zwischen 1,0 und 1,2 ml wird bevorzugt (das heißt IL-2 kann so verdünnt werden, dass es dieselbe Konzentration hat wie vor der Lyophilisierung) Dieses rekonstituierte Material kann dann für intravenöse Infusionen steril in größere Flüssigkeitsvolumina verdünnt werden, zum Beispiel in ca. 50ml einer D5W Lösung (5% „Dextrose zur Injektion"). Spezifische Trübung bleibt während der DSW Verdünnung im wesentlichen konstant, bis die IL-2 Konzentration unter etwa 0,1mg/ml fällt. Verdünnungen können in verschiedenen Behältern angesetzt werden, zum Beispiel Glasflaschen, Plastikbeuteln (zum Beispiel Polyvinylchlorid), etc. Verdünnungen auf eine Endkonzentration von IL-2 außerhalb eines Bereiches von 30–70μg/ml sollten vermieden werden. Bedingungen, die Veränderungen in der Mikroaggregation hervorrufen, sollten vermieden werden, zum Beispiel Rekonstitution mit „bakteriostatischem Wasser zur Injektion" oder mit ,,0.9% Natriumchlorid zur Injektion".
Eine erste bevorzugte pharmazeutische Zusammensetzung ist daher eine wässrige Zusammensetzung mit einem pH von etwa 7,5, die 1,1mg/ml IL-2; 0,18mg SDS; 50mg/ml Mannit und Phosphatpuffer enthält, wobei IL-2 und SDS Mikroaggregate bilden, in denen die durchschnittliche Anzahl an IL-2 Molekülen pro Aggregat zwischen 10 und 50 liegt. Diese Zusammensetzungen können von lyophilisiertem Material rekonstituiert werden.
Eine zweite bevorzugte pharmazeutische Zusammensetzung ist das Produkt, das entsteht wenn die erste bevorzugte pharmazeutische Zusammensetzung in eine DSW Lösung verdünnt wird.
Bevorzugte Zusammensetzungen sind frei von Konservierungsstoffen, Antibiotika, sowie anderen Proteinen als IL-2 (einschließlich HSA), das heißt diese Materialien sind nicht nachweisbar.
Pharmazeutische Verfahren und Verwendungen
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung ermöglicht ein Verfahren zur Behandlung von Patienten und die Verabreichung einer pharmazeutischen Zusammensetzung gemäß der Erfindung an den Patienten. Der Patient ist bevorzugt ein Mensch, er kann ein Kind sein (zum Beispiel ein Kleinkind oder ein Säugling), ein Teenager oder ein Erwachsener, wird aber im allgemeinen ein Erwachsener sein.
Die Erfindung stellt auch SDS/IL-2 Mikroaggregate der Erfindung zur Verfügung, um sie als Medikament zu benutzen.
Die Erfindung ermöglicht auch die Verwendung der Mikroaggregate der Erfindung in der Herstellung von Medikamenten zur Behandlung von Patienten.
Diese Anwendungen, Verfahren und Medikamente sind bevorzugt für die Behandlung von Krebserkrankungen, insbesondere solche mit soliden Tumoren, wie Nierenzell-Karzinom, oder Melanom, oder Krebse, die Metastasen gebildet haben. Diese Anwendungen, Verfahren und Medikamente sind auch geeignet für die Behandlung von Patienten, die eine Organtransplantation hinter sich haben, oder die für eine vorbereitet sind. Diese Anwendungen, Verfahren und Medikamente können auch zur Behandlung von Patienten eingesetzt werden, die mit HIV infiziert sind, einschließlich solcher mit oder ohne AIDS.
Patienten, die mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung behandelt werden können, sind deshalb als krebskrank diagnostiziert worden. Patienten, die jedoch nicht mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung behandelt werden sollten, können Patienten beinhalten, die (1) einer Überempfindlichkeit gegen IL-2 oder jeden anderen Bestandteil der pharmazeutischen Zusammensetzung aufweisen; (2) Patienten mit einem Status der ECOG (Eastern Cooproation Oncology Group) ≥2; (3) Patienten mit einem gleichzeitigen Status der ECOG >1 und mehr als einem Organ mit Metastasenbildung und einem Zeitraum < 24 Monaten zwischen der ursprünglichen Diagnose des Ausgangstumors und dem Zeitpunkt zu dem der Patient für die IL-2 Behandlung evaluiert wurde; (4) Patienten mit einer einschlägigen Krankheitsgeschichte von, oder gegenwärtigen Anzeichen von schweren Herzkrankheiten; (5) Patienten mit Hinweisen auf aktive Infektion, die eine Antibiotikabehandlung erfordert; (6) Patienten mit einem PaO₂ < 60mm Hg in der Ruhephase; (7) Patienten mit schon existierender schwerer Organdysfunktion, und (8) Patienten mit Metastasen im Zentralnervensystem oder Epilepsie, mit der Ausnahme von Patienten mit erfolgreich behandelten Gehirn-Metastasen.
Verfahren zur Bestimmung der Effizienz von therapeutischen IL-2 Behandlungen sind im Stand der Technik bekannt.
Die Halbwertszeit-Kurven von IL-2 im humanen Serum nach intravenöser Bolus-Verabreichung oder Infusion kann als bi-exponential beschrieben werden. Für einen Bolus beträgt die T½α 8 Minuten und die T½β 88 Minuten; für eine Infusion, beträgt die T½α 15 Minuten und die T½β 96 Minuten. Beobachtete Serumwerte sind proportional zur IL-2 Dosis.
Charakteristika der gebräuchlichen Medikamente sind oben in dem Kapitel „Pharmazeutische Zusammensetzungen" beschrieben worden. Diese Zusammensetzungen werden im allgemeinen direkt an einen Patienten verabreicht. Direkte Zuführung kann durch parenterale Injektion (zum Beispiel intravenös, subkutan, intraproitonial, intramuskulär, oder in die interstitiellen Zwischenräume eines Gewebes) erfolgen, oder durch rektale, orale, vaginale, topikale, transdermale, intranasale, Okulare, aurale, pulmonare oder durch andere mukosale Verabreichung. Im allgemeinen wird jedoch IL-2 mittels intravenöser Injektion verabreicht (zum Beispiel kontinuierliche Infusion, oder Bolus) oder durch subkutane Injektion (zum Beispiel kontinuierliche Infusion, oder Bolus).
IL-2 Dosierung ist gewöhnlich abhängig von der Körpergröße des Patienten, gemessen entweder in Körpergewicht (kg) oder in Körperoberfläche („body specific area", BSA; gemessen in m²; gemessen oder abgeschätzt aus einer Kombination der Größe und des Gewichts des Patienten). Obwohl es keine exakte Umrechnung von Gewicht- auf BSA-Dosierung gibt, gibt es eine gute Näherung: für eine Proson mit durchschnittlichem Gewicht und Größe (50% für jeden Parameter), sind 25000 IU/kg = 1 MIU/m².
Die Behandlung kann als Einzeldosis oder als eine Mehrfachdosis erfolgen. Dosen können als Bolus oder als Infusion verabreicht werden. Ein typisches Behandlungsschema für IL-2 ist die Verabreichung von 18×10⁶ IU pro m² pro 24 Stunden als eine kontinuierliche Infusion für 5 Tage, gefolgt von 2–6 Tagen ohne die Verabreichung von IL-2, dann eine erneute 5-tägige intravenöse IL-2 Behandlung, wie zuvor verabreicht als kontinuierliche Infusion und dann 3 Wochen ohne die Verabreichung von IL-2. Dies ist ein einzelner „Induktionszyklus" für IL-2. Nach der 3-wöchigen Ruheproiode des ersten Zyklus, kann ein zweiter Induktionszyklus beginnen. Bis zu vier „Aufrechterhaltungszyklen" können mit 4-wöchigen Intervallen an Patienten verabreicht werden, die ansprechen oder eine Krankheitsstabilisierung zeigen. Sollte ein Patient diese Dosierungsverordnung jedoch nicht tolerieren können, sollte die Dosis reduziert oder die Verabreichung unterbrochen werden, bis sich die Toxizität gemildert hat. Eine andere Behandlungsverordnung für IL-2 ist die Verabreichung von 6×10⁵ IU pro kg mittels intravenösen Bolus alle 8 Stunden für 14 Dosen über 5 Tage, gefolgt von einer zweiten Behandlung nach einer 9-tägigen Ruheproiode.
Bevorzugte Verabreichungen beinhalten: intravenöse Infusion zur Behandlung von metastasenbildendem Nierenzell-Karzinom; intravenöse Infusion zur Behandlung von metastasenbildendem Melanom; subkutaner Bolus zur Behandlung von metastasenbildendem Nierenzell-Karzinom; subkutane Infusion zur Behandlung von metastasenbildendem Nierenzell-Karzinom; pulmonale Verabreichung mittels Inhalation zur Behandlung von metastasenbildendem Nierenzell-Karzinom mit Lungenmetastasen.
Kombinationstherapien
IL-2 Mikroaggregate der Erfindung können als aktive Bestandteile von pharmazeutischen Substanzen benutzt werden. Solche pharmazeutischen Substanzen können alleine benutzt werden um Patienten zu behandeln, oder sie können in Verbindung mit anderen aktiven Bestandteilen benutzt werden. Normalerweise wird IL-2 nicht vor der Verabreichung mit anderen aktiven Substanzen gemischt, statt dessen werden das IL-2 und der andere aktive Bestandteil als einzelne unabhängige Medikamente in einem kombinierten Protokoll verabreicht. Kombinationstherapie ist besonders geeignet zur Behandlung von Krebserkrankungen, besonders solchen die bösartig oder metastasenbildend sind.
Somit betrifft die Erfindung (a) IL-2 Mikroaggregate der Erfindung und (b) einen zweiten pharmazeutischer Wirkstoff zur simultanen, getrennten Verabreichung oder zur aufeinanderfolgender Verabreichung.
Die Erfindung betrifft weiterhin, ein pharmazeutisches Präparat oder System, umfassen (a) einen ersten pharmazeutischen Wirkstoff, der IL-2 Mikroaggregate der Erfindung umfasst, und (b) einen zweiten pharmazeutischen Wirkstoff, worin der besagte erste oder zweite Wirkstoff entweder eine Beimischung oder eine separate Zusammensetzung darstellen, zum Beispiel zur simultanen, getrennten Verabreichung oder zur aufeinanderfolgender Verabreichung.
Die Erfindung betrifft ferner Kits, umfassend: (a) einen ersten pharmazeutischen Wirkstoff, welcher IL-2 Mikroaggregate der Erfindung umfasst, und (b) einen zweiten pharmazeutischen Wirkstoff.
Die Erfindung ermöglicht daher die Verwendung von (a) IL-2 Mikroaggregaten der Erfindung und (b) einen zweiten pharmazeutischen Wirkstoff, in der Herstellung eines Kombinationsmedikamentes.
Die Erfindung ermöglicht ferner die Verwendung von IL-2 Mikroaggregaten der Erfindung in der Herstellung eines Medikamentes, worin das Medikament für die Verabreichung an Patienten genutzt wird, die mit einem zweiten pharmazeutischen Wirkstoff vorbehandelt worden sind. In ähnlichem Sinne ermöglicht die Erfindung die Verwendung eines zweiten pharmazeutischen Wirkstoffes in der Herstellung eines Medikamentes, worin das Medikament für die Verabreichung an Patienten, die mit IL-2 Mikroaggregaten der Erfindung vorbehandelt worden sind, genutzt wird. Die „Vorbehandlung" kann kürzlich (zum Beispiel innerhalb von 24 vor der Verabreichung des besagten Medikamentes), intermediär (zum Beispiel mehr als 24 Stunden aber nicht länger als 4 Wochen), mehr entfernt (zum Beispiel mindestens 4 Wochen früher), sehr entfernt (zum Beispiel mindestens 6 Monate früher) erfolgt sein, wobei sich diese Zeitangaben auf die letzte Vorbehandlungsdosis beziehen. Der Patient kann unempfänglich für die Behandlung mit dem pharmazeutischen Wirkstoff sein, der während der Vorbehandlung verabreicht wurde.
Die Erfindung ermöglicht ferner die Verwendung von IL-2 Mikroaggregaten der Erfindung, zur Herstellung eines Medikamentes, worin das Medikament gemeinsam mit einem zweiten pharmazeutischen Wirkstoff verabreicht wird. In ähnlichem Sinne ermöglicht die Erfindung die Verwendung eines zweiten pharmazeutischen Wirkstoff in der Herstellung eines Medikamentes, worin das Medikament gemeinsam mit IL-2 Mikroaggregaten der Erfindung verabreicht wird. Die zwei Wirkstoffe werden bevorzugt innerhalb von 4 Stunden verabreicht.
Bevorzugte zweite pharmazeutische Wirkstoffe sind aus der folgenden Tabelle ausgewählt worden. Diese beinhaltet auch Details der Bedingungen unter denen die Kombinationstherapie zur Behandlung eingesetzt werden kann (und wo angezeigt, grundlegende Details wie die Kombinationstherapie verabreicht werden kann):
Wenn der zweite Wirkstoff ein Antikörper ist, ist es bevorzugt ein monoklonaler Antikörper, besonders bevorzugt ein humanisierter oder ein humaner Antikörper. Antikörper werden gewöhnlich als Injektion verabreicht, zum Beispiel subkutan oder intravenös. Antikörper können an andere aktive Wirkstoffe zum Beispiel Tiuxetan, Ozogamicin, oder Radionuclide, ¹³¹I, etc., gebunden sein, im speziellen zur Behandlung von Krebserkrankungen.
Im allgemeinen, kann der Zweite Wirkstoff ein Antikörper sein, der ADCC (Antikörper-abhängige zelluläre Zelltoxizität) aufweist. Auf IL-2 basierende Kombinationstherapie ist erfolgreicher in der Behandlung von Krebserkrankungen zusammen mit Antikörpern die ADCC vermitteln, als mit Wirkstoffen, die Krebs behandeln durch Inhibition von Vaskularisierung, oder durch Veränderung der Zellzyklus-Signaltransduktion.
Definitionen
Der Ausdruck „enthaltend" (bzw. „enthält") erfasst „als Bestandteil enthalten" ebenso wie „bestehen aus", z.B: eine Mischung „enthaltend" X kann ausschließlich aus X bestehen, oder kann etwas Zusätzliches enthalten, z.B. X + Y.
Der Ausdruck „etwa" (bzw. „ca.") in Zusammenhang mit einem numerischen wert x bedeutet z.B. x ± 10%. Wo erforderlich, kann der Ausdruck „etwa" (bzw. „ca." ) weggelassen werden.
Der Ausdruck „im wesentlichen" schließt „vollständig" nicht aus, z.B. eine Mischung die „im wesentlichen" frei von Y ist, kann vollständig frei von Y sein. Wo erforderlich, kann der Ausdruck „im wesentlichen" weggelassen werden.
Prozent Sequenzidentität kann mittels des "Smith-Waterman homology search" Algorithmus bestimmt werden, unter Verwendung einer "affine gap search" mit dem Wert 12 für eine "gap open penalty" und dem Wert 2 für eine "gap extension penalty", sowie 62 für "BLOSUM matrix". Der "Smith-Waterman homology search" Algorithmus wird in Zitat 64 gelehrt.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 zeigt den Anstieg der Spezifischen Trübung (τ) wenn SDS im Verlauf der Diafiltration entfernt wird.
2 und 3 zeigen die Aminosäurensequenz von IL-2 in dem PROLEUKIN^TM Produkt (SEQ ID NO: 1). Der Sequenz (i) fehlt das N-terminale Methionin der SEQ ID NO: 3, (ii) fehlt der Alaninrest der sich am N-terininalen Ende des vollentwickelten humanen IL-2, wie in SEQ ID NO:4 dargestellt, befindet, und (iii) hat einen Serin-Rest im Austausch für den Cys-125-Rest, wie in SEQ ID NO: 4 dargestellt.
4 zeigt eine Nukleinsäuresequenz, womit die in 2 dargestellte Sequenz (SEQ ID NO: 2, die das Start- und Stop-Codon beinhaltet, und die in als SEQ ID NO: 3 vor der Abspaltung des N-terminalen Methionin) kodiert wird. Die Zahlen auf der linken Seite bezeichnen die erste Base in jeder Reihe, gezählt vom 5' Ende des (+) DNA Stranges des IL-2 Gens. Zahlen unter der Aminosäurensequenz bezeichnen Aminosäure-Nummern, gezählt vom N-terminus des nativen humanen IL-2. Pfeile bezeichnen Nukleotidunterschiede, in Relation zum humanen IL-2 (zum Beispiel die Unterschiede zwischen den SEQ ID NO: 2 und 5).
5 zeigt die spezifische Trübung (τ, cm²/g) von sieben Proben mit verschiedene SDS-Konzentrationen μg SDS pro mg IL-2) die für pharmakokinetische Tests gebraucht wurden, und
6 zeigt den Anteil des totalen IL-2, der durch Zentrifugation aus diesen sieben Proben pelletiert werden konnte.
7 zeigt die Plasma-Bioaktivität von sechs der sieben Proben. 8 vergleicht die 160μg/mg und die 15μg/mg Proben. 9 ist eine Kombination der 7 und 8. X-Achsen zeigen die Zeit (Stunden) nach der Injektion; Y-Achsen zeigen die Plasma-Bioaktivität (ng/ml).
10 zeigt τ (cm²/g) gegen die SDS-Konzentration (mg/μg) während der Diafiltration und in
11 wurde τ in MW (kDa) konvertiert.
12 zeigt die Abnahme der SDS-Konzentration während der Diafiltration
13 kombiniert die Trübungsergebnisse aus 10 mit den SDS-Entfernungsprofilen aus 12.
14 zeigt den Einfluss der Lyophilisierung auf τ (cm²/g). Die Quadrate repräsentieren Werte vor der Lyophilisierung und Kreise repräsentieren Werte nach der Lyophilisierung. Die X-Achse zeigt die SDS-Konzentration der Probe (μg/mg).
15 zeigt die Bioaktivität der IL-2 Mikroaggregate, vor und nach Verdünnung mit Serum, und einen Vergleich mit monomerem IL-2.
16 und 17 zeigen Dynamische Lichtstreuungsspektren der IL-2 Mikroaggregate. 16 zeigt die Verteilung der Masse der Lösungskomponenten, und 17 die zahlenmäßige Verteilung.
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG DER ERFINDUNGSGEMÄßEN ZUSAMMENSETZUNG
1/Herstellung der IL-2 Mikroaggregate
E.coli die mit einem Plasmid transformiert wurden, das die in 4 dargestellte Nukleotidsequenz enthält, wurden unter Standardbedingungen kultiviert, so dass ein IL-2 Protein mit der in 2 dargestellten Sequenz exprimiert wurde. Am Ende der Kultivierung lag das IL-2 hauptsächlich in der Form von „Inclusion Bodies" vor.
Erste Rückgewinnungsschritte beinhalteten Konzentrierung, Zellzerstörung, Diafiltration, Inaktivierung, Disprogierung („redisruption") und Auflösung in Saccharose. Konzentrierung der geernteten Zellen erfolgte durch den Gebrauch von „Crossflow-Filtern", mit dem Ziel das Arbeitsvolumen etwa um das 5-fache zu reduzieren. Die Zellen wurden mittels Homogenisierung zerstört um die Isolation der IL-2 „Inclusion Bodies" zu gewährleisten. Die im Fermentationsmedium enthaltenen Salze wurden mittels Diafiltration entfernt und die Wirtsbakterien in der diafiltrierten Lösung wurden durch Zugabe von Alkohol getötet. Nach der Alkoholbehandlung wurden die Zellen mittels Homogenisierung zerstört. Saccharose wurde zugegeben um eine Lösung höherer Dicht zu erhalten, um die Trennung der IL-2 Inclusion Bodies von Zelltrümmern während der Zentrifugation zu ermöglichen. Die IL-2-Partikel enthaltende Paste wurde mittels Zentrifugation gesammelt, aliquotiert und bei –70°C, oder kälter, bis zur Weiterverarbeitung gelagert.
Die IL-2-Partikel enthaltende Paste wurde mit SDS gelöst und mit Dithiothreit (DTT) reduziert, um die monomere Form des löslichen IL-2 ohne Disulfid-Bindungen zu erhalten. Dieser Verfahrensschritt wurde durchgeführt um die Ausbeute in der folgenden Chromatographie zur erhöhen.
Die monomere lösliche Form des IL-2 wurde mittels eines Verfahrenes gereinigt der Größen-Ausschluß-Chromatographie (SEC), Oxidation, Konzentrierung, RP-HPLC, Fällung und Zentrifugation beinhaltete. Der erste Chromatographie Schritt, die SEC, wurde durchgeführt um IL-2 von den Wirtsproteinen und Wirtsnukleinsäuren zu trennen. Die Fraktionen die das IL-2 enthielten wurden gesammelt und vereinigt. Das IL-2 wurde oxidiert, um die intramolekularen Disulfid-Bindung zu erhalten. Konzentrierung der IL-2 Lösung erfolgte mittels Ultrafiltration in der Absicht das Arbeitsvolumen zu reduzieren. Der zweite Chromatographieschritt, präparative RP-HPLC, wurde dürchgeführt um das IL-2 von bakteriellen Endotoxinen, Nukleinsäuren und Wirtsproteinen zu. trennen und um IL-2-Isoformen, inklusive oxidierter Formen, zu entfernen. Die IL-2 enthaltenden Fraktionen wurden gesammelt und vereinigt. Das IL-2 wurde durch Zugabe von Natriumhydroxid (NaOH) gefällt und mittels Zentrifugation gesammelt. Dieser Verfahrensschritt wurde durchgeführt um die Lösungsmittel, die während der RP-HPLC Reinigung benutzt wurden, zu entfernen. In diesem Stadium wird das Material als „HPLC-Paste" bezeichnet.
Die HPLC-Paste wurde dann unter Zugabe einer Lösung aus 0.05 M Na₂HPO₄ + 1% SDS gelöst. Wenn SDS in einer hinreichenden Konzentration zugegeben wird, beinhaltet die Zusammensetzung vorwiegend monomeres, gelöstes IL-2, jedoch kann auch ein kleiner Anteil oligomerisiertes IL-2 (das heißt kovalent verbundene IL-2 Moleküle in der Form von Oligomeren) während der Aufreinigung entstanden sein. Diese Oligomere wurden mittels Gelfiltration entfernt. Gelfiltration entfernt auch alle, von vorausgegangenen Schritten übriggebliebenen, organischen Lösungsmittel.
Da SDS giftig für die Zellen sein kann, wird es von dem gelösten IL-2 getrennt. Die Lösung wurde diafiltriert gegen einen 10 mM Natriumphosphat Puffer, pH 7,5, bis die SDS Werte ungefähr 160μg/mg IL-2 erreicht hatten. Mikroaggregate aus IL-2 und SDS beginnen sich bei etwa 500-600μg/mg zu bilden und ihrer Größe nimmt allmählich zu, je weiter der SDS Wert abnimmt und sich dem Ziel von 160μg/mg nähert (1). Diese SDS-Entfernung, die der Schlüssel zur Bildung der Mikroaggregate ist, ist der letzte Schritt in dem Verfahren zur Reinigung des IL-2, bevor es formuliert wird.
2/Formulierung von IL-2 Mikroaggregaten zur pharmazeutischen Verwendung
Die diafiltrierte SDS/IL-2 Mischung, die Mikroaggregate enthielt, wurde auf ihre Proteinkonzentration (mg/ml) untersucht, indem ihrer Absorption bei 280nm durch den IL-2 Extinktionskoeffizienten (0,79) geteilt wurde. Das Volumen der diafiltrierten IL-2 Lösung wurde ebenfalls bestimmt (ml). Die gesamte Menge an IL-2 Protein (mg) wurde berechnet indem das Volumen der diafiltrierten IL-2 Lösung mit der Proteinkonzentration multipliziert wurde. Das endgültige Arbeitsvolumen (ml) zur Formulierung wurde berechnet indem die Gesamtmenage des Proteins (in mg) mit dem Faktor 0,909 multipliziert wurden. Dieser Faktor berücksichtigt den Verlust an IL-2 während der Filtration.
Um das IL-2 während der Lyophilisation zu stabilisieren, wurde ein ¼ Volumen einer 20%igen Mannitlösung zugegeben, um eine Mannit-Endkonzentration von 5% (das heißt 50mg/ml) zu erhalten. Ein 10mM Natriumphosphat-Puffer, pH 7,5 wurde ebenfalls zugegeben, um das endgültige Arbeitsvolumen zu erreichen. Nachdem das Mannit und der Puffer zugegeben war, wurde die IL-2 Konzentration in der formulierten Lösung, durch Absorptionsmessung bei 280nm bestimmt.
Das Endresultat nach der Formulierung war eine „Bulk-Lösung" mit einem pH von 7,5, enthaltend: IL-2 mit einer Endkonzentration von 1,1 ± 0,05mg/ml; 0,18mg/ml SDS; 50mg/ml Mannit; 0,17mg/ml Natriumdihydrogenphosphat (monobasisch); und 0,89mg/ml Dinatriumhydrogenphosphat (dibasisch).
Die formulierte „Bulk-Lösung" wurde sterilfiltriert in einen sterilen „Bulk-Tank". Material wird aus diesem Tank in sterile Gefäße umgefüllt. 1,2 ml „Bulk-Lösung" wurde in jedes Gefäß gefüllt. Die Gefäße wurden dann in einen Lyophilisator gestellt und gefriergetrocknet. Stopfen wurden aufgesetzt und die Stopfen wurden verkapselt. Die Gefäße wurden dann etikettiert und verpackt.
3/ Wirkung von SDS-Konzentration auf Trübung
Bevor der bevorzugte Konzentrationsbereich für SDS erreicht wurde, wurde IL-2 gemäß der oben beschriebenen Methode präpariert, allerdings wurden große Proben (∼300mg IL-2) zu verschiedenen Stadien im Verlauf der Diafiltration für Trübungs-Untersuchungen entnommen, um die Wirkung von SDS auf IL-2-Aggregation zu etablieren.
12 zeigt die SDS-Konzentration während der Diafiltration des Ausgangsmaterials. Die Konzentrationsabnahme entspricht einer geraden Linie auf der logarithmischen Achse. Proben wurden bei den folgenden SDS-Konzentrationen entnommen (μg pro mg IL-2): 1195, 536, 351, 217, 173, 137, 123, 104 und 72.
Die IL-2-Reinheit war in allen Proben gleich (100% nach SDS-PAGE, >98.5% nach HPLC). Die Trübung wurde bei 488 nm gemessen und in absolute spezifische Trübung (τ) konvertiert, wie oben beschrieben, basierend auf der IL-2-Konzentration in der Probe. Ergebnisse sind in 10 gezeigt, und 13 kombiniert die Trübungs-Ergebnisse mit dem SDS-Entfernungs-Profil von 12.
Unterhalb von ca. 300μg/mg nimmt die Trübung langsam zu, und unterhalb von ca. 95μg/mg wird die Zunahme sehr steil.
Die τ Werte können zum scheinbaren Molekulargewicht konvertiert werden, entsprechend folgender Formel:
Das Ergebnis dieser Konversion für Prä-Lyophilisations-Proben ist in 11 gezeigt. Diese und andere Daten zeigen, dass ein MW entsprechend monomerem IL-2 oberhalb von ca. 600μg/mg gesehen wird, und das MW beginnt signifikant zu steigen wenn SDS unterhalb von ca. 300μg/mg ist, wobei die Zunahme sehr steil wird wenn SDS unterhalb von ca. 100μg/mg fällt.
Basierend auf dem MW von monomerem IL-2 (15.3 kDa für natives IL-2), kann das Molekulargewicht eines Aggregats in eine abgeleitete Zahl von IL-2-Monomere pro Aggregat konvertiert werden.
4/Lyophilisation und spezifsche Trübung
Während der Diafiltration zur SDS-Entfernung, wurden 15 ml Proben bei folgenden SDS-Konzentrationen entnommen: 1155; 840; 585; 400; 190; und 155 μg/mg IL-2. Die Trübung dieser Proben wurde bestimmt, vor und nach Herstellung der Formulierung (das heißt, nach Zugabe von Mannit, Phosphatpuffer, Lyophilisation und Rekonstitution). In beiden Fällen ging den Trübungs-Messungen eine Filtration durch einen 0,2μm Filter voraus, um jegliche große Aggregate zu entfernen.
14 zeigt die Wirkung der Lyophilisation auf τ (logarithmischer Maßstab) für diese Proben. Die Graphik zeigt, dass Lyophilisation die Mikroaggregate nicht zerstört, aber dass sie oft die spezifische Trübung leicht erhöhen kann (das heißt, die Aggregate werden größer), ohne die Abhängigkeit von der SDS-Konzentration zu beeinflussen. Diese Wirkung ist im allgemeinen klein innerhalb des bevorzugten SDS-Bereichs.
5/Dynamische Lichtstreuung
IL-2 Mikroaggregate wurden präpariert wie oben beschrieben, mit einer SDS-Konzentration von 160μg/mg, und wurden mittels DLS analysiert. Die Ergebnisse sind in 16 und 17 gezeigt. 16 zeigt die DLS Ergebnisse verteilt entsprechend der Masse der Lösungs-Komponenten, und 17 zeigt sie zahlenmäßig.
In 16, hat der Haupt-Peak einen mittleren hydrodynamischen Durchmesser von 12,7 nm, dieser repräsentiert 99,02% der Gesamtmasse. Es gibt auch einen Stromabwärts-Peak mit einem mittleren Durchmesser von 55,6 nm, dieser repräsentiert die fehlenden 0,98% der Masse. In
17 hat der Haupt-Peak einen mittleren hydrodynamischen Durchmesser von 11,7 nm, dies repräsentiert 99,99% der Gesamtzahl. Es gibt auch einen Stromabwärts-Peak mit einem mittleren Durchmesser von 53,7 nm, dies repräsentiert die fehlenden 0,01 % der Partikel.
6/ Vergleich von Mikroaggregaten vs. monomerem IL-2
Mikroaggregiertes IL-2 wurde in mehreren Tests mit monomerem IL-2 verglichen. IL-2 Mikroaggregate wurden präpariert, wie oben beschrieben. Für vergleichende Zwecke wurde IL-2 in einer monomeren Form präpariert, wobei Tween 80 als Detergens an Stelle von SDS benutzt wurde. Dieses Detergens bildet keine Mikroaggregate mit IL-2, aber das Detergens solubilisiert das IL-2 und ergibt ein bioaktives, monomeres Produkt.
Beide Formen von IL-2 wurden als bioaktiv bestätigt. Das aggregierte IL-2 hatte eine Aktivität von ca. 20MIU/mg. Nach Verdünnung mit Serum ex vivo, war die Aktivität etwas verringert. In beiden Fällen war die Aktivität etwas höher als die von monomerem IL-2 (15). Somit können die erfindungsgemäßen IL-2 Mikroaggregate dissoziieren um ein bioaktives Produkt zu ergeben, und die Bioaktivität ist äquivalent zu der von IL-2, das nicht aggregiert wurde.
Die in vivo Verteilung von radioaktiv markiertem IL-2 wurde nach intravenöser Verabreichung des Proteins verglichen, entweder in SDS-mikroaggregierter Form oder in monomerer Form. Die mikroaggregierte Form verteilte sich bevorzugt in Lunge, Leber und Niere, während das monomere Produkt fast zu 100% in die Niere verteilt wurde. Somit hat Mikroaggregation einen Einfluss auf die in vivo Verteilung.
Mikroaggregate und monomeres IL-2 wurden auch einem Tumor-Metastase-Modell verglichen. B16F10 Tumorzellen wurden intravenös in Mäuseschwänze injiziert, und 14 Tage später wurden die Lungen auf Tumore inspiziert. Behandelte Tiere erhielten IL-2 täglich an Tag 3–10. Die mediane Zahl von Lungenmetastasen an Tag 14 waren wie folgt:
Somit ist im Tumormodell die mikroaggregierte Form von IL-2 effektiver als die monomere Form, denn Metastasen können mit viel niedrigerer Dosis von IL-2 verhindert werden. Weil jedoch IL-2 selbst toxisch sein kann, sind die Daten nicht direkt vergleichbar, z.B. 10mg/kg IL-2 Mikroaggregate können ca. ½ einer Testpopulation töten. Der aussagekräftigste Vergleich ist daher die höchste nicht-lethale Dosis, also die 7.5mg/kg Dosis. Bei dieser äquitoxischen Dosis ist die mediane Zahl der beobachteten Metastasen mit Mikroaggregaten bei 4.5 (Bereich 1–18), verglichen mit 16 (Bereich 4–57) mit monomerem IL-2, mit einer statistisch signifikanten Differenz. Diese Differenz repräsentiert einen 3- bis 5-fach besseren therapeutischen Index für die mikroaggregierte Form von IL-2.
Weitere Studien mit diesem artifiziellen B16 Metastase-Modell zeigten, dass die SDS-Level im finalen Produkt scheinbar keinen Einfluss auf die Effizienz haben. Zum Beispiel, eine Mischung mit 160μg/mg an SDS ergab die gleiche Wirkung wie eine mit 181 μg/mg. Mit SDS im Bereich von 95–250μg/mg bleibt somit die Anti-Tumor-Aktivität optimal, während SDS-abhängige Toxizität vermieden wird.
7/Pharmakokinetische Wirkungen der finalen SDS-Konzentration
Wie oben gezeigt, steigt die Trübung von IL-2/SDS Mischungen wenn die SDS-Konzentration im Verlauf der Diafiltration sinkt. In einem pharmakokinetischen Test, wurde die Diafiltration weit über den typischen Zielwert von 160μg/mg hinaus ausgedehnt, bis hinunter auf 25μg/mg. Proben wurden in mehreren Stufen des DiafiltrationsVerfahrenes entnommen: 1090μg/mg; 200μg/mg; 160μg/mg; 125μg/mg; 95μg/mg; 65μg/mg; und 25μg/mg.
Alle Proben, mit Ausnahme der am stärksten verdünnten (25μg/mg) waren visuell klar, und 5 zeigt die spezifische Trübung (τ) der sieben Proben. Die Reduktion in r bei der niedrigsten Konzentration entspricht einer riesigen Zunahme der Proteinpräzipitation bei 25μg/mg, die für das Auge sichtbar war. 6 zeigt den Anteil an Gesamt-IL-2 welcher in den sieben Proben durch Zentrifugation pelletiert werden konnte, und eine starke Zunahme ist bei der niedrigsten SDS- Konzentration sichtbar, dagegen ist der Wert bei höheren Konzentrationen im wesentlichen konstant. Dieses präzipitierte Material wurde sedimentiert und verursachte deshalb keine Trübung, somit erklärt sich der niedrige r Wert in 5.
Im Gegensatz zur variablen Trübung und Präzipitation, war die Bioaktivität (IU) im wesentlichen konstant für die sieben Proben (ca. 19 IU/mg).
Zur Studie der Pharmakokinetik, wurden alle Proben, außer der am stärksten verdünnten, als Bolus in die Vene von Ratten injiziert (Triplikate pro SDS Dosis, 18 Ratten insgesamt) mit 0,2mg IL-2 pro kg Körpergewicht, basierend auf einer allometrischen Extrapolation der humanen Dosis. Blutproben wurden 1, 3, 5, 7.5, 10, 15, 20, 25, 30, 45 und 60 Minuten nach der Injektion entnommen und wurden auf IL-2 Bioaktivität getestet. 7 zeigt Plasma-Bioaktivität (ng/ml) dieser Proben. Zwischen 0,5 und 1 Stunde, entspricht die oberste Linie der 160μg/mg Dosis (∎), und die niedrigste Linie ist 65μg/mg (Δ), obgleich alle Linien sehr ähnlich sind.
In einer zweiten Studie wurde die Probe mit der höchsten Linie im ersten Experiment (160μg/mg) mit der am stärksten verdünnten (25μg/mg) verglichen. Die pharmakokinetischen Parameter der 160μg/mg Probe in der zweiten Studie entsprachen denen der ersten Studie. Während die Linien in 7 alle ähnlichen Verlauf zeigen, ergab hingegen die am stärksten verdünnte Probe sehr andersartige Ergebnisse (8). Die Clearance-Raten die aus den Kurven berechnet wurden, waren ∼30-fach verschieden: 12.7ml/min/kg für die 160μg/mg Dosis, und 362ml/min/kg für die 25μg/mg Dosis. Wenn die Ergebnisse beider Experimente verglichen werden, ist die am stärksten verdünnte Probe klar unterscheidbar von den anderen sechs Proben (9).
Somit hat der Aggregations-Status von IL-2 eine klare Wirkung auf dessen in vivo Pharmakokinetik.
8/Freies SDS
Die vorangehenden Experimente messen die Gesamtkonzentration an SDS in SDS/IL-2 Mischungen. Experimente wurden durchgeführt, um zu sehen wieviel des Gesamt-SDS mit IL-2 assoziiert war und wieviel frei in Lösung verbleibt.
Gefäße mit PROLEUKINTM Produkt wurden nach Vorschrift rekonstituiert und durch Centricon 10 Membranen (10kDa Ausschlußgrenze) ultrafiltriert; mittels zweier Zentrifugationsschritte, jeder bei 3000 Upm für 30 Minuten. Die Ausgangsprobe und das Filtrat wurden auf SDS- und IL-2-Mengen analysiert. SDS wurde mittels Acridin-Orange-Test [35] gemessen. Kurze Testbeschreibung: Entnahme von 0,5ml der Probe; Zugabe von 0,1ml von 1,75M NaHSO₄ Lösung; Zugabe von 0,1ml von 1% (w/v) Acridin-Orange-Lösung; Zugabe von 1,5ml Toluol; versiegeln; vortexen für 3 Minuten; Trennung von organischer und wässriger Phase z.B. durch Zentrifugation für 5 Minuten bei 3000Upm und bei Raumtemproatur; Messung der Extinktion der oberen organischen Phase bei 499nm. Proben können vor dem Test verdünnt werden (z.B. mit reinem Wasser), um sie in den Bereich einer Standardkurve zu bringen. Z.B. wenn die Standardkurve auf bekannten SDS-Konzentrationen von bis zu to 25μg/ml beruht, dann sollte die Probe verdünnt werden um die SDS-Konzentration in diesen Bereich zu bringen. Der Nullwert für den spektrophotometrischen Schritt sollte mit einem Standard bestimmt werden, der kein SDS enthält und in gleicher Weise behandelt wurde wie die experimentelle Probe.
Die Ergebnisse zeigten, dass IL-2 vollständig durch die Ultrafiltrationsmembranen zurückgehalten wurde (kein IL-2 im Filtrat nachweisbar), dagegen konnten ca. 35% des SDS durch die Membran passieren.
Es ist zu verstehen, dass die Erfindung nur beispielhaft beschrieben wurde, und Änderungen im Detail können erfolgen, ohne von Geist und Inhalt der Erfindung abzuweichen.
ZITATE (Die vollständige Offenbarung wird durch Zitat aufgenommen)

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[64] Smith & Waterman (1981) Adv. Appl. Math. 2:482-9.

SEQUENZPROTOKOLL

Claims

Zusammensetzung, die Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat umfasst, wobei Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat in der Form von Aggregaten vorliegen, und wobei die Zusammensetzung eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist: (i) die Zusammensetzung hat eine spezifische Trübung (τ) von weniger als 1,1 cm²/g; (ii) die Zusammensetzung enthält SDS/IL-2 Aggregate mit einem mittleren hydrodynamischen Durchmesser zwischen 8 nm und 20 nm; und/oder (iii) die Zusammensetzung enthält zwischen 95 und 250μg SDS pro mg von Interleukin-2.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, in der die Aggregate durch ein Verfahren erhältlich sind, Schritte umfassend, bei denen man: (a) Natriumdodecylsulfat (SDS) zu einer Interleukin-2 umfassenden Zusammensetzung gibt, um eine Endkonzentration von mindestens 500μg SDS pro mg IL-2 zu erhalten; (b) die SDS-Konzentration reduziert, wodurch etwas, aber nicht alles SDS aus der Zusammensetzung entfernt wird, und eine Zusammensetzung erhalten wird, die zwischen 95 und 250μg SDS pro mg Interleukin-2 enthält.
Lyophilisierte Zusammensetzung, die Interleukin-2 und Natriumdodecylsulfat umfasst, wobei die Zusammensetzung mit einem wässrigen Medium zu einer Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2 rekonstituiert werden kann.
Zusammensetzung gemäß irgendeinem der vorherigen Ansprüche, wobei die spezifische Trübung der Zusammensetzung weniger als 0,7 cm²/g beträgt.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 13, wobei die spezifische Trübung der Zusammensetzung zwischen 0,3 und 0,6 cm²/g beträgt.
Zusammensetzung gemäß irgendeinem der vorherigen Ansprüche, wobei die Zusammensetzung SDS/IL-2-Mikroaggregate umfasst, die einen mittleren hydrodynamischen Durchmesser zwischen 11 nm und 13 nm aufweisen.
Zusammensetzung gemäß irgendeinem der vorherigen Ansprüche, wobei die Zusammensetzung Mannit in einer Konzentration zwischen 40 und 50mg Mannit pro mg IL-2 Umfasst.
Zusammensetzung gemäß irgendeinem der vorherigen Ansprüche, wobei IL-2 ein humanes IL-2 ist.
Zusammensetzung gemäß irgendeinem der vorherigen Ansprüche, wobei IL-2 eine Des-Alanyl-1-Form von IL-2 ist.
Zusammensetzung gemäß irgendeinem der vorherigen Ansprüche, wobei IL-2 eine Serin-125-Form von IL-2 ist.
Zusammensetzung gemäß irgendeinem der vorherigen Ansprüche, wobei IL-2 die Des-Alanyl-1, Serin-125-Form des humanen IL-2 ist.
Zusammensetzung gemäß irgendeinem der vorherigen Ansprüche, wobei IL-2 die Aminosäurensequenz SEQ ID NO: 1 hat.
Zusammensetzung gemäß irgendeinem der vorherigen Ansprüche, wobei IL-2 nicht glykosiliert ist.
Zusammensetzung gemäß irgendeinem der vorherigen Ansprüche, wobei IL-2 nach Expression in einem rekombinanten prokaryotischen Wirt gereinigt wird.
Zusammensetzung gemäß irgendeinem der vorherigen Ansprüche, mit einer IL-2 Konzentration von ca. 1,1 mg/ml.
Lyophilisierte pharmazeutische Zusammensetzung, die nach Rekonstitution mit 1,2 ml sterilem Wasser zur Injektion, in jedem Milliliter enthält: 1,1 mg nicht glykosiliertes Des-alanyl-1, Serin-125-Form des humanen IL-2; 50 mg Mannit; 0,18 mg Natriumdodecylsulfat (SDS); 0,17 mg Natriumdihydrogenphosphat (monobasisch); und 0,89 mg Dinatriumhydrogenphosphat (dibasisch) auf pH 7,5 eingestellt, wobei IL-2 und SDS in Form von Aggregaten vorliegen, so dass die rekonstituierte Zusammensetzung eine spezifische Trübung (τ) von weniger als 1,1 cm²/g hat.
Wässrige pharmazeutische Zusammensetzung, erhalten durch Rekonstitution der lyophilisierten Formulierung, gemäß Anspruch 16, mit 1,2 ml sterilem Wasser zur Injektion.
Zusammensetzung gemäß irgendeinem der vorherigen Ansprüche, und ein zweiter pharmazeutischer Wirkstoff, zur simultanen separaten oder zur sequentiellen Verabreichung.
Kit, enthaltend (a) die Zusammensetzung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 17; und (b) einen zweiten pharmazeutischen Wirkstoff.
Zusammensetzung gemäß irgendeinem der vorherigen Ansprüche , zur Verwendung in der Medizin.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 18 oder Kit gemäß Anspruch 19, wobei der zweite pharmazeutische Wirkstoff ein monoklonaler Antikörper ist.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 18 oder Kit gemäß Anspruch 19, wobei der zweite pharmazeutische Wirkstoff ein monoklonaler Antikörper ist, der ADCC (Antikörper-abhängige zelluläre Zelltoxizität) aufweist.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 18 oder Kit gemäß Anspruch 19, wobei der zweite pharmazeutische Wirkstoff aus der Gruppe gewählt wird, umfassend: ein Anti-CD20 Antikörper; ein Anti-CD40 Antikörper, ein Anti-Her2 Antikörper, ein Anti-EGFR Antikörper, ein Anti-VEGF Antikörper, ein Anti-CD52 Antikörper, ein Anti- CD33 Antikörper, ein H2-Rezeptor-Agonist, Bacillus Calmette-Guerin; Thalidomid; Lenalidomid; ein Proteasom-Inhibitor; eine Komination von Cyclophosphamid, Vincristin und prednison; eine Kombination von Cyclophosphamid, Hydroxydoxorubicin, Vincristin und Prednison; ein Cytokin; Interferon α; Interferon γ; 5-Fluor-Uracil; ein Anti-retroviraler Wirkstoff; ein Tyrosinkinase-Inhibitor; und Decitabin.
Zusammensetzung oder Kit gemäß Anspruch 33, wobei der H2-Rezeptor-Agonist Histamin ist, oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz von Histamin, wie Histamin-Dihydrochlorid.