DE3232036A1 - Pharmazeutisches mittel - Google Patents

Description

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Beschreibung

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

Unabhängig davon ist seit langem bekannt, daß eine Verabreichung von Insulin an einen Diabetiker allein nicht ausreicht, um den normalen Stoffwechselzustand wieder herzustellen und/oder.aufrechtzuerhalten. Insulin beeinflußt zwar eindeutig den Metabolismus von Kohlenhydraten, doch sind rtiit Diabetes mellitus weitere Störungen verbunden, die großteils oder überhaupt insgesamt von der Struktur und Funktion der'Blutgefäße abhängen. Die zu diesen Störungen führenden Mängel lassen sich nur selten durch herkömmliche Behandlung mit Insulin vollständig korrigieren.

Die in Verbindung mit Diabetes auftretenden Gefäßabnormitäten werden häufig als Komplikationen von Diabetes bezeichnet. Sie bestehen im allgemeinen in mikroangiopathischen Veränderungen, die zu Schädigungen der Retina und der Niere führen, Neuropathie ist eine weitere Diabeteskomplikation, di^ mit den beobachteten mikroangiopathi-

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sehen Veränderungen direkt oder j ndirek.t in Beziehung stehen kann oder auch nicht. Zu Beispielen für spezifische Erscheinungsformen von Diabeteskomplikationen gehören (1) Augenerkrankungen unter Einschluß von Retinopathie, KataraktbiIdung, Glaukom und extraooularen Muskellähmungen,

(2) Munderkrankungen unter Einschluß von Zahnfleischentzündungen, erhöhtem Zahnkariesbefall, periodontaler Erkrankungen und erhöhter Resorption des Alveolarknochens,

(3) motorische, sensorische und autonome Neuropathie, (4) Erkrankung großer Blutgefäße, (5) Mikroangiopathie,

(6) Erkrankungen der Haut unter Einschluß von Xanthoma diabeticorum, Necrobiosis lipoidica diabeticorum, Furunkulose, Mykosen und Haut jucken, (7) Erkrankungen der Nieren unter Einschluß diabetischer Glcmerulosklerose, arteriolarer Nephrosklerose und Pyelonephritis Und (8) Probleme während der Schwangerschaft unter Einschluß der Zunahme der Bildung zu großer Kinder, der Totgeburten, der Fehlgeburten, des Neugeborenensterbens und der angeborenen Defekte.

; Manche und möglicherweise sogar ύϊlie diabetischen Komplikationen sind eine Folge des Fehlenä von Insulin allein, so daß der Körper sein natürliches hormonelles Gleichgewicht nicht mehr bilden kann.

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

Diese Aufgabe wird nun erfindungsgemäß gelöst durch ein pharmazeutisches Mittel aus einem pharmazeutisch unbedenklichen Träger und einem Wirkstoff, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es als Wirkstoff Human-Proinsulin enthält.

Die Verabreichung von Human-Proinsulin unter Verwendung

eines erfindungsgemäßen Mittels ergibt eine natürliche Verwertung von Glucose und eine bessere Steuerung des Blutzuckers, so daß die oben beschriebenen nachteiligen Diabeteskomplikationen gemildert werden.

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

Die Herstellung von Proinsulin unter Anwendung der Rekombinations-DNA-Methodologie erfordert die Bildung einer Sequenz einer DNA-Codierung für die Aminosäuresequenz von Human-Proinsulin, was sich entweder durch Isolierung, Konstruktion oder eine Kombination aus beidem erreichen läßt. Die Human-Proinsuiin-DNA wird dann in Lesephase in einen geeigneten Clonierungs- und Expressionsträger eingesetzt. Der Träger dient zur Transformierung eines geeigneten Mikroorganismus, _ruiy3 der hierbei erhaltene transformierte Mikroorganismus wird dann Fermentationsbedingungen unterzogen, die (a,) »zi^'r Bildung weiterer Kopien des proinsulingenhaltigen Vektors und (b) zur Expression von Proinsulin

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oder einem Proit|£|ulinvorläufer führen.

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

Die erhaltene Proinsulinaminosäuresequenz wird vom verschmolzenen Genprodukt mittels Cyanogenbromid abgespalten,

worauf man die Cysteinsulfhydrylieöte der Proinsulinaminosäuresequenz durch übliche Umwandlung in die entsprechenden S-Sulfonate stabilisiert.'

Das erhaltene Proinsulin-S-sulfonat wird dann gereinigt, und im Anschluß daran überführt man das gereinigte Proinsulin-S-sulf onat in Proinsulin, iitdem man die drei erforderlichen Disulfidbindungen an der! geeigneten Stellen bildet. Hierauf wird das so gewonnene Proinsulin einer Reinigung unterzögen. '

Das erf indungsg.emäße Mittel zeichnet sich, wie bereits erwähnt, vor allem dadurch aus, daß sich mit ihm;eine natürliche hormonale Homöostase besser erreichen läßt, so daß hierdurch die bekannten Komplikationen von Diabetes unterbunden, wesentlich vermindert, oder verzögert werden können. Bestimmten Diabetikern läßt sich Insulin durch subkutane Injektion nicht wirksam verabreichen, da an der Injektionsstelle Proteasen zugegen sind,die das Insulin rasch zerstören, bevor es vom Blutstrom absorbiert und an die Empfängerstellen transportiert werden kann. Diesen Diabetikern muß Insulin durch intravenöse Injektion gegeben werden, wenn sie überhaupt mit Insulin behandelt werden können. Die hierzu erforderlichen wiederholten intravenösen Injektionen sind infolge der damit verbundenen Schädigung der Venen des Empfängers und der hierdurch verursachten Infektionen unerwünscht^ Überraschenderweise wurde demgegenüber nun gefunden, daß Human-Proinsulin von diesen Insulin abbauenden Proteasen nicht abgebaut wird, so daß sich dieses durch subkutane Injektion verabreichen läßt. Seine Stabilität und die hierdurch bedingte gute Verfügbarkeit tragen zur Erzielung einer natürlichen hormonalen Homöostase bei.

Neuere Untersuchungen (Diabetes 31, Suppl. 2, 126A (1982)) haben ferner zu der Erkenntnis geführt, daß Human-Proinsulin in Zielgewebe, beispielsweise in Fettzellen, eingebaut wird. Seine besondere intrazelluläre Wirkung auf mo-

lekularem Maßstab ist zwar bis jetzt noch unbekannt, doch wird hierdurch die Erkenntnis weiter gestützt, daß Human-Proinsulin eine aktive Rolle bei der Erzielung einer natürlichen hormonalen Homöostase spielt und hierfür notwendig ist.

In Diabetes 31, Suppl. 2, 135A (1982) werden Untersuchungen beschrieben, die zeigen, daß die Human-Insulinrezeptorbindung durch die Anwesenheit von Human-Proinsulin verbessert wird. Auch durch diese Ergebnisse wird die Erkenntnis wiederum weiter gestützt, daß die Verfügbarkeit und Anwesenheit von Human-Proinsulin zu einer Verbesserung oder Wiederherstellung der natürlichen hormonalen Homöostase führt.

Die zur Aufrechterhaltung einer natürlichen hormonalen Homöostase oder zur Erzielung eines Zustands, der der natürlichen hormonalen Homöostase beim Diabetiker stärker angenähert ist, erforderliche Menge an erfindungsgemäßem Mittel ist natürlich abhängig von der Schwere des diabetischen Zustands. Die zu verabreichende Menge hängt auch vom jeweiligen Verabreichungsweg ab. Letztendlich ist die Menge an zu verabreichendem Mittel und die Häufigkeit einer solchen Verabreichung der Entscheidung des jeweiligen Arztes überlassen. Da 1 mg Human-Proinsulin eine Aktivität von etwa 3,5 Einheiten Human-Insulin ergibt, wird im allgemeinen ein Dosierungsbereich an Human-Proinsulin gewählt, der für etwa 0,02 bis etwa 5 Einheiten an Human-Insulin pro kg Körpergewicht und pro Tag sorgt und der vorzugsweise etwa 0,1 bis etwa 1 Einheit an Human-Insulin pro kg Körpergewicht und pro Tag ergibt.

Das erfindungsgemäße Mittel wird parenteral verabreicht, beispielsweise subkutan, intramuskulär oder intravenös. Das Mittel enthält den Wirkstoff, nämlich Human-Proinsulin, zusammen mit einem pharmazeutisch unbedenklichen Träger hierfür und gegebenenfalls auch noch zusammen mit anderen therapeutischen Bestandteilen. Die Gesamtmenge an

im erfindungsgemäßen Mittel vorhandenem Wirkstoff macht etwa 99,99 bis etwa 0,01 Gew.-% aus. Der vorhandene Träger muß mit den anderen Bestandteilen des Mittels verträglich sein und darf natürlich auch zu keiner Beeinträchtigung des Patienten führen.

Erfindungsgemäße Mittel, die sich für die parenterale Verabreichung eignen, sind am besten sterile wäßrige Lösungen und/oder Suspensionen der pharmazeutisch wirksamen Bestandteile, und diese Lösungen oder Suspensionen sind vorzugsweise mit dem Blut des Empfängers isotonisch gemacht, was sich im allgemeinen unter Verwendung von Natriumchlorid, Glycerin, Glucose, Mannit, Sorbit und ähnlichen bekannten Mitteln erreichen läßt. Zusätzlich können die Mittel auch noch irgendeine Anzahl von Hilfsstoffen enthalten, wie Puffer, Konservierungsmittel, Dispergierungsmittel, Mittel zur Förderung eines raschen Wirkungsbeginns, Mittel zur Förderung einer verlängerten Wirkungsdauer oder andere bekannte Mittel. Typische Konservierungsmittel sind beispielsweise Phenol, m-Kresol oder Methyl-p-hydroxybenzoat. Beispiele für typische Puffer sind Natriumphosphat, Natriumacetat oder Natriumcitrat.

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

Andere geeignete Zusätze sind beispielsweise zweiwertige Zinkionen, die,falls überhaupt vorhanden, im allgemeinen in einer Menge von etwa 0,1 bis 3 mg/100 Einheiten Human-Proinsulin anwesend sind, oder Protaminsalze, beispielsweise in Form des Sulfats, die, falls überhaupt, im allgemeinen in einer Menge von etwa 0,5 bis 20 mg/100 Einheiten Human-Proinsulin vorliegen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen weiter erläutert.

Beispiel 1
5

Formulierung von neutralem regulärem Human-Proinsulin (40 Einheiten Human-Proinsulin pro ml)

Zur Herstellung von 10 ml dieser Formulierung vermischt man

Human-Proinsulin (3,5 E/mg) 114 mg (400 E)

Phenol, destilliert 20 mg

Glycerin 160 mg

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

Beispiel 2
20

Formulierung von Protamin und Human-Zinkproinsulin (40 Einheiten Human-Proinsulin pro ml)

Zur Herstellung von 10 ml dieser Formulierung vermischt man

Human-Proinsulin (3,5 E/mg) 114 mg (400 E)

Phenol, destilliert 25 mg

Zinkoxid 0,95 bis 3,8 mg

Glycerin 160 mg

Protaminsulfat 32 bis 64 mg

Natriumphosphat, Kristalle 38 mg

Wasser und entweder 10 %-ige Chlorwasserstoffsäure oder 10 %-iges Natriumhydroxid in solcher Menge miteinander, daß sich eine Zusammensetzung mit einem Volumen von 10 ml

° und einem End-pH-Wert von 7,1 bis 7,4 ergibt.

Beispiel

Formulierung aus Isophanprotamin unä Hurttan-Proinsulin (40 Einheiten Human-Proinsulin pro ftil}

Zur Herstellung von 10 ml dieser Formulierung vermischt man

Human-Proinsulin, (3,5 E/mg) 114 mg (400 E)

m-Kresol, destilliert 16 mg

Phenol, destilliert 6,5 mg

Glycerin 1.60 mg

Protamin.sulfat 9,6 bis 19,2 mg

Natriumphosphat, Kristalle > 38 mg Wasser und entweder 10 %-ige Chlorwasserstoffsäure oder 10 %-iges Natriumhydroxid in solcher Menge miteinander, daß sich eine Zusammensetzung mit Einern Volumen von 10 ml und einem End-pH-Wert von 7,1 bis 7,4 ergibt.

Beispiel4
20

Formulierung aus Zink-Humanproinsulin (40 Einheiten Human-Proinsulin pro ml) \

Zur Herstellung von 10 ml dieser Formulierung vermischt man

Human-Proinsulin (3,5 E/mg) 114 mg (400 E)

Natriumacetat, wasserfrei 16 mg

Natriumchlorid, Granulat 70 mg

Methyl-p-hydroxybenzoat 10 mg

Zinkoxid 1 bis 8 mg

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

Claims (3)

Χ-5818Α ELl LILLY AND· COMPAl!Y Indianapolis, Indiana/V;ßt.A. ,- , Pharmazeutisches Mittel Patentansprüche

1. Pharmazeutisches Mittel aus einem pharmazeutisch unbedenklichen Träger und einem Wirkstoff, dadurch gekennzeichnet , daß,es als Wirkstoff Human-Proinsulin enthält.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zweiwertige Zinkionen enthält.

3. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es Protaminsalz enthält.