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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung stellt Formulierungen für GLP-2-Peptide und Analoga
davon bereit. Insbesondere stellt die Erfindung Formulierungen von
GLP-2-Peptiden und GLP-2-Analoga mit verbesserter Stabilität bereit.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
Verabreichung von therapeutischen Peptiden erfordert Peptidformulierungen,
die während
einer Aufbewahrung stabil bleiben. Allgemein wird bei Peptiden aufgrund
ihrer erhöhten
Größe und daraus
folgenden Schwierigkeiten bei der Durchquerung von biologischen
Membranen eine parenterale Verabreichung verwendet. Peptide können aufgrund
ihrer Neigung, mit der Zeit abgebaut zu werden und/oder eine Aggregation und
Präzipitation
zu durchlaufen, besonders schwierig zu formulieren sein. Abbau,
Aggregation und Präzipitation
sind allesamt Anzeichen einer instabilen Formulierung. Eine solche
instabile Formulierung ist kommerziell nicht brauchbar, da sie das
Zulassungsverfahren der U.S. Food and Drug Administration nicht
erfolgreich durchlaufen kann.
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Formulierungsvariablen,
die den Abbau von Peptiden während
einer Aufbewahrung beeinflussen, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf
den pH, die Menge von Salzen, die vorhanden sind, und die Art und Menge
von Hilfssubstanzen. Zusätzlich
können
Temperaturen, Drücke
und die Zeitdauer für
Einfrier- und Trocknungszyklen
die Stabilität
einer lyophilisierten Peptidformulierung beeinflussen. Die Rolle
der meisten dieser Variablen ist untersucht worden; jedoch wird
die synergistische Wirkung der Variablen nach wie vor schlecht verstanden.
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Das
Glucagon-artige Peptid-2 (GLP-2) ist ein 33 Aminosäuren-Peptid
mit therapeutischen Anwendungen bei der Behandlung von Erkrankungen
des Gastrointestinaltrakts. Es ist insbesondere festgestellt worden, dass
GLP-2 und Analoga davon als trophische Mittel wirken, um die Tätigkeit
des Gastrointestinaltrakts zu verbessern und aufrechtzuerhalten
und um das Wachstum von Darmgewebe zu fördern. Siehe z.B. U.S.-Patente Nr.
5,834,428; 5,789,379 und 5,990,077; und die Internationale Veröffentlichung
Nr. WO 98/52600.
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Die
kommerzielle Nutzung von GLP-2 oder eines Analogons davon erfordert
eine stabile GLP-2-Formulierung,
die unter Verwendung eines kommerziell akzeptablen Verfahrens leicht
hergestellt werden kann. Da GLP-2 ein Protein und dementsprechend
weitaus labiler als traditionelle, ein geringes Molekulargewicht aufweisende
Arzneimittel ist, weist die Formulierung von GLP-2 oder eines Analogons
davon Herausforderungen, mit denen die pharmazeutische Industrie
nicht häufig
konfrontiert wird, auf. Beispielsweise sind die Methionin-Oxidation
an Position 10 und die Asparagin-Desaminierung an Position 11, 16
und/oder 24 von GLP-2 potentielle Abbaurouten. Darüber hinaus
können
GLP-2 oder ein Analogon davon auch an Oberflächen adsorbiert werden unter
Bildung von Aggregaten und/oder ausfallen, was die Formulierung
dann instabil machen würde.
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Es
gibt in diesem Fachgebiet einen Bedarf an stabilen Formulierungen
von GLP-2-Peptiden und Analoga davon, die unter Verwendung eines
kommerziell akzeptablen Verfahrens hergestellt werden können. Die Erfindung
erfüllt
diese Notwendigkeiten.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung stellt stabile Formulierungen von GLP-2 und Analoga davon
bereit, die unter Verwendung eines kommerziell akzeptablen Verfahrens
hergestellt werden können.
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Es
ist entdeckt worden, dass relativ hohe Konzentrationen von GLP-2
in pharmazeutisch akzeptablen Formulierungen verwendet werden können. Darüber hinaus
ist entdeckt worden, dass ein pH von höher als etwa 5,5, mehr bevorzugt
höher als
etwa 6, sogar noch mehr bevorzugt von etwa 6,9 bis etwa 7,9 und
am meisten bevorzugt etwa 7,3 bis etwa 7,4 für eine stabile Formulierung
geeignet ist.
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Es
ist auch entdeckt worden, dass das GLP-2-Analogon h[Gly2]GLP-2 zwischen
40 und 55°C
abhängig
von der Salzkonzentration einen Phasenübergang durchläuft und
in Gegenwart von Kochsalz hydrophob wird. Es ist auch entdeckt worden,
dass Tween 80®,
Kochsalz und Arginin keine geeigneten Materialien für das Herstellen
einer stabilen Formulierung für
h[Gly2]GLP-2 sind.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird eine GLP-2-Formulierung bereitgestellt,
umfassend: (1) eine medizinisch geeignete Menge von GLP-2; (2) einen
Phosphatpuffer, welcher zum Einstellen des pH der Formulierung auf
ein physiologisch akzeptables Niveau und insbesondere über etwa
6,0 ausreichend ist; (3) eine stabilisierende Menge der Aminosäure L-Histidin;
und (4) einen Füllstoff,
der aus Saccharose und Mannitol ausgewählt wird.
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Insbesondere
wird eine GLP-2-Formulierung bereitgestellt, umfassend: (1) eine
medizinisch geeignete Menge von GLP-2, umfassend etwa 0,1 bis etwa
50 mg/ml GLP-2, vorzugsweise etwa 5 bis etwa 40 mg/ml, mehr bevorzugt
etwa 7 bis etwa 30 mg/ml, sogar noch mehr bevorzugt etwa 10 bis
etwa 20 mg/ml und am meisten bevorzugt etwa 20 mg/ml; (2) einen
Phosphatpuffer, um den pH auf einem physiologisch tolerierbaren Niveau,
d.h. über
6, zu halten; (3) eine stabilisierende Aminosäure, insbesondere L-Histidin;
und (4) einen Füllstoff,
insbesondere Mannitol. Alle Prozentangaben, die hier beschrieben
werden (mit Ausnahme der Prozentangaben für Wasser) sind bezogen auf
Gewicht/Volumen von formuliertem Produkt vor der Lyophilisation
in g/ml (×100).
Prozentangaben für
den Wassergehalt sind bezogen auf Gewicht/Gewicht von lyophilisiertem Produkt
(×100).
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung ist die GLP-2-Formulierung eine lyophilisierte h[Gly2]GLP-2-Formulierung,
welche in dem rekonstituierten Produkt umfasst: (1) Phosphatpuffer
in einer Menge, die notwendig ist, um den pH des rekonstituierten
Produkts zwischen etwa 6,9 und 7,9 zu halten, und vorzugsweise in
einer Menge, um einen pH von etwa 7,3 bis etwa 7,4 aufrechtzuerhalten;
(2) etwa 0,5 bis etwa 1 % L-Histidin; (3) etwa 2 bis etwa 5% Mannitol,
vorzugsweise etwa 2,5 bis etwa 3,5% Mannitol und am meisten bevorzugt
etwa 3% Mannitol; und (4) etwa 0,1 bis etwa 50 mg/ml von GLP-2 oder
einem Analogon davon, vorzugsweise etwa 5 bis etwa 40 mg/ml, mehr
bevorzugt etwa 7 bis etwa 30 mg/ml, sogar noch mehr bevorzugt etwa
10 bis etwa 20 mg/ml und am meisten bevorzugt etwa 20 mg/ml.
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In
einer mehr bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird eine lyophilisierte h[Gly]GLP-2-Formulierung bereitgestellt,
welche in dem rekonstituierten Produkt umfasst: (1) etwa 7 bis etwa
30 mg/ml, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 20 mg/ml und am meisten
bevorzugt etwa 20 mg/ml h[Gly]GLP-2; (2) einen Phosphatpuffer, welcher
ausreichend ist, um den pH bei etwa 7,3 bis etwa 7,4 zu halten;
(3) etwa 0,5 bis etwa 1 % L-Histidin; und (4) etwa 3% Mannitol.
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In
einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung
der lyophilisierten Formulierung von GLP-2 bereitgestellt. Ein solches
Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- (a)
Herstellen der GLP-2-Formulierung, welche GLP-2 oder ein Analogon
davon, einen Phosphatpuffer, L-Histidin und Mannitol umfasst;
- (b) Einfrieren der Formulierung auf etwa –40°C;
- (c) Ausführen
eines ersten Trocknungsschritts bei etwa –20°C; und
- (d) Ausführen
eines zweiten Trocknungsschritts bei +20°C.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst die flüssige
Formulierung, die dem Lyophilisationsprozess unterworfen wird:
(1)
das h[Gly2]GLP-2-Analogon; (2) 35 mM Phosphatpuffer, um das rekonstituierte
Produkt bei einem pH von etwa 6,9 bis etwa 7,9 und mehr bevorzugt
bei einem pH von etwa 7,3 bis etwa 7,4 zu halten; (3) etwa 0,5 bis etwa
1% L-Histidin; und (4) etwa 3% Mannitol.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung
einer pharmazeutisch akzeptablen GLP-2-Formulierung für eine parenterale
Verabreichung bereitgestellt, welches den Schritt umfasst, die lyophilisierte
GLP-2-Formulierung zu rekonstituieren.
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Es
wird des Weiteren gemäß der Erfindung
ein therapeutisch geeigneter Kit bereitgestellt, welcher umfasst:
(1) ein steriles Fläschchen,
welches eine lyophilisierte GLP-2-Formulierung der Erfindung umfasst,
(2) einen Träger,
der für
die Rekonstitution von dieser geeignet ist, vorzugsweise steriles
Wasser, (3) Anleitungen für
die Rekonstitution; und (4) gegebenenfalls Anleitungen für eine Verabreichung.
Der Kit kann des Weiteren eine Vorrichtung, die für eine Injektion
des rekonstituierten Präparats
geeignet ist, umfassen.
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Sowohl
die vorangegangene allgemeine Beschreibung als auch die folgende
detaillierte Beschreibung sind exemplarisch und dienen der Erläuterung
und sollen eine weitere Erläuterung
der Erfindung, wie sie beansprucht wird, bereitstellen. Andere Gegenstände, Vorteile
und neue Merkmale werden den Fachleuten auf diesem Gebiet aus der
folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung leicht ersichtlich
werden.
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Kurze Beschreibung
der Figuren
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1:
Zeigt ein Balkendiagramm der Wirkung von bestimmten Aminosäure-Stabilisatoren auf
eine Formulierung von h[Gly2]GLP-2 unter Verwendung eines Wärmestress-Tests.
Die prozentuale (%) Reinheit ist für drei unterschiedliche Aminosäure-Formulierungen
sowohl vor als auch nach der Anwendung von Wärme graphisch aufgetragen;
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2:
Zeigt ein Balkendiagramm der Wirkung von L-Histidin auf eine Phosphatgepufferte
Formulierung von h[Gly2]GLP-2. Die % Reinheit ist für drei unterschiedliche
Formulierungen zum Zeitpunkt 0 und 4 h graphisch aufgetragen;
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3:
Zeigt ein Balkendiagramm des Screenings von Füllstoffen, analysiert durch
Umkehrphasen-Hochleistungsflüssigkeitschromatographie
(RP-HPLC) bei Raumtemperatur und 60°C. Die % Reinheit ist graphisch
für sieben
unterschiedliche Aminosäure-Formulierungen
aufgetragen;
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4:
Zeigt ein Balkendiagramm des Screenings von Füllstoffen, analysiert durch Größenausschluss-Hochleistungsflüssigkeitschromatographie
(SE-HPLC). „HMW" repräsentiert
einen Peak von hohem Molekulargewicht. Die % Reinheit ist graphisch
für sieben
unterschiedliche Formulierungen aufgetragen;
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5:
Zeigt ein Balkendiagramm der Stabilität von Mannitol- und Saccharose-Formulierungen von h[Gly2]GLP-2
in einem flüssigen
Zustand vor der Lyophilisation, die bei 4°C aufbewahrt worden sind. Die
% Reinheit ist graphisch für
vier unterschiedliche Formulierungen von 0 min bis 49 min in Zeitabständen von
7 min aufgetragen; und
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6:
Zeigt ein Balkendiagramm der Stabilität von lyophilisierten Mannitol-
und Saccharose-Formulierungen von h[Gly2]GLP-2, die bei 60°C aufbewahrt
worden sind. Die Reinheit ist graphisch für vier unterschiedliche Aminosäure-Formulierungen
aufgetragen.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft GLP-2-Formulierungen, die eine überlegene
Lagerstabilität
zeigen. Der Begriff „GLP-2", wie hier verwendet,
bedeutet ein in der Natur vorkommendes GLP-2-Peptid oder ein GLP-2-Analogon davon
(sofern nicht speziell anders angegeben).
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Die
GLP-2-Formulierungen können
als flüssige
Formulierungen, die für
eine Verabreichung, wie durch Injektion, geeignet sind, in Einheitsmenge
oder einer eine Mehrzahl von Dosierungen umfassenden Menge bereitgestellt
werden. Die flüssigen
Formulierungen können
auch als Stammlösung,
ausgehend von welcher lyophilisierte Dosierungsformen hergestellt
werden können,
dienen. Dementsprechend können
die GLP-2-Formulierungen auch in lyophilisierter Form bereitgestellt
werden, z.B. als gefriergetrocknete Pulver, die für eine Rekonstitution
und nachfolgende Verabreichung als injizierbare flüssige Formulierungen
geeignet sind.
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Lyophilisierte
Formulierungen der Erfindung zeigen eine Lagerstabilität von sechs
Monaten bei Umgebungstemperatur und von achtzehn Monaten bei 4°C. Lagerstabilität zeigt
sich durch minimalen Peptidabbau, vorzugsweise weniger als etwa
5% Peptidabbau, mehr bevorzugt weniger als etwa 3 bis etwa 4% Peptidabbau und
sogar noch mehr bevorzugt weniger als etwa 1 bis etwa 2% Peptidabbau.
Der Peptidabbau kann unter Verwendung von Standard-Umkehrphasen-HPLC
(RP-HPLC)-Techniken gemessen werden.
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Die
in der Natur vorkommenden GLP-2-Peptide sind hochgradig konservierte
Peptide. Dementsprechend umfassen GLP-2-Peptide für eine Verwendung
im Rahmen der Erfindung die verschiedenen in der Natur produzierten
Formen von GLP-2, insbesondere Wirbeltier-Spezies (einschließlich Fisch-
und Vogel-Spezies), spezieller Säugetier
(wie Primaten-, Nagetier- (einschließlich Ratte, Maus, Degu, Hamster
und Meerschweinchen), Schweine- und Rinder-Spezies) und insbesondere
die humane (menschliche) Form. Wünschenswerterweise,
aber nicht essentiell stammt das in der Natur vorkommende GLP-2-Peptid,
das für
eine Verwendung ausgewählt
wird, von der gleichen Spezies wie das Subjekt, das für eine Behandlung
bestimmt wird.
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Im
Rahmen der Erfindung potentiell geeignete GLP-2-Analoga umfassen
Agonisten und Antagonisten des GLP-2-Rezeptors. GLP-2-Agonisten
aktivierten den GLP-2-Rezeptor, indem sie zuerst an den Rezeptor binden,
gefolgt von der Stimulation eines intrazellulären „second messenger„-Systems,
welches mit dem Rezeptor gekoppelt ist. In einer Ausführungsform
der Erfindung wirken die GLP-2- Agonisten
selektiv an dem GLP-2-Rezeptor. Selektiv wirkende GLP-2-Agonisten
sind Verbindungen, die im Kontext eines geeigneten GLP-2-Rezeptor-Bindungs-
oder -Funktionsassays mit größerer Affinität an den
GLP-2-Rezeptor binden. Eine solche größere Affinität ist bezogen
auf unterschiedliche Rezeptortypen, wie den GLP-1-Rezeptor, vorzugsweise
um wenigstens eine Größenordnung
größer. In
anderen Ausführungsformen
binden die GLP-2-Analoga an den GLP-2-Rezeptor mit einer Affinität, die zumindest äquivalent
zu der Affinität
von in der Natur vorkommendem GLP-2 ist.
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In
anderen Ausführungsformen
der Erfindung ist das GLP-2-Peptid ein Analogon von natürlichem GLP-2,
welches eine oder mehrere Aminosäuresubstitutionen,
-Zusätze
(Additionen), -Deletionen oder -Modifikationen beinhaltet und biologische
Aktivität
bewahrt.
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Es
wird angenommen, dass die Agonisten-Aktivität von humanem GLP-2 und Ratten-GLP-2
einen intakten N-Terminus erfordert, es werden aber verschiedene
Deletionen von bis zu mehreren Resten am C-Terminus ohne einen Verlust
von Agonisten-Aktivität
toleriert. Substitutionen werden an Stellen außerhalb von Regionen, die zwischen
den verschiedenen GLP-2-Spezies-Homologen konserviert sind, toleriert.
In ähnlicher Weise
werden Substitutionen auch an Stellen innerhalb von Regionen, die
zwischen GLP-2-Spezies konserviert sind, toleriert. In bevorzugten
Ausführungsformen
sind die Aminosäuresubstitutionen
konservative Substitutionen. Beispielsweise kann ein Mitglied einer
Aminosäureklasse
durch ein anderes Mitglied substituiert werden, z.B. die Substitution
von Alanin durch Glycin, die Substitution von Asparagin durch Glutamin,
die Substitution von Methionin durch Leucin oder Isoleucin und dergleichen.
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Antagonisten-Aktivität von GLP-2-Analoga
bei Menschen und Ratten zeigt sich, wenn das in der Natur vorkommende
GLP-2-Peptid an irgendeinem oder mehreren der ersten vier N-terminalen
Reste mutiert ist, insbesondere indem ein jeglicher oder mehrere
von diesen N-terminalen Resten deletiert werden. Zusätzlich zeigt sich
Antagonisten-Aktivität,
wenn in der Natur vorkommendes hGLP-2 substituiert wird: (1) mit
einer Aminosäure,
die in der Natur nicht vorkommt, an einer jeglichen der folgenden
Positionen: Asp15, Phe22,
Thr29, Thr32 und/oder
Asp33; (2) und wenn Ala2 durch
eine beliebige der folgenden Aminosäuren ersetzt wird: Leu, Cys,
Glu, Arg, Trp und PO3-Tyr2.
Zusätzlich
umfassen Antagonisten von GLP-2-Analoga eine jegliche Mutation oder
Variation des in der Natur vorkommenden GLP-2-Peptids, die zu der
Inhibition der intestinotrophischen Aktivität von in der Natur vorkommendem
GLP-2 oder von GLP-2-Analoga, die Agonisten-Aktivität zeigen,
führt.
Strukturelle Analoga von GLP-2, die als Antagonisten wirken, werden
speziell in WO 98/03547 beschrieben.
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Die
GLP-2-Rezeptor-Analoga können
identifiziert werden, indem Peptide gegenüber Zellen, die gentechnologisch
so modifiziert worden sind, dass sie den GLP-2-Rezeptor produzieren,
gescreent werden. Der GLP-2-Rezeptor ist kloniert worden. Siehe
Munroe et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 96(4):1569 (1999). Zellen,
die den GLP-2-Rezeptor funktionsfähig enthalten, und deren Verwendung,
um GLP-2-Analoga zu screenen, werden ebenfalls in der Internationalen
Veröffentlichung
Nr. WO 98/25955, die am 18. Juni 1998 veröffentlicht worden ist, beschrieben.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das GLP-2-Analogon mit Agonisten-Aktivität verändert worden, um Resistenz
gegen einen Abbau durch endogene Enzyme, wie DPP-IV, zu verleihen.
Solche Analoga beinhalten in geeigneter Weise einen Ersatz des Alaninrests
an Position 2. In speziellen Ausführungsformen ist der Ala2-Rest
durch Glycin oder Serin oder durch andere Reste, wie beispielsweise
in dem U.S.-Patent Nr. 5,789,379 beschrieben, ersetzt. In einer
bevorzugten Ausführungsform
ist der GLP-2-Rezeptor-Agonist [Gly2]GLP-2. Für eine Verwendung bei der Behandlung
von Menschen ist das GLP-2-Analogon wünschenswerterweise, aber nicht
essentiell ein humanes GLP-2-Peptid
oder -Analogon, insbesondere einschließlich des Gly2-Analogons von
humanem GLP-2
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Es
wurde entdeckt, dass das h[Gly2]GLP-2-Analogon bei einem pH von
weniger als 5,5 ausfiel und dass Temperaturprofile eine wärmeinduzierte
und salzabhängige Übergangstemperatur
von etwa 40°C
nahe legten. Basierend auf pH-Löslichkeitsprofilen
wurde bestimmt, dass ein Phosphatpuffer ein optimales Pufferungsvermögen für GLP-2-Peptide
bereitstellt. Darüber
hinaus wurde festgestellt, dass die Zugabe von L-Histidin zu dem
Phosphatpuffer GLP-2-Peptide wirksam stabilisiert, wohingegen die
Zugabe von Arginincitrat oder Lysin GLP-2-Zusammensetzung nicht
wirksam stabilisierte. L-Histidin wirkt als eine stabilisierende
Aminosäure,
die die Länge
der Zeitspanne, die das GLP-2-Peptid vor einem Abbau intakt bleibt,
erhöht.
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Die
lyophilisierten Formulierungen der Erfindung werden vorzugsweise
in einer Pulverform, welche nicht mehr als etwa 5 Gew.-% Wasser,
vorzugsweise nicht mehr als 2 Gew.-% Wasser und mehr bevorzugt nicht
mehr als etwa 1 Gew.-% Wasser umfasst, bereitgestellt.
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Der
Füllstoff,
der in das Präparat
eingebracht wird, erzeugt einen nicht-kristallinen amorphen Kuchen. Es
wurde festgestellt, dass Lactose-, Trehalose- und Maltose-Zucker
die GLP-2-Formulierung nicht so gut wie Mannitol und Saccharose
wirksam stabilisierten. Es wurde festgestellt, dass Mannitol der
bevorzugte Hilfsstoff für
die GLP-2-Formulierungen war.
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Das
Pufferungsmittel, das in die Formulierung der Erfindung eingebracht
wird, wird ausgewählt
aus jenen, die in der Lage sind, das Präparat auf einen pH innerhalb
eines physiologisch tolerierbaren Bereichs für eine Verabreichung an einen
Patienten zu puffern. „Physiologisch
tolerierbare" Formulierungen
sind jene, die in einem Empfänger
Reaktionen auslösen,
die nicht so extrem sind, dass sie eine weitere Verabreichung der Formulierung
ausschließen.
akzeptabler Bereich für
eine Verabreichung an einen Patienten. Insbesondere wurde festgestellt,
dass der pH der Formulierung höher
als etwa 5,5, mehr bevorzugt höher
als etwa 6, sogar noch mehr bevorzugt etwa 6,9 bis etwa 7,9 und
am meisten bevorzugt etwa 7,3 bis etwa 7,4 sein sollte. Das Pufferungsmittel
basiert vorzugsweise auf Phosphat und am meisten bevorzugt wird
ein 35 mM Phosphat-Puffer verwendet.
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Die
Formulierungen der Erfindung beinhalten GLP-2 in einer medizinisch
geeigneten Menge, nämlich in
einer Menge, die entweder therapeutisch oder diagnostisch geeignet
ist. Eine solche Menge kann basierend auf der Art des ausgewählten GLP-2-Peptids
oder Analogons und auf dem beabsichtigten Einsatzzweck des Präparats bestimmt
werden. Therapeutisch geeignete Mengen von GLP-2 umfassen jene Einheitsdosierungsmengen,
die in einem Plan, um ein Subjekt, das von einer GLP-2-Verabreichung
profitieren würde,
zu behandeln, nützlich
sind, wie vollständiger
in den U.S.-Patenten Nr. 5,834,428; 5,789,379; 5,990,077 und 5,952,301 und
in der Internationalen Veröffentlichung
Nr. WO 98/52600 beschrieben.
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In
einer Anwendung kann die Formulierung für die Behandlung von Magen-Darm-Erkrankungen,
insbesondere von Erkrankungen, Störungen oder Zuständen des
Darms genutzt werden. Therapeutisch geeignete Mengen umfassen auch
eine Mehrzahl von Dosen umfassende Mengen von GLP-2, die an ein
beabsichtigtes Subjekt abgegeben werden können. Diagnostisch geeignete
Mengen von GLP-2 umfassen jene Mengen, die als eine Kalibrierung
geeignet sind, wenn endogene Spiegel von GLP-2 oder Spiegel von
GLP-2-Arzneimittel in einem Subjekt bestimmt werden, beispielsweise
als ein Vorspiel zu einer GLP-2-Therapie
oder während
des Verlaufs einer GLP-2-Behandlung. Medizinisch geeignete Mengen
von GLP-2 können
dementsprechend in einem breiten Bereich von einigen wenigen Mikrogramm
bis zu vielen Milligramm reichen. Die Formulierungen der Erfindung
stellen vorzugsweise etwa 0,1 bis etwa 50 mg/ml GLP-2, vorzugsweise
etwa 5 bis etwa 40 mg/ml, mehr bevorzugt etwa 7 bis etwa 30 mg/ml,
sogar noch mehr bevorzugt etwa 10 bis etwa 20 mg/ml und am meisten
bevorzugt etwa 20 mg/ml GLP-2 bereit.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung umfasst eine flüssige
Formulierung von h[Gly2]GLP-2, die für eine Lyophilisation geeignet
ist: (1) vorzugsweise etwa 7 bis etwa 30 mg/ml, sogar noch mehr
bevorzugt etwa 10 bis etwa 20 mg/ml und am meisten bevorzugt etwa
20 mg/ml h[Gly2]GLP-2; (2) etwa 2 bis etwa 5% Mannitol, vorzugsweise
etwa 2,5 bis etwa 3,5%, am meisten bevorzugt etwa 3%; (3) etwa 0,5
bis etwa 1 % eines Aminosäure-Stabilisators,
der vorzugsweise L-Histidin ist; und (4) einen Phosphatpuffer in
einer Menge, die in der Lage ist, das rekonstituierte Produkt auf
einen pH von etwa 6,9-7,9 und vorzugsweise einen pH von etwa 7,3
bis etwa 7,4 zu puffern.
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Die
GLP-2-Formulierungen der Erfindung werden vorzugsweise in individuelle
Fläschchen
bis auf das gewünschte
Volumen abgefüllt
und die Fläschchen
werden einem Lyophilisationsverfahren unterworfen. Das Lyophilisationsverfahren
umfasst ein Verfahren, bei dem ein Temperaturzyklus durchlaufen
wird, das sorgfältig gesteuert
wird, um sicherzustellen, dass die Trocknung gleichförmig fortschreitet.
Der Trocknungsprozess wird fortgesetzt, bis weniger als etwa 5%
Wasser, vorzugsweise weniger als etwa 2% Wasser und mehr bevorzugt nicht
mehr als etwa 1 % Wasser in der GLP-2-Formulierung vorhanden sind.
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Ein
Lyophilisationsverfahren, das für
die Erfindung geeignet ist, umfasst einen Einfrierschritt und ein zweistufiges
Trocknungsverfahren. In einem exemplarischen Einfrierverfahren:
(1) werden die Formulierungsfläschchen
zuerst von Umgebungstemperatur auf etwa –1°C mit etwa 2°C/min abgekühlt und dann bei etwa –1°C etwa 15
min gehalten, (2) als nächstes
werden die Fläschchen
von etwa –1°C auf etwa –40°C mit etwa 2°C/min abgekühlt und
dann bei etwa –40°C etwa 4
h gehalten.
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In
einem exemplarischen ersten Trocknungszyklus wird die Temperatur
von etwa –40°C auf etwa –20°C mit etwa
2°C/min
erhöht
und dann bei etwa –20°C etwa 14
h unter einem Vakuum von etwa 150 mT mit einer Kondensatortemperatur
von etwa –80°C gehalten.
In einem exemplarischen zweiten Trocknungszyklus werden die Fläschchen
von etwa –20°C auf etwa
+20°C mit
etwa 2°C/min
erwärmt
und dann bei etwa +20°C etwa
14 h bei einem Vakuum von etwa 150 mT und einer Kondensatortemperatur
von etwa –80°C gehalten, bis
weniger als etwa 5%, vorzugsweise weniger als etwa 2% Wasser und
mehr bevorzugt nicht mehr als etwa 1 % Wasser vorhanden sind. Die
Fläschchen
werden dann vorzugsweise bei etwa 4°C aufbewahrt.
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Die
Erfindung stellt auch einen medizinisch geeigneten Kit bereit, umfassend:
(1) wenigstens ein Fläschchen,
welches die lyophilisierte gefriergetrocknete GLP-2-Formulierung
der Erfindung enthält;
(2) wenigstens ein Fläschchen
mit sterilem Wasser für
eine Rekonstitution; (3) Anleitungen, welche Anweisungen zur Rekonstitution
liefern; und (4) gegebenenfalls eine Injektionseinrichtung für eine Verabreichung.
Um den Kit zu verwenden, vermischt der Verwender das Wasser mit
dem Formulierungsfläschchen,
vorzugsweise indem das Wasser in das Formulierungsfläschchen
transferiert wird. Die lyophilisierte Formulierung der Erfindung
löst sich
bei einer Rekonstitution schnell auf und ist, wenn sie rekonstituiert
ist, bei 4°C
wenigstens etwa 12 h, vorzugsweise bis zu etwa 24 h stabil. In einer
bevorzugten Ausführungsform
wird die Rekonstitution der lyophilisierten Formulierung unter Verwendung
von sterilem Wasser, vorzugsweise nicht mehr als etwa 1 ml steriles Wasser
pro Dosis von GLP-2, ausgeführt.
Um die Rekonstitution vorzunehmen, kann das sterile Wasser in eine
Spritze aufgezogen und dann in das Fläschchen, das die lyophilisierte
GLP-2-Formulierung enthält,
transferiert werden.
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Die
folgenden Beispiele werden angegeben, um die Erfindung zu veranschaulichen.
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Beispiel 1: Formulierung
und Lyophilisation von h[Gly2]GLP-2
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Der
Zweck dieses Beispiels bestand darin, eine lyophilisierte Formulierung
des GLP-2-Peptids h[Gly2]GLP-2 herzustellen.
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Ein
Formulierungsgrundlagenpuffer, welcher 35 mM Natriumphosphat bei
pH 7,4 umfasst, wurde, wie folgt, hergestellt: (1) gereinigtes Wasser
wurde zu einem sterilen, pyrogenfrei gemachten Kolben hinzugegeben;
(2) Natrium-Heptahydrat wurde zu dem Kolben zugegeben; und (3) Natriumdihydrogenphosphat-Monohydrat
wurde zu dem Kolben zugegeben. Der Puffer wurde gemischt und es
wurde verifiziert, dass der pH 7,4±0,2 betrug. Der Formulierungsgrundlagenpuffer
wurde dann verwendet, um die flüssige
GLP-2-Peptid h[Gly2]GLP-2-Arzneimittel-Hauptmenge auf eine Konzentration
von 10 mg/ml zu verdünnen.
Dann wurde L-Histidin bis zu einer Endkonzentration von 7,76 g/l
zugegeben und Mannitol wurde bis zu einer Endkonzentration von 30
g/l zugegeben.
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Die
Zubereitung wurde sorgfältig
gemischt, gefolgt von einem Filtrieren des Präparats durch einen 0,22 μm-Filter
in einen sterilen Abfülltank.
Die GLP-2-Zubereitung wurde dann aseptisch in 1 ml-Aliquots aus dem
Tank in sterile 3 cm3-USP-Typ 1-Glasfläschchen
abgefüllt,
die dann mit sterilen Gummistopfen teilweise verschlossen und in
Lyophilisationseinsätze
gesetzt wurden.
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Die
Fläschchen
wurden in das Gefriertrocknungsgerät eingeladen und der Lyophilisationszyklus
wurde begonnen, indem die Formulierung auf eine Temperatur von –40±2°C etwa 4
h vorgefroren wurde. In dem Einfrierschritt wurden die Formulierungsfläschchen
zuerst von Umgebungstemperatur auf –1°C mit 2°C/min abgekühlt und dann etwa 15 min bei –1°C gehalten.
Diesem ersten Einfrierschritt folgte eine Abkühlung der Fläschchen
von –1°C auf –40°C mit 2°C/min und
die Fläschchen
wurden 4 h bei –40°C gehalten.
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In
dem ersten und primären
Trocknungszyklus wurde die Temperatur von –40°C auf –20°C mit 2°C/min erhöht und dann etwa 14 h bei –20°C unter einem
Vakuum von 150 mT mit einer Kondensatortemperatur von –80°C gehalten.
In dem zweiten Trocknungszyklus wurden die Fläschchen von –20°C auf +20°C mit 2°C/min erwärmt und
dann etwa 14 h bei +20°C
bei einem Vakuum von 150 mT und einer Kondensatortemperatur von –80°C gehalten.
Der zweite Trocknungszyklus wurde fortgesetzt, bis weniger als etwa
5% Wasser, vorzugsweise weniger als etwa 2% Wasser und mehr bevorzugt
nicht mehr als etwa 1 % Wasser in der GLP-2-Formulierung zurückbleiben.
Die Fläschchen
wurden dann bei 4°C
aufbewahrt.
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Am
Ende des Lyophilisationszyklus wurden die Fläschchen mit filtriertem Stickstoff
gespült
und die Gummistopfen wurden vollständig in die Fläschchen
hineingedrückt.
Die mit Stopfen verschlossenen Fläschchen wurden aus dem Gefriertrocknungsgerät entfernt
und permanent mit einem angepressten Aluminiumverschluss versiegelt
und mit einer Polypropylen-Flip-off-Verschlusskappe („flip-off
button") verschlossen.
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Beispiel 2: Screening
von Aminosäuren,
um die Formulierung zu stabilisieren
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Der
Zweck dieses Beispiels bestand darin, die Wirkung von verschiedenen
Aminosäure-Zusätzen auf die
Stabilität
von GLP-2 nach Exposition gegenüber
erhöhten
Temperaturen zu bestimmen.
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Die
h[Gly2)GLP-2-Formulierung wurde mit mehreren Aminosäuren, wie
unten aufgeführt,
getestet. Die getesteten Formulierungen umfassten: (1) h[Gly2]GLP-2
mit einer Konzentration von 10 mg/ml; und (2) die nachfolgend aufgelisteten
Zusätze:
Der pH der Zusammensetzung wurde zwischen 7,1 und 7,5 gehalten.
- 1. 10 mM Phosphat, 10 mM Glutamat
- 2. 10 mM Phosphat, 10 mM Glutamat, 50 mM Arginin
- 3. 10 mM Phosphat, 10 mM Citrat
- 4. 10 mM Phosphat, 10 mM Citrat, 50 mM Arginin
- 5. 10 mM Phosphat, 100 mM Citrat
- 6. 10 mM Phosphat, 100 mM Citrat, 50 mM Arginin
- 7. 10 mM Phosphat, 10 mM Serin
- 8. 10 mM Phosphat, 10 mM Serin, 50 mM Arginin
- 9. 10 mM Phosphat, 10 mM Prolin
- 10. 10 mM Phosphat, 10 mM Prolin, 50 mM Arginin
- 11. 10 mM Phosphat, 10 mM Histidin
- 12. 10 mM Phosphat, 10 mM Histidin, 50 mM Arginin
- 13. 10 mM Phosphat, 10 mM Glycin
- 14. 10 mM Phosphat, 10 mM Glycin, 50 mM Arginin
- 15. 10 mM His, 10 mM Glycin
- 16. 10 mM His, 10 mM Glycin, 50 mM Arginin
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Nach
der Herstellung wurden die Proben gemäß dem Protokoll von Beispiel
1 lyophilisiert, 14 Tage bei 40°C
aufbewahrt, auf 0,4 mg/ml verdünnt
und dann 4 h auf 60°C
erwärmt.
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Alle
der Arginin enthaltenden Formulierungen zeigten beim Erwärmen eine
Niederschlagsbildung (Formulierungen 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 und
16). Formulierung 5 (100 mM Citrat) und Formulierung 15 (L-Histidin und Glycin)
zeigten ebenfalls eine Niederschlagsbildung. Formulierungen, die
L-Histidin, 10 mM Citrat, Serin, Prolin, Glutamat und Glycin umfassten
(Formulierungen 1, 3, 7, 9, 11 und 13) zeigten ähnliche Stabilität, wenn diese
Verbindungen ohne die Zugabe von anderen Aminosäuren verwendet wurden (Siehe 1).
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Wie
in 2 gezeigt, blieb, wenn L-Histidin als ein Stabilisator
in Verbindung mit einem Phosphatpuffer verwendet wurde, das GLP-2-Peptid
nach einem Wärmestress
für 4 h
bei 60°C
stabil.
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Beispiel 3: Screening
von Füllstoffen
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Der
Zweck dieses Beispiels bestand darin, die Wirkung von verschiedenen
Füllstoff-Zusätzen auf
die Stabilität
eines GLP-2-Peptids nach einer Exposition gegenüber erhöhten Temperaturen zu bestimmen.
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Die
folgenden Formulierungen des GLP-2-Peptids h[Gly2]GLP-2 mit einer
Konzentration von 0,4 mg/ml wurden gemäß dem Lyophilisationsverfahren
von Beispiel 1 lyophilisiert. Die Zusammensetzungen wurden dann
rekonstituiert und auf 60°C
erwärmt.
- 1. 25 mM Histidin, 35 mM Phosphat, 3% Mannitol
- 2. 50 mM Histidin, 35 mM Phosphat, 3% Mannitol
- 3. 75 mM Histidin, 35 mM Phosphat, 3% Mannitol
- 4. 25 mM Histidin, 25 mM Phosphat, 3% Saccharose
- 5. 25 mM Histidin, 25 mM Phosphat, 3% Trehalose
- 6. 25 mM Histidin, 25 mM Phosphat, 3% Maltose
- 7. 25 mM Histidin, 25 mM Phosphat, 3% Lactose
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Wie
in den 3 und 4 gezeigt, zeigen die Umkehrphasen-HPLC-Daten
(3), dass die Mannitol-Proben (Formulierungen 1,
2 und 3) das geringste Ausmaß von
GLP-2-Abbau zeigten. Zusätzlich
zeigten alle drei L-Histidin-Konzentrationen (25 mM, 50 mM und 75
mM) vergleichbare Stabilität.
Die SE-HPLC-Analyse (4) zeigte auch, dass mit Ausnahme
von Maltose und Lactose (Formulierungen 6 und 7) das GLP-2-Analogon
in allen der Formulierungen als ein einzelner Peak ohne Aggregation
eluierte. Die Formulierungen 6 und 7 ergaben einen zusätzlichen
Verunreinigungspeak von hohem Molekulargewicht (HMW), der ungefähr 6% ausmachte.
Wenn diese Proben jedoch einem Wärmestress
bei 60°C
ausgesetzt wurden, nahmen die Verunreinigungsaggregate von hohem
Molekulargewicht in den Formulierungen 6 und 7 auf etwa 20% zu.
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Dementsprechend
wurde festgestellt, dass Mannitol und Saccharose akzeptable Kandidaten
für eine Zugabe
zu den GLP-2-Formulierungen der Erfindung sind.
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Beispiel 4: Screening
von Füllstoffen
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Der
Zweck dieses Beispiels bestand darin, die Wirksamkeit der Füllstoff-Zusätze Saccharose
und Mannitol auf die Stabilität
von GLP-2 nach einer Exposition gegenüber erhöhten Temperaturen zu vergleichen.
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Es
wurden die folgenden Formulierungen von h[Gly2]GLP-2 mit 10 mg/ml
hergestellt und die Stabilität von
GLP-2 wurde in jeder Formulierung analysiert. Die Saccharose-Konzentration
in Formulierung 2 wurde auf 5% erhöht, um physiologische Osmolarität sicherzustellen.
- 1. 35 mM Phosphat, 50 mM Histidin, 3% Mannitol,
pH 7,4.
- 2. 35 mM Phosphat, 50 mM Histidin, 3% Saccharose, pH 7,4.
- 3. 35 mM Phosphat, 25 mM Lysin, 3% Mannitol, pH 7,4.
- 4. 35 mM Phosphat, 25 mM Lysin, 5% Mannitol, pH 7,4.
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Die
Formulierungen wurden dann gemäß dem Lyophilisationsverfahren
von Beispiel 1 lyophilisiert, gefolgt von einer Rekonstitution und
einem Testen der Stabilität.
Die Formulierungen wurden dann 4 h auf 60°C erwärmt, gefolgt von einem Testen
der Stabilität.
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Alle
der lyophilisierten Proben, die bei Raumtemperatur und bei 40°C gelagert
worden waren, blieben stabil.
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Dann
wurde die Stabilität
der Formulierungen nach Lyophilisation und Exposition gegenüber erhöhten Temperaturen
gemessen. Formulierung 1, welche L-Histidin und Mannitol umfasste,
zeigte keinen Hinweis auf einen GLP-2-Abbau. Jedoch zeigten die
Formulierungen 2, 3 und 4, welche Histidin/Saccharose, Lysin/Mannitol
bzw. Lysin/Mannitol umfassten, Hinweise auf einen GLP-2-Abbau mit
der Zeit (siehe 6).
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Diese
Ergebnisse legen nahe, dass die Zugabe von Saccharose und Lysin
das GLP-2-Peptid nach einer Exposition gegenüber erhöhten Temperaturen destabilisiert
(siehe auch 5).
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Beispiel 5: Reinheit und
Menge von h[Gly2]GLP-2
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Die
Reinheit des GLP-2 ist ein Maß für den Peptidabbau
oder das Fehlen davon. Die Menge von GLP-2 ist ein Maß des Gesamtgehalts
des GLP-2 und ist folglich ein Hinweis hinsichtlich der quantitativen
Ausmaße
eines Peptidabbaus, einer Peptidpräzipitation und/oder Peptidaggregation.
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Um
die Reinheit und Menge von h[Gly2]GLP-2 zu bestimmen, wird eine
Umkehrphasen-HPLC eingesetzt. Die Umkehrphasen-Chromatographie ist
eine gebundene Phase-Chromatographietechnik, die eine Trennung von
Verbindungen auf der Grundlage von deren Polarität erlaubt. h[Gly2]GLP-2 wird
auf dem hydrophoben, auf Siliciumdioxid basierenden gebundene Umkehrphase-Packungsmaterial
der Säule
adsorbiert und wird als ein einzelner Peak eluiert, indem die Hydrophobizität der mobilen
Phase mit einem Acetonitril-Gradient erhöht wird. Die h[Gly2]GLP-2-Probe
wird gegenüber
einem Referenzstandard quantifiziert.
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Ausrüstung
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- Waters-HPLC-System oder äquivalentes
Gerät
- Vydac (Hesperia, CA), analytische C18-Umkehrphasen-Säule, 4,6
mm × 25
cm, 5 μm
Teilchengröße, 300 Å Porengröße, oder äquivalentes
Material
- Vydac (Hesperia, CA), analytische C18-Schutzkartusche („guard
cartridge"), 4,6 × 30 mm,
25 μm Teilchengröße, 300 Å Porengröße oder äquivalentes
Material
- Hamilton Digital-Spritze oder Äquivalent
- Pipetten
-
Materialien
-
- Membranfilter (0,45 μm)
- HPLC-Standard-Glasfläschchen,
Polypropylen-Einsätze
und PTFE-Septen
- Acetonitril, HPLC-Qualität
- Milli-Q-Wasser
- Trifluoressigsäure
(TFA), Spektrometer-Qualität
- Ammoniumbicarbonat, ACS-Qualität
- 1 M Ammoniumhydroxid
-
Vorgehensweise Chromatographische
Bedingungen:
-
-
Nach
der Verwendung Säule
in 20% Acetonitril aufbewahren.
-
Herstellung von 10 mM
Ammoniumbicarbonat, pH 8, -Puffer:
-
0,20
g Ammoniumbicarbonat in etwa 200 ml Milli-Q-Wasser lösen. Den
pH unter Verwendung von 1 M Ammoniumhydroxid auf 8,0 ± 0,1 einstellen.
Milli-Q-Wasser bis auf ein Endvolumen von 250 ml zugeben. Ein Verfallsdatum
von einer Woche festlegen und bei 2-8°C aufbewahren. Puffer auf Raumtemperatur
erwärmen lassen,
dann den pH überprüfen und
Puffer vor der Verwendung durch einen 0,45 μm-Filter filtrieren.
-
Herstellung eines Standards:
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h[Gly2]GLP-2-Referenzstandard
mit filtriertem 10 mM Ammoniumbicarbonat, pH 8, -Puffer auf eine Konzentration
von 200 μg/ml
rekonstituieren.
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Probenherstellung:
-
h[Gly2]GLP-2-Testprobe(n)
in dem gleichen Puffer, der für
den Standard verwendet worden ist auf eine Konzentration von 200 μg/ml rekonstituieren/verdünnen. Doppelproben
herstellen.
-
Analyse:
-
50 μl Standardlösung sechsmal
injizieren, die % RSD der h[Gly2]GLP-2-Peak-Retentionszeit und -fläche beträgt nicht
mehr als (NMT) 5%, der USP-Tailing (Schwanzbildungs)-Faktor des
h[Gly2]GLP-2-Peaks liegt
zwischen 1 und 2.
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50 μl Leerwert
(filtrierter 10 mM Ammoniumbicarbonat, pH 8, -Puffer) einmal injizieren.
-
50 μl h[Gly2]GLP-2-Testprobe
einmal injizieren.
-
50 μl Standardlösung einmal
nach zehn Injektionen von Testprobe und am Ende des Laufs injizieren.
-
Datenverarbeitung und
Berechnungen
-
Datenverarbeitung
-
Die
mit dem HPLC-System bereitgestellte Software so einstellen, dass
die Fläche
unter jedem Peak, der zwischen 5 und 40 min beobachtet wird, integriert
wird ausgenommen jeglicher Peaks, die jenen, die in dem Chromatogramm
der Leerwert-Injektion beobachtet werden, entsprechen.
-
-
-
Beispiel 6
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Eine
lyophilisierte Formulierung von 9 mg/ml h[Gly2]GLP-2 wurde gemäß dem Verfahren
von Beispiel 1 hergestellt. Diese Probe wurde auf Stabilität getestet,
indem die Reinheit und der Arzneimittelgehalt der Probe bei 4°C und 25°C unter Verwendung
des Verfahrens von Beispiel 4 gemessen wurden. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 1 und Tabelle 2 aufgeführt.
Wie in den Tabellen gezeigt, zeigte die Probe eine Stabilität für wenigstens
6 Monate und 18 Monate bei 4°C
bzw. 25°C.
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Tabelle
1: Aufbewahrungsbedingung: 4°C
-
Tabelle
2: Aufbewahrungsbedingung: 25°C