DE69331045T2

DE69331045T2 - Verwendung von igf-1

Info

Publication number: DE69331045T2
Application number: DE69331045T
Authority: DE
Inventors: B. Dunger; O. Savage; H. Soenksen
Original assignee: Chiron Corp
Current assignee: Novartis Vaccines and Diagnostics Inc
Priority date: 1992-05-19
Filing date: 1993-05-14
Publication date: 2002-03-21
Anticipated expiration: 2013-05-15
Also published as: NO940180D0; SE9201573D0; ATE207758T1; EP0613376B1; AU669894B2; CA2112358A1; DE69331045D1; NZ252359A; NO940180L; WO1993023071A1; AU4098893A; EP0613376A1; US5466670A; JPH06509361A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von Insulin-artigem Wachstumsfaktor (IGF-1) zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung von Diabetes mellitus Typ 1 (IDDM), wobei das Arzneimittel eine subkutane Dosis umfasst, die zur Erzielung eines IGF-1-Serumlevels, der für besondere Individuen charakteristisch ist, speziell bei Kindern, Jugendlichen und jungen Erwachsenen. Der Beweis für die Wirksamkeit einer solchen Behandlung wird bei Erwachsenen mit Insulin-abhängigem Diabetes mellitus Typ 1 erbracht.

HINTERGRUND

Humanes IGF-1 (hIGF-1) ist ein Peptid, das im Plasma und anderen Körperflüssigkeiten vorhanden ist. Es wurde aus humanem Plasma gereinigt, und die vollständige Aminosäuresequenz ist bekannt. Die Primärsequenz umfasst 70 Aminosäuren, einschließlich 3 Disulfid- Bindungen. Darüber hinaus zeigen gereinigte IGF-1's aus Plasma anderer Spezies umfangreiche Sequenzhomologien zu hIGF-1.
hIGF-1 kann das Wachstum eines weiten Bereichs von Zelltypen stimulieren. Es hat sowohl systemische wie auch lokale Wirkungen und ist im Kreislauf hauptsächlich mit verschiedenen Bindungsproteinen assoziiert, von denen sechs sequenziert sind (IGFBP1-6). Die Bindungsproteine scheinen die biologischen Funktionen und die Verfügbarkeit von IGF-1 in variabler Weise zu modulieren. IGF-1-Analoga mit veränderten biologischen Aktivitäten, die mit Änderungen der Affinitäten zu den Bindungsproteinen in Beziehung zu stehen scheinen, wurden hergestellt.
IGF-1 scheint hauptsächlich durch den Rezeptor des IGF-Typs 1 zu wirken, der an der äußeren Oberfläche vier unterschiedliche Zelltypen freiliegt. Die relative Wirkspezifität kann allerdings mit dem Zelllevel, z. B. in Folge des schwankenden Einflusses von Bindungsproteinen, variieren. Die Strukturen der IGF-1- und Insulinrezeptoren sind sehr homolog, allerdings zeigt die Bindung von IGF-1 und Insulin nur begrenzte Kreuz-Reaktivität.
Wegen des Mangels an gereinigtem Plasma-hIGF-1 bestand ein großer Bedarf an der Entwicklung einer Methodologie für eine Produktion im industriellen Maßstab. Heutzutage kann eine solche Produktion von hIGF-1 in großem Maßstab einfach durch Verwendung von DNA-Rekombinationstechniken erreicht werden.
IGF-1 ist in erster Linie bei der Vermittlung der somatogenen Wirkungen von Wachstumshormon (growth hormone = GH) involviert. Als Resultat von Studien mit Präparaten von hIGF-1, das von rekombinierter DNA stammt, wurde gezeigt, dass es das Skelettwachstum und die Skelettmuskelproteinsynthese begünstigt. Darüber hinaus ist hIGF-1 auch zur Behandlung oder Prävention kataboler Zustände wirksam (WO 92/03154).
In WO 91/12018 (Ballard et al.) wurde die therapeutische Verwendung von IGF-1 oder eines Peptidanalogen davon bei einer gastrointestinalen Erkrankung oder für die Behandlung des verkürzten Darms nach einer Operation beschrieben. Es wurde auch festgestellt, dass IGF-1 die Regeneration durchgeschnittener peripherer Nerven verbessert (EP 308 386); es wurde früher bereits in vitro gezeigt, dass IGF-1 die Actinsynthese in Muskelzellen in Kultur (Florini, J. R., Muscle and Nerve, 10 (1987) 577-598) und die Kontraktilität neonataler Rattenkardiozyten (Vetter, U. et al., Basic Res. Cardiol. 83 (1988) 647-654) verbessert.
Hohe Dosen an hIGF-1 senken Blutglucose bei nicht-diabetischen Tieren und Menschen (Zapf, J., et al., J. Clin-Invest, Jun., Vol: 77(6) (1986) 1768-75 und Guler, H. P., et al., N. Engl. J. Med., 317 (1987) 137-140). In diesen Studien war der hypoglykämische Defekt von hIGF-1 etwa 1,5-7% des Effektes von Insulin. Neuere Untersuchungen bei depankreatisierten Hunden bewiesen, dass hIGF-1 als Mittel zur Senkung der Blutglucose 8-11% der Wirkung von Insulin aufwies (Giacca, A., et al., Diabetes 39 (1990) 340-347). Allerdings zeigten diese Studien auch, dass die Stoffwechseleffekte von IGF-1 von denen von Insulin völlig verschieden sein können. Die Glucose-senkenden Wirkungen von IGF-1 wurden in großem Umfang durch erhöhte Glucoseaufnahme vermittelt, während die Glucoseproduktionsraten unverändert blieben. Eine Erklärung für diese Beobachtung könnte die relativ geringe Anzahl von IGF-1-Rezeptoren in der Leber Erwachsener sein (Caro, J. F., et al., J. Clin. Invest, 81 (1988) 976-981). Es ist wahrscheinlich, dass die Effekte von IGF-1 in großem Umfang durch Muskeln vermittelt werden. Ähnliche Unterscheidungen in der Verteilung von Rezeptoren können die weniger kräftigen antilipolytischen Wirkungen von IGF-1 im Vergleich zu Insulin in vitro (Bolinder et al., J. Clin. Endocrinol. Metab., 65, (1987) 732-737) und in vivo (Zapf, J., et al., 1986, Guler, H.-P., et al., 1987, Giacca, A., et al., 1990) erläutern. IGF-1 verringert die Proteolyse und verringert die Aminosäurekonzentrationen in nicht-diabetischen Ratten (Jacob, R., et al., J. Clin. Invest, 83, (1989) 1717-1723). Außerdem wurde in Untersuchungen von Giacca, A., et al., 1990, ein Anstieg bei Lactat beobachtet, der bei einer äquipotenten Dosis (zur Glucosesenkung) von Insulin nicht auftrat.
IGF-1 zirkuliert vornehmlich als ein großer 150K-Komplex (IGFBP3), der eine 53K GH-abhängige säurestabile IGF-Bindungskomponente und eine säurelabile Untereinheit umfasst. Das kleinere 28-35K-Bindungsprotein (IGFBP1) ist nicht Wachstumshormon-abhängig und zeigt eine deutliche circadiane Schwankung, die in einer Umkehrbeziehung zu Insulin steht (Brismar, K., et al., J. Endocrinol. Invest., 11 (1988) 599-602, Cotterill, AM, et al., J. Clin. Endocrinol. Metabol., 67 (1988) 882-887, Holly, JMP, et al., Clin. Endocrinol., 29 (1988) 667- 675). Der gemessene zirkulierende IGF-1-Level scheint in erster Linie durch die verfügbare Kapazität an IGFBP3 bestimmt zu sein, wohingegen IGFBP1 in erster Linie in andere Funktionen, wie z. B. Transport von IGF-1 aus dem Zirkulationspool oder Modulierung biologischer Wirkungen in den Geweben, involviert zu sein scheint (Holly, JMP, et al., J. Endocrinol., 121 (1989) 383-387, und Diabetic Medicine, 7 (1990) 618-23).
Insulinmangel resultiert auch in höheren Leveln an IGFBP1, von dem angenommen wird, dass es die biologische Aktivität von IGF-1 hemmt (Taylor, AM, et al., Clin. Endocrinol., 32 (1990) 229-239).
Altersbedingte Veränderungen beim Plasma-IGF-1 bei gesunden Personen wurden untersucht (Smith, C. P., et al., J. Clin. Endocrin. Metab., Bd. 68, Nr. 5 (1989) 932-937). Es wurde festgestellt, dass die Grund-Plasma-IGF-1-Konzentrationen während der Pubertät deutlich anstiegen und während der dritten Lebensdekade auf die vorpubertären Konzentrationen abfielen. Die Konzentration war etwa 1 E/ml vor und nach der Pubertät und etwa 2 E/ml während der Pubertät.
Es war vorher nicht bekannt, wie das unterschiedliche IGFBP-Profil bei Diabetikern die Bioverfügbarkeit oder Bioaktivität von endogen oder exogen verabreichtem IGF-1 beeinträchtigen würde.
Erhöhte Übernacht-GH-Serumkonzentrationen wurden zwischen diabetischen und normalen Jungedlichen verglichen (Edge, J. A., et al., J. Clin. Endocrinol. Metab., Bd. 71, Nr. 5, (1990) 1356-1362), und es wurde festgestellt, dass GH-Grundlinien- und Spitzen-Level bei Diabetikern höher waren als bei Kontrollpersonen.
In EP 331 630 (Ciba-Geigy) ist ein Verfahren zur Behandlung und Prävention von Sekundäreffekten von Hyperinsulinämie bei Diabetes mellitus Typ 1 durch Verabreichung von hIGF-1 beschrieben. In der Beschreibung ist die verwendete Dosis an hIGF-1 etwa 500 ug/kg/Tag. hIGF-1 wurde zwei gesunden (nicht-diabetischen) Personen gegeben, die 20 ug/kg/Stunde während 6 Tagen durch kontinuierliche subkutane Infusion erhielten. Die verabreichte Menge pro Tag ist das 10-fache der endogenen Produktion an hIGF-1 (etwa 50 ug/kg/Tag). Bei einer derartig hohen Dosis an hIGF-1 ist eine Insulin-artige Wirkung zu erwarten.
Die Autoren interpretierten die erhaltenen Resultate als Hinweis darauf, dass diese hohen Dosen an IGF-1 zu einer Abnahme des Insulinabbaus und einer Verlängerung seiner Halbwertszeit führten. Sie zogen den Schluss, dass hIGF-1 den Organismus für Insulin empfindlicher macht und dass daher eine niedrigere Insulindosis verwendet werden kann. Somit würde durch Verabreichung von hIGF-1 weniger exogenes Insulin benötigt, und eine Hyperinsulinämie infolge hoher Insulindosen kann vermieden oder auf ein Minimum beschränkt werden. Allerdings haben der Verabreichungsweg und insbesondere die hohen Dosen, die im Beispiel verwendet werden, eine sehr begrenzte klinische Anwendbarkeit. Die angegebene Dosis von 480 ug/kg/Tag, die als kontinuierliche Infusion verabreicht wurde, führt zu sehr hohen (supraphysiologischen) Serumlevel an IGF-1. Solche Konzentrationen können nicht als sicher und klinisch verwenbar angesehen werden.
Im Gegensatz zu den Feststellungen in EP 331 630 haben wir gefunden, dass eine physiologische Wiederherstellung von zirkulierenden IGF-1-Leveln durch einen Rückkopplungsmechanismus reduzierte GH-Level liefert. Diese Normalisierung der GH- und IGF-1-Level führt zu einer erhöhten Empfindlichkeit für Insulin und zu einer Verringerung des Dawn- Phänomens (der schnelle Anstieg der morgendlichen Blutglucose-Level, der bei Diabetikern des Typs 1 festgestellt wird) und liefert dadurch eine bessere Langzeitkontrolle.
Der mögliche klinische Wert einer Therapie mit IGF-1 zur Wiederherstellung physiologischer IGF-1-Level und dadurch zur Änderung der Wachstumshormon-IGF-1-Achse wurde früher nicht berücksichtigt.

DIE GH/IGF-1-ACHSE BEI DIABETES

Insulin-abhängige Diabetes verursacht tiefe Störungen bei der GH-IGF-1-Achse. Bei schlecht kontrollierten Diabetikern des Typs 1 sind GH-Level ausnahmslos erhöht. Die erhöhten GH-Level sind durch eine größere Pulsamplitude und verglichen mit den Leveln normaler Personen durch eine höhere Grundlinienkonzentration an GH charakterisiert. Jüngere Untersuchungen über den Signalmodus von GH zeigen, dass es eher die Pulsamplitude als die erhöhte Grundlinie ist, die zu tiefen Veränderungen bei der Insulinresistenz bei diabetischen Personen führt (Pal et al., Diabetologia, im Druck). Die hohen GH-Level führen zu Insulinresistenz und verschlimmern die metabolischen Abnormalitäten von Diabetes. GH-Überschuss war auch bei der Etiologie des Dawn-Phänomens verwickelt und kann die Entwicklung von Mikroangiopathie, einschließlich proliferativer Retinopathie, beschleunigen. Schließlich wurde ein übermäßiger Anstieg des beta-Hydroxybutyrats (BOH), verursacht durch erhöhtes GH, beobachtet, insbesondere während der Pubertät, und vermischt sich mit den Wirkungen von Insulin, das über Nacht schwächer wird; dies führt zu der Gefahr einer raschen Dekompensation mit diabetischer Ketoacidose bei jungen Erwachsenen mit Diabetes.
Trotz der erhöhten GH-Level neigen IGF-1-Level dazu, bei Diabetes niedrig zu sein, und dies steht mit der verringerten GH-Rezeptorfunktion im Zusammenhang, die aus niedrigen Insulinleveln resultiert (Holly, JMP, et al., Clin. Endocrinol., 29 (1988) 667-675). Die niedrigeren IGF-1-Level in Gegenwart erhöhter GH-Level wurden mit dem langsamen Wachstum und dem Verlust an Erwachsenengröße bei Kindern mit Diabetes in Zusammenhang gebracht (Salardi, S., et al., Arch. Dis. Child, 62, (1987) 57-62).
Der Mechanismus, der erhöhten GH-Level zugrunde liegt, war Gegenstand einer gewissen Kontroverse. Beim diabetischen Individuum hemmt die Hyperglykämie eine GH-Sekretion nicht so wie bei gesunden Individuen, und es wurde vorgeschlagen, dass dies eine veränderte hypothalamische Funktion widerspiegelt. Diese veränderte hypothalamische Funktion ist durch verringerte Somatostatin-Level und Beständigkeit gegenüber den Wirkungen von Somatostatin gekennzeichnet. Eine Suppression von Plasma-GH durch Somatostatin-Analoga und Pirenzepin hat zu einer beschriebenen Verbesserung bei der metabolischen Kontrolle geführt. Allerdings hat sich diese Methode während der Kindheit und der Adoleszenz, wenn das Wachstum schnell ist, als ungeeignet erwiesen, da sie unvermeidlich zu einem Ausbleiben des Wachstums führen würde.
Es wurde argumentiert, dass die übermäßige GH-Freisetzung mit niedrigen IGF-1- Leveln in Verbindung stehen kann. Allerdings widersprachen Shaper et al. (Acta Endocrinol., 122 (1990), Suppl., 32-39) dieser Hypothese, da sie keinerlei negative Korrelation zwischen Serum-IGF-1-Level und GH-Reaktionen auf GH-freisetzendes Hormon bei solchen Patienten beobachten konnten.
Im Lichte dieser Kontroverse ist es bemerkenswert, dass unsere vorangegangenen Untersuchungen zeigten, dass eine einzige subkutane physiologische Ersatzdosis von IGF-1 bei Jugendlichen mit Diabetes nicht nur zu einer Verringerung der GH-Level, sondern auch zu einer statistisch deutlichen Reduzierung des Insulinbedarfs bei dieser einzelnen Gelegenheit führte. Die relativ lang anhaltende Wirkung dieser einzelnen Injektion war auch überraschend und eröffnet die Möglichkeit der subkutanen Verabreichung einer einzelnen Dosis speziell bei der Behandlung von Kindern, Jugendlichen und jungen Erwachsenen mit Diabetes.
Die folgenden Figuren werden vorgelegt:
Fig. 1: Mittlere Blutglucose- und mittlere IGF-1-Level zwischen 18.00 und 09.00 Uhr
Fig. 2: Mittlere Wachstumshormonlevel zwischen 18.00 und 16.00 Uhr
Fig. 3: Mittlere Wachstumshormonlevel für Gruppe A und Gruppe B und pro Individuum zwischen und 8.00 und 20.00 Uhr.
Fig. 4: Mittlere Seruminsulinlevel zwischen 02.00 Uhr und 08.00 Uhr
Fig. 5. Mittlerer prozentualer Insulinbedarf bei stabilen Blutglucoseleveln zwischen 02.00 und 08.00 Uhr
Fig. 6: IGF-1-Level für jeden Patienten in -1,0 und 4 Wochen, Beispiel 2.

DIE ERFINDUNG

Unsere Untersuchungen sind die ersten Untersuchungen bei Diabetikern, die zeigen, dass IGF-1, in physiologischen Dosen verabreicht, einen deutlichen Rückkopplungseffekt auf die GH-Level und GH-Sekretion hat. Ein physiologischer Ersatz von IGF-1 führte zu einer deutlichen Reduzierung des Insulinbedarfs, was eher durch die Reduzierung der GH-Level als durch direkte Wirkungen von freiem IGF-1, wie es in früheren Untersuchungen beschrieben wurde, vermittelt war.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von IGF-1 für die Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von Diabetes mellitus Typ 1 (IDDM, Insulin Dependent Diabetes Mellitus), wobei das Arzneimittel eine subkutane Dosis umfasst, die zur Erzielung eines IGF-1- Serumlevels im Bereich des für gesunde Individuen charakteristisch und nicht höher wirksam ist.
Diese Behandlung kann insbesondere für die Behandlung von Kindern, Jugendlichen oder jungen Erwachsenen mit Diabetes mellitus Typ 1 wertvoll sein und könnte zu Verbesserungen bei ihrem pubertären Wachstum sein.
Das Arzneimittel kann auch zu einer verbesserten und stabilisierten glykämischen Kontrolle, für verringerte Brüchigkeit, für ein verringertes Risiko einer akuten Dekompensation und für eine verringerte Inzidenz von diabetischer Ketoacidose bei Diabetes mellitus Typ 1 eingesetzt werden.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung von IGF-1 zur Herstellung eines Arzneimittels, das eine subkutane Dosis umfasst, die zur Erreichung eines IGF-1-Serumlevels, der für gesunde Individuen charakteristisch ist, unter Reduzierung des Insulinbedarfs für Kinder, Jugendliche und junge Erwachsene mit Diabetes mellitus Typ 1 wirksam ist.
Das Arzneimittel kann IGF-1 allein umfassen oder kann in Kombination mit einem Insulinpräparat vorliegen.
Das Arzneimittel ist vorzugsweise für eine Einzelinjektion angepasst, die ein- oder zweimal pro Tag, ein-, zwei- oder dreimal pro Woche oder ein bis sieben Tage pro Monat verabreicht werden kann. Das Arzneimittel kann auch als Depot oder als Präparat mit langsamer Freisetzung verabreicht werden und sollte dann entsprechend angepasst sein.
Der physiologische Serum-IGF-1-Level ist etwa 1 E/ml für einen gesunden Erwachsenen und während der Pubertät etwa zweimal so hoch. 1 E/ml IGF-1 entspricht etwa 200 ng/ml IGF-1.
Die Erfindung ist neu und erfinderisch, da vorher noch nie realisiert wurde, dass die Wiederherstellung der normalen IGF-1-Bioaktivität zu derartig dramatischen Verringerungen der GH-Sekretion und zu starken Wirkungen auf den Insulinbedarf führen würde. Die Auswirkungen der vorliegenden Erfindung sind groß, da eine IGF-2-Behandlung zu ausgedehnten Verbesserungen bei der glykämischen Kontrolle und der Reduzierung des Risikos diabetischer Komplikationen führen könnte.
Diese Feststellung war überraschend, da frühere Untersuchungen bei normalen Individuen zeigten, dass nur pharmakologische Dosen an IGF-I zu einer GH-Suppression führen würden. Außerdem wurde argumentiert, dass IGF-1 bei Diabetikern nur von Wert sein könnte, wenn es in pharmakologischen Dosierungen eingesetzt würde, die notwendig sind, um direkte Insulin-artige Effekte zu erreichen. Die tiefgreifenden Wirkungen einer physiologischen Substitutionsbehandlung bei Diabetes mellitus Typ 1 wurden vorher niemals vorgeschlagen.
Die klinischen Verbesserungen würden umfassen:
- Verbesserte glykämische Kontrolle und Folgen daraus (z. B. Normalisierung der Serumlipide, reduziertes Risiko von späten vaskulären Komplikationen);
- Stabilisierte glyämische Kontrolle, z. B. reduzierte Brüchigkeit (weniger unvorhersagbare und schädigende Episoden von Hyper- und Hypoglykämie) und ein verringertes Risiko einer akuten Dekompensation;
- Verringerte Inzidenz von diabetischer Ketoacidose;
- ein normalisierteres pubertäres Wachstum.

BEISPIELE

ASSAYS

Vollblutglucose, gemessen alle 15 Minuten, wurde durch das Glucoseoxidiseverfahren (YSI analyser, Clandon Scientific Ltd., Hants, GB) bestimmt.
Proben für den GH-Assay wurden alle 15 Minuten entnommen und bei Raumtemperatur gehalten, bis das Profil vollständig war; dann wurden sie zentrifugiert, getrennt, und das Plasma wurde bis zum Assay bei -20ºC gefroren. Plasma-GH-Konzentrationen wurden durch einen immunoradiometrischen Assay (IRMA) unter Verwendung des Internationalen Referenzstandards 80/505 gemessen. Alle Proben jedes einzelnen Profils wurden in derselben Charge analysiert. Die Interassay-Variationscoeffizienten bei GH-Konzentrationen von 3,5, 15,2 und 77,4 mE/l waren 9,4, 7,7 bzw. 10,5%; die Intraassay-Variationscoeffizienten bei GH-Konzentrationen von 2,9, 14,3 und 69,4 mE/l waren 8,0, 2,0 bzw. 3, 4%.
Zur Bestimmung von plasmafreiem Insulin, das stündlich gemessen wurde, wurde 1,0 ml Vollblut zu 0,6 ml eiskaltem, 25%igen Polyethylenglykol (PEG 6.000) gegeben und dann 20 Minuten bei 300 Upm vor der Trennung zentrifugiert (Collins, ACG, und Pickup, JC, Diab. Med., 2 (1985) 456-460). Das Plasma wurde bei -20ºC gelagert und in einem Doppel- Antikörper-Radioimmunoassay (Guildhay Antisera Ltd.), der von Morgan und Lazarow modifiziert worden war (Diabetes, 12 (1963) 115-126), analysiert. Die Interassay-Variationscoeffizienten bei 12,2 und 47,2 mE/l waren 5,5 bzw. 8,6%.
Es wurde ein Pulsüberwachungsprogramm, Pulsar (Merriam, GR, und Wachter, KW, Am. J. Physiol., 243 (1982) E310-E318), verwendet, um 12-Stunden-GH-Profile zwischen 22.00 und 08.00 Uhr zu analysieren. Es weist Hormonpulse als Abweichungen von einer glatten Basislinie unter Verwendung der Assay-Standardabweichung als Skalenfaktor nach.
Blutglucose- und Insulininfusions-Daten waren normal verteilt. Eine Log- Transformation normalisierte die plasmafreien Insulindaten, und daher wurden parametrische statistische Techniken angewendet. Streuungszerlegungen (Zwei-Wege-ANOVA) wurde zur Untersuchung von Veränderungen im Lauf der Zeit eingesetzt. Daten werden als Mittelwert ± Standardfehler des Mittelwerts (SE) ausgedrückt, wenn nichts anderes angegeben ist.
Glykosiliertes Hämoglobin (HbA&sub1;C) wurde unter Verwendung des Diamat-Dedicated- HPLC-Systems gemessen.
Plasma-IGF-1 wurde nach Säure-Ethanol-Extraktion durch Standard-RIA gemessen. Die maximale Empfindlichkeit eines Assays ist 10 ug/l. Die Inter- und Intra-Assay-Variationen waren kleiner als 10% bzw. 8% bei einer Analytenkonzentration von 23, 1,2 und 0,2 ug/ml.

BEISPIEL 1

Neun Jugendliche mit Insulin-abhängiger Diabetes Typ 1 (fünf weibliche und vier männliche) im Alter zwischen 14 und 18 Jahren und in einem späten Pubertätsstadium 4 oder 5 (Tanner) nahmen an einem Placebo-kontrollierten Crossover-Doppelblind-Versuch teil, bei dem IGF-1 subkutan in einer Dosis von 40 ug/kg Körpergewicht verabreicht wurde. Das Volumen an IGF-1 oder Placebo, das subkutan verabreicht wurde und mit 40 ug/kg Körpergewicht berechnet war, lag im Bereich von 1,0 bis 1,5 ml IGF-1 oder Placebo und wurde um 18.00 Uhr verabreicht. Blutglucose wurde über Nacht über eine Insulin-verändernde Glucoseklemme auf 5 mmol/l reguliert. Bei Behandlung nach dem Protokoll der Gruppe A erhielten die Personen Placebo und bei Behandlung nach dem Protokoll der Gruppe B erhielten sie IGF-1. Die Dauer der Untersuchung war 22 Stunden.
Die Personen hatten normale Größe und normales Gewicht (mittleres Gewicht 62,5 kg, Bereich von 50,3 bis 73,9 kg) bei einem Body-Mass-Index (BMI) von weniger als 26 kg/m²; bei ihnen war mindestens 3 ganze Jahre Diabetes Typ 1 diagnostiziert worden. Die C-Peptidlevel lagen zwischen weniger als 0,025 und 0,275 nmol/l (Mittelwert 0,047 nmol/l). Die Personen hatten eine gute Allgemeingesundheit bei normaler Leber-, Nieren- und Schilddrüsenfunktion; sie verwendeten alle eine Kombination aus kurz und mittel wirksamem Insulin, die entweder zweimal oder viermal täglich verabreicht wurde (Dosis-Mittelwert 1,0 E/kg/Tag, Bereich 0,6 bis 1,5 E/kg/Tag). Die Personen erhielten keine regelmäßige medikamentöse Behandlung, außer eine Person, die Beclomethasondiproprionat, 200 ug dreimal täglich, zur Behandlung von Asthma inhalierte. Das mittlere glycierte Hämoglobin (Gesamt-HbA&sub1;) war zur Zeit der Untersuchung 13,5% bei einem Bereich von 7,1 bis 17,0%. Einzelne Daten der Personen, die an der Untersuchung teilnahmen, sind in Tabelle I zusammengefasst. TABELLE I PATIENTEN-DATEN
Eine Person (3) wurde wegen asymptomatischer Hypoglykämie während der Untersuchung von den meisten Analysen ausgeschlossen; siehe dazu unten. Von den verbleibenden acht Patienten wurden vier willkürlich ausgewählt, um ihnen während des ersten Untersuchungszeitraums IGF-1 zu verabreichen.

RESULTATE

BLUTGLUCOSE

Keine Person erlebte hypoglykämische Symptome während des Untersuchungszeitraums über Nacht. Für Person Nr. 3 allerdings war die niedrigste Blutglucose 3,3 mmol/l während Periode A und 2,5 mmol/l während Periode B unter Placebo bzw. IGF-1-Behandlung. In beiden Fällen war das betroffene Individuum Person Nr. 3. Zum Zwecke dieser Untersuchung war die Hypoglykämie mit Werten von unter 3,5 mmol/l definiert. Durch Einführung einer relativ hohen Schwelle hoffen wir sicherzustellen, dass Gegenregulationsreaktionen auf Hypoglykämie, die das Untersuchungsergebnis beeinträchtigen könnten, nicht erforderlich sind. Die Daten für die zwei Untersuchungszeiträume für die Person Nr. 3 wurden daher aus der Gesamtanalyse auf Wachstumshormonproduktion und Insulinbedarf ausgeschlossen. Die zwei Untersuchungszeiträume waren jeweils eine oder zwei Wochen, außer bei einer Person, bei der sie jeweils sechs Wochen waren.
Ein stabiler Blutglucosegehalt wurde in beiden Personengruppen in 2,00 Stunden erreicht und bis 08.00 Uhr gehalten; siehe Fig. 1. Der Mittelwert für Blutglucose war zwischen 02.00 und 08.00 Uhr in den Untersuchungsgruppen A (Kontrolle) und B (IGF-1) 5,62 ± 0,13 bzw. 5,59 ± 0,07 mmol/l. Eine Zwei-Wege-Streuungszerlegung zwischen Gruppen und innerhalb der Gruppe zeigte keine deutliche Differenz bei den Blutglucosewerten.

IGF-1

5,5 Stunden nach Injektion von rekombinantem IGF-1 stiegen die mittleren Blutlevel an IGF-1 von 223,2 ng/ml auf eine Spitze von 413,1 ng/ml. Die Level 30 Minuten nach der Injektion waren deutlich höher als nach der Placeboverabreichung (251,8 ± 17,6 gegenüber 202,1 ± 18,7 ng/ml, p = 0,002) und blieben dann während des Untersuchungszeitraums über Nacht erhöht (die Gesamt-Mittelwerte der IGF-1-Untersuchung über Nacht: 359,4 ± 25,9 gegenüber Placebo: 206,1 ± 22,3 ng/ml; p < 0,001); siehe Fig. 1.

WACHSTUMSHORMON

Die Wachstumshormonproduktion wurde während des Untersuchungszeitraums (18.00 bis 16.00 Uhr) und auch über Nacht zwischen 20.00 und 08.00 Uhr untersucht. Mittelwerte, die aus einer Probennahme alle 15 Minuten erhalten wurden, wurden verwendet.
Es wurde insgesamt eine deutliche Reduzierung der Wachstumshormonlevel in der Periode, in der IGF-1 verabreicht wurde, verglichen mit der Periode, in der Placebo gegeben wurde (16,92 ± 3,21 verglichen mit 27,77 ± 4,88 mE/l; p = 0,011, paarweiser "t"-Test) festgestellt. Die Mittelwerte für die 22 Stunden sind in Fig. 2 angegeben.
Es wurde auch eine deutliche Reduzierung über Nacht von 20.00 bis 08.00 Uhr festgestellt (19,38 ± 4,03 verglichen mit 33,65 ± 5,78 mE/l; p = 0,009; paarweiser "t"-Test). Siehe Fig. 3.
Das Pulsar-Programm zeigte eine deutliche Reduzierung der mittleren Wachstumshormon-Peakamplitude nach IGF-1-Verabreichung (41,1 ± 7,1 verglichen mit 75,2 ± 12,2 mE/l; p = 0,01) und der mittleren errechneten Basislinien-Wachstumshormonkonzentrationen (1,4 ± 0,5 verglichen mit 8,2 ± 2,5 mE/l; p = 0,02).

INSULIN

Der Insulinbedarf während des 22-stündigen Untersuchungszeitraums kann in die Anfangsstufe, die zur Etablierung einer stabilen Blutglucose führt, der Klemmperiode selbst und schließlich das Intervall zwischen Frühstück und Untersuchungsende um 16.00 Uhr eingeteilt werden. Das Insulin, das zwischen der Zeit der IGF-1- oder Placebo-Verabreichung und der Etablierung einer stabilen Insulin-verändernden Glucoseklemme um 02.00 Uhr lag, war zwischen der Gruppe A (IGF-1) und der Gruppe B (Kontrolle) nicht deutlich verschieden; (0,57 ± 0,08 verglichen mit 0,51 ± 0,06 mE/kg/min; p = 0,436).
Stabile Blutglucose wurde um 02.00 Uhr, wie oben beschrieben, hergestellt. Eine Analyse der Insulininfusion während des Zeitraumes von 02.00 Uhr bis 08.00 Uhr zeigte eine deutliche Reduzierung des Insulinbedarfs unter Aufrechterhaltung von Euglykämie in der Gruppe, die IGF-1 erhielt, verglichen mit der Kontrollgruppe (0,25 ± 0,12 verglichen mit 0,31 ± 0,07 mE/kg/min; p = 0,03, paarweiser "t"-Test). Die Insulininfusionsdaten (E/kg Körpergewicht) wurden durch Untersuchung der prozentualen Änderung während des Zeitraums von 02.00 Uhr bis 08.00 Uhr analysiert. Durch Verwendung des mittleren Insulinbedarfs bei der Behandlung der Gruppe A für jedes Individuum als Divisor, wurde die Gesamtdifferenz zwischen Gruppe A und Gruppe B während der Klemme als mittlerer Prozentanteil zu jedem einzelnen Zeitpunkt ausgedrückt. Siehe Fig. 4.
Da der Insulinbedarf für die Gruppe A als Divisor verwendet wurde, wird die gesamte Summe der Prozentwerte in dieser Gruppe einhundert sein. Der paarweise "t"-Test auf die mittleren Prozentwerte für die Gruppe A und die Gruppe B bei jedem einzelnen Individuum bestätigt die deutliche Reduzierung des Insulinbedarfs nach IGF-1-Verabreichung (81,4 verglichen mit 100%; p = 0,002).
Die mittleren plasmafreien Insulinlevel waren während dieses Zeitraums nach der IGF- 1-Verabreichung ebenfalls reduziert (67,88 ± 15,96 gegenüber 31,90 ± 2,74 mE/l; p = 0,001); Fig. 5.

BEISPIEL 2

Es wurde eine Nachuntersuchung durchgeführt, um zu beurteilen, ob die IGF-1-Level über einen 28-tägigen Behandlungszeitraum mit IGF-1 aufrecht erhalten wurden, d. h. dass die endogene IGF-1-Produktion nicht unterdrückt wurde.
Vier männliche Patienten mit Insulin-abhängigem Diabetes mellitus Typ 1 im Alter zwischen 15 und 19 Jahren und in den Tanner-Pubertätsstadien 3-5 für die Genitalien bzw. 2-5 für Schambehaarung wurden über einen Zeitraum von 4 Wochen mit rhIGF-1 behandelt.
Die Visitenfolge während der Untersuchung war die Folgende:
Visite - 4 Wochen - - - - 1 Woche: Reihenuntersuchungen
Visite 0 Wochen: Erste IGF-1-Injektion um 18.00 Uhr, danach Über-Nacht-Profil.
Visite 1 Woche - - - 4 Wochen: Behandlungsperiode, letzte IGF-1-Injektion um 18.00 Uhr bei der 4 Wochen-Visite, danach Über-Nacht-Profil.
Visite 8 Wochen: Nachuntersuchung
Die Dosis von 40 ug/kg IGF-1 wurde einmal täglich um 18.00 Uhr an 28 aufeinanderfolgenden Tagen subkutan in den Oberschenkel verabreicht. Alle Personen, die an der Untersuchung teilnahmen, hatten eine Diabetesdauer von mindestens 5 Jahren (Bereich 5-10 Jahre). Die Personen waren bei guter Gesundheit mit normaler Leber- und Nierenfunktion. Alle Patienten waren zu Beginn der Behandlung euthyreot und verwendeten eine Kombination aus kurz- und mittel-wirkendem Insulin, die viermal täglich verabreicht wurde.
Die Personen nahmen außer Insulin keine Arzneimittel. Das mittlere glycierte Hämoglobin A (HbA&sub1;/HbA1C) war bei der Reihenuntersuchung (- 1 Woche) 11,2/9,7% bei einem Bereich von 9,9/8,5 bis 14,0/12,3%. Die Daten der Personen, die bei der Untersuchung teilnahmen, sind in Tabelle 2 zusammengefasst.
Kein Patient zeigte zu Beginn der Untersuchung Anzeichen für Nephropathie oder Retinopathie. TABELLE 2 PATIENTEN-DATEN

RESULTATE

METABOLISCHE KONTROLLE

Gemessen als HbA1C(1%), das ein Marker für die metabolische Kontrolle ist. Der Normalbereich für einen Gesunden ist etwa 5-6% für HbA1C.
Die individuellen Daten für die vier Personen sind in Fig. 6 angegeben.
Glycierte Hämoglobinlevel, gemessen als HbA1C(1%), neigten während des 4 Wochen- Behandlungszeitraums zu einer Abnahme und kehrten nach der IGF-1-Behandlung zu einem höheren Level zurück (Fig. 6). Obgleich ein Ein-Monat-Beobachtungszeitraum zu kurz ist, um eine Änderung in der metabolischen Kontrolle (bestimmt durch Messung von HbA1C) zu bestätigen, lässt eine Verschlechterung bei Unterbrechung der IGF-1-Behandlung darauf schließen, dass die metabolische Kontrolle durch IGF-1 beeinträchtigt werden kann. Die beobachteten Veränderungen führen weiter zu der Annahme, dass die IGF-1-Behandlung die glykämische und metabolische Kontrolle verbessert.

IGF-1

Tabelle 3 zeigt die individuellen Daten als Mittelwerte für ein Über-Nacht-Profil. Tabelle 3 IGF-1 (E/ml)
* nach der ersten IGF-1-Injektion um 18.00 Uhr.
** nach vier Wochen mit täglicher IGF-1-Injektion
Während des 4 Wochen-Behandlungszeitraums wurden die IGF-1-Level auf normalen physiologischen Leveln bei gesunden Individuen dieser Altersgruppe gehalten.
Darüber hinaus wurde während des Behandlungszeitraums keine Unterdrückung der endogenen IGF-1-Sekretion wahrgenommen. Als Folge würde die Langzeitnormalisierung der IGF-1-Level eine Normalisierung des Längenwachstums bei Kindern und Jugendlichen mit IDDM mit sich bringen.

Claims

1. Verwendung von IGF-1 für die Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von Diabetes mellitus Typ 1, wobei das Arzneimittel eine subkutane Dosis umfasst, die zur Erzielung eines IGF-1-Serumlevels im Bereich des für gesunde Individuen charakteristischen und nicht höher wirksam ist.

2. Verwendung nach Anspruch 1 zur Behandlung von Kindern, Jugendlichen und jungen Erwachsenen mit Diabetes mellitus Typ 1.

3. Verwendung nach Anspruch 2 zur Reduzierung des Insulinbedarfs bei Kindern, Jugendlichen und jungen Erwachsenen mit Diabetes mellitus Typ 1.

4. Verwendung nach Anspruch 2 oder 3 zur Verbesserung des pubertären Wachstums bei Kindern und Jugendlichen mit Diabetes mellitus Typ 1.

5. Verwendung nach einem der vorangehenden Anspruche zur verbesserten und stabilisierten glykämischen Kontrolle bei Diabetes mellitus Typ 1.

6. Verwendung nach Anspruch 5 für verringerte Brüchigkeit bei Diabetes mellitus Typ 1.

7. Verwendung nach Anspruch 5 für ein verringertes Risiko einer akuten Dekompensation bei Diabetes mellitus Typ 1.

8. Verwendung nach Anspruch 5 für eine verringerte Inzidenz von diabetischer Ketoacidose bei Diabetes mellitus Typ 1.

9. Verwendung nach einem der vorangehenden Anspruche, wobei das Arzneimittel außerdem eine Insulinzubereitung umfasst.

10. Verwendung nach einem der vorangehenden Anspruche, wobei das Medikament für eine Einzelinjektion angepasst ist.

11. Verwendung nach Anspruch 10, wobei das Arzneimittel für eine Einzelinjektion einmal oder zweimal pro Tag angepasst ist.

12. Verwendung nach Anspruch 10, wobei das Arzneimittel für eine Einzelinjektion für ein- bis dreimal pro Woche angepasst ist.

13. Verwendung nach Anspruch 10, wobei das Arzneimittel für eine Einzelinjektion für 1 bis 7 Tage pro Monat angepasst ist.

14. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Arzneimittel für eine Depot-Zubereitung oder eine Zubereitung mit langsamer Freisetzung angepasst ist.

15. Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Arzneimittel eine subkutane Dosis umfasst, die zur Erreichung eines IGF-1-Serumlevels von 200 bis 400 ng/ml wirksam ist.