DK175923B1 - Cyclodextrin-peptidkomplekser - Google Patents

Description

DK 175923 B1

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til solubilise-ring og/eller stabilisering af polypeptider, navnlig proteiner, ved hjælp af udvalgte cyclodextrinderivater. Der beskrives endvidere sol ubi li serede og/eller stabiliserede sammensætninger omfattende et 5 polypeptid, navnlig et protein, og udvalgte cyclodextrinderivater.

Cyclodextriner er cykliske oligosaccharider. De mest almindelige cyclodextriner er β-cyclodextrin, som er sammensat er en ring af seks glucoseenheder, j8-cyclodextrin, som er sammensat af en ring af 10 syv glucoseenheder; og 7-cyclodextrin, som er sammensat af en ring af otte glucoseenheder. Hulrummet inden i en cyclodextrin er lipo-fil, medens cyclodextrinens yderside er hydrofil- Denne kombination af egenskaber har ført til udbredt undersøgelse af naturlige cyclo-dextriner, navnlig i forbindelse med farmaceutiske midler, og der er 15 beskrevet mange inklusionskomplekser, β-Cyclodextrin har været af særlig interesse på grund af sit hulrums størrelse, men dens relativt lave vandopløselighed (ca. 1,8% vægt/volumen ved 25*C) og medfølgende nephrotoksicitet har begrænset dens anvendelse inden for det farmaceutiske område.

20

Forsøg på at modificere naturlige cyclodextriners egenskaber har resulteret i udviklingen af heptakis (2,6-di-0-methyl)-/5-cyclodextrin, heptakis (2,3,6-tri-0-methyl)-/3-cyclodextrin, hydroxypropyl-^-cyclodextrin, Ø-cyclodextrin-epichlorhydrinpolymer og andre. For 25 en omfattende oversigt over cyclodextriner og deres anvendelse inden for farmaceutisk forskning se Pitha et al, i Controlled Drug Delivery. ed. S.D. Bruck, Vol. I, CRC Press, Boca Raton, Florida, USA, side 125-148 (1983). For en endnu nyere oversigt se Uekama et al. i CRC Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems. Vol. 3 30 (1), 1-40 (1987); Uekama i Topics in Pharmaceutical Sciences 1987.

eds. D.D. Breimer og P. Speiser, Elsevier Science Publishers B,V. (Biomedical Division), 181-194 (1987); og Pagington, Chemistry in Britain, side 455-458 (maj 1987).

35 Inklusionskomplekser af α-, β- eller γ-cyclodextrin eller deres blandinger med en lang række medikamenter er blevet beskrevet af utallige parter, og forskellige fordele er blevet tilskrevet komplekserne. Disse beskrivelser omfatter følgende: US- Aktiv

Opfinder_patent nr._bestanddel_Anvendelse_

Noda et al. 4.024.223 menthol og/eller antiphlogistisk, methyl salicyl at analgetisk

Szejtli et al. 4.228.160 indomethacin anti-inflammatorisk, beskyttende under graviditet

Hayashi et al. 4.232.009 u-halo-PGL·- hypotensivt, analoger L uterin kontraktionsstimulerem bl odpiadeaggregat ionshæmmende

Matsumoto et al. 4.351.846 3-hydroxy- og uterin kontraktionsstimulerem 3-oxo-prosta- glandinanaloger

Yamahira et al. 4.352.793 bencyclanfumarat antikonvulsivo, vasodilativ

Lipari 4.383.992 steroider, hormonalt corticosteroider, androgener, anabolske steroider, estrogener, progestagener us- Aktiv opfinder __patent nr. bestanddel_Anvendelse_

Nic°lau 4.407.795 p-hexadecyl- anti-atherosklerotisk aminobenzoesyre, natriumsalt

Tuttle^ 4.424.209 3,4-diisobutyryl- hjertekontraktionsmiddel oxy-N-[3-(4-iso-butyryloxyphenyl )- 1-methyl-n-propyl]-Ø-phenethylamin

Tuttle 4.425.336 3,4-dihydroxy-N- hjertekontraktionsmiddel [3-(4-hydroxy-phenyl )-1-methyl -n-propyl]-£-phen-ethylamin

Uaml p+ ai 4.428.106 EPA og DHA

Wa9u et al< (fedtsyrer) . -i 2 4.474.811 2-(2-fluor-4-bi- anti-inflammatorisk

Masuda et · phenylyljpropion- øjenmiddel syre eller -salt 4.478.995 syreadditionssalt anti-ulcusmiddel

Shinoda et ai- af (2'-benzyloxy- carbonylJphenyl-trans-4-guanidino-methylcyclohexan-carboxylat US- Aktiv

Opfinder_patent nr._bestanddel_Anvendelse_

Hayashi et al. 4.479.944 PGI^-analog til behandling af artereo- sklerose, hjertesvigt eller thrombose

Hayashi et al. 4.479.966 6,9-methano- til hypertension, cerebral PGIjj-analoger thrombose og lignende

Harada et al. 4.497.803 antibiotika fra antibiotika til svinedysenteri gruppen lankacidin

Masuda 4.499.085 prostaglandin- behandling af iltmangel i analog hjerneceller

Szejtli et al. 4.518.588 phendilin, dvs. coronardilator N-(l-phenylethyl)- calciumantagonist 3,3-diphenylpro- pylamin eller dets hydrochlorid

Szejtli et al. 4.524.068 piperonylbutoxid synergeni serer den pesticide virkning af kendte insekticider og fungicider

Jones 4.555.504 et hjerteglycosid hjertevirkning US- Aktiv

Opfinder_patent nr. bestanddel_Anvendelse_

Uekama et al .3 4.565.807 pirprofen anti-inflammatorisk, analgetisk, anti-pyretisk

Ueda et al. 4.575.548 2-nitroxymethyl- til karlidelser 6-chlorpyridin 4

Ohwaki et al. 4.598.070 tripamid anti-hypertensivt

Ch i es i et al. 4.603.123 piroxicam, dvs. anti-inflammatorisk, analgetis 4-hydroxy-2-me-thyl-N-2-pyridyl-2H-l,2-benzothia-zin-3-carboxamid-1,1-dioxid

Hasegawa et al. 4.608.366 mobenzoxamin, dvs. anti-emetisk, anti-spasmodikum l-[2-(4-methoxy-benzhydryloxy)-ethyl]-4-[3-(4-fluorbenzoyl) propyl ]piperazin

Hirai et al.2 4.659.696 polypeptid

Szejtli et al. 4.623.641 PGlj-methylester anti-ulcusmiddel

Ninger et al. 4.663.316 umættede phosphor- antibiotisk, holdige anti bi o- antifungicidt, tika, herunder antitumoralt phosphortrienin US- Aktiv

Opfinder_patent nr. bestanddel_Anvende!se_

Fukazawa et al. 4.675.395 hinokitiol baktericidt, bakteriostatisk

Shimizu et a!. 4.728.509 2-amino-7-isopro- anti-allergisk, pyl-5-oxo-5H-[l]- anti-inflammatorisk benzopyrano[2,3-b]- pyridin-3-carboxyl- syre

Shibanai et al.® 4.728.510 en mælkebestanddel badpræparation

Karl et al. 4.751.095 aspartam dipeptid sødemiddel ^Tuttle beskriver også anvendelse af 2,6-di-0-methyl-/3-cyclodextrin og 2,3,6-tri-0-mei dannelse af inklusionskomplekset.

2

Dette behøver ikke at være et inklusionskompleks, men simpelt hen en fysisk blanding j

Dette er en blanding og/eller en inklusionsforbindelse.

4

Opfinderne nævner også tidligere kendte opløselighedsforbedringer af cyclodextrinink-derivater, mefenaminsyre, indomethacin og chloramphenicol.

5

Opfinderne omtaler dette som en "occ1u$ion"-forbinde1se.

g

Opfinderne nævner også et derivat af cyclodextrin og et cyclodextrinholdigt stivelse: til anvendelse til dannelse af clathratet.

7 DK 175923 B1

Blandt de ovenfor anførte patenter synes kun Hirai et al.'s US patent nr, 4,659.696 at angå proteiner eller polypeptider. Det fremgår imidlertid af kravene i Hirai et al. patentet, at der ikke dannes et inklusionskompleks, og at opfindelsen tilvejebringer en 5 farmaceutisk sammensætning, som i alt væsentligt består af en fysisk blanding af et hydrofilt, fysiologisk aktivt polypeptid og cyclo-dextrin, hvilken sammensætning er en ensartet blanding på dosisform. Cyclodextrinen kan være en α-, 0- eller γ-cyclodextrin, eller et cyclodextrinderivat eksemplificeret ved tri-O-methylcyclodextrin og 10 triaminocyclode'xtrin, hvor α-cyclodextrin navnlig foretrækkes. Det fysiologisk aktive peptid kan være thyrotropinfri gørende hormon, luteiniserende hormonfrigørende hormon, insulin, somatostatin, j væksthormon, prolactin, adrenocorticotropt hormon, melanocytstimule- rende hormon eller mange andre. Sammensætningen er udformet som 15 nasalt, vaginalt eller rektalt præparat, dvs. at der anvendes en ikke-oral eller ikke-injicerbar administrationsvej.

Matsuyama et al., Drug Development and Industrial Pharmacy. 13(15), 2687-2691 (1987), har beskrevet thermodynamikken ved binding af 20 aromatiske aminosyrer til en <*-, 0- eller y-cyclodextrin. Humant serumalbumin, som indeholder aromatiske aminosyrer, blev også afprøvet som proteinmodel. Forfatterne antyder, at cyclodextriner kan beskytte peptider mod enzymatisk hydrolyse. Ifølge Sekisui Chemical Co., Ltd.'s OP Kokai Tokkyo Koho JP 59/104556 (84/104556), 25 publiceret 16. juni 1984, er cycliserede oligosaccharider, såsom Ø-cyclodextrin også for nylig blevet anvendt i proteinstabiliserende midler, som forhindre denaturering af proteiner og enzymer i blodet.

Humant blod blandet med octylphenoxypoly(ethoxyethanol) og Ø-cyclo-dextrin blev opretholdt i 24 timer med ringe ændring.

30

Inklusionskomplekser af 2,6-di-0-methyl-^-cyclodextrin med dibenzo-[bd]pyranderivater og salte med analgetisk, anti-emetisk og nakose-potenserende aktiviteter er blevet beskrevet af Nigradi et al. i US patent nr. 4.599.327, hvor der er påberåbt øget vandopløselighed og 35 således forbedret biologisk aktivitet af komplekserne. En oversigt over de farmaceutiske anvendelser af sådanne methylerede cyclodex-triner er blevet publiceret af Uekama, Pharm. Int.. marts 1985, 61-65, jfr. også Pitha, ournal of Inclusion Phenomena 2. 477-485 (1984).

8 DK 175923 B1

Det er af Fenyvesi et al., Chem. Pharm. Bull. 32 (2), 665-669 (1984), beskrevet, at cyclodextrinpolymer forbedrer opløsningen af furosemid. Forbedringer med hensyn til opløsning og absorption af phenytoin under anvendelse af en vandopløselig /J-cyclodextrin-epi-5 chlorhydrin-polymer er blevet beskrevet af Uekama et al., International Journal of Pharmaceutics. 23, 35-42 (1985).

Hydroxypropyl-/J-cyclodextrin (HPBCD eller HPCD) og dets fremstilling ved propylenoxidtiIsætning til /J-cyclodextrin blev beskrevet i 10 Gramera et al.'s US patent nr. 3.459.731 for næsten 20 år siden.

Gramera et al. beskrev også den analoge fremstilling af hydroxy-ethyl-/J-cyclodextrin ved ethylenoxidreaktion med /J-cyclodextrin. For nylig har Pitha og medarbejdere beskrevet en forbedret fremstilling af dette cyclodextrinderivat og dets virkninger på opløsning af 15 forskellige lægemiddelmolekyler. Pitha's US patent nr. 4.596.795 dateret 24. juni 1986 beskriver inklusionskomplekser af kønshormoner, navnlig testosteron, progesteron og estradiol, med specifikke cyclodextriner, fortrinsvis hydroxypropyl-/J-cyclodextrin og poly-/J-cyclodextrin. Komplekserne muliggør, at kønshormonerne på vellykket 20 måde frigøres til den systemiske cirkulation ad sublingual eller buccal vej. Effektiviteten af denne afgivelse menes at skyldes "den høje opløsningskraft af hydrofile derivater af cyclodextriner, den ikke-aggregerende struktur af deres komplekser med steroider og deres lave toksicitet og irritation af mundvæv". Der er også blevet 25 noteret gode resultater med andre cyclodextriner, herunder poly-y-cyclodextrin og hydroxypropl-γ-cyclodextrin i Pithas patent. Jfr. også Pitha et al., J. Pharm. Sci.. Vol. 74, nr. 9, 987-990 (september 1985) angående de tilsvarende og beslægtede undersøgelser. Pitha et al. beskriver også i artiklen i J. Pharm. Sci. opbevaringsstabi-30 liteten af tabletter indeholdende et testosteronhydroxypropyl-/J-cy-clodextrinkompleks og manglen på toxiciteten af cyclodextrin i sig selv samt betydningen af den amorfe natur af cyclodextrinderivaterne og deres komplekser med medikamenter med henblik på at forbedre opløsningsegenskaber.

35

Det forbedrede, optimerede præparat og oprensning af hydroxypropyl-/J-cyclodextrin er fornylig blevet beskrevet af Pitha et al., International Journal of Pharmaceutics 22, 73-82 (1986). I den samme publikation har forfatterne beskrevet øget vandopløselighed for 32 9 DK 175923 B1 medikamenter i koncentrerede (40-50%) vandige opløsninger af hy-droxypropyl-ø-cyclodextrin. Der blev noteret forbedret opløselighed af acetaminophen, apomorfin, butyleret hydroxytoluen, chlorthalidon, cholecalciferol, dexamethason, dicumarol, digoxin, di phenylhydan-5 toin, estradiol, estriol, ethinylestradiol-3-methylether, ethiste-ron, furosemid, hydroflumethiazid, indomethacin, iproniazidphosphat, 17-methyltestosteron, nitroglycerin, norethindron, ouabain, oxpreno-lol, progesteron, retinal, retinsyre (alle transformer og saltformer) retinol, spironolacton, sul pirid, testosteron og theofyllin.

10 Forfatterne anførte dette som varende en udvidelse af deres tidligere arbejde med hydroxypropyl-Ø-cyclodextrin, som tidligere er fundet effektivt til oral administration af kønshormoner til mennesker. Deres senere arbejde er beskrevet i Pi tha et al., International Journal of Pharmaceutics 29. 73-82 (1986) er også for nylig 15 blevet beskrevet i Pithas US patent nr. 4.727.064 dateret 23.

februar 1988. Dette patent beskriver en sammensætning indeholdende I et amorft kompleks af cyclodextrin og et medikament samt en frem gangsmåde til fremstilling af et stabiliserende amorft kompleks af et medikament og en blanding af cyclodextriner omfattende (1) 20 opløsning af en i sig selv amorf blanding af cyclodextrinderivater, som er vandopløselige og i stand til at danne fusionskomplekser med medikamenter i vand, og (2) sol ubi li sering af lipopfile medikamenter i vandigt medium til dannelse af en opløsning og dannelse af et sol ubil i seret medikament/cyclodextrin kompleks. I patentet er der 25 beskrevet arbejde med flere medikamenter, men ingen omfattede proteiner eller andre peptider. Patentet beskriver fremstilling af forskellige substituerede amorfe cyclodextriner, herunder hydroxy-propyl-0-cyclodextrin og hydroxypropyl-y-cyclodextrin, sidstnævnte ved analog kondensation af propylenoxid med γ-cyclodextrin.

30

Uekama et al., CRC Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems, bind 3 (1), side 1-40 (1987) har beskrevet karakteristikken af forskellige cyclodextriner, herunder hydroxypropyl-/?-cyclodex-trin. Forfatterne har anført resultater, som viser bedre sol ubi 1 i se-35 ring i vand i nærvær af 15 mg/mL HPBCD for medikamenterne carmofur, diazepam, digitoxin, digoxin, flurbiprofen, indomethacin, isosorbid, dinitrat, phenytoin, prednisolon, progesteron og tesosteron. I en omtale af metabolismen og tokisi teten af cyclodextriner har Uekama et al. anført, at cyclodextriner ved lave-moderate koncentrationer 10 DK 175923 B1 (almindeligvis 3-8% vægt/volumen og derover) forårsager hemolyse, og at de methylerede cyclodextriner besidder højere hemolytisk aktivitet end de naturlige cyclodextriner. Hydroxpropyl-j9-cyclodextrin siges at forårsage hemolyse begyndende ved 4,5 mM. Forfatterne har 5 endvidere anført, at parenteral administration af store doser cyclodextriner bør undgås, men at "γ-cyclodextrin og hydroxypropyl-Ø-cyclodextrin synes at være anvendelige ved medikamentsolubili sering til injektionsopløsninger og væskeformige præparater, som i anvendes til slimhinder". Der nævnes ikke anvendelse med polypep- ! 10 tider, såsom proteiner.

JANSSEN PHARMACEUTICA N.V.'s internationale patentansøgning nr. PCT/EP84/00417 publiseret under internationalt publikationsnr. W085/02767 den 4. juli 1985 beskriver farmaceutiske sammensætninger 15 omfattende inklusionsforbindelser af medikamenter, som er ustabile eller kun tungt opløselige i vand, med delvis etherifiserede β-cyclodextrinderivater med hydroxyalkyl- og eventuelt yderligere al kyl grupper. Blandt de omtalte cyclodextrinderivater er hydroxypro-j pyl-jS-cyclodextrin og hydroxyethyl-^-cyclodextrin, mens medikamen- 20 terne omfatter ikke-steroide anti-reumatiske midler, steroider, ! hjerteglycosider og derivater af benzodiazepin, benzimidazol, piperidin, piperazin, imidazol og triazol. Foretrukne medikamenter omfatter etomidat, ketoconazol, tubulazol, itraconazol, lavocabastin og flunarizin. De farmaceutiske sammensætninger ifølge opfindelsen 25 omfatter orale, parenterale og topiske formulationer med anvendelse af 4-10% opløsninger af cyclodextrinderivater til sol ubil i sering af forskellige medikamenter. Der vises forbedrede opløseligheder af indomethacin, digitoxin, progesteron, dexamethason, hydrocortison og diazepam under anvendelse af 10% HPBCD og der beskrives specifikt en 30 injicerbar formulation af diazepam i 7% HPBCD. De forholdsvis lave anvendte cyclodextrinkoncentrationer afspejler et ønske om at undgå eller mindske de hemolytiske virknfnger, som observeres ved højere cyclodextrinkoncentrationer.

35 Carpenter et al., The Journal of Pediatrics. Ill, 507-512 (Oktober

1987) beskriver intravenøs infusion af 2-hydroxypropyl-Ø-cyclodex-trin, fremstillet som en 5% opløsning i vand, til behandling af alvorlig hypervitaminose A. Det viste sig, at under infusionen øgedes cirkulerende retinylestre kortvarigt, mens totalvitamiη A

11 DK 175923 B1 udskilt i urinen blev øget efter Infusion. Intravenøs infusion af 5% HPBCD viste sig således at mindske in vivo niveauer af vitaminet, formodentligt ved kompleksdannelse med vitaminet og fjernelse af j noget af overskuddet fra legemet.

5

Formulation af et bestemt dihydropyridin «-► pyridinium saltredox-system til hjernespecifik afgivelse af estradiol "1 en vandopløselig Ø-hydroxy-cyclodextrin" er beskrevet af Bodor og medarbejdere i Estes et al., "Use of a Chemical Redox System for Brain Enhanced 10 Delivery of Estradiol Decreases Prostate Weight", i Biological Approaches to the Controlled Delivery of Drugs, redaktør R.L. Juliano, Annals of the New York Academy of Sciences, bind 507, 1987, 334-336.

15 JANSSEN PHARMACEUTICA N.V.'s EP patent nr. 86200334.0 publiseret under ΕΡ0 publikationsnr. 0197571 den 15. oktober 1986 beskriver 7-cyclodextrinderivater, som er 7-cyclodextrin substitueret med Cj-Cg-alkyl, hydroxy-Cj-Cg-al kyl, carboxy-Cj-Cg-alkyl eller C^Cg-alkyloxycarbonyl-Cj-Cg-alkyl eller blandede ethere deraf. Blandt 20 specifikke benævnte derivater er hydroxypropyl-7-cyclodextrin og hydroxyethyl-γ-cyclodextrin. Der beskrives også sammensætninger omfattende cyclodextrinderivaterne og et medikament. Jvf. også tilsvarende Mullers US patent nr. 4.764.604 dateret den 16. august 1988.

25

Inklusionskarakteristikken for andre derivatiserede cyclodextriner er også blevet beskrevet inden for litteraturen. Undersøgelser af forgrenede cyclodextriner, som er glucosyl- og maltocylderi vater af ar-, β- og 7-cyclodextrin og deres inklusionskomplekser med medika-30 menter er blevet beskrevet fornylig. Uekama har i Topics in Pharmaceutical Sciences 1987. redaktør D.D. Breimer og P. Speiser, Elsevier Science Publishers B.V. (Biomedical Division), 181-194 (1987) beskrevet virkningerne på biofarmaceutiske egenskaber af mal tosyl og glucosylcyclodextrinderivater, herunder øget medikamentabsorption. I 35 nævnte publikation har Uekama igen anført, at de naturlige cyclodextriner forårsager hemolyse i rækkefølgen 7 < o. < β. I tilfældet med kemisk modificerede cyclodextriner ændres rækkefølgen til hydroxyethyl -β < mal tosyl-β < hydroxypropyl-β < β < methyl 12 DK 175923 B1

Koizumi et al., Chem. Pharm. Bull. 35 (8) 3413-3418 (1987) har beskrevet inklusionskomplekser af svagt vandopløselige medikamenter og glucosylcyclodextriner, navnlig 6-0-a-D-glucosyl-α-CD (Gj-a-CD), 6-0-a-D-glucosyl-Ø-CD (Gj-Ø-CD) og 6A, D^-di-0-a-D-glycosyl-/l-CD 5 {2Gri-CD).

Okada et al., Chem. Pharm. Bul!.. 26 (6) 2176-2186 (1988) har beskrevet inklusionskomplekser af svagt vandopløselige medikamenter og mal tosylcyclodextriner, d.v.s. 6-0-a-maltosyl-α-CD (G^-a-CD), 10 6-0-a-maltosyl-Ø-CD ^-/J-CD), 6-0-a-maltosyl -γ-CD ^-y-CD), 6-O-a-maltotri osyl-a-CD (Gj-a-CD), 6-0-a-maltotrisyl-/3-CD (G3-0-CD) og 6-0-a-maltotriosyl-y-CD (G^-y-CD).

Yamamoto et al. har i International Jornal of Pharmaceutics 49 15 163-171 (1986) beskrevet fysiske kemiske egenskaber af forgrenede Ø-cyclodextriner, såsom glycosyl -Ø-cyclodextrin, mal tosyl -/J-cyclo-dextrin og di-maltosyl-Ø-cyclydextrin og deres inklusionsegenskaber.

Disse forfattere beskrev, at forgrenede jS-cyclodextriner er bedre solubiliseringsmidler for svagt vandopløselige medikamenter og 20 besidder mindre hemolytisk aktivitet end ^-cyclodextrin, og de foreslår, at glycosyl-^-cyclodextrin og maltosyl-Ø-cyclodextrin kan være særlig anvendlige i parenterele præparater.

Patent!ittereaturen afspejlser en stor del af det nylige arbejde 25 vedrørende forgrenede cyclodextriner udført af japanske forskere, som er beskrevet nedenfor.

JP Kokai 63-135402 (TOKUYAMA SODA KK), publiseret 7. juni 1988 beskriver sammensætninger bestående af mal tosyl-/3-cyclodextrin og 30 mindst en blandt digitoxin, nifedipin, flulubiprofen, isosorbidni-trat, phenytoin, progesteron eller testosteron. Sammensætningerne besidder forbedret vandopløselighed og reduceret erythrocytødelæg-gelse, er ufarlige for mennesker og kan anvendes som injektioner, øjendråber, sirupper og til topisk og slimhindeanvendelse.

35 JP Kokai 62-281855 (OAIKIN KOGYO KK), publiseret 7. december 1987 beskriver stabile vandopløselige inklusionsforbindelser af malto-syl-Ø-cyclodextrin med en lang række vitaminer og hormoner, f.eks. steroidhormoner, såsom prednisolon, hydrocortison og estriol. Oisse 13 DK 175923 B1 lipofile vitaminer og hormoner kan således anvendes som vandige opløsninger.

JP Kokai 63-036793 (NIKKEN CHEM KK), publi seret 17. februar 1988 5 beskriver fremstilling af dimaltosyl-7-cyclodextrin og dets generelle anvendelse i mediciner.

JP Kokai 62-106901 (NIKKEN CHEM KK), publi seret 18. maj 1987 beskriver fremstilling af diglucosyl-^-cyclodextrin og dets gene-10 relle anvendelse til farmaceutiske midler.

! JP Kokai 61-236802 (NIKKEN CHEM KK), publi seret 22. oktober 1986 beskriver fremstilling af mal tosyl-γ-cyclodextrin og dets generelle anvendelse med medikamenter.

15 JP Kokai 61-197602 (NIKKEN CHEM KK), publi seret 1. september 1986 beskriver fremstilling af mal tosyl-/3-cyclodextrin og dets forventede anvendelse i mediciner.

20 JP Kokai 61-070996 (NIKKEN CHEM KK), publiseret 11. april 1986 beskriver fremstillingen af mal tosyl-α-cyclodextrin og dets generelle anvendelse i farmaceutiske midler.

JP Kokai 63-027440 (SANRAKU OCEAN), publiseret 5. februar 1988 25 beskriver sammensætninger indeholdende et vanduopløseligt eller svagt opløseligt medikament sammen med glucosyleret, forgrenet cyclodextrin. Blandt de nævnte medikamenter er steroidhormoner.

JP Kokai 62-164701 (SH0KUHIN SANGV0 BIO), publiseret 21. juli 1987 30 beskriver fremstilling af diglucosyl-a-cyclodextrin og dets gene relle anvendelse i medicin, JP Kokai 62-003795 (T0KUYAMA SODA KK), publiseret 9. januar 1987 beskriver fremstilling af glucose og maltoligosacchridderivater (2-4 35 glucoseenheder) af α-, β- og 7-cyclodextrin og deres anvendelse som stabiliseringsmidler i farmaceutiske midler.

I de senere år har der været en omfattende øgning i antallet af produkter og potentielle produkter indeholdende polypeptider, 14 DK 175923 B1 navnlig proteiner, til terapeutiske, diagnostiske eller analytisk anvendelse. Proteinerne eller andre peptider formuleres almindeligvis i vandig opløsning til injektion eller til anvendelse ved diagnostiske eller analytiske anvendelser. Desværre lider proteiner 5 ofte af opløsel igheds- og/eller stabilitetsproblemer. Nogle proteiner er f.eks. ikke vandopløselige. Andre er opløselige i vand, men der er stadigvæk problemer, som forårsages af proteinnedbrydning/-denaturering, dimerisering og/eller polymen sering og lignende, som hver især kan føre til Inaktivering. Dette begrænser levetiden 10 alvorligt og påkræver ofte opbevaring ved lav temperatur og begrænsninger med hensyn mekanisk bevægelse.

Der er mange årsager til protein/peptidustabilitet eller nedbrydning herunder kovalente bindingsreaktioner, såsom hydrolyse og denature-15 ringsprocessen. I tilfældet med denaturering forstyrres konformati-onen af proteinet tre-dimensionelle struktur og proteinet folder sig ud fra dets sædvanlige globulære struktur. I stedet for genfoldning til dets naturlige konformation, kan hydrofob interaktion forårsage sammeklumpning af molekyler eller aggregering og dette kan forårsage 20 genfoldning til en unaturlig konformation. Begge disse slutresultater medfører mindskelse eller tab af biologisk aktivitet. For en oversigt over årsagerne til proteinustabilitet, jvf. Wang et al., Journal of Parenteral Science and Technology. Technical Report nr.

10, "Parenteral Formulations of Proteins and Peptides: Stability and 25 Stabilizers", Supplement Volume 42, nr. 25, 1988, side S3-S26.

Den ovenfor omtalte Wang et al. publikation opsummerer også de inden for fagområdet forskellige excipienser, som anvendes til at stabilisere parenterale formulationer af proteiner og andre peptider, 30 herunder anvendelse af serumalbumin, aminosyre, fedtsyrer og phos-pholipider, surfaktanter, metaller, polyol er, reduktionsmidler, metalchelaterende midler, polyvinyl pyrrol i don, hydrolyseret gelatine og ammoniumsulfat, herunder midler anvendt som cryobeskyttelsesmid-ler, som forhindrer eller mindsker denaturering under frostbetingel-35 ser eller frysetørring, såsom kulhydrater, alkoholer, polyvinylpy-rolidon og glutaminsyre. Eksempler på excipienser, der er blevet foreslået til stabilisering af specifikke proteiner, er beskrevet af Hayashi et al. i US patent nr. 4.457.916 udstedt 3. juli 1984, KYOWA HAKKO K0GY0 COj LTD's EP patentpublikation nr. 0123291 og E.I.

15 DK 175923 B1 DUPONT DE NEMOURS AND COMPANY'S EP patentpublikation nr. 0231132.

Hayashi et al. patentet beskriver en fremgangsmåde til stabilisering af Tumor Necorsis Factor (TNF) ved at sætte et stabiliseringsmiddel ! 5 udvalgt blandt ikke-ioniske surfaktanter, mindst en forbindelse i udvalgt blandt D-glucose, D-galactose, D-xylose, D-glucuronsyre, et salt af D-glucuronsyre, trehalose, en dextran og en hydroxyethyl-stivelse og blandinger heraf. Den resulterende vandige opløsning eller pulver indeholdende TNF siges at være i stand til længere 10 opbevaring uden aktivitetstab og være stabil ved frysning, optøning, frysetørring, varmebehandling eller lignende.

EP patentpublikation nr. 0123291, publi seret 31. oktober 1984 beskriver en fremgangsmåde til stabilisering af interferon omfat-15 tende tilsætning af et alkalimetalsalt eller magnesiumchlorid til interferon, eventuelt indbefattende tilsætning af serumalbumin og frysetørring med henblik på yderligere øget stabilitet. Patentpublikationen beskriver også en fremgangsmåde til stabilisering af interferon ved at bringe det i forbindelse med et saccharid udvalgt 20 fra gruppen omfattende dextran, chondroitinsvovlsyre, stivelse, glycogen, insulin, dextrin og alginsyresalt.

EP patentpublikation nr. 0231132, publiseret 5. august 1987 angår en rekombinant interleukin-2 (IL-2)~sammen$ætning og en fremgangsmåde 25 til fremstilling af samme. Ved beskrivelse af den kendte teknik omtales der i EP publikationen en tidligere EP patentpublikaton nr. 0133767, som beskriver, at gamme-interferon, der kan opnås fra humanleukocyter, kan stabiliseres ved tilsætning af albumin og/eller en sukkerart. Sukkerarterne kan omfatte monosaccharider, disaccha-30 rider, sukkeralkoholer og blandinger deraf, f.eks. glucose, mannno-se, galactose, fructose, saccharose, maltose, laktose, mannitol og xylitol. EP patentpublikation nr. 0231132 bekræfter også, at protein (chymotrypsinogen og ribonuclease)-stabil i sering under anvendelse af glycerol er beskrevet af Gekko et al., Biochemistry 20 4677-4686 35 (1981). EP nr. 0231132 angår rekombinant human IL-2-sammensætninger omfattende vand, rekombinant interleukin-2 og fortrinsvis en polyol.

Egnede polyol er siges at være vandblandbare eller vandopløselige, f.eks. polyhydroxyalkohol er, monosaccharider og disaccharider omfattende mannitol, glycerol, ethylenglycol, propylenglycol, 16 DK 175923 B1 trimethylglycol, glucose, fruktose, arabinose, mannose, maltose og saccharose. Polyolen siges at øge aktiviteten af IL-2.

i i På trods af ovennævnte eksisterer der stadigvæk et tydeligt og stærkt behov 5 inden for fagområdet for en mere effektiv og generel anvendelig fremgangsmåde og sammensætninger til solubilisering og stabilisering af polypeptider, såsom proteiner.

Den foreliggende opfindelse tilvejebringer en fremgangsmåde til solubilise-10 ring og/eller stabilisering af et polypeptid, hvilken fremgangsmåde omfatter, at polypeptidet, eventuelt et protein, kombineres med en effektiv mængde af solubiliserende og/eller stabiliserende cyclodextrin valgt blandt hydroxypro-pyl-, hydroxyethyl-, glucosyl-, maltosyl-, maltotriosylderivater af β- og γ-cyclodextrin, eventuelt hydroxypropyl-p-cyclodextrin, hvilket cyclodextrin 15 eventuelt er i vandig opløsning. I det andet aspekt tilvejebringes der ifølge opfindelsen en sammensætning, navnlig en vandig sammensætning, omfattende et polypeptid og en effektiv solubiliserende og/eller stabiliserende mængde cyclodextrin udvalgt fra gruppen omfattende hydroxypropyl-, hydroxyethyl-, glucosyl-, maltosyl- og maltotriosylderivater af β- og γ-cyclodextrin. I 20 endnu et andet aspekt tilvejebringer opfindelsen en lyophiliseret sammensætning omfattende et polypeptid og en effektiv stabiliserende mængde cyclodextrin udvalgt fra gruppen bestående af hydroxypropyl-, hydroxyethyl-, glucosyl-, maltosyl- og maltotriosylderivater af β- og γ-cyclodextrin. Ovennævnte fremgangsmåder og sammensætninger er fortrinsvis rettet mod for-25 bedringer af biologisk anvendelige proteinformulationer.

Formål og fordele ved den foreliggende opfindelse fremgår af den efterfølgende detaljerede beskrivelse og ledsagende tegning, hvor 30 figur 1 viser afbildning af fluorimeterenheder, som en indikation på indledningsvis lysspredning for prøver af interleukin-2 (IL-2) i stigende koncentrationer (% vægt/volumen) hydroxypropyl-β- 17 DK 175923 B1 cyclodextrin (HPBCD), figur 2 er en afbildning af fluorimeterenheder som en indikation på initiel lysspredning for prøver af HPBCO-formulationer af IL-2 (1 5 mg/mL) med saccharosekvælningsmiddel, figur 3 er et søjlediagram, som viser resultaterne fra en ultracen-trifugeringsanalyse af IL-2-prøver formuleret med HPBCD i sammenligning med ikke-formuleret IL-2, og 10 figur 4 viser en halvlogarimisk afbildning , som viser den biologiske aktivitet af IL-2-prøver indeholdende stigende koncentrationer ! af HPBCD.

15 De polypeptider, som det er tilsigtet anvendelse ifølge den foreliggende opfindelse, er ethvert polypeptid, som er biologisk eller industrielt anvendeligt. Et biologisk anvendeligt polypeptid ifølge den foreliggende opfindelsen er ethvet polypeptid, som kan benyttes ved diagnose, helbredning, lindring, behandling eller forebyggelse 20 af sygdomme eller ved forøgning af en ønsket fysisk eller mental udvikling og tilstand hos mennesker eller dyr. Polypeptider, navnlig proteiner, der anvendes i medicin til mennesker og/eller dyr eller til diagnose (in vivo eller in vitro) er af særlig interesse. Industrielt anvendelige polypeptider er de, som benyttes analytisk, 25 ved produktion eller som på anden måde er anvendelige inden for den kemiske industri.

Aminosyrer er organiske forbindelser, der har mindst en amino (-NHgJ-gruppe og mindst en carboxyl (-C00H)-gruppe. 01igopeptider er 30 aminosyreoligomerer, som er dannet ved at omsætte amino- og carbox-ylgrupper fra forskellige aminosyrer til frigørelse af et vandmolekyle og dannelse af en peptidbinding. Polypeptider er aminosyrepoly-merer, som er dannet på samme måde. Almindeligvis har oligopeptider mellem 2 og 20 peptidbindinger, hvorimod polypeptider har mere.

35 Proteiner er meget store polypeptider. De aminosyrer, som udgør polypeptiderne ifølge den foreliggende opfindelse, kan være naturlige eller syntetiske, kan have aminogruppen fæstnet til ethvert ikke-carbonylcarbonatom (f.eks. til ο-, β-, γ-, S-, eller ε-carbon, som målt fra α-COOH-gruppen i aminosyren), kan eksistere som 18 DK 175923 B1 enantiornerer (f.eks. D- eller L-J eller di asteri ornerer, kan have blokerede carboxyl- eller aminogrupper og kan have sidekæder, som er hydrofobe, hydrofile, sure, basiske eller neutrale. De syntetiske polypeptider kan indeholde omvendte peptidbinder, i hvilke tilfælde 5 de må indeholde mindst en diamin og en di carboxyl syremonomer.

Polypeptider tilsigtet til anvendelse ved fremgangsmåderne og i sammensætn i ngerne ifølge opfindelsen omfatter molekyler, hvortil i prostetiske ikke-peptidgrupper, såsom kulhydrater, hæm og fedtsyrer, 10 er blevet fæstnet. Polypeptiderne omfatter molekyler fremstillet af levende organismer eller celler, molekyler fremstillet ved syntetisk organisk kemi og molekyler, som er syntetiske modificerede biologiske produkter. De kan have en aminosyresekvens identisk med den af en naturlig forbindelse eller en sekvens ændret ved metoder, såsom 15 stedrettet mutagenese.

Udover den kovalente (primære) struktur kan polypeptiderne udvise enestående konformationer (kombinationer af sekundære, tertiære og kvaternære struktur), som påvirker deres biologiske virkning, 20 vandige opløselighed og evnen til at vekselvirke med cyclodextrin-erne. Polypeptiderne kan have mange biologiske virkninger. De kan virke som enzymer, enzyminhibitorer, antistoffer, antigener, transportører af elektroner, oxygen, metalioner eller små organiske molekyler, ionoforer, antibiotika, mitogener, hormoner, vækstregulato-25 rer, neurotransmittere, celleoverfladegenkendelsesporteiner, kemo- taktiske cellefatorer og cytotoxiner. De kan også være receptorer, agonister, antigonister af følgende: ionophorer, antibiotika, mitogener, hormoner, neurotransmittere, vækstregulatorer, celleover-fladegenkendelsesproteiner, kemotaktiske cellefaktorer og cytotox-30 iner.

Anvendelse af nogle af de foretrukne polypeptider ifølge opfindelsen omfatter: immunisering (som vaccineadjuvanser) j_n vitro diagnostik (til forøgelse af opløseligheden/stabiliteten eller sænkning af den 35 uspecifikke binding af angigener eller antistoffer) og in vivo diagnostik og terapeutika (til øgning af opløselighedens/stabilite-ten af terapeutiske eller diagnostiske polypeptider). Foretrukne terapeutiske mål for disse polypeptider er cancer, såsom melanoma, renalcellecarcinoma, myeloma, leukemi, brystcancer, colorektal 19 DK 175923 B1 cancer, lymfoma, neuoblastoma, astrocytoma og glioma, auto-immun lidelser, såsom di abeti smell itus, rheumatoid arthritis og multipel sclerosis, immundeficiens lidelser og infektionsi ideiser.

5 Blandt polypeptiderne omfattet af den foreliggende opfindelse er terapeutisk anvendelige polypeptider, såsom antisera, antitoxiner og antigener. Antisera kan f.eks. omfatte antirabies, antivenin (gift fra edderkoppen den sorte enke) hepatitis B-immunglobulin, tetanus-immunglobulin, intravenøs immunglobulin, pertussis immunglobulin og 10 rabiesimmunglobulin. Antitoxiner kan f.eks. omfatte de mod diphtheria og tetanus, Rho{0) immunglobulin, serumkomponenter, såsom 5% normal humanserumalbumin, 5% plasmaproteinfraktion, 20% normal humanserumalbumin, 25% normal humanserumalbumin, faktor II, faktor VII, faktor VIII, faktor IX, faktor X og Xa, anti thrombin III, 15 transferrin, haptoglobin, fibronektin, gammaglobuliner, protein C, protein S og thrombin, toxoider, såsom diphtheria og tetanus, vacciner, herunder svækkede vacciner (de mod kolera, influenza, meningitis, Yersinia pestis eller pest, pneumonia, poliomyelitis, rabies, tyfus og staphyloccocus) og levende vacciner (såsom de mod 20 poliomyelitis, mæslinger, rubel la og fåresyge), vækstfaktorer, hormoner og lignende bioaktive peptider, som illusteret af or-l-anti-trypsin, ratial natriuretisk faktor (diuretisk), clacitonin, calmodulin, choriogonadotropin (or og β), kolonistimulerende faktor, corticotropin frigørende faktor, /?-endorphin, endothel cellevækst-25 supplement, epidermal vækstfaktor, erythropoietin, fibroblastvækst-faktor, fibronectin, foil i kel stimulerende hormon, granulocytkoloni-stimulerende faktor, væksthormon (somatotropin), væksthormonfri gørende faktor (somatoliberin), insulin, insulinlignende vækstfaktor (somatomedin), en interferon (typisk or, /3, 7), en interleukin 30 (typisk 1, 2, 3, 4), lutropin, lymphotoxin, makrofagafledt vækstfaktor, makrofaghæmmende faktor, makrofagstimulerende faktor, megakary-ocytstimulerende faktor, nervevækstfaktor, pancreas endorphin, parathyroid hormon, pladeafledt vækstfaktor, relaxin, sekretin, skeletvækstfaktor, superoxiddismutase, thymushormonfaktor, thymus-35 faktor, thymopoeitin, thyrotropin, vævspi asmi nogenaktivator, transformerende vækstfaktor (or og β), tumornecrosefaktor, tumorangioge-nesefaktor, vasoaktiv intestinal polypeptid og sårangiogenese faktor, immunosuppressiver, såsom Rho (D) 1SG og IVGG'er, thrombo-lytiske midler, såsom urokinase, streptokinase og 20 DK 175923 B1 vævspi asmi nogenaktivator, og antigener, såsom Rhus all (giftig efeu), Rhus tox poison ivy-polyvalent og staphage lysat (staphyloccocus lysat).

5 Andre polypeptider omfattet af den foreliggende opfindelse er polypeptider, der er specifik tilsigtet veterinær anvendelse, herunder vacciner, vækstfaktorer til dyr og kvæginterferoner og interleukin-2. Illustrative vacciner omfatter: kvægvacciner, f.eks. de mod anthrax, Clostridium (flere arter), pasteurella, leptospira-10 pomona, kvægdiare, brucillosis, parainfluenza, 3-respiatorisk syncytial virus, tetanus, vesicular stomatitis og staphylococcus, hundevacciner, f.eks. de mod bordetella, coronavirus, distemper, parvovirus, parainfluenza og rabies, hestevacciner, f.eks. de mod anthrax, encephalomyelitis, influenza, tetanus, rabies og steptococ-15 cus-kværke, kattevacciner, såsom de mod leukæmi, pneumonitis- chlamydia og rabies, fårevacciner, f.eks. de mod anthrax, sortbens-syge, blå tunge, enterotoxæmi, tetanus og vibriosis, og svinevac-ciner, f.eks. de mod anthrax, enterotoxemia, dysenteri, erysipilas, leptospirosis, parvovirus, pseudorabies, tetanus og rotavirus.

20

Yderligere polypeptider omfattet af den foreliggende opfindelse har anvendelse inden for immunologien. Disse omfatter monoklonale antistoffer, polyklonale antistoffer (ukonjugeret), andre antistoffer (alkaliske phosphatase konjugeret), immunoglobulinscreening og 25 isotype kits, protein A produkter og immunoanalysereagenser. Blandt de monoklonale antistoffer er de, som er accepteret til anvendelse i diagnostiske kits, f.eks. IgE, peroxidase-anti-peroxidase konjugeret, humanchorion gonadotropin, T-celle, ferritinkonjugeret, cacino-gent embryonantigen (CEA), OKT-II, antirabies, humanvæksthormon, 30 total T4, prolactin, 1251-Ig£, UCG, thyroidstimulerende hormon, chlamydia, gentamicin og rubella. Andre anvendelige monoklonale antistoffer omfatter monoklonale antistoffer mod humancelleoverfladeantigener, monoklonale antistoffer mod musecelleoverfladeantigen-er, monoklonale antistoffer til komplement og blodproteiner, mono-35 klonale antistoffer til immunoglobuliner (human), monoklonale antistoffer til neurologiske antigener, monoklonale antistoffer til tumormarkører, monoklonale antistoffer til cellekomponenter, Epstein Barr virusantigener, human lymphocytantigen (HLA) typebestemmelse, hematologiske antistoffer, leucocytantistoffer, bakterielle 21 DK 175923 B1 J antigener, parasitiske antigener, T-celle lymphotrop virus (HIV-1II) i og cyloskel etale antistoffer. Anvendelige polyklonale antistoffer (ukonjugerede) omfatter affinitetsrensede antistoffer mod immunoglo-buliner, antistoffer mod plantevirus, antiserum mod human i soenzymer 5 og kromatografisk oprensede antistoffer. Anvendelige alkalisk phosphatasekonjugerede anden antistoffer omfatter affinitetsoprens-ede antistoffer mod immunoglobuliner, antistoffer mod plantevirus, biotinkonjugerede antistoffer, fluorescein-isothiocyanatkonjugerede antistoffer (FITC), guldkonjugerede antistoffer, peroxidasekonjuge-10 rede antistoffer, rhodaminkonjugerede antistoffer og i odkonjugerede antistoffer. Polypeptidimmunoanalysereagenser omfatter EIA-kvali-tetsenzymer, enzymantistofkomplekser, reagenser til immunologi, enzymbundne immunosorbentanalyser (ELISA) til anvendelse som standarder eller kontroller, immunoelektroforese (IEP)-analyser, radio-15 immunoanalyser (RIA) til anvendelse som standarder eller kontroller, nephelometri til anvendelse som standarder eller kontroller, nuklearantigener og belægninger til kitrør og pladebrønde.

Andre polypeptider, der er omfattet af den foreliggende opfindelse, 20 omfatter polypeptider anvendelige inden for cellebiologi/biokemi, f.eks. i serumfrie kulturer (som tilsætninger og reagenser til cellekultur) i glycoprotein- og kylhydratundersøgelser (endoglyco-sidoser, exoglycosidoser, enzymer til kulhydratundersøgelser, enzymer til analyse af glycoproteinoligosaccharider), som molekyl-25 vægtsmarkør (kalibreringsproteiner, f.eks. til gelpermeationkromato-grafi, subunitproteiner), proteaser (til anvendelse inden for blodundersøgelser, proteinsekvensering, vævsfordøjelse og cellehøst, total fordøjelse af proteiner og immobil i serede proteaser), celleoverfladegenkendelsesproteiner (adenosin og analoger, cykliske nukleo-30 tider, phosphoinositider), phospholipaser og bioluminescensanalyse-reagenser.

Andre polypeptider til anvendelse i forbindelse med den foreliggende opfindelse er polypeptider af særlig interesse inden for molekylær-35 biologi, herunder forskellige enzymer og reagenser. Enzymerne kan omfatte mærkningsenzymer, modificerende enzymer, nukleotider, polymeraser, sekvenseringsenzymer og restiktionsenzymer, Reagenserne kan omfatte inhibitorer, antibiotika og forskellige andre reagenser.

22 DK 175923 B1

Foretrukne polypeptider til anvendelse ifølge den foreliggende opfindelse omfatter vækstregulatorer. Blandt de foretrukne vækstregulatorer er hematopoietiske faktorer, som påvirker modningen og formeringen af blodceller i lymfevæv og knoglemarv, cytokiner, som 5 almindeligvis påvirker eukaryot cellevækst, og lymphoklner, som påvirker lymphocytvækst. Specifikke polypeptider, som er vækstregulatorer eller lymphokiner, er: interleukin 1, 2, 3 og 4, ft-, β- og y-interferoner, granulocytkolonistimulerende faktor (G-CSF), granu-locyt-makrophag CSF(GM-CSF), makrophag CSF(m-CSF), megakaryocyt CSF, 10 multi CSF eller IL-3 (også kendt som BPA, HCGF, MCGF og PSF), erythropoietin, lymphotoxin, tumornekrosefaktor (TNF, også kendt som cachectin) or- og ^-transformerende vækstfaktor (TGF), pladeafledt vækstfaktor (PDGF), epidermal vækstfaktor (EGF), nervevækstfaktor (NGF), insulinlignende vækstfaktor I og II (IGF I er også benævnt 15 somatomedin C), væksthormon (GF, oggså benævnt somatotropin) og væksthormonfrigørende faktor (GHRF, også benævnt somatoliberin).

Jvf. Clark et al. "The Juman Hematopoietic Colony Stimulating Factor", Science. 1229-1237 (5. juni 1987): Taniguchi, "Regulation of Cytokine Expression", Ann. Rev, Imm.. 6, 439-464 (1988), og 20 Watson et al., Molecular Biology of the Gene, bind II, 4. udgave, Benjamin/Cummings Publishing (1987).

Andre foretrukne polypeptider til anvendelse i henhold til den foreliggende opfindelse er fusionsproteiner. Fusionsproteiner er 25 kovalent bundne proteiner eller proteindele. Proteiner eller aktive fragmenter deraf med forskellige formål kan således bindes til tilvejbringelse af et sammensmeltet molekyle med begges karakteristik. Almindeligvis er et af proteinerne/proteinfragmenterne en "søger" og den anden "aktør" eller "ødelægger". Illustrativt for 30 sådanne fusionsproteiner er pseudomonas exotoxin bundet til IL-2, diphtheria toxin bundet til IL-2 eller toxinet bundet til andre proteiner eller binding mellem andre proteiner, såsom de foretrukne proteiner, der er beskrevet i det tidligere afsnit, eller dele deraf. Jvf. US patent nr. 4.545.985, 4.468.382 og nr. 4.675.382, som 35 alle medtages heri i deres helhed ved denne henvisning.

Fusionsproteiner af IL-2 bundet til toxin, som beskrevet ovenfor er udformet til at dræbe celler med IL-2-receptorer, og finder således anvendelse til forhindring af transplantat-versus-værtafvisning.

23 DK 175923 B1

Andre fusionsproteiner har forskellige anvendelser alt afhængig af proteinerne eller dele deraf, som kombineres. For eksempel danner substans P og et toxin således et fusionsprotein, som kan anvendes til at lindre kronisk smerte, mens a-melanocytstimulerende hormon 5 (MSH) og diphtheriatoxin danner et fusionsprotein, der er udformet til at dræbe melanomacell er.

Andre foretrukne polypeptider til anvendelse i forbindelse med den foreliggende opfindelse er muteiner, som er mutationelt ændrede 10 proteiner. Foretrukne muteiner er muteiner af de foretrukne vækstregulatorer og fusionsproteiner, der er identificeret i tidligere afsnit, og typisk har samme formål som de tilsvarende uændrede proteiner. Særlig foretrukne muteiner omfatter IL-2-muteiner, som f.eks. er beskrevet i U$ patent nr. 4.752.585 og 4.518.584, som 15 medtages heri i deres helhed ved denne henvisning, og muteiner af ^-interferon, f.eks. beskrevet i US patent nr. 4.737.462 og nr. 4.588.585, som medtages heri i deres helhed ved denne henvisning.

Cyclodextrinerne til anvendelse i forbindelse med den foreliggende 20 opfindelse er hyroxypropyl-, hydroxyethyl-, glucosyl-, mal tosyl- og mal totri osyl deri vater af Ø-cyclodextrin og de tilsvarende derivater af 7-cyclodextrin. Hydroxyalkyl grupperne kan indeholde en eller flere hydroxyl grupper, f.eks. hydroxypropyl (2-hydroxypropyl, 3-hydroxypropyl), dihydroxypropyl og lignende. Glucosyl- mal tosyl-25 og maltotriosylderivater kan indeholde en eller flere sukkerenheder, f.eks. glucosyl eller diglucosyl, mal tosyl eller dimaltosyl. Der kan ligeledes anvendes forskellige blandinger af cyclodextrinderivater-ne, f.eks. en blanding af mal tosyl- og dimaltosylderivater. Specifikke cyclodextrinderivater til anvendelse i forbindelse med den 30 foreliggende opfindelse omfatter hydroxypropyl-^-cyclodextrin (HPCD eller HPBCD), hydroxyethyl-Ø-cyclodextrin (HEBCD), hydroxypropyl-7-cyclodextrin (HPGCD), hydroxyethyl-7-cyclodextrin (HEGCD), dihydroxypropyl -^-cyclodextri n (2HPBCD), glucosyl-Ø-cyclodextrin (Gj-Ø-CD eller G^BCD), diglucosyl-/5-cyclodextrin (2Gj-0-CD eller 2GjBCD), 35 mal tosyl-Ø-cycladextrin (Gg-Ø-CO eller G2BCD), mal tosyl-/J-cyclodex-trin (G^-y-CD eller G^GCD), maltotriosyl-Ø-cyclodextrin (G^-Ø-CD eller G^BCD), maltotriosyl-7-cyclodextrin (G37-CD eller G^GCD) og dimal tosyl-^-cyclodextrin (2G2-/3-CD eller 2G2BCD) og blandinger heraf, såsom maltosyl-£-cyclodextrin/dimaltosy1-/l-cyclodextrin.

24 DK 175923 B1

Hydroxypropyl-jS-cyclodextrin til anvendelse ved fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse er kommercielt opnåelig. De kan alternativt fremstilles ved kendte fremgangsmåder, navnlig ved anvendelse af den optimerede procedure ifølge Pitha et al., Inter-5 national Journal of Pharmaceutics. 29, 73-82 (1986). Nedenstående er en typisk procedure under anvendelse af fremgangsmåden ifølge Pitha et al.: 31 g natriumhydroxid blev opløst i 250 ml vand. Derpå blev 100 g 10 /J-cyclodextrin tilsat og opløsningsmidlet blev opvarmet for at 1 bevirke opløsning. Kolben blev afkølet og der blev tilsat 50 ml propylenoxid. Kolben var under tilsætningen forsynet med en tør-is/acetone-fortætningsapparat. Opløsningen fik lov til at nå stuetemperatur og blev omrørt i 72 timer. Opløsningen blev derpå neu-15 tral i seret med koncentreret saltsyre og fortyndet med vand. Opløsningsmidlet blev fjernet under vakuum, hvilket efterlod en sirup, som blev taget op i ethanol. Efter omrøring i 30 minutter ved stuetemperatur blev det fremstillede natriumchlorid fjernet ved filtrering. Filterkagen blev vasket med ethanol og de kombinerede 20 ethanollag blev reduceret under vakuum. Resten blev opløst i vand og dialyseret i celluloseacetat (nr. 7,38 mm, 4,6 ml/cm, afskæringsmolekylvægt = 1000, Fisher Scientific). Efter 5 timer ved 0*C blev opløsningen fjernet fra dialyserøret og frysetørret. Det resulterende faste stof blev opslæmmet i acetone og omrørt natten over. Det 25 filtrerede faste stof blev genopslæmmet i acetone og omrørt i 24 timer. Det faste stof blev indvundet ved filtrering og opløst i 200 ml vand og derpå frysetørret. Der blev opnået 75 g oprenset hydroxy-propyl-ø-cyclodextrin. Substitutionsgraden blev beregnet ved NMR og sammenlignet med en autentisk prøve.

30

Pitha et al. fremgangsmåden til fremstilling af HPBCD ved kondensation med propylenoxid og Ø-cyclodextrin i vandig alkalisk opløsning lider desværre af ulemper, navnlig med hensyn til oprensning af produktet. Efter afslutning af kondensationen neutral i seres reak-35 tionsblandingen med saltsyre, vand afdampes under vakuum og den sirupagtige rest opløses i ethanol til udfældning i natriumchlorid, der er hovedbiprodukt ved reaktionen. Efter filtering afdampes ethanol under vakuum og resten opløses i vand og dialyseres for at fjerne tiloversbleven natriumchlorid og polymerisationsprodukter af 25 DK 175923 B1 propylenoxid. Under dialyse går en del af hydroxypropyl-Ø-cyclodex-trinen gennem membranen og tabes. Dialysatet frysetørres derpå, omrøres to gange i acetone og vaskes for at fjerne de resterende pol ymerisat ionsproduker. Til slut frysetørres hydroxypropyl-β-cy-5 clodextrin igen. Den anden frysetørring er nødvendig, idet produktet efter vask med acetone ikke er homogent.

For at overvinde disse vanskeligheder ved Pi tha et al. fremgangsmåden er der blevet udviklet en ny fremgangsmåde af Maciej Smulkowski 10 ved Floridas Universitet, Gainsville, Florida til syntese af HPBCD.

Denne nye fremgangsmåde omfatter fjernelse af natriumhydroxid fra reaktionsblandingen med en ionbytterharpiks (H+). Følgeligt kan flere tidsforbrugende trin ved Pitha et al.'s oprensning undgås. Endvidere kan den natriumhydroxidmængde, som anvendes af Pitha et 15 al, (7 ækvivalenter til en ækvivalent ^-cyclodextrin) mindskes til 2 ækvivalenter natriumhydroxid pr. cyclodextrinmolekyle og stadig fremstille et produkt med passende NMR og optisk drejning.

Ifølge den nye fremgangsmåde kondenseres /J-cyclodextrin først med 20 propylenoxid i alkalisk opløsning, natriumhydroxid fjernes på en ionbyttersøjle (Dowex 50W-X8, H+-form), eluatet inddampes under vakuum til halvdelen af det oprindelige volumen, den resterende opløsning frysetørres, og det resulterende hvide faste stof vaskes med acetone og frysetørres igen, udsættes for maling og sigtning.

25 Mulige modifikationer af denne fremgangsmåde omfatter: (1) anvendelse af ionbytterharpiks til neutralisering i reaktionskolben med filtrering af harpiksen og vask på filtertragten, (2) anvendelse af calcium-, magnesium-, lithium- eller kaliumhydroxid til opløsning af cyclodextrinen, (3) fjernelse af hydroxider efter reaktionen ved 30 mætning af reaktionsblandingen med carbondioxid eller neutralisering med svovlsyre i stedet for ionbytterharpiksen, (4) anvendelse af endog mindre natriumhydroxid (mellem 1 og 2 ækvivalenter) og (5) udeladelse af den anden frysetørring.

35 Nedenstående er en typisk procedure under anvendelse af den nye forbedrede fremgangsmåde: 50 g Ø-cyclodextrin blev opløst i en opløsning af 3,53 g natriumhydroxid i 75 ml vand og behandlet med 29 ml propylenoxid ved 0°C.

26 DK 175923 B1

Reaktionsblandingen blev opretholdt i 5 timer ved denne temperatur, blev derpå holdt ved stuetemperatur i 42 timer. Efter slutning af dette tidsrum blev reaktionsblandingen ført gennem Dowex's 50W-X8-søjlen (H+-form), søjlen blev vasket med vand og eluatet blev 5 inddampet under vakuum til et volumen på 100 ml og derpå frysetørret. Det resulterende hvide faste stof blev vasket med acetone til opnåelse af 51 g HPCD med den samme substitutionsgrad (4,7) og NMR som HPCD fremstillet ved fremgangsmåden ifølge Pitha et al. Rest ved , antænding var 0,0%. Optisk drejning var også identisk med den af j 10 produktet ifølge Pitha et al.

Kondensation af 25 g Ø-cyclodextrin under anvendelse af 7,71 g natriumhydroxid gav tilsvarende resultater.

15 En yderligere forbedring ved den nye forbedrede HPBCD-syntese benytter aktivt kulstof til oprensning af opløsningen før den sidste frysetørring. Når den vandige opløsning fra Dowex 50 ionbyttersøjlen blev behandlet med aktivt kulstof, blev de fleste polymerisationsprodukter fjernet uden tab af HPBCD og filtratet var efter kun en 20 vask med ethylacetat klar til endelig frysetørring. På denne måde var kun en frysetørring påkrævet. Krystallisering af det endelige produkt i stedet for frysetørring er også muligt i det mindste i lille skala.

25 Produktet fra den modificerede nye fremgangsmåde (under anvendelse af aktivt kulstof) viser sig at vær overlegen i forhold til den oprindelige nye fremgangsmåde og fremgangsmåden ifølge Pitha et al.

For det første er produktet snehvidt og frembringer en farveløs vandig opløsning, hvorimod opløsninger af de tidligere produkter var 30 gule. For det andet er produktet ikke olieagtigt, hvilket kan skyldes fjernelse af mere højtsubstituerede mindre opløselige olieagtige cyclodextriner.

HPBCD kan fremstilles med varierende substituionsgrader, såsom 5 35 eller 7. Førnævnte fremgangsmåde anvendes typisk til at frembringe HPBCD (ASDS 7). Massespektrummet for den isomere blanding af HPBCD har et centrum omkring 7 graders substitution. Dette spektrum er opnået ved "mild" ionisering af prøven under anvendelse af hurtig atombombardement. Det frembragte spektrum svarer til de tidligere 27 DK 175923 B1 beskrevet (opnået ved Californium-252 plasmadesorption) både med hensyn til symmetrien af den isomere fordeling og den numeriske spredning af de dannede isomerer.

5 Hydroxyethyl/J-cyclodextrin (HEBCD) kan fremstilles på tilsvarende måde som HPBCD under anvendelse af den ovenfor beskrevne detaljerede procedure, men ved at erstatte den der benyttede propylenoxid med en tilsvarende mængde ethylenoxid.

10 Syntese af 2-hydroxypropyl-7-cyclodextrin (HPGCD) benytter tilsvarende samme basale procedure som til HPBCD ved at erstatte γ-cyclo-dextrin med /J-cyclodextrin som udgangsmateriale. Idet γ-cyclodex-tinet imidletid indeholder otte glucoseenheder i sammenligning med syv for /1-cyclodextrin kan den anvendte mængde propylenoxid mindskes 15 for at sænke substitionsgraden. Anvendelse af 0,75 mol propylenoxid pr. 0,077 mol 7-cyclodextrin (svarer til 20% overskud i betragtning af 8 OH-grupper) giver HPGCD med en substitutionsgrad på 8, mens anvendelse af 0,56 mol propylenoxid (svarer til 10% mindre end ækvivalent) giver en substitutionsgrad på 7.

20

Hydroxyethyl-γ-cyclodextrin (HEGCD) kan fremstilles på tilsvarende måde som HPGCD som beskrevet i foregående afsnit, simpelthen ved at anvende en ækvivalent mængde ethylenoxid i stedet for propylenoxid.

25 Hydroxyalkylcyclodextri nerne til anvendelse i forbindelse med den foreliggende opfindelse kan således frembringes ved procedurerne beskrevet af Pitha et al. eller variationer heraf. De ved disse procedurer opnåede cyclodextriner er i sig selv amorf blandinger. Betydningen af den amorfe natur af cyclodextrinerne er beskrevet af 30 Pitha et al., J. Pharm. Sci., bind 74, nr. 9, 987-990 (september 1985) og i Pi thas US patent nr. 4.727.064. Fordelene ved den amorfe natur af disse materialer er mere udtalt ved højere cyclodextrinkon-centrationer.

35 Til anvendelse med polypeptiderne er det meget ønskeligt at benytte cyclodextrin, som er forholdsvis fri for urenheder, d.v.s. oxiderende midler, peroxider, propylenoxid eller andre kemikalier, som anvendes til at fremstille cyclodextrinerne, idet oxidation kan gøre polypeptidet mindre effektivt. Niveauet af urenhed vil fortrinsvis 28 DK 175923 B1 ligge under ΙΟΟμΜ peroxid eller dets ækvivalent.

De andre cyclodextriner til anvendelse i forbindelse med den foreliggende opfindelse, d.v.s. glucosyl-, maltosyl- og mal totri osyl de -5 rivater af β- og γ-cyclodextrin er forgrende cyclodextriner, som er meget opløselige i vand i sammenligning med deres stamcyclodextrin-er. Disse forgrenede cyclodextriner kan fremstilles ved mikrobiolo-! giske processer ud fra stamcyclodextrinerne. Glucosyl-Ø-cyclodex- triner kan opnås ud fra moderluden af Ø-cyclodextrinsyntese i stor 10 skala med Bacillus ohbensis cyclomaltodextringlucanotransferase, jvf, Koizumi et al., Chem. Pharm. Bull. 35 (8), 3413-3418 (1987) og referencer citeret deri. Maltosyl- og mal totri osyl-/1- og -γ-cyclo-dextriner kan fremstilles ud fra stamcyclodextrin og maltose eller mal totri ose ved hjælp af den modsatrettede virkning af Pseudomonas 15 isoamylase eller Klebsielle aerooenes pullulanase, mens glucosyl-γ-cyclodextrin kan fremstilles ved enzymatisk hydrolyse af mal tosyl-γ-cyclodextrin, jvf. Okada et al., Chem. Pharm. Bull.. (6), 2176-2185 (1988) og referencer citeret deri. Fremstilling af maltosyl -Ø-cyclodextrin ved omsætning af maltose og /i-cyclodextrin i 20 nærvær af pullulanase er også beskrevet i JP Kokai 61-287902, publiseret 18. december 1986 og JP Kokai 61-197602, publiseret 1. september 1986. Der kan passende benyttes en blanding af mal tosyl-/i-cyclodextrin og forskellige dimaltosyl-^-cyclodextriner, jvf. også Kainuma et al., US patent nr. 4.668.626, udstedt 26. maj 1987.

25

Polypeptider, såsom proteiner, udviser enestående opløselighed og stabilitetsproblemer i sammenligning med andre medikamentmolekyler.

Disse er en afspejling af polypeptidernes enestående struktur. Proteiner er f.eks. meget store molekyler med høj molekylvægt og 30 utallige hydrofobe og hydrofile områder inden for et enkelt molekyle. Den tredimensionelle struktur eller konformation af proteiner er endvidere kritisk for deres aktivitet og kan let påvirkes i skadelig retning af proteinets omgivelser, hvor ugunstige omgivelser fører til aggregering. Solubil iseringen og stabiliseringen af disse 35 kompleksmolekyler er således vanskelig at opnå og evnen af et uprøvet middel til at opnå solubilisering/stabilisering og til at opnå dette uden mærkbart aktivitetstab kan ikke let forudsiges. Opfinderne af den foreliggende opfindelse har imidletid bestemt, at en udvalgt gruppe cyclodextriner, d.v.s. hydroxypropyl-, DK 175923 Bl 29 hydroxyethyl-, glucosyl-, mal tosyl- og mal totri osylderi vater af β-og γ-cyclodextrin (hydroxypropyl- og hydroxyethylderivaterne fremstilles fortrinsvis på amorf form som beskrevet ovenfor) er velegnede til anvendelse ved solubilisering/stabilisering af de 5 ovenfor definerede polypeptider, navnlig proteinerne- Nedenstående eksempler illusterer de solubilisering/stabiliseringsresultater, som kan opnås ifølge den foreliggende opfindelse. Disse eksempler har ikke til hensigt at begrænse opfindelsen på nogen måde. i 1 10 Eksempel 1

Indledende afprøvning:

Indledende undersøgelser af anvendelsen af en repræsentativ cyclo-15 dextrin omfattet af den foreliggende opfindelse, d.v.s. hydroxypro-pyl-Ø-cyclodextrin (HPBCD) som et stabiliseringsmiddel til interleu-kin-2 (IL-2) blev udført ved først at fastlægge, hvorvidt en HPBCD-formuleret opløsning af IL-2 kunne frysetørres til frembringelse af en klar opløsning efter genfortynding. Dette har vist sig at være en 20 god første afprøvning til IL-2-formulationsscreening, idet meget få midler giver en klar IL-2-opløsning efter frysetørring og genopløsning.

Først blev IL-2 formuleret med HPBCD, således at slutkoncentrationer 25 på 25,0 og 12,5% HPBCD var tilstede i 1 ml af 1 mg/ml IL-2 opløsning. Disse blev frysetørret i en LSL Lyolab-frysetørringsapparat under anvendelse af følgende cyklus: primær tørring ved -30*C i 18 timer, temperatur stigende op til 15*C ved en hastighed på 12*/min., fulgt af sekundær tørring ved 15eC i 20 timer, hvor alle trin blev 30 udført under vakuum på 50p. De frysetørrede præparater blev genopløst med 1 ml injektionsvand (WFI). Ved visuel betragtning viste opløsningerne sig at være klare. De gav endvidere lysspredningstal på 61 og 66, når de blev analyseret ved lysspedningsanalyse for at fastlægge opløsningernes klarhed. Oenne analyse fastlægger lyssped-35 ningsværdien ved at anvende et fluorimeter til at bestemme lysmængden (510 nm), som spredes fra en prøve ved 90°. Almindeligvis repræsenterer en værdi på 500 eller uderunder en god og klar opløsning, en værdi på mellem 500 og 1000 repræsenterer en marignal opløsning og spredningsværdier på over 1000 opnås fra turbide og 30 DK 175923 B1 således uacceptable opløsninger.

For at fastlægge det minimale HPBCD-niveau, der er nødvendigt for at opnå en klar opløsning efter genopløsning, blev der formuleret en 5 række koncentrationer af HPBCD (0,5-25% vægt/volumen) med IL-2 (1 mg), 1 eller 2% saccharose og 10 mM citratpuffer i et samlet volumen på 1 ml pr. hætteflaske (excipiensen). Disse blev frysetørret som før og genopløst med 1 ml WFI. Oer blev anvendt en lysspedningsana-lyse for at bestemme den resulterende opløsnings klarhed. Som vist 10 på figur 1 ved de meget lave fluorimeterværdier (30-60) blev der opnået en klar IL-2-opløsning fra alle prøver over det afprøvede område. Western-blot-analyse af prøverne anvendt til lysspredningsanalysen viste endvidere ingen mærkbar øgning i dimerer, når IL-2 blev frysetørret med HPBCD.

15

Eksempel 2

Yderiiaere Ivsspedningsafprøvning: 20 Alle IL-2-formulationer blev frysetørret på sædvanlig måde, som beskrevet ovenfor. De frysetørrede "propper" blev genopløst i vand og karakteriseret som følger:

Ved at følge forsøgene beskrevet i eksempel 1 blev lavere HPBCD-25 koncentrationer afprøvet i et forsøg på at fastlægge de minimale niveau af excipiens, der er nødvendig for at stabilisere en 1 mg/ml IL-2-formulation. Prøver blev sammenblandet med saccharose til opnåelse af mere ensartede "propper". Lysspedningsværdier blev opnået som i eksempel 1. Resultaterne er vist i figur 2. Kurve 1 og 30 3 i figuren viser lysspredningsværdier for formulationsprøver uden korrektion for excipiensspredning, mens kurverne 2 og 4 viser disse værdier efter korrektioner for excipensspredning (opnået ved at fratrække værdierne for kontrolformulationen uden IL-2). En øgning i spredningsværdier, som antyder et fald i opløsningens klarhed, ses 35 når koncentration af HPBCD i formulationen faldt til under 0,2%. På molekylært niveau omsættes dette til minimum 20 molekyler HPBCD pr. molekyle IL-Z. Jvf. tabel 1 nedenfor.

TABEL 1 31 DK 175923 B1

Molære forhold mellem HPBCD oa IL-2 i udvalgte formulationer (1.21 5 % HPBCD i formulation Mol HPBCD/mol IL-2 0,05 4,87 0,10 9,74 10 0,20 19,47 0,50 48,68 2,00 194,72 1. Disse værdier blev beregnet ud fra en HPBCD molekylvægt på 1540 15 under antagelse af en gennemsnitlig /J-cyclodextrinsubstitutionsgrad i på svarende til 7.

I 2. 11-2 koncentration er 1 mg/ml i formulationerne.

20 Eksempel 3 i

Ultracentrifugerinasanal vse:

Ultracentrifugering er en enkel fremgangsmåde til påvisning af 25 tilstedeværelsen af højmolekylære aggregater og oligomerer. Ultra-centrifugering blev udført i en Beckman L8-70 under anvendelse af en type 70.1 Ti-rotor. Fem milliliter af prøveformulationen blev roteret ved 105.000 x g i 1 time. Supernatanten blev målt ved absorbans ved 280 nm. Absorbansen blev derpå sammenlignet med den 30 før centrifugering. Rekonstituerede IL-2-prøver formuleret med HPBCD blev afprøvet ved denne analyse. Prøver blev fremstillet på tilsvarende måde som de i eksempel 2 og resultaterne er anført i figur 3.

Som det fremgår af figuren indeholder ikke-formuleret IL-2 før frysetørring - 93% protein i supernatanten ved denne analyse, 35 hvilket antyder, at IL-2 er næsten fuldstændig uaggregeret i opløsning. IL-2 formuleret med 0,5 eller 2,0% HPBCD med 1% eller 2% saccharose opførte sig på tilsvarende måde som den ikke-formulerede IL-2. Disse resultater antyder, at proteinet var tilstede i en ikke-aggregeret form, når HPBCD-formulati onerne blev genopløst.

Eksempel 4 32 DK 175923 B1

Bioaktivitetsanalvse: 5 IL-Z formulationer indeholdende fra 0,05 til 25,00% HPBCD blev frysetørret og genopløst som beskrevet i eksempel 2. Bioaktiviteten af IL-2-prøver blev bestemt ved en HT-2 celleprolifereringsanalyse under anvendelse af MTT-stammen. Denne anslyse er blevet tilpasset fra IL-2-analysen beskevet af Gili is et al, (1987) i Journal of 10 Immunology (bind 120), side 2027-2032. Som det fremgår af figur 4 forblev IL-2 fuldstændigt biologiskt aktiv, når det blev formuleret med HPBCD.

Western-blot-analvse: 15

For at fastlægge proteinrenhed blev der udført Western-blot på en række IL-2-formulationer, som blev kombineret med forskellige HPBCD-koncentrationer, frysetørret og derpå genopløst med vand, som beskrevet tidligere. De afprøvede prøver omfattede følgende HPBCD-20 formulationer af IL-2: 0,05% HPBCD med 1% saccharose, 0,1% HPBCD med 1% saccharose, 0,2% HPBCD med 1% saccharose, 0,5 % HPBCD med 1% saccharose, 2,0% HPBCD med 1% saccharose, 1% Ø-cyclodextrin med 1% saccharose, 0,5% HPBCD med 2% saccharose og 2,0%. HPBCD med 2% saccharose. Der blev også afprøvet ikke-formuleret IL-2. HPBCD og 25 j8-cyclodextrinformulationerne blev afprøvet efter 1 uge ved 37eC.

Der var en svag mængde dimer i HPBCD-formulat i onerne efter frysetørring og efterfølgende rehydrering svarende til de mængder, der ses i ikke-formuleret IL-2, men resultaterne for de ovenfor anførte HPBCD-formulationer blev alle betraget som værende fremragende. IL-2 30 formuleret med umodificeret ^-cyclodextrin, som gav en noget klar opløsning efter genopløsning af den frysetørrede "prop" (spredningstal - 300) udviste et mørkere dimerbånd ved Western end HPBCD-formulationerne.

35 Eksempel 5 HPBCD blev formuleret med udvalgte polypeptider, som tidligere beskrevet (IL-2, tumornecrosefaktor eller TNF, makrofagkoloni stimulerende faktor eller m-CSF, insulin og human væksthormon) og DK 175923 B1 i 33 I formulationerne blev opbevaret under forskellige tidsbetingelser og j temperaturbetingelser. Lysspredningsværdier (bestemt som beskrevet ovenfor) og udseende blev noteret for hver formulation. Resultaterne er anført i tabellen nedenfor.

5 10 i 15 20 25 30 35

TABEL 2. del A

Klarhed af HPBCD/proteinformulationer Opbevaring Lys- **

Protein Formulation_Tid_Temp._Type_spredning_Ud.

11-2 1,0 mg/ml 4 uger 4®C frysetørret 66 Kl 10 mM Na citrat, pH 6,5, 2,0% HPBCD, 2,0% saccharose do 4 uger 37°C frysetørret 90 Kl do 4 uger 25“C væske 26 Kl _do_4 uger 370C_væske_402_Pa, TNF 0,25 mg/ml 4 uger 4'C frysetørret 96 Kl 10 mM Na citrat, pH 6,5, 0,5% HPBCD, 1,0% saccharose _do_4 uger 37°C_frysetørret 88_Kl m-CSF 1,0 mg/ml 4 uger 4°C frysetørret 34 Kl 10 mM Na citrat, pH 6,5, 2,0% HPBCD, _2.0% saccharose_

Insulin 1,0 mg/ml 4 uger 4°C frysetørret 26 Kl (Kvæg- 10 mM Na citrat, pankreas, pH 6,5, 0,15 N HC1,

Sigma) 0,63% L-arginin HC1, 1% HPBCD, 1,0% _saccharose_ Vækst- 1,0 mg/ml 4 uger 4°C frysetørret 490° Lf hormon 10 mM Na citrat (Sigma) 3,0% HPBCD, 2,0% saccharose, 1,7% _Mannitol_ 35 DK 175923 B1 * Human væksthormon fra Sigma blev opnået som et frysetørret produkt, der blev genopløst som en uklar opløsning. Formulation af HGH med 3% HPBCD mindskede uklarheden.

5 ** Uden korrekton for excipienskontrol.

TABEL 2. del B

i Klarhed af oroteinformulationer uden stabilisator 10 Lys-

Protein Formulation_Type_spredning Udseende IL-2 1,0 mg/ml frysetørret 558 Opslæmmede 10 mM Na-citrat, partikler pH 6,5 do væske 26 Partikler 15 fremkom ef ter opbevaring ved stuetemperatur efter _2 timer TNF* 0,25 mg/ml frysetørret 26 Klar 10 mm Na-citrat _pH 6.5 _______________ m-CSF 1,0 mg/ml frysetørret 46 Klar 10 mm Na-citrat, _pH 6.5_ 25 Insulin 1,0 mg/ml frysetørret - Frysetørret (Kvægpan- 10 mm Na-citrat "prop" op- kreas, pH 6,5 tøes ikke

Sigma)_______.__ * Selvom TNF-opløsningen var klar efter genopløsning dannede opløsningen 3-5% dimer efter 4 uger ved 37eC, hvorimod der med TNF formuleret med HPBCD ikke blev dannet nogen mærkbar dimer (< 0,2%) i samme tidsrum.

Biaktiviteten af udvalgte prøver blev bestemt ved hjælp af kendte 3g procedurer. IL-2-bioaktivitet blev bestemt som beskrevet tidligere. TNF-aktiviteten blev bestemt under anvendelse af en in vitro celle-cytotoxicitetsanalyse benyttende en TNF følsom muse L-929-fibrobi astmålcellelinje. Denne analyse er blevet tilpasset udfra metoder beskrevet af J.M. Ostrove og G.E. Gifford i Proc.Soc, Exo.Biol.Hed. 160;354-358 (1979) og M.R. Ruff og G.E. Gifforid i i nf. Immun.

36 DK 175923 B1 31:380-385 (1981). m-CSF-bioanalysen blev udført under anvendelse af en NFS-60 museretrovirusinduceret myeloidleukæmi cell elinje. De relevante referencer for CSF-analysen er: J. Ihle et al., Advances in Oncology, bind 4, side 95-137, G. Klein redaktør (Raven Press, 5 NY) aog J.C. Lee et al., J. Immunol. 128:2393-2398 (1982).

TABEL 3 i i i

Bioaktivitet af HPBCD/proteinformulationer 10

Specifik aktivitet Specifik aktivitet

Protein før formulation U/ma Formulation under formulation U/mq IL-2 14x 106 IL-2 1 mg/ml 8,93 x 106 HPBCD 2%

Saccharose 2% 15 10 mM citrat pH 6,5 TNF 15,6 x 106 TNF 0,25 mg/ml 26,5 x 106 HPBCD 0,5%

Saccharose 1% 10 mM citrat 20 PH 6’5 m-CSF 8,9 x 107 m-CSF 1 mg/ml 4,93 x 107 HPBCD 2%

Saccharose 2% 10 mM citrat pH 6,5 25 Resultaterne for HPBCD/proteinformuletionerne svarer til værdierne for ikke-formuleret IL-2, TNF og m-CSF, hvilket antyder, at disse proteiner bevarer deres fulde biologiske aktivitet efter formulation med HPBCD.

30 Udvalgte prøver formuleret som anført i tabel 2 blev også vurderet for dimerdannelse, som en indikation på proteindenaturering. SDS-PAGE-geler blev sølvfarvet for at øge detaljen til påvisning af dimere i meget små mængder. Normalt Comassie- eller Fast Greenfarvninger viser almindeligvis ikke dimerdannelse på disse lave 35 niveauer. Der var ingen væsentlig dimerdannelse i IL-2 efter 12 uger ved 4‘C, i TNF efter 10 uger ved 4°C og i human væksthormon efter 7 uger ved 4°C. m-CSF viste i alt væsentligt samme sammensætning på SDS-PAGE efter 7 uger ved opbevaring ved 4°C, som det udviste ved undersøgelsens begyndelse. m-CSF eksisterer som en dimer i opløsning 37 DK 175923 B1 og løber således som en dimer. Disse resultater repræsenterer således ingen ændring i proteinets natur efter formulation med HPBCD. Insulin udviste svag dimerdannelse, men mængden var stadig meget lille.

5

Eksempel 6 "Fjerde derivat ultraviolet spektroskop!" (4D-UV) er en metode, som kan fastlægge omgivelsesmæssige ændringer af de aromatiske aminosy-10 rer, og således antyde mulige konformationelle ændringer. Der blev ikke påvist ændring i det fjerde derivatspektrum af proteinet for IL-2 formuleret med HPBCD i sammenligning med ikke-formuleret IL-2, 1 mg/ml. HPBCD-formulationerne indeholdte: 15 IL-2_HPBCD_Saccharose_Puffer_ 1 mg/ml 0,2% 0,5% 10 mM citrat pH 6,5 1 mg/ml 0,5% 0,5% 10 mM citrat pH 6,5 1 mg/ml 2,0% 2,0% 10 mM citrat pH 6,5 20

Formulationen af protein og cyclodextrin ifølge den foreliggende opfindelse kan udføres som en seperat operation under anvendelse af oprenset protein som udgangsmateriale eller formulationen med cyclodextrin kan inkorporeres i oprensning af proteinet. Der er som 25 eksempel nedenfor beskrevet en formulation af et udvalgt peptid, IL-2, med en udvalgt cyclodextrin, HPBCD, som er udført under oprensningsprocessen:

Proteinudgangsmaterialet kan således være rekombinant IL-2 tilstede 30 i produktet i en gel filtreringspul je, som hyppigt er det sidste proteinoprensningstrin. En koncentreret HPBCD-opløsning kan tilsættes på dette punkt i en passende mængde til dannelse af et kompleks med IL-2 og for at stabilisere det i opløsningen. Koncentrationerne af HP8CD og IL-2 justeres om nødvendigt og der tilsættes typisk et 35 opkvældningsmiddel. Opkvældningsmidlet er tilstede i opløsningen i et omfang på ca. 0,5 til 10 vægt%, fortrinsvis fra I til 5 vægt%. Foretrukne opkvældningsmidler er vandopløselige, stabile og reagerer ikke med IL-2, f.eks. saccharose, laktose, trehalose, maltose, mannitol, sorbitol, stivelser, stivelseshydrolysater, 38 DK 175923 B1 mikrokrystallinske cellul oser og albumin, såsom human serumalbumin. Opkvældningsmidlet beskytter proteinet under frysetørring, giver et mere homogent frysetørret produkt og gør også det frysetørrede produkt, når det er anbragt i enhedsdosisbeholdere, lettere at se af I 5 det blotte øje.

Efter tilsætning af opkvældningsmidlet fordeles enhedsdosismængderne (d.v.s. volumener, der tilvejebringer fra ca. 0,01 til 2 mg, fortrinsvis fra 0,2 til 1,0 mg IL-2 pr. dosis) af opløsningen i 10 beholdere, beholderne forsynes med hætter, propper med not og indholdet frysetørres under anvendelse af traditionelle frysetørringsbetingelser og apparatur.

Det frysetørrede, sterile produkt kan bestå af en blanding af (1) 15 rekombinant IL-2, (2) opkvældningsmiddel, (f.eks. saccharose), (3) HPBCD og (4) en lille puffermængde, som vil tilvejebringe en næsten fysiologisk pH-værdi, når blandingen genopløses. Det rekombinante IL-2 vil almindeligvis udgøre fra ca. 0,015 til 3,85 vægt% af blandingen, mere fortrinsvis fra ca. 0,4 til 2,0 vægt% af blandin-20 gen. HPBCD vil almindeligvis udgøre fra ca. 0,2 til 10 vægt% af blandingen.

Den frysetørrede blanding kan rekonstitueres ved at indsprøjte en traditionel, parenterel vandig injektionsvæske, såsom injektions-25 vand, Ringers injektion, dextroseinjektion, dextrose og saltinjek tion eller lignende eller vandig HPBCD-opløsning i hætteflasken. Den tilsatte mængde injektionsvæske til hætteflasken vil almindeligvis ligge på fra 1 til 10 ml, fortrinsvis fra 1 til 2 ml til intramuskulære eller subkutane injektioner med størrer volumener 30 anvendelige til intravenøse injektioner.

Den genopløste formulation er egnet til parenteral indgivelse til mennesker eller andre dyr, til tilvejebringelse af IL-2-terapi. En sådan terapi er passende for en lang række immunomodulatoriske 35 indikationer, såsom T-celle-mutagenese, induktion af cytotoxiske T-celler, forøgelse af naturlig dræbercelleaktivitet, induktion af IFN-gamma, reetablering eller forøgelse af cellulær immunitet (f.eks. behandling af immundeficienttilstande) og forøgelse af cellemedieret anti-tumoraktivitet.

39 DK 175923 B1

Generelt vil cyclodextrin, når formulationen med cyclodextrin forekommer som en del af polypeptidoprensningsprocessen, blive indført som en vandig opløsning omfattende mindst 0,01% (vægt/volu-men) cyclodextrin (f.eks. HPBCO), fortrinsvis fra ca. 0,1% (vægt/vo-5 lumen) til ca. 60% (vægt/volumen) cyclodextrin (f.eks. HPBCD). Området ligger mere fortrinsvis og navnligt når polypeptidet er IL-2 fra ca. 0,2% (vævt/vol umen) til ca. 60% (vægt/volumen) cyclodextrin.

Når et allerede oprenset polypeptid skal formuleres ifølge den 10 foreliggende opfindelse, kan polypeptidet (almindeligvis frysetørret) simpelthen opløses ved blanding med en vandig cyclodextrin (f.eks. HPBCD)-opløsning med den valgte koncentration, hvor den vandige cyclodextrinopløsning almindeligvis omfatter mindst 0,01% (vægt/volumen) cyclodextrin, f.eks. HPBCD, mere fortrinsvis fra ca.

! 15 0,1% (vægt/volumen) til ca. 60% (vægt/volumen) cyclodextrin, f.eks.

I HPBCD. Området ligger mest fortrinsvis fra 0,2% (vægt/volumen) til i ca. 60% (vægt/volumen) cyclodextrin, navnlig når polypeptidet er IL-2. Den anvendte cyclodextrinmængde (f.eks. HPBCD) vil variere med det valgte særlige polypeptid, men vil i ethvert tilfælde være en 20 effektiv stabiliserende og/eller sol ubi li serende mængde. En formulation fremstillet på denne måde kan administreres på denne form eller frysetørres og efterfølgende genopløses. I en frysetørret sammensætning vil vægtforholdet mellem cyclodextrin og polypeptid almindeligvis ligge på mellem ca. 1:1 og 200:1, fortrinsvis mellem ca. 2:1 og 25 50:1.

Som et alternativ til ovennævnte kan det allerede oprensede poly peptid i valgte situationer være på væskeform (allerede opløst i et passende vandigt medium) og den valgte cyclodextrin kan tilsættes i 30 tør form i en passende stabiliserende mængde.

Medikamentformulationerne fremstillet ifølge den foreliggende opfindelse kan anvendes til at behandle en lang række lidelser alt afhængigt af den farmakologiske natur af polypeptidet valgt til 35 indgivelse.

De parenterale medikamentformulationer fremstillet ifølge den foreliggende opfindelse omfatter fortrinsvis det valgte polypeptid og en effektiv sol ubil i serende og/eller stabiliserende mængde af den 40 DK 175923 B1 valgte cyclodextrin i et vandigt medium. Formulationerne er for-j trinsvis i alt væsentligt fri for organisk opløsningsmiddel, er sterile og pyrogenfrie og fremstillet i henhold til accepterede farmaceutiske procedurer, f.eks. som beskrevet i Remington's Phar-5 maceutical Sciences. 7. udgave, red. Alfonso R. Gennaro, Mack Publishing Company, Easton, PA (1985), 1518-1552. De vandige sterile injektionsopløsninger kan yderligere indeholde antioxidanter, puffermidler, bakteriostatiske midler, isotonicitetsjusterende middel og lignende tilsætningsmidler, der er acceptable til paren-10 terale formulationer. Der kan anvendes forskellige enhedsdosis- og flerdosisbeholdere, f.eks. forseglede ampuller og hætteflasker, som er velkendte inden for fagområdet. De essentielle bestanddele af de sterile parenterale formulationer, d.v.s. det valgte polypeptid, vand og valgt cyclodextrin kan være tilstede på en lang række måder 15 så længe, at opløsningen, som til slut gives til patienten indeholder de passende mængder af de væsentlige bestanddele. For eksempel kan polypeptid/cyclodextrin/vandformulationen således være tilstede i enhedsdosisbeholder eller flerdosisbeholder klar til injektion.

Som et andet eksempel kan en koncentreret opløsning af polypeptid/-20 cyclodextrin/vand være tilstede i en beholder adskilt fra en fortyndingsvæske (vand eller cyclodextrin/vand) udformet således, at indholdene kan kombineres til opnåelse af en formulation indeholdende passende mængder til injektion. Som et andet alternativ kan polypeptidet eller fortrinsvis en polypeptid/cyclodextrinkombination 25 tilvejebringes i en frysetørret tilstand i en beholder, mens en særskilt beholder indeholder fortyndingsvæske (vand eller cyclodextrin/vand alt afhængigt af cyclodextrinmængden i den anden beholder) igen udformet således, at indeholdene kan kombineres til opnåelse af en formulation indeholdende de passende mængder af essentielle 30 bestanddele. I hvert tilfælde vil indholdet i hver beholder være sterilt.

Generelt vil de terapeutiske dosisområder for indgivelse af poly-peptiderne i de parenterale formulationer beskrevet heri være de 35 samme som de, der karakteristisk anvendes til parenteral indgivelse af polypeptidet. Sådanne terapeutiske dosisområder vil naturligvis variere alt afhængigt af patientens størrelse og art, den tilstand, mod hvilken formulationen indgives, den anvendte type parenteral indgivelse og lignende. Mængden af den givne dosisform, der er 41 DK 175923 B1 nødvendig for at afgive den ønskede dosis af aktiv bestanddel vil selvfølgelig være afhængig af peptidets koncentration i den parenteral e formulation.

5 Mens mange polypeptider indgives ved injektion, kan nogle indgives oralt. Disse kan stabiliseres med den valgte cyclodextrin ifølge den foreliggende opfindelse, derpå formuleres som tabletter, kapsler eller lignende på sædvandlig måde med velkendte bærematerialer. Jvf. Remingtons Pharmaceutical Sciences, der er omtalt ovenfor.

10

Diagnostika til in vivo anvendelse formuleret ifølge den foreliggende opfindelse vil blive fremstillet på samme måde, som de ovenfor beskrevne terapeutiske midler med undtagelse af, at enhedsdosisformerne vil indeholde en diagnostisk effektiv mængde snarere end en 15 terapeutisk effektiv mængde af det valgte polypeptid. På den anden side behøver i_n vitro diagnostiska ikke at være farmaceutisk acceptable. Bestanddele af |n vitro diagnostika kan således være beskyttet mod eksogen kontermination ved tilsætning af bakteriostatiske eller fungistatiske midler, som ikke er tilladte til jn vivo 20 anvendelser. Andre bestanddele i jn vitro diagnostika, f.eks.

kromogener, behøver ligeledes ikke at opfylde de materialekrav, som er nødvendige i farmaceutiske formulat i oner.

Mens opfindelsen er blevet beskrevet med henblik på variationer af 25 foretrukne udførelsesformer, vil fagfolk inden for området forstå, at der kan udføres forskellige modifikationer, udskriftninger, udeladelser og ændringer uden at afvige fra opfindelsens rammer. Det er således tilsigtet, at opfindelsens rækkevidde kun er begrænset af omfanget af de efterfølgende krav.

30 35

Claims (10)

42 DK 175923 B1

1. Fremgangsmåde til solubilisering og/eller stabilisering af et polypeptid, kendetegnet ved, at den omfatter, at polypeptidet, eventuelt et protein, kombine-5 res med en effektiv mængde af solubiliserende og/eller stabiliserende cyclodextrin valgt blandt hydroxypropyl-, hydroxyethyl-, glucosyl-, maltosyl-, maltotriosylderiva-ter af β- og γ-cyclodextrin, eventuelt hydroxypropyl-p-cyclodextrin, hvilket cyclodextrin eventuelt er i vandig opløsning.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1,kendetegnet ved at cyclodextrinet er i en vandig opløsning omfattende mindst 0,1 % (w/v) cyclodextrin, eventuelt 0,2 % (wN) til 60 % (w/v) cyclodextrin.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at polypeptidet 15 er udvalgt fra gruppen omfattende superoxiddismutase, insulin, vævsplasminoge-naktivator, erythropoietin, en interferon eventuelt β-interferon, væksthormon, epidermal vækstfaktor, en interleukin eventuelt IL-2, tumomekrosefaktor, atrial natriu-retisk faktor og en kolonistimulerende faktor.

4. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1 til 3,kendetegnet ved, at cyclodextrinet er i en vandig opløsning, omfattende lyophilisering af den vandige opløsning indeholdende polypeptidet og cyclodextrinet.

5. Sammensætning, eventuelt en vandig sammensætning, omfattende et polypep-25 tid, eventuelt et protein, og en effektiv mængde af solubiliserende og/eller stabiliserende cyclodextrin valgt blandt hydroxypropyl-, hydroxyethyl-, glucosyl-, maltosyl- og maltotriosylderivater af β- og γ-cyclodextrin, eventuelt hydroxypropyl-β-cyclodextrin.

6. Sammensætning ifølge krav 5 yderligere defineret ved de(n) specifikke egen skaber) ifølge enten krav 2 eller 3 eller af begge krav. 43 DK 175923 B1

7. Lyophiliseret sammensætning omfattende et polypeptid, eventuelt et protein, og en stabiliserende effektiv mængde cyclodextrin valgt blandt gruppen bestående af hydroxypropyl-, hydroxyethyl-, glycosyl-, maltosyl-, og maltotriosylderivater af β- 5 og γ-cyclodextrin, eventuelt hydroxypropyl-p-cyclodextrin, hvilken sammensætning eventuelt har et vægtforhold på fra 1:1 til 200:1, fortrinsvis fra 2:1 til 50:1 mellem cyclodextrin og polypeptid.

8. Sammensætning tfølge krav 7, kendetegnet ved, at polypeptidet er et 10 protein valgt blandt superoxiddismutase, insulin, vævsplasminogenaktivator, erythropoietin, en interferon eventuelt β-interferon, væksthormon, epidermal vækstfaktor, en interleukin eventuelt IL-2, tumornecrosefaktor, atrial natriuretisk faktor og en kolonistimuerende faktor.

9. Sammensætning ifølge krav 7 eller 8 for administrering til mennesker eller dyr.

10. Sammensætning ifølge ethvert af kravene 7 til 9 for anvendelse in vitro.