EA046194B1 - ANTIVIRAL PRODRUGS AND THEIR NANO COMPOUNDS - Google Patents

ANTIVIRAL PRODRUGS AND THEIR NANO COMPOUNDS Download PDF

Info

Publication number
EA046194B1
EA046194B1 EA202190974 EA046194B1 EA 046194 B1 EA046194 B1 EA 046194B1 EA 202190974 EA202190974 EA 202190974 EA 046194 B1 EA046194 B1 EA 046194B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
drug
cab
hiv
prodrug
nm2cab
Prior art date
Application number
EA202190974
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Говард Е. Генделман
Бенсон Эдагва
Original Assignee
Борд Оф Риджентс Оф Зэ Юниверсити Оф Небраска
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Борд Оф Риджентс Оф Зэ Юниверсити Оф Небраска filed Critical Борд Оф Риджентс Оф Зэ Юниверсити Оф Небраска
Publication of EA046194B1 publication Critical patent/EA046194B1/en

Links

Description

Заявка на данное изобретение испрашивает приоритет согласно §119(е) статьи 35 U.S.C. (Свод законов США) по предварительной заявке на патент США № 62/748798, поданной 22 октября 2018 г.. Вышеуказанная заявка включена в данный документ посредством ссылки.This invention claims priority under 35 U.S.C. §119(e). (U.S.C.) Provisional U.S. Patent Application No. 62/748,798, filed October 22, 2018. The above application is incorporated herein by reference.

Настоящее изобретение было выполнено при правительственной поддержке по грантам с номерами R01 МН104147, Р01 DA028555, R01 NS036126, Р01 NS031492, R01 NS034239, Р01 МН064570, P30 МН062261, P30 AI078498, R01 AG043540 и R56 AI138613, выданным Национальными институтами здравоохранения. Правительство обладает определенными правами на настоящее изобретение.The present invention was carried out with government support under grant numbers R01 МН104147, Р01 DA028555, R01 NS036126, Р01 NS031492, R01 NS034239, Р01 МН064570, P30 МН062261, P30 AI078498, R01 AG043540 and R56 AI138613 from the National Institutes of Health. The Government has certain rights to the present invention.

Область техники, к которой относится настоящее изобретениеField of technology to which the present invention relates

Настоящее изобретение, в целом, относится к доставке терапевтических средств. Более конкретно, настоящее изобретение относится к композициям и способам для доставки терапевтических средств пациенту для лечения заболевания или нарушения.The present invention generally relates to the delivery of therapeutic agents. More specifically, the present invention relates to compositions and methods for delivering therapeutic agents to a patient for the treatment of a disease or disorder.

Предшествующий уровень техники настоящего изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Значительный прогресс был достигнут в разработке эффективных диагностических средств и лечебных средств против вируса иммунодефицита человека первого типа (ВИЧ-1). Антиретровирусная терапия (ART) значительно снизила частоту ассоциированных с заболеванием клинических проявлений и смертность, что обеспечивает практически нормальное качество жизни у инфицированных людей (Vittinghoff, et al. (1999), J. Infect Dis., 179(3):717-720; Lewden, et al. (2007), J. Acquir. Immune Defic. Syndr., 46(l):72-77). Тем не менее при ART требуется пожизненное лечение с целью подавления репликации вируса и предупреждения появления СПИД. Более того, эффективности ART может препятствовать устойчивость ВИЧ-1, токсичность лекарственных средств и плохое соблюдение пациентом предписанного режима лечения (Wensing, et al. (2014), Top. Antivir. Med., 22(3):642-650; Siliciano, et al. (2013), Cur Opin. Virol., 3(5):487-494; Prosperi, et al. (2012), BMC Infect. Dis., 12:296-296; Van den Berk, et al. (2016), тезисы с номером 948, на Конференции по ретровирусным и оппортунистическим инфекциям (Conference on Retroviruses and Opportunistic Infections), 22-25; Siefried, et al. (2017), PLoS One 12(4):e0174613). Усталость от лечения, недостаточность финансовой и социальной поддержки, сопутствующие психиатрические симптомы и/или злоупотребление различными веществами могут приводить в результате к неспособности соблюдать критически важные схемы ART (Tucker, et al. (2017), EBioMedicine, 17:163-171).Significant progress has been made in developing effective diagnostics and therapeutic agents against human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1). Antiretroviral therapy (ART) has significantly reduced the incidence of disease-associated clinical manifestations and mortality, resulting in an almost normal quality of life in infected people (Vittinghoff, et al. (1999), J. Infect Dis., 179(3):717-720; Lewden, et al (2007), J. Acquir. Immune Defic. Syndr., 46(l):72-77). However, ART requires lifelong treatment to suppress viral replication and prevent the onset of AIDS. Moreover, the effectiveness of ART may be hampered by HIV-1 resistance, drug toxicity, and poor patient compliance (Wensing, et al. (2014), Top. Antivir. Med., 22(3):642-650; Siliciano, et al. (2013), Cur Opin. Virol., 3(5):487-494; Prosperi, et al. (2012), BMC Infect. Dis., 12:296-296; Van den Berk, et al. (2016), abstract number 948, Conference on Retroviruses and Opportunistic Infections, 22-25; Siefried, et al. (2017), PLoS One 12(4):e0174613). Treatment fatigue, lack of financial and social support, comorbid psychiatric symptoms, and/or substance abuse may result in failure to adhere to critical ART regimens (Tucker, et al. (2017), EBioMedicine, 17:163-171).

Антиретровирусные лекарственные средства длительного действия (LAP) характеризуются улучшенным соблюдением режима лечения (Spreen, et al. (2013), Curr. Opin. HIV AIDS, 8(6):565-571). Сокращение схемы лечения с ежесуточного до ежемесячного или даже менее частого введения обеспечивает возможность большей конфиденциальности для пациента и его удовлетворения, а также улучшает соблюдение режима лечения (Sangaramoorthy, et al. (2017), J. Assoc. Nurses AIDS Care, 28(4):518-531; Carrasco, et al. (2017), Afr. J. AIDS Res. 16(1):11-18; Williams, et al. (2013), Nanomed. Lond. 8(11):18071813). Тем не менее успешно была осуществлена переработка рецептуры составов в LAP лишь для нескольких антиретровирусных лекарственных средств.Long-acting antiretroviral drugs (LAP) are characterized by improved adherence to treatment (Spreen, et al. (2013), Curr. Opin. HIV AIDS, 8(6):565-571). Reducing the treatment regimen from daily to monthly or even less frequent administration allows for greater patient privacy and satisfaction, and improves compliance (Sangaramoorthy, et al. (2017), J. Assoc. Nurses AIDS Care, 28(4) :518-531;Carrasco, et al. (2017), Afr. J. AIDS Res. 16(1):11-18; Williams, et al. (2013), Nanomed. Lond. 8(11):18071813) . However, only a few antiretroviral drugs have been successfully reformulated into LAPs.

Каботегравир (CAB) представляет собой ингибитор интегразы или ингибитор переноса цепи интегразой (INSTI) с низкой растворимостью в воде, высокой температурой плавления, высокой активностью, длительным периодом полувыведения и медленным метаболическим клиренсом (Karmon, et al. (2015), J. Acquir. Immune Defic. Syndr., 68(3):39-41; Trezza, et al. (2015), Curr. Opin. HIV AIDS, 10(4):239245). Эти свойства обеспечивают возможность составления CAB в суспензию с концентрацией 200 мг/мл (LAP CAB) и ежемесячного или даже менее частого внутримышечного введения (Margolis, et al. (2017), Lancet, 390(10101):1499-1510; Spreen, W.W. (2014), J. Acquir. Immune Defic. Syndr., 67(5):481-486). Примечательно, CAB в сочетании с рилпивирином (RPV) представляет собой первую комбинированную схему ART длительного действия, при которой вводимые ежемесячно или раз в два месяца LAP составы CAB и RPV продемонстрировали антиретровирусную активность, сравнимую с перорально вводимыми ежесуточно комбинациями из трех лекарственных средств в случае поддерживающей терапии (Margolis, et al. (2017), Lancet, 390(10101):1499-1510).Cabotegravir (CAB) is an integrase inhibitor or integrase strand transfer inhibitor (INSTI) with low aqueous solubility, high melting point, high activity, long half-life and slow metabolic clearance (Karmon, et al. (2015), J. Acquir. Immune Defic Syndr., 68(3):39-41; Trezza, et al. (2015), Curr. Opin. HIV AIDS, 10(4):239245). These properties allow the CAB to be formulated into a 200 mg/mL suspension (LAP CAB) for monthly or even less frequent intramuscular administration (Margolis, et al. (2017), Lancet, 390(10101):1499-1510; Spreen, W.W. (2014), J. Acquir. Immune Defic. Syndr., 67(5):481-486). Notably, CAB plus rilpivirine (RPV) represents the first long-acting ART combination regimen in which monthly or bimonthly LAP formulations of CAB and RPV demonstrated antiretroviral activity comparable to daily orally administered three-drug combinations in the maintenance setting. therapy (Margolis, et al. (2017), Lancet, 390(10101):1499-1510).

Преимущественно CAB в основном метаболизируется уридиндифосфат-глюкуронозилтрансферазой (UGT) 1A1 и имеет низкий потенциал к взаимодействию с другими антиретровирусными лекарственными средствами (Trezza, et al. (2015), Curr. Opin. HIV AIDS, 10(4):239-245; Bowers, et al. (2016), Xenobiotica, 46(2):147-162). LAP CAB обеспечивает высокую защиту от ректальной, вагинальной и внутривенной передачи вируса иммунодефицита обезьян/человека (SHIV) у отличных от человека приматов, и он приступил к клиническим испытаниям для предупреждения ВИЧ (NCT02720094) (Andrews, et al. (2014), Science, 343(6175):1151-1154; Andrews, et al. (2015), Sci. Transl. Med., 7(270):270ra4; Radzio, et al. (2015), Sci. Transl. Med., 7(270): 270ra5-270ra5; Andrews, et al. (2016), AIDS, 2016:461-467). Тем не менее схема дозирования LAP CAB имеет ограничения. В частности, требуются дробные инъекции, которые выполняют в объемах 2 мл, что приводит к прекращению лечения вследствие непереносимых реакций в месте инъекции (Margolis, et al. (2017), Lancet 390(10101):1499-510; Markowitz, et al. (2017), Lancet HIV, 4(8):331-340). Более того, максимальный интервал между введениями доз составляет только 8 недель. Недавно исследовали введение LAP CAB каждые 12 недель с целью поддержания концентраций CAB в плазме крови на уровне выше 4-кратного значения концентрации, обеспечивающей 90% ингибированиеCAB is primarily metabolized by uridine diphosphate glucuronosyltransferase (UGT) 1A1 and has a low potential for interaction with other antiretroviral drugs (Trezza, et al. (2015), Curr. Opin. HIV AIDS, 10(4):239-245; Bowers , et al (2016), Xenobiotica, 46(2):147-162). LAP CAB provides high protection against rectal, vaginal and intravenous transmission of simian/human immunodeficiency virus (SHIV) in non-human primates and has entered clinical trials for HIV prevention (NCT02720094) (Andrews, et al. (2014), Science, 343(6175):1151-1154; Andrews, et al. (2015), Sci. Transl. Med., 7(270):270ra4; Radzio, et al. (2015), Sci. Transl. Med., 7( 270): 270ra5-270ra5; Andrews, et al. (2016), AIDS, 2016:461-467). However, the LAP CAB dosing regimen has limitations. In particular, split injections are required, which are performed in volumes of 2 ml, which leads to discontinuation of treatment due to intolerable reactions at the injection site (Margolis, et al. (2017), Lancet 390(10101):1499-510; Markowitz, et al. (2017), Lancet HIV, 4(8):331-340). Moreover, the maximum interval between dosing is only 8 weeks. Administration of LAP CAB every 12 weeks was recently studied to maintain plasma CAB concentrations above 4 times the concentration providing 90% inhibition.

- 1 046194 и скорректированной с учетом связывания с белками (4хРА-1С90, 660 нг/мл), причем эта концентрация, как продемонстрировано, обеспечивает защиту от новых инфекций у макаков (Spreen, W.W. (2014), J. Acquir. Immune Defic. Syndr., 67(5):481-486; Andrews, et al. (2014), Science, 343(6175):1151-1154; Andrews, et al. (2015), Sci. Transl. Med., 7(270):270ra4; Radzio, et al. (2015), Sci. Transl. Med., 7(270):270ra5-270ra5; Andrews, et al. (2016), AIDS, 2016:461-467; Markowitz, et al. (2017), Lancet HIV, 4(8):331-340; Spreen, et al. (2014), J. Acquir. Immune Defic. Syndr., 67(5):487-492). Тем не менее две трети участников имели более быструю абсорбцию лекарственного средства, чем ожидаемая, что приводит к концентрациям лекарственного средства в плазме крови, которые ниже целевой эффективной концентрации 4хРА-1С90 через 12 недель. Таким образом, существует значительная потребность в способах увеличения интервала между приемами доз свыше 8 недель и снижения объемов инъекций для улучшения соблюдения режима лечения (Boyd, et al. (2017), Lancet, 390(10101):1468-1470).- 1046194 and adjusted for protein binding (4xPA-1C 90 , 660 ng/ml), a concentration that has been demonstrated to provide protection against emerging infections in macaques (Spreen, WW (2014), J. Acquir. Immune Defic Syndr., 67(5):481-486; Andrews, et al. (2014), Science, 343(6175):1151-1154; Andrews, et al. (2015), Sci. Transl. Med., 7 (270):270ra4; Radzio, et al. (2015), Sci. Transl. Med., 7(270):270ra5-270ra5; Andrews, et al. (2016), AIDS, 2016:461-467; Markowitz, et al. (2017), Lancet HIV, 4(8):331-340; Spreen, et al. (2014), J. Acquir. Immune Defic. Syndr., 67(5):487-492). However, two-thirds of participants had faster than expected drug absorption, resulting in plasma drug concentrations that were below the target effective concentration of 4xPA-1C 90 at 12 weeks. Thus, there is a significant need for methods to extend dosing intervals beyond 8 weeks and reduce injection volumes to improve adherence (Boyd, et al. (2017), Lancet, 390(10101):1468-1470).

Сущность настоящего изобретенияSummary of the present invention

В соответствии с настоящим изобретением обеспечены пролекарства ингибиторов интегразы. В соответствии с конкретным вариантом осуществления пролекарство содержит ингибитор интегразы, модифицированный сложным эфиром, содержащим алифатическую или алкильную группу (например, алифатическую или алкильную группу, содержащую от приблизительно 3 до приблизительно 30 углеродов). В соответствии с конкретным вариантом осуществления алифатическая или алкильная группа представляет собой алкильную цепь жирной кислоты или насыщенную линейную алифатическую цепь, необязательно замещенную по меньшей мере одним гетероатомом. В соответствии с конкретным вариантом осуществления ингибитор интегразы выбран из группы, состоящей из каботегравира (CAB), ралтегравира (RAL), элвитегравира (EVG), долутегравира (DTG) и биктегравира (BIC). В данное изобретение также включены композиции, содержащие по меньшей мере одно пролекарство согласно настоящему изобретению и по меньшей мере один фармацевтически приемлемый носитель.In accordance with the present invention, prodrugs of integrase inhibitors are provided. In a specific embodiment, the prodrug comprises an integrase inhibitor modified with an ester containing an aliphatic or alkyl group (eg, an aliphatic or alkyl group containing from about 3 to about 30 carbons). In a particular embodiment, the aliphatic or alkyl group is a fatty acid alkyl chain or a saturated linear aliphatic chain, optionally substituted with at least one heteroatom. In a specific embodiment, the integrase inhibitor is selected from the group consisting of cabotegravir (CAB), raltegravir (RAL), elvitegravir (EVG), dolutegravir (DTG) and bictegravir (BIC). Also included in the present invention are compositions containing at least one prodrug of the present invention and at least one pharmaceutically acceptable carrier.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предусмотрены наночастицы, содержащие по меньшей мере одно пролекарство согласно настоящему изобретению и по меньшей мере один полимер или поверхностно-активное вещество. В соответствии с конкретным вариантом осуществления пролекарство является кристаллическим. В соответствии с конкретным вариантом осуществления полимер или поверхностно-активное вещество представляет собой амфифильный блок-сополимер, такой как амфифильный блок-сополимер, содержащий по меньшей мере один блок поли(оксиэтилена) и по меньшей мере один поли(оксипропилена) (например, полоксамер 407). Наночастица может содержать полимер или поверхностно-активное вещество, связанное по меньшей мере с одним нацеливающим лигандом. Отдельная наночастица может содержать обеспечивающие нацеливание и не обеспечивающие нацеливание поверхностно-активные вещества. В соответствии с конкретным вариантом осуществления наночастицы имеют диаметр, составляющий приблизительно от 100 нм до 1 мкм. В настоящее изобретение также включены композиции, содержащие по меньшей мере одну наночастицу согласно настоящему изобретению и по меньшей мере один фармацевтически приемлемый носитель.In accordance with yet another aspect of the present invention, nanoparticles are provided comprising at least one prodrug of the present invention and at least one polymer or surfactant. In accordance with a particular embodiment, the prodrug is crystalline. In a specific embodiment, the polymer or surfactant is an amphiphilic block copolymer, such as an amphiphilic block copolymer containing at least one poly(oxyethylene) block and at least one poly(oxypropylene) block (e.g., poloxamer 407 ). The nanoparticle may contain a polymer or surfactant bound to at least one targeting ligand. A single nanoparticle may contain targeting and non-targeting surfactants. In accordance with a specific embodiment, the nanoparticles have a diameter ranging from approximately 100 nm to 1 μm. Also included in the present invention are compositions comprising at least one nanoparticle of the present invention and at least one pharmaceutically acceptable carrier.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предусмотрены способы лечения, подавления и/или предупреждения заболевания или нарушения у субъекта, нуждающегося в этом. Способы предусматривают введение субъекту по меньшей мере одного пролекарства или наночастицы согласно настоящему изобретению, необязательно, в композиции, содержащей фармацевтически приемлемый носитель. В соответствии с конкретным вариантом осуществления заболевание или нарушение представляет собой вирусную инфекцию (например, ретровирусную инфекцию). В соответствии с конкретным вариантом осуществления способ дополнительно предусматривает введение по меньшей мере одного дополнительного терапевтического средства или назначение метода терапии для заболевания или нарушения, например по меньшей мере одного дополнительного соединения, противодействующего ВИЧ.In accordance with another aspect of the present invention, methods are provided for treating, suppressing and/or preventing a disease or disorder in a subject in need thereof. The methods involve administering to a subject at least one prodrug or nanoparticle of the present invention, optionally in a composition containing a pharmaceutically acceptable carrier. In a particular embodiment, the disease or disorder is a viral infection (eg, a retroviral infection). In accordance with a particular embodiment, the method further comprises administering at least one additional therapeutic agent or therapy for the disease or disorder, such as at least one additional anti-HIV compound.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

На фиг. 1А представлены изображения наночастиц NM2CAB (сверху) и NCAB (снизу), которые определены с помощью сканирующей электронной микроскопии.In fig. Figure 1A shows images of NM2CAB (top) and NCAB (bottom) nanoparticles, which were determined using scanning electron microscopy.

На фиг. 1В представлены графики стабильности наночастиц NM2CAB при 25°С в течение указанных периодов времени. В частности, дзета-потенциал (сверху), коэффициент полидисперсности (посередине) и диаметр частиц (снизу) для наночастиц определяли с помощью динамического светорассеяния.In fig. Figure 1B shows graphs of the stability of NM2CAB nanoparticles at 25°C for the indicated periods of time. Specifically, the zeta potential (top), polydispersity coefficient (middle), and particle diameter (bottom) for the nanoparticles were determined using dynamic light scattering.

На фиг. 2А представлен график (сверху) поглощения лекарственного средства, которое измерено с помощью UPLC-UV/Vis (сверхэффективная жидкостная хроматография с детектированием в ультрафиолете/видимой области спектра), человеческими макрофагами, полученными из моноцитов, (MDM) и график (снизу) удержания лекарственного средства MDM, собранными в указанные моменты времени для анализа уровня лекарственного средства внутри клеток.In fig. 2A is a graph (top) of drug uptake as measured by UPLC-UV/Vis by human monocyte-derived macrophages (MDM) and a graph (bottom) of drug retention MDMs collected at the indicated time points to analyze intracellular drug levels.

На фиг. 2В представлен график (сверху) активности обратной транскриптазы ВИЧ-1 при указанной концентрации лекарственного средства и график (снизу) активности обратной транскриптазы ВИЧ-1 в MDM, обработанных лекарственным средством, подвергнутых контрольному заражению HIV-1ADA и измеренных в указанные моменты времени после обработки.In fig. 2B is a graph (top) of HIV-1 reverse transcriptase activity at the indicated drug concentration and a graph (bottom) of HIV-1 reverse transcriptase activity in MDMs treated with drug, challenged with HIV-1ADA, and measured at the indicated time points after treatment.

- 2 046194- 2 046194

На фиг. 2С представлены изображения окрашенных р24 MDM клеток после контрольного заражения.In fig. Figure 2C shows images of p24-stained MDM cells after challenge.

На фиг. 3А представлен график уровней CAB в плазме крови после однократной внутримышечной (IM) дозы NCAB, NMCAB или NM2CAB у самок NSG (NOD scid gamma мышь) мышей. Вводимая доза составляла 45 мг САВ-эквивалентов (экв.)/кг. Верхней штриховой жирной линией указано значение 4xPA-IC90 CAB в плазме крови, составляющее 664 нг/мл, и нижняя пунктирная линия показывает 1xPA-IC90 CAB в плазме крови, составляющую 166 нг/мл.In fig. 3A is a graph of plasma CAB levels following a single intramuscular (IM) dose of NCAB, NMCAB, or NM2CAB in female NSG (NOD scid gamma mouse) mice. The dose administered was 45 mg CAB equivalents (eq)/kg. The upper dashed bold line indicates the plasma 4xPA-IC 90 CAB value of 664 ng/ml, and the lower dashed line indicates the plasma 1xPA-IC 90 CAB value of 166 ng/ml.

На фиг. 3В представлен график уровней CAB в плазме крови после однократной внутримышечной (IM) дозы NM3CAB у самок NSG (NOD scid gamma мышь) мышей. Вводимая доза составляла 45 мг САВ-эквивалентов (экв.)/кг. Верхней штриховой жирной линией указано значение 4xPA-IC90 CAB в плазме крови, составляющее 664 нг/мл, и нижняя пунктирная линия показывает 1xPA-IC90 CAB в плазме крови, составляющую 166 нг/мл.In fig. 3B is a graph of plasma CAB levels following a single intramuscular (IM) dose of NM3CAB in female NSG (NOD scid gamma mouse) mice. The dose administered was 45 mg CAB equivalents (eq)/kg. The upper dashed bold line indicates the plasma 4xPA-IC 90 CAB value of 664 ng/ml, and the lower dashed line indicates the plasma 1xPA-IC 90 CAB value of 166 ng/ml.

На фиг. 4 представлены изображения антиретровирусного дозозависимого эффекта NM2CAB в концентрации 10, 50 или 100 мкМ, полученные с помощью иммуноцитохимического окрашивания в отношении антигена р24 ВИЧ-1.In fig. Figure 4 shows images of the antiretroviral dose-dependent effect of NM2CAB at a concentration of 10, 50 or 100 μM, obtained using immunocytochemical staining for the HIV-1 p24 antigen.

На фиг. 5 представлены графики уровней пролекарства. Биораспределение пролекарств (МСАВ или M2CAB) в тканях и крови оценивали через 14, 28, 42 и 364 суток после однократной IM инъекции NMCAB или NM2CAB. Уровни пролекарств измеряли в селезенке, печени, кишечнике, легком, головном мозге, ткани прямой кишки, почках, тканях, анатомически ассоциированных с лимфатическими узлами, и в крови. Уровни пролекарств определяли с помощью LC-MS/MS (жидкостная хроматография с тандемной масс-спектрометрией). Данные выражены в виде среднего значения ± SEM. Для групп в день 14, 28 и 42 количества животных в каждой группе составляли N=5, а для группы в день 364 количества животных составляли N=3 (NMCAB), N=4 (NM2CAB). Однофакторный дисперсионный анализ ANOVA с последующим апостериорным критерием Тьюки использовали для сравнения уровней лекарственного средства в тканях между тремя обработками (*Р<0,05, **Р<0,01, ***Р<0,001).In fig. Figure 5 shows graphs of prodrug levels. The biodistribution of prodrugs (MCAB or M2CAB) in tissues and blood was assessed 14, 28, 42 and 364 days after a single IM injection of NMCAB or NM2CAB. Prodrug levels were measured in the spleen, liver, intestine, lung, brain, rectal tissue, kidney, anatomically associated lymph node tissue, and blood. Prodrug levels were determined using LC-MS/MS (liquid chromatography tandem mass spectrometry). Data are expressed as mean ± SEM. For the day 14, 28 and 42 groups, the numbers of animals in each group were N=5, and for the day 364 group, the numbers of animals were N=3 (NMCAB), N=4 (NM2CAB). One-way ANOVA followed by Tukey's post hoc test was used to compare tissue drug levels between the three treatments (*P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001).

На фиг. 6А и 6В представлены графики фармакокинетических параметров и биораспределения NM2CAB у макаков-резусов. Четырем макакам-резусам вводили дозу 45 мг/кг САВ-эквивалента NM2CAB с помощью однократной IM инъекции. Образцы плазмы крови собирали и подвергали анализу в отношении уровней CAB (верхние линии) и M2CAB (нижние линии) в течение периода до дня 393 (фиг. 6А). Биоптаты ткани прямой кишки, лимфатических узлов и жировой ткани собирали в день 204 после введения лекарственного средства и подвергали анализу в отношении концентраций как CAB (сверху), так и M2CAB (снизу) (фиг. 6В). Концентрации лекарственного средства как в плазме крови, так и в тканях определяли с помощью LCMS/MS.In fig. 6A and 6B are plots of the pharmacokinetic parameters and biodistribution of NM2CAB in rhesus monkeys. Four rhesus monkeys were dosed with 45 mg/kg CAB equivalent of NM2CAB via a single IM injection. Blood plasma samples were collected and analyzed for CAB (upper lines) and M2CAB (lower lines) levels up to day 393 (Fig. 6A). Biopsies of rectal, lymph node, and adipose tissue were collected on day 204 postdrug administration and analyzed for both CAB (top) and M2CAB (bottom) concentrations (Fig. 6B). Drug concentrations in both plasma and tissues were determined using LCMS/MS.

Подробное описание настоящего изобретенияDetailed Description of the Present Invention

Максимальное ограничение вирусной нагрузки в тканях пораженных инфекцией участков могут способствовать стратегиям уничтожения вируса. Это может быть достигнуто с помощью образования нанокристаллов активного липофильного и гидрофобного антиретровирусного пролекарства, стабилизированных поверхностно-активными веществами. Показатели гидрофобности, скорости гидролиза лекарственного средства и антиретровирусных активностей должны быть сбалансированы для оптимального терапевтического эффекта. В данном документе продемонстрировано, что манипуляция с длиной гидрофобной и липофильной углеродной цепи пролекарства может оптимизировать терапевтическую эффективность, в особенности в случае антиретровирусной терапии с медленным эффективным высвобождением и длительным действием (LASER ART). LASER ART относится к антиретровирусному лекарственному средству длительного действия, образованному из нанокристаллов пролекарства с липидным хвостом. Нанокристалл миристоилированного пролекарства CAB обеспечивает устойчивые концентрации CAB в плазме крови в PA-IC90 в течение 4 месяцев у макаков-резусов после однократной дозы 45 мг/кг САВ-эквивалента, вводимой посредством внутримышечной инъекции. В данном документе показано, что дополнительные химические модификации, неожиданно, служат для усиления липофильности и гидрофобности CAB, улучшения активности лекарственного средства и замедления гидролиза пролекарства, тем самым значительно продлевая период полувыведения исходного лекарственного средства. Новые пролекарства каботегравира (M2CAB) усиливают инкапсуляцию лекарственного средства с соответствующими вспомогательными веществами и стабилизаторами, такими как полоксамер 407 (Р407).Maximum limitation of the viral load in the tissues of infected areas may facilitate viral eradication strategies. This can be achieved through the formation of active lipophilic and hydrophobic antiretroviral prodrug nanocrystals stabilized by surfactants. Hydrophobicity, drug hydrolysis rate, and antiretroviral activities must be balanced for optimal therapeutic effect. This paper demonstrates that manipulation of the hydrophobic and lipophilic carbon chain length of a prodrug can optimize therapeutic efficacy, particularly in the case of slow-release, long-acting antiretroviral therapy (LASER ART). LASER ART refers to a long-acting antiretroviral drug formed from prodrug nanocrystals with a lipid tail. A myristoylated CAB prodrug nanocrystal provides steady-state plasma concentrations of CAB in PA-IC90 for 4 months in rhesus monkeys after a single dose of 45 mg/kg CAB-equivalent administered via intramuscular injection. We show here that additional chemical modifications, unexpectedly, serve to enhance the lipophilicity and hydrophobicity of CAB, improve drug potency, and delay prodrug hydrolysis, thereby significantly extending the half-life of the parent drug. New prodrugs of cabotegravir (M2CAB) enhance drug encapsulation with appropriate excipients and stabilizers such as poloxamer 407 (P407).

Наносоставы M2CAB (NM2CAB) обеспечивают замедленное высвобождение лекарственного средства и сайт-специфическую доставку антиретровирусного лекарственного средства. Пролекарства содержат нативное лекарственное средство, конъюгированное с гидрофобными фрагментами через поддающиеся гидролизу ковалентные связи. Наносоставы NM2CAB быстро поглощались человеческими макрофагами, полученными из моноцитов, (MDM) с устойчивым удержанием лекарственного средства в течение 30 суток in vitro; в то время как наносостав исходного лекарственного средства (NCAB) или миристоилированный каботегравир первого поколения (NMCAB) демонстрировали прорыв ВИЧ-1 в MDM в пределах одних или 20 суток обработки соответственно. Примечательно, что MDM, обработанные NM2CAB, демонстрировали устойчивые антиретровирусные активности после контрольного зараженияM2CAB nanoformulations (NM2CAB) provide sustained drug release and site-specific delivery of antiretroviral drug. Prodrugs contain the native drug conjugated to hydrophobic moieties through hydrolyzable covalent bonds. NM2CAB nanoformulations were rapidly taken up by human monocyte-derived macrophages (MDMs) with sustained drug retention for 30 days in vitro; while nanoformulated parent drug (NCAB) or first-generation myristoylated cabotegravir (NMCAB) demonstrated HIV-1 breakthrough in MDM within one or 20 days of treatment, respectively. Notably, MDMs treated with NM2CAB exhibited robust antiretroviral activities after challenge

- 3 046194- 3 046194

ВИЧ-1 в течение периода до 30 суток после однократной обработки лекарственным средством. р24 ВИЧ-1 не выявлялся в группе, получавшей обработку NM2CAB, при измерении в день 5 и в последующие моменты времени с пошаговым приращением на 5 суток в течение периода до 30 суток или дольше. Кроме того, однократная внутримышечная (IM) инъекция NM2CAB в дозе 45 мг САВ-экв./кг самкам NSG (NOD scid gamma мышь) мышей демонстрировала кинетику контролируемого высвобождения нулевого порядка для активного CAB и обеспечивала уровни лекарственного средства, приблизительно соответствующие или превышающие 4-кратное значение PA-IC90, в течение более чем 5 месяцев. Наносоставы NM2CAB, представленные в данном документе, обеспечивают улучшения при современных комбинированных схемах ART, которые требуют нескольких суточных введений, посредством снижения количества принимаемых пациентом единиц дозирования препаратов, снижения риска возврата вирусной нагрузки, ограничения токсичностей и/или обеспечения возможности проникновения лекарственного средства в вирусные резервуары. Важно, что NM2CAB также обеспечивает интервал между приемами лекарственного средства, составляющий один раз в шесть месяцев (или даже менее часто), для максимального повышения эффективности доконтактной профилактики или схем лечения.HIV-1 for a period of up to 30 days after a single treatment with the drug. HIV-1 p24 was undetectable in the NM2CAB-treated group when measured on day 5 and at subsequent time points in 5-day increments over a period of up to 30 days or longer. Additionally, a single intramuscular (IM) injection of NM2CAB at a dose of 45 mg CAB-eq/kg in female NSG (NOD scid gamma mouse) mice demonstrated zero-order controlled release kinetics for active CAB and provided drug levels approximately equal to or greater than 4- multiples of PA-IC 90 , for more than 5 months. The NM2CAB nanoformulations presented herein provide improvements to current combination ART regimens that require multiple daily dosings by reducing the number of drug dosage units a patient takes, reducing the risk of viral load rebound, limiting toxicities, and/or allowing drug entry into viral reservoirs. . Importantly, NM2CAB also provides a dosing interval of once every six months (or less frequently) to maximize the effectiveness of PrEP or treatment regimens.

Составы для ART с длительным действием и замедленным высвобождением (LASER ART) могут продлевать интервалы между приемами доз, снижать системную токсичность и улучшать фармакокинетические (PK) и фармакодинамические (PD) профили (Sillman, et al., Nat. Commun. (2018), 9:443; Zhou, et al., Biomaterials (2018), 151:53-65; McMillan, et al., Antimicrob. Agents Chemother. (2018), 62:e01316-17). В данном документе также предусмотрены новые пролекарства ингибиторов интегразы, их составы с замедленным высвобождением и длительным действием и способы их синтеза и применения. Ингибиторы интегразы (ингибиторы переноса цепи интегразой (INSTI)) представляют собой класс антиретровирусных лекарственных средств, предназначенных для блокирования действия интегразы (например, интегразы ВИЧ), вирусного фермента, который встраивает вирусный геном в ДНК клетки-хозяина. Примеры ингибиторов интегразы включают в себя, без ограничения, каботегравир (CAB, GSK1265744), ралтегравир (RAL), элвитегравир (EVG), долутегравир (DTG, GSK1349572), биктегравир (BIC, GS-9883), BI 224436 (Boehringer Ingelheim, Ингельхайм, Германия) и MK-2048 (Merck, Кенилворт, Нью-Джерси, США). Гидрофобные и липофильные пролекарства и их составы с замедленным эффективным высвобождением демонстрируют повышенную активность и эффективность, повышенное проникновение в клетки и ткани, а также продленные периоды полувыведения по сравнению с исходным ингибитором интегразы. Пролекарства и их составы согласно настоящему изобретению, а также их комбинации можно применять в контроле вирусных (например, ретровирусных) инфекций.Long-acting, sustained-release ART (LASER ART) formulations can prolong dosing intervals, reduce systemic toxicity, and improve pharmacokinetic (PK) and pharmacodynamic (PD) profiles (Sillman, et al., Nat. Commun. (2018), 9:443; Zhou, et al., Biomaterials (2018), 151:53-65; McMillan, et al., Antimicrobial Agents Chemother (2018), 62:e01316-17). Also provided herein are novel integrase inhibitor prodrugs, sustained-release, sustained-release formulations thereof, and methods for their synthesis and use. Integrase inhibitors (integrase strand transfer inhibitors (INSTIs)) are a class of antiretroviral drugs designed to block the action of integrase (eg, HIV integrase), a viral enzyme that integrates the viral genome into the host cell's DNA. Examples of integrase inhibitors include, but are not limited to, cabotegravir (CAB, GSK1265744), raltegravir (RAL), elvitegravir (EVG), dolutegravir (DTG, GSK1349572), bictegravir (BIC, GS-9883), BI 224436 (Boehringer Ingelheim, Ingelheim , Germany) and MK-2048 (Merck, Kenilworth, NJ, USA). Hydrophobic and lipophilic prodrugs and their sustained release formulations exhibit increased potency and efficacy, increased cell and tissue penetration, and extended half-lives compared to the parent integrase inhibitor. The prodrugs and their compositions according to the present invention, as well as combinations thereof, can be used in the control of viral (eg, retroviral) infections.

Средства для лечения вирусных инфекций, в частности ВИЧ-инфекций, которые являются доступными на данный момент, включают в себя ингибиторы проникновения вируса, нуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы, нуклеотидные ингибиторы обратной транскриптазы, ингибиторы интегразы и протеазы. Устойчивость связана с коротким периодом полувыведения лекарственного средства, жизненным циклом вируса и быстрыми мутациями, приводящими в результате к высокой генетической изменчивости. Особое внимание заслужили методы комплексной терапии, например, методы антиретровирусной терапии (ART), которые рассматриваются как терапия коктейлем лекарственных средств. Благоприятные воздействия включают в себя пониженную устойчивость вируса, ограниченные токсичности, улучшенное соблюдение режимов терапевтических схем и устойчивую антиретровирусную эффективность. Методы комплексной терапии сводят к минимуму возможную устойчивость к лекарственным средствам посредством подавления репликации вируса (например, ВИЧ), тем самым сокращая число спонтанно возникающих устойчивых мутантов. Неэффективность лечения связана, отчасти, с короткими периодами полувыведения лекарственного средства. Более того, неэффективность также может быть связана, отчасти, с ограниченным доступом лекарственного средства к ткани и клеточным вирусным резервуарам, тем самым препятствуя попыткам уничтожения вируса. В связи с этим разработка платформ на основе содержащихся в наносоставах пролекарств (наночастиц), нацеленных на клетку и ткань, представляет значительный интерес для контроля вирусных (например, ВИЧ) инфекций. Доконтактная профилактика (PrEP) представляет собой другую стратегию, применяемую в контроле передачи вируса (например, ВИЧ). Например, TRUVADA® (тенофовир/эмтрицитабин) был одобрен для доконтактной профилактики ВИЧ-инфекции. Кроме того, комбинацию ламивудина и зидовудина (COMBIVIR®) применяли в качестве доконтактной профилактики и постконтактной профилактики.Agents for the treatment of viral infections, particularly HIV infections, that are currently available include viral entry inhibitors, nucleoside reverse transcriptase inhibitors, nucleotide reverse transcriptase inhibitors, integrase and protease inhibitors. Resistance is associated with the short half-life of the drug, the life cycle of the virus, and rapid mutations resulting in high genetic variability. Combination therapies, such as antiretroviral therapy (ART), which are considered drug cocktail therapies, have received particular attention. Beneficial effects include reduced viral persistence, limited toxicity, improved compliance with therapeutic regimens, and sustained antiretroviral efficacy. Combination therapies minimize potential drug resistance by inhibiting the replication of a virus (eg, HIV), thereby reducing the number of spontaneously arising resistant mutants. Treatment failure is due, in part, to the short half-life of the drug. Moreover, ineffectiveness may also be due, in part, to limited access of the drug to tissue and cellular viral reservoirs, thereby hindering attempts to eradicate the virus. In this regard, the development of platforms based on cell- and tissue-targeted prodrugs (nanoparticles) contained in nanoformulations is of significant interest for the control of viral (for example, HIV) infections. Pre-exposure prophylaxis (PrEP) is another strategy used in controlling the transmission of a virus (eg, HIV). For example, TRUVADA® (tenofovir/emtricitabine) has been approved for pre-exposure prophylaxis for HIV infection. In addition, the combination of lamivudine and zidovudine (COMBIVIR®) has been used as pre-exposure prophylaxis and post-exposure prophylaxis.

Пролекарства и содержащиеся в наносоставах пролекарства (наночастицы), представленные в данном документе, неожиданно продлевают период полувыведения лекарственного средства, повышают гидрофобность и липофильность и улучшают антиретровирусную эффективность. Это будет оказывать благоприятное воздействие на людей, которые должны получать высокие дозы ежесуточно или даже по несколько доз в сутки, поскольку более низкая дозировка с меньшей частотой приема доз не только снизят побочные эффекты, но также будут удобны для пациентов. Пролекарства и содержащиеся в наносоставах пролекарства (наночастицы), представленные в данном документе, также можно применять в качестве постконтактного лечения и/или доконтактной профилактики (например, для людей, которые имеют высокий риск заражения ВИЧ-1). Иными словами, пролекарства и наночастицы согласно настоящемуThe prodrugs and nanoformulated prodrugs (nanoparticles) presented herein unexpectedly prolong drug half-life, increase hydrophobicity and lipophilicity, and improve antiretroviral efficacy. This will have a beneficial effect on people who must receive high doses daily or even multiple doses per day, since a lower dosage with less frequency of dosing will not only reduce side effects, but will also be convenient for patients. The prodrugs and nanoformulated prodrugs (nanoparticles) provided herein may also be used as post-exposure treatment and/or pre-exposure prophylaxis (eg, for people who are at high risk of HIV-1 infection). In other words, prodrugs and nanoparticles according to the present

- 4 046194 изобретению, а также их комбинацию можно применять для предупреждения вирусной инфекции (например, ВИЧ-инфекции) и/или лечения или подавления острой или хронической вирусной инфекции (например, ВИЧ-инфекции). Несмотря на то что пролекарства и наночастицы согласно настоящему изобретению, в целом, описаны как средства, противодействующие ВИЧ, пролекарства и наносоставы согласно настоящему изобретению также являются эффективными против других вирусных инфекций, в том числе, без ограничения: ретровирусов (например, лентивирусов), вируса гепатита В (HBV), вируса гепатита С (HCV) и вирусов Т-клеточного лейкоза человека (HTLV), в особенности ретровирусов.- 4 046194 the invention, as well as a combination thereof, can be used to prevent a viral infection (eg, HIV infection) and/or treat or suppress an acute or chronic viral infection (eg, HIV infection). Although the prodrugs and nanoformulations of the present invention are generally described as anti-HIV agents, the prodrugs and nanoformulations of the present invention are also effective against other viral infections, including, but not limited to: retroviruses (e.g., lentiviruses), hepatitis B (HBV), hepatitis C virus (HCV) and human T-cell leukemia viruses (HTLV), especially retroviruses.

В настоящем изобретении описаны новые, активные пролекарства широкого спектра действия с улучшенной биологической активностью по сравнению с исходными лекарственными средствами. Также предусмотрены способы инкапсулирования пролекарств в эффективные составы замедленного длительного действия для эффективной внутриклеточной доставки и доставки в ткани и продленных периодов полувыведения лекарственного средства. Композиции с длительным действием и замедленным высвобождением (LASER), описанные в данном документе, демонстрируют повышенную активность, и их можно применять в качестве эффективных терапевтических или профилактических вмешательств против вирусных инфекций (например, ретровирусных инфекций).The present invention describes new, broad-spectrum active prodrugs with improved biological activity compared to the parent drugs. Methods are also provided for encapsulating prodrugs into effective, sustained release formulations for efficient intracellular and tissue delivery and extended drug half-lives. The long-acting, sustained-release (LASER) compositions described herein demonstrate enhanced activity and can be used as effective therapeutic or prophylactic interventions against viral infections (eg, retroviral infections).

Пролекарства согласно настоящему изобретению обеспечивают возможность эффективной внутриклеточной доставки ингибиторов интегразы. В данном документе представлены пролекарства, которые представляют собой производные ингибиторов интегразы, в которых химический фрагмент, в частности кислородсодержащий фрагмент, такой как гидроксильная группа, был заменен на сложноэфирный фрагмент, содержащий гидрофобный и липофильный расщепляемый фрагмент (например, терапевтические жирные спирты). Гидрофобный и липофильный расщепляемый фрагмент (например, терапевтические жирные спирты) может демонстрировать противовирусную активность в отношении оболочечных вирусов (Katz, et al., Ann. NY Acad. Sci. (1994), 724:472-88). Примечательно, что синергические взаимодействия между терапевтическими жирными спиртами и нуклеозидными аналогами могут существенно усиливать противовирусную активность нуклеозидов (Marcelletti, et al., Antiviral Res. (2002), 56:153-66).The prodrugs of the present invention enable effective intracellular delivery of integrase inhibitors. Presented herein are prodrugs, which are derivatives of integrase inhibitors in which a chemical moiety, particularly an oxygen-containing moiety such as a hydroxyl group, has been replaced by an ester moiety containing a hydrophobic and lipophilic cleavable moiety (eg, therapeutic fatty alcohols). The hydrophobic and lipophilic cleavable moiety (eg, therapeutic fatty alcohols) may exhibit antiviral activity against enveloped viruses (Katz, et al., Ann. NY Acad. Sci. (1994), 724:472-88). Notably, synergistic interactions between therapeutic fatty alcohols and nucleoside analogues can significantly enhance the antiviral activity of nucleosides (Marcelletti, et al., Antiviral Res. (2002), 56:153-66).

Как описано в данном документе, пролекарства могут содержать лабильные терапевтические жирные спирты для улучшения активности лекарственного средства, ускорения проникновения внутрь клеток и в ткани, связывания с белками и биологической доступности. Гидрофобная природа синтезированных пролекарств облегчает инкапсулирование в нанокристаллы лекарственного средства с замедленным высвобождением и длительным действием с улучшенными биофармацевтическими свойствами. Наносоставы согласно настоящему изобретению могут состоять из частиц пролекарства, диспергированных в стерильных водных суспензиях и стабилизированных полимерными вспомогательными веществами, липидами и/или поверхностно-активными веществами или полимерами. Не вдаваясь в теорию, механизм высвобождения лекарственного средства включает растворение пролекарства из наночастицы с последующим эффективным расщеплением с образованием двух биологически активных средств, т.е. ингибитора интегразы и противовирусных жирных спиртов широкого спектра действия.As described herein, prodrugs may contain labile therapeutic fatty alcohols to improve drug activity, accelerate cell and tissue penetration, protein binding, and bioavailability. The hydrophobic nature of the synthesized prodrugs facilitates drug encapsulation into nanocrystals for sustained release and long-lasting action with improved biopharmaceutical properties. The nanoformulations of the present invention may consist of prodrug particles dispersed in sterile aqueous suspensions and stabilized by polymeric excipients, lipids and/or surfactants or polymers. Without being bound by theory, the drug release mechanism involves dissolution of the prodrug from the nanoparticle followed by efficient cleavage to form two bioactive agents, i.e. integrase inhibitor and broad-spectrum antiviral fatty alcohols.

Преимущества системы, описанной в данном документе, включают в себя, без ограничения, улучшенную активность лекарственного средства, биологическую доступность и продленный период полувыведения для удобства пациента. Действительно, наносоставы, описанные в настоящем изобретении, демонстрировали существенное повышение поглощения лекарственного средства макрофагами, полученными из моноцитов (MDM). Модифицированное лекарственное средство и наночастицы также демонстрировали повышенную активность вследствие повышенного и длительного подавления вирусной репликации. Таким образом, наносоставы согласно настоящему изобретению обеспечивают возможность усиления противовирусной активности и ускоренной доставки лекарственного средства в анатомические резервуары инфекции.The advantages of the system described herein include, but are not limited to, improved drug potency, bioavailability, and extended half-life for patient convenience. Indeed, the nanoformulations described in the present invention demonstrated a significant increase in drug uptake by monocyte-derived macrophages (MDM). The modified drug and nanoparticles also showed increased activity due to increased and long-lasting suppression of viral replication. Thus, the nanoformulations according to the present invention provide the ability to enhance antiviral activity and accelerate drug delivery to anatomical reservoirs of infection.

В соответствии с настоящим изобретением обеспечены пролекарства ингибиторов интегразы. В соответствии с конкретным вариантом осуществления пролекарство содержит ингибитор интегразы, в котором химический фрагмент, такой как гидроксильная группа, заменен на сложный эфир, содержащий необязательно замещенную алифатическую или алкильную группу. В соответствии с конкретным вариантом осуществления сложный эфир содержит углеводородную цепь, в частности углеводородную цепь длиной 16-20 атомов углерода или длиной 18 атомов углерода (нумерация в данном случае включает углерод в C=O сложного эфира).In accordance with the present invention, prodrugs of integrase inhibitors are provided. In accordance with a specific embodiment, the prodrug contains an integrase inhibitor in which a chemical moiety, such as a hydroxyl group, is replaced by an ester containing an optionally substituted aliphatic or alkyl group. In a particular embodiment, the ester contains a hydrocarbon chain, in particular a hydrocarbon chain of 16-20 carbon atoms in length or 18 carbon atoms in length (the numbering in this case includes the carbon in the C=O of the ester).

В соответствии с конкретным вариантом осуществления ингибитор интегразы выбран из группы, состоящей из каботегравира (CAB), ралтегравира (RAL), элвитегравира (EVG), долутегравира (DTG), биктегравира (BIC), BI 224436 и МК-2048. В соответствии с конкретным вариантом осуществления ингибитор интегразы выбран из группы, состоящей из каботегравира (CAB), ралтегравира (RAL), элвитегравира (EVG), долутегравира (DTG) и биктегравира (BIC). Примерами химических структур этих ингибиторов интегразы являются:In a specific embodiment, the integrase inhibitor is selected from the group consisting of cabotegravir (CAB), raltegravir (RAL), elvitegravir (EVG), dolutegravir (DTG), bictegravir (BIC), BI 224436 and MK-2048. In a specific embodiment, the integrase inhibitor is selected from the group consisting of cabotegravir (CAB), raltegravir (RAL), elvitegravir (EVG), dolutegravir (DTG) and bictegravir (BIC). Examples of the chemical structures of these integrase inhibitors are:

- 5 046194- 5 046194

ралегравир (RAL).ralegravir (RAL).

В соответствии с конкретным вариантом осуществления пролекарство согласно настоящему изобретению выбрано из следующей группы или их фармацевтически приемлемой соли:In accordance with a specific embodiment, the prodrug of the present invention is selected from the following group or a pharmaceutically acceptable salt thereof:

- 6 046194- 6 046194

причем R представляет собой необязательно замещенную алифатическую или алкильную группу.wherein R represents an optionally substituted aliphatic or alkyl group.

Алифатическая или алкильная группа может являться ненасыщенной или насыщенной и может быть замещенной по меньшей мере одним гетероатомом (например, O, N или S). В соответствии с конкретным вариантом осуществления R может содержать ароматический фрагмент, который может быть замещенным по меньшей мере одним гетероатомом (например, O, N или S).The aliphatic or alkyl group may be unsaturated or saturated and may be substituted with at least one heteroatom (eg, O, N, or S). In accordance with a particular embodiment, R may contain an aromatic moiety, which may be substituted with at least one heteroatom (eg, O, N or S).

В соответствии с конкретным вариантом осуществления алкильная или алифатическая группа является гидрофобной. В соответствии с конкретным вариантом осуществления R представляет собой необязательно замещенную углеводородную цепь, в частности насыщенную. В соответствии с конкретным вариантом осуществления R представляет собой насыщенную линейную алифатическую цепь. В соответствии с конкретным вариантом осуществления алкильная или алифатическая группа содержит от приблизительно 3 до приблизительно 30 углеродов (например, в основной цепи алкильной или алифатической группы), которые могут быть замещены по меньшей мере одним гетероатомом (например, O, N или S). В соответствии с конкретным вариантом осуществления R представляет собой С1421 ненасыщенную или насыщенную алкильную или алифатическую группу, которая может быть замещенной по меньшей мере одним гетероатомом (например, O, N или S). В соответствии с конкретным вариантом осуществления R представляет собой С1419 ненасыщенную или насыщенную алкильную или алифатическую группу, которая может быть замещенной по меньшей мере одним гетероатомом (например, O, N или S). В соответствии с конкретным вариантом осуществления R представляет собой С1417 ненасыщенную или насыщенную алкильную или алифатическую группу, которая может быть замещенной по меньшей мере одним гетероатомом (например, O, N или S). В соответствии с конкретным вариантом осуществления R представляет собой С1521 ненасыщенную или насыщенную алкильную или алифатическую группу, которая может быть замещенной по меньшей мере одним гетероатомом (например, O, N или S). В соответствии с конкретным вариантом осуществления R представляет собой С1519 ненасыщенную или насыщенную алкильную или алифатическую группу, которая может быть замещенной по меньшей мере одним гетероатомом (например, O, N или S). В соответствии с конкретным вариантом осуществления R представляет собой С1517 ненасыщенную или насыщенную алкильную или алифатическую группу, которая может быть замещенной по меньшей мере одним гетероатомом (например, O, N или S). В соответствии с конкретным вариантом осуществления R представляет собой С1621 ненасыщенную или насыщенную алкильную или алифатическую группу, которая может быть замещенной по меньшей мере одним гетероатомом (например, O, N или S). В соответствии с конкретным вариантом осуществления R представляет собой С1619 ненасыщенную или насыщенную алкильную или алифатическую группу, которая может быть замещенной по меньшей мере одним гетероатомом (например, O, N или S). В соответствии с конкретным вариантом осуществления R представляет собой С1721 ненасыщенную или насыщенную алкильную или алифатическую группу, которая может быть замещенной по меньшей мере одним гетероатомом (например, O, N или S). В соответствии с конкретным вариантом осуществления R представляет собой С1719 ненасыщенную или насыщенную алкильную или алифатическую группу, которая может быть замещенной по меньшей мере одним гетероатомом (например, O, N или S). В соответствии с конкретным вариантом осуществления R представляет собой С17 ненасыщенную или насыщенную алкильную или алифатическую группу, которая может быть замещенной по меньшей мере одним гетероатомом (например, O, N или S).In accordance with a specific embodiment, the alkyl or aliphatic group is hydrophobic. In accordance with a particular embodiment, R represents an optionally substituted hydrocarbon chain, in particular a saturated one. In accordance with a particular embodiment, R is a saturated linear aliphatic chain. In a particular embodiment, the alkyl or aliphatic group contains from about 3 to about 30 carbons (eg, in the backbone of the alkyl or aliphatic group), which may be substituted by at least one heteroatom (eg, O, N, or S). In accordance with a specific embodiment, R represents a C 14 -C 21 unsaturated or saturated alkyl or aliphatic group, which may be substituted with at least one heteroatom (eg, O, N or S). In accordance with a specific embodiment, R represents a C 14 -C 19 unsaturated or saturated alkyl or aliphatic group, which may be substituted with at least one heteroatom (eg, O, N or S). In accordance with a specific embodiment, R represents a C 14 -C 17 unsaturated or saturated alkyl or aliphatic group, which may be substituted with at least one heteroatom (eg, O, N or S). In accordance with a specific embodiment, R represents a C 15 -C 21 unsaturated or saturated alkyl or aliphatic group, which may be substituted with at least one heteroatom (eg, O, N or S). In accordance with a specific embodiment, R represents a C 15 -C 19 unsaturated or saturated alkyl or aliphatic group, which may be substituted with at least one heteroatom (eg, O, N or S). In accordance with a specific embodiment, R represents a C 15 -C 17 unsaturated or saturated alkyl or aliphatic group, which may be substituted with at least one heteroatom (eg, O, N or S). In accordance with a specific embodiment, R represents a C 16 -C 21 unsaturated or saturated alkyl or aliphatic group, which may be substituted with at least one heteroatom (eg, O, N or S). In accordance with a specific embodiment, R represents a C 16 -C 19 unsaturated or saturated alkyl or aliphatic group, which may be substituted with at least one heteroatom (eg, O, N or S). In accordance with a specific embodiment, R represents a C 17 -C 21 unsaturated or saturated alkyl or aliphatic group, which may be substituted with at least one heteroatom (eg, O, N or S). In accordance with a specific embodiment, R represents a C 17 -C 19 unsaturated or saturated alkyl or aliphatic group, which may be substituted with at least one heteroatom (eg, O, N or S). In a particular embodiment, R is a C17 unsaturated or saturated alkyl or aliphatic group that may be substituted with at least one heteroatom (eg, O, N, or S).

В соответствии с конкретным вариантом осуществления R представляет собой алкильную цепьIn a particular embodiment, R is an alkyl chain

- 7 046194 жирной кислоты (насыщенной или ненасыщенной), в частности, С16-С22 жирной кислоты, С16-С20 жирной кислоты, С1618 жирной кислоты, С18-С22 жирной кислоты, С1820 жирной кислоты или С18 жирной кислоты (нумерация в данном случае включает углерод в С=О сложного эфира).- 7 046194 fatty acid (saturated or unsaturated), in particular C16-C22 fatty acid, C16-C20 fatty acid, C16 - C18 fatty acid, C18-C22 fatty acid, C18 - C20 fatty acid or C18 fatty acid (numbering in this case includes the carbon in the C=O ester).

В соответствии с конкретным вариантом осуществления R представляет собой насыщенную линейную алифатическую цепь или углеводородную цепь длиной по меньшей мере 14 углеродов (например, длиной 14-21 углерод в цепи, длиной 14-19 углеродов в цепи, длиной 14-17 углеродов в цепи, длиной 15-21 углеродов в цепи, длиной 15-19 углеродов в цепи, длиной 15-17 углеродов в цепи или длиной 17 углеродов в цепи). В соответствии с конкретным вариантом осуществления R представляет собой насыщенную линейную алифатическую цепь или углеводородную цепь длиной 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 или 21 углерод, в частности длиной 14, 15, 16, 17, 18 или 19 углеродов, длиной 15, 16 или 17 углеродов или длиной 17 углеродов. В соответствии с конкретным вариантом осуществления R представляет собой насыщенную линейную алифатическую цепь или углеводородную цепь длиной 17 углеродов.In a specific embodiment, R is a saturated linear aliphatic chain or hydrocarbon chain of at least 14 carbons in length (e.g., 14-21 carbons in chain length, 14-19 carbons in chain length, 14-17 carbons in chain length, 15-21 carbons per chain, 15-19 carbons per chain long, 15-17 carbons per chain long, or 17 carbons per chain long). In a specific embodiment, R is a saturated linear aliphatic chain or hydrocarbon chain of 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 or 21 carbons in length, in particular 14, 15, 16, 17, 18 or 19 carbons in length, 15, 16 or 17 carbons long or 17 carbons long. In a particular embodiment, R is a saturated linear aliphatic chain or a 17 carbon hydrocarbon chain.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления пролекарство согласно настоящему изобретению представляет собой:According to a specific embodiment, the prodrug of the present invention is:

(M2CAB) или его фармацевтически приемлемую соль.(M2CAB) or a pharmaceutically acceptable salt thereof.

В настоящее изобретение также включены наночастицы (иногда называемые в данном документе наносоставами), содержащие пролекарство согласно настоящему изобретению. Наночастицы можно применять для доставки соединений в клетку или хозяину (например, in vitro или in vivo). В соответствии с конкретным вариантом осуществления наночастицу применяют для доставки субъекту антиретровирусного терапевтического средства. Наночастицы согласно настоящему изобретению содержат по меньшей мере одно пролекарство и по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество или полимер. В соответствии с конкретным вариантом осуществления наночастицы характеризуются определяемым с помощью спектроскопии соотношением поверхностно-активное вещество/полимер лекарственное средство, которое поддерживает оптимальное нацеливание наночастицы с лекарственным средством для сохранения в макрофагальном депо. Эти компоненты наночастицы вместе с другими необязательными компонентами описаны в данном документе ниже.Also included in the present invention are nanoparticles (sometimes referred to herein as nanoformulations) containing a prodrug of the present invention. Nanoparticles can be used to deliver compounds into a cell or host (eg, in vitro or in vivo). In accordance with a specific embodiment, the nanoparticle is used to deliver an antiretroviral therapeutic agent to a subject. The nanoparticles of the present invention contain at least one prodrug and at least one surfactant or polymer. In a specific embodiment, the nanoparticles are characterized by a spectroscopy-determined surfactant/drug polymer ratio that supports optimal targeting of the drug-loaded nanoparticle for persistence in the macrophage depot. These nanoparticle components, along with other optional components, are described herein below.

Способы синтеза наночастиц согласно настоящему изобретению являются известными в уровне техники. В соответствии с конкретным вариантом осуществления в способах образуют наночастицы, содержащие пролекарство (например, кристаллическое или аморфное), покрытые (либо частично, либо полностью) полимером и/или поверхностно-активным веществом. Примеры способов синтеза включают в себя, без ограничения, размол (например, влажный размол), гомогенизацию (например, гомогенизацию высокого давления), технологию репликации частиц в несмачиваемых матрицах (PRINT) и/или методики ультразвуковой обработки. Например, в публикации заявки на патент США № 2013/0236553, включенной в данный документ посредством ссылки, представлены способы, подходящие для синтеза наночастиц согласно настоящему изобретению. В соответствии с конкретным вариантом осуществления полимеры или поверхностно-активные вещества вначале подвергают химической модификации с помощью нацеливающих лигандов, а затем применяют непосредственно или смешивают с не обеспечивающими нацеливание полимерами или поверхностно-активными веществами в определенных молярных соотношениях с целью создания покрытия на поверхности суспензий пролекарства, например, посредством применения процесса синтеза наночастиц (например, процесса синтеза кристаллических наночастиц), такого как размол (например, влажный размол), гомогенизация (например, гомогенизация высокого давления), технология репликации частиц в несмачиваемых матрицах (PRINT) и/или методики ультразвуковой обработки, таким образом получая нацеленные наносоставы. Наночастицы можно применять с дополнительной очисткой или без нее, хотя избежание дополнительной очистки является желательным для более быстрого получения наночастиц. В соответствии с конкретным вариантом осуществления наночастицы синтезируют с применением размола и/или гомогенизации. Нацеленные наночастицы (например, с применением лигандов (необязательно с высокой молекулярной массой)) можно разрабатывать посредством либо физического, либо химического нанесения покрытия и/или связывания на поверхности полимеров или поверхностно-активных веществ и/или наносуспензий лекарственного средства.Methods for synthesizing nanoparticles according to the present invention are known in the art. In accordance with a particular embodiment, the methods form nanoparticles containing a prodrug (eg, crystalline or amorphous) coated (either partially or completely) with a polymer and/or surfactant. Examples of synthesis methods include, but are not limited to, milling (eg, wet milling), homogenization (eg, high pressure homogenization), particle replication in non-wettable matrices (PRINT) technology, and/or ultrasonication techniques. For example, US Patent Application Publication No. 2013/0236553, incorporated herein by reference, discloses methods suitable for synthesizing nanoparticles of the present invention. In a particular embodiment, the polymers or surfactants are first chemically modified with targeting ligands and then applied directly or mixed with non-targeting polymers or surfactants in specific molar ratios to coat the surface of the prodrug suspensions. for example, through the use of a nanoparticle synthesis process (eg, a crystalline nanoparticle synthesis process) such as milling (eg, wet milling), homogenization (eg, high pressure homogenization), particle replication in non-wettable matrices (PRINT) technology, and/or ultrasonication techniques , thus obtaining targeted nanoformulations. Nanoparticles can be used with or without additional purification, although avoiding additional purification is desirable for faster production of nanoparticles. In accordance with a specific embodiment, the nanoparticles are synthesized using milling and/or homogenization. Targeted nanoparticles (eg, using ligands (optionally high molecular weight)) can be developed through either physical or chemical coating and/or surface binding of polymers or surfactants and/or drug nanosuspensions.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления наночастицы согласно настоящему изобретению синтезируют посредством добавления пролекарства (например, кристаллов) к раствору полимера или поверхностно-активного вещества, а затем образования наночастиц (например, посредством влажного размола или гомогенизации высокого давления). Пролекарство и раствор полимера или поверхностноактивного вещества можно подвергать встряхиванию перед влажным размолом или гомогенизацией высокого давления.In a specific embodiment, nanoparticles of the present invention are synthesized by adding a prodrug (eg, crystals) to a polymer or surfactant solution and then forming the nanoparticles (eg, by wet milling or high pressure homogenization). The prodrug and polymer or surfactant solution may be shaken prior to wet milling or high pressure homogenization.

- 8 046194- 8 046194

Наночастицы согласно настоящему изобретению можно применять для доставки по меньшей мере одного пролекарства согласно настоящему изобретению в клетку или субъекту (в том числе отличным от человека животным). Наночастицы согласно настоящему изобретению могут дополнительно содержать по меньшей мере одно другое средство или соединение, в частности биологически активное средство, в частности терапевтическое средство (например, противовирусное соединение), или диагностическое средство, в частности по меньшей мере одно противовирусное или антиретровирусное средство. В соответствии с конкретным вариантом осуществления наночастицы согласно настоящему изобретению содержат по меньшей мере два терапевтических средства, в частности, при этом по меньшей мере одно представляет собой пролекарство согласно настоящему изобретению. Например, наночастица может содержать пролекарство ингибитора интегразы согласно настоящему изобретению и по меньшей мере одно другое терапевтическое средство (например, средство, противодействующее ВИЧ).Nanoparticles of the present invention can be used to deliver at least one prodrug of the present invention into a cell or subject (including non-human animals). The nanoparticles according to the present invention may further contain at least one other agent or compound, in particular a biologically active agent, in particular a therapeutic agent (eg an antiviral compound), or a diagnostic agent, in particular at least one antiviral or antiretroviral agent. In accordance with a specific embodiment, the nanoparticles according to the present invention contain at least two therapeutic agents, in particular, at least one is a prodrug according to the present invention. For example, the nanoparticle may contain a prodrug of the integrase inhibitor of the present invention and at least one other therapeutic agent (eg, an anti-HIV agent).

В соответствии с конкретным вариантом осуществления наночастицы согласно настоящему изобретению представляют собой субмикронную коллоидную дисперсию наноразмерных кристаллов пролекарства, стабилизированных полимерами или поверхностно-активными веществами (например, покрытые поверхностно-активным веществом кристаллы лекарственного средства; наносостав). В соответствии с конкретным вариантом осуществления пролекарство может являться кристаллическим (твердые вещества, имеющие характеристики кристаллов), аморфным или оно представляет собой находящиеся в твердом состоянии наночастицы пролекарства, которые образованы в виде кристалла, который объединяет лекарственное средство и полимер или поверхностно-активное вещество. В соответствии с конкретным вариантом осуществления пролекарство является кристаллическим. Используемый в контексте данного документа термин кристаллический относится к упорядоченному состоянию (т.е. отличному от аморфного) и/или веществу, демонстрирующему дальний порядок в трех измерениях. В соответствии с конкретным вариантом осуществления большая часть (например, по меньшей мере 50, 60, 70, 80, 90, 95% или больше) пролекарства и, необязательно, гидрофобная часть поверхностно-активного вещества являются кристаллическими.In accordance with a specific embodiment, the nanoparticles of the present invention are a submicron colloidal dispersion of nanosized prodrug crystals stabilized by polymers or surfactants (eg, surfactant-coated drug crystals; nanoformulation). In a specific embodiment, the prodrug may be crystalline (solids having the characteristics of crystals), amorphous, or it is a solid-state prodrug nanoparticle that is formed into a crystal that combines the drug and the polymer or surfactant. In accordance with a particular embodiment, the prodrug is crystalline. As used herein, the term crystalline refers to an ordered state (ie, other than amorphous) and/or a substance exhibiting long-range order in three dimensions. In accordance with a particular embodiment, the majority (eg, at least 50, 60, 70, 80, 90, 95% or more) of the prodrug and, optionally, the hydrophobic portion of the surfactant are crystalline.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления наночастица согласно настоящему изобретению имеет диаметр, составляющий приблизительно до 2 или 3 мкм (например, z-средний диаметр), или ее наибольший линейный размер, в частности, составляет приблизительно до 1 мкм (например, от приблизительно 100 нм до приблизительно 1 мкм). Например, диаметр или наибольший линейный размер наночастицы может составлять от приблизительно 50 до приблизительно 800 нм. В соответствии с конкретным вариантом осуществления диаметр или наибольший линейный размер наночастицы составляет от приблизительно 50 до приблизительно 750 нм, от приблизительно 50 до приблизительно 500 нм, от приблизительно 200 до приблизительно 500 нм, от приблизительно 200 до приблизительно 400 нм или от приблизительно 250 до приблизительно 350 нм. Например, наночастицы могут иметь форму стержней, вытянутых стержней, неправильную или круглую форму. Наночастицы согласно настоящему изобретению могут являться нейтральными или заряженными. Наночастицы могут являться положительно или отрицательно заряженными.In a specific embodiment, the nanoparticle of the present invention has a diameter of up to about 2 or 3 μm (e.g., z-average diameter), or its largest linear dimension, particularly up to about 1 μm (e.g., from about 100 nm to approximately 1 µm). For example, the diameter or largest linear dimension of a nanoparticle can be from about 50 to about 800 nm. In a specific embodiment, the diameter or largest linear dimension of the nanoparticle is from about 50 to about 750 nm, from about 50 to about 500 nm, from about 200 to about 500 nm, from about 200 to about 400 nm, or from about 250 to about 350 nm. For example, nanoparticles can be rod-shaped, elongated rod-shaped, irregular, or round. The nanoparticles of the present invention may be neutral or charged. Nanoparticles can be positively or negatively charged.

Как указано выше в данном документе, наночастицы согласно настоящему изобретению содержат по меньшей мере один полимер или поверхностно-активное вещество. Поверхностно-активное вещество относится к поверхностно-активному средству, включающему в себя вещества, которые обычно называются смачивающими средствами, детергентами, диспергирующими средствами или эмульгирующими средствами. Поверхностно-активные вещества обычно представляют собой органические соединения, которые являются амфифильными.As stated above herein, the nanoparticles of the present invention contain at least one polymer or surfactant. Surfactant refers to a surfactant including substances commonly called wetting agents, detergents, dispersing agents or emulsifying agents. Surfactants are usually organic compounds that are amphiphilic.

Примеры полимеров или поверхностно-активных веществ включают в себя, без ограничения, синтетические или натуральные фосфолипиды, пегилированные липиды (например, пегилированный фосфолипид), производные липидов, полисорбаты, амфифильные сополимеры, амфифильные блоксополимеры, сополимеры поли(этиленгликоля) и сополимера лактида и гликолида (PEG-PLGA), их производные, конъюгированные с лигандом производные и их комбинации. В настоящем изобретении также можно применять другие полимеры или поверхностно-активные вещества и их комбинации, которые могут образовывать стабильные наносуспензии и/или могут химически/физически связываться с нацеливающими лигандами для восприимчивых к ВИЧ-инфекции/ВИЧ-инфицированных CD4+ Т-клеток, макрофагов и дендритных клеток. Дополнительные примеры полимеров или поверхностно-активных веществ включают в себя, без ограничения, 1) неионные поверхностно-активные вещества (например, пегилированные и/или конъюгированные с полисахаридами сложные полиэфиры и другие гидрофобные полимерные блоки, такие как сополимер лактида и гликолида (PLGA), полимолочная кислота (PLA), поликапролактон (PCL), другие сложные полиэфиры, поли(пропиленоксид), поли(1,2-бутиленоксид), поли(н-бутиленоксид), поли(тетрагидрофуран) и поли(стирол); глицериловые сложные эфиры, полиоксиэтиленовые простые эфиры жирных спиртов, полиоксиэтиленсорбитановые сложные эфиры жирных кислот, полиоксиэтиленовые сложные эфиры жирных кислот, сорбитановые сложные эфиры, глицеринмоностеарат, полиэтиленгликоли, полипропиленгликоли, цетиловый спирт, цетостеариловый спирт, стеариловый спирт, арилалкил полиэфирные спирты, сополимеры полиоксиэтилена и полиоксипропилена, полоксамины, целлюлоза, метилцеллюлоза, гидроксилметилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза, гидExamples of polymers or surfactants include, but are not limited to, synthetic or natural phospholipids, PEGylated lipids (eg, PEGylated phospholipid), lipid derivatives, polysorbates, amphiphilic copolymers, amphiphilic block copolymers, poly(ethylene glycol) copolymers, and lactide-glycolide copolymers ( PEG-PLGA), derivatives thereof, ligand-conjugated derivatives and combinations thereof. The present invention can also use other polymers or surfactants and combinations thereof that can form stable nanosuspensions and/or can chemically/physically bind to targeting ligands for HIV-susceptible/HIV-infected CD4+ T cells, macrophages and dendritic cells. Additional examples of polymers or surfactants include, but are not limited to, 1) nonionic surfactants (e.g., PEGylated and/or polysaccharide-conjugated polyesters and other hydrophobic polymer blocks such as lactide-glycolide copolymer (PLGA), polylactic acid (PLA), polycaprolactone (PCL), other polyesters, poly(propylene oxide), poly(1,2-butylene oxide), poly(n-butylene oxide), poly(tetrahydrofuran) and poly(styrene); glyceryl esters, polyoxyethylene fatty alcohol ethers, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene fatty acid esters, sorbitan esters, glycerol monostearate, polyethylene glycols, polypropylene glycols, cetyl alcohol, cetostearyl alcohol, stearyl alcohol, arylalkyl polyether alcohols, polyoxyethylene-polyoxyethylene copolymers propylene, poloxamines, cellulose, methylcellulose, hydroxylmethylcellulose, hydroxypropylcellulose, guide

- 9 046194 роксипропилметилцеллюлоза, полисахариды, крахмал и их производные, гидроксиэтилкрахмал, поливиниловый спирт (PVA), поливинилпирролидон и их комбинация); и 2) ионные поверхностно-активные вещества (например, фосфолипиды, амфифильные липиды, 1,2-диалкилглицеро-3-алкилфосфохолины, 1,2-дистеароил-sn-глицеро-3-фосфохолин (DSPC), 1,2-дистеароил-sn-глицеро-3-фосфоэтаноламин-Nкарбокси(полиэтиленгликоль) (DSPE-PEG), диметиламиноэтанкарбамоил-холестерин (DC-Chol), №[1-(2,3-диолеоилокси)пропил]-Ы,^№триметиламмоний (DOTAP), галогениды алкилпиридиния, соединения четвертичного аммония, лаурилдиметилбензиламмоний, гидрохлориды ацилкарнитина, диметилдиоктадециламмоний (DDAB), н-октиламины, олеиламины, бензалконий, цетилтриметиламмоний, хитозан, соли хитозана, поли(этиленимин) (PEI), поли(№изопропилакриламид) (PNIPAM) и поли(аллиламин) (PAH), поли(диметилдиаллиламмония хлорид) (PDDA), алкилсульфонаты, алкилфосфаты, алкилфосфонаты, лаурат калия, триэтаноламинстеарат, лаурилсульфат натрия, додецилсульфат натрия, алкилполиоксиэтиленсульфаты, альгиновая кислота, соли альгиновой кислоты, гиалуроновая кислота, соли гиалуроновой кислоты, желатины, сульфосукцинат диоктилнатрия, карбоксиметилцеллюлоза натрия, сульфат целлюлозы, декстран-сульфат и карбоксиметилцеллюлоза, хондроитин-сульфат, гепарин, синтетическая поли(акриловая кислота) (PAA), поли(метакриловая кислота) (PMA), поли(винилсульфат) (PVS), поли(стирол-сульфонат) (PSS), желчные кислоты и их соли, холевая кислота, дезоксихолевая кислота, гликохолевая кислота, таурохолевая кислота, гликодезоксихолевая кислота, их производные и их комбинации).- 9 046194 roxypropyl methylcellulose, polysaccharides, starch and their derivatives, hydroxyethyl starch, polyvinyl alcohol (PVA), polyvinylpyrrolidone and a combination thereof); and 2) ionic surfactants (eg, phospholipids, amphiphilic lipids, 1,2-dialkylglycero-3-alkylphosphocholines, 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DSPC), 1,2-distearoyl-sn -glycero-3-phosphoethanolamine-Ncarboxy(polyethylene glycol) (DSPE-PEG), dimethylaminoethanecarbamoyl-cholesterol (DC-Chol), Na[1-(2,3-dioleoyloxy)propyl]-N, Natrimethylammonium (DOTAP), halides alkylpyridinium, quaternary ammonium compounds, lauryldimethylbenzylammonium, acylcarnitine hydrochlorides, dimethyldioctadecylammonium (DDAB), n-octylamines, oleylamines, benzalkonium, cetyltrimethylammonium, chitosan, chitosan salts, poly(ethylenimine) (PEI), poly(Ni-isopropylacrylamide) (PNIPAM) and poly( allylamine) (PAH), poly(dimethyldiallylammonium chloride) (PDDA), alkyl sulfonates, alkyl phosphates, alkyl phosphonates, potassium laurate, triethanolamine stearate, sodium lauryl sulfate, sodium dodecyl sulfate, alkyl polyoxyethylene sulfates, alginic acid, alginic acid salts, hyaluronic acid, hyaluronic acid salts, gelatins, dioctyl sodium sulfosuccinate, sodium carboxymethylcellulose, cellulose sulfate, dextran sulfate and carboxymethylcellulose, chondroitin sulfate, heparin, synthetic poly(acrylic acid) (PAA), poly(methacrylic acid) (PMA), poly(vinyl sulfate) (PVS), poly( styrene sulfonate) (PSS), bile acids and their salts, cholic acid, deoxycholic acid, glycocholic acid, taurocholic acid, glycodeoxycholic acid, their derivatives and combinations thereof).

Полимер или поверхностно-активное вещество согласно настоящему изобретению могут являться заряженными или нейтральными. В соответствии с конкретным вариантом осуществления полимер или поверхностно-активное вещество является нейтральным или отрицательно заряженным (например, полоксамеры, полисорбаты, фосфолипиды и их производные).The polymer or surfactant of the present invention may be charged or neutral. In accordance with a particular embodiment, the polymer or surfactant is neutral or negatively charged (eg, poloxamers, polysorbates, phospholipids and derivatives thereof).

В соответствии с конкретным вариантом осуществления полимер или поверхностно-активное вещество представляет собой амфифильный блок-сополимер или производное липида. В соответствии с конкретным вариантом осуществления по меньшей мере один полимер или поверхностно-активное вещество в наночастице представляет собой амфифильный блок-сополимер, в частности, сополимер, содержащий по меньшей мере один блок поли(оксиэтилена) и по меньшей мере один блок поли(оксипропилена). В соответствии с конкретным вариантом осуществления полимер или поверхностноактивное вещество представляет собой амфифильный триблок-сополимер. В соответствии с конкретным вариантом осуществления полимер или поверхностно-активное вещество представляет собой амфифильный триблок-сополимер, содержащий центральный гидрофобный блок пропиленгликоля с примыкающими с боков двумя гидрофильными блоками полиэтиленгликоля. В соответствии с конкретным вариантом осуществления поверхностно-активное вещество представляет собой полоксамер 407.In accordance with a specific embodiment, the polymer or surfactant is an amphiphilic block copolymer or a lipid derivative. According to a specific embodiment, the at least one polymer or surfactant in the nanoparticle is an amphiphilic block copolymer, in particular a copolymer comprising at least one poly(oxyethylene) block and at least one poly(oxypropylene) block . In accordance with a specific embodiment, the polymer or surfactant is an amphiphilic triblock copolymer. In a specific embodiment, the polymer or surfactant is an amphiphilic triblock copolymer comprising a central hydrophobic propylene glycol block flanked by two hydrophilic polyethylene glycol blocks. In accordance with a specific embodiment, the surfactant is poloxamer 407.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления амфифильный блок-сополимер представляет собой сополимер, содержащий по меньшей мере один блок поли(оксиэтилена) и по меньшей мере один блок поли(оксипропилена). В соответствии с конкретным вариантом осуществления амфифильный блок-сополимер представляет собой полоксамер. Примеры полоксамеров включают в себя, без ограничения, Pluronic® L31, L35, F38, L42, L43, L44, L61, L62, L63, L64, Р65, F68, L72, Р75, F77, L81, Р84, Р85, F87, F88, L92, F98, L101, Р103, Р104, Р105, F108, L121, L122, L123, F127, 10R5, 10R8, 12R3, 17R1, 17R2, 17R4, 17R8, 22R4, 25R1, 25R2, 25R4, 25R5, 25R8, 31R1, 31R2 и 31R4. В соответствии с конкретным вариантом осуществления полоксамер представляет собой полоксамер 407 (Pluronic® F127).According to a specific embodiment, the amphiphilic block copolymer is a copolymer comprising at least one poly(oxyethylene) block and at least one poly(oxypropylene) block. In accordance with a specific embodiment, the amphiphilic block copolymer is a poloxamer. Examples of poloxamers include, but are not limited to, Pluronic® L31, L35, F38, L42, L43, L44, L61, L62, L63, L64, P65, F68, L72, P75, F77, L81, P84, P85, F87, F88 , L92, F98, L101, P103, P104, P105, F108, L121, L122, L123, F127, 10R5, 10R8, 12R3, 17R1, 17R2, 17R4, 17R8, 22R4, 25R1, 25R2, 25R4, 25 R5, 25R8, 31R1 , 31R2 and 31R4. In a specific embodiment, the poloxamer is poloxamer 407 (Pluronic® F127).

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения полимер или поверхностно-активное вещество присутствует в наночастице и/или растворе для синтеза наночастицы (как описано в данном документе) в концентрации, находящейся в диапазоне от приблизительно 0,0001 до приблизительно 10 или 15% по массе. В соответствии с конкретным вариантом осуществления концентрация полимера или поверхностно-активного вещества находится в диапазоне от приблизительно 0,01 до приблизительно 15%, от приблизительно 0,01 до приблизительно 10%, от приблизительно 0,1 до приблизительно 10% или от приблизительно 0,1 до приблизительно 6% по массе. В соответствии с конкретным вариантом осуществления наночастица содержит по меньшей мере приблизительно 50, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99% или больше по массе терапевтического средства (пролекарства). В соответствии с конкретным вариантом осуществления наночастицы характеризуются определенным соотношением лекарственное средство:полимер/поверхностно-активное вещество. В соответствии с конкретным вариантом осуществления соотношение лекарственное средство:полимер/поверхностно-активное вещество (например, по массе) составляет от приблизительно 10:6 до приблизительно 1000:6, от приблизительно 20:6 до приблизительно 500:6, от приблизительно 50:6 до приблизительно 200:6 или приблизительно 100:6.In accordance with a specific embodiment of the present invention, the polymer or surfactant is present in the nanoparticle and/or nanoparticle synthesis solution (as described herein) at a concentration ranging from about 0.0001 to about 10 or 15% by weight . In accordance with a specific embodiment, the concentration of polymer or surfactant is in the range of from about 0.01 to about 15%, from about 0.01 to about 10%, from about 0.1 to about 10%, or from about 0. 1 to approximately 6% by weight. In accordance with a specific embodiment, the nanoparticle contains at least about 50, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99% or more by weight of the therapeutic agent (prodrug). In accordance with a specific embodiment, the nanoparticles are characterized by a specific drug:polymer/surfactant ratio. In a specific embodiment, the drug:polymer/surfactant ratio (e.g., by weight) is from about 10:6 to about 1000:6, from about 20:6 to about 500:6, from about 50:6 to approximately 200:6 or approximately 100:6.

Как указано выше в данном документе, полимер или поверхностно-активное вещество согласно настоящему изобретению могут быть связаны с нацеливающим лигандом. Нацеливание наночастиц (например, на макрофаг) может обеспечивать лучшее целенаправленное воздействие, пониженные скорости экскреции, пониженную токсичность и продленный период полувыведения по сравнению с несвязанным лекарственным средством или ненацеленными наночастицами. Нацеливающий лиганд представляет соAs discussed above herein, the polymer or surfactant of the present invention may be associated with a targeting ligand. Targeting nanoparticles (e.g., to a macrophage) may provide better targeting, reduced excretion rates, reduced toxicity, and extended half-life compared to unbound drug or untargeted nanoparticles. The targeting ligand is

- 10 046194 бой соединение, которое специфически связывается с конкретным типом ткани или типом клеток (например, в желаемом соотношении мишень:клетка). Например, нацеливающий лиганд можно применять для захвата или связывания с поверхностным маркером или рецептором клетки-мишени (например, макрофага), что может облегчать его поглощение в клетку (например, внутрь защищенной субклеточной органеллы, которая свободна от метаболического разрушения). В соответствии с конкретным вариантом осуществления нацеливающий лиганд представляет собой лиганд для маркера/рецептора клеточной поверхности. Нацеливающий лиганд может представлять собой антитело или его антигенсвязывающий фрагмент, иммунологически специфичные в отношении маркера клеточной поверхности (например, белка или углевода), преимущественно или исключительно экспрессирующегося на целевой ткани или типе клеток. Нацеливающий лиганд может быть связан с полимером или поверхностно-активным веществом непосредственно или посредством линкера. Обычно линкер представляет собой химический фрагмент, содержащий ковалентную связь или цепь из атомов, которая ковалентно прикрепляет лиганд к полимеру или поверхностно-активному веществу. Линкер может быть связан с любым реализуемым с помощью синтеза положением в лиганде и полимере или поверхностно-активном веществе. Иллюстративные линкеры могут содержать по меньшей мере одну необязательно замещенную; насыщенную или ненасыщенную; линейную, разветвленную или циклическую алифатическую группу, алкильную группу или необязательно замещенную арильную группу. Линкер может представлять собой низший алкил или алифатическую группу. Линкер также может представлять собой полипептид (например, полипептид из аминокислот в количестве от приблизительно 1 до приблизительно 10, в частности, от приблизительно 1 до приблизительно 5). В соответствии с конкретным вариантом осуществления нацеливающий фрагмент связан с одним из концов или с обоими концами полимера или поверхностно-активного вещества. Линкер может являться неразлагающимся и может представлять собой ковалентную связь или любую другую химическую структуру, которая не может подвергаться значительному расщеплению или полному расщеплению в физиологических средах или при физиологических условиях.- 10 046194 combat compound that specifically binds to a specific tissue type or cell type (eg, at a desired target:cell ratio). For example, a targeting ligand can be used to capture or bind to a surface marker or receptor of a target cell (eg, a macrophage), which may facilitate its uptake into the cell (eg, into a protected subcellular organelle that is free from metabolic degradation). In accordance with a specific embodiment, the targeting ligand is a ligand for a cell surface marker/receptor. The targeting ligand may be an antibody or antigen-binding fragment thereof that is immunologically specific for a cell surface marker (eg, protein or carbohydrate) predominantly or exclusively expressed on the target tissue or cell type. The targeting ligand can be linked to the polymer or surfactant directly or through a linker. Typically, a linker is a chemical moiety containing a covalent bond or chain of atoms that covalently attaches a ligand to a polymer or surfactant. The linker can be linked to any synthetically feasible position in the ligand and the polymer or surfactant. Exemplary linkers may contain at least one optionally substituted; saturated or unsaturated; a linear, branched or cyclic aliphatic group, an alkyl group or an optionally substituted aryl group. The linker may be a lower alkyl or an aliphatic group. The linker may also be a polypeptide (eg, a polypeptide of about 1 to about 10 amino acids, in particular about 1 to about 5). In accordance with a particular embodiment, the targeting moiety is coupled to one or both ends of the polymer or surfactant. The linker may be non-degradable and may be a covalent bond or any other chemical structure that cannot undergo significant or complete degradation in physiological environments or under physiological conditions.

Наночастицы/наносоставы согласно настоящему изобретению могут содержать обеспечивающие нацеливание и/или не обеспечивающие нацеливание полимеры или поверхностно-активные вещества. В соответствии с конкретным вариантом осуществления молярное отношение обеспечивающих нацеливание и не обеспечивающих нацеливание полимеров или поверхностно-активных веществ в наночастицах/наносоставах согласно настоящему изобретению составляет от приблизительно 0,001 до 100%, от приблизительно 1 до приблизительно 99%, от приблизительно 5 до приблизительно 95%, от приблизительно 10 до приблизительно 90%, от приблизительно 25 до приблизительно 75%, от приблизительно 30 до приблизительно 60% или приблизительно 40%. В соответствии с конкретным вариантом осуществления наночастица содержит только обеспечивающие нацеливание полимеры или поверхностно-активные вещества. В соответствии с конкретным вариантом осуществления наночастицы/наносоставы согласно настоящему изобретению содержат обеспечивающий нацеливание с помощью фолата полимер или поверхностно-активное вещество и не обеспечивающий нацеливание вариант полимера или поверхностно-активного вещества. В соответствии с конкретным вариантом осуществления наночастицы/наносоставы согласно настоящему изобретению содержат фолат-полоксамер 407 (FA-P407) и/или полоксамер 407.The nanoparticles/nanoformulations of the present invention may contain targeting and/or non-targeting polymers or surfactants. In a specific embodiment, the molar ratio of targeting and non-targeting polymers or surfactants in the nanoparticles/nanoformulations of the present invention is from about 0.001 to 100%, from about 1 to about 99%, from about 5 to about 95% , from about 10 to about 90%, from about 25 to about 75%, from about 30 to about 60%, or about 40%. In a particular embodiment, the nanoparticle contains only targeting polymers or surfactants. In a specific embodiment, the nanoparticles/nanoformulations of the present invention comprise a folate-targeting polymer or surfactant and a non-targeting version of the polymer or surfactant. In accordance with a specific embodiment, the nanoparticles/nanoformulations of the present invention comprise folate-poloxamer 407 (FA-P407) and/or poloxamer 407.

Примеры нацеливающих лигандов включают в себя, без ограничения, лиганды для нацеливания на макрофаги, лиганды для нацеливания на CD4+ Т-клетки, лиганды для нацеливания на дендритные клетки и лиганды для нацеливания на опухоли. В соответствии с конкретным вариантом осуществления нацеливающий лиганд представляет собой лиганд для нацеливания на макрофаги. Нацеленные наносоставы согласно настоящему изобретению могут содержать нацеливающий лиганд для направления наночастиц в недосягаемые для действия лекарственных средств ткани и клетки/тканевые и клеточные резервуары ВИЧ (например, центральная нервная система, ассоциированная с кишечником лимфоидная ткань (GALT), CD4+ Т-клетки, макрофаги, дендритные клетки и т.д.). Лиганды для нацеливания на макрофаги включают в себя, без ограничения, лиганды фолатного рецептора (например, фолат (фолиевую кислоту) и антитела к фолатному рецептору и их фрагменты (см., например, Sudimack et al. (2000), Adv. Drug Del. Rev., 41:147-162)), лиганды маннозного рецептора (например, маннозу), лиганды формилпептидного рецептора (FPR) (например, N-формил-Met-Leu-Phe (fMLF)) и тафтсин (тетрапептид Thr-Lys-Pro-Arg). Другие нацеливающие лиганды включают в себя, без ограничения, гиалуроновую кислоту, gp120 и его пептидные фрагменты, а также лиганды или антитела, специфичные в отношении CD4, CCR5, CXCR4, CD7, CD111, CD204, CD49a, CD29, CD19, CD20, CD22, CD171, CD33, Leis-Y, WT-1, R0R1, MUC16, MUC1, MUC4, эстрогенового рецептора, трансферриновых рецепторов, рецепторов EGF (например, HER2), фолатного рецептора, рецептора VEGF, рецептора FGF, андрогенового рецептора, NGR, интегринов и GD2. В соответствии с конкретным вариантом осуществления нацеливающий лиганд представляет собой фолиевую кислоту.Examples of targeting ligands include, but are not limited to, macrophage-targeting ligands, CD4+ T cell-targeting ligands, dendritic cell-targeting ligands, and tumor-targeting ligands. In accordance with a specific embodiment, the targeting ligand is a ligand for targeting macrophages. The targeted nanoformulations of the present invention may contain a targeting ligand to target the nanoparticles to druggable tissues and cells/tissue and cellular reservoirs of HIV (e.g., central nervous system, gut-associated lymphoid tissue (GALT), CD4+ T cells, macrophages, dendritic cells, etc.). Ligands for targeting macrophages include, but are not limited to, folate receptor ligands (e.g., folate (folic acid) and folate receptor antibodies and fragments thereof (see, e.g., Sudimack et al. (2000), Adv. Drug Del. Rev., 41:147-162)), mannose receptor ligands (eg, mannose), formyl peptide receptor (FPR) ligands (eg, N-formyl-Met-Leu-Phe (fMLF)) and tuftsin (tetrapeptide Thr-Lys- Pro-Arg). Other targeting ligands include, but are not limited to, hyaluronic acid, gp120 and peptide fragments thereof, and ligands or antibodies specific for CD4, CCR5, CXCR4, CD7, CD111, CD204, CD49a, CD29, CD19, CD20, CD22, CD171, CD33, Leis-Y, WT-1, R0R1, MUC16, MUC1, MUC4, estrogen receptor, transferrin receptors, EGF receptors (eg, HER2), folate receptor, VEGF receptor, FGF receptor, androgen receptor, NGR, integrins and GD2. In accordance with a specific embodiment, the targeting ligand is folic acid.

Как указано выше в данном документе, наночастицы согласно настоящему изобретению может содержать дополнительное терапевтическое средство. Настоящее изобретение также включает терапевтические способы, при которых пролекарство и/или наночастицы согласно настоящему изобретению вводят совместно с другим терапевтическим средством. В соответствии с конкретным вариантом осуществAs discussed above herein, the nanoparticles of the present invention may contain an additional therapeutic agent. The present invention also includes therapeutic methods in which the prodrug and/or nanoparticles of the present invention are co-administered with another therapeutic agent. In accordance with a specific implementation option

- 11 046194 ления терапевтическое средство является гидрофобным, представляет собой нерастворимое в воде соединение или слаборастворимое в воде соединение, в частности, будучи включенным в наночастицу. Например, терапевтическое средство может иметь растворимость, составляющую менее чем приблизительно 10 мг/мл, менее чем 1 мг/мл, более конкретно, менее чем приблизительно 100 мкг/мл и, более конкретно, менее чем приблизительно 25 мкг/мл в воде или водной среде в диапазоне pH 0-14, предпочтительно, pH от 4 до 10, в частности, при 20°С.- 11 046194 The therapeutic agent is hydrophobic, is a water-insoluble compound or a slightly water-soluble compound, in particular when included in a nanoparticle. For example, the therapeutic agent may have a solubility of less than about 10 mg/ml, less than 1 mg/ml, more particularly less than about 100 μg/ml, and more particularly less than about 25 μg/ml in water or aqueous environment in the pH range 0-14, preferably pH from 4 to 10, in particular at 20°C.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления терапевтическое средство представляет собой противовирусное или антиретровирусное средство. Антиретровирусное средство может являться эффективным против лентивирусов или специфическим в их отношении. Лентивирусы включают в себя, без ограничения, вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) (например, ВИЧ-1, ВИЧ-2), вирус бычьего иммунодефицита (BIV), вирус иммунодефицита кошек (FIV), вирус иммунодефицита обезьян (SIV) и вирус инфекционной анемии у лошадей (EIA). В соответствии с конкретным вариантом осуществления терапевтическое средство представляет собой средство, противодействующее ВИЧ. Соединение, противодействующее ВИЧ, или средство, противодействующее ВИЧ, представляет собой соединение, которое подавляет ВИЧ (например, подавляет репликацию и/или инфицирование ВИЧ). Примеры средств, противодействующих ВИЧ, включают в себя, без ограничения:In accordance with a specific embodiment, the therapeutic agent is an antiviral or antiretroviral agent. An antiretroviral agent may be effective against or specific for lentiviruses. Lentiviruses include, but are not limited to, human immunodeficiency virus (HIV) (e.g., HIV-1, HIV-2), bovine immunodeficiency virus (BIV), feline immunodeficiency virus (FIV), simian immunodeficiency virus (SIV), and infectious anemia virus in horses (EIA). In accordance with a specific embodiment, the therapeutic agent is an anti-HIV agent. An anti-HIV compound, or anti-HIV agent, is a compound that inhibits HIV (eg, inhibits HIV replication and/or infection). Examples of anti-HIV agents include, but are not limited to:

(I) Ингибиторы обратной транскриптазы-нуклеозидные аналоги (NRTI). NRTI относятся к нуклеозидам и нуклеотидам и их аналогам, которые ингибируют активность обратной транскриптазы, в частности обратной транскриптазы ВИЧ-1. NRTI содержат сахар и основание. Примеры ингибиторов обратной транскриптазы-нуклеозидных аналогов включают в себя, без ограничения, адефовир дипивоксил, адефовир, ламивудин, телбивудин, энтекавир, тенофовир, ставудин, абакавир, диданозин, эмтрицитабин, залцитабин и зидовудин.(I) Nucleoside analogue reverse transcriptase inhibitors (NRTIs). NRTIs refer to nucleosides and nucleotides and their analogs that inhibit the activity of reverse transcriptase, in particular HIV-1 reverse transcriptase. NRTIs contain a sugar and a base. Examples of nucleoside analogue reverse transcriptase inhibitors include, but are not limited to, adefovir dipivoxil, adefovir, lamivudine, telbivudine, entecavir, tenofovir, stavudine, abacavir, didanosine, emtricitabine, zalcitabine, and zidovudine.

(II) Ненуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы (NNRTI). NNRTI представляют собой аллостерические ингибиторы, которые обратимо связываются в сайте, отличном от сайта связывания субстрата, на обратной транскриптазе, в частности на обратной транскриптазе ВИЧ, таким образом изменяя форму активного центра или блокируя активность полимеразы. Примеры NNRTI включают в себя, без ограничения, делавирдин (DLV, BHAP, U-90152; Rescriptor®), эфавиренз (EFV, DMP-266, SUSTIVA®), невирапин (NVP, Viramune®), PNU-142721, каправирин (S-1153, AG-1549), эмивирин (+)-каланолид A (NSC-675451) и В, этавирин (ETR, ТМС-125, Intelence®), рилпивирин (RPV, ТМС278, Edurant™), DAPY (TMC120), доравирин (Pifeltro™), BILR-355 BS, PHI-236 и PHI-443 (ТМС-278).(II) Non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors (NNRTIs). NNRTIs are allosteric inhibitors that bind reversibly at a site other than the substrate binding site on reverse transcriptase, particularly HIV reverse transcriptase, thereby changing the shape of the active site or blocking polymerase activity. Examples of NNRTIs include, but are not limited to, delavirdine (DLV, BHAP, U-90152; Rescriptor®), efavirenz (EFV, DMP-266, SUSTIVA®), nevirapine (NVP, Viramune®), PNU-142721, capravirine (S -1153, AG-1549), emivirine (+)-calanolide A (NSC-675451) and B, etavirine (ETR, TMC-125, Intelence®), rilpivirine (RPV, TMC278, Edurant™), DAPY (TMC120), doravirine (Pifeltro™), BILR-355 BS, PHI-236 and PHI-443 (TMC-278).

(III) Ингибиторы протеазы (PI). Ингибиторы протеазы представляют собой ингибиторы вирусной протеазы, в частности протеазы ВИЧ-1. Примеры ингибиторов протеазы включают в себя, без ограничения, дарунавир, ампренавир (141W94, AGENERASE®), типранивир (PNU-140690, APTIVUS®), индинавир (МК-639; CRDQVAN®), саквинавир (INVIRASE®, FORTOVASE®), фосампренавир (LEXIVA®), лопинавир (АВТ-378), ритонавир (АВТ-538, NORVIR®), атазанавир (REYATAZ®), нелфинавир (AG-1343, VIRACEPT®), ласинавир (BMS-234475/CGP-61755), BMS-2322623, GW-640385X (VX-385), AG-001859 и SM-309515.(III) Protease inhibitors (PI). Protease inhibitors are inhibitors of viral protease, in particular HIV-1 protease. Examples of protease inhibitors include, but are not limited to, darunavir, amprenavir (141W94, AGENERASE®), tipranivir (PNU-140690, APTIVUS®), indinavir (MK-639; CRDQVAN®), saquinavir (INVIRASE®, FORTOVASE®), fosamprenavir (LEXIVA®), lopinavir (AVT-378), ritonavir (AVT-538, NORVIR®), atazanavir (REYATAZ®), nelfinavir (AG-1343, VIRACEPT®), lasinavir (BMS-234475/CGP-61755), BMS -2322623, GW-640385X (VX-385), AG-001859 and SM-309515.

(IV) Ингибиторы слияния или проникновения. Ингибиторы слияния или проникновения представляют собой соединения, такие как пептиды, которые блокируют попадание ВИЧ в клетку (например, посредством связывания с белком оболочки ВИЧ и блокирования структурных изменений, необходимых для слияния вируса с клеткой-хозяином). Примеры ингибиторов слияния включают в себя, без ограничения, антагонисты рецептора CCR5 (например, маравирок (Selzentry®, Celsentri)), энфувиртид (INN, FUZEON®), T-20 (DP-178, FUZEON®) и Т-1249.(IV) Fusion or entry inhibitors. Fusion or entry inhibitors are compounds, such as peptides, that block HIV from entering a cell (eg, by binding to the HIV envelope protein and blocking the structural changes required for fusion of the virus with the host cell). Examples of fusion inhibitors include, but are not limited to, CCR5 receptor antagonists (eg, maraviroc (Selzentry®, Celsentri)), enfuvirtide (INN, FUZEON®), T-20 (DP-178, FUZEON®) and T-1249.

(V) Ингибиторы интегразы (помимо пролекарства согласно настоящему изобретению). Ингибиторы интегразы представляют собой класс антиретровирусных лекарственных средств, предназначенных для блокирования действия интегразы (например, интегразы ВИЧ), вирусного фермента, который встраивает вирусный геном в ДНК клетки-хозяина. Примеры ингибиторов интегразы включают в себя, без ограничения, ралтегравир, элвитегравир, GSK1265744 (каботегравир), GSK1349572 (долутегравир), GS-9883 (биктегравир) и MK-2048.(V) Integrase inhibitors (other than the prodrug of the present invention). Integrase inhibitors are a class of antiretroviral drugs designed to block the action of integrase (eg, HIV integrase), a viral enzyme that integrates the viral genome into the host cell's DNA. Examples of integrase inhibitors include, but are not limited to, raltegravir, elvitegravir, GSK1265744 (cabotegravir), GSK1349572 (dolutegravir), GS-9883 (bictegravir) and MK-2048.

Соединения, противодействующие ВИЧ, также включают в себя ингибиторы созревания (например, бевиримат). Ингибиторы созревания, как правило, представляют собой соединения, которые связываются с gag ВИЧ и нарушают его процессинг в ходе созревания вируса. Соединения, противодействующие ВИЧ, также включают в себя вакцины против ВИЧ, такие как, без ограничения, ALVAC® HIV (vCP1521), AIDSVAX®B/E (gp120) и их комбинации. Соединения, противодействующие ВИЧ, также включают в себя антитела к ВИЧ (например, антитела к gp120 или gp41), в частности нейтрализующие антитела широкого спектра действия.Anti-HIV compounds also include maturation inhibitors (eg, bevirimat). Maturation inhibitors are generally compounds that bind to HIV gag and disrupt its processing during viral maturation. Anti-HIV compounds also include HIV vaccines such as, but not limited to, ALVAC® HIV (vCP1521), AIDSVAX®B/E (gp120) and combinations thereof. Anti-HIV compounds also include anti-HIV antibodies (eg, anti-gp120 or anti-gp41 antibodies), particularly broad-spectrum neutralizing antibodies.

Можно применять более чем одно средство, противодействующее ВИЧ, в частности, в случае, когда средства имеют отличающиеся механизмы действия (как обозначено выше). Например, средства, противодействующие ВИЧ, которые не представляют собой NNRTI, можно комбинировать с пролекарствами NNRTI согласно настоящему изобретению. В соответствии с конкретным вариантом осуществления терапия против ВИЧ представляет собой высокоактивную антиретровирусную терапию (HAART).More than one anti-HIV agent can be used, particularly when the agents have different mechanisms of action (as outlined above). For example, anti-HIV agents that are not NNRTIs can be combined with NNRTI prodrugs according to the present invention. In a specific embodiment, the anti-HIV therapy is highly active antiretroviral therapy (HAART).

- 12 046194- 12 046194

Настоящее изобретение включает композиции (например, фармацевтические композиции), содержащие по меньшей мере одно пролекарство и/или наночастицу согласно настоящему изобретению и по меньшей мере один фармацевтически приемлемый носитель. Как указано выше в данном документе, наночастица может содержать более чем одно терапевтическое средство. В соответствии с конкретным вариантом осуществления фармацевтическая композиция содержит первую наночастицу, содержащую первое пролекарство, и вторую наночастицу, содержащую второе пролекарство, причем первое и второе пролекарства отличаются. В соответствии с конкретным вариантом осуществления первое пролекарство представляет собой пролекарство согласно настоящему изобретению и второе пролекарство представляет собой пролекарство ненуклеозидного ингибитора обратной транскриптазы (NNRTI), в частности рилпивирин (RPV). Композиции (например, фармацевтические композиции) согласно настоящему изобретению могут дополнительно содержать другие терапевтические средства (например, другие соединения, противодействующие ВИЧ, (например, описанные в данном документе)).The present invention includes compositions (eg, pharmaceutical compositions) containing at least one prodrug and/or nanoparticle according to the present invention and at least one pharmaceutically acceptable carrier. As stated above herein, a nanoparticle may contain more than one therapeutic agent. In accordance with a specific embodiment, the pharmaceutical composition comprises a first nanoparticle containing a first prodrug and a second nanoparticle containing a second prodrug, wherein the first and second prodrugs are different. In a specific embodiment, the first prodrug is a prodrug of the present invention and the second prodrug is a non-nucleoside reverse transcriptase inhibitor (NNRTI) prodrug, particularly rilpivirine (RPV). The compositions (eg, pharmaceutical compositions) of the present invention may further contain other therapeutic agents (eg, other anti-HIV compounds (eg, those described herein)).

Настоящее изобретение также включает способы предупреждения, подавления и/или лечения заболевания или нарушения. Способы предусматривают введение пролекарства и/или наночастицы согласно настоящему изобретению (необязательно, в композиции) субъекту, нуждающемуся в этом. В соответствии с конкретным вариантом осуществления заболевание или нарушение представляет собой вирусную инфекцию (например, ретровирусную инфекцию). Примеры вирусных инфекций включают в себя, без ограничения, ВИЧ, гепатит В, гепатит С и HTLV. В соответствии с конкретным вариантом осуществления вирусная инфекция представляет собой ретровирусную или лентивирусную инфекцию, в частности, ВИЧ-инфекцию (например, ВИЧ-1). Пролекарства и/или наночастицы согласно настоящему изобретению (необязательно, в композиции) можно вводить животному, в частности млекопитающему, более конкретно, человеку, с целью лечения/подавления/предупреждения заболевания или нарушения (например, ретровирусной инфекции, такой как ВИЧ-инфекция). Фармацевтические композиции согласно настоящему изобретению также могут содержать по меньшей мере одно другое терапевтическое средство, такое как противовирусное средство, в особенности, по меньшей мере одно соединение, противодействующее ВИЧ/средство, противодействующее ВИЧ. Дополнительное соединение, противодействующее ВИЧ, также можно вводить в отдельной фармацевтической композиции относительно пролекарства или композиций согласно настоящему изобретению. Фармацевтические композиции можно вводить одновременно или в разные моменты времени (например, последовательно).The present invention also includes methods for preventing, suppressing and/or treating a disease or disorder. The methods involve administering a prodrug and/or nanoparticle according to the present invention (optionally in a composition) to a subject in need thereof. In a particular embodiment, the disease or disorder is a viral infection (eg, a retroviral infection). Examples of viral infections include, but are not limited to, HIV, hepatitis B, hepatitis C and HTLV. In accordance with a specific embodiment, the viral infection is a retroviral or lentiviral infection, in particular an HIV infection (eg, HIV-1). The prodrugs and/or nanoparticles of the present invention (optionally in a composition) can be administered to an animal, particularly a mammal, more particularly a human, for the purpose of treating/suppressing/preventing a disease or disorder (eg, a retroviral infection such as HIV infection). The pharmaceutical compositions of the present invention may also contain at least one other therapeutic agent, such as an antiviral agent, in particular at least one anti-HIV compound/anti-HIV agent. An additional anti-HIV compound may also be administered in a separate pharmaceutical composition to the prodrug or compositions of the present invention. The pharmaceutical compositions can be administered simultaneously or at different points in time (eg, sequentially).

Диапазоны дозировок для введения пролекарств, наночастиц и/или композиций согласно настоящему изобретению являются достаточно большими, чтобы обеспечивать желаемый эффект (например, излечение, облегчение, лечение и/или предупреждение заболевания или нарушения (например, ВИЧинфекции), их симптомов (например, СПИД, ARC (СПИД-ассоциированный комплекс)) или предрасположенности к ним). В соответствии с конкретным вариантом осуществления фармацевтическую композицию согласно настоящему изобретению вводят субъекту в количестве от приблизительно 5 мкг/кг до приблизительно 500 мг/кг. В соответствии с конкретным вариантом осуществления фармацевтическую композицию согласно настоящему изобретению вводят субъекту в количестве, большем чем приблизительно 5 мкг/кг, большем чем приблизительно 50 мкг/кг, большем чем приблизительно 0,1 мг/кг, большем чем приблизительно 0,5 мг/кг, большем чем приблизительно 1 мг/кг или большем чем приблизительно 5 мг/кг. В соответствии с конкретным вариантом осуществления фармацевтическую композицию согласно настоящему изобретению вводят субъекту в количестве от приблизительно 0,5 до приблизительно 100 мг/кг, от приблизительно 10 до приблизительно 100 мг/кг или от приблизительно 15 до приблизительно 50 мг/кг. Дозировка не должна быть столь большой, чтобы вызвать значительные неблагоприятные побочные эффекты, такие как нежелательные перекрестные реакции, анафилактические реакции и т.п. Обычно дозировка будет варьировать с возрастом, состоянием, полом и степенью тяжести заболевания у пациента, и она может быть определена специалистом в данной области техники. Дозировка может быть скорректирована конкретным врачом в случае любых противопоказаний.The dosage ranges for administering the prodrugs, nanoparticles, and/or compositions of the present invention are large enough to provide the desired effect (e.g., cure, ameliorate, treat, and/or prevent a disease or disorder (e.g., HIV infection), its symptoms (e.g., AIDS, ARC (AIDS-associated complex)) or predisposition to them). In accordance with a specific embodiment, the pharmaceutical composition of the present invention is administered to a subject in an amount of from about 5 μg/kg to about 500 mg/kg. In accordance with a specific embodiment, the pharmaceutical composition of the present invention is administered to a subject in an amount greater than about 5 μg/kg, greater than about 50 μg/kg, greater than about 0.1 mg/kg, greater than about 0.5 mg/ kg, greater than about 1 mg/kg or greater than about 5 mg/kg. In accordance with a specific embodiment, the pharmaceutical composition of the present invention is administered to a subject in an amount of from about 0.5 to about 100 mg/kg, from about 10 to about 100 mg/kg, or from about 15 to about 50 mg/kg. The dosage should not be so large as to cause significant adverse side effects such as unwanted cross-reactions, anaphylactic reactions, etc. Typically, the dosage will vary with the age, condition, sex and severity of the disease of the patient, and can be determined by one skilled in the art. The dosage can be adjusted by a specific doctor in case of any contraindications.

Пролекарства и наночастицы, описанные в данном документе, обычно будут вводить пациенту в виде фармацевтической композиции. Используемый в контексте данного документа термин пациент относится к субъектам-людям или субъектам-животным. Данные пролекарства и наночастицы можно использовать в терапевтических целях под руководством врача.The prodrugs and nanoparticles described herein will typically be administered to a patient in the form of a pharmaceutical composition. As used herein, the term patient refers to human subjects or animal subjects. These prodrugs and nanoparticles can be used for therapeutic purposes under the guidance of a physician.

Фармацевтические композиции, содержащие пролекарства и/или наночастицы согласно настоящему изобретению, можно удобным образом составить для введения с любым(любыми) фармацевтически приемлемым(приемлемыми) носителем(носителями). Например, комплексы могут быть составлены с приемлемой средой, такой как вода, буферный солевой раствор, этанол, полиол (например, глицерин, пропиленгликоль, жидкий полиэтиленгликоль и т.п.), диметилсульфоксид (DMSO), масла, детергенты, суспендирующие средства или их подходящие смеси, в частности водный раствор. Концентрацию пролекарств и/или наночастиц в выбранной среде можно варьировать, и среда может быть выбрана, исходя из желаемого пути введения фармацевтической композиции. За исключением тех случаев, когда любая общепринятая среда или средство являются несовместимыми с наночастицами, подлежащими введению, предполагается их применение в фармацевтической композиции.Pharmaceutical compositions containing prodrugs and/or nanoparticles of the present invention can be conveniently formulated for administration with any pharmaceutically acceptable carrier(s). For example, the complexes can be formulated with a suitable vehicle such as water, buffered saline, ethanol, polyol (eg, glycerin, propylene glycol, liquid polyethylene glycol, etc.), dimethyl sulfoxide (DMSO), oils, detergents, suspending agents, or the like. suitable mixtures, in particular an aqueous solution. The concentration of prodrugs and/or nanoparticles in the selected medium can be varied, and the medium can be selected based on the desired route of administration of the pharmaceutical composition. Unless any conventional medium or agent is incompatible with the nanoparticles to be administered, they are intended to be used in a pharmaceutical composition.

Доза и схема дозирования пролекарств и/или наночастиц согласно настоящему изобретению, котоDose and dosage schedule of prodrugs and/or nanoparticles according to the present invention, which

- 13 046194 рые являются подходящими для введения конкретному пациенту, могут быть определены врачом, исходя из возраста, пола, массы, общего состояния здоровья пациента и конкретного состояния, для лечения которого вводят наночастицы, и его тяжести. Врач также может принимать во внимание путь введения, фармацевтический носитель и биологическую активность наночастицы.- 13 046194 which are suitable for administration to a particular patient can be determined by the physician based on the age, gender, weight, general health of the patient and the specific condition for which the nanoparticles are being administered and its severity. The physician may also take into account the route of administration, pharmaceutical carrier, and biological activity of the nanoparticle.

Выбор подходящей фармацевтической композиции также будет зависеть от выбранного способа введения. Например, наночастицы согласно настоящему изобретению можно вводить с помощью прямой инъекции или внутривенно. В этом случае фармацевтическая композиция содержит пролекарство и/или наночастицу, диспергированную в среде, которая является совместимой с местом инъекции.The selection of a suitable pharmaceutical composition will also depend on the chosen route of administration. For example, the nanoparticles of the present invention can be administered by direct injection or intravenously. In this case, the pharmaceutical composition contains a prodrug and/or a nanoparticle dispersed in a medium that is compatible with the injection site.

Пролекарства и/или наночастицы согласно настоящему изобретению можно вводить с помощью любого способа. Например, пролекарства и/или наночастицы согласно настоящему изобретению можно вводить, без ограничения, парентерально, подкожно, перорально, местно, легочно, ректально, вагинально, внутривенно, внутрибрюшинно, интратекально, интрацеребрально, эпидурально, внутримышечно, интрадермально или интракаротидно. В соответствии с конкретным вариантом осуществления пролекарство и/или наночастицу вводят парентерально. В соответствии с конкретным вариантом осуществления пролекарство и/или наночастицу вводят перорально, внутримышечно, подкожно или в кровоток (например, внутривенно). В соответствии с конкретным вариантом осуществления пролекарство и/или наночастицу вводят внутримышечно или подкожно. Фармацевтические композиции для инъекции являются известными в уровне техники. Если в качестве способа введения пролекарства и/или наночастицы выбрана инъекция, должны быть осуществлены стадии для обеспечения того, чтобы достаточные количества молекул или клеток достигали своих клеток-мишеней для проявления биологического эффекта. Лекарственные формы для перорального введения включают в себя, без ограничения, таблетки (например, покрытые и без покрытия, жевательные), желатиновые капсулы (например, мягкие или твердые), пастилки для рассасывания, драже, растворы, эмульсии, суспензии, сиропы, эликсиры, порошки/гранулы (например, ресуспендируемые или диспергируемые), жевательные резинки и шипучие таблетки. Лекарственные формы для парентерального введения включают в себя, без ограничения, растворы, эмульсии, суспензии, дисперсии и порошки/гранулы для ресуспендирования. Лекарственные формы для местного применения включают в себя, без ограничения, кремы, гели, мази, бальзамы, пластыри и системы для трансдермальной доставки.The prodrugs and/or nanoparticles of the present invention can be administered by any route. For example, the prodrugs and/or nanoparticles of the present invention can be administered, without limitation, parenterally, subcutaneously, orally, topically, pulmonaryly, rectally, vaginally, intravenously, intraperitoneally, intrathecally, intracerebrally, epidurally, intramuscularly, intradermally, or intracarotidly. In accordance with a specific embodiment, the prodrug and/or nanoparticle is administered parenterally. In a specific embodiment, the prodrug and/or nanoparticle is administered orally, intramuscularly, subcutaneously, or into the bloodstream (eg, intravenously). In accordance with a specific embodiment, the prodrug and/or nanoparticle is administered intramuscularly or subcutaneously. Pharmaceutical compositions for injection are known in the art. If injection is chosen as the route of administration of the prodrug and/or nanoparticle, steps must be taken to ensure that sufficient quantities of the molecules or cells reach their target cells to exhibit a biological effect. Oral dosage forms include, but are not limited to, tablets (e.g., coated and uncoated, chewable), gelatin capsules (e.g., soft or hard), lozenges, dragees, solutions, emulsions, suspensions, syrups, elixirs, powders/granules (eg resuspended or dispersible), chewing gums and effervescent tablets. Dosage forms for parenteral administration include, but are not limited to, solutions, emulsions, suspensions, dispersions, and powders/granules for resuspension. Topical dosage forms include, but are not limited to, creams, gels, ointments, balms, patches, and transdermal delivery systems.

Фармацевтические композиции, содержащие пролекарство и/или наночастицу согласно настоящему изобретению в качестве активного ингредиента в однородной смеси с фармацевтически приемлемым носителем, можно получать в соответствии с общепринятыми методиками приготовления фармацевтических составов. Носитель может принимать широкий круг форм в зависимости от формы фармацевтической композиции, желательной для введения, например, внутривенного, перорального, прямой инъекции, внутричерепного и интравитреального.Pharmaceutical compositions containing a prodrug and/or nanoparticle according to the present invention as an active ingredient in a uniform mixture with a pharmaceutically acceptable carrier can be prepared in accordance with conventional techniques for the preparation of pharmaceutical compositions. The carrier can take a wide range of forms depending on the form of the pharmaceutical composition desired for administration, for example, intravenous, oral, direct injection, intracranial and intravitreal.

Фармацевтическую композицию согласно настоящему изобретению можно составлять в единичной лекарственной форме для упрощения введения и равномерности дозирования. Единичная лекарственная форма в контексте данного документа относится к физически дискретной единице фармацевтической композиции, подходящей для пациента, подвергающегося лечению. Каждая доза должна содержать количество активного ингредиента, рассчитанное для получения желаемого эффекта, в сочетании с выбранным фармацевтическим носителем. Процедуры по определению соответствующей единицы дозирования являются хорошо известными специалистам в данной области техники. В соответствии с конкретным вариантом осуществления пролекарства и/или наночастицы согласно настоящему изобретению вследствие их терапевтического эффекта длительного действия можно вводить раз в 1-12 месяцев или реже. Например, наносоставы согласно настоящему изобретению можно вводить раз в 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 15, 18, 21, 24 месяца или реже. В соответствии с конкретным вариантом осуществления пролекарства и/или наночастицы согласно настоящему изобретению вводят реже чем раз в два месяца. В соответствии с конкретным вариантом осуществления пролекарства и/или наносоставы пролекарств вводят раз в месяц, раз в два месяца, в частности, раз в три месяца, раз в четыре месяца, раз в пять месяцев, раз в шесть месяцев, раз в семь месяцев, раз в восемь месяцев, раз в девять месяцев, раз в десять месяцев, раз в одиннадцать месяцев, раз в двенадцать месяцев или реже.The pharmaceutical composition of the present invention can be formulated in unit dosage form for ease of administration and uniformity of dosage. A unit dosage form as used herein refers to a physically discrete unit of a pharmaceutical composition suitable for a patient being treated. Each dose must contain an amount of active ingredient calculated to produce the desired effect, in combination with the selected pharmaceutical carrier. Procedures for determining the appropriate dosage unit are well known to those skilled in the art. In accordance with a specific embodiment, the prodrugs and/or nanoparticles of the present invention, due to their long-acting therapeutic effect, can be administered once every 1-12 months or less frequently. For example, the nanoformulations of the present invention can be administered once every 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 15, 18, 21, 24 months or less frequently. In accordance with a specific embodiment, the prodrugs and/or nanoparticles of the present invention are administered less than once every two months. According to a specific embodiment, the prodrugs and/or prodrug nanoformulations are administered once a month, once every two months, in particular once every three months, once every four months, once every five months, once every six months, once every seven months, once every eight months, once every nine months, once every ten months, once every eleven months, once every twelve months or less often.

Единицы дозирования можно пропорционально увеличивать или снижать, исходя из массы пациента. Подходящие концентрации для облегчения конкретного патологического состояния можно определять с помощью расчетов на основании кривой зависимости концентрации от дозы, как известно в уровне техники.Dosage units can be proportionally increased or decreased based on the patient's weight. Suitable concentrations for alleviating a particular pathological condition can be determined by calculations based on a concentration-dose curve, as is known in the art.

В соответствии с настоящим изобретением подходящую единицу дозирования для введения наночастиц можно определить посредством оценки токсичности молекул или клеток в моделях на животных. Различные концентрации наночастиц в фармацевтической композиции можно вводить мышам, и минимальные и максимальные дозировки можно определить на основании благоприятных результатов и побочных эффектов, наблюдаемых в результате лечения. Подходящую единицу дозирования также можно определить посредством оценки эффективности лечения наночастицами в комбинации с другими стандартными лекарственными средствами. Единицы дозирования наночастиц можно определить отдельно или в комбинации с каждым лечебным средством в соответствии с выявленным эффектом.In accordance with the present invention, a suitable dosage unit for administering nanoparticles can be determined by assessing the toxicity of the molecules or cells in animal models. Various concentrations of nanoparticles in the pharmaceutical composition can be administered to mice, and minimum and maximum dosages can be determined based on the beneficial results and side effects observed as a result of treatment. The appropriate dosage unit can also be determined by assessing the effectiveness of nanoparticle treatments in combination with other standard drugs. Dosage units of nanoparticles can be determined alone or in combination with each therapeutic agent according to the observed effect.

- 14 046194- 14 046194

Фармацевтическую композицию, содержащую наночастицы, можно вводить с соответствующими интервалами до уменьшения или облегчения патологических симптомов, после чего дозировку можно уменьшить до поддерживающего уровня. Подходящий интервал в конкретном случае обычно будет зависеть от состояния пациента.The pharmaceutical composition containing nanoparticles can be administered at appropriate intervals until the pathological symptoms are reduced or alleviated, after which the dosage can be reduced to a maintenance level. The appropriate interval in a particular case will usually depend on the patient's condition.

Настоящее изобретение включает способы лечения заболевания/нарушения, предусматривающие введение субъекту, нуждающемуся в этом, фармацевтической композиции, содержащей пролекарство и/или наночастицу согласно настоящему изобретению и, предпочтительно, по меньшей мере один фармацевтически приемлемый носитель. Настоящее изобретение также включает способы, при которых субъект получает лечение посредством ex vivo терапии. В частности, способ предусматривает удаление клеток из субъекта, воздействие на клетки/обеспечение контакта клеток in vitro с наночастицами согласно настоящему изобретению и возвращение клеток субъекту. В соответствии с конкретным вариантом осуществления клетки содержат макрофаги. Другие способы лечения заболевания или нарушения можно комбинировать со способами согласно настоящему изобретению, при этом можно осуществлять совместное введение с фармацевтическими композициями согласно настоящему изобретению.The present invention includes methods of treating a disease/disorder comprising administering to a subject in need thereof a pharmaceutical composition containing a prodrug and/or nanoparticle of the present invention and, preferably, at least one pharmaceutically acceptable carrier. The present invention also includes methods in which a subject is treated through ex vivo therapy. Specifically, the method involves removing cells from a subject, exposing the cells/contacting the cells in vitro to nanoparticles of the present invention, and returning the cells to the subject. In accordance with a specific embodiment, the cells contain macrophages. Other methods of treating a disease or disorder can be combined with the methods of the present invention and may be co-administered with the pharmaceutical compositions of the present invention.

Настоящее изобретение также включает доставку наночастицы согласно настоящему изобретению в клетку in vitro (например, в культуре). Наночастицу можно доставлять в клетку по меньшей мере в одном носителе.The present invention also includes delivery of a nanoparticle according to the present invention to a cell in vitro (eg, in culture). The nanoparticle can be delivered into the cell in at least one carrier.

ОпределенияDefinitions

Следующие определения представлены для облегчения понимания настоящего изобретения.The following definitions are presented to facilitate understanding of the present invention.

Формы единственного числа включают в себя соответствующие формы множественного числа, если контекст явно не предписывает иное.Singular forms include corresponding plural forms unless the context clearly requires otherwise.

Термин фармацевтически приемлемый указывает на одобрение регулирующим органом федерального правительства США или правительством штата или на присутствие в Фармакопее США или другой общепризнанной фармакопее для применения у животных и, более конкретно, у людей.The term pharmaceutically acceptable indicates approval by a US federal or state government regulatory agency or presence in the US Pharmacopoeia or other generally accepted pharmacopoeia for use in animals and, more specifically, in humans.

Термин носитель относится, например, к разбавителю, вспомогательному средству, консерванту (например, тимеросалу, бензиловому спирту), антиоксиданту (например, аскорбиновой кислоте, метабисульфиту натрия), солюбилизатору (например, полисорбату 80), эмульгатору, буферу (например, Tris HCl, ацетатному, фосфатному), противомикробному средству, объемообразующему веществу (например, лактозе, манниту), вспомогательному веществу, вспомогательному средству или среде, с которыми вводят активное средство согласно настоящему изобретению. Фармацевтически приемлемые носители могут представлять собой стерильные жидкости, такие как вода и масла, в том числе маслам из нефти, животного, растительного или синтетического происхождения. Воду или водные солевые растворы и водные растворы декстрозы и глицерина предпочтительно используют в качестве носителей, в частности, для инъекционных растворов. Подходящие фармацевтические носители описаны в Remington's Pharmaceutical Sciences за авторством E.W. Martin (Mack Publishing Co., Easton, PA); Gennaro, A.R., Remington: The Science and Practice of Pharmacy, (Lippincott, Williams and Wilkins); Liberman, et al., Eds., Pharmaceutical Dosage Forms, Marcel Decker, New York, N.Y.; и в Kibbe, et al., Eds., Handbook of Pharmaceutical Excipients, American Pharmaceutical Association, Washington.The term carrier refers to, for example, a diluent, adjuvant, preservative (e.g., thimerosal, benzyl alcohol), antioxidant (e.g., ascorbic acid, sodium metabisulfite), solubilizer (e.g., polysorbate 80), emulsifier, buffer (e.g., Tris HCl, acetate, phosphate), antimicrobial agent, bulking agent (eg lactose, mannitol), excipient, excipient or medium with which the active agent according to the present invention is administered. Pharmaceutically acceptable carriers can be sterile liquids such as water and oils, including oils of petroleum, animal, vegetable or synthetic origin. Water or aqueous saline solutions and aqueous solutions of dextrose and glycerol are preferably used as carriers, in particular for injection solutions. Suitable pharmaceutical carriers are described in Remington's Pharmaceutical Sciences by E.W. Martin (Mack Publishing Co., Easton, PA); Gennaro, A.R., Remington: The Science and Practice of Pharmacy, (Lippincott, Williams and Wilkins); Liberman, et al., Eds., Pharmaceutical Dosage Forms, Marcel Decker, New York, N.Y.; and in Kibbe, et al., Eds., Handbook of Pharmaceutical Excipients, American Pharmaceutical Association, Washington.

Термин пролекарство относится к соединению, которое метаболизируется или иным образом превращается в биологически активное или более активное соединение или лекарственное средство, как правило, после введения. Пролекарство по сравнению с лекарственным средством является химически модифицированным таким образом, что эта модификация делает его менее активным, по существу, неактивным или неактивным по сравнению с лекарственным средством. Тем не менее химическая модификация является такой, чтобы соответствующее лекарственное средство образовывалось вследствие метаболических или других биологических процессов, как правило, после введения пролекарства.The term prodrug refers to a compound that is metabolized or otherwise converted into a biologically active or more active compound or drug, typically after administration. A prodrug, as compared to a drug, is chemically modified in such a way that the modification makes it less active, substantially inactive, or inactive compared to the drug. However, the chemical modification is such that the corresponding drug is formed due to metabolic or other biological processes, usually after administration of the prodrug.

Используемый в контексте данного документа термин лечение относится к любому типу лечения, который оказывает благоприятное воздействие на пациента, пораженного заболеванием, в том числе на улучшение состояния пациента (например, на один или несколько симптомов), задержку развития состояния и т.д. В соответствии с конкретным вариантом осуществления лечение ретровирусной инфекции приводит в результате по меньшей мере к подавлению/уменьшению количества инфицированных клеток и/или выявляемых уровней вируса.As used herein, the term treatment refers to any type of treatment that has a beneficial effect on a patient affected by a disease, including improving the patient's condition (eg, one or more symptoms), delaying the progression of the condition, etc. In accordance with a particular embodiment, treatment of a retroviral infection results in at least suppression/reduction in the number of infected cells and/or detectable levels of virus.

Используемый в контексте данного документа термин предупреждение относится к профилактическому лечению субъекта, который имеет риск развития состояния (например, ВИЧ-инфекции), приводящему в результате к снижению вероятности того, что у субъекта будет развиваться состояние.As used herein, the term prevention refers to prophylactic treatment of a subject who is at risk of developing a condition (eg, HIV infection), resulting in a reduction in the likelihood that the subject will develop the condition.

Терапевтически эффективное количество соединения или фармацевтической композиции относится к количеству, эффективному для предупреждения, подавления, лечения или уменьшения симптомов конкретного нарушения или заболевания. Лечение микробной инфекции (например, ВИЧ-инфекции) в данном документе может относиться к излечению, ослаблению и/или предупреждению микробной инфекции, ее симптома(симптомов) или предрасположенности к ней.A therapeutically effective amount of a compound or pharmaceutical composition refers to an amount effective to prevent, suppress, treat, or reduce the symptoms of a particular disorder or disease. Treating a microbial infection (eg, HIV infection) as used herein may refer to curing, reducing, and/or preventing a microbial infection, symptom(s) thereof, or predisposition thereto.

Используемый в контексте данного документа термин терапевтическое средство относится к химическому соединению или биологической молекуле, в том числе, без ограничения, к нуклеиновым кислотам, пептидам, белкам и антителам, которые можно применять для лечения состояния, заболеванияAs used herein, the term therapeutic agent refers to a chemical compound or biological molecule, including, but not limited to, nucleic acids, peptides, proteins and antibodies, which can be used to treat a condition, disease

- 15 046194 или нарушения или уменьшения симптомов состояния, заболевания или нарушения.- 15 046194 or impairment or reduction of symptoms of a condition, disease or impairment.

Используемый в контексте данного документа термин малая молекула относится к веществу или соединению, которое имеет относительно низкую молекулярную массу (например, менее чем 4000, менее чем 2000, в частности, менее чем 1 кДа или 800 Да). Как правило, малые молекулы являются органическими, но не являются белками, полипептидами или нуклеиновыми кислотами, хотя они могут представлять собой аминокислоты или дипептиды.As used herein, the term small molecule refers to a substance or compound that has a relatively low molecular weight (eg, less than 4000, less than 2000, in particular less than 1 kDa or 800 Da). Typically, small molecules are organic and are not proteins, polypeptides or nucleic acids, although they may be amino acids or dipeptides.

Используемый в контексте данного документа термин противомикробные средства означает вещество, которое уничтожает микроорганизмы или подавляет рост микроорганизмов, таких как бактерии, грибки, вирусы или простейшие.As used herein, the term antimicrobial means a substance that kills microorganisms or inhibits the growth of microorganisms such as bacteria, fungi, viruses or protozoa.

Используемый в контексте данного документа термин противовирусное средство относится к веществу, которое разрушает вирус и/или подавляет репликацию (репродукцию) вируса. Например, противовирусное средство может подавлять и/или предупреждать продуцирование вирусных частиц, созревание вирусных частиц, прикрепление вируса, поглощение вируса в клетки, сборку вируса, выход/отпочковывание вируса, интеграцию вируса и т.д.As used herein, the term antiviral agent refers to a substance that destroys a virus and/or inhibits the replication of a virus. For example, the antiviral agent may inhibit and/or prevent the production of viral particles, maturation of viral particles, virus attachment, virus uptake into cells, virus assembly, virus egress/budding, virus integration, etc.

Используемый в контексте данного документа термин высокоактивная антиретровирусная терапия (HAART) относится к терапии против ВИЧ с различными комбинациями терапевтических средств, таких как нуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы, ненуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы, ингибиторы протеазы ВИЧ и ингибиторы слияния.As used herein, the term highly active antiretroviral therapy (HAART) refers to anti-HIV therapy with various combinations of therapeutic agents, such as nucleoside reverse transcriptase inhibitors, non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors, HIV protease inhibitors and fusion inhibitors.

Используемый в контексте данного документа термин амфифильный относится к способности растворяться как в воде, так и в липидах/неполярных средах. Как правило, амфифильное соединение содержит гидрофильную часть и гидрофобную часть. Термин гидрофобный означает предпочтение к неполярным средам (например, гидрофобное вещество или фрагмент легче растворяется или смачивается неполярными растворителями, такими как углеводороды, чем водой). Гидрофобные соединения в большинстве своем являются нерастворимыми в воде. Используемый в контексте данного документа термин гидрофильный означает способность растворяться в воде.As used herein, the term amphiphilic refers to the ability to dissolve in both water and lipids/non-polar media. Typically, an amphiphilic compound contains a hydrophilic portion and a hydrophobic portion. The term hydrophobic denotes a preference for non-polar media (for example, a hydrophobic substance or moiety is more easily dissolved or wetted by non-polar solvents such as hydrocarbons than by water). Hydrophobic compounds are mostly insoluble in water. As used herein, the term hydrophilic means the ability to dissolve in water.

Используемый в контексте данного документа термин полимер означает молекулы, образованные в результате химического объединения двух или более повторяющихся звеньев или мономеров. Термин блок-сополимер в наиболее простом понимании относится к конъюгатам по меньшей мере из двух отличающихся сегментов полимера, причем каждый сегмент полимера содержит два или больше смежных звеньев одного и того же вида.As used herein, the term polymer refers to molecules formed by the chemical combination of two or more repeating units or monomers. The term block copolymer, in its simplest sense, refers to conjugates of at least two distinct polymer segments, each polymer segment containing two or more adjacent units of the same species.

Антитело или молекула антитела представляет собой любой иммуноглобулин, в том числе антитела и их фрагменты (например, scFv), которые связываются с конкретным антигеном. При использовании в контексте данного документа антитело или молекула антитела предусматривает интактные молекулы иммуноглобулинов, иммунологически активные части молекул иммуноглобулинов и гибридные белки с иммунологически активными частями молекул иммуноглобулинов.An antibody or antibody molecule is any immunoglobulin, including antibodies and fragments thereof (eg, scFv), that bind to a specific antigen. As used herein, an antibody or antibody molecule includes intact immunoglobulin molecules, immunologically active portions of immunoglobulin molecules, and fusion proteins with immunologically active portions of immunoglobulin molecules.

Используемый в контексте данного документа термин иммунологически специфичный относится к белкам/полипептидам, в частности к антителам, которые связываются с одним или несколькими эпитопами белка или соединения, представляющего интерес, но которые не распознают и не связываются в значительной степени с другими молекулами в образце, содержащем смешанную популяцию антигенных биологических молекул.As used herein, the term immunologically specific refers to proteins/polypeptides, in particular antibodies, that bind to one or more epitopes of a protein or compound of interest, but which do not recognize or bind significantly to other molecules in a sample containing mixed population of antigenic biological molecules.

Используемый в контексте данного документа термин нацеливающий лиганд относится к любому соединению, которое специфично связывается с конкретным типом ткани или типом клеток, в частности, без существенного связывания с другими типами тканей или типами клеток. Примеры нацеливающих лигандов включают в себя, без ограничения, белки, полипептиды, пептиды, антитела, фрагменты антител, гормоны, лиганды, углеводы, стероиды, молекулы нуклеиновой кислоты и полинуклеотиды.As used herein, the term targeting ligand refers to any compound that specifically binds to a particular tissue type or cell type, in particular, without significant binding to other tissue types or cell types. Examples of targeting ligands include, but are not limited to, proteins, polypeptides, peptides, antibodies, antibody fragments, hormones, ligands, carbohydrates, steroids, nucleic acid molecules and polynucleotides.

Термин алифатический относится к неароматическому углеводородному фрагменту. Алифатические соединения могут представлять собой ациклические (например, линейные или разветвленные) или циклические фрагменты (например, циклоалкил) и могут являться насыщенными или ненасыщенными (например, алкил, алкенил и алкинил). Алифатические соединения могут содержать преимущественно углеродную основную цепь (например, от 1 до приблизительно 30 углеродов) и могут содержать гетероатомы и/или заместители (см. ниже).The term aliphatic refers to a non-aromatic hydrocarbon moiety. Aliphatic compounds may be acyclic (eg, linear or branched) or cyclic moieties (eg, cycloalkyl) and may be saturated or unsaturated (eg, alkyl, alkenyl, and alkynyl). Aliphatic compounds may contain a predominantly carbon backbone (eg, from 1 to about 30 carbons) and may contain heteroatoms and/or substituents (see below).

Термин алкил, который используется в данном документе, включает в себя насыщенные или ненасыщенные углеводороды с линейной или разветвленной цепью, содержащей от 1 до приблизительно 30 углеродов в нормальной/основной цепи. Углеводородная цепь в алкильных группах может прерываться одним или несколькими гетероатомами (например, кислородом, азотом или серой). Алкильная (или алифатическая группа), необязательно, может являться замещенной (например, менее чем приблизительно 8, менее чем приблизительно 6 или от 1 до приблизительно 4 заместителями).The term alkyl as used herein includes saturated or unsaturated straight or branched chain hydrocarbons containing from 1 to about 30 carbons in the straight/main chain. The hydrocarbon chain in alkyl groups may be interrupted by one or more heteroatoms (for example, oxygen, nitrogen, or sulfur). The alkyl (or aliphatic) group may optionally be substituted (eg, less than about 8, less than about 6, or 1 to about 4 substituents).

Термин низший алкил или низшая алифатическая группа относится к алкильной или алифатической группе соответственно, которая содержит от 1 до 3 углеродов в углеводородной цепи. Алкильные или алифатические заместители включают в себя, без ограничения, алкил (например, низший алкил), алкенил, галоген (такой как F, Cl, Br, I), галогеналкил (например, CCl3 или CF3), алкоксил, алкилтио, гидрокси, метокси, карбоксил, оксо, эпокси, алкилоксикарбонил, алкилкарбонилокси, амино, карбамоилThe term lower alkyl or lower aliphatic group refers to an alkyl or aliphatic group, respectively, that contains from 1 to 3 carbons in the hydrocarbon chain. Alkyl or aliphatic substituents include, but are not limited to, alkyl (eg, lower alkyl), alkenyl, halogen (such as F, Cl, Br, I), haloalkyl (eg, CCl 3 or CF 3 ), alkoxy, alkylthio, hydroxy , methoxy, carboxyl, oxo, epoxy, alkyloxycarbonyl, alkylcarbonyloxy, amino, carbamoyl

- 16 046194 (например, NH2C(=O)- или NHRC(=O)-, где R представляет собой алкил), мочевину (-NHCONH2), алкилмочевину, арил, простой эфир, сложный эфир, сложный тиоэфир, нитрил, нитро, амид, карбонил, карбоксилат и тиол. Алифатические и алкильные группы, имеющие по меньшей мере приблизительно 5 углеродов в основной цепи, обычно являются гидрофобными, у них отсутствуют большие замещения гидрофильными заместителями.- 16 046194 (for example, NH2C(=O)- or NHRC(=O)-, where R is alkyl), urea (-NHCONH2), alkylurea, aryl, ether, ester, thioester, nitrile, nitro, amide, carbonyl, carboxylate and thiol. Aliphatic and alkyl groups having at least about 5 carbons in the backbone are generally hydrophobic and lack large substitutions with hydrophilic substituents.

Термин арил, который используется в данном документе, относится к моноциклическим и бициклическим ароматическим группам, содержащим 6-10 углеродов в кольцевой части. Примеры арильных групп включают в себя, без ограничения, фенил, или нафтил, такой как 1-нафтил и 2-нафтил, или инденил. Арильные группы необязательно могут включать в себя от одного до трех дополнительных колец, конденсированных с циклоалкильным кольцом или гетероциклическим кольцом. Арильные группы необязательно могут являться замещенными по доступным атомам углерода, например, 1, 2 или 3 группами, выбранными из водорода, галогена, алкила, полигалогеналкила, алкокси, алкенила, трифторметила, трифторметокси, алкинила, арила, гетероцикло, аралкила, арилокси, арилоксиалкила, аралкокси, арилтио, арилазо, гетероциклоокси, гидрокси, нитро, циано, сульфонил-аниона, амино или замещенного амино. Арильная группа может представлять собой гетероарил.The term aryl, as used herein, refers to monocyclic and bicyclic aromatic groups containing 6-10 carbons in the ring portion. Examples of aryl groups include, but are not limited to, phenyl, or naphthyl, such as 1-naphthyl and 2-naphthyl, or indenyl. Aryl groups may optionally include one to three additional rings fused to a cycloalkyl ring or heterocyclic ring. Aryl groups may optionally be substituted on available carbon atoms, for example, with 1, 2 or 3 groups selected from hydrogen, halogen, alkyl, polyhaloalkyl, alkoxy, alkenyl, trifluoromethyl, trifluoromethoxy, alkynyl, aryl, heterocyclo, aralkyl, aryloxy, aryloxyalkyl, aralkoxy, arylthio, arylazo, heterocyclooxy, hydroxy, nitro, cyano, sulfonyl anion, amino or substituted amino. The aryl group may be heteroaryl.

Термин гетероарил относится к необязательно замещенной моно-, ди-, три- или другой полициклической ароматической кольцевой системе, которая включает в себя по меньшей мере один и предпочтительно от 1 до приблизительно 4 гетероатомов серы, кислорода или азота, являющихся членами кольца. Например, гетероарильные группы могут иметь от приблизительно 3 до приблизительно 50 атомов углерода (и все комбинации и подкомбинации диапазонов и конкретных количеств атомов углерода в них), причем предпочтительным является количество от приблизительно 4 до приблизительно 10 атомов углеродов.The term heteroaryl refers to an optionally substituted mono-, di-, tri- or other polycyclic aromatic ring system that includes at least one and preferably from 1 to about 4 sulfur, oxygen or nitrogen heteroatoms as ring members. For example, heteroaryl groups can have from about 3 to about 50 carbon atoms (and all combinations and subcombinations of ranges and specific amounts of carbon atoms therein), with about 4 to about 10 carbon atoms being preferred.

В следующих примерах представлены иллюстративные способы практического осуществления настоящего осуществления, и не предполагается, что они каким-либо образом ограничивают объем настоящего изобретения.The following examples provide illustrative methods for practicing the present embodiment and are not intended to limit the scope of the present invention in any way.

ПримерыExamples

Пример 1.Example 1.

Максимальное снижение уровня остаточного ВИЧ-1 в недосягаемых для действия лекарственных средств участках ткани, которые включают в себя головной мозг, лимфатические узлы, костный мозг, ассоциированную с кишечником лимфоидную ткань и половые пути, может быть достигнуто с помощью разработки нацеленных на резервуары лекарственных препаратов длительного действия. Помимо благоприятного воздействия от больших интервалов между приемами лекарственного средства инъекционные составы лекарственного средства с длительным действием могут быть сконструированы с использованием опосредованных рецепторами процессов для достижения улучшенного нацеливания на клетки, продленного периода полувыведения лекарственного средства и улучшенного биораспределения в тканях. CAB представляет собой высокоактивный ингибитор вирусной интегразы, и он был составлен в виде LAP (LAP CAB), который демонстрирует устойчивые уровни лекарственного средства в плазме крови у людей после однократной внутримышечной дозы. Инъекционные наносоставы длительного действия для рилпивирина и LAP CAB уже обеспечивают возможность инъекции один раз в месяц для подавления и предупреждения ВИЧ (Andrews, et al. (2014), Science, 343(6175):1151-1154; Cohen, J. (2014), Science, 343(6175):1067; Spreen, et al. (2013), Curr. Opin. HIV AIDS, 8(6):565-571). Основные ограничения существующих наносоставов включают в себя необходимость высоких доз и больших объемов инъекции. Для этой цели были разработаны средства для антиретровирусной терапии с медленным эффективным высвобождением и длительным действием (LASER ART) посредством синтеза нанокристаллов липофильного и гидрофобного пролекарства, которые позволяют быстрое проникновение лекарственного средства через физиологические барьеры. LASER ART максимально увеличивает содержание лекарственного средства при ограниченным применении вспомогательного вещества, при этом сохраняя возможность пропорционального изменения дозы и долговременного хранения. Миристоилированные пролекарства были составлены с поверхностно-активными веществами-полоксамерами. Улучшенная активность, биологическая доступность и распределение CAB в тканях были продемонстрированы при повышении липофильности лекарственного средства, что поддерживало концентрации CAB в плазме крови на уровнях PA-IC90i в течение 4 месяцев у макаков-резусов после однократной внутримышечной инъекции 45 мг/кг САВ-эквивалента. В данном случае были синтезированы улучшенные пролекарства и наносоставы, которые снижают частоту приема доз при улучшении нацеливания на вирусный резервуар и активность лекарственного средства.Maximum reduction of residual HIV-1 levels in drug-resistant tissue sites, which include the brain, lymph nodes, bone marrow, gut-associated lymphoid tissue, and genital tract, may be achieved through the development of reservoir-targeted long-acting drugs. actions. In addition to the beneficial effects of long dosing intervals, long-acting injectable drug formulations can be formulated using receptor-mediated processes to achieve improved cell targeting, extended drug half-life, and improved tissue biodistribution. CAB is a highly active viral integrase inhibitor and has been formulated as LAP (LAP CAB), which exhibits sustained drug plasma levels in humans following a single intramuscular dose. Long-acting injectable nanoformulations for rilpivirine and LAP CAB already provide once-monthly injection options for HIV suppression and prevention (Andrews, et al. (2014), Science, 343(6175):1151-1154; Cohen, J. (2014) , Science, 343(6175):1067; Spreen, et al. (2013), Curr. Opin. HIV AIDS, 8(6):565-571). The main limitations of existing nanoformulations include the requirement for high doses and large injection volumes. For this purpose, slow effective release and sustained release antiretroviral therapy (LASER ART) agents have been developed by synthesizing lipophilic and hydrophobic prodrug nanocrystals that allow rapid drug penetration across physiological barriers. LASER ART maximizes the drug content with limited excipient use, while maintaining the possibility of proportional dose adjustment and long-term storage. Myristoylated prodrugs have been formulated with poloxamer surfactants. Improved potency, bioavailability, and tissue distribution of CAB were demonstrated by increasing drug lipophilicity, which maintained plasma CAB concentrations at PA-IC 90i levels for 4 months in rhesus monkeys following a single intramuscular injection of 45 mg/kg CAB-equivalent. . Here, improved prodrugs and nanoformulations have been synthesized that reduce dosing frequency while improving viral reservoir targeting and drug activity.

В данном документе представлено активное сложноэфирное пролекарство CAB, которое имеет физико-химические свойства, которые позволяют применение состава LASER ART для нечастого введения, как например, с интервалами между приемами доз, составляющими раз в шесть-двенадцать месяцев или реже. Критерии, оцениваемые при выборе оптимального кандидата для пролекарства CAB, включали активность лекарственного средства, профиль липофильности, эффективное превращение in vivo в CAB с минимальной системной циркуляцией пролекарства в кровотоке и устойчивые концентрации CAB, в четыре раза превышающие PA-IC90, в течение периодов, составляющих шесть месяцев или дольше, послеDisclosed herein is an active ester prodrug CAB that has physicochemical properties that permit use of the LASER ART formulation for infrequent administration, such as at dosing intervals of six to twelve months or less. Criteria evaluated in selecting the optimal CAB prodrug candidate included drug activity, lipophilicity profile, efficient in vivo conversion to CAB with minimal systemic circulation of the prodrug in the bloodstream, and sustained CAB concentrations four times the PA-IC90 over periods of six months or longer after

- 17 046194 однократной внутримышечной инъекции состава пролекарства. Неожиданно, настоящее изобретение продемонстрировало, что изменение длины углеводородной цепи у пролекарства в виде эфира жирной кислоты значительно улучшает высвобождение активного лекарственного средства и его удержание. Это завершилось идентификацией M2CAB, пролекарства CAB в виде сложного эфира жирной кислоты с 18 атомами углерода, с неожиданно лучшими кинетическими характеристиками контролируемого высвобождения CAB по сравнению с МСАВ или другими длинами углеводородной цепи жирной кислоты.- 17 046194 single intramuscular injection of the prodrug composition. Surprisingly, the present invention demonstrates that changing the hydrocarbon chain length of a fatty acid ester prodrug significantly improves active drug release and retention. This culminated in the identification of M2CAB, a prodrug of CAB as an 18-carbon fatty acid ester, with unexpectedly superior controlled release kinetics of CAB compared to MCAB or other fatty acid hydrocarbon chain lengths.

Пролекарства согласно настоящему изобретению представляют собой производные ингибитора интегразы, такого как CAB, конъюгированные с гидрофобными расщепляемыми фрагментами. Таким образом, гидрофобное исходное соединение превращается в более гидрофобное сложноэфирное производное. Это достигается посредством прикрепления фрагмента жирной кислоты, что может улучшать связывание лекарственного средства с белками и его биологическую доступность. Сложноэфирная связь между ингибитором интегразы (например, CAB) и дериватизирующими фрагментами склонна к ферментативному или гидролитическому расщеплению. Механизм высвобождения лекарственного средства из частицы включает растворение пролекарства из вспомогательного средства с последующим эффективным расщеплением сложного эфира с образованием активного исходного соединения. Разработанный NM2CAB существенно улучшал поглощение лекарственного средства MDM с устойчивым удержанием лекарственного средства в течение 30-суточного периода наблюдения; тогда как составы NCAB или NMCAB выделялись из макрофагов спустя одни сутки или 20 суток обработки, соответственно. Аналогично, MDM, обработанные NM2CAB, демонстрировали повышенные и устойчивые антиретровирусные активности по сравнению с NCAB или NMCAB при контрольном заражении ВИЧ-1 в течение периода вплоть до 30 суток после однократной обработки лекарственным средством. р24 ВИЧ-1 не выявлялся в группе, получавшей обработку NM2CAB, в любой из этих моментов времени. Преимущества данной системы включают в себя неожиданно улучшенную биологическую доступность и продленный период полувыведения лекарственного средства. Пролонгируемые NM2CAB концентрации CAB в плазме крови и ткани демонстрируют, что может быть достигнут эффективный интервал между приемами доз, составляющий раз в шесть месяцев.Prodrugs of the present invention are derivatives of an integrase inhibitor, such as CAB, conjugated to hydrophobic cleavable moieties. Thus, the hydrophobic parent compound is converted into a more hydrophobic ester derivative. This is achieved through the attachment of a fatty acid moiety, which can improve drug protein binding and bioavailability. The ester linkage between the integrase inhibitor (eg, CAB) and the derivatizing moieties is prone to enzymatic or hydrolytic degradation. The mechanism of drug release from the particle involves dissolution of the prodrug from the excipient followed by efficient cleavage of the ester to form the active parent compound. The developed NM2CAB significantly improved drug absorption by MDM with sustained drug retention over the 30-day observation period; whereas NCAB or NMCAB formulations were released from macrophages after one day or 20 days of treatment, respectively. Similarly, MDM treated with NM2CAB exhibited increased and sustained antiretroviral activities compared with NCAB or NMCAB when challenged with HIV-1 for up to 30 days after a single drug treatment. HIV-1 p24 was not detected in the NM2CAB-treated group at any of these time points. Advantages of this system include unexpectedly improved bioavailability and extended half-life of the drug. NM2CAB's prolonged plasma and tissue concentrations of CAB demonstrate that an effective dosing interval of every six months can be achieved.

Синтез M2CAB.Synthesis of M2CAB.

Синтез пролекарств M2CAB осуществляли, как описано:The synthesis of M2CAB prodrugs was carried out as described:

Кратко, получение пролекарства M2CAB осуществляли посредством 1) депротонирования фенольной функциональной группы с использованием подходящего основания, такого как ^^диизопропилэтиламин; и 2) реакции либо с хлорангидридом карбоновой кислоты, либо с активированной карбоновой кислотой в алкил-жирной кислоте.Briefly, the preparation of the M2CAB prodrug was accomplished by 1) deprotonation of the phenolic functionality using a suitable base such as ^^diisopropylethylamine; and 2) reactions with either a carboxylic acid chloride or an activated carboxylic acid in an alkyl fatty acid.

Обе стадии 1) и 2) осуществляли в одном сосуде. В частности, гидроксильную группу депротонировали с применением соответствующего реактива. Спиртовой анион затем связывался с хлорангидридом жирной кислоты или активированной карбоновой кислотой с образованием пролекарств. Примеры связующих реактивов, которые можно применять для активации карбоновой кислоты, включают в себя, без ограничения, соли урана, карбодиимидные реактивы и соли фосфония. Примером основания, который можно применять в реакции связывания, является, без ограничения, ^^диизопропилэтиламин (DIEA). Примеры полярных апротонных растворителей, которые можно применять, включают в себя, без ограничения, ^^диметилформамид (DMF), тетрагидрофуран (THF) и ацетонитрил. Реактивы смешивали при 0°С и постепенно подогревали до температуры более 12-24 ч. Конечные соединения очищали с помощью хроматографии на колонке с диоксидом кремния и характеризовали с помощью спектроскопии ядерного магнитного резонанса и высокоэффективной жидкостной хроматографии в тандеме с массспектрометрией.Both stages 1) and 2) were carried out in one vessel. In particular, the hydroxyl group was deprotonated using an appropriate reagent. The alcohol anion then combines with a fatty acid chloride or activated carboxylic acid to form prodrugs. Examples of coupling reagents that can be used to activate a carboxylic acid include, but are not limited to, uranium salts, carbodiimide reagents, and phosphonium salts. An example of a base that can be used in the coupling reaction is, but is not limited to, diisopropylethylamine (DIEA). Examples of polar aprotic solvents that can be used include, but are not limited to, dimethylformamide (DMF), tetrahydrofuran (THF), and acetonitrile. The reagents were mixed at 0°C and gradually warmed to over 12-24 hours. The final compounds were purified by silica column chromatography and characterized by nuclear magnetic resonance spectroscopy and high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry.

Депротонирование гидроксилъной группы и связывание с жирной кислотой.Deprotonation of the hydroxyl group and binding to the fatty acid.

Раствор CAB (2 г, 4,93 моль, 1,0 экв.) в безводном диметилформамиде (20 мл) охлаждали до 0°С в атмосфере аргона. Н^Диизопропилэтиламин (1,7 мл, 9,86 моль, 2,0 экв.) затем добавляли по каплям к предварительно охлажденному раствору лекарственного средства. Стеароилхлорид (3,3 мл, 9,86 ммоль, 2,0 экв.) затем добавляли к депротонированному раствору фенола. Смесь постепенно подогревали до комнатной температуры при перемешивании в течение 16 ч, концентрировали и очищали с помощью флэш-хроматографии с элюированием смесью EtOAc/Hex с градиентом с 80 до 90%, получая пролекарство с выходом химической реакции, составляющим 90%. 1Н-ЯМР спектр M2CAB демонстрирует присутствие широкого пика в 1,20-1,50 ppm и пиков, соответствующих алифатическим протонам на фрагменте жирной кислоты.A solution of CAB (2 g, 4.93 mol, 1.0 eq.) in anhydrous dimethylformamide (20 ml) was cooled to 0° C. under argon. H^Diisopropylethylamine (1.7 mL, 9.86 mol, 2.0 eq.) was then added dropwise to the pre-cooled drug solution. Stearoyl chloride (3.3 mL, 9.86 mmol, 2.0 eq.) was then added to the deprotonated phenol solution. The mixture was gradually warmed to room temperature with stirring over 16 hours, concentrated and purified by flash chromatography eluting with an 80 to 90% EtOAc/Hex gradient to give the prodrug in 90% yield. The 1 H-NMR spectrum of M2CAB shows the presence of a broad peak at 1.20-1.50 ppm and peaks corresponding to aliphatic protons on the fatty acid moiety.

Синтез состава.Synthesis of the composition.

Нанокристаллы M2CAB покрывали полоксамером 407 (Р407), 1,2-дистеароил-sn-глицеро-3фосфохолином (DSPC), 1,2-дистеароил-sn-глицеро-3-фосфоэтаноламин-N-карбокси(полиэтиленM2CAB nanocrystals were coated with poloxamer 407 (P407), 1,2-distearoyl-sn-glycero-3phosphocholine (DSPC), 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-carboxy(polyethylene

- 18 046194 гликолем)-2000 (DSPE-PEG) и/или поливиниловым спиртом (PVA). Нанокристаллы также можно стабилизировать с использованием поверхностно-активных веществ в виде полисорбата и полиэтиленгликоля. Исходя из данных ЯМР-спектроскопии протонов соотношение лекарственного средства и поверхностноактивного вещества 100:6 по массе применяли для производства содержащихся в наносоставе M2CAB, МСАВ и CAB. Кратко, 1-5% (мас./об.) M2CAB, МСАВ или CAB и 0,06-0,3% (мас./об.) Р407 смешивали в не содержащей эндотоксинов воде. Составы из предварительно смешанных суспензиями получали посредством влажного размола или гомогенизации высокого давления при давлении 20000 фунтов/кв. дюйм до тех пор, пока не были достигнуты желаемый размер и коэффициент полидисперсности (PDI). Наносоставы подвергали характеристике в отношении размера частиц, коэффициента полидисперсности (PDI) и дзета-потенциала с помощью динамического светорассеяния (фиг. 1). Ее выполняли с применением инструмента Malvern Zetasizer, Nano Series Nano-ZS (Malvern Instruments Inc, Вестборо, Массачусетс, США). Морфологию наночастиц определяли с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM). Для количественного определения лекарственного средства применяли UPLC MS/MS (сверхэффективная жидкостная хроматография с тандемной масс-спектрометрией).- 18 046194 glycol)-2000 (DSPE-PEG) and/or polyvinyl alcohol (PVA). Nanocrystals can also be stabilized using surfactants in the form of polysorbate and polyethylene glycol. Based on proton NMR spectroscopy data, a drug to surfactant ratio of 100:6 by weight was used to produce nanoformulated M2CAB, MCAB, and CAB. Briefly, 1-5% (w/v) M2CAB, MCAB or CAB and 0.06-0.3% (w/v) P407 were mixed in endotoxin-free water. Premixed slurry formulations were prepared by wet grinding or high pressure homogenization at 20,000 psi. inch until the desired size and polydispersity index (PDI) have been achieved. The nanoformulations were characterized for particle size, polydispersity index (PDI), and zeta potential using dynamic light scattering (Figure 1). It was performed using the Malvern Zetasizer, Nano Series Nano-ZS instrument (Malvern Instruments Inc, Westboro, MA, USA). The morphology of the nanoparticles was determined using scanning electron microscopy (SEM). UPLC MS/MS (Ultra Performance Liquid Chromatography Tandem Mass Spectrometry) was used for drug quantification.

Поглощение и удержание в макрофагах.Uptake and retention in macrophages.

Человеческие моноциты получали с помощью лейкафереза от серонегативных по ВИЧ-1/2 и гепатиту В доноров, а затем очищали с помощью противоточного элютриационного центрифугирования (Balkundi et al., Intl. J. Nanomed. (2011), 6:3393-3404; Nowacek et al., Nanomed. (2009), 4(8):903-917). Человеческие моноциты высевали в 12-луночный планшет с плотностью, составляющей 1,0x106 клеток/лунку, с применением DMEM, дополненной 10% инактивированной нагреванием объединенной человеческой сыворотки, 1% глутамина, 10 мкг/мл ципрофлоксацина и 50 мкг/мл гентамицина. Клетки поддерживали при 37°С в инкубаторе с 5% CO2. После 7-10 суток дифференцировки в присутствии 1000 Ед./мл рекомбинантного человеческого макрофагального колониестимулирующего фактора (MCSF) MDM подвергали обработке рядом наносоставов и нативных лекарственных средств. Поглощение лекарственного средства оценивали с помощью измерений внутриклеточных концентраций лекарственного средства в различные моменты времени после обработки. Для исследований удержания лекарственного средства клетки подвергали обработке в течение 8 суток, затем промывали PBS и поддерживали с использованием замены половины объема среды раз в двое суток до сбора в указанные моменты времени. Для обоих исследований прикрепленные MDM промывали PBS (3x1 мл), затем соскабливали в 1 мл свежего PBS и подсчитывали в указанные моменты времени с применением автоматизированного счетчика клеток Countess™ (Invitrogen, Карлсбад, Калифорния, США). Клетки осаждали посредством центрифугирования при 950xg в течение 8 мин при 4°С. Клеточный осадок ресуспендировали в 200 мкл метанола с классом чистоты, подходящим для высокоэффективной жидкостной хроматографии (HPLC), и подвергали ультразвуковой обработке при использовании зонда с последующим центрифугированием при 20000xg в течение 20 мин. Супернатант подвергали анализу в отношении содержания лекарственного средства с применением HPLC.Human monocytes were obtained by leukapheresis from HIV-1/2 and hepatitis B seronegative donors and then purified by countercurrent elutriation centrifugation (Balkundi et al., Intl. J. Nanomed. (2011), 6:3393-3404; Nowacek et al., Nanomed (2009), 4(8):903-917). Human monocytes were seeded in a 12-well plate at a density of 1.0 x 10 6 cells/well using DMEM supplemented with 10% heat-inactivated pooled human serum, 1% glutamine, 10 μg/ml ciprofloxacin and 50 μg/ml gentamicin. Cells were maintained at 37°C in a 5% CO2 incubator. After 7-10 days of differentiation in the presence of 1000 U/ml recombinant human macrophage colony-stimulating factor (MCSF), MDMs were treated with a number of nanoformulations and native drugs. Drug absorption was assessed by measuring intracellular drug concentrations at various time points after treatment. For drug retention studies, cells were treated for 8 days, then washed with PBS and maintained by replacing half the volume of medium every other day until harvested at the indicated time points. For both studies, attached MDMs were washed with PBS (3x1 ml), then scraped into 1 ml of fresh PBS and counted at the indicated time points using a Countess™ automated cell counter (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA). Cells were pelleted by centrifugation at 950xg for 8 min at 4°C. The cell pellet was resuspended in 200 μl of HPLC grade methanol and probe sonicated followed by centrifugation at 20,000xg for 20 min. The supernatant was analyzed for drug content using HPLC.

Как видно на фиг. 2А, NM2CAB поглощался MDM на более высоких уровнях, чем NMCAB, при статистической значимости отличий. Более того, MDM удерживали NM2CAB на более высоких уровнях и в течение более длительных периодов времени, чем NMCAB, при статистической значимости отличий (фиг. 2А).As can be seen in FIG. 2A, NM2CAB was taken up by MDM at higher levels than NMCAB, with statistically significant differences. Moreover, MDMs retained NM2CAB at higher levels and for longer periods of time than NMCAB, with statistically significant differences (Figure 2A).

Антиретровирусные активности.Antiretroviral activities.

Антиретровирусную эффективность определяли посредством измерений активности обратной транскриптазы (RT) ВИЧ (фиг. 2В и 2С). Для оценки антиретровирусной эффективности MDM подвергали обработке 100 мкМ любого из CAB-LAP, NMCAB или NM2CAB в течение 8 ч. После обработки клетки промывали PBS для удаления избытка несвязанного лекарственного средства и наночастицы и клетки культивировали со свежей средой с заменой половины объема среды раз в двое суток. MDM подвергали контрольному заражению ВИЧ-TADA с показателем MOI (множественность инфицирования), составляющим 0,01 инфекционных вирусных частиц/клетка, в течение периода до 30 суток. Продуцирование вирионов-потомков измеряли с помощью активности RT в среде культивирования (Kalter, et al. (1992), J. Clin. Microbiol., 30(4):993-995). Оценивали экспрессию антигенов белка р24 ВИЧ-1 (Guo, et al. (2014), J. Virol., 88(17):9504-9513). MDM промывали PBS и фиксировали 4% параформальдегидом в течение 15 мин при комнатной температуре. Клетки блокировали с использованием 10% BSA, содержащей 1% Triton X-100, в PBS в течение 30 мин при комнатной температуре. После блокирования клетки инкубировали с мышиными моноклональными антителами к р24 ВИЧ-1 (1:50; Dako, Карпинтерия, Калифорния, США) в течение ночи при 4°С с последующим инкубированием в течение 1 ч при комнатной температуре. Добавляли меченное HRP полимером вторичное антитело к мышиному антителу (Dako EnVision® System) (одна капля/лунка). Гематоксилин добавляли для контрастного окрашивания ядер и изображения получали с применением микроскопа Nikon ТЕ300 с 20-кратным объективом. Как видно на фиг. 2В и 2С, неожиданно лучшую антиретровирусную эффективность наблюдали для содержащегося в наносоставе M2CAB по сравнению с содержащимися в наносоставе CAB или МСАВ.Antiretroviral efficacy was determined by measurements of HIV reverse transcriptase (RT) activity (Fig. 2B and 2C). To assess antiretroviral efficacy, MDMs were treated with 100 μM of either CAB-LAP, NMCAB, or NM2CAB for 8 h. After treatment, cells were washed with PBS to remove excess unbound drug and nanoparticles and cells were cultured with fresh medium, replacing half the volume of medium every two times. days. MDM were challenged with HIV-TADA at an MOI of 0.01 infectious viral particles/cell for up to 30 days. The production of progeny virions was measured using RT activity in the culture medium (Kalter, et al. (1992), J. Clin. Microbiol., 30(4):993-995). The expression of HIV-1 p24 protein antigens was assessed (Guo, et al. (2014), J. Virol., 88(17):9504-9513). MDMs were washed with PBS and fixed with 4% paraformaldehyde for 15 min at room temperature. Cells were blocked using 10% BSA containing 1% Triton X-100 in PBS for 30 min at room temperature. After blocking, cells were incubated with mouse monoclonal antibody to HIV-1 p24 (1:50; Dako, Carpinteria, CA, USA) overnight at 4°C, followed by incubation for 1 h at room temperature. HRP polymer-labeled anti-mouse secondary antibody (Dako EnVision® System) was added (one drop/well). Hematoxylin was added to counterstain the nuclei, and images were obtained using a Nikon TE300 microscope with a 20× objective. As can be seen in FIG. 2B and 2C, unexpectedly better antiretroviral efficacy was observed for nanoformulated M2CAB compared to nanoformulated CAB or MCAB.

- 19 046194- 19 046194

Исследование фармакокинетических параметров/биораспределения.Pharmacokinetic/biodistribution study.

Самкам NSG мышей вводили однократную IM дозу 45 мг/кг САВ-эквивалента NM2CAB, NMCAB или NCAB. Уровни лекарственного средства для плазмы крови и тканей анализировали с помощью UPLC-MS/MS. Уровни лекарственного средства в плазме крови отслеживали еженедельно. Однократная IM инъекция NM2CAB демонстрирует кинетику контролируемого высвобождения нулевого порядка для активного CAB, концентрация которого сохраняется на уровне в четыре раза выше PA-IC90i по сравнению с NMCAB или NCAB (фиг. 3). В день 364 после инъекции уровни CAB в плазме крови составляли 345,2 нг/мл для NM2CAB, 8,5 нг/мл для NMCAB и невыявляемые значения для NCAB (предел выявления составляет 0,5 нг/мл).Female NSG mice were administered a single IM dose of 45 mg/kg CAB equivalent of NM2CAB, NMCAB, or NCAB. Plasma and tissue drug levels were analyzed by UPLC-MS/MS. Plasma drug levels were monitored weekly. A single IM injection of NM2CAB exhibits zero-order controlled release kinetics for active CAB, which is maintained at a concentration four times higher than PA-IC 90i compared to NMCAB or NCAB (Figure 3). At day 364 post-injection, plasma CAB levels were 345.2 ng/mL for NM2CAB, 8.5 ng/mL for NMCAB, and undetectable for NCAB (detection limit 0.5 ng/mL).

Мышам также вводили однократную IM дозу 45 мг/кг САВ-эквивалента NM3CAB (С22). Уровни лекарственного средства в плазме крови отслеживали еженедельно. В день 28 после инъекции уровни CAB в плазме крови составляли 233,2 нг/мл (фиг. 3В). Соответственно, ясно, что NM2CAB (С18) проявлял себя лучше в отношении поддержания долговременного эффективного высвобождения лекарственного средства по сравнению с более коротким NMCAB (С14) и более длинным NM3CAB (С22) при статистической значимости отличий.Mice were also given a single IM dose of 45 mg/kg CAB equivalent of NM3CAB (C22). Plasma drug levels were monitored weekly. At day 28 post-injection, plasma CAB levels were 233.2 ng/mL (Fig. 3B). Accordingly, it is clear that NM2CAB (C18) performed better in maintaining long-term effective drug release compared to the shorter NMCAB (C14) and the longer NM3CAB (C22) with statistical significance of the differences.

Гидрофобность CAB значительно улучшалась после дериватизации в пролекарство M2CAB. Улучшенная гидрофобность M2CAB облегчала получение стабильных составов с высокой емкостью лекарственного средства. Более того, превращение CAB в более гидрофобный M2CAB и образование наночастиц существенно улучшало внутриклеточное накопление лекарственного средства по сравнению с содержащимися в наносоставе CAB или МСАВ. Существенные улучшения удержания в MDM и антиретровирусной эффективности также наблюдали для содержащегося в наносоставе M2CAB по сравнению с содержащимися в наносоставе CAB или МСАВ. Однократная IM инъекция NM2CAB в дозе 45 мг САВэквивалентов/кг самкам NSG мышей также неожиданно демонстрировала концентрации CAB в плазме крови, в четыре раза превышающие PA-IC90, в течение более чем пяти месяцев, что значительно дольше, чем у содержащихся в наносоставе CAB или МСАВ.The hydrophobicity of CAB was significantly improved after derivatization into the prodrug M2CAB. The improved hydrophobicity of M2CAB facilitated the preparation of stable formulations with high drug capacity. Moreover, conversion of CAB to the more hydrophobic M2CAB and formation of nanoparticles significantly improved intracellular drug accumulation compared to nanoformulated CAB or MCAB. Significant improvements in MDM retention and antiretroviral efficacy were also observed for nanoformulated M2CAB compared to nanoformulated CAB or MCAB. A single IM injection of NM2CAB at a dose of 45 mg CAB-equivalents/kg into female NSG mice also unexpectedly demonstrated plasma CAB concentrations four times higher than PA-IC90 for more than five months, significantly longer than nanoformulated CAB or MCAB. .

Пример 2.Example 2.

Современные терапевтические схемы с введением антиретровирусных средств (ARV), которые являются как активными, так и хорошо переносимыми, обеспечивают устойчивое пожизненное подавление вируса иммунодефицита человека первого типа (ВИЧ-1) (Fauci, et al., JAMA (2019), 321:844-845). Тем не менее такой контроль вирусной репликации должен быть связан с соблюдением режима лечения, на что, в свою очередь, оказывает воздействие сопутствующие заболевания, социальная стигматизация, поведение, одновременное применение запрещенных наркотических средств и расходы (Fauci, et al., JAMA (2019), 321:844-845). Тем не менее даже четкое соблюдение ежесуточного приема доз лекарственного средства зачастую приводит к токсичностям лекарственных средств, межлекарственным взаимодействиям и возникновению устойчивости вируса к лекарственному средству. Все схемы применения лекарственных средств не обеспечивают устранение вируса (Dash, et al., Nat. Commun. (2019), 10:2753). Это подчеркивает тот факт, что все методы терапии требуют пожизненного соблюдения режима лечения для устойчивого подавления ВИЧ-1 и ослабления заболевания. Это привело ученых к разработке терапевтических подходов длительного действия (LA). Все они концентрируются на улучшении соблюдения режима лечения и активности лекарственного средства (Gendelman, et al., Trends Microbiol. (2019), 27:593606). Два наиболее активных и приближающихся к клинической апробации Управлением по контролю пищевых продуктов и лекарственных средств США (Food and Drug Administration USA) представляют собой инъекционные LA ARV составы, тогда как имплантируемые устройства с лекарственным средством все еще остаются в процессе разработки (Margolis, et al., Lancet (2017), 390:1499-1510; Taylor, et al., Topics Antiviral Med. (2019), 27:50-68).Current antiretroviral (ARV) therapeutic regimens that are both active and well-tolerated provide sustained, lifelong suppression of human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) (Fauci, et al., JAMA (2019), 321:844 -845). However, such control of viral replication must be linked to treatment adherence, which in turn is influenced by comorbidities, social stigma, behavior, concurrent illicit drug use, and costs (Fauci, et al., JAMA (2019) , 321:844-845). However, even strict adherence to daily drug doses often leads to drug toxicity, drug-drug interactions, and the emergence of viral drug resistance. All drug regimens do not eliminate the virus (Dash, et al., Nat. Commun. (2019), 10:2753). This highlights the fact that all therapies require lifelong adherence to sustained HIV-1 suppression and disease attenuation. This has led scientists to develop long-acting (LA) therapeutic approaches. They all focus on improving treatment adherence and drug potency (Gendelman, et al., Trends Microbiol. (2019), 27:593606). The two most active and approaching clinical approval by the US Food and Drug Administration are injectable LA ARV formulations, while implantable drug devices are still in development (Margolis, et al. , Lancet (2017), 390:1499-1510; Taylor, et al., Topics Antiviral Med. (2019), 27:50-68).

Осуществленные исследования на данный момент показали многообещающие перспективы инъекционного LA состава для широкого применения у людей (Margolis, et al., Lancet (2017), 390:1499-1510; Taylor, et al., Topics Antiviral Med. (2019), 27:50-68; Kerrigan, et al., PloS One (2018), 13:e0190487). Как результат, инъекционные LA наносоставы каботегравира (CAB) и рилпивирина (RPV) в виде комбинации из двух лекарственных средств получат одобрение для ежемесячного введения, вероятно, к концу 2019 года (Margolis, et al., Lancet (2017), 390:1499-1510; Taylor, et al., Topics Antiviral Med. (2019), 27:5068; Kerrigan, et al., PloS One (2018), 13:e0190487). Обе из стратегий антиретровирусной терапии в качестве длительно действующего подавления (Antiretroviral Therapy as Long-Acting Suppression) (ATLAS) и первой инъекционной схемы длительного действия (First Long-Acting Injectable Regimen) (FLAIR) продемонстрировали многообещающую безопасность, эффективность и переносимость (Taylor, et al., Topics Antiviral Med. (2019), 27:50-68). Комплексное лечение подтвердило не меньшую эффективность при сравнении лечения со стандартными схемами с приемом трех пероральных лекарственных средств (Taylor, et al., Topics Antiviral Med. (2019), 27:50-68). Подобным образом, имплантаты с лекарственным средством также продемонстрировали перспективность (Kovarova, et al., Nat. Commun. (2018), 9:4156; Gunawardana, et al., Antimicrob. Agents Chemother. (2015), 59:3913-3919; Flexner, C., Curr. Opin. HIV AIDS (2018), 13:374-380; Barrett, et al., Antimicrob. Agents Chemother. (2018), 62(10):e01058-18.). Тем не менее для обоих подходов существует большое количество ограничений, включающих в себя реакции в местеStudies to date have shown promise for an injectable LA formulation for widespread use in humans (Margolis, et al., Lancet (2017), 390:1499-1510; Taylor, et al., Topics Antiviral Med. (2019), 27: 50-68; Kerrigan, et al., PloS One (2018), 13:e0190487). As a result, injectable LA nanoformulations of cabotegravir (CAB) and rilpivirine (RPV) as a two-drug combination will receive approval for monthly dosing, likely by the end of 2019 (Margolis, et al., Lancet (2017), 390:1499- 1510; Taylor, et al., Topics Antiviral Med. (2019), 27:5068; Kerrigan, et al., PloS One (2018), 13:e0190487). Both Antiretroviral Therapy as Long-Acting Suppression (ATLAS) and First Long-Acting Injectable Regimen (FLAIR) strategies have demonstrated promising safety, efficacy, and tolerability (Taylor, et al. al., Topics Antiviral Med. (2019), 27:50-68). Combination treatment demonstrated noninferiority when compared with standard three oral drug regimens (Taylor, et al., Topics Antiviral Med. (2019), 27:50-68). Likewise, drug implants have also shown promise (Kovarova, et al., Nat. Commun. (2018), 9:4156; Gunawardana, et al., Antimicrob. Agents Chemother. (2015), 59:3913-3919; Flexner, C., Curr. Opin. HIV AIDS (2018), 13:374-380; Barrett, et al., Antimicrob. Agents Chemother. (2018), 62(10):e01058-18.). However, both approaches have many limitations, including in situ reactions.

- 20 046194 инъекции, большие объемы, вводимые инъекцией, частота приема доз, ограниченное проникновение в резервуары вируса (Margolis, et al., Lancet (2017), 390:1499-1510; Markowitz, et al., Lancet HIV (2017), 4:e331-e340; Zhou, et al., Biomaterials (2018), 151:53-65). Более того, эти более новые терапевтические подходы требуют более частого получения услуг медицинского работника либо вследствие обеспечения самих инъекций, либо для осуществления процедур по введению и удалению имплантата. Результаты измерения уровней лекарственного средства в ткани и плазме крови коррелируют с эффективностью LA ARV, которая включает проникновение лекарственного средства в ткани слизистых оболочек, лимфоидные ткани и центральную нервную систему, а также долговременную безопасность. Исходя из степени влияния этих неизвестных факторов, существует неотложная потребность в дополнительных улучшениях в схемах с LA ARV. Любые будущие LA ARV необходимо будет вводить в уменьшенных объемах без системной токсичности. Если это будет достигнуто, схемы с ARV также могут обеспечивать свойства, аналогичные миметикам ARV вакцин. Успех будет обеспечивать предупреждение новых инфекций и снижает новую передачу, и такие свойства могут обеспечивать функциональное излечение ВИЧ-1.- 20 046194 injections, large volumes injected, dose frequency, limited penetration of viral reservoirs (Margolis, et al., Lancet (2017), 390:1499-1510; Markowitz, et al., Lancet HIV (2017), 4:e331-e340; Zhou, et al., Biomaterials (2018), 151:53-65). Moreover, these newer therapeutic approaches require more frequent use of a healthcare provider, either to provide the injections themselves or to perform implant insertion and removal procedures. Results from measuring tissue and plasma drug levels correlate with LA ARV efficacy, which includes drug penetration into mucosal tissues, lymphoid tissues, and the central nervous system, as well as long-term safety. Based on the extent of the influence of these unknown factors, there is an urgent need for additional improvements in LA ARV regimens. Any future LA ARVs will need to be administered in reduced volumes without systemic toxicity. If this is achieved, ARV regimens may also provide properties similar to ARV vaccine mimetics. Success will prevent new infections and reduce new transmission, and such properties may provide a functional cure for HIV-1.

С этой целью были созданы библиотеки LA ARV для спектра антиретровирусных средств (Zhou, et al., Biomaterials (2018), 151:53-65; Hilaire, et al., J. Control Release (2019), 311-312:201-211; Ibrahim, et al., Int. J. Nanomedicine (2019), 14:6231-6247; Lin, et al., Chem. Commun. (Camb) (2018), 54:8371-8374; McMillan, et al., Antimicrob. Agents Chemother. (2017), 62:e01316-17; McMillan, et al., AIDS (2019), 33:585588; Sillman, et al., Nat. Commun. (2018), 9:443; Smith, et al., Biomaterials (2019), 223:119476; Soni, et al., Biomaterials (2019), 222:119441). В данном документе пролекарства CAB создавали с целью продления кажущегося периода полувыведения и антиретровирусных активностей, при этом обеспечивая жесткий контроль гидролиза. Представлен синтез и исчерпывающая физико-химическая характеристика трех пролекарств CAB с линкером с цепью из 14, 18 и 22 углеродов (МСАВ, M2CAB и M3CAB соответственно) с полной оценкой соответствующих наносоставов с ними (NMCAB, NM2CAB и NM3CAB). Эти анализы продолжали предшествующее исследование пролекарства CAB первого поколения - МСАВ (Zhou, et al., Biomaterials (2018), 151:53-65; McMillan, et al., AIDS (2019), 33:585-588). Наносостав с С18, NM2CAB, усиливал поглощение и удержание CAB в моноцитах-макрофагах и демонстрировал при ежемесячном введении долговременную защиту против контрольного заражения ВИЧ-1. NM2CAB обеспечивало концентрации CAB в плазме крови выше концентрации, обеспечивающей 90% ингибирование с учетом связывания с белками (РА-1Сэо), составляющей 166 нг/мл, в течение 52 недель. Это коррелировало с существенными уровнями биораспределения в лимфоидной ткани, ткани слизистых оболочек и кишечника после однократной парентеральной инъекции. Не фиксировали системные неблагоприятные явления. Параллельно измеряемые концентрации лекарственного средства в плазме крови у получавших инъекции лекарственного средства нормальных и иммунодефицитных мышей и макаков-резусов подтверждали устойчивое в течение длительного периода времени высвобождение лекарственного средства в случае профилактических и терапевтических схем. В совокупности результаты указывают на то, что пролекарства можно применять с той же целью, что и профилактическую вакцину против ВИЧ-1.To this end, LA ARV libraries have been generated across the antiretroviral spectrum (Zhou, et al., Biomaterials (2018), 151:53-65; Hilaire, et al., J. Control Release (2019), 311-312:201- 211; Ibrahim, et al., Int. J. Nanomedicine (2019), 14:6231-6247; Lin, et al., Chem. Commun. (Camb) (2018), 54:8371-8374; McMillan, et al. ., Antimicrob. Agents Chemother. (2017), 62:e01316-17; McMillan, et al., AIDS (2019), 33:585588; Sillman, et al., Nat. Commun. (2018), 9:443; Smith, et al., Biomaterials (2019), 223:119476; Soni, et al., Biomaterials (2019), 222:119441). Herein, CAB prodrugs were designed to prolong the apparent half-life and antiretroviral activities while providing tight control of hydrolysis. The synthesis and comprehensive physicochemical characterization of three CAB prodrugs with 14-, 18-, and 22-carbon linker chains (MCAB, M2CAB, and M3CAB, respectively) are presented, with full evaluation of the corresponding nanoformulations with them (NMCAB, NM2CAB, and NM3CAB). These analyzes continued previous research on the first generation CAB prodrug MCAB (Zhou, et al., Biomaterials (2018), 151:53-65; McMillan, et al., AIDS (2019), 33:585-588). The C18 nanoformulation, NM2CAB, enhanced the uptake and retention of CAB in monocyte-macrophages and demonstrated long-term protection against HIV-1 challenge when administered monthly. NM2CAB provided plasma CAB concentrations above the 90% protein binding inhibition concentration (PA-1C eo ) of 166 ng/mL for 52 weeks. This correlated with significant levels of biodistribution in lymphoid, mucosal and intestinal tissues after a single parenteral injection. Systemic adverse events were not recorded. Concurrently measured plasma drug concentrations in drug-injected normal and immunodeficient mice and rhesus monkeys confirmed sustained drug release over long periods of time in prophylactic and therapeutic regimens. Taken together, the results indicate that prodrugs can be used for the same purpose as a prophylactic HIV-1 vaccine.

Материалы и методы.Materials and methods.

Реактивы.Reagents.

CAB приобретали у ВОС sciences (Ширли, Нью-Йорк, США). Пиридин, диметилформамид (DMF), ^^диизопропилэтиламин (DIEA), миристоилхлорид, стеароилхлорид, бегеновую кислоту, полоксамер 407 (Р407), ципрофлоксацин, 3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-дифенилтетразолия бромид (МТТ), диметилсульфоксид (DMSO), параформальдегид (PFA) и 3,3'-диаминобензидин (DAB) приобретали у Sigma-Aldrich (Сент-Луис, Миссури). Диэтиловый эфир, этилацетат, гексаны, ацетонитрил (ACN), метанол, воду с классом чистоты, подходящим для LC-MS, воду с классом чистоты, подходящим для культивирования клеток (не содержащую эндотоксинов), гентамицин, одноосновный фосфат калия (KH2PO4), бычий сывороточный альбумин (BSA), Triton™ X-100 и реактив TRIzol® приобретали у Fisher Scientific (Хамптон, Нью-Гемпшир, США). Моноклональное мышиное антитело к человеческому белку р24 ВИЧ-1 (клон Kal-1) и конъюгированное с HRP на основе полимера вторичное антитело к мышиному антителу EnVision™+ приобретали у Dako (Карпинтерия, Калифорния, США). Инактивированную нагреванием объединенную человеческую сыворотку приобретали у Innovative Biologies (Херндон, Виргиния, США). Среду Игла в модификации Дульбекко (DMEM) приобретали у Corning Life Sciences (Тьюксбери, Массачусетс, США).CAB was purchased from BOC sciences (Shirley, New York, USA). Pyridine, dimethylformamide (DMF), ^^diisopropylethylamine (DIEA), myristoyl chloride, stearoyl chloride, behenic acid, poloxamer 407 (P407), ciprofloxacin, 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide ( MTT), dimethyl sulfoxide (DMSO), paraformaldehyde (PFA), and 3,3′-diaminobenzidine (DAB) were purchased from Sigma-Aldrich (St. Louis, MO). Diethyl ether, ethyl acetate, hexanes, acetonitrile (ACN), methanol, LC-MS grade water, cell culture grade water (endotoxin free), gentamicin, monobasic potassium phosphate (KH2PO4), bovine serum albumin (BSA), Triton™ X-100, and TRIzol® reagent were purchased from Fisher Scientific (Hampton, NH, USA). Mouse monoclonal antibody to human HIV-1 p24 protein (clone Kal-1) and polymer-based HRP-conjugated secondary antibody EnVision™ + were purchased from Dako (Carpinteria, CA, USA). Heat-inactivated pooled human serum was purchased from Innovative Biologies (Herndon, VA, USA). Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) was purchased from Corning Life Sciences (Tewksbury, MA, USA).

Синтез и характеристика пролекарств CAB.Synthesis and characterization of CAB prodrugs.

Серию из трех пролекарств синтезировали посредством эстерификации по 10-гидроксильной группе на CAB с получением на выходе липофильных пролекарств с линкерами из 14, 18 и 22 углеродов, названных МСАВ, M2CAB и M3CAB. Вначале CAB высушивали от безводного пиридина, а затем суспендировали в безводном DMF. Смесь охлаждали до 0°С в атмосфере аргона. DIEA (2 эквивалента) применяли для депротонирования 10-гидроксильной группы CAB, который в дальнейшем подвергали реакции с 2 экв. миристоилхлорида или стеароилхлорида в течением 24 ч с получением МСАВ или M2CAB соответственно. Синтез M3CAB представлял собой двухстадийный процесс. На первой стадии бегенилхлоA series of three prodrugs were synthesized by esterification at the 10-hydroxyl group on CAB, yielding lipophilic prodrugs with 14-, 18-, and 22-carbon linkers, named MCAB, M2CAB, and M3CAB. CAB was first dried from anhydrous pyridine and then suspended in anhydrous DMF. The mixture was cooled to 0°C in an argon atmosphere. DIEA (2 equivalents) was used to deprotonate the 10-hydroxyl group of CAB, which was further reacted with 2 equiv. myristoyl chloride or stearoyl chloride for 24 hours to obtain MCAB or M2CAB, respectively. The synthesis of M3CAB was a two-step process. At the first stage, behenylchlo

- 21 046194 рид синтезировали посредством хлорирования карбоксильной группы бегеновой кислоты в безводном хлороформе с применением 4 экв. тионилхлорида. CAB, высушенный от безводного пиридина и ресуспендированный в безводном DMF в присутствии 4 экв. триэтиламина, в дальнейшем добавляли к бегенилхлориду в DMF при температуре 0°С в атмосфере аргона с последующим нагреванием реакционной смеси до 50°С в течение 24 ч. Все получаемые в результате пролекарства подвергали очистке с помощью колоночной хроматографии на силикагеле с применением первоначальной подвижной фазы в виде смеси этилацетат:гексаны в соотношении 4:1 для первоначальных фракций, а затем с применением смеси этилацетаггексаны в соотношении 9:1 для остальной части. Наконец, пролекарства осаждали и промывали в диэтиловом эфире, сушили в вакууме с получением белого порошка со средним выходом, составляющим 85-95%. Успешный синтез пролекарств подтверждали по спектрам ядерного магнитного резонанса протонов и углерода (1Н и 13С ЯМР), которые записывали с помощью инструмента Bruker Avance-III HD (Биллерика, Массачусетс, США), работающего при 500 МГц, напряженности магнитного поля 11,7 Тл. Анализ с преобразованием Фурье в инфракрасной области (FT-IR) осуществляли с помощью универсального метода спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения (UATR) на Spectrum Two (PerkinElmer, Уолтем, Массачусетс, США). Сравнительные кристаллографические анализы CAB и пролекарств с помощью порошковой рентгеновской дифракции (XRD) осуществляли в диапазоне углов 2θ 2-70° со скоростью 1°/с с применением дифрактометра PANalytical Empyrean (PANalytical Inc., Вестборо, Массачусетс, США) с использованием Cu-Κα излучения (1,5418 А) с настройками напряжения 40 кВ, силы тока 45 мА. Молекулярную массу определяли посредством прямого вливания в масс-спектрометр Waters TQD.- 21 046194 read was synthesized by chlorination of the carboxyl group of behenic acid in anhydrous chloroform using 4 eq. thionyl chloride. CAB, dried from anhydrous pyridine and resuspended in anhydrous DMF in the presence of 4 eq. triethylamine was further added to behenyl chloride in DMF at 0°C under argon followed by heating the reaction mixture to 50°C for 24 hours. All resulting prodrugs were purified by silica gel column chromatography using the original mobile phase in in the form of a mixture of ethyl acetate: hexanes in a ratio of 4:1 for the initial fractions, and then using a mixture of ethyl acetate hexanes in a ratio of 9:1 for the rest. Finally, the prodrugs were precipitated and washed in diethyl ether, dried in vacuum to obtain a white powder with an average yield of 85-95%. Successful synthesis of prodrugs was confirmed by nuclear magnetic resonance spectra of protons and carbon ( 1H and 13C NMR), which were recorded using a Bruker Avance-III HD instrument (Billerica, MA, USA), operating at 500 MHz, magnetic field strength 11.7 Tl. Fourier transform infrared (FT-IR) analysis was performed using a universal attenuated total internal reflection (UATR) spectroscopy method on a Spectrum Two (PerkinElmer, Waltham, MA, USA). Comparative crystallographic analyzes of CAB and prodrugs by powder X-ray diffraction (XRD) were carried out in the 2θ angle range of 2-70° at a rate of 1°/s using a PANalytical Empyrean diffractometer (PANalytical Inc., Westboro, MA, USA) using Cu-Κα radiation (1.5418 A) with voltage settings of 40 kV, current 45 mA. Molecular weight was determined by direct infusion into a Waters TQD mass spectrometer.

Количественное определение CAB, MCAB, M2CAB и M3CAB с помощью UPLC-UV/Vis.Quantification of CAB, MCAB, M2CAB and M3CAB by UPLC-UV/Vis.

Систему для сверхэффективной жидкостной хроматографии Waters ACQUITY (UPLC) H-Class с TUV детектором и программное обеспечение Empower 3 (Милфорд, Массачусетс, США) применяли для измерения концентраций лекарственных средств. Образцы CAB, MCAB, M2CAB и M3CAB разделяли на 5 мкм С18 колонке Phenomenex Kinetex (150x4,6 мм) (Торранс, Калифорния, США). CAB выявляли при длине волны 254 нм с применением подвижной фазы, состоящей из 65% 50 мМ одноосновного фосфата калия (KH2PO4), pH3,2, и 35% ацетонитрила (ACN), и при скорости потока, составляющей 1,0 мл/мин. MCAB, M2CAB и M3CAB выявляли при длине волны 230 нм с применением подвижной фазы, состоящей из 90% ACN и 10% воды, 95% ACN и 5% воды, 98% ACN и 2% воды, соответственно, и при скорости потока, составляющей 1,0 мл/мин. Содержание лекарственного средства определяли относительно площадей пиков у стандартов лекарственных средств (0,05-50 мкг/мл) в метаноле.A Waters ACQUITY H-Class ultra-performance liquid chromatography (UPLC) system with TUV detector and Empower 3 software (Milford, MA, USA) was used to measure drug concentrations. Samples CAB, MCAB, M2CAB and M3CAB were separated on a Phenomenex Kinetex 5 µm C18 column (150 x 4.6 mm) (Torrance, CA, USA). CAB was detected at 254 nm using a mobile phase consisting of 65% 50 mM potassium phosphate monobasic (KH 2 PO 4 ), pH3.2, and 35% acetonitrile (ACN) and a flow rate of 1.0 ml /min. MCAB, M2CAB and M3CAB were detected at a wavelength of 230 nm using a mobile phase consisting of 90% ACN and 10% water, 95% ACN and 5% water, 98% ACN and 2% water, respectively, and at a flow rate of 1.0 ml/min. Drug content was determined relative to the peak areas of drug standards (0.05-50 μg/ml) in methanol.

Измерения растворимости состава лекарственного средства в воде.Measuring the solubility of a drug formulation in water.

Растворимость CAB, MCAB, M2CAB и M3CAB в воде класса optima определяли посредством добавления избытка порошка лекарственного средства или пролекарства в 1 мл воды с получением насыщенного водного раствора. Смесь перемешивали в течение 24 ч при комнатной температуре. В дальнейшем раствор центрифугировали при 14000 об/мин в течение 10 мин для осаждения нерастворенного порошка. Супернатант собирали, лиофилизировали и растворяли в метаноле для анализа содержания лекарственного средства с помощью UPLC UV/Vis.The solubility of CAB, MCAB, M2CAB and M3CAB in optima water was determined by adding excess drug or prodrug powder to 1 ml of water to obtain a saturated aqueous solution. The mixture was stirred for 24 hours at room temperature. Subsequently, the solution was centrifuged at 14,000 rpm for 10 min to precipitate the undissolved powder. The supernatant was collected, lyophilized, and dissolved in methanol for drug content analysis by UPLC UV/Vis.

Химическая стабильность.Chemical stability.

Определяли стабильность MCAB, M2CAB и M3CAB в кислых (pH 1), основных (pH 11) и нейтральных (pH 7) условиях при комнатной температуре и повышенной температуре (37°С). Маточный раствор каждого пролекарства готовили в DMSO в концентрации 1 мг/мл. Для анализов в кислых, основных и нейтральных условиях 100 мкл маточного раствора каждого пролекарства добавляли к 1900 мкл 0,1 М HCl, 0,1 М NaOH или воды класса optima (pH доводили до 7), соответственно. Образцы затем инкубировали в условиях комнатной температуре и при температуре 40°С при встряхивании (шейкеринкубатор innova® 42, 150 об/мин). Образцы извлекали через 0, 2, 4, 8 и 24 ч и хранили при температуре -80°С. Затем образцы анализировали в отношении содержания лекарственного средства с помощью UPLC-UV/Vis.The stability of MCAB, M2CAB and M3CAB was determined under acidic (pH 1), basic (pH 11) and neutral (pH 7) conditions at room temperature and elevated temperature (37°C). A stock solution of each prodrug was prepared in DMSO at a concentration of 1 mg/mL. For assays under acidic, basic, and neutral conditions, 100 μL of each prodrug stock solution was added to 1900 μL of 0.1 M HCl, 0.1 M NaOH, or optima grade water (pH adjusted to 7), respectively. The samples were then incubated at room temperature and at 40°C with shaking (innova® 42 shaker, 150 rpm). Samples were removed after 0, 2, 4, 8 and 24 hours and stored at -80°C. The samples were then analyzed for drug content using UPLC-UV/Vis.

Кинетические характеристики гидролитического расщепления лекарственного средства в плазме крови.Kinetic characteristics of hydrolytic cleavage of a drug in blood plasma.

Кинетические характеристики гидролиза МСАВ, M2CAB и M3CAB и соответствующее высвобождение активного лекарственного средства определяли в плазме крови от различных видов (мышь, крыса, кролик, обезьяна, собака и человек). МСАВ, M2CAB или M3CAB (1 мкМ) инкубировали в 100 мкл плазмы крови при 37°С. В различные моменты времени 1 мл подкисленного метанола (0,1% муравьиной кислотой и 25 мМ формиатом аммония во избежание дополнительного гидролиза пролекарства) добавляли к каждому образцу и перемешивали на вихревой мешалке в течение 3 мин для остановки реакции. В момент времени 0 мин в 100 мкл ледяной плазмы крови вносили маточный раствор пролекарства и немедленно добавляли 1 мл ледяного подкисленного метанола. После добавления метанола образцы центрифугировали при 15000xg в течение 10 мин и собранный супернатант анализировали в отношении содержания лекарственного средства с помощью UPLC-MS/MS (Waters Xevo TQ-XS).The hydrolysis kinetics of MCAB, M2CAB and M3CAB and the corresponding active drug release were determined in plasma from different species (mouse, rat, rabbit, monkey, dog and human). MCAB, M2CAB, or M3CAB (1 μM) were incubated in 100 μl of blood plasma at 37°C. At various time points, 1 mL of acidified methanol (0.1% formic acid and 25 mM ammonium formate to avoid additional hydrolysis of the prodrug) was added to each sample and vortexed for 3 min to stop the reaction. At time 0 min, a stock solution of the prodrug was added to 100 μl of ice-cold blood plasma, and 1 ml of ice-cold acidified methanol was immediately added. After addition of methanol, samples were centrifuged at 15,000xg for 10 min and the collected supernatant was analyzed for drug content using UPLC-MS/MS (Waters Xevo TQ-XS).

- 22 046194- 22 046194

Синтез и характеристика наночастиц.Synthesis and characterization of nanoparticles.

Наносоставы исходного CAB (NCAB) и его пролекарств (NMCAB, NM2CAB и NM3CAB) получали с помощью гомогенизации высокого давления с применением поверхностно-активного вещества полоксамера 407 (Р407). Лекарственное средство/пролекарство и Р407 предварительно смешивали (10:1 мас./мас.) в не содержащей эндотоксины воде в течение 24 ч в диапазоне концентраций 2-20% (мас./об.) лекарственного средства/пролекарства и 0,2-2 мас./об. Р407. Предварительную смесь подвергали дополнительной гомогенизации с применением гомогенизатора высокого давления Avestin EmulsiFlex-С3 (Оттава, Онтарио, Канада) при ~18000 фунтов/кв. дюйм с получением однородных нанокристаллов с желаемым размером частиц. Наночастицы подвергали характеристике в отношении размера частиц (Deff), коэффициента полидисперсности (PDI) и дзета-потенциала с помощью динамического светорассеяния (DLS) с применением инструмента Malvern Nano-ZS (Вустершир, Великобритания). Стабильность наносоставов отслеживали при температуре 4, 25 и 37°С в течение 3 месяцев. Содержание лекарственного средства/пролекарства в наносоставе измеряли посредством растворения наносостава в метаноле (диапазон кратности разведения: 1000-10000) и подвергали анализу с помощью UPLC UV/Vis. Следующее уравнение применяли для расчета эффективности инкапсулирования:Nanoformulations of parent CAB (NCAB) and its prodrugs (NMCAB, NM2CAB, and NM3CAB) were prepared by high-pressure homogenization using the surfactant poloxamer 407 (P407). Drug/prodrug and P407 were premixed (10:1 w/w) in endotoxin-free water for 24 h at a concentration range of 2-20% (w/v) drug/prodrug and 0.2- 2 w/v P407. The premix was further homogenized using an Avestin EmulsiFlex-C3 high pressure homogenizer (Ottawa, ON, Canada) at ~18,000 psi. inch to obtain uniform nanocrystals with the desired particle size. Nanoparticles were characterized for particle size (Deff), polydispersity index (PDI) and zeta potential by dynamic light scattering (DLS) using a Malvern Nano-ZS instrument (Worcestershire, UK). The stability of the nanoformulations was monitored at temperatures of 4, 25 and 37°C for 3 months. The drug/prodrug content of the nanoformulation was measured by dissolving the nanoformulation in methanol (dilution range: 1000-10000) and analyzed by UPLC UV/Vis. The following equation was used to calculate encapsulation efficiency:

Эффективность инкапсулирования (%)=(масса лекарственного средства в составе/исходная масса добавленного лекарственного средства)х100.Encapsulation efficiency (%) = (weight of drug in the composition/initial weight of added drug) x 100.

Морфологию наночастиц оценивали с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM). Наночастицы фиксировали в растворе 2% глутарового альдегида, 2% параформальдегида в 0,1 М фосфатном буфере Соренсена (pH 7,2) при температуре 4°С в течение 24 ч и подвергали обработке для визуализации. Кратко, наносуспензии сушили на воздухе на покровном стекле, смонтированном на столике для SEM-образца и методом напыления покрывали примерно 50 нм сплава золота/палладия. Образцы анализировали с применением сканирующего электронного микроскопа FEI Quanta 200 (Хиллсборо, Орегон, США), который работал при напряжении 5,0 кВ (Sillman, et al., Nat. Commun. (2018), 9:443).The morphology of the nanoparticles was assessed using scanning electron microscopy (SEM). Nanoparticles were fixed in a solution of 2% glutaraldehyde, 2% paraformaldehyde in 0.1 M Sorensen's phosphate buffer (pH 7.2) at 4°C for 24 h and processed for visualization. Briefly, nanosuspensions were air-dried on a coverslip mounted on an SEM sample stage and sputter-coated with approximately 50 nm of gold/palladium alloy. Samples were analyzed using an FEI Quanta 200 scanning electron microscope (Hillsboro, OR, USA) operated at 5.0 kV (Sillman, et al., Nat. Commun. (2018), 9:443).

Человеческие макрофаги, полученные из моноцитов (MDM).Human monocyte-derived macrophages (MDM).

Человеческие моноциты получали посредством лейкафереза от серонегативных по ВИЧ-1/2 и гепатиту В доноров, а затем очищали с помощью противоточного элютриационного центрифугирования (Gendelman, et al., J. Exper. Med. (1988), 167:1428-1441). Моноциты культивировали в среде DMEM, содержащей 4,5 г/л глюкозы, L-глутамин и пируват натрия и дополненной 10% инактивированной нагреванием человеческой сыворотки, 50 мкг/мл гентамицина и 10 мкг/мл ципрофлоксацина. Клетки поддерживали при 37°С в инкубаторе с 5% CO2. Рекомбинантный человеческий макрофагальный колониестимулирующий фактор (MCSF, 1000 Ед./мл) добавляли в среду культивирования в течение первых 7 суток для облегчения дифференцировки макрофагов, полученных из моноцитов (MDM). Половину объема среды культивирования заменяли на свежую среду раз в двое суток. После дифференцировки MDM использовали для следующих in vitro анализов.Human monocytes were obtained by leukapheresis from HIV-1/2 and hepatitis B seronegative donors and then purified by countercurrent elutriation centrifugation (Gendelman, et al., J. Exper. Med. (1988), 167:1428-1441). Monocytes were cultured in DMEM containing 4.5 g/L glucose, L-glutamine, and sodium pyruvate and supplemented with 10% heat-inactivated human serum, 50 μg/mL gentamicin, and 10 μg/mL ciprofloxacin. Cells were maintained at 37°C in a 5% CO2 incubator. Recombinant human macrophage colony-stimulating factor (MCSF, 1000 U/ml) was added to the culture medium for the first 7 days to facilitate differentiation of monocyte-derived macrophages (MDM). Half the volume of the cultivation medium was replaced with fresh medium every two days. After differentiation, MDMs were used for the following in vitro assays.

Анализ цитотоксичности.Cytotoxicity assay.

Жизнеспособность клеток после обработки наночастицами оценивали посредством осуществления МТТ анализа. Человеческие MDM, высеянные на 96-луночные планшеты с плотностью 0,08х106 клеток на лунку, подвергали обработке 10, 25, 50, 100, 200 или 400 мкМ NCAB, NMCAB, NM2CAB или NM3CAB в течение 24 ч. Необработанные клетки использовали в качестве контролей. Для каждой группы образцы присутствовали в трех параллелях. Клетки промывали PBS и инкубировали с раствором МТТ (5 мг/мл) в количестве 100 мкл/лунка в течение 45 мин при 37°С. После инкубирования раствор МТТ удаляли и клетки промывали PBS. Затем 200 мкл DMSO добавляли в каждую лунку, и спектральную поглощающую способность измеряли при длине волны 490 нм на планшет-ридере Molecular Devices SpectraMax® M3 с использованием программного обеспечения SoftMax Pro 6.2 (Саннивейл, Калифорния, США).Cell viability after treatment with nanoparticles was assessed by performing the MTT assay. Human MDMs seeded in 96-well plates at a density of 0.08 x 10 6 cells per well were treated with 10, 25, 50, 100, 200, or 400 μM NCAB, NMCAB, NM2CAB, or NM3CAB for 24 h. Untreated cells were used as controls. For each group, samples were present in three parallels. Cells were washed with PBS and incubated with MTT solution (5 mg/ml) in an amount of 100 μl/well for 45 min at 37°C. After incubation, the MTT solution was removed and the cells were washed with PBS. 200 μL of DMSO was then added to each well and absorbance was measured at 490 nm on a Molecular Devices SpectraMax® M3 plate reader using SoftMax Pro 6.2 software (Sunnyvale, CA, USA).

Исследования поглощения, удержания и высвобождения частиц лекарственного средства из MDM.Studies on the uptake, retention and release of drug particles from MDM.

Исследования поглощения и удержания MDM осуществляли в прозрачных плоскодонных 12-луночных планшетах с плотностью 1,0х106 клеток/лунку, причем обработку в каждой группе осуществляли в трех параллелях. Для исследований клеточного поглощения MDM подвергали обработке 100 мкМ NCAB, NMCAB, NM2CAB или NM3CAB. MDM собирали через 2, 4, 8 и 24 ч после обработки для измерения внутриклеточных уровней лекарственного средства и пролекарства. Для исследований удержания MDM подвергали обработке 100 мкМ NCAB, NMCAB, NM2CAB или NM3CAB в течение 8 ч, а затем промывали дважды фосфатно-буферным солевым раствором (PBS). Добавляли свежую среду культивирования и половину объема среды заменяли раз в двое суток. MDM собирали через 1, 5, 10, 15, 20, 25 и 30 суток для анализа внутриклеточных концентраций лекарственного средства и пролекарства. Для обоих исследований в начальные моменты времени прикрепленные MDM дважды промывали PBS. Затем клетки соскабливали в PBS и подсчитывали с применением автоматизированного счетчика клеток Invitrogen Countess™ (Карлсбад, Калифорния, США). Суспензию клеток в PBS центрифугировали при 3000 об/мин в течение 8 мин при температуре 4°С. Полученные клеточные осадки подвергали ультразвуковой обработке в 200 мкл метанола с применением зондового устройства для ультразвуковой обработки с цеMDM uptake and retention studies were carried out in clear flat-bottomed 12-well plates at a density of 1.0 x 10 6 cells/well, with treatments in each group carried out in triplicate. For cellular uptake studies, MDMs were treated with 100 μM NCAB, NMCAB, NM2CAB, or NM3CAB. MDMs were collected at 2, 4, 8, and 24 h post-treatment to measure intracellular drug and prodrug levels. For retention studies, MDMs were treated with 100 μM NCAB, NMCAB, NM2CAB, or NM3CAB for 8 h and then washed twice with phosphate-buffered saline (PBS). Fresh culture medium was added and half the volume of medium was replaced every two days. MDMs were collected after 1, 5, 10, 15, 20, 25, and 30 days to analyze intracellular drug and prodrug concentrations. For both studies, at the initial time points, attached MDMs were washed twice with PBS. Cells were then scraped into PBS and counted using an Invitrogen Countess™ automated cell counter (Carlsbad, CA, USA). The cell suspension in PBS was centrifuged at 3000 rpm for 8 min at 4°C. The resulting cell pellets were sonicated in 200 μl of methanol using a sonication probe with ce

- 23 046194 лью экстрагирования внутриклеточного лекарственного средства. Полученные в результате образцы центрифугировали при 20000xg в течение 10 мин при температуре 4°С с целью отделения клеточного дебриса от содержащего лекарственное средство супернатанта. Образцы подвергали дальнейшему анализу в отношении содержания лекарственного средства и пролекарства с помощью UPLC-UV/Vis. Для исследований высвобождения среду культивирования в моменты времени, аналогичные используемым в исследовании удержания, собирали для количественного определения лекарственного средства и пролекарства, высвобождаемых MDM. Среду культивирования смешивали с метанолом для осаждения нерастворимых компонентов в среде культивирования и для экстрагирования лекарственного средства и пролекарства. Смесь центрифугировали при 17000xg в течение 10 мин при температуре 4°С с целю отделения нерастворимого осадка. Супернатант переносили в новые пробирки с целью высушивания в центрифужном вакуумном концентраторе. Высушенное содержимое суспендировали в метаноле для дальнейшего анализа с помощью UPLC-UV/Vis.- 23 046194 pour extraction of intracellular drugs. The resulting samples were centrifuged at 20,000xg for 10 min at 4°C to separate cellular debris from the drug-containing supernatant. The samples were further analyzed for drug and prodrug content using UPLC-UV/Vis. For release studies, culture media at time points similar to those used in the retention study were collected to quantify drug and prodrug released by MDMs. The culture medium was mixed with methanol to precipitate insoluble components in the culture medium and to extract the drug and prodrug. The mixture was centrifuged at 17,000xg for 10 min at 4°C to separate the insoluble sediment. The supernatant was transferred to new tubes for drying in a centrifugal vacuum concentrator. The dried contents were suspended in methanol for further analysis by UPLC-UV/Vis.

Характеристика частиц с помощью трансмиссионной электронной микроскопии (ТЕМ).Particle characterization using transmission electron microscopy (TEM).

MDM обрабатывали NCAB, NMCAB, NM2CAB или NM3CAB в концентрации 100 мкМ в течение 8 ч, а затем дважды промывали PBS. Добавляли свежую среду культивирования и половину объема среды заменяли раз в двое суток. Жидкости супернатанта из культуры MDM собирали через 0, 15 и 30 суток после обработки частицами лекарственного средства и анализировали с помощью ТЕМ для визуализации внутриклеточных наночастиц. В день 0 клетки собирали сразу после обработки продолжительностью 8 ч. В указанные моменты времени клетки промывали, соскабливали в PBS, осаждали при 3000 об/мин в течение 8 мин при комнатной температуре и фиксировали в растворе 2% глутарового альдегида, 2% параформальдегида в 0,1 М фосфатном буфере Соренсена (pH 6,2). Каплю фиксированной клеточной суспензии помещали на медную сетку с размером ячеек 200 меш на формвар/монооксид кремния и им позволяли осесть в течение 2 мин. Избыточный раствор убирали тампоном и позволяли образцу высохнуть. Каплю ванадиевого красителя NanoVan для отрицательного окрашивания помещали на сетку в течение 1 мин, затем убирали тампоном и позволяли образцу высохнуть. Сетки оценивали на трансмиссионном электронном микроскопе FEI Tecnai G2 Spirit TWIN (Хиллсборо, Орегон, США), который работал при напряжении 80 кВ. Изображения получали в цифровом формате с использованием цифровой системы визуализации АМТ (Вуберн, Массачусетс, США) (Sillman, et al., Nat. Commun. (2018), 9:443).MDMs were treated with NCAB, NMCAB, NM2CAB, or NM3CAB at 100 μM for 8 h and then washed twice with PBS. Fresh culture medium was added and half the volume of medium was replaced every two days. Supernatant fluids from the MDM culture were collected 0, 15, and 30 days after drug particle treatment and analyzed by TEM to visualize intracellular nanoparticles. On day 0, cells were harvested immediately after the 8 h treatment. At the indicated time points, cells were washed, scraped in PBS, pelleted at 3000 rpm for 8 min at room temperature, and fixed in 2% glutaraldehyde, 2% paraformaldehyde in 0 .1 M Sorensen's phosphate buffer (pH 6.2). A drop of the fixed cell suspension was placed on a 200 mesh formvar/silica copper grid and allowed to settle for 2 min. Excess solution was removed with a swab and the sample was allowed to dry. A drop of NanoVan vanadium negative stain was placed on the grid for 1 min, then swabbed away and the sample was allowed to dry. Grids were evaluated on a FEI Tecnai G2 Spirit TWIN transmission electron microscope (Hillsboro, OR, USA) operated at 80 kV. Images were acquired digitally using the AMT Digital Imaging System (Wooburn, MA, USA) (Sillman, et al., Nat. Commun. (2018), 9:443).

Инфицирование ВИЧ-1 и измерение активности обратной транскриптазы (RT) в жидкостях от инфицированных клеток.HIV-1 infection and measurement of reverse transcriptase (RT) activity in fluids from infected cells.

MDM высевали в прозрачные плоскодонные 24-луночные планшеты с плотностью, составляющей 0,8x106 клеток/лунка. MDM обрабатывали 100 мкМ NCAB, NMCAB, NM2CAB или NM3CAB в течение 8 ч. После обработки клетки промывали PBS и культивировали в свежей среде культивирования с заменой половины объема среды раз в двое суток. Через 1, 5, 10, 15, 20, 25 и 30 суток после обработки клетки инфицировали ВИЧ-IADA (штамм вируса, проявляющий тропизм в отношении макрофагов) с показателем множественности инфицирования (MOI) 0,1 инфекционных частиц на клетку в течение 16 ч. После периода инфицирования MDM промывали PBS и пополняли свежей средой. Клетки культивировали в течение следующих десяти суток с заменой половины объема среды раз в двое суток и полной заменой среды на 8-е сутки. Среду культивирования собирали на 10-е сутки после инфицирования для измерения активности RT ВИЧ-1 (Kalter, et al., J. Immunol. (1991), 146:3396-3404; Nowacek, et al., J. Neuroimmune Pharm. (2010), 5:592-601). Показатель инфицирования был выражен в виде процента от активности RT в инфицированных MDM, которые не подвергали обработке. Клетки фиксировали в 2% PFA и экспрессию антигена р24 ВИЧ-1 определяли с помощью иммуноцитохимического окрашивания (Nowacek, et al., J. Neuroimmune Pharm. (2010), 5:592-601).MDMs were seeded in clear flat-bottomed 24-well plates at a density of 0.8 x 106 cells/well. MDMs were treated with 100 μM NCAB, NMCAB, NM2CAB, or NM3CAB for 8 h. After treatment, cells were washed with PBS and cultured in fresh culture medium, replacing half the volume of medium every two days. At 1, 5, 10, 15, 20, 25, and 30 days after treatment, cells were infected with HIV-IADA (a virus strain exhibiting tropism for macrophages) at a multiplicity of infection (MOI) of 0.1 infectious particles per cell for 16 h. After the infection period, MDMs were washed with PBS and replenished with fresh medium. The cells were cultured for the next ten days, replacing half the volume of medium every two days and completely replacing the medium on the 8th day. Culture medium was collected on day 10 postinfection to measure HIV-1 RT activity (Kalter, et al., J. Immunol. (1991), 146:3396-3404; Nowacek, et al., J. Neuroimmune Pharm. ( 2010), 5:592-601). The infection rate was expressed as a percentage of RT activity in infected MDMs that were not treated. Cells were fixed in 2% PFA and HIV-1 p24 antigen expression was determined by immunocytochemical staining (Nowacek, et al., J. Neuroimmune Pharm. (2010), 5:592-601).

Анализ полумаксималъной эффективной концентрации (EC50).Analysis of half-maximal effective concentration (EC 50 ).

MDM высевали в прозрачные плоскодонные 96-луночные планшеты (0,08x106 клеток/лунка). Клетки подвергали обработке лекарственными средствами в диапазоне концентраций 0,01-1000 нМ CAB, МСАВ, M2CAB, M3CAB, NCAB, NMCAB, NM2CAB или NM3CAB в течение 1 ч перед инфицированием ВИЧ-Iada (MOI составляет 0,1 инфекционных частиц на клетку) в течение 4 ч. После 4 ч контрольного заражения вирусом клетки промывали и добавляли свежую среду, содержащую лекарственное средство (0,1-1000 нМ). Впоследствии клеточные супернатанты собирали спустя 10 суток и подвергали анализу в отношении активности RT ВИЧ-1, как описано выше.MDMs were seeded in clear flat-bottomed 96-well plates (0.08 x 106 cells/well). Cells were treated with drug concentrations ranging from 0.01–1000 nM CAB, MCAB, M2CAB, M3CAB, NCAB, NMCAB, NM2CAB, or NM3CAB for 1 h before infection with HIV-Iada (MOI of 0.1 infectious particles per cell) at for 4 hours. After 4 hours of control infection with the virus, the cells were washed and fresh medium containing the drug (0.1-1000 nM) was added. Subsequently, cell supernatants were collected after 10 days and analyzed for HIV-1 RT activity as described above.

Поглощение наночастиц в CD4+ Т-клетки при использовании CEM-ss клеток в качестве стандартов.Nanoparticle uptake into CD4+ T cells using CEM-ss cells as standards.

CEM-ss CD4+ Т-клетки суспендировали в RPMI, дополненной 10% фетальной бычьей сыворотки, 100 Ед./мл пенициллина и 100 мкг/мл стрептомицина. Клеточную суспензию (1 мл/лунка) добавляли в прозрачные плоскодонные 12-луночные планшеты, предварительно покрытые раствором поли-Ь-лизина (500 мкг/мл в дистиллированной воде) в течение 1 ч. После прикрепления к поверхности лунок клетки подвергали обработке 25 мкМ NCAB, NMCAB, NM2CAB или NM3CAB. Через 2, 4 и 8 ч клетки промывали и соскабливали в PBS. Клеточную суспензию центрифугировали при 200xg в течение 5 мин и внутриклеточные концентрации лекарственного средства и пролекарства количественно определяли с помощью масс-спектрометра Waters TQD. Поглощение наночастиц в линию CEM-ss CD4+ Т-клеток подтверCEM-ss CD4+ T cells were suspended in RPMI supplemented with 10% fetal bovine serum, 100 U/ml penicillin, and 100 μg/ml streptomycin. The cell suspension (1 ml/well) was added to transparent flat-bottomed 12-well plates, pre-coated with a solution of poly-L-lysine (500 μg/ml in distilled water) for 1 hour. After attachment to the surface of the wells, the cells were treated with 25 μM NCAB , NMCAB, NM2CAB or NM3CAB. After 2, 4, and 8 h, cells were washed and scraped in PBS. The cell suspension was centrifuged at 200xg for 5 min and intracellular drug and prodrug concentrations were quantified using a Waters TQD mass spectrometer. Uptake of nanoparticles into the CEM-ss CD4+ T cell line was confirmed

- 24 046194 ждали посредством визуализации с помощью ТЕМ после 8 ч обработки в концентрации 25 мкМ. Обработка образцов для визуализации с помощью ТЕМ описана выше.- 24 046194 was expected by TEM imaging after 8 hours of treatment at a concentration of 25 µM. Sample processing for TEM imaging is described above.

Исследования фармакокинетических параметров (PK) и биораспределения (BD) у мышей.Pharmacokinetic (PK) and biodistribution (BD) studies in mice.

NSG мышам (самки, 6-8 недель, Jackson Labs, Бар-Харбор, Мэн, США) вводили 45 мг/кг САВ-эквивалентов NCAB, NMCAB, NM2CAB или NM3CAB посредством однократной внутримышечной (IM, в задние мышцы бедра) инъекции в дозе 40 мкл/25 г мышь. После инъекции образцы крови забирали в гепаринизированные пробирки в день 1 после введения, а затем еженедельно в течение периода до дня 364 посредством прокола щеки (из подчелюстной вены, MEDIpoint, Inc., Минеола, Нью-Йорк, США). Забранную кровь (25 мкл) немедленно разводили в 1 мл ACN и хранили при -80°С до измерений концентрации лекарственного средства. Остальные образцы крови центрифугировали при 2000xg в течение 8 мин с целью сбора плазмы крови. Плазму крови собирали и хранили при -80°С для анализа содержания лекарственного средства. В день 14, 28, 42 и 364 после введения животных подвергали гуманной эвтаназии посредством ингаляции изофлурана с последующим смещением шейных позвонков. Селезенку, лимфатические узлы, печень, легкое, кишечник, почку, головной мозг, вагинальную ткань и ткань прямой кишки собирали для количественного определения концентраций CAB и пролекарства. CAB, МСАВ, M2CAB и M3CAB количественно определяли в плазме крови, крови и тканях мышей с помощью UPLC-MS/MS с применением инструмента Waters ACQUITY H-class UPLC (Waters, Милфорд, Массачусетс, США), соединенного с компактным масс-спектрометром Xevo TQ-S. Все растворители для обработки образца и анализа UPLC-MS/MS имели класс чистоты, подходящий для LCMS (Fisher). Для образцов плазмы крови и крови 25 мкл образца добавляли в 1 мл ацетонитрила (ACN), в который вносили 10 мкл внутреннего стандарта (IS). d3-долутегравuр (d3-DTG), миристоилированный долутегравир (MDTG) и стеароилированный дарунавир (SDRV) в конечной концентрации, составляющей 200, 20 и 20 нг/мл соответственно, применяли в качестве IS для анализов CAB, МСАВ и M2CAB/M3CAB соответственно. Образцы перемешивали на вихревой мешалке и центрифугировали при 17000xg в течение 10 мин при температуре 4°С. Супернатанты собирали и высушивали с применением SpeedVac® и ресуспендировали в 100 мкл 80% метанола; 10 мкл впрыскивали для анализа МСАВ, M2CAB и M3CAB с помощью UPLC-MS/MS. Стандартные кривые получали в холостом образце плазмы крови/крови мышей в диапазоне концентраций 0,2-2000 нг/мл для CAB, МСАВ, M2CAB и M3CAB. Для количественного определения лекарственного средства в тканях 3-200 мг образца гомогенизировали в 4-29 объемах 0,1% об./об. муравьиной кислоты и 2,5 мМ формиат аммония, содержащий 90% метанол. К 100 мкл гомогената ткани добавляли 280 мкл метанола, содержащего 0,1% муравьиной кислоты и 2,5 мМ формиат аммония, 80% метанол (10 мкл) и IS (10 мкл), с последующим перемешиванием на вихревой мешалке в течение 3 мин и центрифугированием при 17000xg в течение 15 мин. В случае анализов МСАВ, M2CAB и M3CAB 85 мкл супернатанта смешивали с 15 мкл воды. В случае анализа CAB 20 мкл супернатанта смешивали с 80 мкл 50% ACN. Эти аликвоты перемешивали на вихревой мешалке, центрифугировали при 17000xg в течение 10 мин и 10 мкл супернатанта использовали для анализа с помощью LC-MS/MS. Стандарты готовили аналогичным образом с применением холостых образцов гомогенатов ткани с 10 мкл вносимого раствора (САВ/МСАВ/М2САВ/МЗСАВ, 5-20000 нг/мл в 50% ACN). В случае количественного определения CAB хроматографическое разделение 10 мкл образца CAB осуществляли на колонке Waters ACQUITY UPLC ВЕН Shield RP18 (1,7 мкм, 2,1x100 мм) с использованием 10-минутного градиента подвижной фазы А (7,5 мМ формиат аммония в воде, доведенный до pH 3 с использованием муравьиной кислоты) и подвижной фазы В (100% ACN) со скоростью потока, составляющей 0,25 мл/мин. В течение первых 3,5 мин в составе подвижной фазы содержалось 35% В, а затем его содержание повышали до 95% В за 0,5 мин и поддерживали постоянным в течение 1,5 мин. Содержание подвижной фазы В затем возвращали к 35% за 0,5 мин и колонку уравновешивали в течение 1 мин перед следующим впрыскиванием. В случае количественного определения МСАВ и M2CAB хроматографическое разделение осуществляли на более короткой 30 мм колонке (PN с использованием способа с 8минутным градиентом со скоростью потока 0,28 мл/мин. Исходная подвижная фаза содержала 80% В в течение первых 2 мин, а затем его содержание повышали до 95% В за 4 мин, поддерживали постоянным в течение 0,75 мин, возвращали к 80% за 0,25 мин и колонку уравновешивали в течение 1 мин перед следующим впрыскиванием. В случае количественного определения M3CAB хроматографическое разделение также осуществляли на более короткой 30 мм колонке с использованием способа 8-минутным градиентом со скоростью потока 0,35 мл/мин. Исходная подвижная фаза содержала 88% В в течение первых 5 мин, а затем его содержание повышали до 95% В за 0,25 мин, поддерживали постоянным в течение 1,5 мин, возвращали к 88% за 0,25 мин и колонку уравновешивали в течение 1 мин перед следующим впрыскиванием. CAB, МСАВ, M2CAB и M3CAB выявляли при значениях напряжения на конусе, составляющих 10, 24, 2 и 20 В соответственно, и энергии соударений, составляющей 24, 18, 24 и 26 В соответственно, в режиме регистрации положительных ионов. Переходы для мониторинга множественных реакций (MRM), используемые для CAB, МСАВ, M2CAB, M3CAB, d3-DTG, MDTG и SDRV, представляли собой 406,04>126,93, 616,28>406,09, 672,34>406,07, 728,47>406,09, 422,84>129,99, 630,20>420,07 и 814,52>658,44 соответственно. Спектры анализировали и количественно выражали с помощью проNSG mice (female, 6–8 weeks, Jackson Labs, Bar Harbor, ME, USA) were treated with 45 mg/kg CAB equivalents of NCAB, NMCAB, NM2CAB, or NM3CAB via a single intramuscular (IM, hamstring) injection at a dose of 40 µl/25 g mouse. Following injection, blood samples were collected in heparinized tubes on day 1 post-injection and then weekly until day 364 via buccal puncture (from the submandibular vein, MEDIpoint, Inc., Mineola, NY, USA). Collected blood (25 μl) was immediately diluted in 1 ml ACN and stored at -80°C until drug concentration measurements. The remaining blood samples were centrifuged at 2000xg for 8 min to collect blood plasma. Blood plasma was collected and stored at -80°C for drug content analysis. On days 14, 28, 42, and 364 post-administration, animals were humanely euthanized by isoflurane inhalation followed by cervical dislocation. Spleen, lymph nodes, liver, lung, intestine, kidney, brain, vaginal, and rectal tissue were collected to quantify CAB and prodrug concentrations. CAB, MCAB, M2CAB and M3CAB were quantified in mouse plasma, blood and tissue by UPLC-MS/MS using a Waters ACQUITY H-class UPLC instrument (Waters, Milford, MA, USA) coupled to a Xevo compact mass spectrometer TQ-S. All solvents for sample processing and UPLC-MS/MS analysis were of LCMS grade (Fisher). For plasma and blood samples, 25 μl of sample was added to 1 ml of acetonitrile (ACN), to which 10 μl of internal standard (IS) was added. d3-dolutegravir (d3-DTG), myristoylated dolutegravir (MDTG), and stearoylated darunavir (SDRV) at final concentrations of 200, 20, and 20 ng/mL, respectively, were used as ISs for the CAB, MCAB, and M2CAB/M3CAB assays, respectively. The samples were mixed on a vortex mixer and centrifuged at 17000xg for 10 min at 4°C. Supernatants were collected and dried using SpeedVac® and resuspended in 100 μl of 80% methanol; 10 μL was injected for analysis of MCAB, M2CAB, and M3CAB by UPLC-MS/MS. Standard curves were prepared from mouse plasma/blood blank samples over a concentration range of 0.2–2000 ng/mL for CAB, MCAB, M2CAB, and M3CAB. To quantify the drug in tissues, 3-200 mg of sample was homogenized in 4-29 volumes of 0.1% v/v. formic acid and 2.5 mM ammonium formate containing 90% methanol. To 100 μl of tissue homogenate, 280 μl of methanol containing 0.1% formic acid and 2.5 mM ammonium formate, 80% methanol (10 μl) and IS (10 μl) was added, followed by vortex mixing for 3 min and centrifugation at 17000xg for 15 min. For the MCAB, M2CAB, and M3CAB assays, 85 μL of supernatant was mixed with 15 μL of water. For the CAB assay, 20 μL of supernatant was mixed with 80 μL of 50% ACN. These aliquots were vortexed, centrifuged at 17,000xg for 10 min, and 10 μL of the supernatant was used for LC-MS/MS analysis. Standards were prepared in a similar manner using tissue homogenate blanks with 10 μl of spike solution (CAB/MSAB/M2CAB/M3CAB, 5-20,000 ng/ml in 50% ACN). For CAB quantitation, chromatographic separation of a 10 µL CAB sample was performed on a Waters ACQUITY UPLC BEN Shield RP18 column (1.7 µm, 2.1 x 100 mm) using a 10 min gradient of mobile phase A (7.5 mM ammonium formate in water, adjusted to pH 3 using formic acid) and mobile phase B (100% ACN) at a flow rate of 0.25 ml/min. During the first 3.5 min, the mobile phase contained 35% B, and then its content was increased to 95% B in 0.5 min and kept constant for 1.5 min. Mobile phase B was then returned to 35% in 0.5 min and the column was equilibrated for 1 min before the next injection. In the case of quantitation of MCAB and M2CAB, chromatographic separation was performed on a shorter 30 mm column (PN) using an 8 min gradient method with a flow rate of 0.28 ml/min. The initial mobile phase contained 80% B for the first 2 min, and then the content was increased to 95% B in 4 min, held constant for 0.75 min, returned to 80% in 0.25 min, and the column was equilibrated for 1 min before the next injection.In the case of M3CAB quantitation, chromatographic separation was also carried out at more short 30 mm column using an 8-minute gradient method with a flow rate of 0.35 ml/min. The initial mobile phase contained 88% B for the first 5 minutes, and then its content was increased to 95% B in 0.25 minutes, maintained constant for 1.5 min, returned to 88% in 0.25 min and the column was equilibrated for 1 min before the next injection.CAB, MCAB, M2CAB and M3CAB were detected at cone voltage values of 10, 24, 2 and 20 V, respectively, and collision energies of 24, 18, 24 and 26 V, respectively, in the positive ion detection mode. The multiple reaction monitoring (MRM) transitions used for CAB, MCAB, M2CAB, M3CAB, d3-DTG, MDTG and SDRV were 406.04>126.93, 616.28>406.09, 672.34>406 .07, 728.47>406.09, 422.84>129.99, 630.20>420.07 and 814.52>658.44 respectively. The spectra were analyzed and quantified using a pro

- 25 046194 граммного обеспечения MassLynx версии 4.1. Все количественные показатели определяли с использованием отношений площади пика для анализируемого вещества к площади пика для внутреннего стандарта. После анализа PK и BD у NSG мышей NM2CAB, лучший среди всех составов, опять оценивали в другой линии мышей, BALB/cJ. (самцы, 6-8 недель, Jackson Labs). NCAB использовали в качестве контроля. Мышей, которым вводили инъекцией NM2CAB, подвергали гуманной эвтаназии в день 280 после введения. Количественное определение лекарственного средства и пролекарства в собранной плазме крови и ткани было аналогичным указанному выше. PK анализ с помощью некомпартментной модели для CAB в плазме крови осуществляли с применением Phoenix WinNonlin-8.0 (Certara, Принстон, Нью-Джерси, США) в случае исследований у NSG мышей.- 25 046194 MassLynx software version 4.1. All quantifications were determined using ratios of the peak area for the analyte to the peak area for the internal standard. After analyzing PK and BD in NSG mice, NM2CAB, the best among all formulations, was again evaluated in another mouse strain, BALB/cJ. (males, 6-8 weeks, Jackson Labs). NCAB was used as a control. Mice injected with NM2CAB were humanely euthanized on day 280 post-administration. Quantification of drug and prodrug in collected plasma and tissue was similar to that described above. PK analysis using a non-compartmental model for CAB in plasma was performed using Phoenix WinNonlin-8.0 (Certara, Princeton, NJ, USA) for studies in NSG mice.

PK и BD у макаков-резусов (RM).PK and BD in rhesus monkeys (RM).

Четыре самца RM (4,4-6,7 кг; PrimeGen) получали анестезию кетамином (10 мг/кг), а затем им вводили 45 мг/кг САВ-эквивалента NM2CAB и полученное в лаборатории пролекарство RPV посредством IM инъекции (в четырехглавую мышцу бедра, 0,5 мл/кг). Образцы крови собирали в покрытые калийEDTA пробирки для клинического анализа крови (СВС) и определения метаболических профилей. Плазму крови отделяли для измерений концентраций лекарственного средства. Биоптаты тканей лимфатических узлов, жировой ткани и тканей прямой кишки собирали в день 204 после инъекции для количественного определения лекарственного средства. Способы количественного определения для лекарственного средства и пролекарства в плазме крови и тканях были аналогичными описанным выше в исследованиях на мышах.Four male RMs (4.4–6.7 kg; PrimeGen) were anesthetized with ketamine (10 mg/kg) and then administered 45 mg/kg SAV-equivalent NM2CAB and the laboratory-derived prodrug RPV via IM injection (quadriceps muscle). thighs, 0.5 ml/kg). Blood samples were collected in potassium EDTA-coated tubes for clinical blood count (CBC) and metabolic profiling. Blood plasma was separated for drug concentration measurements. Biopsy tissues from lymph nodes, adipose tissue, and rectal tissue were collected on day 204 post-injection for drug quantitation. Quantification methods for drug and prodrug in plasma and tissues were similar to those described above in the mouse studies.

Статистические анализы.Statistical analyses.

Статистический анализ выполняли с применением программного обеспечения GraphPad Prism 7.0 (Ла-Хойя, Калифорния, США). Данные из исследований in vitro выражали в виде среднего значения ±SEM минимум для 3 биологических повторностей, тогда как результаты исследований in vivo выражали виде среднего значения ±SEM минимум для трех биологических повторностей. Для сравнений между двумя группами использовали t-критерий Стьюдента (двусторонний). Однофакторный дисперсионный анализ ANOVA с последующим критерием Тьюки использовали для сравнения трех или более групп. Уровни статистической значимости различий определяли следующим образом: *Р<0,05, **Р<0,01, ***Р<0,001, ****Р<0,0001.Statistical analysis was performed using GraphPad Prism 7.0 software (La Jolla, CA, USA). Data from in vitro studies were expressed as the mean ±SEM of a minimum of 3 biological replicates, whereas results from in vivo studies were expressed as the mean ±SEM of a minimum of 3 biological replicates. Student's t test (two-tailed) was used for comparisons between two groups. One-way ANOVA followed by Tukey's test was used to compare three or more groups. Levels of statistical significance of differences were determined as follows: *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001, ****P<0.0001.

Согласование исследований.Research coordination.

Все исследования на животных были одобрены Институциональным комитетом по содержанию и использованию животных медицинского центра университета Небраски (Medical Center Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) в соответствии со стандартами, включенными в Руководство по содержанию и использованию лабораторных животных (Guide of the Care and Use of Laboratory Animals) (National Research Council of the National Academies, 2011). Человеческие моноциты выделяли посредством лейкофереза у серонегативных по ВИЧ-1/2 и гепатиту В доноров в соответствии с протоколом, одобренным экспертным советом UNMC.All animal studies were approved by the University of Nebraska Medical Center Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) in accordance with the standards included in the Guide of the Care and Use of Laboratory Animals of Laboratory Animals (National Research Council of the National Academies, 2011) Human monocytes were isolated by leukapheresis from HIV-1/2 and hepatitis B seronegative donors according to a protocol approved by the UNMC institutional review board.

Результаты.Results.

Синтез и характеристика пролекарства.Synthesis and characterization of the prodrug.

CAB подвергали химической модификации посредством прикрепления цепей жирной кислоты с переменными значениями длины цепи 14, 18 и 22 атомов углерода, получая сложные эфиры МСАВ, M2CAB и M3CAB соответственно. Пролекарства подвергали дополнительной характеристике с помощью ядерного магнитного резонанса (ЯМР) для подтверждения синтеза. 1Н ЯМР спектры для всех трех пролекарств показали триплеты в диапазоне 0,86-0,89, 1,77-1,78 и 2,66-2,70 ppm и широкий синглет в диапазоне 1,24-1,25 ppm, что соответствует концевому метилу и повторяющимся метиленовым протонам в алкильной цепи жирной кислоты. Исчезновение пика фенольного протона на 11,5 ppm подтверждало замещение гидроксильного протона CAB фрагментами жирной кислоты. 13С ЯМР спектр для каждого пролекарства подтверждал атомы углерода в конъюгированной алифатической цепи. Массспектрометрия с ионизацией электрораспылением (ESI-MS) подтверждала молекулярные массы всех пролекарств. Вливание при ESI-MS в случае МСАВ генерировало сильный сигнал при 616,28 m/z, вливание при ESI-MS в случае M2CAB генерировало сильный сигнал при 672,34 m/z, и вливание при ESI-MS в случае M3CAB генерировало сильный сигнал при 728,47 m/z. Характеристика пролекарства с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR) давала полосы, не наблюдаемые для CAB в диапазонах 2908-2935 и 1748-1775 см-1. Они соответствуют С-Н отрезкам в алифатических метиленовых группах и С=О отрезку, соответствующему карбоксильной группе в сложноэфирной связи соответственно. XRD спектры в диапазоне 2θ=2-70° демонстрировали кристаллический характер пролекарств МСАВ, M2CAB и M3CAB. Наночастицы M2CAB сохраняли кристаллические свойства пролекарства. Наблюдали значительное последовательное снижение растворимости в воде у МСАВ (2,83±1,37 мкг/мл), M2CAB (1,91±0,23 мкг/мл) и M3CAB (1,51±0,7 мкг/мл) по сравнению с CAB (12,12±0,41 мкг/мл). Более того, по сравнению с CAB (0,09±0,002 мг/мл) наблюдали параллельное значительное повышение растворимости в 1-октаноле у МСАВ (2,31±28,15 мг/мл), M2CAB (2,64±0,02 мг/мл) и M3CAB. Эти результаты подтверждали повышение гидрофобности и липофильности пролекарств по сравнению с CAB в резульCAB was chemically modified by attaching fatty acid chains with variable chain lengths of 14, 18, and 22 carbon atoms, yielding MCAB esters, M2CAB, and M3CAB, respectively. The prodrugs were further characterized by nuclear magnetic resonance (NMR) to confirm the synthesis. The 1H NMR spectra for all three prodrugs showed triplets in the range of 0.86-0.89, 1.77-1.78 and 2.66-2.70 ppm and a broad singlet in the range of 1.24-1.25 ppm, which corresponds to the terminal methyl and repeating methylene protons in the alkyl chain of a fatty acid. The disappearance of the phenolic proton peak at 11.5 ppm confirmed the replacement of the CAB hydroxyl proton by fatty acid moieties. The 13 C NMR spectrum for each prodrug confirmed carbon atoms in the conjugated aliphatic chain. Electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS) confirmed the molecular masses of all prodrugs. ESI-MS infusion for MCAB generated a strong signal at 616.28 m/z, ESI-MS infusion for M2CAB generated a strong signal at 672.34 m/z, and ESI-MS infusion for M3CAB generated a strong signal at 728.47 m/z. Characterization of the prodrug by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) produced bands not observed for CAB in the ranges 2908-2935 and 1748-1775 cm -1 . They correspond to the C-H stretches in aliphatic methylene groups and the C=O stretch corresponding to the carboxyl group in the ester bond, respectively. XRD spectra in the range 2θ=2-70° demonstrated the crystalline nature of the prodrugs MCAB, M2CAB and M3CAB. M2CAB nanoparticles retained the crystalline properties of the prodrug. A significant consistent decrease in water solubility was observed for MCAB (2.83 ± 1.37 μg/ml), M2CAB (1.91 ± 0.23 μg/ml) and M3CAB (1.51 ± 0.7 μg/ml) according to compared with CAB (12.12±0.41 μg/ml). Moreover, compared with CAB (0.09±0.002 mg/ml), a parallel significant increase in solubility in 1-octanol was observed for MCAB (2.31±28.15 mg/ml), M2CAB (2.64±0.02 mg/ml) and M3CAB. These results confirmed the increased hydrophobicity and lipophilicity of the prodrugs compared to CAB as a result.

- 26 046194 тате химических модификаций конъюгатами жирных кислот.- 26 046194 for chemical modifications with fatty acid conjugates.

Пролекарства представляют собой фармакологически неактивные соединения, которые требуют ферментативной или гидролитической активации для биологического преобразования в активные лекарственные средства при физиологических условиях. Таким образом, кинетические характеристики гидролиза МСАВ, M2CAB и M3CAB и последующего образования CAB оценивали в плазме крови от различных видов (мышь, крыса, кролик, обезьяна, собака и человек). При инкубировании в плазме крови от всех исследуемых видов МСАВ демонстрировал более чем 85% расщепление в пределах 30 мин, M2CAB демонстрировал в среднем 75% расщепление через 2 ч и 80% расщепление через 6 ч. M3CAB демонстрировал наименьшую скорость расщепления, причем около 50% пролекарства оставалось после 24 ч инкубирования в плазме крови. Эти исследования показали, что МСАВ быстро превращался в CAB, в то время как M3CAB демонстрировал меньшее превращение в CAB. Образование CAB в результате гидролиза M2CAB составляло в среднем 71,1% через 6 ч, это означает, что M2CAB является оптимальным пролекарством с точки зрения стабильности и образования активного лекарственного средства в физиологических условиях. Присутствовали некоторые отличия в скоростях гидролиза пролекарства в плазме крови у различных видов животных. Колебания концентраций CAB в плазме крови у исследуемых видов могут являться результатом различий в распределении жира в организме, мышечной массы, физической активности и различий в ферментах-холинэстеразах плазмы крови, задействованных в гидролизе пролекарства (Trezza, et al., Curr. Opin. HIV AIDS (2015), 10:239-245; Bahar, et al. (2012), J. Pharm. Sci. (2012), 101:3979-3988; Wang, et al., Acta Pharmaceutica Sinica. В (2018), 8:699-712). Более того, химическую стабильность M2CAB определяли при комнатной температуре и при повышенной температуре (37°С) в кислых (pH 1), нейтральных (pH 7) и основных условиях (pH 11) в течение 24 ч для определения долговременной стабильности наносоставов пролекарства при различных условиях хранения. При комнатной температуре через 24 ч определяли 19% гидролиз в кислых условиях и 24% гидролиз в нейтральных условиях. Тем не менее в основных условиях M2CAB подвергался полному гидролизу и не выявлялся. При 37°С через 24 ч около >95% пролекарства гидролизовались в кислых условиях и 28% пролекарства гидролизовались в нейтральных условиях. В то же время в основных условиях M2CAB подвергался полному гидролизу в течение 2 ч. Значения полумаксимальной эффективной концентрации (EC50) для пролекарств, МСАВ, M2CAB и M3CAB, сравнивали с CAB для определения изменений антиретровирусной активности вследствие химической модификации, если они присутствуют. Измерения активности RT ВИЧ-1 в среде культивирования MDM, инфицированных ВИЧ-IADA, демонстрировали, что значения EC50 для CAB (28,39 нМ), МСАВ (34,19 нМ), M2CAB (44,71 нМ) и M3CAB (51,15 нМ) являлись сравнимыми, указывая на отсутствие значительного воздействия на активность лекарственного средства.Prodrugs are pharmacologically inactive compounds that require enzymatic or hydrolytic activation for biological conversion to active drugs under physiological conditions. Therefore, the kinetic characteristics of MCAB, M2CAB and M3CAB hydrolysis and subsequent CAB formation were assessed in plasma from different species (mouse, rat, rabbit, monkey, dog and human). When incubated in blood plasma from all species tested, MCAB demonstrated more than 85% degradation within 30 min, M2CAB demonstrated an average of 75% degradation after 2 hours and 80% degradation after 6 hours. M3CAB demonstrated the lowest rate of degradation, with about 50% prodrug remained after 24 hours of incubation in blood plasma. These studies showed that MCAB was rapidly converted to CAB, while M3CAB showed less conversion to CAB. CAB formation from M2CAB hydrolysis averaged 71.1% after 6 h, indicating that M2CAB is an optimal prodrug in terms of stability and active drug formation under physiological conditions. There were some differences in the rates of prodrug hydrolysis in plasma between different animal species. Variations in plasma CAB concentrations among study species may result from differences in body fat distribution, muscle mass, physical activity, and differences in plasma cholinesterase enzymes involved in prodrug hydrolysis (Trezza, et al., Curr. Opin. HIV AIDS (2015), 10:239-245; Bahar, et al. (2012), J. Pharm. Sci. (2012), 101:3979-3988; Wang, et al., Acta Pharmaceutica Sinica. B (2018), 8:699-712). Moreover, the chemical stability of M2CAB was determined at room temperature and at elevated temperature (37°C) under acidic (pH 1), neutral (pH 7) and basic conditions (pH 11) for 24 h to determine the long-term stability of the prodrug nanoformulations under different conditions. storage conditions. At room temperature after 24 h, 19% hydrolysis under acidic conditions and 24% hydrolysis under neutral conditions were determined. However, under basal conditions, M2CAB was completely hydrolyzed and was not detected. At 37°C after 24 h, approximately >95% of the prodrugs were hydrolyzed under acidic conditions and 28% of the prodrugs were hydrolyzed under neutral conditions. However, under basal conditions, M2CAB was completely hydrolyzed within 2 hours. The half-maximal effective concentration (EC 50 ) values for the prodrugs, MCAB, M2CAB and M3CAB, were compared with CAB to determine changes in antiretroviral activity due to chemical modification, if present. Measurements of HIV-1 RT activity in the culture medium of HIV-IADA-infected MDMs demonstrated that the EC50 values for CAB (28.39 nM), MCAB (34.19 nM), M2CAB (44.71 nM) and M3CAB (51. 15 nM) were comparable, indicating no significant effect on drug activity.

Получение и характеристика наносостава.Preparation and characterization of nanocomposition.

Наносоставы CAB (NCAB), МСАВ (NMCAB), M2CAB (NM2CAB) и M3CAB (NM3CAB) получали с помощью синтеза типа сверху-вниз с использованием гомогенизации высокого давления. Эффективность инкапсулирования лекарственного средства или любого из пролекарства составляла >85%. Поверхностно-активное вещество полоксамер 407 (Р407) обеспечивало поверхностную стабилизацию частицы. Размер наночастиц, коэффициент полидисперсности (PDI) и дзета-потенциал определяли с помощью DLS при комнатной температуре (RT), при температуре 4 и 37°С. Все составы оставались стабильными в течение периода до 98 суток, это означает, что эти составы могут сохранять свою физическую целостность при различных условиях хранения. Более того, колебания температуры не оказывали воздействие на физико-химические свойства любого состава в течение периода исследования. В день получения средний размер частиц, PDI и дзета-потенциал для NCAB составляли 294,5±1,8 нм, 0,23±0,01, -28,3±0,21 мВ; для NMCAB они составляли 302,1±10,8 нм, 0,23±0,01, -31,1±1,1 мВ; для NM2CAB они составляли 359,7±3,63 нм, 0,23±0,02, -31,3±0,1 мВ и для NM3CAB они составляли 268,47±6,9 нм, 0,23±0,03, -31,1±0,06 мВ. В день 98 после получения физико-химические параметры для NCAB составляли 327,5±4,9 нм, 0,21±0,04, -18,2±0,25 мВ; для NMCAB они составляли 388,7±6,4 нм, 0,22±0,03, -24,8±2,87 мВ; для NM2CAB они составляли 369,5±2,5 нм, 0,19±0,03, -19,6±0,53 мВ и для NM3CAB они составляли 245,6±2,6 нм, 0,27±0,06, -25,7±0,56 мВ. Полученные с помощью SEM изображения демонстрировали, что наночастицы NCAB, NMCAB, NM2CAB и NM3CAB имели однородную морфологию в форме стержня. Для подтверждения воспроизводимости состав NM2CAB получали в виде 11 отдельных партий (см. таблицу). Размеры наночастиц варьировали от 243,00±2,48 до 378,00±1,90 нм с узким PDI (от 0,18±0,03 до 0,33±0,03).Nanoformulations CAB (NCAB), MCAB (NMCAB), M2CAB (NM2CAB) and M3CAB (NM3CAB) were prepared by top-down synthesis using high-pressure homogenization. The encapsulation efficiency of the drug or any of the prodrugs was >85%. The surfactant poloxamer 407 (P407) provided surface stabilization of the particle. Nanoparticle size, polydispersity index (PDI) and zeta potential were determined by DLS at room temperature (RT), 4 and 37 °C. All formulations remained stable for up to 98 days, meaning that these formulations can maintain their physical integrity under a variety of storage conditions. Moreover, temperature fluctuations did not affect the physicochemical properties of either formulation during the study period. On the day of receipt, the mean particle size, PDI, and zeta potential for NCAB were 294.5 ± 1.8 nm, 0.23 ± 0.01, -28.3 ± 0.21 mV; for NMCAB they were 302.1±10.8 nm, 0.23±0.01, -31.1±1.1 mV; for NM2CAB they were 359.7±3.63 nm, 0.23±0.02, -31.3±0.1 mV and for NM3CAB they were 268.47±6.9 nm, 0.23±0. 03, -31.1±0.06 mV. At day 98 after receipt, physicochemical parameters for NCAB were 327.5±4.9 nm, 0.21±0.04, -18.2±0.25 mV; for NMCAB they were 388.7±6.4 nm, 0.22±0.03, -24.8±2.87 mV; for NM2CAB they were 369.5±2.5 nm, 0.19±0.03, -19.6±0.53 mV and for NM3CAB they were 245.6±2.6 nm, 0.27±0. 06, -25.7±0.56 mV. The SEM images demonstrated that the NCAB, NMCAB, NM2CAB, and NM3CAB nanoparticles had a uniform rod-shaped morphology. To confirm reproducibility, the NM2CAB formulation was prepared in 11 separate batches (see table). The nanoparticle sizes ranged from 243.00±2.48 to 378.00±1.90 nm with a narrow PDI (from 0.18±0.03 to 0.33±0.03).

- 27 046194- 27 046194

Воспроизводимость синтеза NM2CABReproducibility of NM2CAB synthesis

Производственная партия № Production batch no. Размер±8ЕМ (нм) Size±8EM (nm) PdI±SEM PdI±SEM 1 1 320,13±6,81 320.13±6.81 0,23±0,02 0.23±0.02 2 2 322,10±2,99 322.10±2.99 0,21±0,01 0.21±0.01 3 3 328,67±1,60 328.67±1.60 0,18±0,03 0.18±0.03 4 4 311,43±4,53 311.43±4.53 0,33±0,03 0.33±0.03 5 5 287,17±0,94 287.17±0.94 0,22±0,01 0.22±0.01 6 6 317,57±2,83 317.57±2.83 0,27±0,01 0.27±0.01 7 7 378,00±1,90 378.00±1.90 0,26±0,01 0.26±0.01 8 8 244,63±5,85 244.63±5.85 0,19±0,01 0.19±0.01 9 9 268,97±7,66 268.97±7.66 0,19±0,02 0.19±0.02 10 10 259,77±2,09 259.77±2.09 0,23±0,01 0.23±0.01 И AND 243,00±2,48 243.00±2.48 0,22±0,01 0.22±0.01

Определяли воздействие наносоставов на антиретровирусную активность пролекарств (EC50). Противовирусную активность NCAB, NMCAB, NM2CAB или NM3CAB определяли в MDM в диапазоне концентраций (0,01-1000 нМ) и измеряли с помощью активности обратной транскриптазы ВИЧ-1 после контрольного заражения вирусом ВИЧ-IADA с показателем MOI, составляющим 0,1. Значения EC50 повышались по сравнению с не содержащимся в наносоставе лекарственным средством или не содержащимися в наносоставе пролекарствами, вероятно, вследствие растворения наночастиц, требующегося перед расщеплением пролекарств. Значения EC50 были сравнимыми у NCAB (39,83 нМ), NMCAB (89,67 нМ), NM2CAB (37,02 нМ). Тем не менее значение EC50 для NM3CAB значительно повышалось (~1,78Е+06 нМ). Это может являться следствием более медленного расщепления пролекарства и последующего образования активного CAB, а также стабильностью наносоставов внутри клеток. Для дополнительной характеристики наносоставов пролекарств и определения обеспечивающих лечение концентраций в случае исследований in vitro жизнеспособность клеток оценивали в MDM и CEM-ss CD4+ Т-клетках с помощью МТТ-анализа. В MDM не наблюдали токсичность в исследуемом диапазоне концентраций (10-400 мкМ) для всех наносоставов. В CEM-ss CD4+ Т-клетках цитотоксичность определялась при концентрациях 50 мкМ и выше. Таким образом, обеспечивающие лечение концентрации для всех наносоставов составляли 100 мкМ для анализов в MDM и 25 мкМ для исследований в CEM-ss CD4+ Т-клетках.The effect of nanoformulations on the antiretroviral activity of prodrugs (EC 50 ) was determined. The antiviral activity of NCAB, NMCAB, NM2CAB, or NM3CAB was determined in MDM over a concentration range (0.01-1000 nM) and measured using HIV-1 reverse transcriptase activity after challenge with HIV-IADA virus at an MOI of 0.1. EC50 values were increased compared to non-nanoformulated drug or non-nanoformulated prodrugs, likely due to the dissolution of the nanoparticles required before degradation of the prodrugs. EC50 values were comparable for NCAB (39.83 nM), NMCAB (89.67 nM), NM2CAB (37.02 nM). However, the EC50 value of NM3CAB was significantly increased (~1.78E+06 nM). This may be a consequence of the slower degradation of the prodrug and subsequent formation of active CAB, as well as the stability of the nanoformulations inside cells. To further characterize prodrug nanoformulations and determine treatment-providing concentrations for in vitro studies, cell viability was assessed in MDM and CEM-ss CD4+ T cells using the MTT assay. In MDM, no toxicity was observed in the concentration range tested (10–400 μM) for all nanoformulations. In CEM-ss CD4+ T cells, cytotoxicity was detected at concentrations of 50 μM and above. Thus, treatment concentrations for all nanoformulations were 100 μM for MDM assays and 25 μM for CEM-ss CD4+ T cell assays.

In vitro скрининг в MDM u CEM-ss CD4+ Т-клетках.In vitro screening in MDM u CEM-ss CD4 + T cells.

Можно успешно использовать в качестве клеточных депо лекарственных средств и носителей. Вследствие их фагоцитарной природы и способности мигрировать по организму (Zhou, et al., Biomaterials (2018), 151:53-65; Darville, et al., J. Pharm. Sci. (2014), 103:2072-2087; Aderem, et al., Ann. Rev. Immunol. (1999), 17:593-623; Dou, et al., Blood (2006), 108:2827-2835), MDM могут служить в качестве систем для доставки лекарственных средств в резервуары вируса. Таким образом, MDM применяли в качестве in vitro системы для оценки наносоставов (Zhou, et al., Biomaterials (2018), 151:53-65; Hilaire, et al., J. Control Release (2019), 311-312:201-211; Ibrahim, et al., Int. J. Nanomedicine (2019), 14:6231-6247; Lin, et al., Chem. Commun. (2018), 54:8371-8374; Sillman, et al., Nat. Commun. (2018), 9:443; Smith, et al., Biomaterials (2019), 223:119476; Soni, et al., Biomaterials (2019), 222:119441).Can be successfully used as cellular drug depots and carriers. Due to their phagocytic nature and ability to migrate throughout the body (Zhou, et al., Biomaterials (2018), 151:53-65; Darville, et al., J. Pharm. Sci. (2014), 103:2072-2087; Aderem , et al., Ann. Rev. Immunol. (1999), 17:593-623; Dou, et al., Blood (2006), 108:2827-2835), MDMs can serve as drug delivery systems in virus reservoirs. Therefore, MDM has been used as an in vitro system for the evaluation of nanoformulations (Zhou, et al., Biomaterials (2018), 151:53-65; Hilaire, et al., J. Control Release (2019), 311-312:201 -211; Ibrahim, et al., Int. J. Nanomedicine (2019), 14:6231-6247; Lin, et al., Chem. Commun. (2018), 54:8371-8374; Sillman, et al., Nat Commun (2018), 9:443; Smith, et al., Biomaterials (2019), 223:119476; Soni, et al., Biomaterials (2019), 222:119441).

Анализ поглощения осуществляли в MDM посредством измерения уровней лекарственного средства и пролекарства после обработки 100 мкМ NCAB, NMCAB, NM2CAB или NM3CAB в течение периода до 24 ч. Внутриклеточные уровни пролекарства, измеренные для NMCAB, NM2CAB и NM3CAB, составляли 61,69±0,78, 84,07±5,82 и 73,34±13,59 нмоль/106 клеток соответственно, через 24 ч; и внутриклеточные уровни CAB составляли 0,58±0,11, 12,31±0,46, 17,79±2,92 и 7,97±1,76 нмоль/106 клеток для NCAB, NMCAB, NM2CAB или NM3CAB соответственно. После этого способность макрофагов удерживать лекарственное средство и пролекарство внутри клеток оценивали в течение периода 30 суток после однократной обработки. MDM обрабатывали 100 мкМ NCAB, NMCAB, NM2CAB или NM3CAB в течение 8 ч. Внутриклеточные уровни пролекарства являлись устойчивыми в течение периода до 30 суток после однократной обработки. В частности, количество внутриклеточного пролекарства, измеренное в день 30 для NMCAB, NM2CAB и NM3CAB, составляло 0,41±0,09, 14,21±2,28 и 26,70±3,29 нмоль/106 клеток. Аналогично, внутриклеточные уровни CAB, образовавшегося в результате расщепления пролекарства, измеряли в течение периода до 30 суток. Значения уровня внутриклеточного CAB, измеренные в день 30 для NM2CAB и NM3CAB, составляли 1,71 ±0,35 и 2,05±0,10 нмоль/106 клеток. В то же время, внутриклеточные уровни CAB падали ниже предела количественного определения в течение 24 ч после обработки NCAB; и внутриклеточную концентрацию CAB после обработки NMCAB измеряли в течение периода до дня 25 (0,09±0,04 нмоль/106 клеток), и он не выявлялся в день 30. ПараллельноUptake analysis was performed in MDM by measuring drug and prodrug levels after treatment with 100 µM NCAB, NMCAB, NM2CAB or NM3CAB for up to 24 hours. Intracellular prodrug levels measured for NMCAB, NM2CAB and NM3CAB were 61.69±0.78 , 84.07±5.82 and 73.34±13.59 nmol/10 6 cells, respectively, after 24 hours; and intracellular CAB levels were 0.58±0.11, 12.31±0.46, 17.79±2.92 and 7.97±1.76 nmol/10 6 cells for NCAB, NMCAB, NM2CAB or NM3CAB, respectively . Thereafter, the ability of macrophages to retain drug and prodrug within cells was assessed over a period of 30 days after a single treatment. MDMs were treated with 100 μM NCAB, NMCAB, NM2CAB, or NM3CAB for 8 hours. Intracellular prodrug levels were sustained for up to 30 days after a single treatment. Specifically, the amount of intracellular prodrug measured at day 30 for NMCAB, NM2CAB, and NM3CAB was 0.41 ± 0.09, 14.21 ± 2.28, and 26.70 ± 3.29 nmol/10 6 cells. Likewise, intracellular levels of CAB generated from prodrug cleavage were measured over a period of up to 30 days. Intracellular CAB levels measured at day 30 for NM2CAB and NM3CAB were 1.71 ± 0.35 and 2.05 ± 0.10 nmol/10 6 cells. In contrast, intracellular CAB levels fell below the limit of quantification within 24 h of NCAB treatment; and intracellular CAB concentration after NMCAB treatment was measured until day 25 (0.09 ± 0.04 nmol/10 6 cells), and it was not detected on day 30. In parallel

- 28 046194 анализу удержания количество CAB, высвобождавшегося в культуральную жидкость, измеряли в течение 30 суток. NM2CAB демонстрировал наиболее устойчивое высвобождение CAB, причем уровни лекарственного средства составляют 1,0±0,10 нмоль/106 клеток в день 30. CAB не выявлялся в случае обработки NCAB и NM3CAB. Пролекарства не выявлялись в среде культивирования в случае любой из обработок, что указывает на биологическое преобразование пролекарства.- 28 046194 retention assay, the amount of CAB released into the culture fluid was measured over 30 days. NM2CAB exhibited the most sustained release of CAB, with drug levels of 1.0 ± 0.10 nmol/10 6 cells on day 30. CAB was not detected with NCAB and NM3CAB treatment. No prodrugs were detected in the culture medium for any of the treatments, indicating biological conversion of the prodrug.

Затем, полученные с помощью ТЕМ изображения MDM получали в день 0, 15, 30 после обработки наносоставами в течение 8 ч для оценки присутствия наночастиц в цитоплазматических пузырьках. Полученные с помощью ТЕМ изображения подтверждали присутствие наносоставов пролекарства (NM2CAB и NM3CAB) в течение периода до дня 30 в MDM, демонстрируя свойства MDM как депо лекарственного средства; и подтверждали результаты анализов поглощения, удержания и высвобождения. Поглощение NCAB, NMCAB, NM2CAB или NM3CAB определяли в CD4' Т-клетках после обработки в концентрации 25 мкМ, отражая картину, наблюдаемую в MDM. Визуализация с помощью ТЕМ, осуществляемая на CEM-ss CD4+ Т-клетках после однократной обработки NCAB, NMCAB, NM2CAB или NM3CAB в течение 8 ч, подтверждала присутствие наночастиц в цитоплазматических компартментах.TEM images of MDMs were then obtained on days 0, 15, 30 after treatment with nanoformulations for 8 h to assess the presence of nanoparticles in the cytoplasmic vesicles. TEM images confirmed the presence of prodrug nanoformulations (NM2CAB and NM3CAB) for up to day 30 in MDM, demonstrating the drug depot properties of MDM; and confirmed the results of uptake, retention and release assays. Uptake of NCAB, NMCAB, NM2CAB, or NM3CAB was determined in CD4' T cells after treatment at 25 μM, reflecting the pattern observed in MDM. TEM imaging performed on CEM-ss CD4+ T cells after a single treatment with NCAB, NMCAB, NM2CAB, or NM3CAB for 8 h confirmed the presence of nanoparticles in the cytoplasmic compartments.

Для оценки того, будет ли устойчивое удержание лекарственного средства в MDM обеспечивать защиту от инфекции ВИЧ-1, клетки подвергали контрольному заражению ВИЧ-IADA в течение периода до 30 суток после 8-часовой обработки 100 мкМ NCAB, NMCAB или NM2CAB и подвергали количественному анализу в отношении активности RT ВИЧ-1, а также качественному определению экспрессии антигена р24 ВИЧ-1. NM3CAB не выбирали для этого исследования, поскольку он не демонстрировал существенную защиту с желаемым значением EC50. Обработка NM2CAB подавляла активность RT ВИЧ1 в течение периода до дня 30, и это подтверждалось отсутствием экспрессии р24 ВИЧ-1. Напротив, полный вирусный прорыв происходил в день 1 после обработки NCAB и в день 20 после обработки NMCAB. Таким образом, улучшенное удержание лекарственного средства MDM, демонстрируемое NM2CAB, обеспечивало лучшую защиту от контрольного заражения ВИЧ-1 по сравнению с NACB и NMCAB. Кроме того, определяли дозозависимую антиретровирусную активность NM2CAB (фиг. 4). MDM обрабатывали 10, 50 или 100 мкМ NM2CAB в течение 8 ч и подвергали контрольному заражению ВИЧ-Iada. Антиретровирусную активность определяли аналогичным образом в течение периода до 30 суток. Полное подавление вируса наблюдали при обработках 50 и 100 мкМ NM2CAB, в то время как 57% защиту наблюдали при обработке 10 мкМ спустя 30 суток, и это подтверждалось экспрессией р24 ВИЧ-1 (фиг. 4).To assess whether sustained drug retention in MDM would provide protection against HIV-1 infection, cells were challenged with HIV-IADA for up to 30 days after 8-hour treatment with 100 μM NCAB, NMCAB, or NM2CAB and quantitated in regarding HIV-1 RT activity, as well as qualitative determination of HIV-1 p24 antigen expression. NM3CAB was not selected for this study because it did not demonstrate significant protection with the desired EC 50 value. Treatment with NM2CAB suppressed HIV1 RT activity until day 30, and this was confirmed by the absence of HIV-1 p24 expression. In contrast, complete viral breakthrough occurred on day 1 after NCAB treatment and on day 20 after NMCAB treatment. Thus, the improved MDM drug retention exhibited by NM2CAB provided better protection against HIV-1 challenge compared with NACB and NMCAB. In addition, the dose-dependent antiretroviral activity of NM2CAB was determined (Fig. 4). MDMs were treated with 10, 50, or 100 μM NM2CAB for 8 h and challenged with HIV-Iada. Antiretroviral activity was determined in a similar manner over a period of up to 30 days. Complete viral suppression was observed with 50 and 100 μM NM2CAB treatments, while 57% protection was observed with 10 μM treatment after 30 days, and this was confirmed by HIV-1 p24 expression (Fig. 4).

Фармакокинетические параметры (PK) и биораспределение.Pharmacokinetic parameters (PK) and biodistribution.

Для оценки профилей PK и биораспределения самкам NSG мышей вводили инъекцией IM однократную дозу 45 мг/кг САВ-эквивалентов NCAB, или NMCAB, или NM2CAB. Самок иммунодефицитных NSG мышей использовали для оценки с целью имитации заболевания в виде патологии иммунокомпенсации и для оценки биораспределения в мочеполовых путях. NCAB представляет собой эффективный эквивалентный состав для CAB-LA, поскольку оба состава обеспечивали на выходе подобные уровни CAB в плазме крови в течение периода до дня 49 после введения BALB/cJ мышам.To assess PK and biodistribution profiles, female NSG mice were administered by IM injection a single dose of 45 mg/kg CAB equivalents of NCAB, or NMCAB, or NM2CAB. Female immunodeficient NSG mice were used for evaluation to simulate disease in the form of immunocompensatory pathology and to assess biodistribution in the genitourinary tract. NCAB is an effective equivalent formulation to CAB-LA, as both formulations produced similar output levels of CAB in plasma up to day 49 after administration of BALB/cJ to mice.

В день 1 после инъекции обработка NCAB обеспечивала более высокие концентрации CAB в плазме крови по сравнению как с NMCAB, так и с NM2CAB и демонстрировала более быструю кинетику распада в течение периода исследования по сравнению с NM2CAB. В случае обработки NCAB концентрации CAB в плазме крови сохранялись на уровне, более чем четырехкратно превышающем концентрацию, обеспечивающую 90% ингибирование с учетом связывания с белками (4xPA-IC90; 664 нг/мл), в течение периода до дня 35 (792,7 нг/мл), затем быстро падали ниже PA-IC90 (166 нг/мл) ко дню 49 (75 нг/мл) перед тем, как упасть ниже предела количественного определения (0,5 нг/мл) ко дню 126. Обработка NMCAB демонстрировала более медленный распад и поддерживала уровни CAB в плазме крови выше 4xPA-IC90 в течение периода до дня 91 (673,8 нг/мл) и выше PA-IC9O в течение периода до дня 168 (186,7 нг/мл). В день 364 после обработки NMCAB уровни CAB количественно определяли как 8,5 нг/мл. Разительно контрастируя, обработка NM2CAB обеспечивала более медленную кинетику распада в плазме крови по сравнению как с NCAB, так и с NMCAB в течение периода до дня 364, поддерживая устойчивую концентрацию CAB в плазме крови выше 4xPA-IC90 в течение периода до дня 231 (702 нг/мл) и выше PA-IC9O в течение периода до дня 364 (354,2 нг/мл). Фармакокинетические параметры в плазме крови для CAB определяли с применением анализа с помощью некомпартментной модели для всех групп обработки. Количественное определение PK параметров продемонстрировало, что кажущийся период полувыведения CAB после обработки NM2CAB (131,56 суток) был 17- и 3-кратно больше, чем таковой у NCAB (7,80 суток) и NMCAB (44,40 суток) соответственно. Аналогично, среднее время пребывания (MRT) CAB у NM2CAB было 21-кратно дольше, чем у NCAB (201,94 суток в сравнении с 9,79 суток соответственно) и 7-кратно дольше, чем у NMCAB (201,94 суток в сравнении 30,76 суток соответственно).At day 1 post-injection, NCAB treatment provided higher plasma concentrations of CAB compared to both NMCAB and NM2CAB and exhibited faster degradation kinetics over the study period compared to NM2CAB. In the case of NCAB treatment, plasma concentrations of CAB were maintained at levels greater than four times the concentration providing 90% inhibition based on protein binding (4xPA-IC 90 ; 664 ng/ml) for the period up to day 35 (792.7 ng/mL), then rapidly fell below the PA-IC90 (166 ng/mL) by day 49 (75 ng/mL) before falling below the limit of quantitation (0.5 ng/mL) by day 126. NMCAB treatment exhibited slower degradation and maintained plasma CAB levels above 4xPA-IC 90 during the period up to day 91 (673.8 ng/ml) and above PA-IC 9O during the period up to day 168 (186.7 ng/ml) . At day 364 after NMCAB treatment, CAB levels were quantified as 8.5 ng/ml. In stark contrast, NM2CAB treatment produced slower plasma breakdown kinetics compared to both NCAB and NMCAB during the period up to day 364, maintaining a steady-state plasma concentration of CAB above 4xPA-IC 90 during the period up to day 231 (702 ng/ml) and higher PA-IC 9O during the period up to day 364 (354.2 ng/ml). Plasma pharmacokinetic parameters for CAB were determined using non-compartmental model analysis for all treatment groups. Quantification of PK parameters demonstrated that the apparent half-life of CAB after NM2CAB treatment (131.56 days) was 17- and 3-fold longer than that of NCAB (7.80 days) and NMCAB (44.40 days), respectively. Similarly, the CAB mean residence time (MRT) of NM2CAB was 21 times longer than that of NCAB (201.94 days vs. 9.79 days, respectively) and 7 times longer than that of NMCAB (201.94 days vs. 30.76 days, respectively).

NM2CAB также приводил к значительно более высоким уровням CAB в ткани в течение периода до одного года. Биораспределение CAB в ткани оценивали в день 14, 28, 42 и 364 после однократной IM инъекции в вагинальной ткани, ткани прямой кишки, селезенке, печени, кишечнике, головном мозге,NM2CAB also resulted in significantly higher levels of CAB in tissue over a period of up to one year. Tissue biodistribution of CAB was assessed on days 14, 28, 42 and 364 after a single IM injection in vaginal tissue, rectal tissue, spleen, liver, intestine, brain,

- 29 046194 почке, легком и тканях, анатомически ассоциированных с лимфатическими узлами. Уровни лекарственного средства в лимфатических узлах определяли в анатомических областях, ассоциированных с лимфатическими узлами, только в день 28 и 364 вследствие их незрелого состояния у иммунодефицитных NSG мышей. Примечательно, что уровни МСАВ были ниже, чем M2CAB в день 14, 28 и 42, и не выявлялись в день 364. Для NM2CAB в день 364 уровни пролекарства составляли 3414,8 нг/г (селезенка), 909,8 нг/г (печень), 52,7 нг/г (легкое), 50,3 нг/г (головной мозг), 3,9 нг/г (почка) и 18710,1 нг/г (лимфатические узлы). В день 28 уровни CAB во всех тканях являлись сравнимыми у NCAB и NM2CAB. Тем не менее, ко дню 42 уровни CAB во всех исследуемых тканях после обработки NCAB были значительно ниже по сравнению с уровнями после обработки NM2CAB (вагинальная ткань, селезенка, кишечник, головной мозг, почки и легкие, ткани прямой кишки и головной мозг). В то же время, уровни CAB в тканях в течение периода до дня 42 после обработки NMCAB были значительно выше по сравнению с обработками NCAB и NM2CAB. В день 364 после обработки NM2CAB концентрации CAB были значительно выше во всех исследуемых тканях по сравнению с другими составами, и уровни CAB измеряли в концентрации 27 нг/г (вагинальная ткань), 19,7 нг/г (прямая кишка), 41,1 нг/г (селезенка), 67,62 нг/г (ткани, анатомически ассоциированные с лимфатическими узлами), 123,9 нг/г (печень), 10,3 нг/г (кишечник), 7,5 нг/г (головной мозг), 33,2 нг/г (почка) и 35,5 нг/г (легкое). Напротив, уровни CAB были значительно ниже или ниже предела количественного определения (0,5 нг/г) во всех тканях в день 364 после обработки NCAB или NMCAB.- 29 046194 kidney, lung and tissues anatomically associated with lymph nodes. Lymph node drug levels were determined in anatomical regions associated with lymph nodes only on days 28 and 364 due to their immature state in immunodeficient NSG mice. Notably, MCAB levels were lower than M2CAB on days 14, 28 and 42, and were undetectable on day 364. For NM2CAB on day 364, prodrug levels were 3414.8 ng/g (spleen), 909.8 ng/g ( liver), 52.7 ng/g (lung), 50.3 ng/g (brain), 3.9 ng/g (kidney) and 18710.1 ng/g (lymph nodes). At day 28, CAB levels in all tissues were comparable between NCAB and NM2CAB. However, by day 42, CAB levels in all tissues tested following NCAB treatment were significantly lower compared to levels following NM2CAB treatment (vaginal tissue, spleen, intestine, brain, kidney and lung, rectal tissue, and brain). In contrast, tissue CAB levels up to day 42 after NMCAB treatment were significantly higher compared to NCAB and NM2CAB treatments. At day 364 following NM2CAB treatment, CAB concentrations were significantly higher in all tissues tested compared to other formulations, and CAB levels were measured at 27 ng/g (vaginal tissue), 19.7 ng/g (rectum), 41.1 ng/g (spleen), 67.62 ng/g (tissues anatomically associated with lymph nodes), 123.9 ng/g (liver), 10.3 ng/g (intestine), 7.5 ng/g ( brain), 33.2 ng/g (kidney) and 35.5 ng/g (lung). In contrast, CAB levels were significantly below or below the limit of quantitation (0.5 ng/g) in all tissues at day 364 after treatment with NCAB or NMCAB.

Также исследовали концентрации пролекарства (МСАВ или M2CAB) в крови и всех тканях (фиг. 5). Концентрации обоих пролекарств в крови были ниже в день 1 после инъекции, 22 нг/мл для МСАВ и 31,3 нг/мл для M2CAB, и быстро опускались ниже предела количественного определения, что говорит о биологическом преобразовании пролекарств в активное исходное лекарственное средство. Все подвергающиеся скринингу ткани представляли собой значительные депо для M2CAB и имели устойчивые уровни M2CAB в течение периода исследования. Однократная IM инъекция NM3CAB (45 мг/кг САВ-эквивалентов) у самок NSG обеспечивала низкие уровни CAB в плазме крови (2248 нг/мл) в день 1 после введения по сравнению с NCAB (41237,6 нг/мл), NMCAB (30148,9 нг/мл) и NM2CAB (7076,1 нг/мл). Уровни CAB в плазме крови достигали значений около РА-1С (233,2 нг/мл) в течение 28 суток после обработки. Уровни CAB и M3CAB в плазме крови и ткани измеряли в день 28. Для подтверждения более медленного гидролиза M3CAB оценку PK повторяли у BALB/cJ мышей после однократной IM инъекции NM3CAB в той же дозе. Аналогично результатам PK у NSG мышей NM3CAB обеспечивал низкие уровни CAB в плазме крови в день 1 после введения (777,8 нг/мл); и уровни CAB в плазме крови падали ниже однократного значения PA-IC90 в течение 28 суток (98,9 нг/мл). Эти данные подтверждали более медленный гидролиз пролекарства M3CAB и последующее биологическое преобразование в CAB.Concentrations of the prodrug (MCAB or M2CAB) in blood and all tissues were also examined (Fig. 5). Blood concentrations of both prodrugs were lower on day 1 postinjection, 22 ng/mL for MCAB and 31.3 ng/mL for M2CAB, and rapidly fell below the limit of quantitation, suggesting biological conversion of the prodrugs to the active parent drug. All tissues screened represented significant depots of M2CAB and had sustained levels of M2CAB during the study period. A single IM injection of NM3CAB (45 mg/kg CAB equivalents) in NSG females produced low plasma CAB levels (2248 ng/ml) on day 1 post-administration compared to NCAB (41237.6 ng/ml), NMCAB (30148 .9 ng/ml) and NM2CAB (7076.1 ng/ml). Plasma CAB levels reached values around PA- 1C9O (233.2 ng/ml) within 28 days after treatment. Plasma and tissue levels of CAB and M3CAB were measured on day 28. To confirm slower hydrolysis of M3CAB, PK assessment was repeated in BALB/cJ mice after a single IM injection of NM3CAB at the same dose. Similar to the PK results in NSG mice, NM3CAB produced low plasma CAB levels on day 1 post-administration (777.8 ng/ml); and plasma CAB levels fell below a single PA-IC90 value within 28 days (98.9 ng/ml). These data supported the slower hydrolysis of the M3CAB prodrug and subsequent biological conversion to CAB.

Улучшенные профили PK и BD NM2CAB у всех составов подтверждали в еще одной линии мышей BALB/cJ (самцы). В данном случае, мышей дикого типа применяли для подтверждения результатов от иммунодефицитных NSG мышей. Измерения PK и BD в плазме крови и тканях для NM2CAB проводили параллельно с измерениями у NSG мышей. В частности, концентрации CAB в плазме крови были выше РА-1С ко дню 231 (170,8 нг/мл) для NM2CAB, что подтверждает улучшение кажущегося периода полувыведения лекарственного средства. NCAB использовали в качестве контроля, в котором уровни CAB опускались ниже РА-1С ко дню 28 (12,28 нг/мл).The improved PK and BD profiles of NM2CAB across all formulations were confirmed in another strain of BALB/cJ (male) mice. Here, wild-type mice were used to confirm the results from immunodeficient NSG mice. Plasma and tissue PK and BD measurements for NM2CAB were performed in parallel with measurements in NSG mice. Specifically, plasma CAB concentrations were higher than PA- 1C9O at day 231 (170.8 ng/mL) for NM2CAB, confirming an improvement in the apparent drug half-life. NCAB was used as a control in which CAB levels fell below PA- 1C9O by day 28 (12.28 ng/ml).

Для подтверждения результатов, наблюдаемых у грызунов, макакам-резусам вводили IM инъекцией однократную дозу 45 мг/кг САВ-эквивалентов NM2CAB. Уровни CAB и пролекарства (M2CAB) в плазме крови измеряли в течение периода до дня 393. Аналогично результатам у мышей обработка NM2CAB обеспечивала более медленную кинетику распада в плазме крови, поддерживая устойчивую концентрацию CAB в плазме крови в течение периода до дня 393. В день 393 измеренные уровни CAB составляли в среднем 56,1 нг/мл. Как ожидается, концентрации M2CAB в плазме крови были ниже в течение исследования по сравнению с уровнями CAB, что говорит о биологическом преобразовании пролекарства в его активное исходное лекарственное средство (фиг. 6А). Биоптаты ткани прямой кишки, лимфатических узлов и жировой ткани собирали в день 204 после введения NM2CAB и подвергали анализу в отношении уровней CAB и M2CAB. Концентрации CAB в тканях прямой кишки, лимфатических узлов и жировой ткани составляли 10,12 нг/г, 22,7 нг/г и 29,5 нг/г, соответственно (фиг. 6В). M2CAB присутствовал на высоких уровнях в ткани лимфатических узлов и жировой ткани (33,3 и 233,2 нг/г соответственно), при этом более низкие уровни наблюдали в ткани прямой кишки (1,7 нг/г) (фиг. 6С).To confirm the results observed in rodents, rhesus monkeys were administered by IM injection a single dose of 45 mg/kg CAB equivalents of NM2CAB. Plasma levels of CAB and prodrug (M2CAB) were measured up to day 393. Similar to the results in mice, NM2CAB treatment produced slower plasma breakdown kinetics, maintaining a steady-state plasma concentration of CAB through day 393. On day 393 CAB levels measured averaged 56.1 ng/mL. As expected, plasma concentrations of M2CAB were lower during the study compared to CAB levels, suggesting biological conversion of the prodrug to its active parent drug (Fig. 6A). Biopsies of rectal tissue, lymph nodes, and adipose tissue were collected on day 204 after NM2CAB administration and analyzed for CAB and M2CAB levels. CAB concentrations in rectal, lymph node, and adipose tissue were 10.12 ng/g, 22.7 ng/g, and 29.5 ng/g, respectively (Figure 6B). M2CAB was present at high levels in lymph node and adipose tissue (33.3 and 233.2 ng/g, respectively), with lower levels observed in rectal tissue (1.7 ng/g) (Fig. 6C).

Оценка токсичности.Toxicity assessment.

После введения NM2CAB токсикологические анализы проводили как на мышах, так и на макакахрезусах. Для оценки токсичности у NSG мышей массы животных записывали еженедельно в течение года; и при завершении исследования (день 364) плазму крови и ткани собирали для определения метаболических профилей и гистопатологических анализов, соответственно. В качестве контролей использовали не подвергавшихся обработке мышей соответствующего возраста. Не наблюдали различий в массе между животными из всех групп. Комплексный набор химических параметров сыворотки крови количественно определяли с применением диска для определения комплексного диагностического профиляFollowing administration of NM2CAB, toxicological analyzes were performed in both mice and rhesus monkeys. To assess toxicity in NSG mice, animal weights were recorded weekly for a year; and at study completion (day 364), plasma and tissues were collected for metabolic profiles and histopathological analyses, respectively. Age-matched, untreated mice were used as controls. No differences in weight were observed between animals from all groups. A comprehensive set of serum chemistry parameters were quantified using a disk to determine a comprehensive diagnostic profile

- 30 046194- 30 046194

VetScan и инструмента VetScan VS-2. Оценивали следующие параметры: аланин-аминотрансфераза (ALT), альбумин (ALB), щелочная фосфатаза (ALP), амилаза (AMY), общий кальций (СА++), креатинин (CRE), глобулин (GLOB), глюкоза (GLU), фосфор (PHOS), калий (K+), натрий (NA+), общий билирубин (TBIL), общий белок (ТР) и азот мочевины (BUN). Отмечали отсутствие значимых различий между контролями и группами, получавшими обработку NM2CAB, указывающее на то, что NM2CAB не оказывал отрицательного воздействия на функции системных органов. Гистологическая оценка срезов тканей (печени, легкого, кишечника, селезенки, почки и головного мозга), окрашенных Н&Е, с участием дипломированного патоморфолога не выявила аномальной патологии у мышей, получавших обработку NM2CAB. Более того, состав хорошо переносился обеими линиями мышей (NSG и BALB/cJ), и не наблюдали реакций в месте инъекции и изменений в поведении или двигательной активности.VetScan and the VetScan VS-2 instrument. The following parameters were assessed: alanine aminotransferase (ALT), albumin (ALB), alkaline phosphatase (ALP), amylase (AMY), total calcium (CA++), creatinine (CRE), globulin (GLOB), glucose (GLU), phosphorus (PHOS), potassium (K+), sodium (NA+), total bilirubin (TBIL), total protein (TP) and urea nitrogen (BUN). There were no significant differences between controls and NM2CAB treatment groups, indicating that NM2CAB did not adversely affect systemic organ function. Histological evaluation of tissue sections (liver, lung, intestine, spleen, kidney and brain) stained with H&E by a board-certified pathologist revealed no abnormal pathology in mice treated with NM2CAB. Moreover, the formulation was well tolerated by both strains of mice (NSG and BALB/cJ), and no injection site reactions or changes in behavior or locomotor activity were observed.

В случае оценки у макаков-резусов массы записывали, начиная с момента перед введением состава, и образцы плазмы крови и мононуклеарные клетки периферической крови (РВМС) собирали для клинического анализа крови и определения метаболических профилей в течение периода до дня 393 после введения NM2CAB. Системную токсичность оценивали посредством измерения как гематологических (нейтрофилы, лимфоциты, моноциты), так и метаболических (ALT, щелочная фосфатаза, BUN/креатинин) профилей. Изменения массы у какого-либо из животных после инъекции не регистрировались. Первоначальное слабое покраснение, наблюдаемое в месте инъекции, сходило ко дню 3 у всех животных. Отмечали отсутствие воспаления или образования уплотнений через 3 суток после инъекции. Нейтрофилы, лимфоциты и моноциты подсчитывали до и после введения NM2CAB; и подсчитанные количества клеток крови соответствовали. В день 1 после инъекции регистрировали повышение подсчитанного количества нейтрофилов, и оно становилось нормальным в течение 2 недель у всех животных. Такое изменение может быть связано с инъекцией и может не быть связано с лекарственным средством. Метаболические профили для печени и почек оставались неизменными у всех животных после обработки. В целом, неблагоприятные явления не наблюдались после введения NM2CAB.For the rhesus monkey assessment, weights were recorded from before formulation administration, and plasma samples and peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) were collected for CBC and metabolic profiles up to day 393 after NM2CAB administration. Systemic toxicity was assessed by measuring both hematological (neutrophils, lymphocytes, monocytes) and metabolic (ALT, alkaline phosphatase, BUN/creatinine) profiles. No changes in weight were recorded in any of the animals after injection. The initial mild redness observed at the injection site subsided by day 3 in all animals. No inflammation or lump formation was noted 3 days after injection. Neutrophils, lymphocytes, and monocytes were counted before and after NM2CAB administration; and the counted blood cell numbers were consistent. On day 1 after injection, an increase in the counted number of neutrophils was recorded, and it became normal within 2 weeks in all animals. This change may be related to the injection and may not be related to the drug. Metabolic profiles for the liver and kidneys remained unchanged in all animals after treatment. Overall, no adverse events were observed following administration of NM2CAB.

Межлекарственные взаимодействия.Interdrug interactions.

Оценивали межлекарственное взаимодействие между двумя наносоставами пролекарств (NM2CAB и NM3PRV) лекарственных средств разных классов: CAB (INSTI) и рилпивирин (RPV; NNRTI). Выбор RPV в качестве лекарственного средства вместе с CAB обусловлен проводимыми в настоящее время клиническими исследованиями комбинации наносоставов CAB и RPV длительного действия. NM3RPV представляет собой состав RPV длительного действия (Hilaire, et al., J. Control Release (2019), 311312:201-211). BALB/cJ мыши получали IM обработку однократной дозой NM2CAB отдельно (45 мг/кг САВ-эквивалентов), NM3RPV отдельно (45 мг/кг RPV-эквивалентов) или посредством совместного введения наносоставов обоих пролекарств (NM2CAB и NM3RPV, 45 мг/кг эквивалентов лекарственных средств). Измеряли уровни CAB и RPV в плазме крови и не наблюдали отличий в уровнях активных лекарственных средств между животными, получавшими обработку составами отдельно или в комбинации, что говорит о применении комбинации нескольких наносоставов пролекарств для лечения или предупреждения.Drug-drug interactions between two prodrug nanoformulations (NM2CAB and NM3PRV) of different drug classes: CAB (INSTI) and rilpivirine (RPV; NNRTI) were assessed. The choice of RPV as a drug along with CAB is due to the ongoing clinical trials of the combination of CAB and long-acting RPV nanoformulations. NM3RPV is a long-acting RPV formulation (Hilaire, et al., J. Control Release (2019), 311312:201-211). BALB/cJ mice received IM treatment with a single dose of NM2CAB alone (45 mg/kg CAB equivalents), NM3RPV alone (45 mg/kg RPV equivalents), or by coadministration of nanoformulations of both prodrugs (NM2CAB and NM3RPV, 45 mg/kg drug equivalents). funds). Plasma levels of CAB and RPV were measured and no differences in active drug levels were observed between animals treated with the formulations alone or in combination, suggesting the use of a combination of multiple prodrug nanoformulations for treatment or prevention.

С связи с неспособностью защитных вакцин и доконтактной профилактики (PrEP) ликвидировать ВИЧ-инфекцию у лиц, находящихся в группе риска, долговременная ART является единственным подходом, доступным для предупреждения заболевания и прекращения новых инфекций и передачи вируса. На это сделан акцент в концепции лечения как профилактики для людей, имеющих риск инфицирования. Внимание при разработке инъекционных LA ARV сосредоточивают на создании лекарственных средств с длительными периодами полувыведения. В случае PrEP требуется охват LA ARV для исключения инфекций после контактов с ВИЧ. Развитие вирусной инфекции должно прекращаться в течение периодов времени, когда обеспечивающие защиту уровни ARV выявляются в плазме крови. Лекарственные средства также нужно вводить без нежелательных побочных эффектов, которые включают в себя токсичность для желудочно-кишечного тракта и любые выраженные межлекарственные взаимодействия. В настоящее время LA средства вызывают энтузиазм среди потенциальных потребителей в связи с потенциальными преимуществами, заключающимися в устранении социальной стигматизации вирусных инфекций и отсутствии необходимости интервалов между приемами доз менее суток, некоторые из них можно дозировать реже чем раз в 2-3 месяца. LA ARV, вводимые посредством подкожного или внутримышечного путей, являются высокоэффективными и уже продемонстрировали улучшенное качество и продолжительность жизни (May, et al., AIDS (2014), 28:1193-1202; Antiretroviral Therapy Cohort, Lancet (2017), HIV 4:e349-e356). Они помогают обойти проблему недостаточного соблюдения режима лечения, которая остается ключевой сложностью при лечении (Shubber, et al., PLoS Med. (2016), 13:e1002183; Osterberg, et al., New Eng. J. Med. (2005), 353:487-497). Действительно, любое плохое соблюдение схем лечения ARV, приводящее в результате к неэффективности лечения, появлению мутаций, вызывающих устойчивость к лекарственному средству, и новым передачам вируса, можно исключить при использовании улучшенного соблюдения режима лечения. В попытках улучшить существующие платформы для LA ARV были разработаны пролекарства для антиретровирусной терапии с медленным эффективным высвобождением и длительным действием (LASER ART). Эти новые составы служат для снижения частоты инъекций, при этом поддерживая устойчивые терапевтические уровни ARV в течение более продолжиDue to the failure of protective vaccines and pre-exposure prophylaxis (PrEP) to eliminate HIV infection in individuals at risk, long-term ART is the only approach available to prevent disease and stop new infections and transmission of the virus. This is emphasized in the concept of treatment as prevention for people at risk of infection. The development of injectable LA ARVs is focused on creating drugs with long half-lives. PrEP requires LA ARV coverage to exclude infections following HIV exposure. The development of viral infection should cease during periods of time when protective levels of ARV are detected in the blood plasma. Drugs must also be administered without unwanted side effects, which include gastrointestinal toxicity and any significant drug-drug interactions. Currently, LA agents are attracting enthusiasm among potential users due to the potential benefits of eliminating the social stigma of viral infections and not requiring dosing intervals of less than 24 hours, some of which can be dosed less frequently than every 2-3 months. LA ARVs administered via the subcutaneous or intramuscular route are highly effective and have already demonstrated improved quality of life and longevity (May, et al., AIDS (2014), 28:1193-1202; Antiretroviral Therapy Cohort, Lancet (2017), HIV 4: e349-e356). They help circumvent the problem of poor adherence, which remains a key challenge in treatment (Shubber, et al., PLoS Med. (2016), 13:e1002183; Osterberg, et al., New Eng. J. Med. (2005), 353:487-497). Indeed, any poor adherence to ARV treatment regimens resulting in treatment failure, emergence of drug resistance mutations, and new viral transmissions can be eliminated using improved adherence. In an attempt to improve existing LA ARV platforms, slow-release, long-acting antiretroviral therapy (LASER ART) prodrugs have been developed. These new formulations serve to reduce the frequency of injections while maintaining stable therapeutic ARV levels for longer.

- 31 046194 тельного периода (Edagwa, et al., Exp. Opinion Drug Del. (2017), 14:1281-1291). LASER ART предусматривает синтез пролекарства посредством химических модификаций существующих ARV для обеспечения медленного растворения нативных лекарственных средств, слабой растворимости в воде, усиленного проникновения через биологические мембраны клетки, а также в тканевые резервуары и ограниченных системных нецелевых токсичностей. Синтез пролекарства обеспечивает возможность образования нанокристалов ARV, стабилизированных полимерными вспомогательными веществами. PK и эффективность (PD) составов для LASER ART установили для ряда ARV, в том числе, без ограничения, для долутегравира (DTG), CAB, абакавира (ABC), ламивудина (3TC) и эмтрицитабина (FTC) (Zhou, et al., Biomaterials (2018), 151:53-65; Hilaire, et al., J. Control Release (2019), 311-312:201-211; Ibrahim, et al., Int. J. Nanomed. (2019), 14:6231-6247; Lin, et al., Chem. Commun. (2018), 54:8371-8374; McMillan, et al., Antimicrob. Agents Chemother. (2018), 62:e01316-17; McMillan, et al., AIDS (2019), 33:585-588; Sillman, et al., Nat. Commun. (2018), 9:443; Smith, et al., Biomaterials (2019), 223:119476; Soni, et al., Biomaterials (2019), 222:119441).- 31 046194 body period (Edagwa, et al., Exp. Opinion Drug Del. (2017), 14:1281-1291). LASER ART involves prodrug synthesis through chemical modifications of existing ARVs to provide slow dissolution of native drugs, poor aqueous solubility, enhanced penetration across biological cell membranes as well as tissue reservoirs, and limited systemic off-target toxicities. Prodrug synthesis enables the formation of ARV nanocrystals stabilized by polymeric excipients. The PK and potency (PD) of LASER ART formulations have been established for a number of ARVs, including, but not limited to, dolutegravir (DTG), CAB, abacavir (ABC), lamivudine (3TC), and emtricitabine (FTC) (Zhou, et al. , Biomaterials (2018), 151:53-65; Hilaire, et al., J. Control Release (2019), 311-312:201-211; Ibrahim, et al., Int. J. Nanomed. (2019), 14:6231-6247; Lin, et al., Chem. Commun. (2018), 54:8371-8374; McMillan, et al., Antimicrob. Agents Chemother. (2018), 62:e01316-17; McMillan, et al., Antimicrob. Agents Chemother. (2018), 62:e01316-17 al., AIDS (2019), 33:585-588; Sillman, et al., Nat. Commun. (2018), 9:443; Smith, et al., Biomaterials (2019), 223:119476; Soni, et al., Biomaterials (2019), 222:119441).

CAB представляет собой ингибитор переноса цепи интегразой (INSTI) ВИЧ-1, и в настоящее время он находится в разработке как в виде перорального состава, так и инъекционного LA состава (McPherson, et al., Expert Opin. Investig. Drugs (2018), 27:413-420). Уникальные присущие ему свойства, такие как гидрофобная природа, длинный системный период полувыведения (примерно 40 ч после перорального введения), высокая активность, устойчивый профиль, низкие требования в отношении суточной пероральной дозы (>30 мг/сутки) и ограниченные межлекарственные взаимодействия, делают его привлекательным кандидатом для разработки в инъекционный LA состав (Trezza, et al., Curr. Opin. HIV AIDS (2015), 10:239-245). В данном документе продемонстрировано, что однократная инъекция NM2CAB обеспечивала неожиданно превосходные улучшения продолжительности действия лекарственного средства, что отражается устойчивыми концентрациями лекарственного средства в плазме крови и биораспределением в тканях по сравнению с любым из NCAB, NMCAB или NM3CAB. NM2CAB обеспечивал устойчивый распад в плазме крови, при этом поддерживая уровни лекарственного средства выше РА-1С 166 нг/мл в течение 364 суток после однократной инъекции.CAB is an HIV-1 integrase strand transfer inhibitor (INSTI) and is currently in development as both an oral formulation and an injectable LA formulation (McPherson, et al., Expert Opin. Investig. Drugs (2018), 27:413-420). Its unique inherent properties such as hydrophobic nature, long systemic half-life (approximately 40 hours after oral administration), high potency, sustained profile, low daily oral dosage requirement (>30 mg/day) and limited drug-drug interactions make it an attractive candidate for development into an injectable LA formulation (Trezza, et al., Curr. Opin. HIV AIDS (2015), 10:239-245). Herein, we demonstrate that a single injection of NM2CAB provided unexpectedly superior improvements in drug duration of action, as reflected by sustained plasma drug concentrations and tissue biodistribution, compared with either NCAB, NMCAB, or NM3CAB. NM2CAB provided sustained plasma degradation while maintaining drug levels above PA- 1C9O 166 ng/mL for 364 days after a single injection.

LA CAB, в настоящее время приближающийся к одобрению для клинического применения, подвергали активному изучению у макаков-резусов, что подтверждало его способности к применению в качестве инъекционного ARV для исследований доконтактной профилактики (PrEP) (Edagwa, et al., Exp. Opin. Drug Del. (2017), 14:1281-1291; Stellbrink, et al., Curr. Opin. HIV AIDS (2018), 13:334-340). Эти исследования продемонстрировали, что LA CAB обеспечивал высокую степень защиты от вагинального, ректального, внутривенного и пениального контрольного заражения штаммами SHIV, обосновывая его будущее применение в качестве PrEP у тех людей, которые имеют высокий риск контакта с ВИЧ и для потребителей внутривенных наркотических средств. Уровни в плазме крови выше ЗхРА-1С90 обеспечивали 100% защиту, а концентрации выше PA-IC9i0 обеспечивали 97% защиту от контрольного заражения вирусом (Edagwa, et al., Exp. Opin. Drug Del. (2017), 14:1281-1291; Stellbrink, et al., Curr. Opin. HIV AIDS (2018), 13:334-340). В данном документе введение NM2CAB обеспечивало концентрации CAB в плазме крови выше PA-IC9i0 в течение более чем шести месяцев, что говорит о его превосходстве и его клинической эффективности в качестве PrEP.LA CAB, now approaching approval for clinical use, has been extensively studied in rhesus monkeys, supporting its potential as an injectable ARV for pre-exposure prophylaxis (PrEP) studies (Edagwa, et al., Exp. Opin. Drug Del. (2017), 14:1281-1291; Stellbrink, et al., Curr. Opin. HIV AIDS (2018), 13:334-340). These studies demonstrated that LA CAB provided a high degree of protection against vaginal, rectal, intravenous, and penial challenge with SHIV strains, justifying its future use as PrEP in those people at high risk of exposure to HIV and in intravenous drug users. Plasma levels above 3xPA-1C 90 provided 100% protection, and concentrations above PA-IC 9i0 provided 97% protection against virus challenge (Edagwa, et al., Exp. Opin. Drug Del. (2017), 14:1281 -1291; Stellbrink, et al., Curr. Opin. HIV AIDS (2018), 13:334-340). Here, administration of NM2CAB provided plasma CAB concentrations above PA-IC 9i0 for more than six months, suggesting its superiority and its clinical effectiveness as PrEP.

В целом, разработка эффективных мер по лечению и предупреждению у ВИЧ-1-инфицированных пациентов с помощью антиретровирусного лекарственного средства (ARV) изменила то, что раньше являлось неминуемой смертью, на поддающуюся контролю пожизненную хроническую болезнь. Потребность в контроле пандемии ВИЧ-1 сохраняется, поскольку согласно оценкам в мире инфицированными являются 37,9 млн. людей. Появление LA ARV безусловно расширит возможности для преодоления проблемы неоптимального соблюдения режима приема лекарственных средств и снижает нагрузку от ВИЧинфекции. На данный момент химиопрофилактика ВИЧ с применением антиретровирусных средств в наибольшей мере продемонстрирована при использовании соединений, содержащих тенофовирдиизопропилфумарат (TDF). Тем нем менее, требующиеся уровни соблюдения режима лечения в виде ежесуточного или практически ежесуточного приема пероральных таблеток оказались проблемой. LA препараты предлагают больший выбор для достижения предупреждения с учетом понимания того, что безопасность, переносимость и эффективность продолжат оставаться частью оценок терапевтических результатов. LA ARV, которые можно вводить раз в месяц или реже улучшат соблюдение пациентом терапевтического режима лечения и расширят возможности PrEP.Overall, the development of effective treatment and prevention interventions in HIV-1-infected patients with antiretroviral drugs (ARVs) has changed what was once an imminent death to a manageable lifelong chronic disease. The need to control the HIV-1 pandemic continues as an estimated 37.9 million people worldwide are infected. The advent of LA ARV will certainly increase opportunities to overcome the problem of suboptimal medication adherence and reduce the burden of HIV infection. To date, HIV chemoprevention with antiretroviral agents has been best demonstrated using compounds containing tenofovir diisopropyl fumarate (TDF). However, the required levels of adherence to daily or near-daily oral tablets have proven to be a challenge. LA drugs offer greater choice in achieving prevention with the understanding that safety, tolerability, and efficacy will continue to be part of therapeutic outcome assessments. LA ARVs that can be administered once a month or less frequently will improve patient compliance and expand PrEP options.

Ряд публикаций и патентных документов процитированы в вышеприведенном описании с целью описания уровня техники, к которому относится настоящее изобретение. Полное раскрытие каждого из этих цитируемых источников включено в данный документ посредством ссылки.A number of publications and patent documents are cited in the above description for the purpose of describing the prior art to which the present invention relates. The full disclosure of each of these references cited is incorporated herein by reference.

Несмотря на то что определенные из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения были описаны и специально проиллюстрированы примерами выше, не предполагается, что настоящее изобретение ограничено такими вариантами осуществления. Различные модификации могут быть выполнены в них без отступления от объема и идеи настоящего изобретения, которые изложены в следующих пунктах формулы изобретения.Although certain of the preferred embodiments of the present invention have been described and specifically illustrated by the examples above, the present invention is not intended to be limited to such embodiments. Various modifications may be made thereto without departing from the scope and idea of the present invention, which are set out in the following claims.

Claims (11)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Соединение формулы (I)1. Compound of formula (I) о (I), или его фармацевтически приемлемая соль, при этом R представляет собой насыщенную линейную алифатическую цепь длиной 17 углеродов.o (I), or a pharmaceutically acceptable salt thereof, wherein R is a saturated linear aliphatic chain of 17 carbons in length. 2. Наночастица, содержащая соединение по п.1 или его фармацевтически приемлемую соль и полимер или поверхностно-активное вещество, причем полимер или поверхностно-активное вещество представляют собой амфифильный блок-сополимер, содержащий блок поли(оксиэтилена) и блок поли(оксипропилена).2. A nanoparticle containing a compound according to claim 1 or a pharmaceutically acceptable salt thereof and a polymer or surfactant, wherein the polymer or surfactant is an amphiphilic block copolymer containing a poly(oxyethylene) block and a poly(oxypropylene) block. 3. Наночастица по п.2, причем полимер или поверхностно-активное вещество представляют собой полоксамер 407 (Р407).3. Nanoparticle according to claim 2, wherein the polymer or surfactant is poloxamer 407 (P407). 4. Фармацевтическая композиция, содержащая соединение по п.1 или его фармацевтически приемлемую соль или наночастицу по п.2 или 3 и фармацевтически приемлемый носитель.4. A pharmaceutical composition containing a compound according to claim 1 or a pharmaceutically acceptable salt or nanoparticle thereof according to claim 2 or 3 and a pharmaceutically acceptable carrier. 5. Способ лечения ВИЧ-инфекции у субъекта, нуждающегося в этом, причем указанный способ предусматривает введение указанному субъекту терапевтически эффективного количества фармацевтической композиции по п.4.5. A method of treating HIV infection in a subject in need thereof, wherein said method comprises administering to said subject a therapeutically effective amount of a pharmaceutical composition according to claim 4. 6. Способ по п.5, причем фармацевтическую композицию вводят путем инъекции.6. The method according to claim 5, wherein the pharmaceutical composition is administered by injection. 7. Способ по п.6, причем фармацевтическую композицию вводят один раз за 3-месячный период.7. The method according to claim 6, wherein the pharmaceutical composition is administered once over a 3-month period. 8. Способ по п.6, причем фармацевтическую композицию вводят один раз за 6-месячный период.8. The method according to claim 6, wherein the pharmaceutical composition is administered once over a 6-month period. 9. Способ по п.6, причем фармацевтическую композицию вводят один раз за 9-месячный период.9. The method according to claim 6, wherein the pharmaceutical composition is administered once over a 9-month period. 10. Способ по п.6, причем фармацевтическую композицию вводят один раз за 12-месячный период.10. The method according to claim 6, wherein the pharmaceutical composition is administered once over a 12-month period. 11. Способ по п.6, причем фармацевтическую композицию вводят один раз за 24-месячный период.11. The method according to claim 6, wherein the pharmaceutical composition is administered once over a 24-month period.
EA202190974 2018-10-22 2019-10-22 ANTIVIRAL PRODRUGS AND THEIR NANO COMPOUNDS EA046194B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62/748,798 2018-10-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA046194B1 true EA046194B1 (en) 2024-02-15

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11311547B2 (en) Antiviral prodrugs and nanoformulations thereof
US11117904B2 (en) Compositions and methods for the delivery of therapeutics
US20240100171A1 (en) Antiviral prodrugs and nanoformulations thereof
US11839623B2 (en) Antiviral prodrugs and formulations thereof
US20220288037A1 (en) Prodrugs and formulations thereof
US20170165271A1 (en) Compositions and Methods for the Delivery of Therapeutics
US11311545B2 (en) Compositions and methods for the delivery of therapeutics
US11458136B2 (en) Antiviral prodrugs and formulations thereof
EA046194B1 (en) ANTIVIRAL PRODRUGS AND THEIR NANO COMPOUNDS
Hilaire Synthesis and Characterization of Long-Acting Rilpivirine Prodrugs
Kulkarni Development of Once-A-Year Injectable Formulation of Cabotegravir for Prevention and Treatment of HIV Infection
Singh Synthesis and Development of Long-Acting Abacavir Prodrug Nanoformulations