ES2291210T3 - Uso sinergistico de tiazolidindionas con peptido-1 tipo glucagona y sus agonistas para tratar la diabetes no insulina-dependiente. - Google Patents

Uso sinergistico de tiazolidindionas con peptido-1 tipo glucagona y sus agonistas para tratar la diabetes no insulina-dependiente. Download PDF

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Abstract

Uso de una cantidad eficaz de un agonista del péptido GLP-1 en la preparación de un medicamento para el tratamiento de diabetes mellitus no dependiente de insulina en el que el tratamiento comprende la co-administración de una cantidad eficaz de un agonista del péptido GLP-1 con una cantidad eficaz de una tiazolidindiona en el que la cantidad eficaz del agonista del péptido GLP-1 está en el intervalo de 5 a 200 mig por día.

Description

Uso sinergístico de tiazolidindionas con péptido-1 tipo glucagona y sus agonistas para tratar la diabetes no insulina-dependiente.
Antecedentes de la invención
La presente invención se refiere a una combinación de una tiazolidindiona (TZD), con péptido-1 similar a glucagón (GLP-1) o un agonista de GLP-1, combinación que posee una actividad hormonal deseable y puede usarse para regular la homeostasis de glucosa en pacientes que padecen diabetes mellitus no dependiente de insulina (diabetes de tipo II).
La resistencia a insulina es una característica clásica de muchas patologías humanas, tales como diabetes mellitus no dependiente de insulina (NIDDM), obesidad, hipertensión, envejecimiento, etc. La diabetes mellitus es un trastorno del metabolismo de los carbohidratos, caracterizado por hiperglucemia y glicosuria resultante de una producción o utilización inadecuada de insulina. La NIDDM es una forma de diabetes en la que la utilización de insulina es inadecuada. Ocurre predominantemente en adultos, en los que una producción adecuada de insulina está disponible para usar, aunque existe un defecto en la utilización y metabolismo mediado por insulina de glucosa y tejidos periféricos. Para algunas personas con diabetes, una mutación en el gen o genes que codifican para insulina, para un receptor de insulina y/o para un factor o factores de transducción de señal mediada por insulina conduce a efectos ineficaces de la insulina y/o mediados por insulina, afectando a la utilización o al metabolismo de la glucosa.
La diabetes mellitus a menudo se desarrolla a partir de ciertas poblaciones de riesgo; se sabe que una de dichas poblaciones son individuos con tolerancia alterada a la glucosa (IGT). El significado habitual de tolerancia alterada a la glucosa es que es una afección intermedia entre diabetes mellitus no dependiente de insulina, franca, y tolerancia normal a glucosa. La IGT se diagnostica mediante un procedimiento en el que se determina que la respuesta de glucosa post-prandial de una persona afectada es anormal según se evalúa mediante los niveles de glucosa en plasma post-prandial en dos horas. En este ensayo, se da al paciente una cantidad medida de glucosa y el nivel de glucosa en sangre se mide a intervalos regulares, normalmente cada ½ hora durante las dos primeras horas y después cada hora. En un individuo "normal" o no IGT, los niveles de glucosa suben durante las dos primeras horas a un nivel menor de 140 mg/dl y después caen rápidamente. En un individuo afectado (IGT) los niveles de glucosa en sangre son mayores y el nivel de disminución es a una velocidad más lenta. Se sabe que un alto porcentaje de la población afectada (IGT) progresa a diabetes mellitus no dependiente de insulina.
La patofisiología de diabetes mellitus no dependiente de insulina (NIDDM) consiste en tres componentes principales, (1) resistencia periférica a la insulina; (2) aumento de la producción de glucosa hepática; y (3) secreción de insulina reducida. Se ha dedicado una intensa investigación a cada una de estas áreas, independientemente, para determinar qué anormalidad es primaria y cuáles son secundarias. La opinión predominante es que un procedimiento farmacológico terapéutico racional debe implicar la intervención en la resistencia a la insulina para mejorar la homeostasis de glucosa. Suter et al., Diabetes Care 15: 193-203 (1992). Como resultado del enfoque sobre anormalidades individuales, se desarrollaron diversos modelos de terapia para regular la homeostasis de glucosa en pacientes diabéticos de
tipo II.
Cuando se centra en la resistencia periférica a la insulina, el fármaco de elección es una tiazolidindiona, que es un tipo de agente de sensibilización a insulina. La troglitazona (TRG), por ejemplo, es un agente anti-diabético oralmente activo de la serie química de la tiazolidindiona. Se ha demostrado que este fármaco invierte la resistencia a la insulina en pacientes con NIDDM y tolerancia alterada a la glucosa, y puede potenciar la acción de la insulina en numerosos modelos de roedor de resistencia a la insulina genética y adquirida. Los efectos antihiperglucémicos de TRG son el resultado de su capacidad para aumentar la evacuación de glucosa dependiente de insulina y reducir la producción de glucosa hepática. Se cree que potenciando la acción de la insulina, el tratamiento con TRG da como resultado euglucemia a un nivel menor de insulina en circulación. A este respecto, los estudios en roedores normales y diabéticos y ensayos clínicos humanos no han puesto de manifiesto hipoglucemia como una complicación de la terapia con tiazolidindiona. Por otro lado, la administración de estos fármacos a animales normales o diabéticos deficientes de insulina fallaba para alterar la glucosa en plasma o la tolerancia a insulina o glucosa, aunque la sensibilidad a insulina aumentaba, independientemente de ello.
Los efectos de TRG y otras tiazolidindionas sobre la evacuación de glucosa se cree que son el resultado de la sensibilización a insulina, indicando una necesidad absoluta de insulina. Por otro lado, TRG mejora la sensibilidad a insulina según se evalúa mediante la pinza hiperinsulinémica. Suter et al., supra. Los efectos dependientes de la dosis de las tiazolidindionas sobre la insulina en plasma y la tolerancia de glucosa se han demostrado en modelos de ratón y de rata distintos del modelo de rata GK.
Inhibir la gluconeogénesis in vivo daría como resultado una disminución en las reservas de glucógeno. Después del tratamiento con TRG, es de suponer que se empieza con una cantidad menor de glucógeno y por lo tanto muestra una disminución en la producción de glucosa hepática total. También es posible que TRG tenga un efecto directo sobre la ruta glucogenolítica. El mecanismo bioquímico exacto responsable de este efecto aún se está investigando. Los datos in vivo y ex vivo en la rata GK respaldan también la posibilidad de que los efectos de este fármaco sobre el hígado y tejido periférico pueden ser independientes y diferentes en algunos aspectos.
Los tratamientos con tiazolidindiona están basados en la suposición de al centrarse en la resistencia periférica a la insulina, el aumento de la producción de glucosa hepática y la reducción de la secreción de insulina se mitigarán a su debido tiempo. Además, determinar la dosis óptima de TZD para aumentar la sensibilidad a insulina ha sido una empresa difícil. Hay un dilema adicional en que, incluso a la dosis óptima, la monoterapia con TZD provoca hipertrofia cardiaca en modelos animales. Smits et al., Diabetologia 38:116-121 (1995). Este efecto secundario hace a la monoterapia con TZD una medida profiláctica indeseable en el tratamiento de diabetes mellitus de tipo II.
El otro procedimiento principal para tratar la diabetes mellitus de tipo II se centra en facilitar la secreción de insulina, usando agentes potenciadores de la secreción de insulina. Las secreciones endocrinas de las isletas pancreáticas están bajo complejo control no sólo por los metabolitos llevados en la sangre (glucosa, aminoácidos, catecolaminas, etc.), si no también por influencias paracrinas locales. Las hormonas principales de la isleta pancreática (glucagón, insulina y somatoestatina) interaccionan entre sus tipos celulares específicos (células A, B y D, respectivamente) para modular las respuestas secretoras mediadas por los metabolitos mencionados anteriormente. Aunque la secreción de insulina está controlada predominantemente por los niveles de glucosa en sangre, la somatoestatina inhibe las respuestas secretoras de insulina mediadas por glucosa. Además de la regulación paracrina inter-isleta propuesta de la secreción de insulina, hay evidencia para respaldar la existencia de factores insulinotrópicos en el intestino. Por ejemplo, la glucosa ingerida por vía oral es un estimulante mucho más potente de la secreción de insulina que una cantidad comparable de la glucosa introducida por vía intravenosa.
Centrándose fundamentalmente en la secreción de insulina endógena, este procedimiento depende de la suposición de que la resistencia periférica a la insulina y el aumento de la producción de glucosa hepática estarán regulados por los tratamientos de secreción de insulina en solitario. Sin embargo, de igual importancia para el tratamiento eficaz de diabetes mellitus no dependiente de insulina es la sensibilización a insulina que es la promoción de la utilización de glucosa mediante una acción potenciada de la insulina. Aumentar la secreción y/o síntesis de insulina sin disminuir la resistencia a la insulina tiene poco efecto sobre la utilización de glucosa.
Los intentos para abordar las múltiples anormalidades asociadas con diabetes mellitus no dependiente de insulina han exigido la co-administración de GLP-1 junto con glibenclamida, que es una sulfonilurea. Véase la Patente de Estados Unidos Nº 5.631.224. Los derivados de sulfonilurea estimulan la secreción de insulina sin un efecto sobre la síntesis de insulina. Las sulfonilureas actúan cerrando los canales de potasio dependientes de ATP y las células beta pancreáticas. Esto conduce a la despolarización de las membranas del plasma con abertura de los canales de calcio dependientes de tensión con entrada de iones calcio. Los iones calcio se unen a calmodulina, conduciendo a la activación de la exocitosis de insulina de una manera similar a la encontrada después de la estimulación con glucosa. En contraste con creencias anteriores, algunas sulfonilureas, tales como glibenclamida, pueden interaccionar con canales dependientes de ATP vasculares humanos. Esto puede tener consecuencias para respuestas vasculares durante la isquemia, que están mediadas, al menos en parte, por canales de potasio dependientes de ATP.
Durante la isquemia en animales experimentales, se ha sugerido que reducir la acción potencial ejerce un efecto de protección, reduciendo de esta manera la contractilidad, demanda de oxígeno y repercusión del daño. En estas circunstancias las sulfonilureas tales como glibenclamida pueden inhibir los canales de potasio en el miocardio isquémico, y evitar así la reducción de la acción potencial. Esto puede dar como resultado menos vasodilatación coronaria, más daño a los tejidos y más arritmias por reperfusión.
A la luz de la hipertrofia cardiaca, que es un efecto secundario de TZD y el aumento del daño a los tejidos resultante de la administración de sulfonilurea, se necesita un nuevo procedimiento para tratar diabetes mellitus de tipo II. El nuevo procedimiento debe ser un procedimiento multi-dentado para la patofisiología de NIDDM, que no está limitada al tratamiento de sólo resistencia periférica a la insulina, o sólo secreción de insulina reducida. El tratamiento apropiado mejorará la resistencia periférica a la insulina, aumentará la producción de glucosa hepática, y facilitará la secreción de insulina sin hipertrofia cardiaca y aumento del daño a los tejidos.
Sumario de la invención
Por lo tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar el uso sinérgico de tiazolidindionas y agonistas de péptido-1 similar a glucagón, para tratar la inestabilidad metabólica asociada con diabetes mellitus no dependiente de insulina.
Consiguiendo este y otros objetivos, se ha proporcionado, de acuerdo con un aspecto de la presente invención, un uso terapéutico que consiste en co-administrar una dosis farmacológicamente eficaz de un agonista del péptido GLP-1 y una tiazolidindiona, de manera que los niveles de glucosa en sangre disminuyen y la secreción de insulina aumenta. La dosis eficaz del agonista del péptido GLP-1 está en el intervalo de 5 a 200 \mug por día. En una realización preferida, la invención incluye co-administración de una dosificación eficaz de troglitazona, y un agonista del péptido-1 similar a glucagón.
Las tiazolidindionas pueden usarse, junto con agonistas de péptido-1 similar a glucagón, para tratar diabetes mellitus no dependiente de insulina, opcionalmente con otras terapias, mejorando el control glucémico mientras que minimizan los efectos secundarios, tales como hipertrofia cardiaca, daño a los tejidos y glucosa en plasma después de comer, que están asociados con monoterapias con TZD y GLP-1.
La invención incluye el uso de un agonista del péptido GLP-1 en la preparación de un medicamento para el tratamiento de diabetes mellitus no dependiente de insulina, comprendiendo dicho tratamiento co-administrar una dosificación eficaz de (a) un agonista del péptido GLP-1 (b) una tiazolidindiona. El agonista del péptido GLP-1 puede ser una molécula de péptido-1 similar a glucagón, por ejemplo un análogo de GLP-1. Por consiguiente, la invención incluye el uso de un agonista del péptido GLP-1 en el que el agonista del péptido GLP-1 se selecciona entre Péptido-1 similar a Glucagón (7-37)OH, Péptido-1 similar a Glucagón (7-36) amida, VAL^{8}-GLP-1 (7-37), GLY^{8}-GLP-1 (7-37), THR^{8}-GLP-1 (7-37), MET^{8}-GLP-1 (7-37), y IP^{7}. La TZD puede seleccionarse entre pioglitazona, troglitazona, rosiglitazona y TZD 300512.
En otra realización, la invención incluye el uso de un agonista del péptido GLP-1 en la preparación de un medicamento para el tratamiento de diabetes mellitus no dependiente de insulina, comprendiendo dicho tratamiento co-administrar una dosificación eficaz de (a) un agonista del péptido GLP-1 (b) una tiazolidindiona, donde la dosificación eficaz del agonista del péptido GLP-1 está en el intervalo de 20 a 100 \mug por día. En otra realización, la dosificación eficaz de la TZD está en el intervalo de 0,1 a 200 miligramos por día.
En otra realización, el tratamiento de diabetes mellitus no dependiente de insulina comprende la administración simultánea del agonista del péptido GLP-1 y la tiazolidindiona. En otra realización el tratamiento de diabetes mellitus no dependiente de insulina comprende administración secuencial del agonista del péptido GLP-1 y la tiazolidindiona.
La presente invención incluye también el uso de un agonista del péptido GLP-1 en la preparación de un medicamento para el tratamiento de diabetes mellitus no dependiente de insulina, comprendiendo dicho tratamiento co-administrar una dosificación eficaz de (a) una tiazolidindiona y (b) un agonista del péptido-1 similar a glucagón, de manera que los niveles de glucosa en sangre disminuyen y la secreción de insulina aumenta.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
De acuerdo con la presente invención, TZD y sus derivados farmacológicamente activos pueden usarse, junto con agonistas del péptido GLP-1, para tratar diabetes no dependiente de insulina mejorando el control glucémico mientras que minimizan los efectos secundarios, tales como hipertrofia cardiaca y glucosa en plasma elevada después de comer, que están asociados con ambas monoterapias con TZD y GLP-1. Este procedimiento terapéutico puede emplearse con otras terapias que utilizan, por ejemplo, proteínas, sulfonilureas, biguanidas, y/o inhibidores de 2-glucosidasa, para mejorar el control glucémico y para minimizar los efectos secundarios asociados con terapias individuales.
Las tiazolidindionas y agonistas de GLP-1 se han sometido a evaluación de la eficacia para tratar diabetes de tipo II. Se ha demostrado que las tiazolidindionas, en diversos modelos animales de tipo II resistente a insulina, alteran favorablemente el metabolismo de carbohidrato y glucosa, mejorando la resistencia a la insulina. Además de aumentar la sensibilidad a insulina, TZD provoca también hipertrofia cardiaca a dosis óptimas en modelos animales. Por contraste, los agonistas de GLP-1, tales como IP^{7}, son anti-diabéticos debido a su actividad de liberación de insulina dependiente de glucosa. En estudios recientes de pacientes diabéticos de tipo II, la infusión de GLP-1 redujo las excursiones de glucosa después de las comidas, redujo las necesidades de insulina relacionadas con comida, y disminuyó los niveles de glucagón; sin embargo, el resultado fue un aumento del daño a los tejidos.
Como se demuestra en la presente memoria descriptiva, el uso sinérgico de una TZD, y un agonista de GLP-1, ha conducido a resultados favorablemente inesperados. Los estudios se diseñaron para evaluar los efectos de un agonista de GLP-1 y una TZD, como terapia de combinación, sobre el metabolismo de la glucosa, y sobre la aparición de hipertrofia cardiaca asociada con monoterapia con TZD, en ratas diabéticas. Los datos mostraron que la hipertrofia cardiaca asociada con monoterapia con TZD se evitaba cuando se administraba una TZD junto con un agonista de GLP-1. La mejora fue estadísticamente significativa, usando un ensayo T. De esta manera, esta nueva terapia de combinación evitaba los efectos cardiovasculares asociados con agentes estimulantes de insulina.
Adicionalmente, como se detalla en este documento, los niveles de glucosa en plasma de ratas diabéticas tratadas con monoterapias con GLP-1 y TZD aumentaron respecto a un periodo de tratamiento de 42 días. En contraste, cuando una TZD y GLP-1 se co-administraron, las ratas mostraron una ligera disminución en los niveles de glucosa en plasma seguido de un nivel estacionario durante el transcurso del tratamiento de 42 días. De esta manera, la nueva terapia de combinación de la presente invención potencia el control glucémico, aunque no provoca hipertrofia cardiaca, en ratas diabéticas.
Por consiguiente, la co-administración de una TZD y una molécula de GLP-1 debería aumentar la regulación de la homeostasis de glucosa en pacientes humanos con NIDDM, sin los efectos secundarios asociados con los agentes que potencian la secreción de insulina y agentes de sensibilización a insulina.
I. Términos
Los siguientes términos se usan en esta solicitud:
Co-administración: como se usa en esta solicitud, "co-administración" significa la administración de dos o más compuestos al mismo paciente, dentro de un periodo de tiempo de hasta aproximadamente tres a aproximadamente cuatro horas. Por ejemplo, co-administración abarca (1) administración simultánea de un primer y un segundo compuesto; (2) administración de un primer compuesto, seguido de administración de un segundo compuesto aproximadamente 2 horas después de la administración del primer compuesto; y (3) administración de un primer compuesto, seguido de administración de un segundo compuesto aproximadamente 4 horas después de la administración del primer compuesto. Como se descrito en este documento, la presente invención abarca co-administración de una TZD y una molécula de GLP-1 a un paciente que padece diabetes mellitus no dependiente de insulina.
Agente de potenciación de la secreción de insulina: cualquier compuesto, que estimula la secreción de insulina, tenga el compuesto o no un efecto sobre la síntesis de insulina. El mecanismo más habitual por el que estos compuestos estimulan la insulina es por diversos efectos sobre canales de potasio dependientes de ATP en células beta pancreáticas. Los agentes de potenciación de la secreción de insulina son típicamente sulfonilureas, secretagogos de insulina que no son sulfonilurea, u hormonas incretinas.
Hormona incretina: cualquier hormona que se libera después de las comidas y potencia la secreción de insulina durante la fase post-prandial. Los ejemplos de dicha hormona incluyen GIP (péptido inhibidor gástrico), GLP-1 (7-36) y GLP-1 (7-37).
Péptido-1 similar a Glucagón (GLP-1): un fragmento insulinotrópico de la molécula proglucagón. Dos formas más cortas de GLP-1, las amidas (7-37) y (7-36), son estimuladores fuertes dependientes de glucosa de la secreción de insulina, como se demuestra in vitro e in vivo.
Insulinotrópica: la capacidad de una sustancia para estimular o provocar la estimulación de la síntesis, expresión y/o movilización de la hormona insulina.
Tiazolidindionas (TZD): una clase de compuestos que trabajan potenciando la acción de la insulina y promoviendo la utilización de glucosa en el tejido periférico. Las TZD incluyen compuestos conocidos en la técnica como "derivados de TZD". Las TZD no tienen efecto sobre la secreción de insulina. Aparentemente trabajan potenciando la acción de la insulina y, de esta manera, promoviendo la utilización de glucosa en tejidos periféricos, posiblemente estimulando el metabolismo no oxidativo de la glucosa en el músculo, y suprimiendo la gluconeogénesis en el hígado. Los compuestos químicos que comprenden la clase de compuestos Tiazolidindiona (TZD) es excepcionalmente grande. Véase, por ejemplo, Bowen, et al. Metabolism 40:1025 (1991); Chang, et al Diabetes 32:630 (1983); Colca, et al. Metabolism 37:276 (1988); Diani, et al. Diabetologia 27:225 (1984); Fujita, et al. Diabetes 32: 804 (1983); Fujiwara, et al. Diabetes 37:1549 (1988). Son ejemplares de la familia de las tiazolidindionas troglitazona, ciglitazona, pioglitazona (véanse las Patentes de Estados Unidos Nº 4.687.777 y 4.287.200), englitazona, CS-045[(\pm)-5[4-(6-hidroxi-2,5,7,8-tetrametilcroman-2-YL-metoxi)bencil]-2,4-tiazolidindiona], TZD 300512, y BRL 49653.
Las TZD preferidas de la presente invención incluyen pioglitazona, troglitazona, rosiglitazona, y TZD 300512.
Preparación: la formulación del compuesto activo con material encapsulante como vehículo que proporciona una cápsula en la que el componente activo con o sin otros vehículos, está rodeado por un vehículo, que a su vez está asociado con el mismo. Esto incluye comprimidos, polvos, cápsulas, píldoras, obleas, y pastillas que pueden usarse como formas de dosificación sólidas adecuadas para administración oral.
Dosificación eficaz: una dosificación eficaz es la cantidad de un compuesto que evita o mejora afecciones o síntomas adversos de enfermedades o trastornos a tratar. Con respecto a tiazolidindionas, dosificación eficaz significa una dosis farmacológica en el intervalo de 0,1 mg/día a 200 mg/día. Un intervalo de dosificación preferido es de 50 mg/día a 200 mg/día. El especialista habitual entenderá y apreciará que la dosificación eficaz de una TZD dada variará con la potencia de la TZD. Con respecto a moléculas de GLP-1, la dosificación eficaz está en el intervalo de 5 a 200 \mug por día, preferiblemente de 20 a 100 ng/día, más preferiblemente de 30 a 50 ng/día. El especialista habitual entenderá y apreciará que la dosificación eficaz de una molécula de GLP-1 dada dependerá de la potencia de la molécula particular que se usa.
II. Moléculas de GLP-1
El péptido-1 similar a glucagón (GLP-1) y los análogos del mismo potencian la secreción de insulina, y se ha sugerido que tienen un efecto sobre la utilización de glucosa en tejidos periféricos. GLP-1 y los análogos del mismo se conocen en la técnica. Véase, por ejemplo, la Patente de Estados Unidos Nº 5.705.483. Como se usa en la presente memoria descriptiva, el término "molécula de GLP-1" se refiere a GLP-1 de origen natural (7-36)NH_{2}, GLP-1 (7-37), análogos funcionales, variantes, y derivados del mismo naturales y no naturales, y sales de los mismos. Estas moléculas se describen con más detalle a continuación.
La hormona glucagón humana es una hormona peptídica de 20 aminoácidos producida en las células A del páncreas. La hormona pertenece a una familia multigénica de péptidos estructuralmente relacionados que incluyen secreción, péptido inhibidor gástrico, un péptido intestinal vasoactivo y glicentina. Estos péptidos regulan de diversas maneras el metabolismo de carbohidrato, la movilidad gastrointestinal y el procesado secretor. Las principales acciones reconocidas del glucagón pancreático, sin embargo, son promover la glucogenolisis y gluconeogénesis hepática, dando como resultado una elevación de los niveles de azúcar en sangre. En este respecto, las acciones de glucagón son contrarreguladoras respecto a las de la insulina y pueden contribuir a la hiperglicemia que acompaña a diabetes mellitus. Lund et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 79: 345-49 (1982).
Se ha descubierto que el glucagón es capaz de unirse a receptores específicos, que se encuentran sobre la superficie de las células que producen insulina. El glucagón, cuando se une a estos receptores, estimula la rápida síntesis de AMPc mediante estas células. A su vez, se ha descubierto que AMPc estimula la expresión de insulina Korman et al., Diabetes 34:717-722 (1985). La insulina actúa para inhibir la síntesis de glucagón, Ganong, Review of Medical Physiology 273 (1979). De esta manera, la expresión de glucagón es regulada cuidadosamente por la insulina, y finalmente por el nivel de glucosa en suero.
El gen de glucagón se traduce inicialmente a partir de un precursor de 360 pares de bases para formar el polipéptido preproglucagón, Lund et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 79:345-349 (1982). Este polipéptido se procesa posteriormente para formar proglucagón. Patzlet et al., Nature 282:260-266 (1979), demostraron que el proglucagón se escindía posteriormente en glucagón en un segundo polipéptido. El trabajo posterior de Lund et al., Lopez et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 80:5485-5489 (1983), y Bell et al., Nature 302:716-718 (1983), demostró que la molécula de proglucagón se escindía inmediatamente después de los restos dipeptídicos lisina-arginina. Los estudios de proglucagón producidos por peces gato de canal (ictalurus punctata) indicaron que el glucagón de este animal se escindía también proteolíticamente después del avance de los restos dipeptídicos lisina-arginina, Andrews et al., J. Biol. Chem. 260:3910-3914 (1985), Lopez et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 80:5485-5489 (1983).
Bell et al., supra, descubrieron que el proglucagón de mamífero se escindía en dipéptidos lisina-arginina o arginina- arginina, y demostraron que la molécula de proglucagón contenía tres moléculas peptídicas discretas y altamente homólogas que se denominaron glucagón, péptido 1 similar a glucagón (GLP-1) y péptido 2 similar a glucagón (GLP-2). Lopez et al., concluyeron que GLP-1 era de 37 restos aminoacídicos de longitud y que GLP-2 era de 35 restos aminoacídicos de longitud. Estudios análogos sobre la estructura de preproglucagón de rata pusieron de manifiesto un patrón similar de escisión proteolítica entre restos dipeptídicos lisina-arginina o arginina-arginina adyacentes, dando como resultado la formación de glucagón, GLP-1 y GLP-2 Heinrich et al., Endocrinology 115:2175-2181 (1984). Se ha descubiertos que las secuencias humana, de rata, bovina y de hámster de GLP-1 son idénticas Ghiglione et al., Diabetologia 27:599-600 (1984).
La conclusión alcanzada por Lopez, et al., respecto al tamaño de GLP-1 se confirmó por el trabajo de Uttenthal et al., J. Clin. Endocrinol. Metabol. 61:472-479 (1984). Uttenthal et al., examinaron las formas moleculares de GLP-1 que estaban presentes en el páncreas humano. La investigación muestra que GLP-1 y GLP-2 están presentes en el páncreas como péptidos de 37 aminoácidos y 34 aminoácidos, respectivamente.
La similitud entre GLP-1 y glucagón sugirió a los primeros investigadores que GLP-1 podía tener actividad biológica. Aunque algunos investigadores descubrieron que GLP-1 podría inducir a las células de cerebro de rata a sintetizar AMPc Hoosein et al., FEBS Lett. 178:83-86 (1984), otros investigadores fallaron a la hora de identificar cualquier papel fisiológico para GLP-1, Lopez et al., supra. El fallo a la hora de identificar cualquier papel fisiológico para GLP-1 hizo a algunos investigadores cuestionarse si GLP-1 era de hecho una hormona y si la relación entre glucagón y GLP-1 podía ser artificial.
Se sabe que las diversas formas descritas de GLP-1 estiman la secreción de insulina (acción insulinotrópica) y formación de AMPc, véase, por ejemplo, Mojsov, Int. J. Peptide Protein Research 40:333-343 (1992). Lo que es más importante, diversos autores han demostrado el nexo entre la experimentación de laboratorio y respuestas insulinotrópicas en mamíferos, particularmente seres humanos, a administración exógena de GLP-1, particularmente, GLP-1 (7-36) NH_{2} y GLP-1 (7-37), véase, por ejemplo, Nauck et al., Diabetologia 36:741-744 (1993); Gutniak et al., New England J. of Medicine 326 (20): 1316-1322 (1992); Nauck et al. J. Clin. Invest. 91:301 -307 (1993); y Thorenes et al., Diabetes 42:1219-1225 (1993).
GLP-1 (7-36)NH_{2} se conoce bien en la técnica, aunque se presenta aquí para comodidad del lector: His^{7}-Ala-Glu-Gly^{10}-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp^{15}-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu^{20}-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala^{25}-Lys-Glu-Phe-lle-Ala^{30}-Trp-Leu-Val-
Lys-Gly^{35}-Arg-NH_{2} (SEC ID Nº:1).
Para GLP-1 (7-37), la funcionalidad amida carboxi-terminal de Arg^{36} se desplaza con Gly a la posición 37ª de la molécula de GLP-1 (7-36)NH_{2}. Además, la existencia y preparación de una multitud de análogos funcionales protegidos, no protegidos, y parcialmente protegidos naturales y no naturales y derivados de las moléculas GLP-1 (7-36)NH_{2} y GLP-1 (7-37) se han descrito en la técnica. Véase, por ejemplo, las Patentes de Estados Unidos Nº 5.120.712 y 5.118.666; y Orskov, C, et al., J. Biol. Chem., 264(22):12826 (1989) y el documento WO 91/11457 (Buckley, D. I., et al., publicado el 8 de agosto de 1991).
Las variantes de GLP-1 (7-37) y análogos del mismo se han descrito. Estas variantes y análogos incluyen, GLN^{9}-GLP-1 (7-37),D-GLN^{9}-GLP-1 (7-37), acetil LYS^{9}-GLP-1 (7-37),THR^{16}-LYS^{16}-GLP-1 (7-37), LYS^{18}-GLP-1 (7-37), y GLP (7-37) OH (alkla IL7), y similares, y derivados de los mismos que incluyen, por ejemplo, sales de adición de ácidos, sales carboxilato, ésteres de alquilo inferior, y amidas. Véase, por ejemplo, el documento WO 91/11457. Los análogos de GLP-1 (7-37) preferidos de la presente invención incluyen VAL^{8}-GLP-1(7-37), GLY^{8}-GLP-1 (7-37), THR^{8}-GLP-1(7-37), MET^{8}-GLP-1(7-37), e IP^{7,} "IP^{7}" es un análogo de GLP-1 que es 4-imidazopropionil-GLP-1 (7-37)OH. En toda esta memoria descriptiva, este compuesto 4-imidazo se denomina "IP^{7}-GLP-1 (7-37)OH" o "IP^{7}". Este análogo es realmente desaminohistidilo en la posición 7 (extremo amino) de GLP-1 (7-37)OH. Este compuesto, y su síntesis, se describe en la Patente de Estados Unidos Nº 5.512.549.
III. Composiciones
Los defectos fundamentales identificados que provocan hiperglicemia y diabetes no dependiente de insulina están afectados por la secreción de insulina endógena y resistencia a los efectos de insulina por músculo e hígado, véase Galloway, Diabetes Care 13:1209-1239 (1990). El último defecto resulta de un exceso de producción de glucosa por el hígado. De esta manera, mientras que un individuo normal libera glucosa a una velocidad de aproximadamente 2 mg/kg/minuto, en pacientes con diabetes no dependiente de insulina, esta cantidad normalmente supera los 2,5 mg/kg/minuto, dando como resultado un exceso neto de al menos 70 gramos de glucosa por cada 24 horas. Como existe una correlación extremadamente alta entre la producción de glucosa hepática, glucosa sanguínea en ayunas y control metabólico global (como se evalúa mediante los niveles de glicohemoglobina), Galloway, supra; y Galloway et al., Clin. Therap. 12:460-472 (1990), era evidente para los investigadores que el control de la glucosa sanguínea en ayunas es una condición sin la cual no se puede conseguir la normalización global del metabolismo suficiente para evitar la complicación de hiperglicemia. En vista del hecho de que las presentes formas de insulina raramente normalizan la producción de glucosa hepática sin producir hiperinsulinemia e hipoglicemia significativas, son necesarios los enfoques alternativos de Galloway y Galloway et al., supra.
La presente invención se refiere al descubrimiento inesperado de que la co-administración de una TZD y una molécula de GLP-1 ejerce efectos beneficiosos sinérgicos sobre los niveles de glucosa, niveles de insulina, y peso del corazón, en mamíferos diabéticos. Como se analiza en este documento, "co-administración" significa la administración de dos o más compuestos al mismo paciente, dentro de un periodo de tiempo de hasta aproximadamente tres a aproximadamente cuatro horas.
Las formulaciones farmacéuticas de TZD y moléculas de GLP-1 pueden prepararse de acuerdo con procedimientos conocidos. La molécula de GLP-1 y la TZD pueden prepararse juntas o preferiblemente en etapas diferentes. La vía preferida de administración de la molécula de GLP-1 es administración parenteral. La vía preferida de administración de la TZD es administración a través de la mucosa, más preferiblemente administración oral. Sin embargo, es posible administrar ambas molécula de GLP-1 y la TZD por administración parenteral. Si una TZD se administra por vía parenteral, el especialista habitual entenderá y apreciará que las técnicas descritas a continuación para preparar una molécula de GLP-1 pueden usarse para preparar una formulación parenteral de una TZD.
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A. Agonista del péptido GLP-1
El agonista del péptido GLP-1 se combina mezclado con un vehículo farmacéuticamente aceptable. Los vehículos adecuados y su formulación, incluyendo las otras proteínas humanas, tales como albúmina de suero humana, se describen en Remington's PHARMACEUTICAL SCIENCES, 16ª ed. (1980), por ejemplo. Para formar una composición farmacéuticamente aceptable adecuada para administración eficaz, dichas composiciones contendrán una cantidad eficaz de un agente, tal como una molécula de GLP-1, junto con una cantidad adecuada de vehículo portador.
Las composiciones que contienen una molécula de GLP-1 pueden administrarse por vía intravenosa, intramuscular, subcutánea o por vías pulmonares, tales como inhalación. Las dosificaciones puede estar en el intervalo de 20 a 100 \mug/día, aunque puede administrarse una dosificación menor o mayor, si fuera apropiado. Un intervalo de dosificación preferido para una molécula de GLP-1 es de 30 a 50 \mug/día. La dosificación requerida puede depender de la gravedad del estado del paciente y de criterios tales como la altura, peso, sexo, edad, e historial médico del paciente.
Con el fin de administración parenteral, las composiciones que contienen una molécula de GLP-1 se disuelven en agua destilada y el valor del pH se ajusta de aproximadamente 6 a 8. Para facilitar el procedimiento de liofilización dando como resultado un producto adecuado, puede añadirse un azúcar tal como lactosa a la solución. La solución después se filtra y esteriliza, se introduce en viales, y se liofiliza. La concentración de la molécula de GLP-1 en estas composiciones puede variar de 10^{-12} M a 10^{-5} M.
Pueden emplearse procedimientos farmacéuticos adicionales para controlar la duración de la acción. Pueden conseguirse preparaciones de liberación controlada usando polímeros para complejar o absorber moléculas de GLP-1. El suministro controlado puede ejercerse seleccionando las macromoléculas apropiadas, tales como poliésteres, poliaminoácidos, polivinil pirrolidona, acetato de etilenvinilo, metilcelulosa, carboximetilcelulosa y sulfato de proamina, y la concentración de macro-moléculas, así como los procedimientos de incorporación de macromoléculas, para controlar la liberación. Otro procedimiento para controlar la duración de la acción mediante liberación controlada supone incorporar moléculas de GLP-1 en partículas de un material polimérico, tal como poliésteres, un poliaminoácido, un hidrogel, un ácido poliláctico, o un polímero de acetato de etilenvinilo. Como alternativa, es posible atrapar una molécula de GLP-1 en microcápsulas preparadas por ejemplo, por técnicas de coacervación o por polimerización interracial, por ejemplo, microcápsulas de hidroximetilcelulosa o gelatina, respectivamente, o en sistemas de suministro de fármaco coloidal, por ejemplo, liposomas, microesferas de albúmina, microemulsiones, nanopartículas, y nanocápsulas o en macroemulsiones. Dichos contenidos se describen en Remington's PHARMACEUTICAL SCIENCES, supra.
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B. Las TZD
Para preparar composiciones farmacéuticas a partir de una TZD, los vehículos farmacéuticamente aceptables pueden ser sólidos o líquidos. Las preparaciones en forma sólida incluyen polvos, comprimidos, píldoras, cápsulas, obleas, supositorios, y gránulos dispersables. Un vehículo sólido puede ser una o más sustancias que pueden actuar también como diluyentes, agentes aromatizantes, cargas, conservantes, agentes disgregantes de comprimidos, o un material encapsulante.
En los polvos, el vehículo es un sólido finamente dividido que está mezclado con el componente activo finamente dividido. En los comprimidos, el componente activo se mezcla con el vehículo que tiene las propiedades de unión necesarias en las proporciones adecuadas y se compacta con la forma y el tamaño deseados. Los polvos y comprimidos contienen preferiblemente del cinco o el diez a aproximadamente el setenta por ciento del compuesto activo. Los vehículos adecuados son carbonato de magnesio, estearato de magnesio, talco, azúcar, pectina, dextrina, almidón, gelatina, tragacanto, metilcelulosa, carboximetilcelulosa sódica, una cera de bajo punto de fusión, manteca de cacao, y similares.
Para preparar supositorios, una cera de bajo punto de fusión, tal como una mezcla de glicéridos de ácido graso o manteca de cacao, se funde en primer lugar y el componente activo se dispersa homogéneamente en su interior, por ejemplo por agitación. La mezcla homogénea fundida se vierte después en moldes dimensionados convenientemente, se deja enfriar, y así solidifica.
Las preparaciones en forma líquida incluyen soluciones, suspensiones, y emulsiones, por ejemplo, soluciones en agua o agua y propilenglicol. Para inyección parenteral pueden formularse preparaciones líquidas en solución en solución acuosa de polietilenglicol.
Las soluciones acuosas adecuadas para uso oral pueden prepararse disolviendo el componente activo en agua y añadiendo los colorantes, aromatizantes, estabilizadores y agentes espesantes adecuados, según se desee. Las suspensiones acuosas adecuadas para uso oral pueden prepararse dispersando el componente activo finamente dividido en agua con material viscoso, tal como gomas naturales o sintéticas, resinas, metilcelulosa, carboximetilcelulosa sódica, y otros agentes de suspensión bien conocidos.
Se incluyen también las preparaciones en forma sólida que se pretende convertir, poco antes de su uso, en preparaciones en forma líquida para administración oral. Dichas formas liquidas incluyen soluciones, suspensiones, y emulsiones. Esta preparaciones pueden contener, además del componente activo, colorantes, aromatizantes, estabilizadores, tampones, edulcorantes artificiales y naturales, dispersantes, espesantes, agentes de solubilizantes, y similares.
La preparación farmacéutica está preferiblemente en forma de dosificación unitaria. En dicha forma, la preparación se subdivide en dosis unitarias que contienen las cantidades apropiadas del componente activo. La forma de dosificación unitaria puede ser una preparación envasada, conteniendo el envase cantidades discretas de preparación, tales como comprimidos, cápsulas, y polvos envasados en viales o ampollas. También, la forma de dosificación unitaria puede ser la propia cápsula, comprimido, oblea, o pastilla, o puede ser el número apropiado de cualquiera de éstas en la forma envasada.
La cantidad de componente activo en una preparación de dosis unitaria puede variarse o ajustarse de 50 \mug a 100 mg, más normalmente de 1 mg a 10 mg del ingrediente activo, de acuerdo con la aplicación particular y la potencia del compuesto activo. La composición puede contener también, si se desea, otros agentes terapéuticos compatibles, además de una TZD.
Las dosificaciones pueden estar en el intervalo de 0,1 a 200 mg/día, aunque puede administrarse una dosificación mayor o menor, si fuera apropiado. Un intervalo de dosificación preferido para una TZD es de 50 a 200 mg/día. La dosificación requerida puede depender de la gravedad de la afección del paciente y de criterios tales como la altura, peso, sexo, edad, e historial médico del paciente.
C. Co-Administración
La presente invención contempla el uso de TZD y derivados de TZD junto con agonistas de GLP-1, para regular la homeostasis de glucosa en pacientes con diabetes de tipo II. Este procedimiento terapéutico puede emplearse con otras terapias, usando proteínas, sulfonilureas, biguanidas, y/o inhibidores de 2-glucosidasa, por ejemplo, para mejorar el control glucémico y para minimizar los efectos secundarios asociados con la terapia individual.
Más generalmente, la presente invención encontrará aplicación en el tratamiento de individuos en riesgo, tales como aquellos con tolerancia alterada a la glucosa, para prevenir, retrasar o tratar el comienzo de NIDDM y complicaciones que surgen a partir de la misma. Para estos fines, los compuestos se co-administran, como se ha descrito anteriormente, juntos o gradualmente, junto con un vehículo farmacéuticamente aceptable a la dosificación inicial de 0,1 a 200 mg/día de la TZD y de 20 a 100 \mug/día del agonista del péptido GLP-1. Un intervalo de dosificación diario preferido es de 50 a 200 mg/día para la TZD y de 30 a 50 \mug/día del agonista del péptido GLP-1. Las dosificaciones pueden variarse, sin embargo, dependiendo de las necesidades del paciente, la gravedad de la afección a tratar, y los compuestos particulares empleados.
De esta manera, la determinación de la dosificación apropiada para una situación particular está dentro de las capacidades de la técnica. En general, el tratamiento se inicia con dosificaciones más pequeñas que son menores que la dosis óptima de los compuestos. Posteriormente, la dosificación se aumenta en pequeños incrementos hasta que se alcanza el efecto óptimo en esas circunstancias. Por comodidad, la dosificación diaria total puede dividirse y administrarse en porciones durante el día, si se desea.
Las características descritas en la presente descripción, ejemplos y reivindicaciones, por separado y en combinación de las mismas, son material para realizar esta invención y las diversas formas de la misma. La invención se ilustra adicionalmente mediante los siguientes ejemplos, que no deben considerarse limitantes, si no simplemente como una ilustración de algunas características preferidas de la invención.
Ejemplo 1 Efecto Sinérgico de la Co-Administración de un Derivado de TZD y una Molécula de GLP-1 sobre el Peso del Corazón, Glucosa en Sangre y Niveles de Insulina
Se ha demostrado que las tiazolidindionas en diversos modelos animales de tipo II resistente a insulina alteran favorablemente el metabolismo de carbohidratos y lípidos, mejorando la resistencia a la insulina. TZD300512 (TZD) es una tiazolidindiona potente. Véase la Solicitud de Patente Europea EP 0 177 353. Además de aumentar la sensibilidad a insulina, TZD aumenta también el peso corporal y provoca hipertrofia cardiaca a dosis óptimas. En contraste, GLP-1 (7-37)OH es antidiabético debido a su potente actividad de liberación de insulina dependiente de glucosa. En estudios recientes en pacientes diabéticos de Tipo II, la infusión de GLP-1 redujo las excursiones de la glucosa después de las comidas, redujo las necesidades de insulina relacionadas con la comida, y disminuyó los niveles de glucagón.
Este estudio se diseñó para evaluar los efectos de usar una combinación de dosis sub-óptimas de una TZD y un agonista de GLP-1 sobre el metabolismo de la glucosa y además, si esta terapia de combinación evitaría la aparición de hipertrofia cardiaca que está asociada con dosis óptimas de derivados de TZD. En este estudio se usaron ratas Zucker Obesas Diabéticas (Genetic Models, Inc.) de ocho semanas de edad (ZOD) que pesaban aproximadamente 350 gramos. A los animales se les permitió el acceso libre al agua, y pienso Purina Formulab 5008. TZD 300512 se administró como 0,00006% de la mezcla de dieta mientras que IP^{7}-GLP-1 (7-37) OH, un agonista de GLP-1, se infundió por vía subcutánea a una velocidad constante de 0,06 ug/min mediante bombas Aztet implantadas. La duración del estudio fue de siete semanas, y el consumo de comida y el peso corporal se controlaron diariamente. Los niveles de glucosa e insulina en plasma se midieron semanalmente, y la hemoglobina A1 c glicada se midió al final del estudio. Los pesos del corazón se midieron también al final del estudio.
Los datos a partir de estos estudios, que se resumen en la Tabla 1, demuestran un control de glucosa potenciado en la rata ZOD con co-administración de dosis subóptimas de IP^{7} y TZD sin provocar hipertrofia cardiaca. La Tabla 1 resume el peso final de la rata, la ingesta diaria de alimento, los niveles de glucosa en plasma, los niveles de insulina en plasma, Hbalc, y el peso del corazón. Los valores se redondearon al punto decimal más próximo. En conjunto, los datos en la Tabla 1 demuestran un control glucémico potenciado sin aumento del tamaño del corazón a dosis sub-óptimas de terapia de combinación de TZD y agonista de GLP-1.
TABLA 1 Resumen de los Datos
1
El peso del corazón no aumentó significativamente en el grupo de TZD/IP^{7}, comparado con el grupo de control, y el peso del corazón en el grupo de TZD/IP^{7} era menor que en ratas tratadas únicamente con TZD. Por lo tanto, la hipertrofia cardiaca asociada con monoterapia con TZD se evitó cuando se administró TZD junto con un agonista de GLP-1. Además, no hubo ninguno de los efectos cardiovasculares negativos asociados con los agentes estimulantes de insulina. Por ejemplo, véase Smits et al., Diabetologia 38: 116-121 (1995).
En contraste con el control de rata diabética, los niveles de glucosa fueron menores en el grupo de TZD/IP^{7}. En particular, los niveles de glucosa en plasma después de comer de ratas diabéticas tratadas con monoterapia de TZD y agonista de GLP-1 fueron del 51,6% y 57,5% de los niveles de control, respectivamente, sobre un tratamiento de un periodo de 42 días. En contraste, los niveles de glucosa en ratas tratadas con co-administración de TZD y GLP-1 fueron del 26% de los niveles de control, lo que demuestra una mejora significativa del control de la glucosa en plasma. Adicionalmente, durante estos experimentos, se observó una pequeña disminución de los niveles de glucosa en plasma, seguido de un nivel estacionario durante el transcurso del tratamiento de 42 días.
Finalmente, comparado con los grupos no tratados, los niveles de insulina se mantuvieron en los grupos tratados con TZD, lo que sugiere evitar el deterioro de células beta con terapia.

Claims (13)

1. Uso de una cantidad eficaz de un agonista del péptido GLP-1 en la preparación de un medicamento para el tratamiento de diabetes mellitus no dependiente de insulina en el que el tratamiento comprende la co-administración de una cantidad eficaz de un agonista del péptido GLP-1 con una cantidad eficaz de una tiazolidindiona en el que la cantidad eficaz del agonista del péptido GLP-1 está en el intervalo de 5 a 200 \mug por día.
2. Uso de acuerdo con la reivindicación 1 en el que la tiazolidindiona es proglitazona o rosiglitazona.
3. Uso de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2 en el que el tratamiento comprende la co-administración de una tiazolidindiona dentro de un periodo de tiempo de hasta tres horas a cuatro horas después de la administración del agonista del péptido GLP-1.
4. Uso de acuerdo con la reivindicación 3 en el que el tratamiento comprende la co-administración de una tiazolidindiona dentro de las dos horas siguientes a la administración del agonista del péptido GLP-1.
5. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el tratamiento comprende la administración simultánea del agonista del péptido GLP-1 y la tiazolidindiona.
6. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en el que el tratamiento comprende administración secuencial del agonista del péptido GLP-1 y la tiazolidindiona.
7. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el agonista del péptido GLP-1 es un análogo de GLP-1 que comprende Valina, Glicina, Treonina, o Metionina en la posición 8.
8. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la cantidad eficaz del agonista del péptido GLP-1 está en el intervalo de 20 a 100 \mug por día.
9. Uso de acuerdo con la reivindicación 8 en el que la cantidad eficaz del agonista del péptido GLP-1 está en el intervalo de 30 a 50 \mug por día.
10. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el tratamiento comprende la administración del agonista del péptido GLP-1 en forma de una composición que comprende una molécula de GLP-1 a una concentración de entre 10^{-12} M y 10^{-5} M.
11. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la cantidad eficaz de la tiazolidindiona está en el intervalo de 0,1 mg a 200 mg por día.
12. Uso de acuerdo con la reivindicación 11 en el que la cantidad eficaz de la tiazolidindiona está en el intervalo de aproximadamente 50 mg a 200 mg por día.
13. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el tratamiento comprende la administración del agonista del péptido GLP-1 en forma de una preparación de liberación controlada.
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