ES2337892T3 - Toxina botulinica para tratar ulceras pepticas y la enfermedad de reflujo gastroesofagico. - Google Patents
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Abstract
Uso de una toxina botulínica para la fabricación de un medicamento para tratar una úlcera péptica, con la condición de que la toxina no sea toxina botulínica tipo C2.
Description
Toxina botulínica para tratar úlceras pépticas y
la enfermedad de reflujo gastroesofágico.
La presente invención se refiere al tratamiento
de úlceras pépticas y la enfermedad de reflujo gastroesofágico con
una toxina botulínica.
Más específicamente, la presente invención se
refiere al uso de una toxina botulínica para la fabricación de un
medicamento para tratar la úlcera péptica, con la condición de que
la toxina no sea toxina botulínica tipo C_{2}. La presente
invención también se refiere al uso de una toxina botulínica para la
fabricación de un medicamento para tratar una enfermedad de reflujo
gastroesofágico por ingestión oral del medicamento.
\vskip1.000000\baselineskip
Durante la digestión normal, la comida se mueve
desde la boca bajando el esófago al interior del estómago. El
estómago produce ácido clorhídrico y la enzima pepsina para digerir
la comida. Desde el estómago, la comida pasa al interior de la
parte superior del intestino delgado, el duodeno, donde continúa la
digestión y la absorción de nu-
trientes.
trientes.
Una úlcera es una llaga o lesión que se forma en
el revestimiento del estómago o duodeno donde están presentes el
ácido y la pepsina. Las úlceras en el estómago se llaman úlceras
gástricas o estomacales. Las úlceras en el duodeno se llaman
úlceras duodenales. Colectivamente, las úlceras en el estómago y el
duodeno se llaman úlceras pépticas. Las úlceras raramente suceden
en el esófago o en la primera parte del duodeno, el bulbo
duodenal.
Aproximadamente 20 millones de americanos
desarrollan al menos una úlcera durante su vida. Además, las úlceras
afectan a aproximadamente 4 millones de personas y más de 40.000
personas cada año se someten a cirugía a causa de síntomas
persistentes o problemas provocados por las úlceras y trágicamente,
aproximadamente 6.000 personas mueren cada año por las úlceras o
complicaciones relacionadas con las úlceras.
Las úlceras pueden desarrollarse a cualquier
edad, pero son raras entre los adolescentes e incluso más raras en
niños. Las úlceras duodenales suceden por primera vez habitualmente
entre las edades de 30 y 50. Las úlceras estomacales más
probablemente se desarrollan en personas con una edad por encima de
los 60. Las úlceras duodenales suceden más frecuentemente en
hombres que en mujeres, mientras que las úlceras estomacales se
desarrollan más a menudo en mujeres que en hombres.
Se cree que tres factores, el estilo de vida, la
acidez y la pepsina, y la bacteria Helicobacter pylori
desempeñan una tarea en el desarrollo de úlceras. Por tanto, los
factores del estilo de vida tales como el estrés y la dieta pueden
contribuir a la formación de úlceras. Además, un desequilibrio entre
los fluidos digestivos (ácido clorhídrico y pepsina) y la capacidad
del estómago de defenderse a sí mismo contra estas potentes
sustancias puede provocar úlceras. Finalmente, puede desarrollarse
una úlcera como resultado de infección por H. pylori.
La incapacidad del estómago de defenderse a sí
mismo contra los potentes fluidos digestivos, el ácido y la
pepsina, contribuye a la formación de úlceras. Por tanto, fluidos
digestivos excesivos, ácido y/o pepsina presentes en el estómago, o
una cantidad normal de estas sustancias en un estómago comprometido
pueden ser factores causantes en la formación de úlceras. El
estómago se defiende a sí mismo de estos fluidos de varios modos.
Un modo es produciendo mucus, un revestimiento tipo lubricante que
protege los tejidos del estómago. Otro modo es produciendo
bicarbonato que neutraliza y descompone los fluidos digestivos en
sustancias menos dañinas para el tejido estomacal. Finalmente, la
circulación sanguínea al revestimiento estomacal, la renovación
celular, y la reparación celular también pueden ayudar a proteger el
estómago.
La H. pylori es una bacteria con forma
espiral encontrada en el estómago. Se ha demostrado que esta
bacteria (junto con las secreciones ácidas) puede dañar el tejido
del estómago y el duodeno, causando inflamación y úlceras.
La H. pylori sobrevive en el estómago
porque produce la enzima ureasa. La ureasa genera sustancias que
neutralizan el ácido del estómago, posibilitando de este modo que
la bacteria sobreviva. A causa de su forma y el modo en que se
mueve, H. pylori puede penetrar en el revestimiento mucoso
protector del estómago. Aquí, puede producir sustancias que
debilitan el mucus protector del estómago y hacer a las células del
estómago más susceptibles a los efectos dañinos del ácido y la
pepsina.
La bacteria también puede atacar a las células
del estómago debilitando adicionalmente los mecanismos defensivos
del estómago y produciendo inflamación local. Por razones no
completamente entendidas, la H. pylori también puede
estimular al estómago a producir más ácido.
\newpage
El exceso de ácido estomacal y otros factores
irritantes puede causar inflamación del extremo superior del
duodeno, el bulbo duodenal. En algunas personas, durante largos
periodos de tiempo, esta inflamación provoca la producción de
células tipo estomacales llamado metaplasia gástrica duodenal. La
H. pylori después ataca a estas células causando daño
tisular adicional e inflamación, que puede provocar una úlcera.
En semanas desde la infección por H.
pylori, la mayoría de la gente desarrolla gastritis, una
inflamación del revestimiento estomacal. Sin embargo, la mayoría de
la gente nunca desarrollará síntomas o problemas relacionados con
la infección. No se sabe qué es diferente en aquellas personas que
desarrollan síntomas o úlceras relacionados con H. pylori.
Factores hereditarios o ambientales pueden causar que algunos
individuos desarrollen problemas. Como alternativa, los síntomas y
úlceras pueden estar provocados por la infección con cepas más
virulentas de la
bacteria.
bacteria.
El síntoma más común de úlcera es un dolor
corrosivo o urente en el abdomen entre el esternón y el ombligo. El
dolor a menudo sucede entre comidas y en las primeras horas de la
mañana. Puede durar de unos pocos minutos a unas pocas horas y
puede aliviarse comiendo o tomando antiácidos.
Los síntomas de úlcera menos comunes incluyen
náuseas, vómitos, y pérdida de apetito y peso. Puede existir
hemorragia de las úlceras en el estómago y el duodeno. A veces los
pacientes ignoran que tienen una úlcera sangrante, porque la
pérdida de sangre es lenta y la sangre puede no ser evidente en la
deposición. Dichos pacientes pueden sentirse cansados y débiles. Si
la hemorragia es fuerte, aparecerá sangre en el vómito o la
deposición. La deposición que contiene sangre parece alquitranada o
negra.
Las úlceras pueden diagnosticarse realizando
exámenes endoscópicos y de rayos x, así como por ensayo de H.
pylori. Puede usarse una serie GI superior para diagnosticar
úlceras. Una serie GI superior implica tomar una radiografía del
esófago, el estómago, y el duodeno para localizar una úlcera. Para
hacer la úlcera visible en la radiografía, el paciente traga un
líquido calcáreo llamado bario.
Un ensayo de diagnóstico alternativo es la
endoscopia durante la cual el paciente está ligeramente sedado y el
doctor inserta un pequeño instrumento flexible con una cámara en el
extremo a través de la boca al interior del esófago, el estómago, y
el duodeno. Con este procedimiento, puede verse el tracto GI
superior completo. Las úlceras u otras afecciones pueden
diagnosticarse y fotografiarse, y puede tomarse tejido para biopsia,
si es necesario.
Las úlceras estomacales y duodenales pueden
tratarse con bloqueantes H2, inhibidores de la bomba de ácido (de
protones), y agentes protectores de la mucosa. Cuando se tratar
H. pylori, estas medicaciones se usan en combinación con
antibióticos.
Los bloqueantes H2 reducen la cantidad de ácido
que el estómago produce bloqueando la histamina, un potente
estimulante de la secreción de ácido. Desafortunadamente, los
bloqueantes H2 requieren varias semanas para reducir
significativamente el dolor de la úlcera. Además, el tratamiento con
bloqueantes H2 dura de 6 a 8 semanas. La nizatidina (Axid®) está
aprobada para el tratamiento de úlceras duodenales pero aún no está
aprobada para el tratamiento de úlceras estomacales. Los
bloqueantes H2 que están aprobados para tratar úlceras tanto
estomacales como duodenales incluyen cimetidina (Tagamet®),
ranitidina (Zantac®) y famotidina (Pepcid®).
Como los bloqueantes H2, los inhibidores de la
bomba de ácido (de protones) modifican la producción estomacal de
ácido. Sin embargo, los inhibidores de la bomba de ácido bloquean
más completamente la producción estomacal de ácido deteniendo la
bomba de ácido del estómago, la etapa final de la secreción de
ácido. La FDA ha aprobado el uso de omeprazol para el tratamiento a
corto plazo de la enfermedad de úlcera.
Las medicaciones protectoras de la mucosa
protegen el revestimiento mucoso del estómago del ácido. A
diferencia de los bloqueantes H2 y los inhibidores de la bomba de
ácido, los agentes protectores no inhiben la liberación de ácido.
Estas medicaciones protegen el revestimiento mucoso del estómago del
daño del ácido. Dos agentes protectores habitualmente prescritos
son:
Sucralfato (Carafate®). Esta medicación
se adhiere a la úlcera, proporcionando una barrera protectora que
permite que la úlcera se cure e inhibe el daño adicional por el
ácido del estómago. El sucralfato está aprobado para el tratamiento
a corto plazo de úlceras duodenales y para tratamiento de
mantenimiento.
Misoprostol (Cytotec®). Esta
prostaglandina sintética, una sustancia producida de forma natural
por el cuerpo, protege el revestimiento del estómago aumentando la
producción de mucus y bicarbonato y potenciando el flujo sanguíneo
al estómago. Está aprobado solamente para la prevención de úlceras
inducidas por AINE.
Dos medicaciones protectoras sin prescripción
habituales son: Antiácidos. Los antiácidos pueden ofrecer
alivio temporal del dolor de úlcera neutralizando el ácido
estomacal. También pueden tener una tarea protectora de la mucosa.
Están disponibles muchas marcas de antiácidos sin prescripción.
Subsalicilato de bismuto. El subsalicilato de bismuto tiene
tanto un efecto protector como un efecto antibacteriano contra H.
pylori.
El descubrimiento de la relación entre úlceras y
H. pylori ha producido una nueva opción de tratamiento.
Ahora, además del tratamiento dirigido a disminuir la producción
del ácido estomacal, los doctores pueden prescribir antibióticos
para pacientes con H. pylori. Este tratamiento es un avance
médico drástico porque eliminar H. pylori significa que la
úlcera ahora se puede curar y muy probablemente no volverá.
Pueden usarse diversos regímenes de tratamiento,
que duran de dos a ocho semanas. Por tanto se conoce el uso de una
terapia triple de dos semanas. Este régimen puede erradicar la mayor
parte de las bacterias H. pylori y puede reducir el riesgo
de recurrencia de las úlceras duodenales. Los pacientes con úlceras
estomacales que no están asociadas con AINE también pueden
beneficiarse de la erradicación de la bacteria. Aunque la triple
terapia es eficaz, a veces es difícil seguirla porque el paciente
debe tomar tres medicaciones diferentes cuatro veces al día durante
2 semanas.
Además, el tratamiento habitualmente causa
efectos secundarios tales como infección por levaduras en mujeres,
molestias estomacales, náuseas, vómitos, mal sabor, evacuaciones
intestinales sueltas o duras, y mareos. La terapia triple de 2
semanas combina dos antibióticos, tetraciclina (por ejemplo,
Achromycin® o Sumycin®) y metronidazol (por ejemplo, Flagyl®) con
subsalicilato de bismuto (Pepto-Bismol®). Algunos
doctores pueden añadir un fármaco supresor del ácido para aliviar
el dolor de úlcera y promover la curación de la úlcera. En algunos
casos, los doctores puede sustituir la tetraciclina por amoxicilina
(por ejemplo, Amoxil® o Trimox®) o si esperan resistencia
bacteriana a metronidazol, otros antibióticos tales como
claritromicina (Biaxin®).
Como alternativa a la terapia triple, también se
conocen las terapias dobles de dos semanas. La terapia doble es más
simple de seguir para los pacientes y causa menos efectos
secundarios. Una terapia doble puede incluir un antibiótico, tal
como amoxicilina o claritromicina, con omeprazol, un fármaco que
detiene la producción de ácido. Desafortunadamente, puede requerir
de dos a ocho semanas (es decir, usando bismuto, metronidazol,
tetraciclina) o incluso más (es decir, usando inhibidor H2 o de la
bomba de protones) para tratar de forma eficaz una úlcera péptica
con terapias actuales.
En la mayoría de los casos, las medicinas
anti-úlceras curan las úlceras rápidamente y de forma eficaz. La
erradicación de H. pylori evita que la recurrencia de la
mayoría de las úlceras. Sin embargo, los pacientes que no responden
a la medicación o que desarrollan complicaciones pueden requerir
cirugía. Aunque la cirugía habitualmente es exitosa en la curación
de las úlceras y la prevención de su recurrencia y futuras
complicaciones, a veces puede provocar problemas.
Actualmente, se realiza cirugía abierta
convencional para tratar las úlceras. En el futuro, los cirujanos
podrán usar procedimientos laparoscópicos. Un laparoscopio es un
instrumento tubular largo con una cámara que permite al cirujano
operar a través de pequeñas incisiones mientras observa un monitor
de video. Los tipos comunes de cirugía para las úlceras son
vagotomía, piloroplastia, y antrectomía.
Una vagotomía implica cortar el nervio vago, un
nervio que transmite mensajes desde el cerebro hasta el estómago.
La interrupción de los mensajes enviados a través del nervio vago
reduce la secreción de ácido. Sin embargo, la cirugía también puede
impedir el vaciado estomacal. La variación más nueva de la cirugía
implica cortar solamente partes del nervio que controlan las
células secretoras de ácido del estómago, evitando de este modo las
partes que influyen en el vaciado estomacal.
En una antrectomía se retira la parte inferior
del estómago (antro), que produce una hormona que estimula al
estómago para secretar jugos digestivos. A veces un cirujano también
puede retirar una parte adyacente del estómago que secreta pepsina
y ácido. Una vagotomía se hace habitualmente junto con una
antrectomía.
La piloroplastia es otro procedimiento
quirúrgico que puede realizarse junto con una vagotomía. La
piloroplastia dilata la abertura en el duodeno y el intestino
delgado (píloro), posibilitando que los contenidos pasen más
libremente desde el estómago.
Las complicaciones de las úlceras pueden incluir
hemorragia, perforación de las paredes del órgano, y estrechamiento
y obstrucción de los pasos del tracto digestivo. Según una úlcera
corroe los músculos de la pared del estómago o el duodeno, los
vasos sanguíneos pueden dañarse, lo que causa hemorragia. Si los
vasos sanguíneos afectados son pequeños, la sangre puede filtrarse
lentamente en el tracto digestivo. Durante un largo periodo de
tiempo, una persona puede quedarse anémica y sentirse débil,
mareada, o cansada. Si un vaso sanguíneo dañado es grande, la
hemorragia es peligrosa y requiere rápida atención médica. Los
síntomas incluyen sensación de debilidad y mareo cuando se está de
pie, vómito de sangre, o desvanecimiento. La deposición puede
volverse de color negro alquitranado por la sangre. La mayoría de
las úlceras sangrantes pueden tratarse por vía endoscópica. La
úlcera se localiza y se cauteriza el vaso sanguíneo con un
dispositivo de calentamiento o se le inyecta material para detener
la hemorragia. Si el tratamiento endoscópico es inexitoso, puede
requerirse cirugía.
A veces una úlcera corroe un orificio en la
pared del estómago o el duodeno. Las bacterias y la comida
parcialmente digerida pueden extenderse a través de la abertura al
interior de la cavidad abdominal estéril (peritoneo). Esto causa
peritonitis, una inflamación de la cavidad y la pared abdominal. Una
úlcera perforada que puede causar dolor repentino, agudo y severo
habitualmente requiere hospitalización y cirugía inmediatas.
Las úlceras localizadas en el extremo del
estómago donde se une el duodeno, pueden causar hinchazón y
cicatrización, lo que puede estrechar o cerrar la abertura
intestinal. Esta obstrucción puede evitar que la comida abandone el
estómago y entre en el intestino delgado. Como resultado, una
persona puede vomitar los contenidos del estómago. Puede realizarse
dilatación con globo endoscópico, un procedimiento que usar un balón
para forzar la apertura de un paso estrecho. Si la dilatación no
alivia el problema, entonces puede ser necesaria la cirugía.
\vskip1.000000\baselineskip
La enfermedad de reflujo gastroesofágico (ERGE)
(también llamada esofagitis péptica y esofagitis por reflujo) es
una inflamación del esófago como resultado de la regurgitación de
los contenidos gástricos al interior del esófago. Algo de reflujo
gastroesofágico es una afección normal que a menudo sucede sin
síntomas después de las comidas. Sin embargo, el reflujo puede
volverse más importante cuando se debe a un esfínter esofágico
inferior incompetente (debilitado), una banda de fibras musculares
que aísla el esófago del estómago. Cuando esto sucede, los
contenidos gástricos ácidos o alcalinos del estómago pueden volver
al esófago a través del esfínter esofágico inferior y causar los
síntomas de ERGE. Las afecciones que pueden causar un esfínter
esofágico incompetente con ERGE resultante incluyen embarazo,
hernia de hiato, obesidad, vómitos recurrentes o persistentes, y
tubos nasogástricos. La ERGE es también un factor de riesgo de
cirugía esofágica y constricción esofágica.
Los síntomas de ERGE incluyen acidez gástrica,
flatulencia, regurgitación de comida, náuseas, vómitos, ronquera,
dolor de garganta, dificultad al tragar y tos. El diagnóstico de
ERGE es hemoglobina en heces, control del pH esofágico continuo que
muestra reflujo, endoscopia que muestra esofagitis o ulceración,
manometría esofágica que muestra presión anormal del esfínter,
papilla de bario que muestra reflujo, y un ensayo de Bernstein
positivo para reflujo ácido gástrico.
Medidas de tratamiento para la ERGE incluyen
reducción del peso, evitación de tumbarse después de las comidas,
dormir con la cabeza de la cama elevada, tomar medicación con
abundante agua, evitar en la dieta grasas, chocolate, cafeína,
pimienta (estos pueden causar menor presión esofágica), evitar el
alcohol y el tabaco. Las medicaciones que pueden aliviar los
síntomas de ERGE incluyen antiácidos después de las comidas y al
acostarse, bloqueantes del receptor de histamina H2, agentes de
promotilidad, inhibidores de la bomba de protones. Además, pueden
estar indicadas operaciones anti-reflujo
(funfuplicatura de Nissen) para pacientes con ERGE intratable
farmacológicamente. La ERGE no tratada puede provocar esofagitis,
úlcera esofágica, broncoespasmo, enfermedad pulmonar crónica y
esófago de Barrett, siendo lo último un cambio en el revestimiento
del esófago que puede aumentar el riesgo de cáncer.
Por tanto, hay numerosas deficiencias e
inconvenientes asociados con las terapias actuales tanto para
úlceras pépticas como para la enfermedad de reflujo
gastroesofágico.
\vskip1.000000\baselineskip
El género Clostridium tiene más de ciento
veintisiete especies, agrupadas de acuerdo con su morfología y
funciones. La bacteria anaeróbica, gram positiva Clostridium
botulinum produce una potente neurotoxina polipeptídica, la
toxina botulínica, que causa una enfermedad neuroparalítica en seres
humanos y animales llamada botulismo. Las esporas de Clostridium
botulinum se encuentra en la tierra y pueden crecer en envases
de alimentos inapropiadamente esterilizados y sellados de conservas
caseras, que son la causa de muchos de los casos de botulismo. Los
efectos del botulismo típicamente aparecen de 18 a 36 horas después
de comer los productos alimenticios infectados con un cultivo o
esporas de Clostridium botulinum. La toxina botulínica puede
pasar aparentemente sin atenuar a través del revestimiento del
intestino y atacar a las neuronas motoras periféricas. Los síntomas
de intoxicación con toxina botulínica pueden progresar desde
dificultad al caminar, tragar, y hablar hasta parálisis de los
músculos respiratorios y muerte.
La toxina botulínica tipo A es el agente
biológico natural más letal conocido para el hombre. Aproximadamente
50 picogramos de una toxina botulínica tipo A disponible en el
mercado (complejo de neurotoxina
purificada)^{1} es una DL_{50} en ratones (es decir,
1 unidad). Una unidad de BOTOX® contiene aproximadamente 50
picogramos (aproximadamente 56 attomoles) de complejo de toxina
botulínica tipo A. De forma interesante, en una base molar, la
toxina botulínica tipo A es aproximadamente 1,8 mil millones de
veces más letal que la difteria, aproximadamente 600 millones de
veces más letal que el cianuro sódico, aproximadamente 30 millones
de veces más letal que la toxina de la cobra y aproximadamente 12
millones de veces más letal que el cólera. Singh, Critical
Aspects of Bacterial Protein Toxins, páginas
63-84 (capítulo 4) de Natural Toxins II, editado por
B.R. Singh y col., Plenum Press, Nueva York (1996) (donde la
DL_{50} indicada de toxina botulínica tipo A de 0,3 ng igual a 1
U está corregida por el hecho de que aproximadamente 0,05 ng de
BOTOX® es igual a 1 unidad). Una unidad (U) de toxina botulínica se
define como la DL_{50} después de inyección intraperitoneal en
ratones hembra Swiss Webster que pesan de 18 a 20 gramos
cada uno.
cada uno.
\newpage
Se han caracterizado siete neurotoxinas
botulínicas inmunológicamente distintas, siendo estas
respectivamente las neurotoxinas botulínicas serotipos A, B,
C_{1}, D, E, F y G, cada una de las cuales se distingue por
neutralización con anticuerpos específicos de tipo. Los diferentes
serotipos de toxina botulínica varían en la especie animal a la que
afectan y en la gravedad y duración de la parálisis que provocan.
Por ejemplo, se ha determinado que la toxina botulínica tipo A es
500 veces más potente, medida por la tasa de parálisis producida en
la rata, que la toxina botulínica tipo B. Además, se ha determinado
que la toxina botulínica tipo B es no tóxica en primates a una
dosis de 480 U/kg que es aproximadamente 12 veces la DL_{50} de
primate para la toxina botulínica tipo A. Moyer E y col.,
Botulinum Toxin Type B: Experimental and Clinical Experience,
que es el capítulo 6, páginas 71-85 de "Therapy
With Botulinum Toxin", editado por Jankovic, J. y col. (1994),
Marcel Dekker, Inc. La toxina botulínica aparentemente se une con
elevada afi-
nidad a las neuronas motoras colinérgicas, se desplaza al interior de la neurona y bloquea la liberación de acetilcolina.
nidad a las neuronas motoras colinérgicas, se desplaza al interior de la neurona y bloquea la liberación de acetilcolina.
Independientemente del serotipo, el mecanismo
molecular de la intoxicación por la toxina parece ser similar y
parece implicar al menos tres etapas o fases. En la primera etapa
del proceso, la toxina se une a la membrana presináptica de la
neurona diana a través de una interacción específica entre la cadena
pesada, la cadena H, y un receptor de superficie celular; se cree
que el receptor es diferente para cada tipo de toxina botulínica y
para la toxina del tétanos. El segmento final carboxilo de la cadena
H, H_{c}, parece que es importante para dirigir la toxina a la
superficie celular.
En la segunda etapa, la toxina cruza la membrana
plasmática de la célula envenenada. La toxina primero se engulle
por la célula a través de endocitosis mediada por receptor, y se
forma un endosoma que contiene la toxina. La toxina después escapa
del endosoma al interior del citoplasma de la célula. Se cree que
esta etapa está mediada por el segmento final amino de la cadena H,
H_{N}, que desencadena un cambio conformacional de la toxina en
respuesta a un pH de aproximadamente 5,5 o inferior. Se sabe que los
endosomas tienen una bomba de protones que disminuye el pH
intra-endosómico. El cambio conformacional expone
los restos hidrófobos de la toxina, lo que permite que la toxina se
incorpore a sí misma en la membrana endosómica. La toxina (o como
mínimo la cadena ligera) después se desplaza a través de la membrana
endosómica al interior del citoplasma.
La última etapa del mecanismo de la actividad de
la toxina botulínica parece implicar la reducción del puente
disulfuro que une la cadena pesada, cadena H, y la cadena ligera,
cadena L. La actividad tóxica completa de las toxinas botulínica y
tetánica está contenida en la cadena L de la holotoxina; la cadena L
es una endopeptidasa de zinc (Zn++) que escinde selectivamente
proteínas esenciales para el reconocimiento y el acoplamiento de
vesículas que contienen neurotransmisores con la superficie
citoplasmática de la membrana plasmática, y la fusión de las
vesículas con la membrana plasmática. La neurotoxina tetánica, la
toxina botulínica tipos B, D, F, y G causan degradación de la
sinaptobrevina (también llamada proteína de membrana asociada a
vesículas (VAMP)), una proteína de membrana sinaptosómica. La
mayoría de las VAMP presentes en la superficie citoplasmática de la
vesícula sináptica se elimina como resultado de uno cualquier de
estos acontecimientos de escisión. La toxina botulínica serotipo A
y E escinde SNAP-25. La toxina botulínica serotipo
C_{1} originalmente se creía que escindía la sintaxina, pero se
descubrió que escinde la sintaxina y SNAP-25. Cada
una de las toxinas botulínicas escinde específicamente un enlace
diferente, excepto la toxina botulínica tipo B (y la toxina del
tétanos) que escinden el mismo enlace.
Aunque todos los serotipos de toxina botulínica
inhiben aparentemente la liberación del neurotransmisor acetilcolina
en la unión neuromuscular, lo hace afectando a diferentes proteínas
neurosecretoras y/o escindiendo estas proteínas en diferentes
sitios. Por ejemplo, la botulina tipos A y E escinden ambas la
proteína asociada al sinaptosoma de 25 kiloDalton (kD)
(SNAP-25), pero están dirigidas a diferentes
secuencias aminoacídicas dentro de esta proteína. La toxina
botulínica tipos B, D, F y G actúan sobre la proteína asociada a
vesículas (VAMP, también llamada sinaptobrevina), escindiendo cada
serotipo la proteína en un sitio diferente. Finalmente, se ha
demostrado que la toxina botulínica tipo C_{1} escinde tanto la
sintaxina como SNAP-25. Estas diferencias en el
mecanismo de acción pueden afectar a la potencia y/o duración
relativas de acción de los diversos serotipos de toxina botulínica.
Aparentemente, un sustrato para una toxina botulínica puede hallarse
en una diversidad de diferentes tipos celulares. Véase, por
ejemplo, Gonelle-Gispert, C., y col.,
SNAP-25a and -25b isoforms are both expressed in
insulin-secreting cells and can function in insulin
secretion, Biochem J. 1; 339 (pt 1):
159-65:1999, y Boyd R.S. y col., The effect of
botulinum neurotoxin-B on insulin release from a
\mathit{\exists}-cell line, y Boyd R.S. y
col., The insulin secreting
\mathit{\exists}-cell line,
HIT-15, contains SNAP-25 which is a
target for botulinum neurotoxin-A, ambos
publicados en Mov Disord, 10(3):376:1995 (las células B de
los islotes pancreáticos contienen al menos SNAP-25
y sinaptobrevina).
El peso molecular de la molécula proteica toxina
botulínica, para los siete serotipos de toxina botulínica
conocidos, es de aproximadamente 150 kD. De forma interesante, las
toxinas botulínicas se liberan por la bacteria Clostridial en forma
de complejos que comprenden la molécula proteica toxina botulínica
de 150 kD junto con proteínas no toxinas asociadas. Por tanto, el
complejo de la toxina botulínica tipo A puede producirse por la
bacteria Clostridial como formas de 900 kD, 500 kD y 300 kD. La
toxina botulínica tipos B y Ci se produce aparentemente solamente
como un complejo de 700 kD o 500 kD. La toxina botulínica tipo D se
produce como complejos tanto de 300 kD como de 500 kD. Finalmente,
la toxina botulínica tipos E y F se producen solamente como
complejos de aproximadamente 300 kD. Se cree que los complejos (es
decir, de peso molecular mayor de aproximadamente 150 kD) contienen
una proteína hemaglutinina no toxina y una proteína no hemaglutinina
no toxina y no tóxica. Estas dos proteínas no toxinas (que junto
con la molécula de toxina botulínica comprende el complejo de
neurotoxina relevante) pueden actuar proporcionando estabilidad
frente a la desnaturalización a la molécula de toxina botulínica y
protección contra los ácidos digestivos cuando se ingiere la toxina.
Además, es posible que los complejos de toxina botulínica más
grandes (mayores de aproximadamente 150 kD de peso molecular) puedan
provocar una velocidad más lenta de difusión de la toxina
botulínica desde un sitio de inyección intramuscular de un complejo
de toxina botulínica.
Todos los serotipos de toxina botulínica son
producidos por la bacteria Clostridium botulinum como
proteínas de cadena sencilla inactivas que deben escindirse o
mellarse por proteasas para llegar a ser neuroactivas. Las cepas
bacterianas que producen las toxinas botulínicas serotipos A y G
tienen proteasas endógenas y los serotipos A y G por lo tanto
pueden recuperarse de cultivos bacterianos en su forma
predominantemente activa. En contraste, la toxina botulínica
serotipos C_{1}, D, y E se sintetizan por cepas no proteolíticas y
por lo tanto están típicamente inactivadas cuando se recuperan del
cultivo. Los serotipos B y F se producen por cepas tanto
proteolíticas como no proteolíticas y por lo tanto pueden
recuperarse en forma activa o inactiva. Sin embargo, incluso las
cepas proteolíticas que producen, por ejemplo, el serotipo de toxina
botulínica tipo B, solamente escinden una parte de la toxina
producida. La proporción exacta de moléculas melladas a no melladas
depende del tiempo de incubación y la temperatura del cultivo. Por
lo tanto, es probable que un cierto porcentaje de cualquier
preparación de, por ejemplo, la toxina botulínica tipo B esté
inactivo, posiblemente justificando una menor potencia de la toxina
botulínica tipo B en comparación con la toxina botulínica tipo A. La
presencia de moléculas inactivas de toxina botulínica en una
preparación clínica contribuirá a la carga global de proteína de la
preparación, que se ha relacionado con una antigenicidad aumentada,
sin contribuir a su eficacia clínica.
Las toxinas botulínicas y los complejos de
toxina puede obtenerse de, por ejemplo, List Biological
Laboratories, Inc., Campbell, California; el Centre for Applied
Microbiology and Research, Porton Down, R.U.; Wako (Osaka, Japón),
así como de Sigma Chemicals de St Louis, Missouri. Las composiciones
farmacéuticas que contienen toxina botulínica disponibles en el
mercado incluyen BOTOX® (complejo de neurotoxina de toxina
botulínica tipo A con albúmina sérica humana y cloruro sódico)
disponible en Allergan, Inc., de Irvine, California en viales de
100 unidades en forma de un polvo liofilizado a reconstituir con
cloruro sódico al 0,9% antes de su uso), Dysport® (complejo de
hemaglutinina de toxina de Clostridium botulinum tipo A con
albúmina sérica humana y lactosa en la formulación), disponible en
Ipsen Limited, Berkshire, R.U. en forma de un polvo a reconstituir
con cloruro sódico al 0,9% antes de su uso), y MyoBloc^{TM} (una
solución inyectable que comprende toxina botulínica tipo B,
albúmina sérica humana, succinato sódico, y cloruro sódico a
aproximadamente pH 5,6, disponible en Elan Corporation, Dublin,
Irlanda).
El éxito de la toxina botulínica tipo A para
tratar una diversidad de afecciones clínicas ha conducido a
interesarse en otros serotipos de toxina botulínica. Además, se ha
usado toxina botulínica pura para tratar a seres humanos. Véase,
por ejemplo Kohl A., y col., Comparison of the effect of
botulinum toxin A (Botox (R)) with the
highiy-purified neurotoxin (NT 201) in the extensor
digitorum brevis muscle test, Mov Disord 2000; 15 (Supl. 3):165.
Por tanto, puede prepararse una composición farmacéutica usando una
toxina botulínica pura.
Se sabe que la toxina botulínica tipo A es
soluble en soluciones acuosas diluidas a pH 4-6,8. A
pH por encima de aproximadamente 7, las proteínas no tóxicas de
estabilización se disocian de la neurotoxina, provocando una
pérdida gradual de la toxicidad, particularmente según se elevan el
pH y la temperatura. Schantz E.J., y col. Preparation and
characterization of botulinum toxin type A for human treatment
(en particular las páginas 44-45), que es el
capítulo 3 de Jankovic, J., y col., Therapy with Botulinum
Toxin, Marcel Dekker, Inc (1994).
La molécula de toxina botulínica
(aproximadamente 150 kDa), así como los complejos de toxina
botulínica (aproximadamente 300-900 kDa), tal como
el complejo de toxina tipo A también son extremadamente susceptibles
a la desnaturalización debida a la desnaturalización superficial,
el calor, y las condiciones alcalinas. La toxina inactivada forma
proteínas toxoides que pueden ser inmunogénicas. Los anticuerpos
resultantes pueden volver a un paciente refractario a la inyección
de toxina.
Estudios in vitro han indicado que la
toxina botulínica inhibe la liberación inducida por el catión
potasio tanto de acetilcolina como de norepinefrina a partir de
cultivos celulares primario de tejido del tronco cerebral. Además,
se ha informado de que la toxina botulínica inhibe la liberación
provocada tanto de glicina como de glutamato en cultivos primarios
de neuronas de la médula espinal y que en preparaciones de
sinaptosoma cerebral la toxina botulínica inhibe la liberación de
cada uno de los neurotransmisores acetilcolina, dopamina,
norepinefrina (Habermann E., y col., Tetanus Toxin and Botulinum
A and C Neurotoxins Inhibit Noradrenaline Release From Cultured
Mouse Brain, J Neurochem 51(2); 522-527:
1988) CGRP, sustancia P y glutamato (Sanchez-Prieto,
J., y col., Botulinum Toxin A Blocks Glutamate Exocytosis From
Guinea Pig Cerebral Cortical Synaptosomes, Eur J. Biochem 165;
675-681:1987. Por tanto, cuando se usan
concentraciones adecuadas, la liberación provocada por un estímulo
de la mayoría de los neurotransmisores se bloquea por la toxina
botulínica. Véase, por ejemplo, Pearce, L.B., Pharmacologic
Characterization of Botulinum Toxin For Basic Science and
Medicine, Toxicon 35(9); 1373-1412 en
1393; Bigalke H., y col., Botulinum A Neurotoxin Inhibits
Non-Cholinergic Synaptic Transmission in Mouse
Spinal Cord Neurons in Culture, Brain Research 360;
318-324:1985; Habermann E., Inhibition by Tetanus
and Botulinum A Toxin of the release of
[^{3}H]Noradrenaline and [^{3}H]GABA From Rat
Brain Homogenate, Experientia 44; 224-226:1988,
Bigalke H., y col., Tetanus Toxin and Botulinum A Toxin Inhibit
Release and Uptake of Various Transmitters, as Studied with
Particulate Preparations From Rat Brain and Spinal Cord,
Naunyn-Schmiedeberg's Arch Pharmacol 316;
244-251:1981, y; Jankovic J. y col., Therapy With
Botulinum Toxin, Marcel Dekker, Inc., (1994), página 5.
La toxina botulínica tipo A puede obtenerse
estableciendo y cultivando cultivos de Clostridium botulinum
en un fermentador y después recogiendo y purificando la mezcla
fermentada de acuerdo con procedimientos conocidos. Todos los
serotipos de toxina botulínica se sintetizan inicialmente en forma
de proteínas de cadena sencilla inactivas que deben escindirse o
mellarse por proteasas para llegar a ser neuroactivas. Las cepas
bacterianas que producen toxina botulínica serotipos A y G tienen
proteasas endógenas y los serotipos A y G por lo tanto pueden
recuperarse de los cultivos bacterianos en su forma
predominantemente activa. En contraste, la toxina botulínica
serotipos C_{1}, D y E se sintetizan por cepas no proteolíticas y
por lo tanto están típicamente inactivadas cuando se recupera del
cultivo. Los serotipos B y F se producen por cepas tanto
proteolíticas como no proteolíticas y por lo tanto pueden
recuperarse en forma activa o inactiva. Sin embargo, incluso las
cepas proteolíticas que producen, por ejemplo, el serotipo de toxina
botulínica tipo B solamente escinden una parte de la toxina
producida. La proporción exacta de molécula mellada a no mellada
depende del tiempo de incubación y la temperatura del cultivo. Por
lo tanto, es probable que un cierto porcentaje de cualquier
preparación de, por ejemplo, la toxina botulínica tipo B esté
inactivo, posiblemente justificando la potencia significativamente
inferior conocida de la toxina botulínica tipo B en comparación con
la toxina botulínica tipo A. La presencia de moléculas inactivas de
toxina botulínica en una preparación clínica contribuirá a la carga
global de proteína de la preparación, que se ha relacionado con
antigenicidad aumentada, sin contribuir a su eficacia clínica.
Además, se sabe que la toxina botulínica tipo B tiene, después de
inyección intramuscular, un duración más corta de la actividad y
también es menos potente que la toxina botulínica tipo A al mismo
nivel de dosis.
Puede producirse toxina botulínica tipo A
cristalina de elevada calidad a partir de la cepa Hall A de
Clostridium botulinum con características de \geq3 x
10^{7} U/mg, una A_{260}/A_{278} de menos de 0,60 y un patrón
bien definido de bandas en electroforesis en gel. Puede usarse el
procedimiento de Schantz conocido para obtener toxina botulínica
tipo A cristalina, como se expone en Schantz, E.J., y col.,
Properties and use of Botulinum Toxin and Other Microbial
Neurotoxins in Medicine, Microbiol Rev. 56;
80-99:1992. Generalmente, el complejo de toxina
botulínica tipo A puede aislarse y purificarse de una fermentación
anaeróbica por cultivo de Clostridium botulinum tipo A en un
medio adecuado. El procedimiento conocido también puede usarse,
después de separación de las proteínas no toxinas, para obtener
toxinas botulínicas puras, tales como, por ejemplo: toxina
botulínica tipo A purificada con un peso molecular de
aproximadamente 150 kD con una potencia específica de
1-2 x 10^{8} DL_{50} U/mg o mayor; toxina
botulínica tipo B purificada con un peso molecular de
aproximadamente 156 kD con una potencia específica de
1-2 x 10^{8} DL_{50} U/mg o mayor, y; toxina
botulínica tipo F purificada con un peso molecular de
aproximadamente 155 kD con una potencia específica de
1-2 x 10^{7} DL_{50} U/mg o mayor.
Puede usarse la toxina botulínica pura (es
decir, la molécula de toxina botulínica de 150
kilo-dalton) o el complejo de toxina para preparar
una composición farmacéutica. Tanto la molécula como el complejo son
susceptibles a desnaturalización debida a desnaturalización
superficial, calor, y condiciones alcalinas. La toxina inactivada
forma proteínas toxoides que pueden ser inmunógenas. Los anticuerpos
resultantes pueden volver a un paciente refractario a la inyección
de toxina.
Como con enzimas en líneas generales, las
actividades biológicas de las toxinas botulínicas (que son
peptidasas intracelulares) dependen, al menos en parte, de su
conformación tridimensional. Por tanto, la toxina botulínica tipo A
se destoxifica por calor, diversos agentes químicos, dilatación
superficial y secado superficial. Además, se sabe que la dilución
del complejo de toxina obtenido por el cultivo, fermentación y
purificación conocidos a concentraciones de toxina muy inferiores
usadas para la formulación de la composición farmacéutica provoca
una rápida destoxificación de la toxina salvo que esté presente un
agente estabilizador adecuado. La dilución de la toxina de
cantidades de miligramos en una solución que contiene nanogramos por
mililitro presenta dificultades significativas a causa de la rápida
pérdida de toxicidad específica después de dicha enorme dilución.
Como la toxina puede usarse meses o años después de que se formule
la composición farmacéutica que contiene la toxina, la toxina puede
estabilizarse con un agente estabilizador tal como albúmina y
gelatina.
Una composición farmacéutica que contiene toxina
botulínica disponible en el mercado se vende con el nombre
comercial BOTOX® (disponible en Allergan, Inc., de Irvine,
California). BOTOX® consta de un complejo de toxina botulínica tipo
A purificada, albúmina y cloruro sódico envasado en forma estéril,
secada al vacío. La toxina botulínica tipo A se prepara a partir de
un cultivo de la cepa Hall de Clostridium botulinum cultivada
en un medio que contiene N-Z amina y extracto de
levaduras. El complejo de toxina botulínica tipo A se purifica de
la solución de cultivo por una serie de precipitaciones en ácido a
un complejo cristalino que consta de la proteína toxina de elevado
peso molecular activa y una proteína hemaglutinina asociada. El
complejo cristalino se vuelve a disolver en una solución que
contiene solución salina y albúmina y se filtra a esterilidad (0,2
micrómetros) antes del secado al vacío. El producto secado al vacío
se almacena en un congelador a o por debajo de -5ºC. BOTOX® puede
reconstituirse con solución salina estéril, no conservada antes de
la inyección intramuscular. Cada vial de BOTOX® contiene
aproximadamente 100 unidades (U) de complejo de neurotoxina
purificada de toxina de Clostridium botulinum tipo A, 0,5
miligramos de albúmina sérica humana y 0,9 miligramos de cloruro
sódico en una forma estéril, secada al vacío son un
conservante.
Para reconstituir el BOTOX® secado al vacío, se
usa solución salina normal estéril sin un conservante (inyección de
cloruro sódico al 0,9%) preparando la cantidad apropiada de
diluyente en la jeringa de tamaño apropiado. Como el BOTOX® puede
desnaturalizarse por burbujeo o agitación violenta similar, el
diluyente se inyecta con cuidado en el vial. Por razones de
esterilidad, BOTOX® se administra preferiblemente en las cuatro
horas después de retirar el vial del congelador y reconstituirlo.
Durante estas cuatro horas, el BOTOX® reconstituido puede
almacenarse en un refrigerador de aproximadamente 2ºC a
aproximadamente 8ºC. Se ha informado de el BOTOX® refrigerado,
reconstituido retiene su potencia durante al menos aproximadamente
dos semanas. Neurology, 48:249-53:1997.
Las toxinas botulínicas se han usado en entornos
clínicos para el tratamiento de trastornos neuromusculares
caracterizados por músculos esqueléticos hiperactivos. La toxina
botulínica tipo A (Botox®) se aprobó por la Administración de
Fármacos y Alimentos de Estados Unidos en 1989 para el tratamiento
de blefarospasmo esencial, estrabismo y espasmo hemifacial en
pacientes con una edad de más de doce. En 2000 la FDA aprobó las
preparaciones comerciales de los serotipos de toxina botulínica
tipo A (Botox®) y tipo B (MyoBloc^{TM}) para el tratamiento de
distonía cervical, y en 2002 la FDA aprobó una toxina botulínica
tipo A (Botox®) para el tratamiento cosmético de ciertas arrugas
faciales hipercinéticas (entrecejo). Los efectos clínicos de la
toxina botulínica tipo A intramuscular periférica habitualmente se
observan en una semana desde la inyección y a veces en unas pocas
horas. La duración típica del alivio sintomático (es decir,
parálisis muscular flácida) de una única inyección intramuscular de
toxina botulínica tipo A puede ser de aproximadamente tres meses,
aunque se ha informado de que en algunos casos los efectos de una
toxina botulínica inducía desnervación de una glándula, tal como
una glándula salivar, que duraba varios años. Por ejemplo, se sabe
que la toxina botulínica tipo A puede tener una eficacia de hasta
12 meses (Naumann M, y col., Botulinum toxin type A in the
trearment of focal, axillary and palmar hiperhidrosis and other
hiperhidrotic conditions, European J. Neurology 6 (Sup. 4): S111
-S115:1999), y en algunas circunstancias de tanto como 27 meses.
Ragona, R.M., y col., Management of parotid sialocele with
botulinum toxin, The Laryngoscope 109:
1344-1346:1999. Sin embargo, la duración habitual de
una inyección intramuscular de Botox® es típicamente de
aproximadamente 3 a 4 meses.
Se ha informado de que una toxina botulínica
tipo A se ha usado en diversos entornos clínicos, incluyendo, por
ejemplo, los siguientes:
(1) aproximadamente 75-125
unidades de BOTOX® por inyección intramuscular (múltiples músculos)
para tratar la distonía cervical;
(2) 5-10 unidades de BOTOX® por
inyección intramuscular para tratar las líneas del entrecejo (surcos
de la frente) (5 unidades inyectadas por vía intramuscular en el
músculo prócero y 10 unidades inyectadas por vía intramuscular en
cada músculo corrugador superciliar);
(3) aproximadamente 30-80
unidades de BOTOX® para tratar el estreñimiento por inyección
intraesfínter del músculo puborrectal;
(4) aproximadamente 1-5 unidades
por músculo de BOTOX® inyectado por vía intramuscular para tratar el
blefarospasmo inyectando en el músculo orbicularis oculi pretarsal
lateral del párpado superior y el orbicularis oculi pretarsal
lateral del párpado inferior;
(5) para tratar el estrabismo, se ha inyectado
en los músculos extraoculares por vía intramuscular entre
aproximadamente 1-5 unidades de BOTOX®, variando la
cantidad inyectada en base tanto al tamaño del músculo a inyectar
como al grado de parálisis muscular deseado (es decir, la cantidad
de corrección de corrección de dioptrías deseada);
(6) para tratar la espasticidad de una
extremidad superior después de apoplejía por inyecciones
intramusculares de BOTOX® en cinco músculos flexores diferentes de
la extremidad superior, del siguiente modo:
- (a)
- flexor digitorum profundus: 7,5 U a 30 U
- (b)
- flexor digitorum sublimus: 7,5 U a 30 U
- (c)
- flexor carpi ulnaris: 10 U a 40 U
- (d)
- flexor carpi radialis: 15 U a 60 U
- (e)
- biceps brachii: 50 U a 200 U. A cada uno de los cinco músculos indicados se le ha inyectado en la misma sesión de tratamiento, de modo que el paciente recibe de 90 U a 360 U de BOTOX® en el músculo flexor de la extremidad superior por inyección intramuscular en cada sesión de tratamiento;
(7) para tratar la migraña, la inyección
pericraneal (inyectada simétricamente en los músculo glabelar,
frontal y temporal) de 25 U de BOTOX® ha mostrado un beneficio
significativo como tratamiento profiláctico de la migraña en
comparación con el vehículo medido por medidas disminuidas de la
frecuencia de la migraña, la gravedad máxima, los vómitos asociados
y el uso de medicación aguda durante el periodo de tres meses
después de la inyección de 25 U.
Además, la toxina botulínica intramuscular se ha
usado en el tratamiento de los temblores en pacientes con
enfermedad de Parkinson, aunque se ha informado de que los
resultados no han sido impresionantes.
Marjama-Lyons, J., y col.,
Tremor-Predominant Parkinson's Disease, Drugs
& Aging 16(4); 273-278: 2000.
Se conoce el tratamiento de ciertos trastornos
gastrointestinales y de los músculos lisos con una toxina
botulínica. Véanse, por ejemplo, las patentes de Estados Unidos
5.427.291 y 5.674.205 (Pasricha). Además, se conoce la inyección
transuretral de una toxina botulínica en un esfínter de la vejiga
para tratar un trastorno de la micción (véase, por ejemplo,
Dykstra, D.D., y col., Treatment of
detrusor-sphincter dyssynergia with botulinum A
toxin: A double-blind study, Arch Phys Med
Rehabil, enero de 1990; 71:24-6), que es la
inyección de una toxina botulínica en la próstata para tratar la
hiperplasia prostática. Véase, por ejemplo, la patente de Estados
Unidos 6.365.164 (Schmidt).
La Patente de Estados Unidos 5.766.605 (Sanders)
propone el tratamiento de diversos trastornos neurovegetativos,
tales como la hipersalivación y la rinitis, con una toxina
botulínica. Además, se sabe que la hipersecreción nasal está
predominantemente causada por la actividad excesiva de las glándulas
nasales, que están principalmente bajo control colinérgico y se ha
demostrado que la aplicación de toxina botulínica tipo A al tejido
mucoso nasal de mamíferos de los cornetes del seno maxilar puede
inducir una apoptosis temporal en las glándulas nasales. Rohrbach
S., y col., Botulinum toxin type A induces apoptosis in nasal
glands of guinea pigs, Ann Otol Rhinol Laryngol, noviembre de
2001; 110(11): 1045-50. Además, la
aplicación local de toxina botulínica A a un paciente mujer con
rinitis intrínseca provocó una disminución clara de la
hipersecreción nasal en cinco días. Rohrbach S., y col.,
Minimally invasive application of botulinum toxin type A in
nasal hipersecretion, J Oto-Rhino- Laryngol,
noviembre-diciembre de 2001;
63(6):382-4.
Diversas afecciones, tales como hiperhidrosis y
cefalea, tratables con una toxina botulínica, se analizan en el
documento WO 95/17904 (PCT/US94/14717) (Aoki). El documento EP 0 605
501 B1 (Graham) analiza el tratamiento de parálisis cerebral con
una toxina botulínica y la patente de Estados Unidos 6.063.768
(First) analiza el tratamiento de inflamación neurogénica con una
toxina botulínica.
Además de tener acciones farmacológicas en una
localización periférica, las toxinas botulínicas también pueden
tener efectos inhibidores en el sistema nervioso central. El trabajo
de Weigand y col. (^{125}I-labelled botulinum A
neurotoxin: pharmacokinetics in cats after intramuscular injection,
Nauny-Schmiedeberg's Arch. Pharmacol. 1976; 292,
161-165), y Habermann
(^{125}I-labelled Neurotoxin from
Clostridium botulinum A: preparation, binding to
synaptosomes and ascent to the spinal cord,
Nauny-Schmiedeberg's Arch. Pharmacol. 1974; 281,
47-56) mostró que la toxina botulínica es capaz de
ascender hasta el área medular por transporte retrógrado. Por
tanto, una toxina botulínica inyectada en una localización
periférica, por ejemplo, por vía intramuscular, puede transportarse
de forma retrógrada hasta la médula espinal.
Estudios in vitro han indicado que la
toxina botulínica inhibe la liberación inducida por el catión
potasio tanto de acetilcolina como de norepinefrina de cultivos
celulares primarios de tejido del tronco cerebral. Además, se ha
informado de que la toxina botulínica inhibe la liberación provocada
tanto de glicina como de glutamato en cultivos primarios de
neuronas de la médula espinal y que en preparaciones de sinaptosoma
cerebral la toxina botulínica inhibe cada uno de los
neurotransmisores acetilcolina, dopamina, norepinefrina, CGRP y
glutamato.
La Patente de Estados Unidos Nº 5.989.545
describe que puede usarse una neurotoxina clostridial modificada o
un fragmento de la misma, preferiblemente una toxina botulínica,
conjugada químicamente o fusionada de forma recombinante con un
resto de dirección particular para tratar el dolor por
administración del agente a la médula espinal.
También se ha propuesto una toxina botulínica
para el tratamiento de hiperhidrosis (sudoración excesiva, patente
de Estados Unidos 5.766.605), cefalea (patente de Estados Unidos
6.458.365, cefalea migrañosa (patente de Estados Unidos 5.714.468),
dolor post- operatorio y dolor visceral (patente de Estados Unidos
6.464.986), dolor por administración intramedular (patente de
Estados Unidos 6.113.915), enfermedad de Parkinson por
administración intracraneal (patente de Estados Unidos 6.306.403),
crecimiento del cabello y retención del cabello (patente de Estados
Unidos 6.299.893), psoriasis y dermatitis (patente de Estados Unidos
5.670.484), músculos lesionados (patente de Estados Unidos
6.423.319), diversos cánceres (patente de Estados Unidos 6.139.845),
trastornos pancreáticos (patente de Estados Unidos 6.143.306),
trastornos de músculos lisos (patente de Estados Unidos 5.437.291,
incluyendo inyección de una toxina botulínica en los esfínteres
esofágicos superior e inferior, pilórico y anal), trastornos de la
próstata (patente de Estados Unidos 6.365.164), inflamación,
artritis y gota (patente de Estados Unidos 6.063.768), parálisis
cerebral juvenil (patente de Estados Unidos 6.395.277), trastornos
del oído interno (patente de Estados Unidos 6.265.379), trastornos
de la tiroides (patente de Estados Unidos 6.358.513), trastornos de
la paratiroides (patente de Estados Unidos 6.328.977). Además, se
conocen implantes de toxina de liberación controlada (patentes de
Estados Unidos 6.306.423 y 6.312.708).
Se ha informado de que la inyección intravenosa
de una toxina botulínica causa una disminución de la secreción de
ácido y pepsina estimulada por pentagastrina en ratas. Kondo T., y
col., Modification of the action of pentagastrin on acid
secretion by botulinum toxin, Experientia 1977;
33:750-1. Además, se ha especulado que una toxina
botulínica puede usarse para reducir una secreción gastrointestinal,
tal como una secreción gástrica. Véanse las páginas
16-17 del documento WO 95/17904. Además, se ha
propuesto una toxina botulínica para el tratamiento de trastornos
del músculo gastrointestinal en el trastorno del sistema nervioso
entérico (patente de Estados Unidos 5.437.291) así como para tratar
diversos trastornos autonómicos (patente de Estados Unidos
5.766.605). La toxina botulínica se ha inyectado en el fondo del
estómago de perros. Wang Z., y col., Effects of botulinum toxin
on gastric myoelectrical and vagal activities in dogs,
Gastroenterology, abril de 2001; 120 (5 Supl. 1):
A-718. Además, se ha propuesto la inyección
intramuscular de una toxina botulínica en el antro gástrico como
tratamiento para la obesidad. Véase, por ejemplo, Gui D., y col.,
Effects of botulinum toxin on gastric emptying and digestive
secretions. A possible tool for correction of obesity?, Naunyn
Schmiedebergs Arch Pharmacol, junio de 2002; 365 (Supl. 2): R22;
Albanese A., y col., The use of botulinum toxin on smooth
muscles, Eur J Neurol, noviembre de 1995; 2 (Sup.
3):29-33, y; Gui D., y col., Botulinum toxin
injected in the gastric wall reduces body weight and food intake in
rats, Aliment Pharmacol Ther, junio de 2000;14(6):
829-834. Además, la toxina botulínica tipo A se ha
propuesto como aplicación terapéutica para el control de la
secreción en el estómago. Rossi S., y col., Immunohistochemical
localization of SNAP-25 protein in the stomach of
rat, Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol 2002; 365 (Supl.
2):R37.
De forma significativa, se ha informado de que
la inyección de una toxina botulínica en el esfínter esofágico
inferior para el tratamiento de la acalasia provoca la formación de
úlceras en el esófago. Eaker, E.Y., y col., Untoward effects of
esophageal botulinum toxin injection in the treatment of
achalasia, Dig Dis Sci, abril de 1997;
42(4):724-7. Se sabe inyectar una toxina
botulínica en un esfínter pilórico espástico de un paciente con una
úlcera prepilórica para permitir que el músculo pilórico se abra.
Wiesel P.H. y col., Botulinum toxin for refractory postoperative
pyloric spasm, Endoscopy 1997; 29(2): 132.
La toxina tetánica, así como derivados (es
decir, con un resto de dirección no nativo), fragmentos, híbridos y
quimeras de la misma también puede tener utilidad terapéutica. La
toxina tetánica alberga muchas similitudes con las toxinas
botulínicas. Por tanto, tanto la toxina tetánica como las toxinas
botulínicas son polipéptidos producidos por especies muy
relacionadas de Clostridium (Clostridium tetani y
Clostridium botulinum, respectivamente). Además, tanto al
toxina tetánica como las toxinas botulínicas son proteínas de dos
cadenas compuestas por una cadena ligera (pero molecular de
aproximadamente 50 kD) covalentemente unida por un único enlace
disulfuro con una cadena pesada (pero molecular de aproximadamente
100 kD). Por tanto, el peso molecular de la toxina tetánica y de
cada una de las siete toxinas botulínicas (no complejadas) es de
aproximadamente 150 kD. Además, tanto para la toxina tetánica como
para las toxinas botulínicas, la cadena libera alberga el dominio
que muestra actividad biológica (proteasa) intracelular, mientras
que la cadena pesada comprende los dominios de unión al receptor
(inmunogénico) y de desplazamiento de membrana celular.
Además, tanto la toxina tetánica como las
toxinas botulínicas muestran una elevada afinidad específica por
receptores gangliosídicos sobre la superficie de neuronas
colinérgicas presinápticas. La endocitosis mediada por receptor de
la toxina tetánica por neuronas colinérgicas periféricas provoca el
transporte axonal retrógrado, que bloquea la liberación de
neurotransmisores inhibidores desde las sinapsis centrales y una
parálisis espástica. Por el contrario, la endocitosis mediada por
receptor de la toxina botulínica por neuronas colinérgicas
periféricas provoca poco, si lo hay, transporte retrógrado,
inhibición de la exocitosis de acetilcolina desde las neuronas
motoras periféricas intoxicadas y una parálisis flácida.
Finalmente, la toxina tetánica y las toxinas
botulínicas se parecen entre sí tanto en la biosíntesis como en la
arquitectura y molecular. Por tanto, hay una identidad global del
34% entre las secuencias proteicas de la toxina tetánica y la
toxina botulínica tipo A, y una identidad de secuencia tan elevada
como del 62% para algunos dominios funcionales. Binz T. y col.,
The Complete Sequence of Botulinum Neurotoxin. Type A and
Comparison with Other Clostridial Neurotoxins, J Biological
Chemistry 265(16); 9153-9158:1990.
\vskip1.000000\baselineskip
Típicamente se libera solamente un único tipo de
neurotransmisor de molécula pequeña por cada tipo de neurona en el
sistema nervioso de mamíferos. El neurotransmisor acetilcolina se
secreta por neuronas de muchas áreas del cerebro, pero
específicamente por las células piramidales grandes de la corteza
motora, por varias neuronas diferentes de los ganglios basales, por
las neuronas motores que inervan los músculos esqueléticos, por las
neuronas preganglionares del sistema nervioso autónomo (tanto
simpático como para simpático), por las neuronas postganglionares
del sistema nerviosos parasimpático, y por algunas de las neuronas
postganglionares del sistema nervioso simpático. Esencialmente,
solamente las fibras nerviosas simpáticas postganglionares para las
glándulas sudoríparas, los músculos piloerectores y unos pocos
vasos sanguíneos son colinérgicos ya que la mayoría de las neuronas
postganglionares del sistema nervioso simpático secretan el
neurotransmisor norepinefrina. En la mayoría de los casos, la
acetilcolina tiene un efecto excitador. Sin embargo, se sabe que la
acetilcolina tiene efectos inhibidores en algunas terminaciones
nerviosas parasimpáticas periféricas, tal como la inhibición del
ritmo cardiaco por el nervio vago.
Las señales eferentes del sistema nervioso
autónomo se transmiten al cuerpo a través del sistema nervioso
simpático o del sistema nervioso parasimpático. Las neuronas
preganglionares del sistema nervioso simpático se extienden desde
los cuerpos celulares de las neuronas simpáticas preganglionares
localizados en cuero intermedio-lateral de la
médula espinal. Las fibras nerviosas simpáticas preganglionares, que
se extienden desde el cuerpo celular, forman sinapsis con las
neuronas postganglionares localizadas en un ganglio simpático
paravertebral o en un ganglio prevertebral. Como las neuronas
preganglionares del sistema nervioso tanto simpático como
parasimpático son colinérgicas, la aplicación de acetilcolina a los
ganglios excitará las neuronas postganglionares tanto simpáticas
como parasimpáticas.
La acetilcolina activa dos tipos de receptores,
los receptores muscarínicos y nicotínicos. Los receptores
muscarínicos se encuentran en todas las células efectoras
estimuladas por las neuronas postganglionares del sistema nervioso
parasimpático así como en aquellas estimuladas por las neuronas
colinérgicas postganglionares del sistema nervioso simpático. Los
receptores nicotínicos se encuentran en la médula suprarrenal, así
como en los ganglios autonómicos, es decir, sobre la superficie
celular de la neurona postganglionar en la sinapsis entre las
neuronas preganglionares y postganglionares de los sistemas tanto
simpático como para simpático. Los receptores nicotínicos también
se encuentran en muchas terminaciones nerviosas no autónomas, por
ejemplo, en las membranas de fibras musculares esqueléticas en la
unión neuromuscular.
La acetilcolina se libera de neuronas
colinérgicas cuando las vesículas pequeñas, transparentes,
intracelulares se fusionan con la membrana celular neuronal
presináptica. Una amplia diversidad de células secretoras no
neuronales, tales como, la médula suprarrenal (así como la línea
celular PC12) y las células de los islotes pancreáticos liberan
catecolaminas y la hormona paratiroidea, respectivamente, desde
vesículas de núcleo denso, grandes. La línea celular PC12 es un
clon de las células de feocromocitoma usadas extensivamente como
modelo de cultivo tisular para estudios del desarrollo
simpatoadrenal. La toxina botulínica inhibe la liberación de ambos
tipos de compuestos desde ambos tipos de células in vitro,
permeabilizadas (como por electroporación) o por inyección directa
de la toxina en la célula desnervada. También se sabe que la toxina
botulínica bloquea la liberación del neurotransmisor glutamato
desde cultivos celulares de sinaptosomas corticales.
Una unión neuromuscular se forma en el músculo
esquelético por la proximidad de axones a las células musculares.
Una señal transmitida a través del sistema nervioso provoca un
potencial de acción en el axón terminal, con la activación de los
canales de iones y provocando la liberación del neurotransmisor
acetilcolina desde las vesículas sinápticas intraneuronales, por
ejemplo en la placa final motora de la unión neuromuscular. La
acetilcolina cruza el espacio extracelular para unirse con
proteínas receptoras de acetilcolina sobre la superficie de la
placa final muscular. Una vez ha sucedido suficiente unión, un
potencial de acción de la célula muscular causa cambios en el canal
de iones de membrana específicos, provocando la contracción de la
célula muscular. La acetilcolina después se libera desde las
células musculares y se metaboliza por las colinesterasas en el
espacio extracelular. Los metabolitos se reciclan de nuevo en el
axón terminal para su reprocesamiento en acetilcolina
adicional.
Por lo tanto, lo que se necesita son
procedimientos para tratar las úlceras pépticas y para tratar la
enfermedad de reflujo gastroesofágico con una toxina
botulínica.
La presente invención cumple esta necesidad y
proporciona procedimientos para tratar las úlceras pépticas y para
tratar la enfermedad de reflujo gastroesofágico con una toxina
botulínica. La presente invención excluye la inyección
intramuscular o subcutánea de una toxina botulínica para tratar una
úlcera o para tratar la enfermedad de reflujo gastroesofágico
porque dichos procedimientos son invasivos (es decir, por
endoscopia) e inadecuados para los pacientes.
De acuerdo con la presente invención, la toxina
botulínica se compone en forma de una formulación oral para la
liberación del ingrediente activo de toxina en el estómago o el
duodeno de un paciente con una úlcera péptica. La preparación de una
formulación oral de una toxina botulínica puede conseguirse
fácilmente mezclando un polvo de toxina botulínica liofilizada o
secada por congelación con un vehículo tal como harina, azúcar o
gelatina y después comprimiendo la mezcla para producir un
comprimido ingerible. El vehículo y la cantidad de compresión se
eligen de modo que el comprimido resultante (o como alternativa
puede formularse una cápsula o cápsula de gel que contiene una
cantidad terapéutica de la toxina mezclada con o sin un vehículo)
se pretenda tragar y el vehículo y las características del vehículo
son tales que el vehículo se disuelve rápidamente en el estómago,
liberando el ingrediente activo de toxina botulínica.
La toxina botulínica es una de los tipos de
toxina botulínica A, B, C_{1}, D, E, F y G y es preferiblemente
toxina botulínica tipo A. La toxina botulínica puede asociarse con
el vehículo en una cantidad entre aproximadamente 1 unidad y
aproximadamente 10.000 unidades de la toxina botulínica.
Preferiblemente, la cantidad de la toxina botulínica asociada con
el vehículo está entre aproximadamente 5 unidades y aproximadamente
500 unidades de una toxina botulínica tipo A. Cuando la toxina
botulínica es toxina botulínica tipo B, preferiblemente, la
cantidad de la toxina botulínica asociada con el vehículo puede
estar entre aproximadamente 250 unidades y aproximadamente 25.000
unidades de una toxina botulínica tipo B.
Una realización detallada de la presente
invención puede comprender una formulación oral que comprende un
polímero o sustancia natural (es decir harina, azúcar o gelatina)
rápidamente biodegradable y entre aproximadamente 5 unidades y
aproximadamente 25.000 unidades de una toxina botulínica encapsulada
por el vehículo, formando de este modo un sistema de liberación
controlada, en el que las cantidades terapéuticas de la toxina
botulínica pueden liberarse desde el vehículo al interior del
sistema gastrointestinal de un paciente humano con una úlcera
péptica.
Un procedimiento para fabricar un comprimido o
cápsula ingerible de toxina botulínica dentro del alcance de la
presente invención puede tener las etapas de: mezclar o dispersar
una toxina botulínica en un vehículo adecuado para formar una
mezcla de vehículo-toxina botulínica, y; comprimir
la mezcla de vehículo-toxina botulínica en un
comprimido o cargar la mezcla en una cápsula.
Una realización alternativa de la presente
invención puede ser un vehículo que comprende un polímero
seleccionado entre el grupo de polímero constituido por
polilactidas y poliglicolidas rápidamente biodegradables y una
toxina botulínica estabilizada asociada con el vehículo, formando de
este modo un sistema de suministro de toxina botulínica, en el que
las cantidades terapéuticas de la toxina botulínica pueden liberarse
desde el vehículo al interior del sistema GI de los pacientes
después de ingestión oral. El vehículo puede comprender una
pluralidad de microesferas que incorporan toxina botulínica.
La toxina botulínica usada para preparar una
formulación oral de acuerdo con la presente invención puede
comprender: un primer elemento que comprende un elemento de unión
capaz de unirse específicamente a un receptor de superficie celular
neuronal en condiciones fisiológicas, un segundo elemento que
comprende un elemento de desplazamiento capaz de facilitar la
transferencia de un polipéptido a través de una membrana celular
neuronal, y un tercer elemento que comprende un elemento
terapéutico capaz, cuando está presente en el citoplasma de una
neurona, de inhibir la exocitosis de acetilcolina desde la neurona.
El elemento terapéutico puede escindir la proteína SNARE,
inhibiendo de este modo la exocitosis de acetilcolina desde la
neurona y la proteína SNARE se puede seleccionar entre el grupo
constituido por sintaxina, SNAP-25 y VAMP.
Generalmente, la neurona afectada por la toxina botulínica es una
neurona colinérgica presináptica que inerva, por ejemplo, un músculo
del tracto GI (músculo GI liso, estriado o liso y estriado mixto) o
un tejido glandular secretor del tracto GI. Aunque una neurona
colinérgica puede mostrar elevada afinidad por una toxina botulínica
(es decir, a través de un receptor para la toxina), las células
musculares y las células glandulares puede captar directamente la
toxina a través de un mecanismo de baja afinidad (es decir
pinocitosis). Por tanto, tanto las neuronas como las células no
neuronales pueden ser dianas para la toxina botulínica.
La cantidad de una toxina botulínica
administrada por una formulación oral dentro del alcance de la
presente invención durante un periodo dado puede estar entre
aproximadamente 10^{-3} U/kg y aproximadamente 35 U/kg para una
toxina botulínica tipo A y de hasta aproximadamente 2000 U/kg para
otras toxinas botulínicas, tales como una toxina botulínica tipo B.
El límite superior es 35 U/kg o 2000 U/kg porque se acerca a la
dosis letal de ciertas neurotoxinas, tales como la toxina
botulínica tipo A o la toxina botulínica tipo B, respectivamente.
Por tanto, se ha informado de que aproximadamente 2000 unidades/kg
de una preparación disponible en el mercado de toxina botulínica
tipo B se acerca a la dosis letal para primates de la toxina
botulínica tipo B. Meyer K.E. y col., A Comparative Systemic
Toxicity Study of Neurobloc in Adult Juvenile Cynomolgus
Monkeys, Mov. Disord 15 (Supl. 2); 54; 2000.
Preferiblemente, la cantidad de una toxina
botulínica tipo A administrada por una formulación oral está entre
aproximadamente 10^{-2} U/kg y aproximadamente 25 U/kg.
Preferiblemente, la cantidad de una toxina botulínica tipo B
administrada por una formulación oral durante un periodo dado está
entre aproximadamente 10^{-2} U/kg y aproximadamente 1000 U/kg,
ya que se ha informado de que menos de aproximadamente 1000 U/kg de
toxina botulínica tipo B puede administrarse por vía intramuscular
a un primate sin efecto sistémico. Ibid. Más preferiblemente,
la toxina botulínica tipo A se administra en una cantidad entre
aproximadamente 10^{-1} U/kg y aproximadamente 15 U/kg. Más
preferiblemente, la toxina botulínica tipo A se administra en una
cantidad entre aproximadamente 1 U/kg y aproximadamente 10 U/kg. En
muchos casos, una administración de aproximadamente 1 unidades a
aproximadamente 500 unidades de una toxina botulínica tipo A,
proporciona alivio terapéutico eficaz y de larga duración. Más
preferiblemente, puede usarse de aproximadamente 5 unidades a
aproximadamente 300 unidades de una toxina botulínica, tal como una
toxina botulínica tipo A, y mucho más preferiblemente, puede
administrarse de forma local de aproximadamente 10 unidades a
aproximadamente 200 unidades de una neurotoxina, tal como una toxina
botulínica tipo A, en un tejido diana con resultados eficaces. En
una realización particularmente preferida de la presente invención,
puede administrarse de forma local de aproximadamente 1 unidad a
aproximadamente 100 unidades de una toxina botulínica, tal como
toxina botulínica tipo A, en un tejido diana con resultados
terapéuticamente eficaces.
La toxina botulínica puede producirse por
Clostridium botulinum. Además, la toxina botulínica puede ser
una toxina botulínica modificada, es decir, una toxina botulínica
que tiene al menos uno de sus aminoácidos delecionado, modificado o
remplazado, en comparación con la toxina botulínica nativa o de tipo
silvestre. Además, la toxina botulínica puede ser una toxina
botulínica producida de forma recombinante o un derivado o fragmento
de la misma.
De forma significativa, la toxina botulínica
puede administrarse por ingestión oral (es decir, tragando el
comprimido o cápsula) por un paciente con una úlcera péptica
colocando una formulación oral de toxina botulínica. Cuando al
toxina botulínica es toxina botulínica tipo A, la cantidad de toxina
botulínica administrada por vía oral puede estar entre
aproximadamente 1 unidad y aproximadamente 500 unidades,
preferiblemente entre 10 y 300 unidades y mucho más preferiblemente
entre 50 y 200 unidades de toxina botulínica tipo A.
En particular, se ha informado de que un tejido
glandular tratado por una toxina botulínica puede mostrar una
actividad secretora reducida durante tanto tiempo como 27 meses
después de la inyección de la toxina. Laryngoscope 1999;
109: 1344-1346, Laryngoscope 1998;
108:381-384.
\vskip1.000000\baselineskip
Las siguientes definiciones se aplican en este
documento.
"Aproximadamente" significa más o menos el
diez por ciento del valor así calificado.
"Biocompatible" significa que hay una
respuesta inflamatoria poco significativa al uso de la formulación
oral.
"Compuesto biológicamente activo" significa
un compuesto que puede realizar un cambio beneficioso en el sujeto
al que se administra. Por ejemplo, "compuestos biológicamente
activos" incluyen neurotoxinas.
"Cantidad eficaz" aplicada al compuesto
biológicamente activo significa la cantidad del compuesto que es
generalmente suficiente para realizar un cambio deseado en el
sujeto. Por ejemplo, cuando el efecto deseado es la curación de una
úlcera péptica, una cantidad eficaz del compuesto es esa cantidad
que causa al menos una curación sustancial de la úlcera, y sin
provocar una reacción de toxicidad sistémica significativa.
"Cantidad eficaz" aplicada a un
constituyente de ingrediente no activo de una formulación oral (tal
como un vehículo usado para mezclarlo con una toxina botulínica) se
refiere a la cantidad del constituyente de ingrediente no activo
que es suficiente para influir de forma positiva en la liberación de
un agente biológicamente activo a una tasa deseada durante un
periodo de tiempo deseado en el tracto GI. Esta "cantidad
eficaz" puede determinarse en base a los contenidos de esta
memoria descriptiva y el conocimiento general en la técnica.
"Neurotoxina" significa un agente que puede
interrumpir la transmisión de impulsos nerviosos a través de la
unión neuromuscular o neuroglandular, bloquear o reducir la
exocitosis neuronal de un neurotransmisor o alterar el potencial de
acción en entrada de voltaje de canal de sodio de una neurona.
Ejemplos de neurotoxinas incluyen toxinas botulínicas, toxinas
tetánicas, saxitoxinas, y tetrodotoxina.
"Tratamiento" significa cualquier
tratamiento de una enfermedad en un mamífero, e incluye: (i)
prevenir que suceda la enfermedad o; (ii) inhibir la enfermedad, es
decir, detener su desarrollo; (iii) aliviar la enfermedad, es
decir, reducir la incidencia de los síntomas de o causar la
regresión de la enfermedad.
Un procedimiento para usar una formulación oral
dentro del alcance de la presente invención puede comprender
proporcionar un nivel terapéuticamente eficaz en el tracto GI de
neurotoxina biológicamente activa en un paciente después de la
ingestión de una formulación oral de toxina botulínica por el
paciente.
En líneas generales, la presente invención
incluye un procedimiento para tratar una úlcera péptica
administrando una toxina botulínica para tratar de este modo una
úlcera gástrica. La toxina botulínica puede seleccionarse entre el
grupo constituido por los tipos de toxina botulínica A, B, C, D, E,
F y G y la úlcera péptica puede ser una úlcera gástrica o una
úlcera duodenal.
La administración de la toxina es por ingestión
oral de la toxina botulínica para un paciente con una úlcera
péptica y la toxina botulínica se administra en una cantidad
terapéuticamente eficaz. Una realización destallada de la presente
invención puede incluir el tratamiento de una úlcera péptica por
ingestión oral por un paciente con una úlcera péptica de una
cantidad terapéuticamente eficaz de una toxina botulínica tipo A. La
presente invención también incluye tratar una enfermedad de reflujo
gastroesofágico por ingestión oral por un paciente con un trastorno
de reflujo ácido gástrico de una toxina botulínica.
Una formulación oral de toxina botulínica dentro
del alcance de la presente invención puede comprender una toxina
botulínica y un vehículo asociado con la toxina botulínica, formando
de este modo una formulación oral de toxina botulínica, en la que
el vehículo está formulado para liberar cantidades terapéuticas de
la toxina botulínica en el tracto gastrointestinal de un paciente
con un úlcera gástrica sin una respuesta significativa del sistema
inmune. En ésta preferiblemente, no tienen que transformarse
cantidades sustanciales de la toxina botulínica en un toxoide
botulínico antes de la asociación de la toxina botulínica con el
vehículo. Por tanto, las cantidades significativas de la toxina
botulínica asociadas con el vehículo tienen una toxicidad que es
sustancialmente invariable con relación a la toxicidad de la toxina
botulínica antes de la asociación de la toxina botulínica con el
vehículo.
Además, en dicha formulación oral, el vehículo
puede comprender una sustancia biocompatible, biodegradable
seleccionada entre el grupo constituido por harina, azúcar y
gelatina. La toxina botulínica asociada con el vehículo puede estar
entre aproximadamente 1 unidad y aproximadamente 10.000 unidades de
la toxina botulínica.
Una formulación oral detallada dentro del
alcance de la presente invención puede comprender una toxina
botulínica que tiene: un primer elemento que comprende un elemento
de unión capaz de unirse específicamente a un receptor de
superficie celular neuronal en condiciones fisiológicas; un segundo
elemento que comprende un elemento de desplazamiento capaz de
facilitar la transferencia de un polipéptido a través de una
membrana celular neuronal, y; un tercer elemento que comprende un
elemento terapéutico capaz, cuando está presente en el citoplasma de
una neurona, de inhibir la exocitosis de acetilcolina de la
neurona.
Una realización alternativa dentro del alcance
de la presente invención puede comprender una toxina botulínica
tipo A y un vehículo asociado con la toxina botulínica tipo A,
formando de este modo una formulación oral de toxina botulínica, en
la que el vehículo está formulado para liberar cantidades
terapéuticas de la toxina botulínica tipo A en el tracto
gastrointestinal de un paciente con una úlcera gástrica sin una
respuesta significativa del sistema inmune, y en la que el vehículo
comprende una sustancia biocompatible, biodegradable seleccionada
entre el grupo constituido por harina, azúcar y gelatina.
La presente invención se basa en el
descubrimiento de que una úlcera péptica puede tratarse exitosamente
con una formulación oral de una toxina botulínica. La presente
invención también se basa en el descubrimiento de que la enfermedad
de reflujo gastroesofágico puede tratarse con una formulación oral
de una toxina botulínica. Por tanto, se ha descubierto que la
ingestión de una toxina botulínica, tal como una toxina botulínica
tipo A, mezclada con un vehículo adecuado que se disuelve en el
estómago o el intestino superior permite el suministro de
cantidades terapéuticas de una toxina botulínica bioactiva a y en
las cercanías de una úlcera péptica. Esto permite una reducción de
las secreciones excesivas o dañinas de y desde las cercanías de la
úlcera péptica. Típicamente, en unos pocos días después de ellos la
úlcera muestra signos inconfundibles de curación (remisión de la
úlcera) y la úlcera puede curarse completamente en unas pocas
semanas después de la administración de la formulación oral de
toxina botulínica. Además, se ha descubierto que en unos pocos días
después de la administración oral de toxina, los síntomas de ERGE
remiten debido a una reducción de secreciones gástricas debida a la
toxina botulínica administrada por vía oral. Los efectos
secundarios pueden incluir una motilidad reducida de los músculos
gastrointestinales y pérdida de peso transitoria.
El descubrimiento de que una toxina botulínica
administrada por vía oral puede usarse para tratar una úlcera
péptica y/o ERGE es sorprendente porque se ha informado de que la
inyección de una toxina botulínica en el esfínter esofágico
inferior para el tratamiento de la acalasia puede provocar realmente
la formación de úlceras en el esófago (Eaker, E.Y., y col.,
Untoward effects of esophageal botulinum toxin injection in the
treatment of achalasia, Dig Dis Sci, abril de 1997; 42
(4):724-7).
La dosis terapéutica de toxina botulínica
administrada por vía oral es tal que existen efectos sistémicos
nominales o poco significativos debido a cualquier toxina botulínica
que se absorba a través del revestimiento intestinal en el sistema
circulatorio. Por tanto, pueden inyectarse 200 unidades de toxina
botulínica en el esfínter pilórico (estómago inferior) de pacientes
con gastroparesis diabética sin que suceda ninguna toxicidad
sistémica. Crowell, M.D., y col., Botulinum toxin reduces pyloric
dysfunction in patients with diabetic gastroparesis,
Gastroenterology, abril de 2002; 122 (4 Sup.
1):A451-A452. Aunque no existen evidencias de un
efecto teratogénico por una toxina botulínica, los procedimientos
dentro del alcance de la presente invención descrita en este
documento no se pretenden para su aplicación a o por una paciente
que esté embarazada, en lactación o que pretenda llegar a estar
embarazada durante el periodo de tratamiento.
Sin el deseo de limitarse por la teoría, puede
proponerse un mecanismo fisiológico para la eficacia de la presente
invención. Por tanto, es bien sabido que la toxina botulínica actúa
sobre los nervios colinérgicos, incluyendo aquellos del tracto
gastrointestinal responsables de la motilidad de los músculos GI.
Pasricha, P.J., Botulinum toxina for spastic gastrointestinal
disorders, Bailliere's Clin Gastroenterol 1999;
13(1):131-143. Además, la secreción de
gastrina y la producción de HCl por las células parietales gástricas
dependen en gran medida de la actividad colinérgica de las fibras
vagales y mientéricas que actúan sobre las uniones neuroglandulares
en el tracto gastrointestinal. Rossi S., y col.,
Immunohistochemical localization of SNAP-25
protein in the stomach of rat, Naunyn Schmiedebergs Arch
Pharmacol 2002; 365 (Supl. 2):R37. Además, el sustrato intracelular
(SNAP-25) para la toxina botulínica tipo A
BTX-A está presente en células de la pared
estomacal. Gui D., y col., Effects of botulinum toxin on gastric
emptying and digestive secretions. A possible tool for correction
of obesity?, Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol, junio de 2002;
365 (Supl. 2):R22. Finalmente, es bien sabido que la formación de
úlceras se debe a o se contribuye a ella por una secreción excesiva
de gastrina por las células de la pared estomacal y la de toxina
botulínica. Por tanto, una formulación oral de una toxina botulínica
puede usarse para tratar una úlcera péptica regulando negativamente
las secreciones excesivas de ácido del estómago y permitiendo de
este modo que una úlcera se cure.
Parece claro que una toxina botulínica
administrada por vía oral puede permanecer bioactiva en el entorno
riguroso del tracto GI. Por tanto, la toxina botulínica se secreta
por una bacteria Clostridial en forma de un complejo que comprende
la molécula de toxina de cadena sencilla de aproximadamente 150 kDa
rodeada por varias moléculas de proteína no toxina.
Significativamente, las proteínas no toxina actúan protegiendo la
toxina de la hidrólisis ácida y la degradación enzimática durante el
paso del complejo a través del tracto GI, de modo que el complejo
de toxina es capaz de sobrevivir a las condiciones rigurosas
extremas de pH y enzimas proteolíticas y aún funcionar como una
neurotoxina altamente potente. Se ha demostrado que las proteínas
no toxinas que se complejan con la molécula de toxina botulínica
actúan protegiendo la molécula de toxina de 150 kDa en el tracto
gastrointestinal de los ácidos digestivos. Hanson, M.A. y col.,
Structural view of botulinum neurotoxin in numerous functional
states, que es el capítulo 2, páginas 11-27 de
Brin M.F. y col., editors, Scientific and therapeutic aspects of
botulinum toxin, Lippincott, Williams & Wilkins (2002).
Un sistema de suministro de toxina botulínica
dentro del alcance de la presente invención es capaz de liberar una
cantidad terapéutica de una toxina botulínica en el tracto GI de un
paciente con una úlcera péptica. La cantidad de toxina botulínica
liberada puede comprender (para una toxina botulínica tipo A) tan
poco como aproximadamente 10 unidades (es decir, para tratar una
úlcera pequeña en un bebé) hasta tanto como 500 unidades (es decir,
para tratar múltiples úlceras pépticas en un adulto grande). La
cantidad de toxina botulínica necesaria para la eficacia
terapéutica puede variarse de acuerdo con la potencia clínica
conocida de diferentes serotipos de toxina botulínica. Por ejemplo,
típicamente son necesarias unidades de varios órdenes de magnitud
más de una toxina botulínica tipo B para conseguir un efecto
fisiológico comparable con el conseguido del uso de una toxina
botulínica tipo A.
La toxina botulínica liberada en una cantidad
terapéuticamente eficaz por una formulación oral dentro del alcance
de la presente invención es preferiblemente, toxina botulínica
sustancialmente activa biológicamente. En otras palabras, la toxina
botulínica liberada por la formulación oral descrita en el tracto GI
de un paciente es capaz de unirse con elevada afinidad a una
neurona colinérgica, que se desplaza, al menos en parte, a través
de la membrana neuronal, y a través de su actividad en el citosol de
la neurona de inhibir la exocitosis de acetilcolina desde la
neurona. El propósito de la presente invención es permitir la
liberación en el tracto GI de una toxina botulínica desde una
formulación oral para inhibir la exocitosis in vivo y
conseguir de este modo un efecto terapéutico deseado, que es la
curación de una úlcera.
La formulación oral se prepara de modo que la
toxina botulínica se disperse de forma sustancialmente uniforme en
un vehículo biodegradable. El espesor de la formulación oral puede
usarse para controlar la absorción de agua por, y por tanto la
velocidad de liberación de una neurotoxina desde, una composición de
la invención, liberando comprimidos o cápsulas más gruesos el
polipéptido más lentamente que los más delgados. El vehículo está
compuesto preferiblemente de un material no tóxico, no inmunológico,
biocompatible.
\newpage
Liberar neurotoxina biológicamente activa desde
una formulación oral de la presente invención resulta
terapéuticamente eficaz, con niveles séricos insignificantes, de
neurotoxina biológicamente activa. Preferiblemente, la liberación
de neurotoxina biológicamente activa in vivo en el tracto GI
no provoca una respuesta significativa del sistema inmune.
La formulación oral de neurotoxina de esta
invención puede conformarse en muchas formas tales como una
película, un gránulo, un cilindro o disco.
La dosificación específica por formulación oral
apropiada para su administración la determinan fácilmente los
especialistas en la técnica de acuerdo con los factores analizados
anteriormente. La dosificación también puede depender del tamaño de
la masa tisular a tratar o desnervar, y la preparación comercial de
la toxina. Además, las estimaciones para dosificaciones apropiadas
en seres humanos pueden extrapolarse de determinaciones de las
cantidades de botulina necesarias para las desnervación eficaz de
otros tejidos. Por tanto, la cantidad de botulina A a inyectar es
proporcionar a la masa y nivel de actividad del tejido a tratar.
Generalmente, puede liberarse entre aproximadamente 0,01 unidades
por kilogramo y aproximadamente 35 unidades por kg de peso del
paciente de una toxina botulínica, tal como toxina botulínica tipo
A, por la presente formulación oral para conseguir de forma eficaz
la curación deseada de una úlcera. Menos de aproximadamente 0,01
U/kg de una toxina botulínica no tiene efecto terapéutico
significativo en un músculo, mientras que más de aproximadamente 35
U/kg de una toxina botulínica se acerca a la dosis tóxica de una
neurotoxina, tal como una toxina botulínica tipo A. La preparación
cuidadosa de la formulación oral evita que cantidades significativas
de una toxina botulínica aparezcan sistémicamente. Un intervalo de
dosis más preferido es de aproximadamente 0,01 U/kg a
aproximadamente 25 U/kg de una toxina botulínica, tal como la
formulada como BOTOX®. La cantidad real de U/kg de una toxina
botulínica a administrar depende de factores tales como la extensión
(masa) y nivel de actividad del tejido a tratar y la vía de
administración elegida. La toxina botulínica tipo A es un serotipo
preferido de toxina botulínica para su uso en los procedimientos de
la presente invención.
Preferiblemente, una neurotoxina usada para
poner el práctica un procedimiento dentro del alcance de la presente
invención es una toxina botulínica, tal como una del serotipo A, B,
C, D, E, F o G de toxinas botulínicas. Preferiblemente, la toxina
botulínica usada es toxina botulínica tipo A, a causa de su elevada
potencia en seres humanos, fácil disponibilidad, y uso seguro y
eficaz conocido para el tratamiento de trastornos del músculo
esquelético y el músculo liso cuando se administra de forma local
por inyección intramuscular.
La presente invención incluye dentro de su
alcance el uso de cualquier neurotoxina que tenga un efecto
terapéutico de larga duración cuando se usa para tratar una úlcera
péptica. Por ejemplo, pueden usarse neurotoxinas producidas por
cualquiera de las especias de bacterias Clostridium productoras de
toxinas, tales como Clostridium botulinum, Clostridium
butyricum, y Clostridium beratti o adaptarse para su uso
en los procedimientos de la presente invención. Además, todos los
serotipos de botulina A, B, C, D, E, F y G pueden usarse
ventajosamente en la práctica de la presente invención, aunque el
tipo A es el serotipo más preferido, como se ha explicado
anteriormente. La práctica de la presente invención por el
procedimiento descrito en este documento puede causar que se cure y
desaparezca una úlcera péptica.
La presente invención incluye dentro de su
alcance: (a) complejo de neurotoxina así como neurotoxina pura
obtenida o procesada por cultivo bacteriano, extracción de toxina,
concentración, conservación, liofilización y/o reconstitución; (b)
neurotoxina modificada o recombinante, que es neurotoxina que tiene
uno o más aminoácidos o secuencias de aminoácidos deliberadamente
delecionados, modificados o remplazados por procedimientos conocidos
de modificación química/bioquímica de aminoácidos o por el uso de
tecnologías recombinantes conocidas de célula huésped/vector
recombinante, así como derivados o fragmentos de neurotoxinas
producidas de este modo, e incluye neurotoxinas con uno o más
restos de dirección unidos para un receptor de superficie celular
presente en una célula.
Las toxinas botulínicas para su uso de acuerdo
con la presente invención pueden almacenarse en forma liofilizada o
secada al vacío en recipientes a presión de vacío. Antes de la
liofilización, la toxina botulínica puede combinarse con
excipientes, estabilizadores y/o vehículos farmacéuticamente
aceptables, tales como albúmina. El material liofilizado o secado
al vacío puede reconstituirse con solución salina o agua.
Los procedimientos para determinar la
dosificación apropiada se determinan generalmente en una base caso
por caso por el médico que esté tratando. Dichas determinaciones
son rutinarias para un especialista en la técnica (véase, por
ejemplo, Harrison's Principles of Internal Medicine (1998),
editado por Anthony Fauci y col., 14a edición, publicado por McGraw
Hill).
También dentro del alcance de la presente
invención se incluye una formulación oral en forma de una suspensión
para su ingestión preparada suspendiendo las microesferas
encapsuladas de neurotoxina en un líquido adecuado, tal como
solución salina fisiológica.
Los siguientes ejemplos exponen composiciones
específicas y procedimientos incluidos por la presente invención y
no pretenden limitar el alcance de la presente invención.
Una toxina botulínica puede componerse en forma
de una formulación oral para liberación del ingrediente activo de
toxina en el estómago o duodeno. Esto se consigue fácilmente
mezclando con un mortero y mano de mortero (a temperatura ambiente
sin adición de nada de agua o solución salina) 50 unidades de un
polvo de toxina botulínica liofilizada disponible en el mercado,
tal como BOTOX® no reconstituido (o 200 unidades de polvo DYSPORT®)
con un vehículo biodegradable tal como harina o azúcar. Como
alternativa, la toxina botulínica puede mezclarse por
homogenización o sonicación para formar una dispersión fina de la
toxina en polvo en el vehículo. La mezcla después puede comprimirse
con una máquina de producción de comprimidos (tal como la prensa de
comprimidos disponible en Scheu & Kniss, 1500 W. Ormsby Ave,
Louisville, KY 40210) para producir un comprimidos ingerible. Como
alternativa, la toxina puede formularse con gelatina por
metodologías bien conocidas para producir un comprimido de gelatina
ingerible.
\vskip1.000000\baselineskip
Un hombre de 52 años de edad presenta un dolor
urente en el abdomen entre el esternón y el ombligo y refiere que
el dolor a menudo sucede entre las comidas y en las primeras horas
de la mañana. El paciente también se queja de náuseas y pérdida de
apetito. La endoscopia, suplementada por rayos X con bario, confirma
la presencia de una úlcera gástrica. La úlcera resulta intratable
con bloqueantes H2 así como antibióticos contra H. pylori.
El paciente se trata por administración de la formulación oral de
toxina botulínica del Ejemplo 1. Por tanto, el paciente traga un
comprimido de 50 unidades de A durante cada uno de cuatro días. En
dos semanas los síntomas de la úlcera péptica han desaparecido y la
endoscopia revela ausencia de rastros de la úlcera.
\vskip1.000000\baselineskip
Una mujer obesa de 62 años de edad se admite con
síntomas de acidez gástrica, flatulencia casi continua,
regurgitación, dolor de garganta, dificultad al tragar y tos. El
tratamiento indica esofagitis y la manometría esofágica apunta a
baja presión del esfínter esofágico inferior (EET). El ensayo de
Bernstein para reflujo ácido gástrico es positivo. Por tanto, se
hace un diagnóstico de ERGE. La paciente no ha tenido éxito en
diversos programas de pérdida de peso e ingiere regularmente
chocolates, y fuma mucho. Los antiácidos y los bloqueantes de
histamina H2 han sido ineficaces. La paciente se trata por
administración de la formulación oral de toxina botulínica del
Ejemplo 1. Por tanto, la paciente traga un comprimido de 2000
unidades de tipo B durante cada uno de cuatro días. En dos semanas
los síntomas de de ERGE han desaparecido o se han reducido
sustancialmente.
Las composiciones y procedimientos de acuerdo
con la invención descrita en este documento tienen muchas ventajas,
incluyendo las siguientes:
1. puede usarse una formulación oral de toxina
botulínica para proporcionar tratamiento terapéuticamente eficaz de
una úlcera péptica.
2. necesidad reducida de cuidados de seguimiento
del paciente.
3. comodidad aumentada del paciente debido a la
eliminación de la necesidad de cualquier inyección.
4. cumplimiento mejorado del paciente.
Una ventaja de las presentes formulaciones
orales para neurotoxinas incluye la remisión de la úlcera a largo
plazo.
Aunque la presente invención se ha descrito con
detalle con respecto a ciertos procedimientos preferidos, son
posibles otras realizaciones, versiones, y modificaciones dentro del
alcance de la presente invención. Por ejemplo, puede usarse de
forma eficaz una amplia diversidad de neurotoxinas en los
procedimientos de la presente invención. Además, la presente
invención incluye formulaciones orales en las que se administran dos
o más neurotoxinas, tales como dos o más toxinas botulínicas, de
forma concurrente o consecutiva. Por ejemplo, la toxina botulínica
tipo A puede administrarse por una formulación oral hasta la pérdida
de respuesta clínica o desarrollo de anticuerpos neutralizantes,
seguido de la administración mediante formulación oral de una
toxina botulínica tipo B o E. Como alternativa, puede administrarse
de forma local una combinación de dos cualesquiera o más de los
serotipos de botulina A-G para controlar la
aparición y duración del resultado terapéutico deseado. Además,
pueden administrarse compuestos no neurotoxina antes de, de forma
concurrente con o después de la administración de la formulación
oral de neurotoxina para proporcionar un efecto adyuvante tal como
aparición potenciada o más rápida de las desnervación antes de que
la neurotoxina, tal como una toxina botulínica, comience a ejercer
su efecto terapéutico.
La presente invención también incluye dentro de
su alcance el uso de una neurotoxina, tal como una toxina
botulínica, en la preparación de un medicamento en forma de una
formulación oral para el tratamiento de una úlcera péptica.
Por consiguiente, el alcance de las siguientes
reivindicaciones no debe limitarse a las descripciones de las
realizaciones preferidas expuestas anteriormente.
Claims (7)
1. Uso de una toxina botulínica para la
fabricación de un medicamento para tratar una úlcera péptica, con
la condición de que la toxina no sea toxina botulínica tipo
C_{2}.
2. El uso de la reivindicación 1, en el que la
toxina botulínica se selecciona entre el grupo constituido por las
toxinas botulínicas tipos A, B, C, D, E, F y G.
3. El uso de la reivindicación 1, en el que la
úlcera péptica es una úlcera gástrica.
4. El uso de la reivindicación 1, en el que la
úlcera péptica es una úlcera duodenal.
5. El uso de la reivindicación 1, en el que la
toxina botulínica es una toxina botulínica tipo A.
6. El uso de la reivindicación 1, en el que el
medicamento es para tratar una úlcera péptica por ingestión oral
del medicamento.
7. Uso de una toxina botulínica para la
fabricación de un medicamento para tratar la enfermedad de reflujo
gastroesofágico por ingestión oral del medicamento.
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