ES2576868T3 - Hormona estimulante del folículo humana recombinante mejorada - Google Patents
Hormona estimulante del folículo humana recombinante mejorada Download PDFInfo
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- C07K14/435—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
- C07K14/575—Hormones
- C07K14/59—Follicle-stimulating hormone [FSH]; Chorionic gonadotropins, e.g.hCG [human chorionic gonadotropin]; Luteinising hormone [LH]; Thyroid-stimulating hormone [TSH]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
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Abstract
Una preparación de FSH recombinante, en donde la FSH recombinante en la preparación tiene un patrón de glicosilación que comprende las siguientes características: (i) una cantidad relativa de glicanos que lleva N-acetilglucosamina bisectantes (bisGlcNAc) de al menos 20% de la cantidad total de glicanos unidos a FSH en la preparación; y (ii) una cantidad relativa de ácido siálico 2,6-acoplado de al menos 40% de la cantidad total de ácidos siálicos.
Description
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Además, los presentes inventores han demostrado en monos cynomolgus que la FSH mejorada de acuerdo con la presente invención tiene un efecto farmacológico similar o incluso superior en comparación con la FSH urinaria de uso frecuente o derivada de CHO. Esto es en particular sorprendente ya que la FSH de acuerdo con la presente invención muestra en ratas y monos una menor concentración máxima en suero (Cmax) y la vida media en circulación de las preparaciones de FSH comunes obtenidas a partir de la orina o las células CHO. Ya que a pesar de la menor biodisponibilidad la FSH mejorada tiene un efecto farmacológico similar o superior, se puede concluir que la FSH mejorada de acuerdo con la presente invención tiene una actividad terapéutica específica mayor que la FSH urinaria o derivada de CHO. De acuerdo con los datos clínicos obtenidos, en los seres humanos la FSH mejorada de acuerdo con la presente invención tiene una Cmax significativamente más alta que las preparaciones de FSH comunes; sin embargo, la vida media en circulación es ligeramente inferior pero comparable para la FSH mejorada. Lo más sorprendente, las preparaciones de FSH mejoradas de acuerdo con la presente invención mostraron efectos terapéuticos en seres humanos, en particular, el crecimiento folicular, incluso después de la administración de solo una dosis única. En contraste, no hay efectos pueden ser observados después de la administración de una dosis única de las preparaciones de FSH de uso frecuente. Por lo tanto, se espera que con la FSH mejorada un tratamiento mucho más preciso de los pacientes es posible. En particular, es posible utilizar dosis exactamente sincronizadas y de tamaño para tratar y, especialmente, mejorar la fertilidad de la paciente y, potencialmente, un tratamiento continuo de larga duración no es necesario. De este modo, se reduce también el riesgo de embarazos múltiples.
En resumen, las preparaciones de FSH mejoradas de acuerdo con la presente invención son más eficaces. Por lo tanto, dosis más pequeñas se pueden administrar a la paciente, lo que provoca efectos menos adversos, es más conveniente para el paciente y es menos costoso. Además, un régimen de dosificación más específico y detallado es posible con la FSH mejorada. Además, la reducida vida media reduce los efectos secundarios no deseados y, además, proporciona una eliminación más rápida de la FSH del cuerpo humano después de la terminación de la terapia.
Sin limitarse a esta teoría, los presentes inventores suponen que la actividad terapéutica específica más alta de las preparaciones de FSH, de acuerdo con la presente invención se basa en el patrón de glicosilación mejorado. En particular, la alta cantidad de residuos de GlcNAc bisectante y/o la alta cantidad de ácidos siálicos 2,6-acoplados, así como la gran cantidad de glicanos sulfatados puede ser responsable de la alta actividad. Además, las preparaciones de FSH de acuerdo con la presente invención también muestran un patrón de glicosilación mucho más diverso y complejo, lo que significa que más diferentes estructuras de glicano están presentes en la preparación en comparación con preparaciones de FSH convencionales obtenidas, por ejemplo, a partir de células CHO. Se cree que la FSH derivada de CHO sólo es capaz de activar una sola vía en las células diana, mientras que la FSH mejorada de acuerdo con la presente invención, debido a su patrón de glicosilación único, aparentemente ejerce su actividad biológica a través de múltiples vías diferentes, que resulta en un aumento de la respuesta biológica. Como se muestra por los datos experimentales en este documento, algunas de estas rutas de señalización implican cAMP mientras que otras, nuevas rutas son cAMP independientes.
En vista de estos hallazgos, la presente invención proporciona, en un primer aspecto, una preparación de FSH, en donde la FSH en la preparación tiene un patrón de glicosilación que comprende las siguientes características:
- (i)
- una cantidad relativa de glicanos que lleva N-acetilglucosamina bisectante (bisGlcNAc) de al menos 20% de la cantidad total de glicanos unidos a FSH en la preparación; y
- (ii)
- una cantidad relativa de ácido siálico 2,6-acoplado de al menos 40% de la cantidad total de ácidos siálicos.
El patrón de glicosilación puede, además:
(iii) comprender una cantidad relativa de glicanos que lleva fucosa de al menos 30%; y/o
- (iv)
- ser un patrón de glicosilación diverso.
En ciertas realizaciones, la presente invención proporciona una preparación de FSH, en donde la FSH en la preparación tiene un patrón de glicosilación que comprende una o más de las siguientes características:
- (i)
- una cantidad relativa de glicanos que lleva N-acetilglucosamina bisectante (bisGlcNAc) de al menos 35%;
- (ii)
- una cantidad relativa de glicanos que lleva fucosa de al menos 60%; y
(iii) una cantidad relativa de ácido siálico 2,6-acoplado de al menos 40%.
Preferiblemente, dicha FSH es una FSH recombinante y, por lo tanto, se obtiene por producción recombinante en una célula huésped, que preferiblemente es una célula huésped humana. Las células huésped humanas apropiadas que proporcionan un patrón de glicosilación respectivo se describen posteriormente.
Además, el patrón de glicosilación puede comprender además una cantidad relativa de al menos glicanos tetraantenario de al menos 15%, y/o una cantidad relativa de glicanos que lleva uno o más residuos de ácido siálico de al menos 80%,
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y/o una cantidad relativa de glicanos que lleva galactosa de al menos 95%, y/o una cantidad relativa de las ramas de glicano que llevan una unidad de galactosa terminal de al menos 60%, y/o una cantidad relativa de glicanos que tienen un grupo sulfato de al menos 1%, preferiblemente al menos 2.5%. La unidad de galactosa terminal puede llevar opcionalmente además un residuo de ácido siálico. La FSH recombinante en la composición tiene preferiblemente un número Z de al menos 200.
La cantidad relativa de glicanos que lleva bisGlcNAc es preferiblemente al menos 25%, al menos 27%, al menos 30%, al menos 35%, al menos 38% o al menos 40%. Más preferiblemente, está en el intervalo de aproximadamente 25% a aproximadamente 60%, en particular en el intervalo de aproximadamente 35% a aproximadamente 60% o en el intervalo de aproximadamente 38% a aproximadamente 50% o en el intervalo de desde aproximadamente 40% a aproximadamente 45%. De acuerdo con una realización, se trata de 42%. La cantidad relativa de glicanos que lleva uno
o más residuos de ácido siálico es preferiblemente al menos 83%, al menos 85% o al menos 88%, y más preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 85% a aproximadamente 98% o en el intervalo de aproximadamente 88% a aproximadamente 95%, más preferiblemente de aproximadamente 90%. El número Z es preferiblemente al menos 210, más preferiblemente al menos 215, al menos 220, al menos 230 o al menos 240. Un número Z superior, por ejemplo, se puede obtener mediante el enriquecimiento de la preparación de FSH de proteínas de FSH ácidas y/o cargadas negativamente. Preferiblemente, la cantidad relativa de al menos glicanos tetraantenarios es al menos 16%, al menos 17%, al menos 18% o al menos 19%, más preferiblemente al menos 20% o al menos 21%. La cantidad relativa de glicanos al menos triantenarios, en particular glicanos tri y tetraantenarios, es preferiblemente al menos 25%, al menos 30%, al menos 35% o al menos 40%, más preferiblemente al menos 45%, al menos 50% o al menos 55%. Preferiblemente, la cantidad relativa de glicanos que lleva fucosa es al menos 35%, al menos 40%, al menos 50%, al menos 60% o al menos 70%, más preferiblemente al menos 75% o al menos 78%. Puede estar en el intervalo de aproximadamente 70% a aproximadamente 90%, en particular en el intervalo de aproximadamente 75% a aproximadamente 85%. Preferiblemente, la cantidad relativa de ácido siálico 2,6-acoplado es al menos 45%, al menos 50%, al menos 53%, al menos 55%, al menos 60% o al menos 65%, en particular en el intervalo de aproximadamente 40% a aproximadamente 99%, preferiblemente de aproximadamente 40% a aproximadamente 80%, aproximadamente 50% a aproximadamente 60% o aproximadamente 53% a aproximadamente 70%. Preferiblemente, la relación de ácido siálico 2,3-acoplado a ácido siálico 2,6-acoplado está en el intervalo de aproximadamente 1:10 a aproximadamente 7: 3, más preferiblemente de aproximadamente 1: 5 a aproximadamente 3:2 o de aproximadamente 1:2 a aproximadamente 1:1, más preferiblemente de aproximadamente 2: 3 a aproximadamente 1:1. En realizaciones preferidas, la cantidad relativa de ácidos siálicos 2,6-acoplados supera a la de los ácidos siálicos 2,3-acoplados. La cantidad relativa de glicanos que lleva galactosa es preferiblemente al menos 97% y más preferiblemente es aproximadamente 98%. Preferiblemente, la cantidad relativa de las ramas de glicano que transportan una unidad de galactosa opcionalmente modificada por un residuo de ácido siálico es al menos 65%, más preferiblemente al menos 70% o al menos 73%. Es preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 60% a aproximadamente 95%, y más preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 70% a aproximadamente 80%. Preferiblemente, la cantidad relativa de los glicanos que llevan un grupo sulfato (glicanos sulfatados) es al menos 1%, al menos 1.5%, al menos 2%, al menos 2.5%, al menos 3% o al menos 5%, más preferiblemente al menos 7%, al menos 10% o al menos 12%. De acuerdo con una realización, la cantidad relativa de los glicanos que llevan un grupo sulfato no exceda 50%, preferiblemente 40%, 35%, 30%, 25% o 20%.
En realizaciones preferidas, la FSH en la preparación tiene un patrón de glicosilación diverso en donde la FSH en la preparación comprende al menos 45 o preferiblemente al menos 50 estructuras de glicanos diferentes, en donde cada una de las diferentes estructuras de glicano tiene una cantidad relativa de al menos 0.05% de la cantidad total de las estructuras de glicano de la FSH en la preparación. De acuerdo con una realización, la FSH en la preparación comprende al menos 35 o preferiblemente al menos 40 diferentes estructuras de glicano, en donde cada una de las diferentes estructuras de glicano tiene una cantidad relativa de al menos 0.1% de la cantidad total de las estructuras de glicano de la FSH en la preparación; y/o la FSH en la preparación comprende al menos 20 o, preferiblemente, al menos 25 diferentes estructuras de glicano, en donde cada una de las diferentes estructuras de glicano tiene una cantidad relativa de al menos 0.5% de la cantidad total de las estructuras de glicano de la FSH en el preparación. En una realización adicional, la FSH en la preparación comprende al menos 40%, preferiblemente al menos 50% más diferentes estructuras de glicano que la FSH obtenida a partir de células CHO en una preparación correspondiente, en donde cada una de las diferentes estructuras de glicano tiene una cantidad relativa de al menos 0.05%, 0.1% o 0.5% de la cantidad total de las estructuras de glicano de la FSH en la preparación respectiva.
En realizaciones preferidas, la preparación de FSH recombinante de acuerdo con la invención no comprende ácidos Nglicolil neuramínico (NeuGc) o cantidades detectables de NeuGc. Además, la preparación de FSH recombinante de acuerdo con la invención preferiblemente tampoco comprende epítopos Galili (estructuras Gal1,3-Gal) o cantidades detectables del epítopo Galili.
La presente invención en particular proporciona una FSH con un patrón de glicosilación humano. Debido a estas propiedades de glicosilación, estructuras inmunogénicas no humanos foráneas que inducen efectos secundarios están ausentes lo que significa que los efectos secundarios no deseados o desventajas conocidos que son causados por ciertas estructuras de azúcar foráneas tales como los ácidos siálicos inmunogénicos no humanos (NeuGc) o el epítopo Galili ( estructuras Gal-Gal), ambas conocidos por los sistemas de producción de roedores u otras estructuras del tipo
estructuras de alta manosa inmunogénicas tales como se conoce por ejemplo a partir de sistemas de levadura se evitan.
En ciertas realizaciones, el patrón de glicosilación de la FSH recombinante en la preparación de acuerdo con la presente invención comprende uno o más, preferiblemente todas las siguientes características:
5 (i) una cantidad relativa de glicanos que lleva N-acetilglucosamina bisectante (bisGlcNAc) en el intervalo de aproximadamente 25% a aproximadamente 50%;
(ii) una cantidad relativa de glicanos que lleva fucosa de al menos 35%;
(iii) una cantidad relativa de ácido siálico 2,6-acoplado de al menos 53%;
(iv) una cantidad relativa de glicanos que lleva uno o más residuos de ácido siálico de al menos 88%; y 10 (v) una cantidad relativa de al menos glicanos tetraantenarios de al menos 16%. En ciertas realizaciones preferidas, la preparación de FSH recombinante de acuerdo con la invención tiene uno de los
patrones de glicosilación que figuran en la siguiente Tabla 1: Tabla 1: Parámetros específicos de glicosilación
- Realización
- B 2,6-S sulfato S> 0 Z tetra
- 1
- ≥ 20 ≥ 53 ≥ 2.5
- 2
- ≥ 20 ≥ 53 ≥ 2.5 ≥ 80 ≥ 200 ≥ 15
- 3
- ≥ 20 ≥ 53 ≥ 2.5 ≥ 85
- 4
- ≥ 20 ≥ 53 ≥ 2.5 ≥ 220
- 5
- ≥ 20 ≥ 53 ≥ 2.5 ≥ 17
- 6
- ≥ 20 ≥ 53 ≥ 2.5 ≥ 85 ≥ 220 ≥ 17
- 7
- 20-50 ≥ 53 ≥ 2.5
- 8
- ≥ 20 53-80 ≥ 2.5
- 9
- ≥ 20 ≥ 53 2.5-30
- 10
- ≥ 20 ≥ 53 ≥ 2.5 ≥ 80 200-260 ≥ 15
- 11
- ≥ 20 ≥ 53 ≥ 2.5 ≥ 80 ≥ 200 15-30
- 12
- 20-50 53-80 2.5-30 80-100 200-260 15-30
- 13
- ≥ 25 ≥ 55 ≥ 3
- 14
- ≥ 30 ≥ 55 ≥ 3
- 15
- ≥ 25 ≥ 60 ≥ 3
- 16
- ≥ 25 ≥ 55 ≥ 10
- 17
- ≥ 30 ≥ 60 ≥ 10
- 18
- ≥ 25 ≥ 55 ≥ 3 ≥ 80 ≥ 200 ≥ 15
- 19
- ≥ 25 ≥ 55 ≥ 3 ≥ 85 ≥ 220 ≥ 17
- 20
- ≥ 30 ≥ 60 ≥ 10 ≥ 85 ≥ 220 ≥ 17
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se muestran las cantidades relativas de glicanos que tienen la siguiente propiedad: B: GlcNAc bisectante; 2,6-
S: ácido siálico 2,6-acoplada; sulfato: glicanos sulfatados; S> 0: al menos un ácido siálico; Z: número Z; tetra: al menos glicanos tetraantenario y/o bajo condiciones libres de suero.
En realizaciones 1 a 12 que figuran en la tabla 1, preferiblemente, la cantidad relativa de GlcNAc bisectante es al menos 25% en lugar de al menos 20%; y/o la cantidad relativa de ácidos siálicos 2,6-acoplados preferiblemente es al menos 55%, más preferiblemente al menos 60%, en lugar de al menos 53%; y/o la cantidad relativa de glicanos sulfatados es preferiblemente al menos 3%, más preferiblemente al menos 10%, en lugar de al menos 2.5%. Los patrones de glicosilación que figuran en la tabla 1, son preferiblemente los patrones de glicosilación humanos y/o no comprenden NeuGc y el epítopo Galili.
Además, la preparación de FSH recombinante que se puede obtener por la producción en una célula huésped humana
- o una línea celular humana. Preferiblemente, la FSH recombinante se puede obtener de una línea celular mieloide humana, preferiblemente una línea celular de leucemia mieloide humana inmortalizada, en particular la línea celular GT5s o una línea celular derivada de la misma o una línea celular homóloga a GT-5. Se encontró que una FSH producida en dicha línea celular presenta un patrón de glicosilación como se describe anteriormente y en particular presenta los efectos terapéuticos y farmacológicos ventajosos descritos en este documento. Así, la presente invención también proporciona un método para producir la preparación de FSH recombinante mediante expresión recombinante de la FSH en una línea celular apropiada, en particular, una línea celular como se ha descrito anteriormente, preferiblemente la línea celular GT-5s, una línea celular derivada de GT-5s o una línea celular homóloga al GT-5s. La FSH recombinante producida respectivamente puede ser aislada y opcionalmente se purifica.
Por lo tanto, la preparación de FSH recombinante preferiblemente se puede obtener por un proceso que comprende las etapas de:
- (i)
- cultivar una célula huésped humana, preferiblemente derivada de la línea celular GT-5s o una línea celular homóloga, que comprende ácidos nucleicos que codifican para las subunidades alfa y beta de FSH en condiciones apropiadas para la expresión de la FSH; y
- (ii)
- aislar la FSH.
Las células huésped humanas utilizadas para la expresión preferiblemente son las células mieloides, en particular células de leucemia mieloide inmortalizadas, y preferiblemente son o se derivan de la línea celular GT-5s o es una línea celular homóloga de la misma. Las células huésped humanas son cultivadas de manera que expresen FSH. Las condiciones de cultivo apropiadas son conocidas para la persona experta.
El aislamiento de FSH comprende preferiblemente las etapas adicionales de:
- (a)
- obtener el sobrenadante del cultivo, donde la FSH es secretada por las células humanas, o lisis de las células humanas donde la FSH no es secreta;
- (b)
- aislar la FSH a partir del sobrenadante de cultivo o lisado celular utilizando etapas cromatográficas tales como cromatografía de fase reversa, cromatografía de exclusión por tamaño y/o cromatografía de interacción hidrófoba; y
- (c)
- obtener opcionalmente una fracción de ácido de la FSH mediante la eliminación de las isoformas básicas de FSH, preferiblemente mediante el uso de cromatografía de intercambio aniónico que incluye una etapa de lavado que elimina isoformas básicas de FSH, tales como una etapa de lavado a aproximadamente pH 5.0 o a aproximadamente pH 4.5 o aproximadamente pH 4.0.
Preferiblemente, el ácido nucleico que codifica para la subunidad alfa de FSH y el ácido nucleico que codifica para la subunidad beta de FSH están comprendidas en casetes de expresión comprendidas en un vector de expresión apropiado que permite la expresión en una célula huésped humana. El ácido nucleico que codifica para la subunidad alfa de FSH y el ácido nucleico que codifica para la subunidad beta de FSH puede estar comprendido en el mismo vector, pero preferiblemente está comprendido en vectores separados. Además, también se pueden expresar a partir de un casete de expresión utilizando elementos apropiados, tales como un elemento IRES. Preferiblemente, la FSH es secretada por las células humanas. En realizaciones preferidas, el cultivo de las células humanas se lleva a cabo en un fermentador y/o bajo condiciones libres de suero.
Se describe un proceso de purificación apropiado para la FSH recombinante, por ejemplo, en la Solicitud de la Patente de los Estados Unidos No. US 61/263,931, la Solicitud de la Patente Europea No. EP 09 014 585.5 y la Solicitud de la Patente PCT No. WO 2011/063943.
La preparación de FSH recombinante que se puede obtener mediante la producción en células huésped humanas o una línea celular humana exhibe las características descritas en este documento con respecto a la preparación de FSH
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Además, la preparación de FSH recombinante de acuerdo con la presente invención es preferiblemente capaz de liberar al menos 50 nmol/L, al menos 75 nmol/L, al menos 100 nmol/L, al menos 125 nmol/L, al menos 150 nmol/L, al menos 200 nmol/L, al menos 250 nmol/L, al menos 300 nmol/L o al menos 350 nmol/L de estradiol a una concentración de FSH que es inferior a la concentración necesaria con la FSH urinaria humana o FSH recombinante producida en células CHO (Gonal F). Por lo tanto, es preferiblemente capaz de liberar al menos 50 nmol/L, al menos 75 nmol/L, al menos 100 nmol/L, al menos 125 nmol/L, al menos 150 nmol/L, al menos 200 nmol/L, al menos 250 nmol/L, 300 nmol/L o al menos 350 nmol/L de estradiol a una concentración en donde la FSH urinaria humana o FSH recombinante producida en células CHO (Gonal F) no da lugar a una correspondiente alta liberación respectivamente igual, de estradiol. Como se demuestra por los ejemplos, las preparaciones de FSH recombinante de acuerdo con la presente invención inducen respectivamente la estimulación de la producción de estradiol con más fuerza que la FSH urinaria humana o FSH recombinante producida en células CHO (Gonal F).
Las características respectivas descritas en este documento, sobre la liberación de cAMP y la expresión de los esteroides sexuales pueden ser analizadas y determinadas por el uso de un ensayo de células de la granulosa, como, por ejemplo, se describe en el ejemplo 2.
La preparación de FSH recombinante de acuerdo con la presente invención está presente preferiblemente en una composición farmacéutica. Por lo tanto, otro aspecto de la presente invención es una composición farmacéutica que comprende la preparación de FSH recombinante de acuerdo con la presente invención para uso en el tratamiento de la infertilidad como se define en este documento. La composición farmacéutica puede incluir otros agentes farmacéuticamente activos, en particular agentes adicionales útiles en el tratamiento de infertilidad tales como otras gonadotropinas, en particular LH y/o CG, preferiblemente LH o CG recombinante y/o humana. Alternativamente, la composición farmacéutica que comprende la FSH recombinante puede ser diseñado para su uso en combinación con tales otros agentes farmacéuticamente activos.
Además, la presente invención proporciona la preparación de FSH recombinante de acuerdo con la presente invención
o la composición farmacéutica de acuerdo con la presente invención para uso en el tratamiento de la infertilidad, así como un método para el tratamiento de la infertilidad que comprende la administración de la preparación de FSH recombinante de acuerdo con la presente invención o la composición farmacéutica de acuerdo con la presente invención a la paciente.
Como se discutió anteriormente, en ciertas realizaciones, la preparación de FSH recombinante de acuerdo con la presente invención es capaz de estimular o coestimular la liberación de esteroides sexuales tales como la progesterona, en particular, la liberación de la progesterona en células de la granulosa, ya a concentraciones donde ninguna cantidad significativa de cAMP se libera. En particular, la FSH recombinante de acuerdo con la presente invención puede ser capaz de estimular la liberación de esteroides sexuales tales como la progesterona en células de la granulosa a concentraciones que están por debajo de la concentración mínima necesaria para la inducción de la liberación de cAMP por las células de la granulosa.
Además, en ciertas realizaciones, la preparación de FSH recombinante de acuerdo con la presente invención es capaz de estimular la liberación de la progesterona, en particular, la liberación de la progesterona en células de la granulosa, mediante la inducción de una ruta de transducción de señal que es independiente de la señalización de cAMP. Preferiblemente, el tratamiento de la infertilidad incluye la inducción de una ruta de transducción de señal que es independiente de la señalización de cAMP por la FSH recombinante de acuerdo con la presente invención, que resulta en la estimulación de la liberación de progesterona. Sin embargo, otras rutas de transducción de señales, incluyendo la señalización de cAMP, además, pueden activarse por la FSH recombinante. En otras realizaciones, el tratamiento de la infertilidad no implica la inducción de una liberación significante de cAMP por la FSH recombinante de acuerdo con la presente invención.
En realizaciones adicionales, tal como se describe anteriormente, la preparación de FSH recombinante de acuerdo con la presente invención es capaz de estimular o coestimular la maduración de células germinales por un proceso biológico que es independiente de la señalización de cAMP.
Por lo tanto, la presente invención también se refiere a la preparación de FSH recombinante o la composición farmacéutica descrita anteriormente para inducir y/o estimular la secreción de esteroides sexuales también independientes de cAMP. Además, la presente invención también se refiere a la preparación de FSH recombinante o la composición farmacéutica descrita anteriormente para estimular o coestimular la maduración de células germinales por un proceso biológico que es independiente de la señalización de cAMP. Adicionalmente, la presente invención también se refiere a la preparación de FSH recombinante o la composición farmacéutica descrita anteriormente para inducir y/o estimular la secreción de esteroides sexuales en las concentraciones de FSH en la que no se induce liberación de cAMP significativa. Además, la presente invención también se refiere a la preparación de FSH recombinante o la composición farmacéutica descrita anteriormente para inducir la secreción de esteroides sexuales a concentraciones mucho menores que la FSH urinaria de uso frecuente o FSH recombinante obtenida a partir de células CHO. Las ventajas farmacológicas y terapéuticas de los usos respectivos, en particular, para el tratamiento de la infertilidad se discutieron en detalle anteriormente.
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congelación y descongelación en el sobrenadante restante. El lisado se aplica en los ensayos de progesterona y estradiol.
Comparación de la FSH (invención) y Gonal F
En la primera serie de experimentos FSH (invención) se compara con Gonal F (Merck Serono SA). Gonal F es FSH produce de forma recombinante en células CHO. Los resultados se muestran en las Figs. 1 a 3. Mientras que el segundo mensajero cAMP se produce a concentraciones de FSH comparables de productos Gonal F y FSH (invención) en cantidades comparables, la progesterona y estradiol esteroides se liberan a mucho concentraciones de FSH más bajas en el caso de los productos de la FSH (invención) en comparación a la FSH producida de forma recombinante en células CHO (Gonal F).
Comparación de FSH (invención) y Fostimon
En otra serie de experimentos, la FSH (invención) se comparó contra Fostimon (IBSA Institut biochimique SA), el producto de FSH aislada de la orina humana. Los resultados se muestran en las Figs. 4 a 6. Si bien el nivel de cAMP se eleva de manera similar a los rangos de dosis comparables de FSH para ambos productos, los esteroides sexuales se producen en una concentración significativamente menor de FSH (invención) en comparación con Fostimon.
Nota: Puesto que los ensayos se realizan utilizando diferentes donantes, las diferencias en el perfil de estimulación puede tener en cuenta a los donantes utilizados en cada ensayo.
Ejemplo 3: ensayo de Steelman-Pohley
La actividad de la FSH también se determinó mediante el ensayo de Steelman-Pohley. El ensayo se realizó de acuerdo con la farmacopea. En particular, el aumento de peso ovárico en ratas hembras inmaduras se midió después de la administración de tres concentraciones diferentes de FSH cada una dadas al día durante tres días. La potencia se calcula utilizando la evaluación de líneas paralelas. Los resultados se muestran en la fig. 7.
Tabla 2: Actividad calculada de la FSH (invención) después de la comparación con FSH urinaria
- Muestra
- actividad calculada
- FSH (invención) sin enriquecimiento
- 6,271 IU/mg
- FSH (invención) con enriquecimiento a pH 4.5
- 7,663 IU/mg
- Actividad del estándar urinario: 7,135 IU/mg
Como se demuestra por el ensayo de Steelman-Pohley, las actividades in vivo de la FSH (invención) y de la orina y la FSH recombinante estándar son similares en ratas.
Ejemplo 4: Perfil de glicosilación
Los perfiles de glicosilación de las diferentes preparaciones de FSH se determinaron mediante análisis estructural de la glicosilación. El perfil de glicosilación genera información sobre la estructura de glicano compleja de los sitios de glicosilación. Para el perfil de glicosilación los N-glicanos intactos son liberados de la proteína de núcleo empleando PNGasa F. La digestión se lleva a cabo en un gel o bloque de gel para el procesamiento sin ambigüedades. N-glicanos libres están etiquetados con el marcador fluorescente 2-aminobenzamida. La muestra purificada de N-glicanos se separa por medio de cromatografía de interacción hidrófila (HILIC) con detección fluorométrica. Este análisis dio los siguientes resultados:
Tabla 3: Cantidades relativas de las diferentes propiedades de glicosilación
- Muestra
- F S G B
- FSH (invención)
- 80% 90% 98% 42%
- Fostimon
- 48% 83% 91% 28%
- Puregon1
- 29% 91% 91% 0%
- F: fucosa; S: ácido siálico; G: galactosa; B: N-acetilgalactosamina bisectante
1: valores de la literatura (Hård, K. et al (1990) European Journal of Biochemistry 193, 263-271)
Se muestran las cantidades relativas de N-glicanos en la FSH que llevan las unidades indicadas. Puregon es otra FSH recombinante humana producida en células CHO.
Además, se analizó la relación de ácidos siálicos 2,3-acoplados y 2,6-acoplados en los glicanos de la FSH, mediante la comparación de la cantidad de ácido siálico liberado por sialidasa A (disociando ácidos siálicos 2,3 y 2, 6-acoplados) y sialidasa S (disociando solamente ácidos siálicos 2,3-acoplados).
Tabla 4: Cantidades relativas de la unión de ácido siálico
- Muestra
- ácido siálico 2,3-ligado ácido siálico 2,6-ligado
- FSH (invención)
- 43% 57%
- Bravelle
- 75% 25%
- Gonal F/Puregon
- 100% 0%
En FSH (invención), los residuos de ácido siálico están acoplados a los glicanos por enlaces 2,3-, así como 2,6 en una
10 relación de aproximadamente 1: 1, que comprende incluso más ácidos siálicos 2,6-acoplados que ácidos siálicos 2,3acoplados, mientras que en la FSH urinaria Bravelle (Ferring Pharmaceuticals Inc.) la relación es aproximadamente 3: 1 a favor de ácido siálico 2,3 unido. Debido a su producción recombinante en células CHO, Puregon (Organon/EssexPharma) y Gonal F (Merck Serono) no tenemos ninguna N-acetilgalactosaminas bisectantes y sólo comprende ácidos siálicos 2,3-acoplado.
15 Las unidades de galactosa terminales antenarias, y el número Z se calcularon a partir de las mediciones anteriores y mediante la determinación de la distribución de carga de los glicanos después de la liberación de la FSH.
Tabla 5: Antenario de la glicosilación de la FSH diferente
- Muestra
- Bi Tri Tetra
- FSH (invención)
- 42% 35% 22%
- Fostimon
- 39% 45% 16%
- GonalF1
- ∼65 % ∼25 % ∼10 %
- Puregon2
- 53 % 26 % 12 %
- Bi: N-glicanos biantenario; Tri: N-glicanos triantenario; Tetra: N-glicanos tetraantenario 1: valores de la literatura (Gervais, A. et al. (2003) Glycobiology 13(3), 179-189) 2: valores de la literatura (Hård, K. et al. (1990) European Journal of Biochemistry 193, 263-271)
Se muestran las cantidades relativas de N-glicanos bi-, tri-y tetraantenario en la FSH. Tabla 6: Cantidad relativa de unidades de galactosa terminales
- muestra
- galactosa terminal
- FSH (invención)
- 75%
- Fostimon
- 43%
Se muestran las cantidades relativas de las ramas de N-glicano en la FSH que tienen una unidad de galactosa en su extremo.
Tabla 7: número Z de diferentes FSH
- Muestra
- Número Z
- FSH (invención) sin enriquecimiento
- 220
- FSH (invención) con enriquecimiento de isoformas ácidas
- 245
- Gonal F (rFSH)
- 218
- Puregon (rFSH)
- 204
- Fostimon (uFSH)
- 212
- Bravelle (uFSH)
- 244
5
Se muestra el número Z, esto es, la acidez relativa, de las preparaciones de FSH. Un número Z más alto indica una preparación de FSH más ácida.
En conclusión, la FSH de acuerdo con la presente invención (FSH (invención)) tiene un alto grado de Nacetilglucosamina bisectante, una alta antenaria y un alto grado de sialilación, en particular después de enriquecimiento
10 de las isoformas ácidas, y un alto grado de sulfatación. Se supone que debido a uno o más de estos tres parámetros de glicosilación, la FSH (invención) tiene una actividad superior en comparación con las preparaciones de FSH recombinantes o urinarias comunes.
Además, la FSH (invención) también es muy fucosilado y tiene una relación de sialilación de 2,3 a 2,6 de aproximadamente 1: 1 o incluso una mayor cantidad de sialilación de 2,6.
15 Además, las estructuras de glicano de las preparaciones de FSH también fueron analizadas por espectroscopia de masas de los glicanos liberados. Los siguientes resultados fueron obtenidos:
Tabla 8: Cantidades relativas de las diferentes propiedades de glicosilación
- Muestra
- F S0 S1 S2 S3 S4 S> 0 G0 G1 G2 G3 G4 G> 0 B
- Gonal F
- 55 1 16 45 28 9 98 0 1 55 30 14 100 0
- Bravelle
- 43 1 11 45 34 9 99 0 7 39 39 14 99 14
- FSH (inv.)
- 43 1 18 35 31 15 99 0 7 45 30 20 102 28
- se muestran las cantidades relativas de los glicanos que tienen la siguiente propiedad: F: fucosa; S0: sin ácido siálico; S1: un ácido siálico; S2: dos ácidos siálicos; S3: tres ácidos siálicos; S4: cuatro ácidos siálicos; S> 0: al menos un ácido siálico; G0: no galactosa; G1: una galactosa; G2: dos galactosas; G3: tres galactosas; G4: cuatro galactosas; G> 0: al menos una galactosa; B: GlcNAc bisectante
Tabla 9: Antenario de la glicosilación de la FSH diferente 5
- Muestra
- Bi Tri Tetra
- FSH (invención)
- 48% 31% 21%
- Bravelle
- 45% 43% 12%
- Gonal-f
- 56% 30% 14%
10
15
20
25
30
35
40
Bi: N-glicanos biantenario; Tri: N-glicanos triantenario; Tetra: N-glicanos tetraantenario
Tabla 10: Cantidad relativa de glicanos sulfatados
- Muestra
- Sulfatación
- FSH (invención)
- 15%
- Bravelle
- 2%
- Gonal F
- 0%
Se muestran las cantidades relativas de N-glicanos en la FSH que llevan un grupo sulfato.
Ejemplo 5: efectos farmacológicos
El perfil farmacológico de la FSH (invención) se investigó en diferentes estudios farmacológicos y toxicológicos in vivo en ratas y monos hembra y un bioensayo in vivo. Como marcadores moleculares, se utilizaron estradiol e inhibina-B. Estos marcadores son liberados por los ovarios a la estimulación con FSH. Estradiol es responsable del crecimiento folicular y la maduración, mientras que la inhibina-B es parte del mecanismo de retroalimentación negativa natural. Además, se había demostrado previamente que la inhibina-B es un buen marcador sustituto para la estimulación ovárica por la FSH.
5.1 tratamiento con FSH en ratas maduras
Tras el tratamiento de las ratas hembras maduras con una dosis única s.c. de 100 IU de FSH (invención)/kg de peso corporal, los niveles en suero de inhibina-B aumentaron 2-3 días después de la administración y disminuyó de nuevo a los niveles basales. La dosificación repetida de las ratas de acuerdo con su ciclo estral con 100 IU de FSH (invención) dio lugar a un marcado aumento de la progesterona en suero y la inhibina-B que refleja múltiples ovulaciones seguido de la producción de hormonas en las células lútea. Se observaron hallazgos similares en el estudio de determinación del intervalo de dosis donde se administraron dosis repetidas 7-d de 1200 IU de FSH (invención)/kg. No se pudo observar ninguna diferencia de la actividad farmacodinámica de la FSH (invención) en comparación con los productos referencia que contienen la FSH (Gonal-f, Bravelle) investigados en los mismos estudios.
En un estudio de 28 días de toxicidad con dosis repetidas realizado en ratas hembras se observó un aumento relacionado con la dosis de los ovarios y un aumento en el número de folículos de Graaf para todos los grupos de dosis (30, 100, 300 IU/kg de peso corporal). Se observó correlación de estos resultados con elevados niveles de inhibina-B en comparación con el control durante el período de tratamiento. Los niveles de inhibina-B de los animales tratados se incrementaron de una manera relacionada con la dosis a partir del nivel de dosis baja de 30 IU de FSH (invención)/kg de peso corporal/día. Todos los resultados fueron completamente reversibles.
5.2 Tratamiento de FSH en los monos maduros
El perfil farmacológico después de dosis únicas y repetidas de FSH (invención) se evaluó en monos cynomolgus. El mono cynomolgus se considera el modelo animal más relevante de acuerdo con las estrechas similitudes con humanos. El estudio consistió en una administración única de dosis de FSH a animales hembras con madurez sexual, que exhiben un ciclo menstrual regular. Los animales fueron asignados al azar a los grupos de ensayo basados en la fase de su ciclo estral. La administración del elemento de ensayo para los animales comenzó 1 a 3 días después del inicio de la menstruación. El estudio incluyó 4 grupos, cada uno compuesto de 4 animales que fueron tratados por una sola inyección s.c. en bolo de 100 IU/kg de peso corporal de FSH (invención), la FSH urinaria Bravelle o la FSH recombinante Gonal-f expresadas en células CHO. La extracción de sangre para el análisis de los niveles de estradiol e inhibina-B se realizó de todos los animales antes de la dosis, y en los tiempos puntuales indicados después de la administración. Los tiempos puntuales después de la administración se seleccionaron para reflejar las diferentes fases del ciclo estral. Los resultados se muestran en la fig. 8A.
Para todas las sustancias de FSH ensayadas, los niveles de estradiol e inhibina-B de los animales tratados aumentó durante 5 días después de la administración única de las sustancias de ensayo y volvieron a disminuir a los niveles basales. Se observó un aumento normal de la mitad del ciclo de estradiol para casi todos los animales en los días de ensayo 14 a 22. La FSH (invención) mostró el mayor aumento en el nivel de estradiol. Este experimento demuestra al
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
menos una eficacia farmacológica comparable para FSH (invención) en los niveles de AUC inferiores (véase el Ejemplo 6) que indica una mayor actividad en la estimulación del receptor.
Además, se realizó un estudio similar en donde los monos recibieron dosis repetidas de FSH. El estudio de dosis repetidas incluyó 3 grupos, cada uno compuesto de 4 animales que fueron tratados por inyecciones diarias repetidas
s.c. en bolo de 100 IU/kg de peso corporal de FSH (invención), Bravelle o Gonal-f durante 7 días consecutivos. La toma de muestras de sangre fue como se describe para el estudio de dosis única. Los niveles de estradiol e inhibina-B de los animales tratados repetidamente s.c. con 100 IU de FSH (invención)/kg de peso corporal, 100 IU Bravelle/kg de peso corporal o 100 IU Gonal-f/kg de peso corporal aumentado durante todo el período de tratamiento de 7 días (véase Fig. 8B). Después del final del tratamiento los niveles de la hormona disminuyeron lentamente y alcanzaron niveles normales después de 5-7 días. Las concentraciones máximas de estradiol e inhibina-B observadas tras la administración repetida de la FSH (invención) fueron mucho más altos en comparación con las concentraciones observadas después de una dosis única, y también en comparación con los niveles del ciclo estral normal. Los efectos farmacodinámicos observados después de la administración s.c. repetida de FSH (invención) fueron como se esperaba para esta clase de productos y fueron comparables a los efectos observados para los productos de referencia en el mismo estudio.
Inducción de crecimiento del folículo
Un estudio de toxicidad subcrónica de 4 semanas con el análisis incluido de los parámetros farmacodinámicos se llevó a cabo en monos cynomolgus. 4 grupos, cada uno compuesto de 4 monos cynomolgus, hembra, sexualmente maduros fueron tratados con FSH (invención) mediante inyecciones subcutáneas repetidas una vez al día durante 28 días. Los niveles de dosis fueron de 30, 100 y 300 IU/kg de peso corporal/día para grupos bajo, intermedio y alto de dosis, respectivamente. Adicionalmente de este estudio principal, 2 animales hembras por grupo fueron programadas para un periodo de recuperación de 6 semanas para el control y para el grupo de dosis alta. Las muestras de sangre para los análisis de estradiol e inhibina-B fueron retiradas antes y al final del período de tratamiento (antes de la dosis, días 1 y 28), 6 horas p.a. en el día 17 y al final del período de recuperación (día 70).
Tratamiento repetido con 30, 100 o 300 IU de FSH (invención)/kg de peso corporal/día durante 4 semanas resultó en un aumento de los pesos de ovario absolutos y relativos y en un aumento en el número de folículos de Graafian en el sacrificio terminal. Adicionalmente, unos pocos animales de todos los grupos de dosis revelaron una ligera disminución en el número de cuerpos lúteos. La correlación de este hallazgo, niveles séricos aumentados de estradiol e inhibina-B se observaron en todos los grupos de dosis.
5.3 Análisis de efectos adversos
Para analizar el riesgo de cualquier efecto adverso inesperado de FSH (invención), los principales parámetros de seguridad farmacológica se incluyeron en unos estudios de toxicidad fundamentales de 4 semanas en ratas y monos cynomolgus (ECG, frecuencia cardíaca, presión arterial, frecuencia respiratoria). Estos estudios no proporcionan ninguna evidencia de una acción general de la FSH (invención) sobre los grandes sistemas, y, por lo tanto, la FSH (invención) pueden ser considerados como seguros y no muestra efectos secundarios adversos.
Ejemplo 6: Farmacocinética
El objetivo del estudio fue investigar la biodisponibilidad y farmacología de FSH (invención) en comparación con Bravelle y Gonal-f por administración subcutánea o intravenosa de monos cynomolgus. El estudio se realizó con la madurez sexual, hembras que presentan un ciclo menstrual regular. Los animales fueron asignados al azar a los grupos de ensayo basados en la fase de su ciclo estral. La administración del elemento de ensayo para los animales comenzó 1 a 3 días después del inicio de la menstruación. El estudio incluyó 4 grupos, cada uno que comprende 4 animales que se trataron ya sea por una sola inyección en bolo i.v. de 100 IU/kg de peso corporal de FSH (invención) o una sola inyección s.c. en bolo de 100 IU/kg de peso corporal de FSH (invención), Bravelle® o Gonal-f.®. Las muestras de sangre para el análisis de los niveles de FSH se realizó de todos los animales en diferentes tiempos puntuales después de la administración que reflejan diferentes fases del ciclo estral.
Ninguno de los animales murió prematuramente durante el curso del estudio o mostró signos clínicos de toxicidad sistémica. No se observó influencia relacionada con los artículos de ensayo o referencia o intolerancia local.
Un nivel Cmax de 186.13 mIU de FSH/mL se observó 8 horas p.a. después del tratamiento de s.c. único con 100 IU de FSH (invención)/kg de peso corporal. La vida media de eliminación sérica media calculada de FSH (invención) fue 16.85 horas. Los niveles en suero se presentan en la Fig. 9. Los valores medios de los parámetros toxicocinéticos en suero de mono después de una única exposición se dan en la Tabla 11.
Tabla 11: Parámetros toxicocinéticos calculados después de una sola inyección s.c. en bolo de FSH a monos cynomolgus hembra.
Análisis no compartimental de la FSH tras una exposición única 5
10
15
20
25
30
- Cmax # [mIU/mL]
- tmax # [h] t1/2 [h] Kel [1/h] AUC 0-t último [miUimL’h] AUC0-∞ [mlU/mL*h] Cl [mL/ min/kg] F para FSH (inv.) [%] Exposición relativa## (gr. 1=1.0)
- 1-2 días de ensayo
- Grupo 1: 100 IU de FSH (invención)/kg de peso corporal, s.c.
- 186.13
- 14.00 16.85 0.041 6363.50 7017.07 0.243 72.77 1.0
- Grupo 2: 100 IU de FSH (invención)/kg de peso corporal, i.v.
- 2181.33
- 0.29 8.68 0.064 8744.45 11068.16 0.163 - 1.37
- Grupo 3: 100 IU Bravelle®/kg de peso corporal, s.c.
- 241.73
- 15.00 20.97 0.035 11931.93 12532.51 0.145 n.a. 1.88
- Grupo 4: 100 IU Gonal-f®/kg de peso corporal, s.c.
- 456.48
- 12.00 18.33 0.038 16109.68 16671.93 0.102 n.a. 2.53
- #: Valores obtenidos a partir del análisis de suero de FSH n.a.: No aplicable F: Biodisponibilidad relativa de FSH (invención) [(AUC0-t último s.c. x dosis i.v.) / (AUC0-t último i.v. x dosis s.c.)] x 100%. ##: Comparación de los valores AUC0-t último, grupo 1 = 1.00
Una biodisponibilidad relativa (F) de 72.77% se calculó para FSH (invención) tras la administración subcutánea en comparación con FSH (invención) administrada por vía intravenosa. Las siguientes proporciones de exposición de FSH se observaron tras la exposición única: FSH (invención) (s.c.) <FSH (invención) (i.v.) <Bravelle <Gonal-f.
También se obtuvieron datos similares de estudios de dosis múltiples en monos cynomolgus y de estudios en ratas y ratones inmunológicamente deficientes:
El estudio de dosis repetidas en monos cynomolgus se realizó similar al estudio de dosis única. El estudio incluyó 3 grupos, cada uno compuesto de 4 animales que fueron tratados por inyecciones diarias repetidas s.c. en bolo de 100 IU/kg de peso corporal de FSH (invención), Bravelle o Gonal-f, durante 7 días consecutivos. La dosis fue seleccionada en referencia a estudios farmacocinéticos y toxicológicos en monos que utilizaron dosis de 10 -1000 IU/kg de peso corporal de Gonal-f. Ninguno de los animales murió prematuramente durante el curso del estudio o mostró signos clínicos de toxicidad sistémica. No se observó influencia relacionada con el artículo de referencia o ensayo o intolerancia local. Los resultados mostraron que valores de Cmáx-y AUC de FSH (invención) en monos en comparación con los productos de referencia que contienen FSH (Gonal-f, Bravelle) se reducen, lo que resulta en una exposición al fármaco más baja en FSH (invención) de animales tratados. Sin embargo, los datos de farmacología obtenidos en los mismos estudios han demostrado que no hay diferencia entre los productos de FSH en relación a su capacidad para estimular la producción estradiol e inhibina-B como efectores del receptor de FSH (véase el Ejemplo 5).
Ratones hembra deficientes genéticamente se administraron con 5 µg de FSH por inyección s.c. y se controló la concentración de FSH en la sangre. Los perfiles farmacocinéticos de FSH (invención), así como Gonal-f y Bravelle son en gran parte comparables con respecto a los valores de Cmax y AUC 0-t último. Se observaron niveles de Cmax de 5.1 ± 1.9% de ID, 6.7 ± 0.4% de ID y 5.5 ± 0.4% de ID después de la inyección subcutánea única de FSH (invención), Bravelle y Gonal-f, respectivamente. Se observaron valores AUC 0-t último de 71.6 ± 25.4% de ID, 99.1 ± 12.9% de ID y 79.7 ± 9.7% ID de FSH (invención), Bravelle y Gonal-f, respectivamente. En general, el aclaramiento de la sangre y la exposición al fármaco relativo es comparable para todas las sustancias investigadas; estadísticamente no se midieron las diferencias pertinentes. Sobre la investigación de la biodistribución de la FSH administrada, se observó una acumulación de FSH en los ovarios y el útero (además de una alta acumulación en los riñones debido a su papel en la eliminación de la FSH del cuerpo).
Ratas hembras maduras se administraron con dosis únicas o múltiples de 100 IU/kg de peso corporal de FSH (invención), Bravelle o Gonal-f por inyección s.c. y se controló la concentración sérica de FSH. Los resultados mostraron que los valores de AUC y vida media en suero de FSH (invención) en ratas en comparación con los productos de referencia que contienen FSH (Gonal-f, Bravelle) se reducen, lo que resulta en una menor exposición a la droga de la
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