ES2710781T3 - Nanoemulsiones de botulinum - Google Patents

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Jonathan Edelson
Robert J Nicolosi
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UMass Lowell
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Abstract

Una nanoemulsión que comprende una población de partículas, en donde más del 50% de las partículas tienen diámetros entre aproximadamente 10 y aproximadamente 300 nanómetros, en la que la nanoemulsión comprende partíclulas oleosas dispersas dentro de un medio de dispersión acuosa y en la que dicha nanoemulsión comprende al menos una toxina de botulinum, un tensioactivo y un aceite.

Description

DESCRIPCION
Nanoemulsiones de botulinum
Solicitudes relacionadas
La presente solicitud esta relacionada con y reivindica prioridad bajo 35 USC 119(e) de la USSN 60/741,139, presentada el 1 de diciembre de 2005.
Antecedente
La toxina de botulinum se ha usado en dermatologfa cosmetica para tratar una variedad de afecciones y trastornos de la piel. Por ejemplo, la toxina de botulinum se ha usado para tratar arrugas (por ejemplo, lmeas faciales hipercineticas), bandas de platisma, bandas de escote, hiperhidrosis y ciertos trastornos neuromusculares. Tfpicamente, la toxina de botulinum se administra por inyeccion en el sitio de interes (es decir, en el grupo muscular relevante responsable de la formacion de arrugas o bandas, en la piel que contiene glandulas sudonparas, etc.).
Desafortunadamente, las estrategias actuales para administrar la toxina de botulinum generan numerosos efectos adversos. Por ejemplo, tecnicas de inyeccion inadecuadas pueden danar el tejido y/o pueden liberar toxina de botulinum en lugares no buscados y/o no deseados. En la region periocular, la ptosis del parpado y la frente tienen efectos adversos importantes. Tambien pueden presentarse dolor, hematoma, equimosis y moretones.
Aunque se han desarrollado tecnicas (por ejemplo, enfriamiento de la piel antes de la inyeccion para reducir el dolor, hematoma, equimosis y moretones) que pueden minimizar ciertos efectos secundarios, sigue existiendo la necesidad del desarrollo de sistemas y/o formulaciones mejorados para administrar toxina de botulinum.
Resumen de la invencion
La presente invencion proporciona composiciones de nanopartmulas (por ejemplo, nanoemulsiones) que contienen toxina de botulinum, de acuerdo con las reivindicaciones anexas. Tales composiciones son utiles, por ejemplo, en diversas aplicaciones cosmeticas y medicas. En algunas realizaciones de la invencion, las composiciones de nanopartmulas de botulinum se utilizan para suavizar las arrugas. En algunas realizaciones de la invencion, las composiciones de nanopartmulas de botulinum se utilizan para tratar la hiperhidrosis. En algunas realizaciones de la invencion, las composiciones de nanopartmulas de botulinum se utilizan para tratar la contractura y/o hiperactividad muscular. Otros usos de las composiciones de nanopartmulas de botulinum de la invencion se describen en el presente documento y/o seran evidentes para los expertos en la tecnica.
En algunas realizaciones de la presente invencion, las composiciones de nanopartmulas de botulinum se preparan por exposicion a fuerzas de cizallamiento elevadas; en algunas realizaciones, las composiciones de nanopartmulas de botulinum se preparan mediante microfluidizacion; en algunas realizaciones, las composiciones de nanopartmulas de botulinum se preparan por homogeneizacion a alta presion.
Las composiciones de nanopartmulas de botulinum de la invencion pueden administrarse por cualquier medio disponible que incluye, pero no se limita a, via transdermica y por inyeccion (por ejemplo, inyeccion intravenosa, subcutanea o intramuscular). La presente invencion abarca el descubrimiento de que ciertas composiciones de nanopartmulas de toxina de botulinum pueden administrarse por via transdermica sin cambiar o alterar la estructura de la piel. Por ejemplo, no son necesarios agentes abrasivos o agentes que erosionan o deterioran la capa superficial de la piel para lograr la administracion transdermica de toxina de botulinum de acuerdo con la presente invencion. Por lo tanto, en muchas realizaciones, la administracion transdermica de toxina de botulinum se realiza sin irritacion significativa en la piel.
De acuerdo con la presente invencion, la administracion transdermica puede realizarse en cualquiera de una variedad de formatos. En algunas realizaciones, se incorpora una composicion de nanopartmulas de botulinum de la invencion dentro de una crema de manera que la toxina de botulinum se administre a un sujeto mediante la aplicacion de la crema sobre la piel. En algunas realizaciones, se incorpora una composicion de nanopartmulas de botulinum de la invencion dentro de un parche transdermico de manera que la toxina de botulinum se administra a un sujeto a partir del parche.
En algunas realizaciones, las composiciones de nanopartmulas de botulinum de la invencion son emulsiones que contienen una poblacion de partmulas que tienen diametros maximo y mmimo, en donde la diferencia entre los diametros maximo y mmimo no supera aproximadamente 600, 550, 500, 450, 400, 350, 300, 250, 200, 150, 100, 90, 80, 70, 60, 50 nm o menos.
En algunas realizaciones, las partmulas (por ejemplo, partmulas que contienen toxina de botulinum) dentro de composiciones de nanopartmulas de botulinum de la invencion tienen diametros que son menores que aproximadamente 600, 550, 500, 450, 400, 350, 300, 250, 200, 150, 130, 120, 115, 110, 100, 90, 80 nm o menos.
En algunas realizaciones, las partfculas (por ejemplo, partfculas que contienen toxina de botulinum) dentro de composiciones de nanopartfculas de botulinum de la invencion tienen diametros dentro del intervalo de aproximadamente 10 y aproximadamente 600 nanometros. En algunas realizaciones, las partfculas dentro de las composiciones de nanopartfculas de botulinum de la invencion tienen diametros dentro del intervalo de aproximadamente 10-300, 10-200, 10-150, 10-130, 10-120, 10-115, 10-110, 10-100, o 10-90 nm.
En algunas realizaciones, las partfculas (por ejemplo, partfculas que contienen toxina de botulinum) dentro de composiciones de nanopardculas de botulinum de la invencion tienen un tamano de partfcula promedio que esta por debajo de aproximadamente 300, 250, 200, 150, 130, 120 o 115, 110, 100, o 90 nm. En algunas realizaciones, el tamano medio de partfcula esta dentro del intervalo de aproximadamente 10-300, 50-250, 60-200, 65-150, 70-130 nm. En algunas realizaciones, el tamano medio de partfcula es aproximadamente 80-110 nm. En algunas realizaciones, el tamano medio de partfcula es aproximadamente 90-100 nm.
En algunas realizaciones, la mayona de las partfculas (por ejemplo, partfculas que contienen toxina de botulinum) dentro de las composiciones de la invencion tienen diametros inferiores a un tamano espedfico o dentro de un intervalo especificado. En algunas realizaciones, la mayona es mas de 50% 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, 99.6%, 99.7%, 99.8%, 99.9% o mas de las partfculas en la composicion.
En algunas realizaciones, las composiciones de nanopartfculas de la invencion estan sustancialmente libres de partfculas (por ejemplo, partfculas que contienen toxina de botulinum) que tienen diametros mayores que aproximadamente 120 nanometros. En algunas realizaciones, las partfculas (por ejemplo, partfculas que contienen toxina de botulinum) dentro de composiciones de nanopartfculas de botulinum de la invencion tienen diametros dentro del intervalo de aproximadamente 30 y aproximadamente 115 nanometros. En algunas realizaciones, la mayona de las partfculas (por ejemplo, partfculas que contienen toxina de botulinum) dentro de la composicion tienen diametros dentro de este intervalo; en algunas realizaciones, tales composiciones estan sustancialmente libres de partfculas (por ejemplo, partfculas que contienen toxina de botulinum) que tienen diametros mayores que aproximadamente 115 nanometros. En algunas realizaciones, las partfculas (por ejemplo, partfculas que contienen toxina de botulinum) dentro de composiciones de nanopartfculas de botulinum de la invencion tienen diametros dentro del intervalo de aproximadamente 30 a aproximadamente 70 nanometros. En algunas realizaciones, la mayona de las partfculas (por ejemplo, partfculas que contienen toxina de botulinum) dentro de tales composiciones tienen diametros dentro de este intervalo; en algunas realizaciones, las composiciones estan sustancialmente libres de partfculas con diametros mayores que aproximadamente 70 nanometros.
En algunas realizaciones, las composiciones de nanopartfculas de la invencion tienen al menos dos poblaciones distintas de partfculas. Por ejemplo, en algunas de tales realizaciones, la mayona de las partfculas en las composiciones de nanopartfculas de la invencion tienen diametros dentro del intervalo de aproximadamente 30-70 nm, mientras que una segunda poblacion de partfculas tiene diametros dentro del intervalo de 70-120 nm. En algunas de tales realizaciones, la composicion no esta contaminada con partfculas mayores de 120 nm de diametro.
En algunas realizaciones, la toxina de botulinum esta presente parcial o completamente dentro de nanopartfculas en composiciones de nanopartfculas de botulinum de la invencion; en algunas realizaciones, la toxina de botulinum se adsorbe en la superficie de nanopartfculas en composiciones de botulinum de la invencion; en algunas realizaciones, la toxina de botulinum esta asociada con la interfaz entre las nanopartfculas y el medio de dispersion. En algunas realizaciones, la toxina de botulinum se encuentra en dos o mas de estas ubicaciones dentro de la composicion de nanopartfculas.
En algunas realizaciones de la invencion, la toxina de botulinum se selecciona del grupo que consiste en tipo A, tipo B, tipo C1, tipo C2, tipo D, tipo F y tipo G. En algunas realizaciones, la toxina de botulinum esta presente como una protema aislada; en algunas realizaciones, la toxina de botulinum esta presente como parte de un complejo de protema.
Definiciones
Abrasion: el termino "abrasion", como se usa en el presente documento, se refiere a cualquier medio para alterar, romper, eliminar o destruir la capa superior de la piel. En algunas realizaciones, la abrasion se refiere a un medio mecanico para alterar, romper, eliminar o destruir la capa superior de la piel. En algunas realizaciones, la abrasion se refiere a un medio qrnmico para alterar, romper, eliminar o destruir la capa superior de la piel. Para dar solo algunos ejemplos, agentes tales como exfoliantes, partmulas finas (por ejemplo, partmulas de magnesio o aluminio), acidos (por ejemplo, alfahidroxiacidos o betahidroxiacidos), alcoholes, pueden causar abrasion. En general, potenciadores de la penetracion tales como los descritos, por ejemplo, por Donovan (por ejemplo, las Publicaciones de los Estados Unidos 2004/009180 y 2005/175636 y la Publicacion PCT WO 04/06954) y Graham (por ejemplo, la Patente de los Estados Unidos 6,939,852 y la Publicacion de los Estados Unidos 2006/093624) , etc., se espera que causen abrasion. Por supuesto, los expertos en la tecnica apreciaran que un agente particular puede causar abrasion cuando esta presente en una concentracion, o en asociacion con uno o mas agentes diferentes, pero puede no provocar abrasion en diferentes circunstancias. Por lo tanto, si un material en particular es o no un "agente abrasivo" depende del contexto. La abrasion puede evaluarse facilmente por los expertos habituales en la tecnica, por ejemplo mediante observacion de enrojecimiento o irritacion de la piel y/o examen histologico de la piel que muestra alteracion, rotura, eliminacion o erosion del estrato corneo.
Administracion: El termino "administracion", como se usa en el presente documento para referirse a la administracion de una composicion de nanopartmulas de la invencion a un sujeto, no se limita a ninguna ruta particular, sino que se refiere a cualquier ruta aceptada segun sea apropiado por la comunidad medica. Por ejemplo, la presente invencion contempla rutas de suministro o administracion que incluyen, aunque sin limitacion, transdermica, intramuscular o subcutanea. En ciertas realizaciones de la invencion, la administracion es transdermica.
Agente biologicamente activo: Como se usa en el presente documento, la frase "agente biologicamente activo" se refiere a cualquier sustancia que tenga actividad en un sistema biologico y/u organismo. Por ejemplo, una sustancia que, cuando se administra a un organismo, tiene un efecto biologico sobre ese organismo, se considera que es biologicamente activa. En realizaciones particulares, cuando una protema o polipeptido es biologicamente activo, una porcion de esa protema o polipeptido que comparte al menos una actividad biologica de la protema o polipeptido se denomina tfpicamente como una porcion "biologicamente activa". La toxina de botulinum es un agente biologicamente activo de acuerdo con la presente invencion.
Composicion de nanopartmulas de botulinum: el termino "composicion de nanopartmulas de botulinum", como se usa en el presente documento, se refiere a cualquier composicion de nanopartmulas en la que al menos una nanopartmula incluye toxina de botulinum. La toxina de botulinum puede estar presente dentro de la nanopartmula, en la superficie de la nanopartmula y/o dentro de una membrana micelar que define la nanopartmula.
Toxina de botulinum: el termino "toxina de botulinum", como se usa en el presente documento, se refiere a cualquier neurotoxina producida por Clostridium botulinum. Excepto que se indique lo contrario, el termino abarca fragmentos o porciones (por ejemplo, la cadena ligera y/o la cadena pesada) de dicha neurotoxina que retiene actividad apropiada (por ejemplo, actividad relajante muscular). La frase "toxina de botulinum", como se usa en el presente documento, abarca los serotipos de toxina de botulinum A, B, C, D, E, F y G. La toxina de botulinum, como se usa en el presente documento, tambien abarca un complejo de toxina de botulinum (es decir, por ejemplo, los complejos de 300, 600 y 900 kD) asf como la toxina de botulinum purificada (es decir, por ejemplo, aislada) (es decir, por ejemplo, aproximadamente 150 kD). La "toxina de botulinum purificada" se define como una toxina de botulinum que esta aislada o sustancialmente aislada de otras protemas, incluida la protema que es un complejo de toxina de botulinum. Una toxina purificada puede ser mayor que 95% pura, y preferiblemente es mayor que 99% pura. Los expertos en la tecnica apreciaran que la presente invencion no esta limitada a ninguna fuente particular de toxina de botulinum. Por ejemplo, la toxina de botulinum para uso de acuerdo con la presente invencion se puede aislar a partir de Clostridium botulinum, se puede sintetizar qmmicamente, se puede producir de forma recombinante (es decir, en una celula huesped u organismo distinto de Clostridium botulinum), etc.
Cosmeceutico: el termino "cosmeceutico", como se usa en el presente documento, se refiere a cualquier agente (por ejemplo, peroxido de benzoilo o retinol) que posea propiedades cosmeticas y farmaceuticas. Un cosmeceutico generalmente es util para aplicaciones externas para mejorar el aspecto o la apariencia ffsica general. Los cosmeceuticos se pueden aplicar como composiciones que incluyen, pero no se limitan a, cremas, aceites, espumas, aerosoles, lfquidos, etc. Por citar solo algunos ejemplos, los carotenoides, compuestos fenolicos y/o antioxidantes solubles en agua pueden actuar como cosmeceuticos.
Formulacion cosmetica: el termino "formulacion cosmetica" se usa en el presente documento para referirse a una composicion aplicada topicamente que contiene uno o mas agentes que tienen propiedades cosmeticas. Para dar algunos ejemplos, una formulacion cosmetica puede ser un suavizante de la piel, emulsion tipo locion de nutricion, locion limpiadora, crema limpiadora, leche para la piel, locion emoliente, crema de masaje, crema emoliente, base de maquillaje, lapiz labial, paquete facial o facial en gel, limpiadora como champus, enjuagues, limpiadores corporales, tonicos para el cabello o jabones, y/o una composicion dermatologica tal como locion, unguento, gel, crema, parche y/o aerosol.
Crema: El termino "crema" se refiere a una composicion extensible, formulada tfpicamente para aplicacion a la piel. Las cremas tfpicamente contienen una matriz basada en aceite y/o acido graso. Las cremas formuladas segun la presente invencion pueden contener nanopartmulas y pueden ser capaces de una penetracion sustancialmente completa (por ejemplo, de tales nanopartmulas) a traves de la piel tras la administracion topica. Tal crema tambien podna actuar como un vehmulo para materiales incorporados (por ejemplo, para una toxina de botulinum).
Medio de dispersion: el termino "medio de dispersion" como se usa en el presente documento, se refiere a un medio lfquido en el que se dispersan partmulas (por ejemplo, nanopartmulas). En general, se forma una dispersion cuando se combinan al menos dos materiales inmiscibles. Una dispersion de "aceite en agua" es una en la que las partmulas oleosas se dispersan dentro de un medio de dispersion acuoso. Una dispersion de "agua en aceite" es una en la que las partmulas acuosas se dispersan dentro de un medio de dispersion oleosa. Los expertos en la materia apreciaran que se puede formar una dispersion a partir de dos medios inmiscibles y no se limita estrictamente a combinaciones de medios acuosos y aceitosos. El termino "medio de dispersion" por lo tanto se aplica ampliamente a cualquier medio de dispersion a pesar de que es comun referirse a categonas "acuosas" y "oleosas".
Encapsulado: el termino "encapsulado" (tambien "encapsular" o "que encapsula") se usa en el presente documento para indicar que la entidad encapsulada esta completamente rodeada por otro material. Para dar solo un ejemplo, un agente biologicamente activo (por ejemplo, toxina de botulinum) se puede encapsular dentro de una nanopartfcula en una emulsion de la invencion. Tal encapsulacion se puede lograr, por ejemplo, durante la formacion de una composicion de nanopartfculas (por ejemplo, una nanoemulsion), por ejemplo durante la microfluidizacion.
En conjuncion con: Tal como se usa en el presente documento, la frase administrado "en conjuncion con" se refiere a la coparticipacion de dos o mas cosas. En particular, de acuerdo con la presente invencion, la frase se usa en el presente documento con referencia a la administracion de un agente biologicamente activo con nanopartfculas y/o composiciones de nanopartfculas de la invencion. Una sustancia o agente se administra junto con nanopartfculas cuando la sustancia o agente se combina con nanopartfculas y/o composiciones de nanopartfculas; esta encapsulado o completamente rodeado de nanopartfculas; esta asociado con una interfaz de nanopartfculas; y/o esta adsorbido a la superficie externa de una nanopartfcula. Una sustancia o agente para ser administrado junto con nanopartfculas y/o composiciones de nanopartfculas puede o no estar unido covalentemente a las nanopartfculas y/o composiciones de nanopartfculas. Una sustancia o agente para ser administrado junto con nanopartfculas y/o composiciones de nanopartfculas puede o no estar unida a las nanopartfculas y/o composiciones de nanopartfculas por fuerzas de adsorcion. En muchas realizaciones de la presente invencion, el agente biologicamente activo entregado junto con una composicion de nanopartfculas o nanopartfculas es la toxina de botulinum.
Microfluidizado: el termino "microfluidizado" se usa en general en este documento para describir composiciones que han sido expuestas a una alta fuerza de cizallamiento. En algunas realizaciones de la invencion, las composiciones se han procesado mediante un instrumento o dispositivo conocido como "microfluidizador". Sin embargo, en su sentido mas amplio, el termino abarca cualquier composicion que haya estado expuesta a alta fuerza de corte por cualquier medio. Por ejemplo, la fuerza de alto cizallamiento puede administrarse por cavitacion o por homogeneizacion a alta presion. Alternativa o adicionalmente, se puede administrar una alta fuerza de cizallamiento por exposicion a alta presion, por ejemplo aproximadamente 15,000 psi. En algunas realizaciones, dicha alta presion esta dentro del intervalo de aproximadamente 18,000 a aproximadamente 26,000 psi; en algunas realizaciones, esta dentro del intervalo de aproximadamente 20,000 a 25,000 psi. Como se ha indicado, se puede administrar una fuerza de cizallamiento elevada mediante el paso a traves de un instrumento tal como, por ejemplo, un procesador Microfluidizer® (Microfluidics Corporation/MFIC Corporation) u otro dispositivo similar. Los procesadores Microfluidizer® proporcionan alta presion y una alta velocidad de cizalla resultante al acelerar el producto a traves de microcanales a una alta velocidad para reducir el tamano al rango de nanoescala. El fluido se divide en dos y se empuja a traves de microcanales con dimensiones tfpicas del orden de 75 micras a altas velocidades (en el rango de 50-300 m/s). A medida que el fluido sale de los microcanales, forma chorros que chocan con chorros de microcanales opuestos. En los canales, el fluido experimenta alta cizalladura (hasta 1071/s), que es un orden de magnitud mayor que el de las tecnologfas convencionales. Las colisiones de chorro dan como resultado una mezcla en nivel submicrometrico. Por lo tanto, el alto cizallamiento y el impacto son responsables de la reduccion del tamano de partfcula y la mezcla de fluidos multifasicos en la tecnologfa Microfluidizer®. En algunas realizaciones de la presente invencion, una muestra se "microfluidiza" a traves de la exposicion a fuerzas de cizallamiento elevadas durante un penodo de tiempo inferior a aproximadamente 10 minutos. En algunas realizaciones, el penodo de tiempo es menor que aproximadamente 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 o 1 minuto(s). En algunas realizaciones, el penodo de tiempo esta dentro del intervalo de aproximadamente 1-2 minutos o menos; en algunas realizaciones, el penodo de tiempo es aproximadamente 30 segundos. En algunas realizaciones de la invencion, una muestra se "microfluidiza" a traves de una unica exposicion a altas fuerzas de cizallamiento; tales realizaciones se denominan aqrn microfluidizacion de "un solo paso".
Nanoemulsion: una emulsion se define tradicionalmente en la tecnica "como un sistema ... que consiste en un lfquido disperso con o sin un emulsionante en un lfquido inmiscible generalmente en gotas de tamano mayor que el coloidal" Medline Plus Online Medical Dictionary, Merriam Webster (2005) ) El termino "nanoemulsion", como se usa en el presente documento, se refiere a una emulsion en la que al menos algunas de las gotitas (o partfculas) tienen diametros en el rango de tamano nanometrico. Como entenderan los expertos normales en la tecnica, una nanoemulsion se caracteriza por gotitas o partfculas mil veces mas pequenas que las gotitas o partfculas de la microemulsion.
Nanopartfcula: como se usa en este documento, el termino "nanopartfcula" se refiere a cualquier partfcula que tenga un diametro de menos de 1000 nanometros (nm). En algunas realizaciones, una nanopartfcula tiene un diametro de menos de 300 nm, como se define por la National Science Foundation. En algunas realizaciones, una nanopartfcula tiene un diametro de menos de 100 nm segun lo definido por los National Institutes of Health. Los expertos en la tecnica apreciaran que, el termino "nanopartfcula", como se usa en el presente documento, describe la fase dispersa en una dispersion o emulsion.
Composicion de nanopartfculas: como se usa en este documento, el termino "composicion de nanopartfculas" se refiere a cualquier composicion que incluye al menos una nanopartfcula. En algunas realizaciones, una composicion de nanopartfculas es una coleccion uniforme de nanopartfculas. Las composiciones de nanopartfculas descritas aqrn son tipicamente emulsiones o dispersiones. En algunas realizaciones, una composicion de nanopartfculas es estable. En algunas realizaciones, una composicion de nanopartfculas incluye uno o mas agentes biologicamente activos para ser administrados junto con las nanopartfculas. En algunas realizaciones, la composicion de nanopartfculas es una nanoemulsion. Los expertos en la tecnica apreciaran que una composicion de nanopartfculas se puede preparar de acuerdo con cualquier medio disponible que incluya, por ejemplo, medios qmmicos o mecanicos. En algunas realizaciones de la presente invencion, se prepara una composicion de nanopartfculas sometiendo una muestra a microfluidizacion. En algunas realizaciones de la invencion, se prepara una composicion de nanopartfculas sin uso de disolventes toxicos y/o esta sustancialmente libre de disolventes toxicos.
No contaminada con: La frase "no contaminada con", cuando se usa en este documento para referirse a una composicion de nanopartfculas, es sinonimo de "sustancialmente libre de" y describe una composicion de nanopartfculas que contiene no mas de aproximadamente el 50% del material mencionado. Por ejemplo, si se dice que una composicion de nanopartfculas esta "sustancialmente libre de" partfculas cuyo diametro esta fuera de un rango establecido, entonces no mas de aproximadamente 50% de las partfculas en esa composicion tienen diametros fuera del rango. En algunas realizaciones, no mas del 25% de las partfculas estan fuera del rango. En algunas realizaciones, no mas de 20%, 19%, 18%, 17%, 16%, 15%, 14%, 13%, 12%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5 %, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5% o menos de las partfculas tienen diametros fuera del rango establecido.
Farmaceuticamente aceptable: el termino "farmaceuticamente aceptable" como se usa en el presente documento, se refiere a agentes que, dentro del alcance del buen juicio medico, son adecuados para el uso en contacto con los tejidos de seres humanos y animales sin excesiva toxicidad, irritacion, alergia respuesta, u otro problema o complicacion, acorde con una relacion beneficio/riesgo razonable.
Premezcla: El termino "premezcla", como se usa en el presente documento, se refiere a cualquier combinacion de componentes que se usa posteriormente para generar una composicion de nanopartfculas o de acuerdo con la presente invencion. Por ejemplo, una premezcla es cualquier coleccion de ingredientes que, cuando se somete a una alta fuerza de cizallamiento, genera nanopartfculas de acuerdo con la presente invencion. En algunas realizaciones, una premezcla es una coleccion de ingredientes que, cuando se somete a una alta fuerza de cizalla, genera una composicion de nanopartfculas tal como una composicion uniforme de nanopartfculas. Una premezcla a menudo contiene un medio de dispersion lfquido y otros componentes suficientes para generar nanopartfculas dentro del medio de dispersion. De acuerdo con la presente invencion, la toxina de botulinum tambien se puede incluir en la premezcla. La premezcla tambien puede contener uno o mas tensioactivos y/u otros agentes. En algunas realizaciones, la premezcla constituye una solucion. En algunas realizaciones particulares en las que la premezcla incluye toxina de botulinum y/u otro agente biologicamente activo, la toxina de botulinum (y/u otro agente biologicamente activo) esta en solucion antes de aplicar una alta fuerza de cizallamiento a la premezcla.
Refractario: el termino "refractario", como se usa en el presente documento, se refiere a cualquier sujeto que no responde con una eficacia clmica esperada despues de la administracion de un agente biologicamente activo o una composicion farmaceutica como normalmente observa el personal medico en ejercicio.
Autoadministracion: el termino "autoadministracion", como se usa en el presente documento, se refiere a la situacion en la que un sujeto tiene la capacidad de administrar una composicion a sf mismo sin requerir supervision medica. En algunas realizaciones de la invencion, la autoadministracion puede realizarse fuera de un entorno clmico. Para dar un solo ejemplo, en algunas realizaciones de la invencion, una crema cosmetica facial puede ser administrada por un sujeto en su propia casa.
Molecula pequena: en general, se entiende en la tecnica que una "molecula pequena" es una molecula organica que tiene un tamano menor que aproximadamente 5 kilodalton (Kd). En algunas realizaciones, la molecula pequena es menor que aproximadamente 3 Kd, 2 Kd o 1 Kd. En algunas realizaciones, la molecula pequena es menor que aproximadamente 800 daltons (D), 600D, 500D, 400D, 300D, 200D o 100D. En algunas realizaciones, las moleculas pequenas no son polimericas. En algunas realizaciones, las moleculas pequenas no son protemas, peptidos o aminoacidos. En algunas realizaciones, las moleculas pequenas no son acidos nucleicos o nucleotidos. En algunas realizaciones, las moleculas pequenas no son sacaridos o polisacaridos.
Estable: el termino "estable", cuando se aplica a las composiciones de nanopartfculas de esta memoria, significa que las composiciones mantienen uno o mas aspectos de su estructura ffsica (por ejemplo, rango de tamano y/o distribucion de partfculas) durante un penodo de tiempo. En algunas realizaciones de la invencion, una composicion de nanopartfcula estable es aquella para el tamano de partfcula promedio, el tamano de partfcula maximo, el rango de tamanos de partfcula y/o la distribucion de tamanos de partfcula (es decir, el porcentaje de partfculas por encima de un tamano designado y/o fuera de un rango designado de tamanos) se mantiene durante un penodo de tiempo.
En algunas realizaciones, el penodo de tiempo es al menos aproximadamente una hora; en algunas realizaciones, el penodo de tiempo es de aproximadamente 5 horas, 10 horas, un (1) dfa, una (1) semana, dos (2) semanas, un (1) mes, dos (2) meses, tres (3) meses, cuatro (4) meses, cinco (5) meses, seis (6) meses, ocho (8) meses, diez (10) meses, doce (12) meses, veinticuatro (24) meses o mas. En algunas realizaciones, el penodo de tiempo esta dentro del intervalo de aproximadamente un (1) dfa a veinticuatro (24) meses, dos (2) semanas a doce (12) meses, dos (2) meses a cinco (5) meses, etc. Por ejemplo, si una poblacion de partfculas de nanoemulsion se somete a un almacenamiento prolongado, cambios de temperatura y/o cambios de pH y la mayona de las nanopartfculas en la poblacion mantienen un diametro dentro de un rango establecido (es dedr, por ejemplo, entre aproximadamente 10­ 120 nm), la nanoemulsion es estable. Para algunas de estas poblaciones, la mayona es mas de aproximadamente 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, 99.6%, 99.7%, 99.8%, 99.9% o mas. En algunas realizaciones de la invencion, cuando una composicion de nanopartmulas comprende toxina de botulinum y/o al menos otro agente biologicamente activo, la composicion de nanopartmulas se considera estable si la concentracion de agente biologicamente activo (por ejemplo, toxina de botulinum) se mantiene en la composicion durante el penodo de tiempo designado bajo un conjunto designado de condiciones.
Sujeto: El termino "sujeto", como se usa en el presente documento, se refiere a cualquier animal al que se puede suministrar o administrar una composicion de nanopartmula de la invencion. Por ejemplo, un sujeto puede ser un humano, perro, gato, vaca, cerdo, caballo, raton, rata, jerbo, hamster, etc. En muchas realizaciones de la presente invencion, el sujeto es un ser humano.
Los smtomas se reducen: segun la presente invencion, los "smtomas se reducen" cuando uno o mas smtomas de una enfermedad, trastorno o afeccion particular se reducen en magnitud (por ejemplo, intensidad) o frecuencia. Para fines de claridad, un retraso en el inicio de un smtoma particular se considera una forma de reducir la frecuencia de ese smtoma. Para dar solo algunos ejemplos, donde la condicion en cuestion son las arrugas faciales, los smtomas de esa condicion se reducen cuando se reduce la profundidad y/o gravedad de una o mas arrugas en el area seleccionada. Cuando la condicion en cuestion es contractura muscular, los smtomas se reducen cuando el musculo se vuelve menos tenso y mas flacido. No se pretende que la presente invencion se limite solo a los casos en que se eliminan los smtomas. La presente invencion contempla espedficamente un tratamiento tal que uno o mas smtomas se reducen (y la condicion del sujeto se "mejora"), aunque no se elimina completamente.
Cantidad terapeuticamente efectiva: como se usa en este documento, la expresion "cantidad terapeuticamente efectiva" significa una cantidad que es suficiente, cuando se administra a un individuo que padece o es susceptible de una enfermedad, trastorno y/o afeccion, para tratar la enfermedad, trastorno y/o condicion. Los expertos en la materia apreciaran que la expresion "cantidad terapeuticamente efectiva" no requiere en realidad que se logre un tratamiento exitoso en un individuo particular. Por el contrario, una cantidad terapeuticamente efectiva puede ser aquella cantidad que proporciona una respuesta farmacologica deseada particular cuando se suministra o administra a un numero significativo de sujetos que necesitan dicho tratamiento. Se entiende espedficamente que los sujetos particulares pueden, de hecho, ser "refractarios" a una "cantidad terapeuticamente efectiva". Para dar solo un ejemplo, un sujeto refractario puede tener una baja biodisponibilidad de modo que no se puede obtener eficacia clmica. En algunas realizaciones, la referencia a una cantidad terapeuticamente efectiva puede ser una referencia a una cantidad medida en uno o mas tejidos espedficos.
Disolvente toxico: como se usa en el presente documento, el termino "disolvente toxico" se refiere a cualquier sustancia que pueda alterar, romper, eliminar o destruir el tejido de un animal. Como entendera un experto en la materia, el tejido de un animal puede incluir celulas vivas, celulas muertas, matriz extracelular, uniones celulares, moleculas biologicas, etc. Para dar algunos ejemplos, los disolventes toxicos incluyen dimetilsulfoxido, dimetilacetimida, dimetilforamida, cloroformo, tetrametilformamida, acetona, acetatos y alcanos.
Tratamiento: como se usa en este documento, el termino "tratamiento" (tambien "tratar" o "que trata") se refiere a cualquier administracion de un agente biologicamente activo que alivia parcial o completamente, mejora, revive, inhibe, retrasa el inicio de, reduce gravedad y/o reduccion de la incidencia de uno o mas smtomas o caractensticas de una enfermedad, trastorno o afeccion en particular (por ejemplo, arrugas faciales). Tal tratamiento puede ser de un sujeto que no exhibe signos de la enfermedad, trastorno y/o condicion relevante y/o de un sujeto que exhibe solamente signos tempranos de la enfermedad, trastorno y/o condicion. Alternativa o adicionalmente, dicho tratamiento puede ser de un sujeto que exhibe uno o mas signos establecidos de la enfermedad, trastorno y/o condicion relevante.
Uniforme: el termino "uniforme", cuando se usa aqrn en referencia a una composicion de nanopartmulas, se refiere a una composicion de nanopartmulas en la que las nanopartmulas individuales tienen un intervalo espedfico de tamanos de diametro de partmula. Por ejemplo, en algunas realizaciones, una composicion uniforme de nanopartmulas es aquella en la que la diferencia entre el diametro mmimo y el diametro maximo no supera aproximadamente 600, 550, 500, 450, 400, 350, 300, 250, 200, 150, 100, 90, 80, 70, 60, 50 o menos nm. En algunas realizaciones, las partmulas (por ejemplo, partmulas que contienen toxina de botulinum) dentro de las composiciones de nanopartmulas de botulinum uniformes de la invencion tienen diametros que son menores que aproximadamente 600, 550, 500, 450, 400, 350, 300, 250, 200, 150, 130, 120, 115, 110, 100, 90, 80 nm o menos. En algunas realizaciones, las partmulas (por ejemplo, partmulas que contienen toxina de botulinum) dentro de composiciones de nanopartmulas de botulinum uniforme de la invencion tienen diametros dentro del intervalo de aproximadamente 10 y aproximadamente 600 nanometros. En algunas realizaciones, las partmulas dentro de las composiciones de nanopartmulas de botulinum uniformes de la invencion tienen diametros dentro del intervalo de aproximadamente 10-300, 10-200, 10-150, 10-130, 10-120, 10-115, 10-110, 10-100, o 10-90 nm. En algunas realizaciones, las partmulas (por ejemplo, partmulas que contienen toxina de botulinum) dentro de composiciones de nanopartmulas de botulinum de la invencion tienen un tamano de partmula promedio que esta por debajo de aproximadamente 300, 250, 200, 150, 130, 120 o 115, 110, 100 o 90 nm. En algunas realizaciones, el tamano medio de partmula esta dentro del intervalo de aproximadamente 10­ 300, 50-250, 60-200, 65-150, 70-130 nm. En algunas realizaciones, el tamano medio de partmula es aproximadamente 80-110 nm. En algunas realizaciones, el tamano medio de partmula es aproximadamente 90-100 nm. . En algunas realizaciones, la mayona de las partmulas (por ejemplo, partmulas que contienen toxina de botulinum) dentro de las composiciones de nanopartmulas uniformes de la invencion tienen diametros inferiores a un tamano espedfico o dentro de un intervalo especificado. En algunas realizaciones, la mayona es mas de 50%, 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, 99.6% , 99.7%, 99.8%, 99.9% o mas de las partmulas en la composicion. En algunas realizaciones de la invencion, se consigue una composicion uniforme de nanopartmulas mediante microfluidizacion de una muestra.
Breve descripcion del dibujo
La Figura 1 muestra una realizacion de una distribucion de diametro de partmula de una nanoemulsion de toxina de botulinum microfluidizada.
La Figura 2 muestra una realizacion de una distribucion de diametro de partmula de microemulsion de toxina de botulinum homogeneizada.
La Figura 3 muestra un paciente que intenta la elevacion maxima de la cepa antes de (Panel A) y dos semanas despues de (Panel B) la administracion topica de una composicion de la invencion que comprende una composicion de nanopartmulas de botulinum.
Descripcion de ciertas formas de realizacion preferidas
La presente invencion se refiere a composiciones de nanoemulsion de toxina de botulinum utiles para tratamientos cosmeticos y medicos. Entre otras cosas, la presente invencion proporciona sistemas para producir composiciones de nanopartmulas que comprenden toxina de botulinum, y proporciona ademas metodos para usar tales composiciones en diversos contextos. En una realizacion, un tratamiento medico alivia la contractura y/o hiperactividad muscular; en otra realizacion, un tratamiento medico alivia la hiperhidrosis. En una realizacion, un tratamiento cosmetico suaviza las arrugas de la piel. En una realizacion, se prepara una nanoemulsion de toxina de botulinum mediante microfluidizacion. La administracion de nanoemulsiones de toxina de botulinum puede realizarse mediante metodos que incluyen, pero no se limitan a, inyeccion intramuscular o aplicacion topica transdermica.
Biologfa de la toxina de botulinum
La toxina de botulinum (BTX) BTX es producida en la naturaleza por la bacteria gram-positiva anaerobica Clostridium botulinum y es una potente neurotoxina polipeptfdica. En particular, la BTX causa una enfermedad neuroparalftica en humanos y animales que se conoce como botulismo. La BTX aparentemente puede pasar sin control a traves del revestimiento del intestino y atacar las neuronas motoras perifericas. Los smtomas de la intoxicacion por toxina de botulinum pueden progresar desde dificultad para caminar, tragar y hablar hasta la paralisis de los musculos respiratorios y la muerte.
La BTX-A es el agente biologico natural mas letal conocido por el hombre. La LD50 en ratones hembra Swiss Webster (18-20 g) para BTX-A comercialmente disponible es de aproximadamente 50 picogramos; esta cantidad se define como 1 Unidad de BTX-A. Sobre una base molar, BTX-A es aproximadamente 1.800 millones de veces mas letal que la difteria, aproximadamente 600 millones de veces mas letal que el cianuro de sodio, aproximadamente 30 millones de veces mas letal que la cobra y aproximadamente 12 millones mas letal que el colera (Singh, et al. al., ed., "Critical Aspects of Bacterial Protein Toxins" Natural Toxins II, pags. 63-84, Plenum Press, Nueva York, 1996).
Los diferentes serotipos de toxina de botulinum vanan en las especies animales a las que afectan y en la gravedad y duracion de la paralisis que provocan. Por ejemplo, se ha determinado que la BTX-A es 500 veces mas potente que la BTX-B, medida por la tasa de paralisis producida en la rata. Ademas, se ha determinado que la BTX-B no es toxica en los primates a una dosis de 480 U/kg, que es aproximadamente 12 veces la LD50 de los primates para BTX-A. Ademas, se sabe que la toxina de botulinum tipo B tiene, tras la inyeccion intramuscular, una duracion de actividad mas corta y tambien es menos potente que la BTX-A en el mismo nivel de dosis.
La toxina de botulinum aparentemente se une con alta afinidad a las neuronas motoras colinergicas, se transloca a la neurona y bloquea la liberacion de acetilcolina.
Las toxinas de botulinum se han usado en entornos clmicos para el tratamiento de ciertos trastornos neuromusculares. En particular, la BTX-A ha sido aprobada por la U.S. Food and Drug Administration para el tratamiento del blefaroespasmo, el estrabismo y el espasmo hemifacial. Los serotipos de toxina de botulinum no de tipo A aparentemente tienen una potencia mas baja y/o una duracion de actividad mas corta en comparacion con bTX-A. Los efectos clmicos de la bTX-A perifericos intramusculares generalmente se observan dentro de la semana posterior a la inyeccion. La duracion tfpica del alivio sintomatico de una sola inyeccion intramuscular de BTX-A promedia unos tres meses.
Aunque todos los serotipos de toxinas de botulinum aparentemente inhiben la liberacion del neurotransmisor acetilcolina en la union neuromuscular, lo hacen al afectar diferentes protemas neurosecretoras y/o dividir estas protemas en diferentes sitios. Por ejemplo, los tipos A y E de botulinum escinden la protema sinaptosomal asociada a 25 kilodalton (kD) (SNAP-25), pero se dirigen a diferentes secuencias de aminoacidos dentro de esta protema. Los tipos de toxina de botulinum B, D, F y G actuan sobre la protema asociada a vesmulas (VAMP, tambien llamada sinaptobrevina), y cada serotipo escinde la protema en un sitio diferente. Finalmente, se ha demostrado que la toxina de botulinum tipo Ci escinde tanto la sintaxina como la SNAP-25. Estas diferencias en el mecanismo de accion pueden afectar la potencia relativa y/o la duracion de la accion de los diversos serotipos de toxina de botulinum. Significativamente, se sabe que el citosol de las celulas B de los islotes pancreaticos contiene al menos SNAP-25 (Biochem J 1; 339 (pt 1): 159-65 (abril de 1999)), y sinaptobrevina (Mov Disord 1995 May; 10(3): 376).
El peso molecular de la molecula de protema de toxina de botulinum, para los siete serotipos de toxina de botulinum conocidos, es de aproximadamente 150 kD. Curiosamente, las toxinas de botulinum son liberadas por la bacteria de Clostridium como complejos que comprenden la molecula de protema de la toxina de botulinum de 150 kD junto con protemas asociadas que no son toxinas. Por lo tanto, el complejo BTX-A puede ser producido por la bacteria De Clostridium como formas de 900 kD, 500 kD y 360 kD. La toxina de botulinum de los tipos B y C1 aparentemente se produce solo como un complejo de 500 kD. La toxina de botulinum tipo D se produce como complejos de 300 kD y 500 kD. Finalmente, los tipos E y F de toxina de botulinum se producen solo como complejos de aproximadamente 300 kD.
Se cree que los complejos de BTX (es decir, aquellas composiciones que tienen pesos moleculares superiores a aproximadamente 150 kD) contienen una protema hemaglutinina no toxina y una protema no hemaglutinina no toxina y no toxica. Estas dos protemas que no son toxinas (que junto con la molecula de toxina de botulinum comprenden el complejo de neurotoxina relevante) pueden actuar para proporcionar estabilidad frente a la desnaturalizacion de la molecula de toxina de botulinum y proteccion contra acidos digestivos cuando se ingiere la toxina. Adicionalmente, es posible que los complejos de toxina de botulinum mas grandes (mas de aproximadamente 150 kD de peso molecular) puedan dar como resultado una velocidad de difusion mas lenta de la toxina de botulinum lejos de un sitio de inyeccion intramuscular de un complejo de toxina de botulinum.
Se pueden utilizar protemas BTX o complejos BTX de acuerdo con la presente invencion. De hecho, los expertos en la tecnica apreciaran que cualquier porcion o fragmento de una protema o complejo BTX que retiene la actividad apropiada se puede utilizar como se describe en el presente documento.
Los estudios in vitro han indicado que la toxina de botulinum inhibe la liberacion inducida por el cation de potasio tanto de la acetilcolina como de la norepinefrina a partir de cultivos de celulas primarias de tejido de tallo encefalico.
Ademas, se ha informado que la toxina de botulinum inhibe la liberacion evocada de glicina y glutamato en cultivos primarios de neuronas de la medula espinal y que en preparaciones de sinaptosoma cerebral, la toxina de botulinum inhibe la liberacion de cada uno de los neurotransmisores acetilcolina, dopamina, norepinefrina, CGRP y glutamato.
Como se indico anteriormente, la fuente de la toxina de botulinum no es crftica para la presente invencion. Sin embargo, para propositos de exhaustividad, observamos que estan disponibles una variedad de fuentes, incluidas las comerciales, para ciertas preparaciones de toxina de botulinum.
Por ejemplo, la BTX o el complejo BTX se puede obtener estableciendo y haciendo crecer cultivos de Clostridium botulinum en un fermentador y luego recolectando y purificando la mezcla fermentada de acuerdo con procedimientos conocidos. Todos los serotipos de toxina de botulinum se sintetizan inicialmente como protemas inactivas de cadena simple que deben ser escindidas o melladas por las proteasas para convertirse en neuroactivas.
Las cepas bacterianas que producen los serotipos A y G de toxina de botulinum poseen proteasas endogenas y, por lo tanto, los serotipos A y G pueden recuperarse de cultivos bacterianos predominantemente en su forma activa. Por el contrario, los serotipos de toxina de botulinum C1, D y E se sintetizan mediante cepas no proteolfticas y, por lo tanto, tfpicamente no se activan cuando se recuperan del cultivo. Los serotipos B y F son producidos por cepas proteolfticas y no proteolfticas y, por lo tanto, pueden recuperarse en forma activa o inactiva. Sin embargo, incluso las cepas proteolfticas que producen, por ejemplo, el serotipo BTX-A tfpicamente solo escinden una porcion de la toxina producida. La proporcion exacta de moleculas melladas a no melladas puede depender de la duracion de la incubacion y la temperatura del cultivo. Por lo tanto, es probable que un cierto porcentaje de cualquier preparacion de, por ejemplo, la toxina BTX-A este inactiva. La presencia de moleculas inactivas de toxina de botulinum en una preparacion clmica contribuira a la carga de protema total de la preparacion, que se ha relacionado en algunas preparaciones de toxina de botulinum comercialmente disponibles con una mayor antigenicidad, sin contribuir a su eficacia clmica.
La toxina de botulinum cristalina de tipo A de alta calidad puede producirse a partir de la cepa Hall A de Clostridium botulinum con caractensticas de >3 x 107 U/mg, una A260/A278 menor de 0.60 y un patron distinto de formacion de bandas en la electroforesis en gel. El proceso de Schantz conocido se puede usar para obtener toxina de botulinum cristalina que incluye el tipo A (Shantz et al., 1992, Microbiol. Rev., 56:80).
Generalmente, el complejo de toxina de botulinum se puede aislar y purificar a partir de una fermentacion anaerobica cultivando Clostridium botulinum (por ejemplo, tipo A) en un medio adecuado. El proceso conocido puede usarse, despues de la separacion de las protemas que no son toxinas, para obtener toxinas de botulinum puras, tales como, por ejemplo: toxina de botulinum tipo A con un peso molecular de aproximadamente 150 kD con una potencia espedfica de 1-2 x 108 LD50 U/mg o mayor; toxina de botulinum purificada tipo B con un peso molecular de aproximadamente 156 kD con una potencia espedfica de 1-2 x 108 LD50 U/mg o mayor, y; toxina de botulinum purificada tipo F con un peso molecular de aproximadamente 155 kD con una potencia espedfica de 1-2 x 107 DL50 U/mg o superior.
Alternativamente o adicionalmente, las toxinas de botulinum y los complejos de toxinas ya preparados y purificados se pueden obtener de, por ejemplo, List Biological Laboratories, Inc., Campbell, Calif.; el Centre for Applied Microbiology and Research, Porton Down, Reino Unido; Wako (Osaka, Japon), asf como de Sigma Chemicals de St Louis, Mo.
La toxina de botulinum pura, cuando se administra como una solucion libre, es tan labil que generalmente no se usa para preparar una composicion farmaceutica. Ademas, los complejos de toxina de botulinum, tales como el complejo de toxina de tipo A, tambien pueden ser susceptibles de desnaturalizacion debido a la desnaturalizacion de la superficie, el calor y las condiciones alcalinas. En algunos casos, la toxina inactivada forma protemas toxoides que pueden ser inmunogenicas. Los anticuerpos resultantes pueden hacer que un paciente sea refractario a la inyeccion de toxina.
En algunas realizaciones, la presente invencion proporciona composiciones de nanopartmulas de toxina de botulinum (por ejemplo, nanoemulsiones) en las que la toxina de botulinum tiene una estabilidad mejorada en comparacion con las soluciones libres administradas actualmente. Es decir, en algunas realizaciones, la toxina de botulinum presente en una composicion de nanopartmula de la invencion esta protegida, al menos en parte, de al menos una afeccion adversa tal como calor, condiciones alcalinas, condiciones acidas, enzimas degradantes, anticuerpos de organismo hospedador, etc. Alternativamente o adicionalmente, la toxina de botulinum presente en las composiciones de nanopartmulas de la invencion puede mostrar menos desnaturalizacion de la superficie que una preparacion de la toxina de botulinum de otro modo comparable en solucion libre. Para dar solo un ejemplo espedfico, 50 picogramos de una toxina de botulinum dentro de una nanoemulsion microfluidizada de acuerdo con la presente invencion estaran protegidos de deltas condiciones adversas, etc., que pueden dar como resultado la desnaturalizacion de la superficie.
De hecho, un aspecto de la presente invencion abarca el reconocimiento de que la toxina de botulinum puede estabilizarse mediante la incorporacion en una composicion de nanopartmulas. Los expertos en la tecnica apreciaran facilmente que una composicion de nanopartmulas de acuerdo con este aspecto de la presente invencion se puede preparar por cualquier medio disponible.
La presente invencion proporciona ademas composiciones de nanopartmulas de toxina de botulinum (por ejemplo, nanoemulsiones) en las que la toxina de botulinum tiene una capacidad mejorada para impregnar la piel en comparacion con las soluciones libres administradas actualmente. Por ejemplo, la toxina de botulinum incorporada dentro de una nanoemulsion microfluidizada de acuerdo con la presente invencion tiene propiedades mejoradas de permeabilidad a la membrana cuando se compara con tales soluciones libres. En una realizacion, el tiempo irnnimo entre la administracion y la acumulacion intracelular da como resultado un metodo de administracion que tiene una eficacia mejorada y efectos secundarios disminuidos.
Ademas, como se demuestra en el presente documento, la presente invencion proporciona composiciones de nanopartmulas de toxina de botulinum a partir de las cuales la toxina de botulinum puede atravesar la piel sin requerir alteracion o ruptura de las estructuras de la piel. Por ejemplo, las tecnologfas comercialmente disponibles para la administracion transdermica de agentes biologicamente activos tradicionalmente requieren una alteracion qrnmica, ffsica, electrica u otra, al menos en la capa externa de la piel. Tal interrupcion puede causar irritacion, efectos secundarios medicos indeseables y/o resultados esteticos no deseados. La presente invencion proporciona composiciones de nanopartmulas de toxina de botulinum que, cuando se administran a la piel, no irritan de forma significativa o notable la piel y/o erosionan la capa cornea, y aun permiten que la toxina de botulinum impregne la piel para que tenga sus efectos biologicos.
Como sucede con las protemas en general, las actividades biologicas de las toxinas de botulinum (que son peptidasas intracelulares) pueden verse afectadas por cambios en la conformacion tridimensional. Por lo tanto, la toxina de botulinum tipo A puede desintoxicarse mediante calor, diversos productos qrnmicos, estiramiento superficial y secado superficial. Adicionalmente, se sabe que la dilucion del complejo de toxina obtenido por el cultivo, fermentacion y purificacion conocidas a las concentraciones mucho mas bajas de toxina usadas para la formulacion de la composicion farmaceutica da como resultado la destoxificacion rapida de la toxina a menos que este presente un agente estabilizante adecuado. La dilucion de la toxina de cantidades de miligramo a una solucion que contiene nanogramos por mililitro presenta dificultades significativas debido a la rapida perdida de toxicidad espedfica con una dilucion tan grande. Dado que la toxina puede usarse meses o anos despues de que se formule la composicion farmaceutica que contiene la toxina, las preparaciones en solucion de la toxina deben formularse con un agente estabilizante, tal como albumina.
Como se indico anteriormente, la presente invencion proporciona preparaciones estabilizadas de toxina de botulinum. A pesar de la estabilidad adicional que puede ser impartida por la propia formulacion de la invencion, en algunas realizaciones de la invencion, se contempla el uso de estabilizadores adicionales. Por ejemplo, en algunas realizaciones, se usa al menos una protema adicional junto con la toxina de botulinum. En algunas realizaciones, esta protema adicional comprende albumina. En algunas realizaciones, esta protema adicional comprende una o mas de las protemas encontradas naturalmente en un complejo de toxina de botulinum. De hecho, en algunas realizaciones de la invencion, se emplea un complejo completo de toxina de botulinum. En algunas de tales realizaciones, tambien se utiliza albumina. Por lo tanto, en algunas realizaciones, la presente invencion proporciona una nanoemulsion microfluidizada de botulinum que comprende albumina.
En algunas realizaciones de la presente invencion, la toxina de botulinum utilizada es BOTOX®. El BOTOX® consiste en un complejo de toxina de botulinum tipo A purificado, albumina y cloruro de sodio envasados en forma esteril, secada al vacm.
La toxina de botulinum de tipo A presente en BOTOX® esta hecha de un cultivo de la cepa Hall de Clostridium botulinum cultivada en un medio que contiene N-Z amina y extracto de levadura. El complejo de toxina de botulinum de tipo A se purifica a partir de la solucion de cultivo mediante una serie de precipitaciones acidas a un complejo cristalino que consiste en la protema de toxina activa de alto peso molecular y una protema de hemaglutinina asociada. El complejo cristalino se vuelve a disolver en una solucion que contiene solucion salina y albumina y se filtra en condiciones esteriles (0.2 micrometros) antes del secado al vacm. El BOTOX® puede reconstituirse con solucion salina esteril no preservada antes de la inyeccion intramuscular. Cada vial de BOTOX® contiene aproximadamente 100 unidades (U) de complejo de neurotoxina purificada tipo A de toxina de Clostridium botulinum, 0.5 miligramos de albumina de suero humano y 0.9 miligramos de cloruro de sodio en una forma esteril, secada al vacm, sin un conservante.
Actualmente, el BOTOX® normalmente se reconstituye con cloruro sodico al 0.9% para administracion por inyeccion. Dado que el BOTOX® puede desnaturalizarse por burbujeo o agitacion violenta similar, el diluyente se inyecta suavemente en el vial. Se recomienda administrar BOTOX®, como solucion libre, dentro de las cuatro horas posteriores a la reconstitucion. Ademas, entre la reconstitucion y la inyeccion, se recomienda ademas que el BOTOX® reconstituido se almacene en un refrigerador (es decir, por ejemplo, entre 2° y 8°C). El BOTOX® reconstituido es transparente, incoloro y no contiene partmulas.
Se informo que BOTOX® se ha utilizado en entornos clmicos de la siguiente manera:
(1) aproximadamente 75-125 unidades de BOTOX® por inyeccion intramuscular (musculos multiples) para tratar la distoma cervical;
(2) 5-10 unidades de BOTOX® por inyeccion intramuscular para tratar lmeas glabelares (surcos de cejas) (5 unidades inyectadas intramuscularmente en el musculo procerus y 10 unidades inyectadas intramuscularmente en cada musculo corrugador superciliar);
(3) aproximadamente 30-80 unidades de BOTOX® para tratar el estrenimiento mediante inyeccion intraesfinteriana del musculo puborrectal;
(4) aproximadamente 1-5 unidades por musculo de BOTOX® inyectado por via intramuscular para tratar el blefaroespasmo inyectando el musculo orbicularis oculi pretarsal lateral del parpado superior y el orbicularis oculi pretarsal lateral del parpado inferior.
(5) para tratar el estrabismo, los musculos extraoculares deben inyectarse intramuscularmente con entre 1-5 unidades de BOTOX®, variando la cantidad inyectada segun el tamano del musculo que se va a inyectar y el grado de paralisis muscular deseado (es decir, cantidad de la correccion de dioptnas deseada).
(6) para tratar la espasticidad de las extremidades superiores despues del accidente cerebrovascular mediante inyecciones intramusculares de BOTOX® en cinco musculos flexores de los miembros superiores diferentes, de la siguiente manera:
(a) flexor profundo de los dedos: 7.5 a 30 U
(b) flexor digitorum sublimus: de 7.5 U a 30 U
(c) flexor carpi ulnaris: 10 U a 40
(d) flexor radial del carpo: 15 U a 60 U
(e) biceps braquial: 50 U a 200 U
Cada uno de los cinco musculos indicados se ha inyectado en la misma sesion de tratamiento, de modo que el paciente reciba de 90 U a 360 U de musculo flexor de la extremidad superior BOTOX® por inyeccion intramuscular en cada sesion de tratamiento.
(7) para tratar la migrana, inyeccion pericraneal (inyectada simetricamente en los musculos glabelar, frontal y temporal), la inyeccion de 25 U de BOTOX® ha demostrado beneficios significativos como tratamiento profilactico de la migrana comparado con el vehmulo, medido por la disminucion de las medidas de frecuencia de la migrana, maxima severidad, vomito asociado y uso de medicacion aguda durante el penodo de tres meses despues de la inyeccion de 25 U.
La presente invencion demuestra (ver, por ejemplo, los Ejemplos 4 y 5) que una composicion de nanopartmulas de botulinum de la invencion que contiene BOTOX®, cuando se incorpora en una crema que se aplica a la piel para la administracion transdermica de la toxina, logra resultados biologicos (es decir, reduccion de arrugas) comparables a los historicamente observados con la inyeccion de una solucion de toxina de botulinum que contiene aproximadamente la misma cantidad de BOTOX®.
Las respuestas clmicas positivas de la toxina de botulinum tipo A han despertado el interes en otros serotipos de toxina de botulinum. Se ha llevado a cabo un estudio de dos preparaciones de botulinum de tipo A comercialmente disponibles (BOTOX® y DYSPORT®) y preparaciones de toxinas de botulinum tipo B y F (ambas obtenidas de Wako Chemicals, Japon) para determinar la eficacia, seguridad y potencial antigenico del debilitamiento muscular local.
Se inyectaron preparaciones de toxina de botulinum en la cabeza del musculo gastrocnemio derecho (0.5 a 200.0 unidades/kg) y se evaluo la debilidad muscular usando el ensayo de puntuacion de abduccion de dedos del raton (DAS). Los valores ED50 se calcularon a partir de las curvas de respuesta a la dosis.
Se administraron inyecciones intramusculares a ratones adicionales para determinar las dosis de LD50. El mdice terapeutico se calculo como LD50/ED50. Grupos separados de ratones recibieron inyecciones de BOTOX® en miembros posteriores (5.0 a 10.0 unidades/kg) o toxina de botulinum tipo B (50.0 a 400.0 unidades/kg), y se probaron para detectar debilidad muscular y aumento en el consumo de agua, siendo el ultimo un modelo putativo para boca seca. El potencial antigenico se evaluo mediante inyecciones intramusculares mensuales en conejos (1.5 o 6.5 ng/kg para la toxina de botulinum tipo B o 0.15 ng/kg para BOTOX®). La debilidad muscular pico y la duracion se relacionaron con la dosis para todos los serotipos.
Los valores DAS ED50 (unidades/kg) fueron los siguientes: BOTOX®: 6.7, DYSPORT®: 24.7, toxina de botulinum tipo B: 27.0 a 244.0, toxina de botulinum tipo F: 4.3. BOTOX® tuvo una duracion de accion mas prolongada que la toxina de botulinum tipo B o la toxina de botulinum tipo F. Los valores del mdice terapeutico fueron los siguientes: BOTOX®: 10.5, DYSPORT®: 6.3, toxina de botulinum tipo B: 3.2. El consumo de agua fue mayor en ratones inyectados con toxina de botulinum tipo B que con BOTOX®, aunque la toxina de botulinum tipo B fue menos efectiva para debilitar los musculos. Despues de cuatro meses de inyecciones, 2 de 4 (donde fueron tratados con 1.5 ng/kg) y 4 de 4 (cuando fueron tratados con 6.5 ng/kg), los conejos desarrollaron anticuerpos contra la toxina de botulinum tipo B.
En otro estudio, 0 de 9 tratados con BOTOX® los conejos demostraron anticuerpos contra la toxina de botulinum tipo A. Los resultados del DAS indican potencias maximas relativas de toxina de botulinum tipo A igual a la toxina de botulinum tipo F, y la toxina de botulinum tipo F es mayor que la toxina de botulinum tipo B. Con respecto a la duracion del efecto, toxina de botulinum el tipo A fue mayor que la toxina de botulinum tipo B y el tipo de toxina de botulinum. La duracion del efecto B fue mayor que la toxina de botulinum tipo F. Como se muestra por los valores del mdice terapeutico; las dos preparaciones comerciales de toxina de botulinum tipo A (BOTOX® y DYSPORT®) son diferentes. El mayor comportamiento de consumo de agua observado despues de la inyeccion de la extremidad posterior de la toxina de botulinum tipo B indica que cantidades clmicamente significativas de este serotipo entraron en la circulacion sistemica murina. Los resultados tambien indican que para lograr una eficacia comparable a la toxina de botulinum tipo A, es necesario aumentar las dosis de los otros serotipos examinados. Los resultados tambien indican que para lograr una eficacia comparable a la toxina de botulinum tipo A, es necesario aumentar las dosis de los otros serotipos examinados. El aumento de la dosificacion, sin embargo, puede comprometer la seguridad. Ademas, en conejos, el tipo B fue mas antigenico que BOTOX®, posiblemente debido a la mayor carga de protema inyectada para lograr una dosis efectiva de toxina de botulinum tipo B. Eur J Neurol 6 (Suppl 4): S3-S10 (1999).
Como se indica aqrn, la presente invencion contempla el uso de toxina de botulinum de cualquier serotipo. Los expertos en la materia podran evaluar facilmente la idoneidad de un serotipo particular para un uso particular y, de acuerdo con las ensenanzas de la presente, podran preparar composiciones de nanopartmulas que contienen dicha toxina de botulinum. Por lo tanto, la presente invencion proporciona composiciones de nanopartmulas que contienen toxina de botulinum de cualquier serotipo, que incluyen composiciones que contienen solo protemas de toxina de botulinum y composiciones que contienen una u otras protemas. En algunas realizaciones, tales otras protemas comprenden o consisten en albumina; en algunas realizaciones, se emplean complejos de toxina de botulinum.
Las fuentes de toxina de botulinum comercialmente disponibles que se pueden utilizar de acuerdo con la presente invencion incluyen, pero sin limitacion, BOTOX®, DYSPORT® (complejo de hemaglutinina de toxina Clostridium botulinum tipo A con albumina de suero humano y lactosa; Ispen Limited, Berkshire Reino Unido) y/o MYOBLOC® (una solucion inyectable que consiste en toxina de botulinum tipo B, albumina serica humana, succinato sodico y cloruro sodico, pH 5.6, Elan Pharmaceuticals, Dublin, Irlanda), etc.
Composiciones de nanopartfculas
Como se describe aqm, la presente invencion proporciona, entre otras cosas, composiciones que incluyen composiciones de nanopardculas que contienen toxina de botulinum.
En general, una composicion de nanopardculas es cualquier composicion que incluye al menos una nanopardcula. Las composiciones de nanopartfculas de botulinum son composiciones de nanoparticulas que contienen toxina de botulinum. La toxina de botulinum puede estar encapsulada o completamente rodeada por una o mas nanopartfculas; asociada con la interfaz de nanopartfculas; y/o adsorbida a la superficie externa de una o mas nanopartfculas. La toxina de botulinum puede o no estar unida covalentemente a las nanopartfculas y/o composiciones de nanopartfculas; la toxina de botulinum puede o no estar unida a las nanopartfculas y/o composiciones de nanopartfculas por fuerzas de adsorcion.
En algunas realizaciones, las composiciones de nanopartfculas de la invencion tienen una coleccion uniforme de nanopartfculas. Por ejemplo, en algunas realizaciones, la diferencia entre el diametro mmimo y el diametro maximo de las nanopartfculas en una composicion de nanopartfculas de la invencion no supera aproximadamente 600, 550, 500, 450, 400, 350, 300, 250, 200, 150, 100, 90, 80, 70, 60, 50 o menos nm.
En algunas realizaciones, las partfculas (por ejemplo, partfculas que contienen toxina de botulinum) dentro de composiciones de nanopartfculas de botulinum de la invencion tienen diametros que son menores que aproximadamente 600, 550, 500, 450, 400, 350, 300, 250, 200, 150, 130, 120, 115, 110, 100, 90, 80 nm o menos.
En algunas realizaciones, las partfculas (por ejemplo, partfculas que contienen toxina de botulinum) dentro de composiciones de nanopartfculas de botulinum de la invencion tienen diametros dentro del intervalo de aproximadamente 10 y aproximadamente 600 nanometros. En algunas realizaciones, las partfculas dentro de las composiciones de nanopartfculas de botulinum de la invencion tienen diametros dentro del intervalo de aproximadamente 10-300, 10-200, 10-150, 10-130, 10-120, 10-115, 10-110, 10-100, o 10-90 nm
En algunas realizaciones, las partfculas (por ejemplo, partfculas que contienen toxina de botulinum) dentro de composiciones de nanopartfculas de botulinum de la invencion tienen un tamano de partfcula promedio que esta por debajo de aproximadamente 300, 250, 200, 150, 130, 120 o 115, 110, 100, o 90 nm. En algunas realizaciones, el tamano medio de partfcula esta dentro del intervalo de aproximadamente 10-300, 50-250, 60-200, 65-150, 70-130 nm. En algunas realizaciones, el tamano medio de partfcula es aproximadamente 80-110 nm. En algunas realizaciones, el tamano medio de partfcula es aproximadamente 90-100 nm.
En algunas realizaciones, la mayona de las partfculas (por ejemplo, partfculas que contienen toxina de botulinum) dentro de las composiciones de la invencion tienen diametros inferiores a un tamano espedfico o dentro de un intervalo especificado. En algunas realizaciones, la mayona es mas de 50%, 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, 99.6% , 99.7%, 99.8%, 99.9% o mas de las partfculas en la composicion.
En algunas realizaciones, las composiciones de nanopartfculas de la invencion estan sustancialmente libres de partfculas que tienen un diametro en exceso de 120 nm. Espedficamente, en algunas realizaciones, menos del 50% de las nanopartfculas en las composiciones de nanopartfculas de la invencion tienen un diametro en exceso de 120 nm. En algunas realizaciones, menos del 25% de las partfculas tienen un diametro en exceso de 120 nm. En algunas realizaciones, menos de 20%, 19%, 18%, 17%, 16%, 15%, 14%, 13%, 12%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5% o menos de las partfculas tienen un diametro superior a 120 nm. Ademas, en algunas realizaciones, las nanopartfculas en las composiciones de nanopartfculas de la invencion tienen diametros dentro del intervalo de 10­ 120 nm.
El potencial Zeta es una medida del potencial electrico en un plano de cizallamiento. Un plano de cizallamiento es una superficie imaginaria que separa una capa delgada de lfquido unido a una superficie solida (por ejemplo, la superficie de nanopartfculas de la invencion) y muestra un comportamiento elastico del resto de lfquido (por ejemplo, medio de dispersion lfquido) que muestra un comportamiento viscoso normal. En algunas realizaciones, las nanopartfculas de la invencion tienen un potencial zeta que oscila entre -50 mV y 50 mV. En algunas realizaciones, las nanopartfculas de la invencion tienen un potencial zeta que oscila entre -25 mV y 25 mV. En algunas realizaciones, las nanopartfculas de la invencion tienen un potencial zeta que vana entre -10 mV a 10 mV.
Las composiciones de nanopartfculas de la invencion son tfpicamente emulsiones o dispersiones. En algunas realizaciones, las composiciones son dispersiones de "aceite en agua" (es decir, dispersiones en las que las partfculas oleosas se dispersan dentro de un medio de dispersion acuoso); en algunas realizaciones, las composiciones son dispersiones de "agua en aceite" (es decir, dispersiones en las que se dispersan partfculas acuosas dentro de un medio de dispersion oleosa).
En algunas realizaciones, las composiciones de nanopartfculas de la invencion no requieren disolventes toxicos. Por el contrario, muchas estrategias convencionales para inducir la formacion de nanopartfculas en una composicion utilizan disolventes toxicos (tfpicamente organicos). En algunas realizaciones, las composiciones de nanopartfculas de la invencion no requieren poKmeros. Por el contrario, muchas estrategias convencionales para preparar composiciones que contienen estructuras de nanopartfculas requieren polfmeros.
En algunas realizaciones, las composiciones de nanopartfculas de la invencion tienen una mejor absorcion del tejido y/o una mejor biocompatibilidad que otras composiciones de nanopartfculas. Por ejemplo, en algunas realizaciones, las composiciones de nanopartfculas de la invencion tienen una mejor absorcion del tejido y/o una mejor biocompatibilidad que las composiciones de nanopartfculas que no son uniformes, que utilizan uno o mas disolventes toxicos (por ejemplo, organicos) y/o que utilizan uno o mas polfmeros.
En algunas realizaciones, las composiciones de nanopartfculas de la invencion (por ejemplo, composiciones de nanopartfculas de botulinum) son estables. En algunas realizaciones de la invencion, una composicion de nanopartfcula estable es aquella para el tamano de partfcula promedio, el tamano de partfcula maximo, el rango de tamanos de partfcula y/o la distribucion de tamanos de partfcula (es decir, el porcentaje de partfculas por encima de un tamano designado y/o fuera de un rango designado de tamanos) se mantiene durante un penodo de tiempo. En algunas realizaciones, el penodo de tiempo es al menos aproximadamente una hora; en algunas realizaciones, el penodo de tiempo es de aproximadamente 5 horas, 10 horas, un (1) dfa, una (1) semana, dos (2) semanas, un (1) mes, dos (2) meses, tres (3) meses , cuatro (4) meses, cinco (5) meses, seis (6) meses, ocho (8) meses, diez (10) meses, doce (12) meses, veinticuatro (24) meses o mas. En algunas realizaciones, el penodo de tiempo esta dentro del intervalo de aproximadamente un (1) dfa a veinticuatro (24) meses, dos (2) semanas a doce (12) meses, dos (2) meses a cinco (5) meses, etc. Por ejemplo, si una poblacion de partfculas de nanoemulsion se somete a un almacenamiento prolongado, cambios de temperatura y/o cambios de pH y la mayona de las nanopartfculas en la poblacion mantienen un diametro dentro de un rango establecido (es decir, por ejemplo, entre aproximadamente 10­ 120 nm), la composicion de nanopartfculas es estable. Para algunas de estas poblaciones, la mayona es mas de aproximadamente 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, 99.6%, 99.7%, 99.8%, 99.9% o mas. En algunas realizaciones de la invencion, cuando una composicion de nanopartfculas comprende toxina de botulinum y/o al menos otro agente biologicamente activo, la composicion de nanopartfculas se considera estable si la concentracion de agente biologicamente activo (por ejemplo, toxina de botulinum) se mantiene en la composicion el penodo de tiempo designado bajo un conjunto designado de condiciones.
Como se describe en el presente documento, las composiciones de nanopartfculas de la invencion son utiles en diversas aplicaciones medicas, cosmeticas y nutraceuticas. Tales composiciones pueden administrarse a un sujeto mediante cualquier ruta disponible que incluye, pero sin limitacion, inyeccion, administracion oral, administracion transdermica, etc. En ciertas realizaciones, las composiciones se administran por inyeccion. En ciertas realizaciones, las composiciones se administran por via transdermica.
Debe observarse que las composiciones de nanopartfculas de botulinum de la invencion son facilmente distinguibles de otras composiciones que contienen toxina de botulinum que se han descrito. Por ejemplo, Donovan ha descrito una preparacion en la que la toxina de botulinum se ha incorporado a una vesfcula lipfdica para administracion transdermica (Publicacion de los Estados Unidos 2004/0009180). Tales vesfculas tambien requieren la incorporacion de un agente potenciador, tal como un alcohol, para facilitar la absorcion de la toxina de botulinum a traves de la piel. Donovan tambien describe una neurotoxina que se incorpora en un transferoma, que son portadores deformables que contienen lfpidos y suavizantes de membrana (Hofer et al., 2000, World J. Surg., 24:1187, y Patente de los Estados Unidos 6,165,500). Donovan describe espedficamente la preparacion de liposomas de fosfatidil colina colato de sodio que incorporan toxina de botulinum.
Suvanprakorn et al. tambien han descrito suspensiones de materiales encapsulados en liposomas en macroperlas discretas; uno de los literalmente cientos de compuestos que se dice que son modificables para la encapsulacion es "BOTOX®" (Publicacion de los Estados Unidos 2004/0224012). Incluidos en los metodos contemplados para fabricar estos liposomas vesiculares multilaminares se encuentran la liofilizacion/rehidratacion y la deshidratacion en solucion organica/rehidratacion acuosa. Se esperana que estos metodos convencionales para producir liposomas produzcan vesfculas del tamano de micropartfculas.
Metodos para hacer composiciones de nanopartfculas
En general, las composiciones de nanopartfculas de la invencion (por ejemplo, composiciones de nanopartfculas de botulinum) se pueden preparar mediante cualquier metodo disponible. En algunas realizaciones, las composiciones de nanopartfculas se preparan por medios qrnmicos. Sin embargo, los medios qrnmicos a menudo requieren solventes toxicos (tfpicamente organicos); en algunas realizaciones, las composiciones de nanopartfculas se preparan de acuerdo con la presente invencion sin utilizar tales disolventes.
En ciertas realizaciones de la presente invencion, las composiciones de nanopartfculas se preparan mediante preparacion de una premezcla y sometiendo la premezcla a fuerzas de cizallamiento elevadas. Como se usa en el presente documento, el termino "fuerza de cizallamiento" se refiere a una fuerza que es paralela a la cara de un material, en oposicion a una fuerza que es perpendicular a la cara de un material.
Se puede usar cualquier metodo conocido en la tecnica para generar altas fuerzas de cizallamiento. En algunas realizaciones, la cavitacion se usa para generar altas fuerzas de cizallamiento. De acuerdo con la presente invencion, el uso de energfa mecanica (es decir, altas fuerzas de cizallamiento) puede reemplazar o minimizar cualquier requerimiento de usar solventes qmmicos costosos y/o toxicos; puede aumentar la velocidad a la que se ensamblan las nanopartfculas, puede aumentar el rendimiento de nanopartfculas generadas en una mezcla particular de componentes, y/o puede reducir en gran medida el costo global de preparar composiciones de nanoemulsion. Ademas, en aquellas realizaciones en las que se incorpora un agente tal como un agente biologicamente activo (por ejemplo, toxina de botulinum) en composiciones de nanopartfculas de la invencion, el uso de una alta fuerza de cizallamiento puede aumentar la capacidad de carga de la nanopartfcula en comparacion con los metodos tradicionales de formacion de nanopartfculas. En los metodos tradicionales, la carga de agentes dentro o sobre la superficie de las nanopartfculas normalmente depende de la difusion del agente al interior y/o a la superficie de la nanopartfcula. Segun la presente invencion, el uso de una alta fuerza de cizallamiento puede permitir la fabricacion de partfculas mas pequenas (por ejemplo, en promedio) y/o una distribucion mas estrecha de tamanos de partfcula en una composicion de nanopartfculas.
En algunas realizaciones, se logran altas fuerzas de cizallamiento por exposicion a alta presion, por ejemplo, mediante flujo turbulento continuo a alta presion, por ejemplo aproximadamente 15.000 psi. En algunas realizaciones, dicha alta presion esta dentro del intervalo de aproximadamente 18.000 a aproximadamente 26.000 psi; en algunas realizaciones, esta dentro del intervalo de aproximadamente 20.000 a 25.000 psi.
En algunas realizaciones, se puede administrar una fuerza de cizallamiento alta o alta presion mediante cavitacion u homogeneizacion a alta presion.
En algunas realizaciones, se puede administrar una fuerza de cizallamiento alta mediante el paso a traves de un instrumento tal como, por ejemplo, un procesador Microfluidizer® (Microfluidics Corporation/MFlC Corporation) u otro dispositivo similar. Los procesadores Microfluidizer® proporcionan alta presion y una alta velocidad de cizalla resultante al acelerar el producto a traves de microcanales a una alta velocidad para reducir el tamano al rango de nanoescala. El fluido se divide en dos y se empuja a traves de microcanales con dimensiones tfpicas del orden de 75 micras a altas velocidades (en el rango de 50-300 m/s). A medida que el fluido sale de los microcanales, en forma de chorros que chocan con chorros de microcanales opuestos. En los canales, el fluido experimenta alta cizalladura (hasta 107 l/s), que es un orden de magnitud mayor que el de las tecnologfas convencionales. Las colisiones de chorro dan como resultado una mezcla en nivel submicrometrico. Por lo tanto, el alto cizallamiento y el impacto son responsables de la reduccion del tamano de partfcula y la mezcla de fluidos multifasicos en la tecnologfa Microfluidizer®.
Mas generalmente, un microfluidizador puede ser cualquier dispositivo que accione una bomba intensificadora de accion simple. La bomba intensificadora amplifica la presion hidraulica a un nivel seleccionado que, a su vez, imparte esa presion a la corriente del producto. A medida que la bomba viaja a traves de su carrera de presion, impulsa el producto a presion constante a traves de la camara de interaccion. Dentro de la camara de interaccion hay microcanales de geometna fija especialmente disenados a traves de los cuales la corriente del producto se acelerara a altas velocidades, creando fuerzas de alto cizallamiento e impacto que pueden generar una composicion de nanopartfculas uniforme (por ejemplo, nanoemulsion) ya que la corriente de producto de alta velocidad incide sobre sf misma y sobre superficies resistentes al desgaste.
A medida que la bomba intensificadora completa su carrera de presion, invierte la direccion y extrae un nuevo volumen de producto. Al final de la carrera de admision, nuevamente invierte la direccion e impulsa el producto a presiones constantes, repitiendo asf el proceso.
Al salir de la camara de interaccion, el producto fluye a traves de un intercambiador de calor a bordo que regula el producto a una temperatura deseada. En este punto, el producto puede recircularse a traves del sistema para su posterior procesamiento o dirigirse externamente al siguiente paso en el proceso (Patentes de los Estados Unidos 4,533,254 y 4,908,154).
En algunas realizaciones de la presente invencion, una muestra se "microfluidiza" a traves de la exposicion a fuerzas de cizallamiento elevadas durante un penodo de tiempo inferior a aproximadamente 10 minutos. En algunas realizaciones, el penodo de tiempo es menor que aproximadamente 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 o 1 minuto(s). En algunas realizaciones, el penodo de tiempo esta dentro del intervalo de aproximadamente 1-2 minutos o menos; en algunas realizaciones, el penodo de tiempo es aproximadamente 30 segundos.
En algunas realizaciones de la invencion, una muestra se "microfluidiza" a traves de una unica exposicion a fuerzas de alto cizallamiento; tales realizaciones se denominan aqrn microfluidizacion de "un solo paso".
La presente invencion abarca el reconocimiento de que someter una premezcla a altas fuerzas de cizallamiento puede generar una composicion de nanopartfculas, y en particular puede generar una composicion de nanopartfculas uniforme.
En general, se espera que la premezcla a partir de la cual se preparan las composiciones de nanopartfculas de la invencion mediante la aplicacion de una alta fuerza de cizallamiento contenga al menos dos materiales inmiscibles, uno de los cuales constituira el medio de dispersion (es dedr, el medio Ifquido en el que partfculas (por ejemplo, nanopartfculas) se dispersan en la composicion de nanopartfculas final). Una dispersion de "aceite en agua" es una en la que las partfculas oleosas se dispersan dentro de un medio de dispersion acuoso. Una dispersion de "agua en aceite" es una en la que las partfculas acuosas se dispersan dentro de un medio de dispersion oleosa. Los expertos en la materia apreciaran que se puede formar una dispersion a partir de dos medios inmiscibles y no se limita estrictamente a combinaciones de medios acuosos y aceitosos. El termino "medio de dispersion" por lo tanto se aplica ampliamente a cualquier medio de dispersion a pesar de que es comun referirse a categonas "acuosas" y "oleosas".
Por lo tanto, en algunas realizaciones de la invencion, la premezcla contendra un medio de dispersion acuoso y un medio oleoso que se dispersa en forma de nanopartfculas en el medio de dispersion; en algunas realizaciones de la invencion, la premezcla contiene un medio de dispersion oleosa y un medio acuoso que se dispersa en forma de nanopartfculas en los medios de dispersion oleosa.
Los expertos en la tecnica conoceran los medios acuosos adecuados que pueden usarse como medios de dispersion o como medios para dispersar segun la presente invencion. Representativos tales medios acuosos incluyen, por ejemplo, agua, soluciones salinas (incluyendo salina tamponada con fosfato), agua para inyeccion, alcoholes de cadena corta, 5% de dextrosa, soluciones de Ringer (inyeccion de Ringer lactato, inyeccion de Ringer lactato mas dextrosa al 5%, inyeccion de Ringer acilada), Normosol-M, Isolyte E, y similares, y combinaciones de los mismos.
Los expertos en la materia tambien conoceran los medios oleosos adecuados que pueden usarse como medios de dispersion o como medios para dispersar de acuerdo con la presente invencion. Representativos tales medios oleosos incluyen, por ejemplo, almendra saturado e insaturado, hueso de albaricoque, aguacate, babassu, bergamota, semilla de mora, borraja, enebro, manzanilla, canola, alcaravea, carnauba, ricino, canela, manteca de cacao, coco, hugado de bacalao, cafe, mafz, semilla de algodon, emu, eucalipto, onagra, pescado, semillas de lino, geraniol, calabaza, semillas de uva, avellana, hisopo, jojoba, nuez de kukui, lavandina, lavanda, limon, litsea cubeba, nuez de macadamia, malva, semilla de mango, semilla de hierba de la pradera, mink, nuez moscada, oliva, naranja, naranja amarga, palma, almendra de palma, drupa, cacahuete, semilla de amapola, semilla de calabaza, colza, salvado de arroz, romero, cartamo, sandalo, sasquana, ajedrea, espino amarillo, sesamo, manteca de karite, silicona, soja, girasol, arbol del te, cardo, tsubaki, vetfver, nuez y aceites de germen de trigo; estearato de butilo; triglicerido capnlico; triglicerido caprico; ciclometicona; sebacato de dietilo; dimeticona 360; miristato de isopropilo; aceite mineral; octildodecanol; alcohol oleico; aceite de silicona; y combinaciones de los mismos.
Ademas de los dos medios inmiscibles, una premezcla segun la presente invencion puede incluir, por ejemplo, uno o mas agentes biologicamente activos (por ejemplo, toxina de botulinum) y/o uno o mas tensioactivos o agentes emulsionantes. Tales tensioactivos o agentes emulsionantes adecuados incluyen, pero sin limitacion, fosfogliceridos; fosfatidilcolinas; dipalmitoil fosfatidilcolina (DPPC); dioleilfosfatidil etanolamina (DOPE); dioleiloxipropiltrietilamonio (DOTMA); dioleoilfosfatidilcolina; colesterol; ester de colesterol; diacilglicerol; diacilglicerolsuccinato; difosfatidil glicerol (DPPG); hexandecanol; alcoholes grasos tales como polietilenglicol (PEG); polioxietileno-9-lauril-eter; un acido graso tensioactivo, tal como acido palmftico o acido oleico; acidos grasos; monogliceridos de acidos grasos; digliceridos de acidos grasos; amidas de acidos grasos; glicocolato de sorbitan trioleato (Span 85); monolaurato de sorbitan (Span 20); polisorbato 20 (Tween-20); polisorbato 60 (Tween-60); polisorbato 65 (Tween-65); polisorbato 80 (Tween-80); polisorbato 85 (Tween-85); monoestearato de polioxietileno; surfactina; un poloxomero; un ester de acido graso de sorbitano tal como trioleato de sorbitan; lecitina; lisolecitina; fosfatidilserina; fosfatidilinositol; esfingomielina; fosfatidiletanolamina (cefalina); cardiolipina; acido fosfatfdico; cerebrosidos; dicetilfosfato; dipalmitoilfosfatidilglicerol; estearilamina; dodecilamina; hexadecilamina; acetil palmitato; ricinoleato de glicerol; estearato de hexadecilo; miristato de isopropilo; tiloxapol; poli(etilenglicol) 5000-fosfatidiletanolamina; poli(etilenglicol) 400-monoestearato; fosfolfpidos; detergentes sinteticos y/o naturales que tienen altas propiedades tensioactivas; desoxicolatos; ciclodextrinas; sales caotropicas; agentes de apareamiento ionico; y combinaciones de los mismos. El componente tensioactivo puede ser una mezcla de diferentes tensioactivos. Estos tensioactivos pueden extraerse y purificarse de una fuente natural o pueden prepararse sinteticamente en un laboratorio. En una realizacion preferida, los tensioactivos estan disponibles comercialmente.
En algunas realizaciones de la presente invencion, todos los componentes presentes en la composicion final de nanopartfculas estan presentes en la premezcla y estan sometidos a una alta fuerza de cizallamiento para producir la composicion de nanopartfculas. En algunas realizaciones de la presente invencion, uno o mas de los componentes que estan presentes en la composicion final de nanopartfculas estan ausentes de la premezcla o estan presentes en la premezcla en una cantidad menor que en la composicion final de nanopartfculas. Es decir, en algunas realizaciones de la presente invencion, se anaden uno o mas materiales a la composicion de nanopartfculas despues de que la premezcla se somete a una alta fuerza de cizallamiento.
En ciertas realizaciones de la invencion, la premezcla se prepara como una solucion antes de la aplicacion de una alta fuerza de cizallamiento. En particular, para composiciones de nanopartfculas que incluyen al menos un agente biologicamente activo (por ejemplo, toxina de botulinum), a menudo es deseable que el agente biologicamente activo se disuelva en la premezcla antes de aplicar la alta fuerza de cizallamiento. Por lo tanto, en muchas realizaciones, el agente biologicamente activo es soluble en al menos uno de los medios (o en una combinacion de medios utilizados en la premezcla). En algunas realizaciones de la invencion, dicha disolucion requiere calentamiento; en otras realizaciones, no.
En algunas realizaciones de la presente invencion, los componentes de premezcla pueden ensamblarse en partmulas antes de la aplicacion de una fuerza de cizallamiento alta. Al menos algunas de tales partmulas pueden ser micropartmulas o incluso nanopartmulas. En algunas realizaciones, se prepara una composicion de nanopartmula de la invencion a partir de una premezcla, en donde la premezcla se selecciona del grupo que comprende una suspension o una microemulsion. Sin embargo, en algunas realizaciones, las estructuras de partmulas no se forman en la premezcla antes de la aplicacion de una alta fuerza de cizallamiento.
En ciertas realizaciones de la invencion, la cantidad relativa de componentes de la premezcla se selecciona o ajusta para generar nanopartmulas que tienen las caractensticas deseadas. En algunas realizaciones, la premezcla comprende aceite y tensioactivo en una proporcion que vana entre 0.5-10. En algunas realizaciones, la relacion de aceite a agente tensioactivo es aproximadamente 0.5:1, 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1 o 10:1. En algunas realizaciones, la relacion de tensioactivo a aceite es aproximadamente 0.5:1, 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1,6:1, 7:1, 8:1, 9:1 o 10:1. En algunas realizaciones, la premezcla comprende aceite y tensioactivo en una proporcion que vana entre 0.5­ 2. En algunas realizaciones, la relacion de aceite a tensioactivo es aproximadamente 0,5:1, 1:1 o 2:1. En algunas realizaciones, la relacion de tensioactivo a aceite es aproximadamente 0.5:1, 1:1 o 2:1. En ciertas realizaciones, la relacion de aceite a agente tensioactivo es aproximadamente 1:1.
En algunas realizaciones, el porcentaje de aceite en la premezcla oscila entre 0% - 30%. En algunas realizaciones, el porcentaje de aceite en la premezcla es 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29% o 30%. En algunas realizaciones, el porcentaje de aceite es aproximadamente del 8%. En algunas realizaciones, el porcentaje de aceite es aproximadamente del 5%.
En algunas realizaciones, el porcentaje de tensioactivo en la premezcla oscila entre 0%-30%. En algunas realizaciones, el porcentaje de tensioactivo en la premezcla es 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29% o 30%. En algunas realizaciones, el porcentaje de tensioactivo es aproximadamente del 8%. En algunas realizaciones, el porcentaje de tensioactivo es aproximadamente del 5%.
En algunas realizaciones, la composicion de nanopartmulas no contiene mas de un aceite. En algunas realizaciones, la composicion de nanopartmulas puede comprender dos o mas aceites. En algunas realizaciones, la composicion de nanopartmulas no contiene mas de un tensioactivo. En algunas realizaciones, la composicion de nanopartmulas puede comprender dos o mas tensioactivos.
En algunas realizaciones, la composicion de nanopartmulas consiste esencialmente en agua, un aceite, un tensioactivo y una toxina de botulinum. En algunas realizaciones, la composicion de nanopartmulas consiste esencialmente en agua, un aceite, un tensioactivo, al menos una toxina de botulinum y al menos una sustancia utilizada para producir y/o preservar la composicion de nanopartmulas (por ejemplo, protemas, sales, etc.).
En algunas realizaciones, la composicion de nanopartmulas consiste en agua, un aceite, un tensioactivo y una toxina de botulinum. En algunas realizaciones, la composicion de nanopartmulas consiste en agua, un aceite, un tensioactivo, al menos una toxina de botulinum y al menos una sustancia usada para producir y/o preservar la composicion de nanopartmulas (por ejemplo, protemas, sales, etc.).
Metodos de administracion de composiciones de nanopartmulas
La presente invencion proporciona metodos para suministrar composiciones de nanopartmulas (por ejemplo, composiciones de nanopartmulas de botulinum) para diversas aplicaciones que incluyen, por ejemplo, aplicaciones cosmeticas, nutraceuticas y medicas. Dichas composiciones de nanopartmulas pueden incluir uno o mas agentes biologicamente activos. En muchas realizaciones, las composiciones de nanopartmulas incluyen toxina de botulinum.
En algunas realizaciones, la presente invencion contempla metodos para suministrar de composiciones de nanopartmulas de la invencion que incluyen, pero no se limitan a, rutas de administracion transdermica, intramuscular o subcutanea. Estas rutas de administracion son particularmente preferidas para las formulaciones (por ejemplo, ciertas composiciones de nanopartmulas de toxina de botulinum) que se pretende que tengan un efecto localizado. La posterior absorcion de los ingredientes de la formulacion en el tejido, sin embargo, no siempre es predecible.
En algunas realizaciones de la presente invencion, las formulaciones de la invencion pueden encapsularse, por ejemplo, usando vehnculos basados en lfpidos, por ejemplo, para facilitar la entrada en las celulas. Las eficacias del vehnculo basadas en lfpidos, sin embargo, pueden depender de; i) composicion lipfdica (es decir, por ejemplo, tamano molecular y carga); ii) la estructura (por ejemplo, tamano molecular e ionizacion por pH) de cualquier agente biologicamente activo u otra entidad incluida en la composicion; y iii) la salud general del sujeto. La presente invencion contempla composiciones y metodos relacionados con nanoemulsiones microfluidizadas uniformes que comprenden cualquiera de los portadores basados en Ifpidos, mejorando de ese modo la biodisponibilidad de cosmeceuticos (es dedr, por ejemplo, toxinas de botulinum).
La presente invencion proporciona espedficamente metodos para administrar toxina de botulinum, y particularmente de administracion de composiciones de nanopartfculas de toxina de botulinum, para el tratamiento de diversos trastornos, enfermedades o afecciones. Los efectos clmicos de la inyeccion periferica (es decir, intramuscular o subcutanea), o la administracion transdermica aplicada topicamente, de toxinas de botulinum se ven generalmente dentro de una semana. La duracion tfpica del alivio sintomatico (es decir, por ejemplo, paralisis del musculo flacido) a partir de una sola inyeccion intramuscular de toxina de botulinum tipo A puede estar presente durante hasta cuatro meses, cuatro meses o mas; las duraciones del efecto clmico despues de la administracion transdermica de toxinas de botulinum segun la presente invencion pueden estar presentes durante hasta cuatro meses o mas, dependiendo de las caractensticas del sujeto individual y/o de la formulacion espedfica de la preparacion de nanopartfculas de botulinum de la invencion.
Los expertos en la tecnica apreciaran que la toxina de botulinum se administra actualmente casi exclusivamente mediante inyeccion, y en particular mediante inyeccion de una solucion salina lfquida, habitualmente reconstituida a partir de una preparacion liofilizada.
Como ya se discutio aqm, la toxina de botulinum en el contexto de tales preparaciones es especialmente vulnerable a la inestabilidad que da como resultado una perdida de protema y/o perdida de actividad proteica. Se sospecha que dicha inestabilidad es el resultado de desnaturalizacion, degradacion, dimerizacion y/o polimerizacion de protemas. La formulacion mas comun que se sabe que tiene efectos estabilizadores del botulinum es la albumina humana. Las posibles consecuencias inmunologicas de la albumina derivada de humanos se han discutido recientemente (Publicacion de Estados Unidos 2005/0238667). Esta publicacion propone que las albuminas recombinantes, los estabilizadores basados en sacaridos y los aminoacidos antioxidantes pueden dar como resultado toxinas de botulinum que tienen una eficacia mejorada con respecto a las preparaciones de albumina nativa.
Como tambien se ha discutido anteriormente, el BOTOX® (un complejo de toxina tipo A de Clostridium botulinum purificado, albumina de suero humano y cloruro de sodio envasados en una forma esteril secada al vado) se reconstituye actualmente para inyeccion usando solucion salina normal esteril sin conservante (0.9% cloruro de sodio, grado de inyeccion). Espedficamente, los protocolos de inyeccion estandar implican extraer la cantidad adecuada de diluyente en la jeringa de tamano apropiado. Dado que el BOTOX® se desnaturaliza por burbujeo o agitacion violenta similar, el diluyente se inyecta suavemente en un vial que contiene una cantidad designada de BOTOX® liofilizado. Por razones de esterilidad, los protocolos de inyeccion estandar implican la administracion de soluciones acuosas de BOTOX® dentro de las cuatro horas posteriores a la reconstitucion.
Aunque se conocen bien los problemas con las preparaciones de toxina de botulinum disponibles (que incluyen problemas de estabilidad, problemas de esterilidad, etc.), se han desarrollado pocas formulaciones mejoradas. Ademas, la inyeccion sigue siendo el enfoque estandar para administrar la toxina de botulinum, a pesar de la inconveniencia de las tecnicas invasivas en general, la incomodidad del paciente, etc.
La presente invencion proporciona composiciones mejoradas de toxina de botulinum (por ejemplo, composiciones de nanopartfculas de toxina de botulinum) y ademas proporciona metodos mejorados para administrar toxina de botulinum. En particular, la presente invencion proporciona metodos para suministrar composiciones de nanopartfculas de botulinum (por cualquier ruta disponible), y ademas proporciona metodos para suministrar toxina de botulinum por rutas distintas de la inyeccion.
En general, las composiciones de nanoemulsiones de botulinum de la invencion se pueden administrar por cualquier medio disponible que incluye, sin limitacion, por via parenteral, oral, transdermica, bucal, oftalmica, vaginal, rectal, etc. En deltas realizaciones, sin embargo, las composiciones se administran por inyeccion; en algunas realizaciones mediante inyeccion subcutanea, en algunas realizaciones mediante inyeccion intramuscular, en algunas realizaciones mediante inyeccion intravenosa, etc. En ciertas realizaciones, las composiciones de nanopartfculas de botulinum de la invencion se administran por via transdermica.
En ciertas realizaciones, la presente invencion proporciona metodos para administrar toxina de botulinum por via transdermica. La piel humana comprende la dermis y la epidermis. La epidermis tiene varias capas de tejido, a saber, estrato corneo, estrato lucido, estrato granuloso, estrato espinoso y estrato basal (identificado en orden desde la superficie exterior de la piel hacia adentro).
El estrato corneo presenta el obstaculo mas importante en la administracion transdermica de medicamentos en general, y presumiblemente de la toxina de botulinum en particular. El estrato corneo es tipicamente de aproximadamente 10-15 pm de espesor, y consiste en celulas aplastadas, queratizadas (corneocitos) dispuestas en varias capas. El espacio intercelular entre los corneocitos esta lleno de estructuras lipfdicas y puede desempenar un papel importante en la penetracion de sustancias a traves de la piel (Bauerova et al., 2001, European Journal of Drug Metabolism and Pharmacokinetics, 26:85).
El resto de la epidermis debajo del estrato corneo tiene aproximadamente 150 pm de espesor. La dermis es de aproximadamente 1-2 mm de espesor y se encuentra debajo de la epidermis. La dermis esta inervada por diversos capilares asf como por procesos neuronales.
La administracion transdermica de productos farmaceuticos generalmente ha sido objeto de investigacion en un intento de proporcionar una ruta alternativa de administracion de medicamentos sin consecuencias indeseables asociadas con inyecciones y administracion oral. Por ejemplo, las agujas a menudo causan dolor localizado y potencialmente exponen a los pacientes que reciben inyecciones a enfermedades transmitidas por la sangre. La administracion oral a menudo adolece de una baja biodisponibilidad de los medicamentos debido al ambiente extremadamente acido del estomago del paciente.
Se han realizado esfuerzos para desarrollar tecnicas de administracion transdermica para ciertos productos farmaceuticos en un intento de superar estos inconvenientes proporcionando una administracion no invasiva. En general, es deseable con la administracion transdermica reducir el dano a la piel de un paciente. Por lo tanto, la administracion transdermica de medicamentos puede reducir o eliminar el dolor asociado con las inyecciones, reducir la probabilidad de contaminacion sangmnea y mejorar la biodisponibilidad de los medicamentos una vez que se incorporan sistemicamente.
Tradicionalmente, los intentos de administracion transdermica de medicacion se han enfocado en aumentar la permeabilidad del estrato corneo. Algunos intentos han incluido el uso de agentes potenciadores qmmicos que aumentan la permeabilidad de las moleculas a traves de la piel. Algunos intentos han incluido el uso de aparatos mecanicos para derivar o extirpar partes del estrato corneo. Ademas, los intentos han incluido el uso de ultrasonido o iontoforesis para facilitar la penetracion de productos farmaceuticos a traves de la piel. En la mayona de los casos, el objetivo ha sido administrar un agente farmaceutico, tfpicamente una molecula pequena, a traves de la piel, tfpicamente para que un agente pueda pasar al lecho capilar en la dermis donde el agente puede incorporarse sistemicamente al sujeto para lograr un efecto terapeutico.
Aunque las moleculas pequenas han sido un foco principal de las tecnicas de administracion transdermica, es importante observar que parece que las moleculas grandes, tales como los polipeptidos y los complejos proteicos, tambien son susceptibles de administracion transdermica. La eritropoyetina, que tiene aproximadamente 48 kD, tambien se ha administrado por via transdermica con exito con ayuda de ultrasonidos (Mitragotri et al., 1995, Science, 269: 850 y las Patentes de los Estados Unidos 5,814,599 y 6,002,961).
La presente invencion proporciona, entre otras cosas, los metodos de administracion de toxina de botulinum por via transdermica que no requieren el uso de abrasivos u otros agentes disruptivos (ya sean qmmicos, mecanicos, electricos, magneticos, etc.). Por el contrario, los presentes inventores han descubierto sorprendentemente que la toxina de botulinum incorporada en las composiciones de nanopartfculas de la invencion se libera eficazmente por via transdermica sin etapas adicionales para permeabilizar o romper el estrato corneo. El uso de dichos agentes o etapas con composiciones de nanopartfculas de botulinum de la invencion no se excluye necesariamente en todas las realizaciones de la presente invencion, pero tampoco se requiere.
Por lo tanto, la presente invencion proporciona metodos para administrar toxina de botulinum a traves de la aplicacion topica de una composicion de nanopartfculas de botulinum de la invencion. En algunas realizaciones, la composicion de nanopartfculas de botulinum de la invencion se aplica directamente a la piel y para absorcion a traves de las capas epidermicas. En algunas realizaciones, la composicion de nanopartfculas de botulinum puede penetrar en la capa superior de la piel, incluyendo el estrato corneo, los poros dermicos y/o las glandulas dermicas, sin el uso de potenciadores qmmicos o mecanicos de la permeacion de la piel u otros agentes que provocan abrasion.
Los expertos en la tecnica apreciaran que las composiciones de la invencion para administracion topica pueden tener una formulacion cosmetica tal como suavizante de la piel, emulsion del tipo de locion de nutricion, locion limpiadora, crema limpiadora, leche de la piel, locion emoliente, crema de masaje, crema emoliente, base de maquillaje, barra de labios, paquete facial o gel facial, formulaciones mas limpias como champus, enjuagues, limpiadores corporales, tonicos para el cabello o jabones, o composiciones dermatologicas como lociones, unguentos, geles, cremas, parches o aerosoles.
Una composicion de la invencion para administracion topica se puede formular y/o administrar de manera que una cantidad de toxina de botulinum entre aproximadamente 10-3 U/kg y 10 U/kg pase a traves de la piel de un paciente.
En algunas realizaciones, la composicion se formula y/o administra de manera que entre aproximadamente 10-2 U/kg y aproximadamente 1 U/kg pasan por via transdermica a traves de la piel del paciente. En algunas realizaciones, la composicion se formula y/o administra de manera que entre aproximadamente 10-1 U/kg y aproximadamente 1 U/kg pasan a traves de la piel del paciente. En algunas realizaciones, la composicion se formula y/o administra de manera que entre aproximadamente 0.1 unidades y aproximadamente 5 unidades pasan a traves de la piel del paciente a un objetivo subdermico.
Los expertos en la materia apreciaran que las unidades de la presente invencion se refieren a unidades que son biologicamente equivalentes o bioactivamente equivalentes a unidades definidas por fabricantes comerciales de toxina de botulinum.
Los efectos terapeuticos de la toxina de botulinum administrada de acuerdo con la presente invencion pueden persistir siempre que lo hagan los efectos de la solucion inyectada. Los efectos de dicha solucion inyectada pueden persistir durante aproximadamente 4 meses. Ademas, el uso de un vehmulo de polfmero sintetico que puede retener la toxina de botulinum de modo que se libera lentamente puede prolongar los efectos durante hasta aproximadamente cinco anos (Patente de los Estados Unidos 6.312.708).
En una realizacion, la presente invencion proporciona una formulacion topica de toxina de botulinum que evita posibles complicaciones que incluyen, pero no se limitan a, toxicidad sistemica o intoxicacion por botulismo. En una realizacion, las dosificaciones de toxina de botulinum (incluidos los tipos A, B, C, D, E, F o G) pueden oscilar desde tan poco como aproximadamente 1 unidad hasta tan altas como aproximadamente 20000 unidades, con un riesgo mmimo de efectos secundarios adversos. Las dosificaciones particulares pueden variar dependiendo de la condicion que se trata y del regimen terapeutico que se utiliza. Por ejemplo, el tratamiento de musculos hiperactivos subdermicos puede requerir altas dosis transdermicas (por ejemplo, 1000 unidades a 20000 unidades) de toxina de botulinum. En comparacion, el tratamiento de inflamacion neurogenica o glandulas sudonparas hiperactivas puede requerir dosis transdermicas relativamente pequenas (por ejemplo, de aproximadamente 1 unidad a aproximadamente 1000 unidades) de toxina de botulinum.
Una realizacion de la presente invencion contempla una composicion farmaceutica que comprende una toxina de botulinum estabilizada para administracion transdermica en un paciente humano. La toxina de botulinum puede seleccionarse del grupo que consiste en toxina de botulinum tipos A, B, C1, D, E, F y G, una toxina de botulinum aislada y/o purificada (es decir, aproximadamente 150 kD), asf como una nativa o recombinante hecho de toxina de botulinum. La composicion puede comprender entre aproximadamente 1 unidad y aproximadamente 20.000 unidades de la toxina de botulinum, y la composicion puede comprender una cantidad de toxina de botulinum suficiente para lograr un efecto terapeutico que dura entre 1 mes y 5 anos.
En algunas realizaciones, la presente invencion proporciona formulaciones topicas de toxina de botulinum (por ejemplo, de composiciones de nanopartmulas de botulinum) que permiten que la toxina de botulinum permee a traves de la piel de un sujeto sin penetrar en una cantidad significativa a traves de un vaso sangumeo. Por ejemplo, en algunas realizaciones de la invencion, menos de aproximadamente el 25%, o incluso menos de aproximadamente el 5% de la toxina de botulinum presente en la composicion farmaceutica se infiltra en un vaso sangumeo tras la aplicacion de una preparacion topica y/o transdermica de la invencion.
Los expertos en la materia apreciaran que las composiciones de la invencion que consiguen la administracion transdermica de toxina de botulinum se pueden incorporar a un dispositivo tal como, por ejemplo, un parche.
Se conocen en la tecnica una variedad de estructuras de parche transdermicas; los expertos en la materia apreciaran que las composiciones de nanopartmulas de botulinum de la invencion pueden incorporarse facilmente en cualquiera de una variedad de tales estructuras. En algunas realizaciones, un parche transdermico puede comprender ademas una pluralidad de agujas que se extienden desde un lado del parche que se aplica a la piel, donde las agujas se extienden desde el parche para proyectarse a traves del estrato corneo de la piel. En algunas realizaciones, las agujas no rompen un vaso sangumeo.
En algunas realizaciones de la presente invencion, la toxina de botulinum (por ejemplo, una composicion de nanopartmulas de botulinum) puede proporcionarse en un deposito en el parche de forma que la presion aplicada al parche haga que la toxina de botulinum se dirija fuera del parche (opcionalmente mediante agujas) y a traves del estrato corneo.
En algunas realizaciones de la presente invencion, un parche transdermico incluye un adhesivo. Algunos ejemplos de parches adhesivos son bien conocidos (por ejemplo, veanse las Patentes de los Estados Unidos Des. 296,006; 6,010,715, 5,591,767, 5,008,110, 5,683,712, 5,948,433 y 5,965,154). Los parches adhesivos generalmente se caracterizan por tener una capa adhesiva, que se aplicara a la piel de la persona, un deposito o reservorio para contener un agente farmaceutico, y una superficie exterior que evita la fuga del producto farmaceutico del deposito. La superficie exterior de un parche generalmente no es adhesiva.
De acuerdo con la presente invencion, la neurotoxina se incorpora al parche para que la neurotoxina permanezca estable durante largos periodos de tiempo. Por ejemplo, la neurotoxina puede estar presente en una composicion de nanopartmulas de botulinum de la invencion. Alternativa o adicionalmente, la neurotoxina puede incorporarse en una matriz polimerica que estabiliza la neurotoxina, y permite que la neurotoxina se difunda desde la matriz y el parche.
La neurotoxina tambien se puede incorporar en la capa adhesiva del parche, de modo que una vez que el parche se aplica sobre la piel, la neurotoxina se puede difundir a traves de la piel. En una realizacion, la capa adhesiva puede activarse por calor cuando las temperaturas de aproximadamente 37°C hacen que el adhesivo se licue lentamente de modo que la neurotoxina se difunde a traves de la piel. El adhesivo puede permanecer pegajoso cuando se almacena a menos de 37°C, y una vez aplicado a la piel, el adhesivo pierde su pegajosidad a medida que se licua. La administracion de la toxina se completa una vez que el parche ya no se adhiere a la piel.
Los expertos en la tecnica apreciaran que un parche transdermico no es mas que un ejemplo de un dispositivo con el que pueden administrate composiciones de nanopartfculas de botulinum de la invencion. Para dar solo algunos otros ejemplos, se puede emplear un dispositivo que permita que la composicion se aplique sin aplicar primero la composicion a los dedos, lo que puede conducir a una paralisis indeseable de los dedos. Los dispositivos adecuados incluyen espatulas, hisopos, jeringas sin agujas y parches adhesivos. El uso de espatulas o hisopos, o similares, puede requerir que el dispositivo se inserte en un recipiente que contiene la composicion. El uso de jeringas puede lograrse llenando la jeringa con la composicion. La composicion se puede extender topicamente mediante espatulas o hisopos, o se puede expulsar de las jeringas sobre la piel de la persona.
En muchas realizaciones de la invencion, puede ser deseable limitar el suministro de toxina de botulinum a solo un area de administracion prevista. En algunas realizaciones, tal administracion limitada se puede llevar a cabo utilizando una composicion de nanopartfculas de botulinum de la invencion en un dispositivo de aplicacion que permite la aplicacion de la composicion a un sitio diana en la piel sin aplicar la composicion a areas del sitio no objetivo de la piel. Claramente, se puede utilizar un parche transdermico para este fin. Alternativa o adicionalmente, si la toxina de botulinum se va a aplicar topicamente a solo un area seleccionada, otras areas pueden estar cubiertas o pretratadas o de otra manera estar protegidas de la exposicion.
Aplicaciones de tratamiento de la toxina de botulinum
Como se describe en el presente documento, muchas realizaciones de la presente invencion implican la administracion de toxina de botulinum a un sujeto en el contexto de una composicion de nanopartfculas. Tal administracion es util en una variedad de contextos, que incluyen, en particular, ciertas aplicaciones cosmeticas y medicas. Algunas de tales aplicaciones se discuten con mas detalle a continuacion.
Aplicaciones cosmeticas
La toxina de botulinum A (BTXA) se ha convertido en un farmaco ampliamente utilizado en dermatologfa cosmetica. Los efectos adversos de la BTXA observados con el uso cosmetico tienen un impacto significativo en el cumplimiento del paciente. Actualmente, la BTXA es administrada por personal medico y en un entorno clmico, ya que la BTXA se administra por inyeccion, lo que requiere personal capacitado, y porque las principales herramientas para prevenir los efectos adversos de la BTXA son el conocimiento y la habilidad. El uso de tecnicas correctas de inyeccion es obligatorio ya que la mayona de los efectos no deseados son causados por una tecnica incorrecta. El conocimiento de la anatomfa humana (es decir, por ejemplo, los musculos faciales y extrafaciales) es importante para que los medicos seleccionen la dosis, el tiempo y la tecnica optimos.
Los efectos adversos mas comunes de los procedimientos actuales para administrar BTXA son dolor y hematoma. Por ejemplo, cuando la solucion de BTXA se administra por inyeccion a la region periocular, la ptosis de los parpados y las cejas son efectos adversos frecuentes. Los efectos adversos como dolor, hematoma, equimosis y moretones tambien pueden ocurrir en la parte superior e inferior de la cara y en sitios extrafaciales. Otros posibles efectos adversos incluyen, entre otros, cefalea y posible interaccion con medicamentos concomitantes. Se han hecho sugerencias para evitar los efectos adversos mas indeseados mediante la implementacion de las tecnicas adecuadas de dilucion, almacenamiento e inyeccion, asf como la exclusion cuidadosa de los pacientes con cualquier contraindicacion. El dolor, el hematoma, la equimosis y los moretones se pueden prevenir al enfriar la piel antes y despues de la inyeccion de BTXA. La ptosis del parpado superior puede corregirse parcialmente usando gotas oculares de apraclonidina o fenilefrina (Wollina et al., 2005, Am. J. Clin. Dermatol., 6: 141). Sin embargo, los efectos adversos significativos permanecen con las estrategias actuales.
Por el contrario, la presente invencion proporciona metodos y composiciones para administrar de forma segura y efectiva toxinas de botulinum de una manera que minimice los efectos secundarios adversos. En una realizacion, la presente invencion contempla el metodo de administracion de botulinum como una composicion administrada topicamente y/o localmente que comprende una composicion de nanopartfculas tal como una nanoemulsion microfluidizada. En una realizacion, la composicion se formula como una crema, unguento, aceite, espuma, aerosol o gel.
Los expertos en la tecnica apreciaran que las composiciones de nanopartfculas de botulinum de la invencion se pueden formular junto con cualquiera de una variedad de medios cosmeticamente aceptables en preparaciones cosmeticas tales como lfquidos, cremas, emulsiones, geles, lociones espesantes o polvos; pueden contener agua y tambien cualquier solvente cosmeticamente aceptable, en particular, monoalcoholes, tales como alcanoles que tienen de 1 a 8 atomos de carbono (como etanol, isopropanol, alcohol bendlico y alcohol feniletflico), polialcoholes, como alquilen glicoles (como glicerina, etilenglicol) y propilenglicol) y glicoleteres, tales como mono, di y trietilenglicolmonoalquileteres, por ejemplo, etilenglicolmonometileter y dietilenglicolmonometileter, utilizados individualmente o en una mezcla. Tales componentes pueden estar presentes, por ejemplo, en proporciones de hasta tanto como 70% en peso, con relacion al peso de la composicion total.
Las preparaciones cosmeticas que incluyen composiciones de nanopartmulas de botulinum de la invencion pueden contener al menos una carga, especialmente con el fin de obtener un producto mate, que es especialmente deseado para individuos con piel grasosa. El termino "relleno" significa cualquier partmula que sea solida a temperatura ambiente y presion atmosferica, usada sola o en combinacion, que no reaccione qmmicamente con los diversos ingredientes de la composicion y que sea insoluble en estos ingredientes, incluso cuando se introducen estos ingredientes a una temperatura superior a la temperatura ambiente y especialmente a su punto de reblandecimiento o a su punto de fusion. Tales rellenos inertes tienen tfpicamente puntos de fusion al menos superiores a 170°C, y mejor aun superiores a 200°C.
Los rellenos pueden ser absorbentes o no absorbentes, es decir, capaces en particular de absorber los aceites de la composicion y tambien las sustancias biologicas secretadas por la piel. En algunas realizaciones, los rellenos estan en partmulas y tienen un diametro aparente que vana de 0.01 a 150 pm, preferiblemente de 0.5 a 120 pm y aun mejor de 1 a 80 pm. Un diametro aparente corresponde al diametro del drculo en el que se inscribe la partmula elemental a lo largo de su dimension mas pequena (grosor para lamelas).
Tratamiento de arrugas
Las arrugas faciales que involucran las regiones de la frente, glabelar, ritides y/o periorbitales son un problema estetico comun y se cree que estan relacionadas con la hiperactividad de la musculatura facial subyacente. Por ejemplo, el desarrollo de arrugas glabelares se relaciona, al menos en parte, con la dinamica de los musculos procerus subyacente, corrugador superciliar y orbicularis oculi. Las lmeas faciales se consideran problematicas porque producen la apariencia del envejecimiento. En algunos casos, tambien pueden malinterpretarse como manifestaciones de emociones negativas (por ejemplo, enojo, ansiedad, tristeza), fatiga o estres.
En los ultimos anos, las inyecciones de soluciones de toxina de botulinum se han convertido en una de las terapias mas populares para el tratamiento de lmeas faciales hiperfuncionales. Despues de la inyeccion, la toxina actua para paralizar o debilitar los musculos mimeticos faciales. Esto aparentemente reduce o elimina la aparicion de arrugas. Sadick NS., "The cosmetic use of botulinum toxin type B in the upper face" Clin Dermatol. 22(1): 29-33 (2004).
El uso cosmetico inicial de una solucion de toxina de botulinum fue para el tratamiento de lmeas de expresion en la frente (Carruthers et al., 1992, J. Dermatol. Surg Oncol., 18:17). Tambien se ha observado que la inyeccion de solucion de BTX en el platisma produce un levantamiento de la boca (Brandt et al., 1998, Dermatol. Surg., 24: 1232).
La inyeccion de solucion de BTX en el punto del menton tambien se ha realizado para el tratamiento del pliegue del menton prominente (Carruthers et al., "Cosmetic Uses of Botulinum A Exotoxin", pags. 325-48, Advances in Dermatology, James, et al., eds., Mosby-Yearbook, Chicago, 1997).
La presente invencion proporciona composiciones de nanopartmulas para el tratamiento de arrugas faciales y/o expresiones faciales antiesteticas (por ejemplo debido a hiperactividad de la musculatura facial subyacente). Por supuesto, los principios y/o composiciones relevantes para el tratamiento de arrugas y/o expresiones faciales pueden aplicarse igualmente a lmeas o arrugas indeseables causadas por la actividad muscular en otras partes del cuerpo (por ejemplo, lmeas del cuello, etc.). En algunas realizaciones, las composiciones de nanopartmulas de la invencion para uso en el tratamiento de arrugas comprenden una o mas toxinas neuroparaltticas; en algunas realizaciones, tales toxinas son capaces de bloquear la actividad del musculo facial; en algunas realizaciones, tales toxinas comprenden toxina de botulinum (BTX). En algunas realizaciones, la presente invencion contempla la administracion de una nanoemulsion de toxina de botulinum microfluidizada para arrugas faciales.
Recientemente se ha sugerido que la aparicion de arrugas y/o lmeas de expresion se puede retrasar por el uso a largo plazo de la toxina de botulinum tipo A el tratamiento con toxina a traves de inyecciones repetidas (Binder, 2006, Arch Plast facial Surg., 8: 426). Sin embargo, las inyecciones repetidas son dolorosas para el paciente, y existe el riesgo de inyectar grupos musculares involuntarios, que pueden causar efectos secundarios adversos (por ejemplo, ptosis). En algunas realizaciones, se aplica una nanoemulsion de botulinum en la cara y/o el cuello durante un penodo de tiempo prolongado para retrasar el inicio de lmeas o arrugas faciales (o del cuello). En algunas realizaciones, se aplica una nanoemulsion de botulinum a intervalos regulares en la cara y/o el cuello durante un penodo de tiempo prolongado para retrasar la aparicion de arrugas o lmeas faciales. En algunas realizaciones, se aplica una toxina de botulinum a intervalos regulares en la cara y/o el cuello durante un penodo de tiempo superior a 6 meses para retrasar la aparicion de arrugas o lmeas faciales. En algunas realizaciones, se aplica una toxina de botulinum a intervalos regulares en la cara y/o el cuello durante un penodo de tiempo superior a 1 ano para retrasar el inicio de las arrugas o lmeas faciales. En algunas realizaciones, se aplica una toxina de botulinum a intervalos regulares en la cara y/o el cuello durante un penodo de tiempo superior a 5 anos para retrasar la aparicion de arrugas o lmeas faciales. En algunas realizaciones, se aplica una toxina de botulinum a intervalos regulares en la cara y/o el cuello durante un penodo de tiempo superior a 10 anos para retrasar la aparicion de arrugas o lmeas faciales.
Lmeas faciales hipercineticas
Se ha evaluado la inyeccion de toxina de botulinum tipo B (BTX-B) en el tratamiento de lmeas faciales hiperfuncionales. Por ejemplo, veinticuatro pacientes fueron tratados con 400 a 800 unidades de BTX-B en el corrugador, orbicularis oculi o musculo frontal. Las mejoras en la lmea facial se pueden evaluar utilizando el nivel de mejora de arrugas (WIS) y la Escala de lmea cinetica numerica nominal (RNKLS). Un estudio informo que el inicio del efecto fue dentro de las 72 horas. WIS y RNKLS para todos los sitios fueron estadfsticamente mejores despues del tratamiento, con un efecto de 8 semanas. En general, los pacientes notaron una mejora moderada (grado 2) en WIS y una mejora de 2 puntos en RNKLS (Ramirez et al., 2002, Otolaryngol. Head Neck Surg., 126: 459).
En algunas realizaciones, la presente invencion contempla la administracion de una composicion de nanopartfculas de botulinum tal como una nanoemulsion de toxina de botulinum microfluidizada a lmeas faciales hipercineticas. En algunas realizaciones, la presente invencion contempla la administracion de una composicion de nanopartfculas de botulinum a regiones de la cara que tfpicamente desarrollan arrugas antes de la formacion de arrugas. Se espera que dicha administracion repetida pueda retrasar el inicio y/o reducir la intensidad o la gravedad de las arrugas que finalmente pueden desarrollarse (Binder, 2006, Arch. Facila Plast. Surg., 8: 426).
Bandas de platisma
El platisma es una capa ancha y delgada de musculo que se encuentra a cada lado del cuello inmediatamente debajo de la fascia superficial que pertenece al grupo de musculos faciales, que esta inervado por el nervio facial, y que dibuja el labio inferior y la esquina de la boca hacia un lado y hacia abajo y cuando se mueve con fuerza expande el cuello y dibuja su piel hacia arriba.
Se ha informado que la inyeccion de toxina de botulinum Z trata las bandas hipertroficas de musculo platisma (es decir, tfpicamente denominadas cuello envejecido). Un sistema de clasificacion (I a IV) basado en las arrugas del cuello horizontales, las bandas de platisma y la laxitud de la piel puede categorizar el grado de deformidad y servir como una grna para las dosis sugeridas de botulinum. Por ejemplo: Tipo II se refiere a las arrugas del cuello horizontales leves; flacidez delgada y leve del musculo platisma; y laxitud leve de la piel; Tipo III se refiere a las arrugas del cuello horizontales moderadas; flacidez muscular de platisma gruesa y moderada; y la laxitud moderada de la piel (Matarasso et al., 1999, Plast. Reconstr. Surg., 103: 645).
En una realizacion, la presente invencion contempla la administracion de una composicion de nanopartfculas de botulinum tal como una nanoemulsion de toxina de botulinum microfluidizada a las bandas de platisma.
Aplicaciones medicas
Trastornos neuromusculares
La BTX producida por la bacteria Clostridium botulinum paraliza de forma reversible el musculo estriado cuando se administra en dosis sub-letales. La BTX se ha utilizado en el tratamiento de varios trastornos neuromusculares y afecciones que involucran espasmos musculares y/o contractura incluyendo diversas formas de paralisis, contractura facial, distoma, espasmo hemifacial, temblor, espasticidad (por ejemplo, resultado de esclerosis multiple), musculo retroorbital, y varias otras condiciones oftalmologicas (Carruthers et al., 1996, J Am. Acad. Dermatol, 34: 788).
Paralisis facial
Se ha informado que la inyeccion de BTX en un grupo de musculos en un lado de la cara de un paciente se ha usado para tratar la sinquinesia facial y la asimetna vertical causada por la paralisis del nervio facial (Armstrong et al., 1996, Clin. Otolaryngol., 21:15). En este ultimo procedimiento, los musculos levator anguli oris, zygomaticus major, rizorius y depressor anguli oris asociados con la boca junto con diversos musculos asociados con el ojo en el lado normal de la cara de un paciente fueron tratados como un grupo con el fin de afectar la simetna vertical completa de la cara de un paciente para compensar los efectos de la paralisis nerviosa en el lado no tratado de la cara.
En una realizacion, la presente invencion contempla la administracion de una composicion de nanopartmulas de botulinum tal como una nanoemulsion de toxina de botulinum microfluidizada a musculos faciales espasticos.
Blefaroespasmo
El blefaroespasmo se diagnostica en respuesta a la contraccion repetida y ntmica de los musculos del parpado (es decir, tambien conocido como espasmo del parpado). En algunos casos, el parpado puede cerrarse (o casi cerrarse) varias veces y volver a abrirse. El origen de esta afeccion generalmente es el resultado de la fatiga, el estres y/o la cafema. Sin embargo, una vez que comienzan los espasmos, pueden continuar de manera intermitente durante algunos dfas.
Son posibles contracciones mas severas, cuando el parpado se cierra completamente. Esta condicion agravada puede ser causada por irritacion de la superficie del ojo (cornea) o las membranas que recubren los parpados (conjuntiva). Esta forma de espasmo de los parpados dura mucho mas, a menudo es muy incomodo y tambien puede hacer que los parpados se cierren por completo.
Los smtomas del blefaroespasmo incluyen, pero no se limitan a, espasmos o espasmos repetitivos e incontrolables de su parpado (generalmente el parpado superior), sensibilidad a la luz o vision borrosa.
En algunas realizaciones, la presente invencion contempla la administracion de una composicion de nanopartmulas de botulinum tal como una nanoemulsion de toxina de botulinum microfuidizada al musculo del parpado.
Paralisis cerebral
La paralisis cerebral incluye un grupo de trastornos caracterizados por perdida de movimiento o perdida de otras funciones nerviosas. Estos trastornos son causados por lesiones en el cerebro que ocurren durante el desarrollo fetal o cerca del momento del nacimiento. La paralisis cerebral puede ser causada por una lesion en el cerebro (la porcion mas grande del cerebro, que esta involucrada con facultades mentales mas altas, sensaciones y actividades musculares voluntarias).
La lesion del cerebro puede provocar la perdida de las funciones nerviosas en areas muy diferentes. El hallazgo clasico de PC es la espasticidad (aumento del tono muscular) que puede afectar una sola extremidad, un lado del cuerpo (hemiplejfa espastica), ambas piernas (diplejfa espastica) o ambos brazos y piernas (tetraplejia espastica). Ademas, puede haber una perdida parcial o total de movimiento (paralisis), anomalfas sensoriales y defectos de la audicion y la vision. Las anormalidades del habla son comunes y pueden ocurrir convulsiones.
La funcion intelectual en pacientes con CP puede variar desde un retraso mental extremadamente intenso de normal a severo. Los smtomas suelen ser evidentes antes de los 2 anos y en casos graves pueden aparecer tan tempranamente como en 3 meses. La paralisis cerebral es un tipo de encefaloparta no progresiva (lesion del cerebro) y los smtomas que resultan directamente de la enfermedad no empeoran.
Las clasificaciones de paralisis cerebral incluyen espastica, discinetica, ataxica y mixta. La paralisis cerebral espastica incluye alrededor del 50% de los casos. La paralisis cerebral discinetica (atetoide) afecta aproximadamente al 20%. Implica el desarrollo de movimientos anormales (torsiones, sacudidas u otros movimientos). La paralisis cerebral ataxica implica temblores, marcha inestable, perdida de la coordinacion y movimientos anormales. Afecta alrededor del 10%. El 20% restante se clasifica como mixto, con cualquier combinacion de los smtomas anteriores.
Los smtomas de la paralisis cerebral incluyen, pero no se limitan a convulsiones, contracciones musculares, dificultad para succionar o alimentar, respiracion irregular, retraso en el desarrollo de las habilidades motoras, como alcanzar, sentarse, rodar, gatear, caminar, retraso mental motriz, retraso mental, anomalfas del habla (disartria), anomalfas visuales, anomalfas auditivas, espasticidad, contracturas articulares progresivas, rango de movimiento limitado o clavijas dentadas.
Las toxinas de botulinum son eficaces en el tratamiento del nino con paralisis cerebral y otras hipertomas al disminuir la deformidad, promover la funcion, mejorar el control motor y el alargamiento de los musculos acortados. Para los ninos con hipertoma focal, las toxinas de botulinum ofrecen un cambio dramatico pero temporal repetible que afecta la rehabilitacion. La investigacion ha capturado rapidamente el efecto positivo de las toxinas sobre el deterioro y las limitaciones funcionales. El uso a largo plazo de las toxinas de botulinum y el papel que desempenan las toxinas a lo largo de la vida de la persona con un trastorno hipertonico infantil todavfa no se han determinado (Gaebler-Spira et al., 2003, Phys. Med. Rehabil. Clin. N Am., 14: 703).
En una realizacion, la presente invencion contempla la administracion de una composicion de nanopartmulas de botulinum tal como una nanoemulsion de toxina de botulinum microfluidizada a un paciente que presenta smtomas de hipertoma. En una realizacion, la hipertoma comprende paralisis cerebral. En una realizacion, el paciente es un nino.
Estrabismo
El estrabismo implica la desviacion de la alineacion de un ojo en relacion con el otro y tambien se denomina ojos cruzados, esotropia, exotropfa, estrabismo o leucorrea. Se cree que el estrabismo es causado por una falta de coordinacion entre los ojos. Como resultado, los ojos miran en diferentes direcciones y no se enfocan simultaneamente en un solo punto.
En la mayona de los casos de estrabismo en ninos, la causa es desconocida. En mas de la mitad de estos casos, el problema esta presente al momento o poco despues del nacimiento (estrabismo congenito). Cuando los dos ojos no se enfocan en la misma imagen, el cerebro puede aprender a ignorar la entrada de un ojo. Si se permite que esto continue, el ojo que el cerebro ignora nunca vera bien. Esta perdida de vision se llama ambliopfa y con frecuencia se asocia con estrabismo.
El estrabismo adquirido en adultos puede ser causado por lesiones en la orbita del ojo o el cerebro, que incluyen lesiones de cabeza cerradas y accidentes cerebrovasculares. Las personas con diabetes a menudo tienen perdida de circulacion que causa un estrabismo paralttico adquirido. La perdida de vision en un ojo por cualquier causa generalmente hara que el ojo gire gradualmente hacia afuera (exotrc^a). Debido a que los cerebros de los adultos ya estan desarrollados para la vision, los problemas asociados con la ambliopfa, en los cuales el cerebro ignora la entrada de un ojo, no ocurren con el estrabismo de los adultos.
Los smtomas de estrabismo incluyen, pero no se limitan a, ojos que aparecen cruzados, ojos que no se alinean en la misma direccion, movimientos oculares descoordinados, vision doble o vision en un solo ojo con perdida de percepcion de profundidad.
Se han informado resultados a largo plazo de la terapia con botulinum en pacientes que tienen esotropia adquirida. Sesenta y ocho ninos (rango de edad, 8-64 meses) con esotropia adquirida se inscribieron en un estudio prospectivo. La toxina de botulinum A se inyecto en los dos rectos medianos. Los estados motores y sensoriales se evaluaron a 1 y 2 semanas; 3, 6 y 12 meses; y cada ano despues de la ultima inyeccion.
Despues de un seguimiento promedio de 4.8 anos desde la ultima inyeccion, se obtuvo el exito motor en 36 ninos con una inyeccion (52.9%), aumentando a 48 (70.6%) y 60 (88.2%) ninos despues de dos y tres inyecciones, respectivamente. Cuarenta y ocho (70.6%) pacientes teman al menos fusion periferica (binocularidad de categona 1) y 32 (47.1%) teman estereoacuidad de al menos 400 segundos de arco (binocularidad de categona 2). La hipermetropfa mas alta, la ambliopfa menos severa y un angulo mas pequeno de esotropia fueron los mejores predictores del exito motor. La ambliopfa minima y la alineacion motora favorable se asociaron con un mejor resultado de binocularidad.
La toxina de botulinum puede ser un tratamiento eficaz a largo plazo de la endotropfa adquirida. Es especialmente util en ninos con hipermetropfa alta, ambliopfa minima y pequena desviacion esotropica (Tejedor et al., 2001, Investigative Ophthalmology and Visual Science, 42: 2542).
En una realizacion, la presente invencion contempla la administracion de una composicion de nanopartfculas de botulinum tal como una nanoemulsion de toxina de botulinum microfluidizada a un paciente qaue presenta smtomas de estrabismo. En una realizacion, el paciente es un nino.
Distoma
La distoma es una afeccion medica que comprende movimientos involuntarios lentos y retorcidos. Un movimiento incontrolado o lento se define como un deterioro del tono muscular (generalmente en grupos musculares grandes), que provoca contracciones involuntarias lentas de la cabeza, las extremidades, el tronco o el cuello (es decir, distoma cervical). Los movimientos de torsion lentos y sinuosos de los musculos (atetosis) o la contraccion muscular sostenida (distoma) pueden ser causados por una serie de afecciones, que incluyen paralisis cerebral, encefalitis, efectos secundarios de los medicamentos, encefalopatfa hepatica y corea de Huntington. El movimiento anormal puede reducirse o desaparecer durante el sueno, pero se ve agravado por el estres emocional. Posturas anormales ya veces grotescas pueden ser una manifestacion de estos movimientos.
En una realizacion, la presente invencion contempla la administracion de una composicion de nanopartmulas de botulinum tal como una nanoemulsion de toxina de botulinum microfluidizada a un paciente que presenta smtomas de distoma.
Hiperplasia prostatica
La inyeccion de toxina de botulinum puede ser efectiva en hombres con hiperplasia prostatica benigna. Treinta hombres con hiperplasia prostatica benigna se inscribieron en un estudio aleatorizado, controlado con placebo.
Despues de una evaluacion inicial, cada participante recibio 4 mL de solucion inyectada en la glandula prostatica.
Los pacientes del grupo control recibieron solucion salina y los pacientes del grupo tratado recibieron 200 U de toxina de botulinum A. El resultado de cada grupo se evaluo comparando las puntuaciones de los smtomas, la concentracion serica de antfgeno prostatico espedfico, el volumen prostatico, el volumen residual de orina postmiccional, y las tasas pico de flujo urinario.
Despues de 2 meses, 13 pacientes en el grupo tratado y 3 en el grupo control teman alivio sintomatico subjetivo (P=0.0007). En pacientes que recibieron toxina de botulinum, la puntuacion de los smtomas se redujo en un 65% en comparacion con los valores basales y la concentracion serica de antfgeno prostatico espedfico en un 51% desde el inicio. En los pacientes que recibieron solucion salina, el puntaje de los smtomas y la concentracion serica de antfgeno prostatico espedfico no cambiaron significativamente en comparacion con los valores iniciales y los valores de 1 mes. El seguimiento promedio 19.6 ± 3.8 meses (Maria et al., 2003, Urology 62: 259).
En una realizacion, la presente invencion contempla la administracion de una composicion de nanopartmulas de botulinum tal como una nanoemulsion de toxina de botulinum microfluidizada a un paciente que presenta smtomas de hiperplasia de prostata.
Hiperhidrosis
La hiperhidrosis es una condicion medica en la que una persona suda en exceso e impredeciblemente. Las personas con hiperhidrosis pueden sudar incluso cuando la temperatura es buena y cuando estan en reposo. La sudoracion ayuda al cuerpo a mantenerse fresco y es perfectamente natural. Las personas sudan mas en temperaturas calidas, cuando hacen ejercicio o en respuesta a situaciones que los ponen nerviosos, enojados, avergonzados o temerosos. Sin embargo, la sudoracion excesiva ocurre sin tales desencadenantes. Las personas con hiperhidrosis parecen tener glandulas sudonparas hiperactivas. La sudoracion incontrolable puede causar incomodidad significativa, tanto ffsica como emocional. Cuando la sudoracion excesiva afecta las manos, los pies y las axilas, se denomina hiperhidrosis primaria o focal. La hiperhidrosis primaria afecta al 2%-3% de la poblacion, aunque menos del 40% de los pacientes con esta afeccion buscan consejo medico. En la mayona de los casos de hiperhidrosis primaria, no se puede encontrar ninguna causa. Parece funcionar en familias. Si la sudoracion ocurre como resultado de otra condicion medica, se llama hiperhidrosis secundaria. La sudoracion puede estar en todo el cuerpo o puede estar localizada en un area. Las afecciones que causan la segunda hiperhidrosis incluyen, entre otras, acromegalia, hipertiroidismo, trastornos del control de la glucosa, feocromocitoma, smdrome carcinoide, cancer, tuberculosis, infecciones, menopausia, lesion de la medula espinal, apoplejfa, enfermedad de Parkinson, enfermedad cardfaca o pulmonar, medicamentos, sustancias de abuso o condiciones de ansiedad. El smtoma principal de la hiperhidrosis es la humedad.
La toxina de botulinum tipo A (BOTOX®) fue aprobada por la FDA en 2004 para el tratamiento de la sudoracion intensa de las axilas, una afeccion llamada hiperhidrosis axilar primaria. Pequenas dosis de toxina de botulinum inyectada en la axila bloquean temporalmente los nervios que estimulan la sudoracion. Los efectos secundarios incluyen dolor en el lugar de la inyeccion y smtomas parecidos a la gripe. BOTOX® utilizado para la sudoracion de las palmas puede causar debilidad leve pero temporal y dolor intenso.
En una realizacion, la presente invencion contempla la administracion de una composicion de nanopartmulas de botulinum tal como una nanoemulsion de toxina de botulinum microfluidizada a un paciente que presenta smtomas de hiperhidrosis.
Ejemplificacion
Los siguientes ejemplos solo pretenden proporcionar ilustraciones de realizaciones espedficas contempladas por la presente invencion. Los ejemplos no estan destinados de ninguna manera a ser limitantes.
Ejemplo 1: Formulacion de nanoemulsion de botulinum
Este ejemplo presenta una realizacion de nanoemulsion preparada por microfluidizacion que comprende toxina de botulinum (es decir, por ejemplo, BOTOX®).
Se realizo una preparacion para microfluidizacion de la siguiente manera:
1. Se mezclaron 5 g de aceite de soja y 5 g de Tween 80, calentando segun sea necesario (tfpicamente no requerido) para emulsionar la mezcla.
2. 100 unidades de BOTOX®, incorporadas dentro de una matriz de albumina humana (Allergan, Irvine CA), se anadieron a 100 mL de agua desionizada/destilada y se agitaron hasta que se mezclaron uniformemente.
3. La preparacion de la Etapa 1 se a la preparacion de la a Eñatadpióa 2 y se agito hasta que se mezclo uniformemente.
4. La preparacion se homogeneizo durante 1 minuto (ver distribuciones de partmulas resultantes en la Tabla 1 y la Figura 1)
5. El procedimiento de microfluidizacion de paso unico a 24.000 psi se realizo usando un procesador Microfluidizer®. La nanoemulsion resultante se evaluo para el tamano de partmula usando el clasificador de partmulas Malvern Nano S capaz de dimensionar partmulas entre aproximadamente 0.6 nm y 6000 nm. La preparacion de nanoemulsion BOTOX® tema dos picos de tamano de partmula que teman un tamano medio de partmula de 95.33 nm (Tabla 2 y Figura 2).
Tabla 1: Distribucion del tamano de partfculas de una microemulsion homogenizada de BOTOX®
Diam. (nm) % Intensidad Ancho (nm)
Z-Promedio: 3391 Pico 1 1512 100 76.6
PDI: 0.341 Pico 2 0 0 0
Interceptar: 0.5852 Pico 3 0 0 0
Tabla 2: Distribucion del tamano de partfculas de una Nanoemulsion de BOTOX® microfluidizada
Diam. (nm) % Intensidad Ancho (nm)
Z-Promedio: 95.33 Pico 1 134.2 76.49 31.03
PDI: 0.252 Pico 2 44.97 23.51 6.34
Interceptar: 0.9659 Pico 3 0 0 0
Ejemplo 2: Efecto relajante muscular de nanoemulsiones inyectadas de BOTOX®
Este ejemplo presenta una realizacion de nanoemulsiones BOTOX® que tienen una eficacia comparable a la de la solucion libre de inyecciones de BOTOX® como solucion salina.
El diseno experimental comparo las siguientes dos preparaciones de BOTOX®:
1) Las nanoemulsiones de BOTOX®, preparadas de acuerdo con el Ejemplo 1, se inyectaron mediante inyeccion intramuscular (IM) en la pata trasera (musculo gastrocnemio) de ratones Swiss Webster hembra.
2) Las soluciones salinas de BOTOX® se inyectaron mediante inyeccion intramuscular (IM) en el musculo gastrocnemio de la pata trasera de ratones Swiss Webster hembra.
El ensayo de Calificacion de Abduccion de Dedos (DAS) se uso para determinar la eficacia local del debilitamiento muscular (Aoki, 1999). Los valores de DAS se asignaron de la siguiente manera: (0) pie plano, distribucion de dedos igual que la pata de control; (1) pie plano, una diferencia en el ancho de la abduccion de los dedos en comparacion con la pierna de control o dos dedos que se tocan y el resto se extiende por completo; (2) pie plano, espacio leve abierto en las puntas de todos los dedos o tres dedos tocando; (3) cinco dedos tocando si el pie es plano, cuatro dedos juntos si el pie esta curvado; (4) pie curvo, tocando los cinco dedos.
La inyeccion IM de la nanoemulsion BOTOX® y la solucion salina BOTOX® se evaluaron mediante DAS durante siete dfas bajo un protocolo ciego simple. Se observaron puntajes DAS de 1-2 tanto para la nanoemulsion de toxina de botulinum (3.96 U/5 pl) como para la solucion salina de toxina de botulinum (3.96 U/5 pl). El grupo de control, que es una nanoemulsion blanco, tema DAS (0). Cada grupo (nanoemulsion de toxina de botulinum, solucion salina y control) estaba compuesto por cinco (5) animales.
Esta informacion demuestra que las tecnicas de microfluidizacion no destruyen las caractensticas funcionales de la toxina de botulinum como se demuestra mediante la inyeccion de solucion salina de toxina de botulinum no microfluidizada y que las nanoemulsiones de toxina de botulinum son funcionalmente eficaces.
Ejemplo 3: Efecto relajante muscular de las nanoemulsiones transdermicas de BOTOX®
Este ejemplo demuestra la eficacia terapeutica de las nanoemulsiones de botulinum aplicadas por via transdermica (es decir, por ejemplo, una nanoemulsion BOTOX®).
Una nanoemulsion BOTOX® (9.9 U/100 pl), preparada de acuerdo con el Ejemplo 1, se administro por via topica al musculo gastrocnemio de la pata trasera de cinco (5) ratones hembras Swiss Webster. Un grupo de control de cinco (5) ratones hembras Swiss Webster recibio una nanoemulsion preparada de forma identica, excepto que se omitio BOTOX®. Durante los siete dfas despues del tratamiento, se observaron puntajes DAS de 1-2, puntuados de acuerdo con el Ejemplo 2, para el grupo tratado con nanoemulsion de toxina de botulinum pero no en el grupo control. La agravacion de la piel (por ejemplo, irritacion, enrojecimiento, etc.) no se observo en ningun momento despues del tratamiento. Los datos muestran que una nanoemulsion de toxina de botulinum es biologicamente activa tras la administracion transdermica de una manera similar a las inyecciones de toxina de botulinum administradas convencionalmente.
Ejemplo 4: Efectos relajantes musculares debidos a la administracion de una nanoemulsion de botulinum: comparacion controlada de la nanoemulsion de botulinum inyectada estandar frente a la topica en ratones
Este ejemplo proporciono un experimento controlado para demostrar que la aplicacion de una nanoemulsion de botulinum topica de la invencion podna inducir efectos relajantes musculares equivalentes a una preparacion de botulinum inyectada estandar (que no era una nanoemulsion).
Metodo
Se compraron 35 ratones Swiss Webster hembras de Charles River de aproximadamente 20 gramos de peso. Al llegar, todos los animales se aclimataron a sus jaulas durante una semana (el grupo alojo 5 ratones por jaula por grupo como se define a continuacion) y se les proporciono lecho estandar y Purina 5001 chow. Despues de una semana, se uso Calificacion de Abduccion de Dedos (DAS) para determinar la funcion muscular local despues de la aplicacion de una nanoemulsion BOTOX® preparada de acuerdo con el Ejemplo 1. En el ensayo DAS, los ratones se suspendieron brevemente por la cola (10 segundos) para provocar una respuesta de sobresalto caractenstico en la que el animal extendio sus patas traseras y abdujo sus ultimos dedos. Este ensayo se realizo una vez a la semana durante 3 semanas.
Se prepararon tres preparaciones de tratamiento para tres grupos de tratamiento de ratones: 1) BOTOX® en una solucion salina para inyeccion, 2) una nanoemulsion que contiene BOTOX® y 3) una nanoemulsion "blanco" que contiene todos los constituyentes de la nanoemulsion BOTOX® excepto el BOTOX® que tambien se proceso a traves del procesador Microfluidizer® de una manera identica a la nanoemulsion que contiene BOTOX®.
Paradigmas de tratamiento
Grupo 1 (IM) Se inyectaron 15 ratones con 10U/5uL de BOTOX®/kg de peso corporal que se suspendio en una solucion salina y luego se inyecto en el musculo gastrocnemio de la pata trasera de los ratones.
Grupo 2 (topico) Se trataron 15 ratones topicamente con 10 U/100 pl de nanoemulsion de BOTOX®/kg de peso corporal que se aplico a la piel de los ratones que recubre el musculo gastrocnemio de la pata trasera.
Se trataron 15 ratones del Grupo 3 (control) por via topica con nanoemulsion blanco que no contema BOTOX® aplicada a la piel de los ratones que recubre el musculo gastrocnemio de la pata trasera.
Evaluacion
Una semana despues de la inyeccion y/o la aplicacion transdermica, el ensayo DAS se uso para determinar los potenciales efectos de debilitamiento muscular local del tratamiento. Este ensayo se realizo una vez a la semana durante las siguientes tres semanas. Despues de la inyeccion y/o aplicacion transdermica de BOTOX® o una preparacion de control, los grados variables de abduccion de los dedos se calificaron en una escala de cinco puntos (0=normal a 4=reduccion maxima en abduccion de los dedos y extension de la pierna) por un observador enmascarado para el tratamiento.
Resultados y conclusion
Una semana despues del tratamiento, el grupo de ratones (Grupo # 2) tratado con la preparacion topica de nanoemulsion de botulinum alcanzo una puntuacion de 2.8 ± 0,3 en la escala Aoki en comparacion con el grupo control de ratones (Grupo # 3) tratado con la nanoemulsion blanco que tema una puntuacion de 0.5 ± 0.3 (p <0.001). En comparacion, esos ratones (Grupo # 1) inyectados con botulinum en una solucion salina teman una puntuacion de 3.5 ± 0.3. Tres semanas despues del tratamiento, tanto el grupo de ratones tratados con la preparacion topica de nanoemulsion de botulinum como los ratones a los que se inyecto botulinum en solucion salina teman puntuaciones de Aoki que estaban en niveles de control, como se esperaba en la literatura publicada sobre la inyeccion de botulinum. (Esta disminucion en la escala de Aoki en ratones se ha observado repetidamente con botulinum, que sin embargo tiene un efecto antiarrugas continuo durante varios meses cuando se usa en dosis terapeuticas en humanos.) Ademas, agravacion de la piel (por ejemplo, irritacion, enrojecimiento, etc.) no se observo en ningun momento despues del tratamiento.
En resumen, estos datos controlados sugieren fuertemente que la preparacion topica de nanoemulsion de botulinum proporciono un efecto biologico comparable al de la inyeccion de botulinum.
Ejemplo 5: Administracion de composicion de nanopartfculas de botulinum a un sujeto humano para aliviar arrugas Se preparo una nanoemulsion de botulinum topica de la invencion y se aplico a una persona con arrugas frontales significativas para determinar si podfa ser efectiva para relajar los musculos de la frente que generaban esas arrugas (de la misma manera que se esperana de la administracion de botulinum suspendido en una solucion salina simple que se inyecto en esos musculos).
Metodos
Se realizo una nanoemulsion de botulinum empleando los siguientes pasos:
1. Agitar 800 mg de aceite de soja y 800 mg de Tween 80 en un vial esteril durante 5 minutes
2. Agregar 8.4 mL de solucion salina al 0.9% con 4500 unidades de una toxina de botulinum tipo A aprobada farmaceuticamente. Agitar durante 20 minutes
3. Homogeneizar la muestra durante 1 minuto
4. Mezclar la muestra durante 20 minutos
5. Microfluidizar una vez a 23.000 psi
La nanoemulsion se a un a voñlaudmióen igual de crema para la piel (Base PCCA Vanishing Cream Light) y se agito en vortice para dar una crema uniforme.
Se selecciono para el tratamiento a un paciente que tema arrugas horizontales significativas sobre su frente, que representaban hiperactividad de sus musculos frontales. Este paciente nunca habfa sido tratado con un producto botulmico o un producto de relleno dermico. El paciente fue evaluado antes del tratamiento por un cirujano plastico certificado usando una escala de arrugas de 4 puntos, con una puntuacion de "1" igual a "sin arrugas" y una puntuacion de "4" igual a arrugas significativas. El paciente fue evaluado usando esta escala cuando su rostro estaba "En reposo" y cuando intento crear las maximas arrugas contrayendo sus musculos frontales, lo que se logro intentando elevar al maximo sus cejas ("Elevacion maxima de cejas").
Este paciente tema una puntuacion de 4 en reposo y de 4 en la elevacion maxima de la ceja. Demostro una excelente movilidad para poder contraer los musculos frontales. El paciente fue fotografiado utilizando una camara digital SLR y video digital, tanto en reposo como cuando se le solicito realizar una elevacion maxima de la ceja (Figura 3A, elevacion maxima de la ceja antes del tratamiento).
Se le pidio al paciente que no usara ningun maquillaje facial o pantalla solar el dfa del tratamiento pero que se lavara la cara antes de ir a la consulta con jabon Ivory. Cuando estaba en la consulta, el cirujano plastico aplico 0.6 cc de la crema de nanoemulsion (preparada en el Ejemplo 1) a la frente del paciente sobre la distribucion de sus musculos frontales. La crema se aplico a la piel de la frente del paciente con una pipeta y el cirujano la froto en la piel con su dedo (cubierto con un guante de plastico) hasta que la crema no era visible para el cirujano. El paciente fue observado en la consulta del medico durante tres horas. Se le pidio que no tocara su frente durante 12 horas y luego que se lavara con jabon Ivory y agua. El paciente fue observado en el seguimiento despues de 1 dfa y luego a 1,2, 4, 8 y 12 semanas. En las visitas de seguimiento, el medico evaluo las arrugas del paciente en reposo y en elevacion maxima de cejas. Ademas, el medico repitio fotograffas y videos digitales estandarizados.
Resultados
En la primera semana despues del tratamiento, el paciente no pudo contraer los musculos de la frente, como lo demuestra la incapacidad de levantar la ceja en la elevacion maxima solicitada de la ceja (Figura 3B). Su puntaje de arrugas fue de 2 en reposo y 2 en elevacion maxima de cejas. La evaluacion clmica del medico fue que el tratamiento habfa inducido una paralisis completa de los musculos tratados que era equivalente a los tratamientos que habfa realizado en el otro paciente que utilizaba inyecciones de toxina de botulinum en un area de tratamiento similar. El paciente tuvo un leve restablecimiento de la movilidad de las cejas en la semana 8, pero continuo teniendo una reduccion significativa en la movilidad de sus cejas en la semana 12 de observacion.
El paciente pudo mover sus otros musculos faciales debajo de areas de la piel no tratadas y el cirujano plastico no observo efectos secundarios, que incluyeran cambios en la piel inmediatamente despues del tratamiento o en cualquier visita de seguimiento. Del mismo modo, el paciente no informo efectos secundarios, incluidos los cambios en la piel (por ejemplo, irritacion, enrojecimiento, etc.) en cualquier momento despues del tratamiento.
Conclusion
En resumen, este experimento sugiere fuertemente que la preparacion de nanoemulsion de botulinum topica produjo un efecto biologico y clmico significativo que el cirujano plastico evaluo para que fuera comparable en eficacia clmica a lo que se hubiera esperado para seguir un tratamiento estandar de botulinum inyectado (en una solucion salina simple) para este paciente.
Ejemplo 6: Formulaciones adicionales de composiciones de nanopartfculas de botulinum
Se preparo una variedad de diferentes composiciones de nanopartfculas de botulinum de acuerdo con el Ejemplo 1, excepto que en algunos casos, hubo diferencias en el equipo utilizado, la presion aplicada, la cantidad de botulinum anadido, y el volumen de composicion de nanopartfculas preparado, que puede explicar la variabilidad de los tamanos observados. Se observaron las siguientes distribuciones y tamano de partfcula promedio (Tabla 3):
Tabla 3: Distribucion del tamano de partfcula de las nanoemulsiones de BOTOX® microfluidizadas
Tamano medio de partfcula (nm)
76.8 91.5 94.2 95.3 97.9 112.4 Promedio 95
Umbral de distribucion (nm)
% superior a 120 36.4 48.6 47.6 54.7 50.7 53.8 49
% superior a 130 21.0 37.8 35.5 37.3 40.8 45.2 36
% superior a 150 9.1 27.4 24.8 20.3 31.4 36.8 25
% superior a 200 2.8 16.1 10.3 1.5 15.7 21.7 11
% superior a 300 0.0 0.6 4.5 0.0 3.6 9.6 3
Ejemplo 7: Relacion de presion aplicada al tamano medio de partfcula obtenido
Se preparo una formulacion de premezcla como se describe en el Ejemplo 1 (excepto por la ausencia de toxina de botulinum) y se dividio en 4 alfcuotas de 100 ml, A-D, cada una de las cuales se paso a traves de un Microfluidizer® a una presion diferente, dando como resultado un tamano de partfcula promedio diferente, como se indica a continuacion en la Tabla 4:
Tabla 4: Tamanos de partfcula de Nanoemulsiones BOTOX® microfluidizadas a diferentes presiones Preparacion Presion (psi) Tamano medio de partfcula (nm)
A 3.500 142 nm
B 10.000 107 nm
C 17.000 94 nm
D 24.000 89 nm
Equivalentes y alcance
Lo anterior ha sido una descripcion de ciertas realizaciones preferidas no limitantes de la invencion. Los expertos en la tecnica reconoceran, o seran capaces de determinar usando no mas que la experimentacion de rutina, muchos equivalentes a las realizaciones espedficas de la invencion descrita en el presente documento. Los expertos en la tecnica apreciaran que pueden realizarse diversos cambios y modificaciones a esta descripcion sin apartarse del alcance de la presente invencion, como se define en las siguientes reivindicaciones.
En las reivindicaciones, los artfculos tales como "un", "una" y "el" pueden significar uno o mas de uno a menos que se indique lo contrario o sea evidente de otro modo a partir del contexto. Las reivindicaciones o descripciones que incluyen "o" entre uno o mas miembros de un grupo se consideran satisfechas si uno, mas de uno o todos los miembros del grupo estan presentes, son empleados o son relevantes para un producto o proceso determinado a menos que se indique lo contrario o de otra manera evidente del contexto. La invencion incluye realizaciones en las que exactamente un miembro del grupo esta presente en, es empleado en, o de otro modo es relevante para un producto o proceso dado. La invencion tambien incluye realizaciones en las que mas de uno o todos los miembros del grupo estan presentes en, son empleados en, o son relevantes para un producto o proceso dado. Ademas, debe entenderse que la invencion abarca todas las variaciones, combinaciones y permutaciones en las que uno o mas limitaciones, elementos, clausulas, terminos descriptivos, etc., de una o mas de las reivindicaciones o de partes relevantes de la descripcion es introducido en otra reivindicacion. Por ejemplo, cualquier reivindicacion que dependa de otra reivindicacion puede modificarse para incluir una o mas limitaciones encontradas en cualquier otra reivindicacion que dependa de la misma reivindicacion base. Ademas, cuando las reivindicaciones citen una composicion, debe entenderse que estan incluidos los metodos para usar la composicion para cualquiera de los fines descritos en el presente documento, y los metodos para preparar la composicion de acuerdo con cualquiera de los metodos de divulgacion descritos en la presente u otros metodos conocidos en la tecnica estan incluidos, a menos que se indique lo contrario o a menos que sea evidente para un experto en la tecnica que surgina una contradiccion o incoherencia.
Ademas, la invencion abarca composiciones preparadas de acuerdo con cualquiera de los metodos para preparar composiciones descritas en este documento.
Cuando los elementos se presentan como listas, por ejemplo, en formato de grupo Markush, se debe entender que cada subgrupo de los elementos tambien se revela, y cualquier elemento se puede eliminar del grupo. Tambien se observa que el termino "que comprende" esta destinado a ser abierto y permite la inclusion de elementos o etapas adicionales. Debe entenderse que, en general, cuando se hace referencia a la invencion, o aspectos de la invencion, que comprenden elementos, caractensticas, etapas, etc. particulares, ciertas realizaciones de la invencion o aspectos de la invencion consisten, o consiste en esencialmente de tales elementos, caractensticas, etapas, etc. Por motivos de simplicidad, esas realizaciones no se han expuesto espedficamente en el presente documento. Por lo tanto, para cada realizacion de la invencion que comprende uno o mas elementos, caractensticas, etapas, etc., la invencion tambien proporciona realizaciones que consisten, o consiste esencialmente en esos elementos, caractensticas, pasos, etc.
Cuando se proporcionan intervalos, se incluyen los puntos finales. Ademas, debe entenderse que a menos que se indique lo contrario o sea evidente por el contexto y/o la comprension de un experto en la tecnica, los valores que se expresan como intervalos pueden asumir cualquier valor espedfico dentro de los intervalos establecidos en diferentes realizaciones de la invencion, hasta el decimo de la unidad del lfmite inferior del rango, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Tambien debe entenderse que a menos que se indique lo contrario o sea evidente por el contexto y/o la comprension de un experto en la tecnica, los valores expresados como intervalos pueden asumir cualquier subintervalo dentro del rango dado, donde los puntos finales del subrango son expresados con el mismo grado de precision que la decima parte de la unidad del lfmite inferior del rango.
Ademas, se debe entender que cualquier realizacion particular de la presente invencion se puede excluir explfcitamente de una cualquiera o mas de las reivindicaciones. Cualquier realizacion, elemento, caractenstica, aplicacion o aspecto de las composiciones y/o metodos de la invencion (por ejemplo, cualquier toxina de botulinum, cualquier aceite, cualquier agente tensioactivo, cualquier medio de dispersion, cualquier nanopartfcula o composicion que comprenda cualquier nanopartfcula, cualquier metodo de fabricacion de nanopartfculas, cualquier ruta o ubicacion de administracion, cualquier fin para el que se administra una composicion, etc.), pueden excluirse de una o mas reivindicaciones. Para fines de brevedad, todas las realizaciones en las que se excluyen uno o mas elementos, caractensticas, propositos o aspectos no se establecen explfcitamente en el presente documento.

Claims (18)

REIVINDICACIONES
1. Una nanoemulsion que comprende una poblacion de partmulas, en donde mas del 50% de las partmulas tienen diametros entre aproximadamente 10 y aproximadamente 300 nanometros, en la que la nanoemulsion comprende partfclulas oleosas dispersas dentro de un medio de dispersion acuosa y en la que dicha nanoemulsion comprende al menos una toxina de botulinum, un tensioactivo y un aceite.
2. La nanoemulsion de la reivindicacion 1, en la que el medio de dispersion acuosa se selecciona del grupo que consiste en agua, solucion salina, solucion salina tamponada con fosfato, alcoholes de cadena corta, dextrosa al 5%, solucion de Ringer, inyeccion de Ringer lactato, inyeccion de Ringer lactato mas dextrosa al 5%, inyeccion de Ringer acilada, Normosol-M, Isolyte E, y combinaciones de los mismos.
3. La nanoemulsion de la reivindicacion 1, en la que el tensioactivo se selecciona del grupo que consiste en fosfogliceridos; fosfatidilcolinas; dipalmitoil fosfatidilcolina (DPPC); dioleilfosfatidil etanolamina (DOPE); dioleiloxipropiltrietilamonio (DOTMA); dioleoilfosfatidilcolina; colesterol; ester de colesterol; diacilglicerol; diacilglicerolsuccinato; difosfatidil glicerol (DPPG); hexandecanol; alcoholes grasos tales como polietilenglicol (PEG); polioxietileno-9-lauril-eter; un acido graso tensioactivo, tal como acido palmftico o acido oleico; acidos grasos; monogliceridos de acidos grasos; digliceridos de acidos grasos; amidas de acidos grasos; glicocolato de sorbitan trioleato (Span 85); monolaurato de sorbitan (Span 20); polisorbato 20 (Tween-20); polisorbato 60 (Tween-60); polisorbato 65 (Tween-65); polisorbato 80 (Tween-80); polisorbato 85 (Tween-85); monoestearato de polioxietileno; surfactina; un poloxomero; un ester de acido graso de sorbitano tal como trioleato de sorbitan; lecitina; lisolecitina; fosfatidilserina; fosfatidilinositol; esfingomielina; fosfatidiletanolamina (cefalina); cardiolipina; acido fosfatidico; cerebrosidos; dicetilfosfato; dipalmitoilfosfatidilglicerol; estearilamina; dodecilamina; hexadecilamina; acetil palmitato; ricinoleato de glicerol; estearato de hexadecilo; miristato de isopropilo; tiloxapol; poli(etilenglicol)5000-fosfatidiletanolamina; poli(etilenglicol)400-monoestearato; fosfolfpidos; detergentes sinteticos y/o naturales que tienen altas propiedades tensioactivas; desoxicolatos; ciclodextrinas; sales caotropicas; agentes de apareamiento ionico; y combinaciones de los mismos.
4. La nanoemulsion de la reivindicacion 1, en la que el aceite y el tensioactivo estan presentes en una proporcion que vana de 0.5 - 2.0, o en una proporcion que vana de 0.5 - 1.5 o en una proporcion que vana de 0.5 - 1.0, o en una proporcion que vana de 1.0. - 2.0 o en una proporcion que vana de 1.5 - 2.0.
5. La nanoemulsion de la reivindicacion 1, en la que el porcentaje de aceite en la nanoemulsion vana de 1% - 30%, de 1% - 20%, de 1% - 10% o es aproximadamente 8% o aproximadamente 5%.
6. La nanoemulsion de la reivindicacion 1, en la que la toxina de botulinum se selecciona del grupo que comprende tipo A, tipo B, tipo C1, tipo C2, tipo D, tipo F y tipo G.
7. La nanoemulsion de la reivindicacion 1, en la que la toxina de botulinum es un complejo de toxina de botulinum, preferiblemente en la que el complejo de toxina de botulinum comprende una protema hemaglutinina no toxina y una protema no hemaglutinina no toxica.
8. La nanoemulsion de la reivindicacion 1, en la que la toxina de botulinum se incorpora dentro de una matriz de albumina, preferiblemente en la que la albumina es albumina humana.
9. La nanoemulsion de la reivindicacion 1, en la que la toxina de botulinum es una protema de toxina de botulinum purificada o un fragmento de la misma o en la que la toxina de botulinum esta aislada, o sustancialmente aislada, de otras protemas o en la que la toxina de botulinum esta aislada, o sustancialmente aislada, de protemas no toxinas o en la que la toxina de botulinum se afsla de Clostridium botulinum.
10. La nanoemulsion de la reivindicacion 1, en la que la toxina de botulinum se sintetiza qmmicamente o en la que la toxina de botulinum se produce de forma recombinante.
11. La nanoemulsion de la reivindicacion 1, en la que la toxina de botulinum esta encapsulada dentro de las partmulas o en la que la toxina de botulinum se adsorbe en la superficie de las partmulas o en la que la toxina de botulinum esta asociada con la interfaz de la partmula.
12. La nanoemulsion de la reivindicacion 1, en la que la nanoemulsion puede penetrar en la capa superior de la piel sin el uso de potenciadores o abrasivos de la permeacion de la piel, preferiblemente en la que la capa superior de la piel es la superficie del estrato corneo o en la que la capa superior de la piel. piel incluye poros dermicos o en la que la capa superior de la piel incluye glandulas dermicas.
13. Una composicion que comprende la nanoemulsion de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, preferiblemente una composicion farmaceutica.
14. La composicion de la reivindicacion 12, en la que la composicion se formula como una crema, una locion, una pomada, un aerosol, un polvo, un emoliente y combinaciones de los mismos.
15. La composicion como se reivindica en las reivindicaciones 13 a 14 para uso en administracion transdermica de toxina de botulinum a un sujeto para tratar condiciones o trastornos asociados con la piel de un sujeto.
16. La composicion para uso como se reivindica en la reivindicacion 15, en la que la condicion y el trastorno asociados con la piel incluyen paralisis facial, blefarospasmo, contractura facial, espasmo hemifacial e hiperhidrosis.
17. Un metodo cosmetico para tratar arrugas, lmeas faciales y/o lmeas del cuello, que comprende los pasos de: (a) proporcionar un sujeto que presenta smtomas de arrugas, lmeas faciales y/o lmeas del cuello; y
(b) administrar una composicion que comprende la nanoemulsion de las reivindicaciones 1 a 12 a la piel del sujeto de tal manera que se reduzcan los smtomas.
18. Un metodo cosmetico para retrasar la aparicion de arrugas, lmeas faciales y/o lmeas del cuello, que comprende los pasos de:
(a) proporcionar un sujeto que no presenta smtomas de arrugas, lmeas faciales y/o lmeas del cuello; y
(b) administrar una composicion que comprende la nanoemulsion de las reivindicaciones 1 a 12 a la piel del sujeto de tal manera que se retrase la aparicion de los smtomas.
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