ES2952025T3 - Una formulación de rapamicina inhalable para tratar condiciones relacionadas con la edad - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a métodos y composiciones para terapia antienvejecimiento y para el tratamiento y profilaxis de enfermedades y trastornos relacionados con la edad en un sujeto humano que necesita dicha terapia o tratamiento, comprendiendo los métodos la administración pulmonar al sujeto, preferiblemente a través de inhalación, de una composición que comprende rapamicina, o un profármaco o derivado del mismo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Una formulación de rapamicina inhalable para tratar condiciones relacionadas con la edad

Campo de la invención

La presente invención se refiere a composiciones farmacéuticas para uso en métodos para administración pulmonar por inhalación, las composiciones que comprenden rapamicina para antienvejecimiento y para la profilaxis y tratamiento de enfermedades y trastornos relacionados con la edad, en donde el trastorno relacionado con la edad es enfermedad pulmonar crónica.

Antecedentes de la invención

La rapamicina es un antibiótico de trieno macrocíclico producido por Streptomyces hygroscopicus. Ver, por ejemplo, Patente de Estados Unidos de América Núm. 3929992. La rapamicina es un inhibidor de mT0R. Las propiedades inmunosupresoras y antiinflamatorias de la rapamicina indicaron inicialmente su uso en el campo de trasplantes y en el tratamiento de enfermedades autoinmunitarias. Por ejemplo, se demostró que previene la formación de anticuerpos humorales (tipo IgE) en respuesta a una estimulación alérgica a la albúmina, inhibe la activación de células T murinas, y prolonga el tiempo de supervivencia de los injertos de órganos en roedores histoincompatibles. En modelos de roedores de enfermedad autoinmunitaria, suprime eventos mediados por el sistema inmunitario asociados con lupus eritematoso sistémico, artritis inducida por colágeno, diabetes tipo I autoinmunitaria, miocarditis autoinmunitaria, encefalomielitis alérgica experimental, enfermedad de injerto versus hospedador, y uveoretinitis autoinmunitaria.

La rapamicina también se conoce por su nombre de fármaco genérico, sirolimus (ver, por ejemplo, ANDA #201578, por Dr. Reddys Labs Ltd., aprobado el 28 de mayo de 2013). Sirolimus está aprobado por la FDA y comercializado en los Estados Unidos de América para la profilaxis del rechazo de órganos y el trasplante renal bajo el nombre comercial RAPAMUNE por Wyeth (Pfizer). Está en la forma de una solución oral (1 mg/ml) o tableta (múltiples concentraciones). Wyeth (Pfizer) también comercializa un derivado por el nombre comercial T0RISEL (temsirolimus) para el tratamiento de carcinoma de células renales avanzado, que se administra por vía intravenosa. Temsirolimus es un profármaco de sirolimus soluble en agua. Cordis, una división de Johnson & Johnson, comercializa un stent coronario que eluye sirolimus bajo el nombre comercial CYPHER. En este contexto, los efectos antiproliferativos del sirolimus impiden la reestenosis en las arterias coronarias después de la angioplastia con globo. US 2010/0305150 de Berg et al. (Novartis) describe derivados de rapamicina para tratar y prevenir trastornos neurocutáneos, tal como aquellos mediados por TSC incluyendo esclerosis tuberosa, así como aquellos mediados por neurofibromatosis tipo 1 (NF-1). La rapamicina y sus derivados se describen adicionalmente en Nishimura, T. et al. (2001) Am. J. Respir. Crit. Care Med. 163:498-502 y en la Patente de Estados Unidos de América Núm. 6.384.046 y US 6.258.823.

El uso de rapamicina en su contexto clínicamente aprobado tiene varios efectos adversos conocidos, incluyendo la toxicidad pulmonar (la marca RAPAMUNE advierte que no está indicada para pacientes con trasplante de pulmón), un riesgo de cáncer incrementado, y síntomas tipo diabetes. La rapamicina se asocia con la presentación de toxicidad pulmonar, usualmente en la forma de neumonitis intersticial, pero también se ha documentado proteinosis alveolar pulmonar. Ver, por ejemplo, Nocera et al., Sirolimus Therapy in Liver Transplant Patients: An Initial Experience at a Single Center, Transplantation Proceedings (2008), 40(6), 1950-1952; Perez et al., Interstitial Pneumonitis Associated With Sirolimus in Liver Transplantation: A Case Report, Transplantation Proceedings (2007), 39(10), 3498-3499; Hashemi-Sadraei et al., Sirolimus-associated diffuse alveolar hemorrhage in a renal transplant recipient on long-term anticoagulation, Clinical Nephrology (2007), 68(4), 238-244; Pedroso et al., Pulmonary alveolar proteinosis - a rare pulmonary toxicity of sirolimus, Transplant International (2007), 20(3), 291-296. Se desconoce la causa de la toxicidad pulmonar inducida por rapamicina.

Los eventos adversos respiratorios graves también se han asociado con el uso de sirolimus como terapia anti-cáncer bajo administración crónica, lo que da por resultado concentraciones sanguíneas circulantes mayores que el intervalo de 1 nanogramo/mL. Por ejemplo, la toxicidad pulmonar del profármaco sirolimus, temsirolimus, se documentó en un informe de 2009 que indica que "la enfermedad pulmonar intersticial es un efecto secundario raro del tratamiento con temsirolimus en pacientes con cáncer renal". Aparicio et al., Clinical & Translational 0ncology (2009), 11(8), 499-510; Vahid et al., Pulmonary complications of novel antineoplastic agents for solid tumors, Chest (2008) 133:528-538. Además, un meta-análisis de 2012 concluyó que el 10% de los pacientes con cáncer administrados con temsirolimus o everolimus pueden experimentar toxicidad de grado leve con un empeoramiento de la calidad de vida y, en algunos casos, la interrupción de la terapia. Ver Iacovelli et al. Incidence and risk of pulmonary toxicity in patients treated with mT0R inhibitors for malignancy. A meta-analysis of published trials, Acta oncologica (2012), 51(7), 873-879. Además, los estudios de farmacología de seguridad realizados en ratas con temsirolimus (ver la sección Pharm/Tox de temsirolimus NDA) mostraron reducciones en la frecuencia respiratoria, así como infiltración de macrófagos alveolares e inflamación en los pulmones (ver Pharmacology Review for temsirolimus NDA 22088 disponible en el sitio web de FDA de EUA). Estos efectos adversos se observaron en condiciones de concentraciones relativamente altas del fármaco en el volumen en sangre circulante como resultado de la administración sistémica.

Una solicitud de patente de Estados Unidos de América de Lehrer publicada en 2013 refleja la opinión de que "[r]apamicina (sirolimus) no se puede inhalar de manera segura debido a su toxicidad pulmonar bien documentada, neumonitis intersticial". Ver US 20130004436, citando Chhajed et al. (2006) 73:367-374. La solicitud de patente de Lehrer se refiere a composiciones y métodos para tratar y prevenir cáncer de pulmón y linfangioleiomiomatosis. Aunque algunas publicaciones anteriores, tal como la Patente de Estados Unidos de América Núm. 5.080.899 de Sturm et al. (presentada en febrero de 1991) y la patente de Estados Unidos de América Núm. 5.635.161 (presentada en junio de 1995), contienen alguna descripción genérica de rapamicina para administración por inhalación, estas descripciones genéricas no estaban respaldadas por ninguna evidencia y se presentaron antes de las muchas incidencias reportadas de toxicidad pulmonar inducida por rapamicina que aparecieron después de su adopción más generalizada como un inmunosupresor en el contexto de trasplante y como un inhibidor de la proliferación celular en el contexto anticáncer, como se evidencia por los reportes analizados anteriormente.

WO 2011/163600 describe una formulación en aerosol de tacrolimus, que al igual que la rapamicina es una lactona de macrólido. Pero tacrolimus es una entidad química distinta de sirolimus y la diana molecular de tacrolimus es calcineurina, no mTOR, y diferente de rapamicina, tacrolimus no mostró toxicidad pulmonar y, de hecho, se indica para prevenir el rechazo después de los trasplantes de pulmón.

En vista del amplio reconocimiento del potencial de toxicidad pulmonar inducida por rapamicina, una composición farmacéutica que comprende rapamicina para la administración pulmonar no se consideró que es una opción terapéutica viable en humanos.

La administración de fármacos al pulmón por medio de inhalación es un medio importante para tratar una variedad de condiciones, incluyendo condiciones locales comunes tal como fibrosis quística, neumonía, asma bronquial y enfermedad pulmonar obstructiva crónica, algunas condiciones sistémicas, incluyendo reemplazo hormonal, manejo de dolor, inmunodeficiencia, eritropoyesis, diabetes, cáncer de pulmón, etc. Ver revisión de Yi et al. J. Aerosol Med. Pulm. Drug Deliv. 23:181-7 (2010). Los agentes indicados para el tratamiento del cáncer de pulmón por inhalación incluyen cisplatino, carboplatino, taxanos, y antraciclinas. Ver, por ejemplo, Patente de Estados Unidos de América Núm.

6.419.900; 6.419.901; 6.451.784; 6.793.912; y Publicaciones de Solicitud de Patente de Estados Unidos de América Núm. US 2003/0059375 y US 2004/0039047. Además, se ha sugerido la administración de doxorrubicina y temozolomida por inhalación para el tratamiento de metástasis pulmonares. Ver, por ejemplo, Patente de Estados Unidos de América Núm. 7.288.243 y Publicación de Solicitud de Patente de Estados Unidos de América Núm.

US 20100260733 ("la solicitud '733") describe las rutas de señalización de la cinasa TOR (diana de rapamicina) como la integración de diversas señales celulares de agentes tal como nutrientes, factores de crecimiento mitogénicos, energía, y señales relacionadas con el estrés para regular los procesos catabólicos y anabólicos de la célula. La ruta de TOR también se describe como posiblemente que desempeña una función importante en la extensión de la vida útil inducida por la restricción calórica en levadura incipiente, Ceanorhabditis elegans y Drosophila. Se describe la función mitocondrial como que desempeña una función importante en el mantenimiento de la senescencia inducida por la disfunción de telómeros y la restricción calórica en la prevención del deterioro del estado senescente a través de la ruta de TOR/AMPK/mitocondrial. Se reporta que este mecanismo se conserva tanto en modelos de levadura como en modelos humanos de disfunción de telómeros. La solicitud '733 proporciona métodos para identificar agentes que promueven la función mitocondrial y, por lo tanto, previenen o tratan el deterioro de la senescencia. De acuerdo con la solicitud '733, puesto que muchas enfermedades relacionadas con la edad se vinculan a disfunción mitocondrial y/o disfunción de telómeros, los agentes identificados por este método se pueden usar potencialmente para prevenir enfermedades o trastornos relacionados con la edad. Se dice que esto está en contraste con las estrategias anti­ envejecimiento actualmente prevalentes, que se enfocan principalmente en inhibir la senescencia al tomar la senescencia como el principal contribuyente al proceso de envejecimiento, en lugar de al mantener el estado senescente. La solicitud '733 incluye una cantidad de experimentos basados in vitro que usan diversos tipos de células que muestran, por ejemplo, que dosis bajas de rapamicina inhiben la transformación inducida por mutágenos en fibroblastos humanos y reducen especies reactivas de oxígeno y prolongan la vida útil en neuronas cultivadas. La solicitud '733 incluye sólo dos estudios en animales, ambos que pretenden demostrar que dosis bajas de rapamicina reducen el tamaño de infarto en un modelo de rata de apoplejía o infarto de miocardio.

Patente de Estados Unidos de América Núm. 8.492.110 ("la patente '110") emitida a partir de la solicitud '733 y reivindica métodos para prevenir el envejecimiento celular al extender la fase G0 en una célula en un sujeto en necesidad de esto por la administración de una dosis baja (definida como una dosis que no inhibe la traducción de proteínas y el crecimiento celular en la fase G1 del ciclo celular) de un inhibidor de TOR.

La Solicitud de Patente de Estados Unidos de América Núm. 20130102569 ("la solicitud '569") describe métodos para tratar o prevenir una enfermedad, condición, o trastorno relacionado con la edad que comprenden administrar una cantidad terapéuticamente efectiva de un inhibidor de TOR a un paciente en necesidad de esto. La solicitud '569 describe una función algo diferente del inhibidor de TOR en comparación con la solicitud '733, es decir, la solicitud '569 proporciona datos que supuestamente demuestran que la rapamicina inhibe el inicio de la senescencia celular in vitro, en lugar de actuar para mantener el estado senescente al impedir su deterioro. La solicitud '569 no proporciona ningún dato animal en apoyo de sus métodos para tratar o prevenir una enfermedad, condición, o trastorno relacionado con la edad.

WO 2008/137148 se refiere a métodos para tratar, estabilizar, prevenir y/o retardar la hipertensión pulmonar por la administración de nanopartículas que comprenden rapamicina o un derivado de la misma y/o nanopartículas que comprenden un taxano (por ejemplo, paclitaxel) o un derivado del mismo. Las composiciones descritas (por ejemplo, formas de dosificación unitaria) comprenden nanopartículas que comprenden una proteína de portador y rapamicina o un derivado de la misma y/o nanopartículas que comprenden una proteína de portador y un taxano (por ejemplo, paclitaxel) o un derivado de la misma.

WO 2008/063581 se refiere a un método para el tratamiento de trastornos respiratorios tal como asma, enfermedad pulmonar obstructiva crónica, y sinusitis crónica, incluyendo fibrosis quística, fibrosis intersticial, bronquitis crónica, enfisema, displasia broncopulmonar y neoplasia. El método implica la administración, preferentemente la administración oral, nasal o pulmonar, de fármacos antiinflamatorios y antiproliferativos (rapamicina o paclitaxel y sus análogos). Las partículas descritas deben ser agregados de un fármaco, por ejemplo, rapamicina, y un aditivo.

Existe la necesidad de formulaciones farmacéuticas de rapamicina, que se puedan administrar de manera segura directamente a los pulmones, preferentemente por inhalación, a fin de proporcionar una forma de dosificación más efectiva para el tratamiento y la profilaxis de enfermedades y trastornos afectados por la ruta de señalización de TOR que reduce o elimina las toxicidades y eventos adversos asociados con las formas de dosificación oral de rapamicina. Breve descripción de las figuras

Figura 1: Cromatograma de LC-MS/MS de 10,6 ng/ml de rapamicina (parte superior) y estándar interno (parte inferior) en sangre de ratón.

Figura 2: Cromatogramas representativos de 10,6 ng/ml de rapamicina (parte superior) y estándar interno (parte inferior) en homogenado de pulmón de ratón.

Figura 3: Curva de calibración para rapamicina en sangre de ratón.

Figura 4: Curva de calibración para rapamicina en homogenado de pulmón de ratón.

Figura 5: Cromatogramas representativos de rapamicina (parte superior) y estándar interno (parte inferior) en sangre de ratón 2-07 administrado con rapamicina por OPA.

Figura 6: Cromatogramas representativos de rapamicina (parte superior) y estándar interno (parte inferior) en homogenado de pulmón de ratón 2-07 administrado con rapamicina por OPA.

Figura 7: La rapamicina inhibe la viabilidad de las células mutantes de TSC₂ (parte inferior) e inhibe la fosforilación de S6 (parte superior).

Figuras 8A y 8B: Fosforilación de S6 en pulmón de ratón después de (A) OPA y administración oral de rapamicina, y (B) administración mediante inhalación.

Figura 9: Concentraciones en sangre de rapamicina predichas para administración pulmonar repetidas una vez al día. Sumario de la invención

La presente invención es con base, en parte, en el desarrollo de una formulación en aerosol segura y efectiva de una composición de rapamicina que es capaz de administrar cantidades de la composición de rapamicina a tejidos diana efectivos para ejercer una potente actividad biológica en aquellos tejidos diana en tanto que se minimiza la toxicidad asociada con rapamicina. Además, la invención explota el descubrimiento de la sorprendente farmacocinética de una composición de rapamicina formulada como se describe en la presente. Como se analiza en más detalle infra, la composición de rapamicina administrada directamente a los pulmones produjo concentraciones marcadamente más altas de fármaco en el tejido de pulmón. La cantidad de fármaco en el tejido de pulmón fue inesperadamente más alta de lo que era predecible a partir de estudios orales e intravenosos previos. Y sorprendentemente, incluso cantidades relativamente altas de rapamicina administradas directamente a los pulmones no dieron por resultado toxicidad para el tejido de pulmón. Además, se demuestra que la cantidad de fármaco en el tejido de pulmón conseguida por los métodos descritos en la presente es efectiva para ejercer potentes actividades biológicas que incluyen la inhibición del crecimiento y la viabilidad celular, así como la inhibición de la fosforilación de S6 en el tejido diana. Estas actividades biológicas indican que la dosis administrada de la composición de rapamicina de acuerdo con los métodos reivindicados es suficiente para inhibir la señalización de mTOR en los tejidos diana. Por lo tanto, estos resultados demuestran que las formulaciones en aerosol descritas en la presente son capaces de administrar una dosis baja, pero terapéuticamente efectiva, de rapamicina que proporciona una exposición sistémica muy baja al fármaco combinada con alta eficacia. El resultado es un índice terapéutico marcadamente mejorado para la rapamicina cuando se administra de acuerdo con la presente invención.

La presente invención se define en las reivindicaciones anexas. En particular, la presente invención proporciona una composición farmacéutica en aerosol en la forma de un polvo seco para administración pulmonar que comprende partículas de rapamicina micronizadas que tienen un diámetro aerodinámico mediano en masa (MMAd ) de 0,5 a 5 micrómetros (micrones) y partículas de un portador para usarse en un método para tratar una enfermedad pulmonar crónica, el método que comprende administrar la composición de polvo seco a un sujeto humano en necesidad de esto por inhalación, en donde la formulación es efectiva para administrar una cantidad terapéutica de rapamicina a los pulmones, y en donde la enfermedad pulmonar crónica no es linfangioleiomiomatosis (LAM).

La presente invención proporciona formulaciones farmacéuticas en aerosol de una composición de rapamicina para administrar directamente a los pulmones. En este contexto, el término "formulación en aerosol" se refiere a una composición de polvo seco, como se describe en más detalle infra. Una formulación en aerosol de la invención se administra a un sujeto por inhalación. Como se utiliza en la presente, el término "composición de rapamicina" se puede referir a la rapamicina misma, preferentemente en la forma amorfa descrita como sirolimus. En una realización, una composición de rapamicina de la invención proporciona una cantidad de rapamicina efectiva para inhibir la señalización de mT0R en un tejido diana con baja o ninguna toxicidad para el tejido, y niveles en sangre concomitantes de rapamicina que son menores que aproximadamente 1 ng/ml.

En una realización, una composición de rapamicina de la invención proporciona un perfil de seguridad mejorado, como se evidencia por un índice terapéutico más alto, especialmente con respecto a su uso crónico o prolongado, en comparación a otras formas de dosificación de rapamicina, por ejemplo, formas de dosificación orales o intravenosas. Las composiciones se describen en la presente para el tratamiento y la profilaxis de una enfermedad o trastorno relacionado con la edad, en donde el trastorno relacionado con la edad es una enfermedad pulmonar crónica, al administrar una vez al día a un sujeto humano en necesidad de esto una formulación farmacéutica en aerosol que comprende una composición de rapamicina en una cantidad efectiva para lograr un nivel máximo en sangre de la composición de rapamicina de aproximadamente 0,25 a 0,75 ng/ml y un nivel de concentración mínima en sangre de aproximadamente 0,075 a 0,25 ng/ml. El nivel máximo en sangre puede ser de aproximadamente 0,5 ng/ml, el nivel de concentración mínima en sangre es de aproximadamente 0,1 ng/ml, y la cantidad de la composición de rapamicina en la formulación es de aproximadamente 25 a 100 microgramos, o aproximadamente 50 microgramos, administrada una vez al día.

Las formulaciones en aerosol de la invención se pueden formular con una composición de rapamicina sola, o en combinación con uno o más agentes terapéuticos adicionales, en la misma forma de dosificación. Además, las formulaciones en aerosol de la invención se pueden administrar solas, o en combinación con una o más terapias adicionales, cada una administrada ya sea por la misma o una ruta diferente, por ejemplo, por vía oral, intravenosa, etc. En una realización, las formulaciones en aerosol de la invención se pueden administrar en combinación con uno o más regímenes terapéuticos adicionales para el tratamiento de la enfermedad o trastorno relacionado con la edad.

En una realización, la presente invención proporciona una formulación farmacéutica en aerosol que comprende una composición de rapamicina en una cantidad efectiva para lograr un nivel terapéutico de la composición en un tejido diana. En la presente invención, el tejido es pulmón. El nivel terapéutico se puede determinar 12 o 24 horas después de la administración, preferentemente 24 horas después de la administración. En una realización, el nivel terapéutico se mantiene durante al menos 24 horas después de la administración.

En una realización, el tejido diana es de pulmón. La relación de concentración en pulmón con respecto a en sangre de la composición 24 horas después de la administración puede ser de al menos 100, al menos 250, o al menos 500. La relación de concentración en pulmón con respecto a en sangre de la composición 24 horas después de la administración puede ser de aproximadamente 100 a 250, 250 a 500, 500 a 750, o 750 a 1000. La relación de concentración en pulmón con respecto a en sangre de la composición 24 horas después de la administración puede ser al menos 5, al menos 10, al menos 20, al menos 30, al menos 50, al menos 60, al menos 70, al menos 80, o al menos 100.

En una realización, la cantidad de la composición de rapamicina en la formulación en aerosol es de 5 a 500 microgramos, de 10 a 250 microgramos, de 15 a 150 microgramos, o de 20 a 100 microgramos. En una realización, la cantidad de la composición de rapamicina en la formulación en aerosol es 20, 40, 50, 100, 125, o 250 microgramos.

En una realización, la composición de rapamicina es sirolimus. En una realización no de acuerdo con la invención, la composición de rapamicina se selecciona del grupo que consta de everolimus, temsirolimus, ridaforolimus, umirolimus, y zotarolimus.

En una realización, la composición de rapamicina es sirolimus y tiene una relación B:C isomérica mayor que 30:1 o mayor que 35:1. En una realización, la composición de rapamicina tiene una relación B:C isomérica de 3,5% a 10%. En la presente invención, la enfermedad o trastorno relacionado con la edad es enfermedad pulmonar crónica.

En una realización, la composición farmacéutica en aerosol es para usarse en un método, el método es una terapia antienvejecimiento efectiva para prevenir el envejecimiento del pulmón. En una realización, el sujeto es un sujeto geriátrico, el método comprende administrar la composición durante un período de tiempo, y la eficacia del método se mide como una mejora en la fuerza de agarre o la capacidad para caminar después de la administración de la composición durante el período de tiempo. En una realización, la composición se administra una o dos veces al día durante un período de tiempo seleccionado de 1 a 3 semanas, menos de un mes, uno a 2 meses, 2 a 3 meses, o 3 a 4 meses.

En una realización no de acuerdo con la invención, el método comprende el paso de administrar la composición al sujeto produce partículas que comprenden rapamicina que tienen un diámetro promedio en el intervalo de 0,1 a 10 |jm (micrones). En otra realización no de acuerdo con la invención, el método comprende el paso de administrar la composición al sujeto produce partículas que comprenden rapamicina que tienen un diámetro medio promedio en el intervalo de 0,5 a 6 |jm (micrones).

En una realización, el método comprende además una o más terapias o regímenes terapéuticos adicionales.

En una realización, la formulación en aerosol de la invención se adapta para la administración una vez al día y, de acuerdo con los métodos descritos en la presente, la formulación en aerosol se administra una vez al día.

En una realización, la formulación en aerosol es una composición de polvo seco adecuada para la administración por inhalación. En una realización, el polvo seco comprende la composición de rapamicina en la forma de micropartículas (es decir, rapamicina de micropartículas), partículas de un portador, y uno o más excipientes opcionales. En una realización, las micropartículas constan de partículas de fármaco que tienen diámetros medios de aproximadamente 1 a 5 jm (micrones). En una realización, las partículas tienen un diámetro medio de aproximadamente 1,5 a 4 jm (micrones), aproximadamente 1,5 a 3,5 jm (micrones), o aproximadamente 2 a 3 jm (micrones). El portador se puede seleccionar del grupo que consta de arabinosa, glucosa, fructosa, ribosa, manosa, sacarosa, trehalosa, lactosa, maltosa, almidones, dextrano, manitol, lisina, leucina, isoleucina, dipalmitilfosfatidilcolina, lecitina, ácido poliláctico, ácido poli(láctico-co-glutámico), y xilitol, y mezclas de cualquiera de los anteriores. En una realización, el portador comprende o consta de una mezcla de dos portadores diferentes. Las partículas de portador pueden tener diámetros que varían de 200 jm (micrones), de 30 a 100 jm (micrones), o menos de 10 jm (micrones). Cuando el portador consta de una mezcla de dos portadores diferentes, cada portador consta de partículas de un intervalo de tamaño diferente, medido como diámetro de partícula promedio. En una realización, el portador consta de una mezcla de dos portadores diferentes, un primer portador y un segundo portador. El primer portador consta de partículas que tienen diámetros que varían de aproximadamente 30-100 jm (micrones) y el segundo portador consta de partículas que tienen diámetros de menos de 10 jm (micrones). La relación de los dos portadores diferentes está en el intervalo de 3:97 a 97:3. En una realización, la relación de los dos portadores diferentes está en el intervalo de 97:3 o de 95-98:2-5. En una realización, el portador consta de una mezcla de dos portadores de lactosa diferentes. La relación de fármaco a portador en el polvo puede ser de 0,5% a 2% (p/p). En una realización, la relación de fármaco a portador en el polvo es 1% (p/p).

La cantidad de la composición de rapamicina en la formulación en aerosol es de aproximadamente 0,1 % a 20 % (p/p) con base en el peso total de la composición. En una realización, la cantidad es de aproximadamente 0,25% a 2% (p/p). En una realización, uno o más excipientes opcionales están presentes en la composición y se seleccionan de un fosfolípido y una sal metálica de un ácido graso, y mezclas de los anteriores. En una realización, el fosfolípido se selecciona de dipalmitoilfosfatidilcolina y lecitina. En una realización, la sal metálica de un ácido graso es estearato de magnesio. En una realización, el excipiente o excipientes se recubren sobre las partículas de portador en una relación en peso de excipiente a partícula de portador grande que varía de 0,01 a 0,5%

En una realización, la cantidad de la composición de rapamicina en la formulación en aerosol es una cantidad efectiva para inhibir la actividad biológica de mTORC1. En una realización, la cantidad es una cantidad efectiva para inhibir la fosforilación de la proteína S6K.

En una realización, la cantidad de la composición de rapamicina en la formulación en aerosol es una cantidad efectiva para lograr una dosis respirable de 5 a 500 microgramos administrada al pulmón. En una realización, la dosis respirable es aproximadamente 5, aproximadamente 20, aproximadamente 50, aproximadamente 100 o aproximadamente 250 microgramos. En una realización, la dosis respirable es de aproximadamente 20 microgramos, aproximadamente 50 microgramos, o aproximadamente 100 microgramos. En una realización, la cantidad es una cantidad efectiva para producir una concentración de la composición de rapamicina en el tejido de pulmón de 1 ng/g a 1 microgramo (jg)/g. En una realización, la concentración de la composición de rapamicina en el tejido de pulmón es de aproximadamente 5 a 30 ng/g. En una realización, la concentración en el tejido de pulmón es de aproximadamente 5 ng/g, aproximadamente 10 ng/g, aproximadamente 15 ng/g, aproximadamente 20 ng/g, aproximadamente 25 ng/g, aproximadamente 30 ng/g, aproximadamente 50 ng/g, aproximadamente 60 ng/g, aproximadamente 100 ng/g, o aproximadamente 200 ng/g. De acuerdo con las realizaciones anteriores, el nivel de concentración mínima en sangre concomitante de la composición de rapamicina es menor que 5 ng/ml, menor que 2 ng/ml, menor que 1 ng/ml, menor que 0,5 ng/ml, o menor que 0,25 ng/ml. En una realización, el nivel de concentración mínima en sangre es menor que 1 ng/ml, menor que 0,5 ng/ml o menor que 0,25 ng/ml.

En una realización, la composición de rapamicina persiste en el pulmón a niveles terapéuticos de aproximadamente 1 ng/g, aproximadamente 5 ng/g, aproximadamente 10 ng/g, aproximadamente 15 ng/g, aproximadamente 20 ng/g, aproximadamente 25 ng/g, aproximadamente 50 ng/g, o aproximadamente 100 ng/g durante un período de tiempo después de la administración, preferentemente a un sujeto humano, el período de tiempo seleccionado de aproximadamente 6 a 10 horas, aproximadamente 6 a 14 horas, aproximadamente 6 a 24 horas, y aproximadamente 6 a 72 horas. En una realización, el período de tiempo se selecciona de aproximadamente 12 horas, aproximadamente 14 horas, aproximadamente 24 horas, y aproximadamente 72 horas.

En una realización, la composición de rapamicina persiste en el pulmón a niveles terapéuticos de aproximadamente 5 a 100 ng/g o de aproximadamente 5 a 30 ng/g durante un período de tiempo que es de aproximadamente 12 o 24 horas. En una realización, la composición de rapamicina persiste en el pulmón a niveles terapéuticos de aproximadamente 5 ng/g, aproximadamente 10 ng/g, aproximadamente 20 ng/g, aproximadamente 30 ng/g, aproximadamente 50 ng/g, aproximadamente 60 ng/g, aproximadamente 70 ng/g, aproximadamente 80 ng/g, o aproximadamente 90 ng/g. En una realización, la composición de rapamicina persiste en el pulmón a niveles terapéuticos de al menos 5 ng/g, al menos 20 ng/g, o al menos 30 ng/g. En una realización, la composición de rapamicina persiste en el pulmón a niveles terapéuticos de aproximadamente 20 ng/g a aproximadamente 30 ng/g o de aproximadamente 50 ng/g a aproximadamente 80 ng/g. En una realización, la formulación tiene una fracción de partículas finas (FPF) mayor que 20% con una dosis de partículas finas (FPD) correspondiente que varía de 5 microgramos a 2 miligramos, preferentemente menos de 0,5 miligramos, después de 1 a 12 meses o 1 a 36 meses de almacenamiento. En una realización, la dosis respirable, que es la dosis administrada al pulmón, también conocida como la dosis administrada (DD) o dosis emitida (ED), varía de 10 microgramos a 2,5 miligramos, preferentemente menos de 0,5 miligramos. En una realización, la dosis administrada es de aproximadamente 20 a 100 microgramos, de aproximadamente 10 a 25 microgramos o de aproximadamente 30 a 60 microgramos. En una realización, la dosis administrada es de 20 o 50 microgramos. En una realización, la dosis administrada es de 100 microgramos.

En una realización, la dosis respirable de la composición de rapamicina es de aproximadamente 20 microgramos, la concentración de fármaco en el tejido de pulmón es de aproximadamente 5 a 25 ng/g, la Cmax en la sangre es menor que 1,0 ng/ml, o de aproximadamente 0,50 ng/ml a 1,0 ng/ml, o de aproximadamente 0,50 ng/ml a 0,90 ng/ml, la concentración mínima de fármaco en sangre a las 24 horas después de la dosificación es menor que aproximadamente 0,20 ng/ml, y la concentración en estado estacionario de fármaco en la sangre a los 14 días después de la dosificación es menor que aproximadamente 0,90 ng/ml, o menor que aproximadamente 0,80 ng/ml.

En una realización, la dosis respirable de la composición de rapamicina es de aproximadamente 50 microgramos, la concentración de fármaco en el tejido de pulmón es de aproximadamente 2 a 15 ng/g, la Cmax en la sangre es menor que 2,0 ng/ml, o de aproximadamente 0,25 ng/ml a 0,1 ng/ml, o de aproximadamente 0,10 ng/ml a 0,5 ng/ml, la concentración mínima de fármaco en la sangre después de una dosis individual, 24 horas después de la dosificación es menor que aproximadamente 0,10 ng/ml, y la concentración mínima de fármaco en la sangre después de 5 días repetidos, una vez al día, es menor que aproximadamente 1,0 ng/ml, o menor que aproximadamente 0,50 ng/ml. En una realización, la formulación se adapta para una administración de una vez al día.

En una realización, la formulación comprende además uno o más agentes terapéuticos adicionales.

La invención proporciona composiciones de la invención para usarse en un método para el tratamiento y profilaxis de enfermedades y trastornos relacionados con la edad, en donde el trastorno relacionado con la edad es enfermedad pulmonar crónica, en un sujeto humano en necesidad de este tratamiento. En una realización, la invención proporciona composiciones de la invención para usarse en un método para el tratamiento y la profilaxis de enfermedades y trastornos relacionados con la edad en un sujeto humano en necesidad de este tratamiento o profilaxis, el método que comprende administrar al sujeto mediante inhalación una composición o forma de dosificación unitaria descrita en la presente.

También se proporciona, pero no de acuerdo con la invención, una forma de dosificación unitaria que comprende una formulación en aerosol que comprende una composición de rapamicina como se describe en la presente, en donde la cantidad de la composición de rapamicina es de aproximadamente 5 a 2500 microgramos, de 20 a 500 microgramos, o de 50 a 250 microgramos. En una realización, la cantidad de la composición de rapamicina es de aproximadamente 50 a 125 microgramos. En una realización, la cantidad de la composición de rapamicina es aproximadamente 40, aproximadamente 50, aproximadamente 100, aproximadamente 125, o aproximadamente 250 microgramos. En una realización, la cantidad de la composición de rapamicina es de aproximadamente 250 microgramos.

La forma de dosificación unitaria es una cápsula adecuada para usarse en un dispositivo inhalador de polvo seco. En una realización, la cápsula contiene de 1 mg a 100 mg del polvo (cantidad total, que incluye la composición de rapamicina, portador, y cualquier excipiente opcional) o de 10 mg o 40 mg del polvo. La cápsula puede ser una cápsula de gelatina, plástico, o celulósica, o en la forma de una lámina/lámina o blíster de lámina/plástico adecuado para usarse en un dispositivo de DPI.

También se describe en la presente, pero no de acuerdo con la invención, un paquete o kit farmacéutico que comprende una composición o forma de dosificación unitaria descrita en la presente, e instrucciones para el uso.

En una realización no de acuerdo con la invención, la formulación se produce por un proceso de pulido en húmedo que comprende los pasos de preparar una suspensión acuosa de fármaco, someter la suspensión de fármaco a microfluidización, y secar por pulverización las partículas resultantes para formar un polvo seco.

En una realización, la composición de rapamicina es sirolimus, el portador consta de una mezcla de dos portadores de lactosa diferentes, el primer portador consta de partículas que tienen diámetros promedio que varían de aproximadamente 30-100 |jm (micrones) y el segundo portador consta de partículas que tienen diámetros promedio de menos de 10 |jm (micrones), la relación de los dos portadores diferentes es de aproximadamente 97:3 a 3:97, y la cantidad de rapamicina es de 25 a 1400 microgramos.

También se describe en la presente, pero no de acuerdo con la invención, un dispositivo de administración de polvo seco que comprende un depósito que contiene una composición o forma de dosificación unitaria descrita en la presente. El depósito puede ser una cámara integral dentro del dispositivo, una cápsula, o un blíster. En las siguientes realizaciones, que no son de acuerdo con la invención, el dispositivo se selecciona de PlastiapeMR RS01 Modelo 7, PlastiapeMR RS00 Modelo 8, XCapsMR, HandihalerMR, FlowcapsMR TwinCapsMR, y AerolizerMR. En una realización, el dispositivo se selecciona de PlastiapeMR RS01 Modelo 7 o PlastiapeMR RS00 Modelo 8. En una realización, el dispositivo es PlastiapeMR RS00 Modelo 8.

Descripción detallada de la invención

La presente invención proporciona composiciones para usarse en un método de tratamiento y profilaxis de enfermedades y trastornos relacionados con la edad en un sujeto humano que necesita este tratamiento, en donde el trastorno relacionado con la edad es enfermedad pulmonar crónica. En una realización, los métodos comprenden administrar al sujeto mediante inhalación una composición que comprende rapamicina en un portador adecuado, y opcionalmente uno o más aditivos. El término "rapamicina" se usa genéricamente de principio a fin de esta divulgación de invención para referirse a rapamicina (también conocida como sirolimus), así como a sales farmacéuticamente aceptables de rapamicina.

Las composiciones descritas en la presente se conocen como "formulaciones en aerosol" y se propone que describan composiciones aerosolizables adecuadas para producir partículas respirables que contienen una composición de rapamicina, que como se describe anteriormente se refiere a rapamicina, preferentemente en la forma amorfa descrita como sirolimus. En una realización, la composición de rapamicina es sirolimus. Las formulaciones en aerosol descritas en la presente pueden comprender la composición de rapamicina, un portador, y opcionalmente uno o más aditivos. Las formulaciones en aerosol están en la forma de un polvo seco.

La presente invención también proporciona composiciones para usarse en métodos para el tratamiento y la profilaxis de enfermedades y trastornos relacionados con la edad en un sujeto humano en necesidad de este tratamiento, en donde el trastorno relacionado con la edad es enfermedad pulmonar crónica, los métodos que comprenden el paso de administración pulmonar de una formulación en aerosol de la invención al sujeto. En una realización, la dosis administrada de la composición de rapamicina es suficiente para lograr niveles terapéuticos de rapamicina en el tejido de pulmón en tanto que se mantiene un nivel bajo en sangre, o nivel de concentración mínima en sangre, en el sujeto. Por ejemplo, los niveles terapéuticos de la composición de rapamicina pueden ser de aproximadamente 1 ng/g, aproximadamente 5 ng/g, aproximadamente 10 ng/g, aproximadamente 15 ng/g, aproximadamente 20 ng/g, aproximadamente 25 ng/g, aproximadamente 50 ng/g y el nivel de concentración mínima en sangre es de 0,01 a 0,15 ng/ml, de 0,075 a 0,350 ng/ml, de 0,150 a 0,750 ng/ml, de 0,750 a 1,5 ng/ml, o de 1,5 a 5 ng/ml. En una realización, la dosis administrada es suficiente para lograr un nivel terapéutico de fármaco en el pulmón de aproximadamente 5 ng/g a 50 ng/g, o de aproximadamente 5 ng/g a 20 ng/g y un nivel de concentración mínima en sangre de fármaco de menos de 5 ng/ml, menos de 2 ng/ml, menos de 1 ng/ml, o menos de 0,5 ng/ml. En una realización, la relación de concentración en pulmón con respecto a en sangre de la composición de rapamicina 24 horas después de la administración es de al menos 100, al menos 250, o al menos 500. En una realización, la relación de concentración en pulmón con respecto a en sangre de la composición de rapamicina 24 horas después de la administración es de aproximadamente 100 a 250, 250 a 500, 500 a 750, o 750 a 1000.

Preferentemente, los niveles terapéuticos mencionados anteriormente se logran por la administración de una formulación en aerosol descrita en la presente una vez al día. En una realización, la dosis diaria total de la composición de rapamicina está en el intervalo de 5 a 100 microgramos, de 20 a 250 microgramos, de 50 a 500 microgramos (0,05 a 0,5 miligramos), de 250 a 1000 microgramos (0,25 a 1 miligramos) o de 500 a 2000 microgramos (0,5 a 2 miligramos). En una realización, la dosis diaria total es menos de 500 microgramos, menos de 100 microgramos, menos de 50 microgramos, menos de 20 microgramos, o menos de 10 microgramos. En una realización, la dosis diaria total es menos de 500 microgramos, menos de 250 microgramos, menos de 100 microgramos, menos de 50 microgramos, o menos de 10 microgramos. En una realización, la dosis diaria total que se administra al sujeto es menor que 0,5 mg o menor que 0,25 mg por día. Otros aspectos de la administración y dosificación pulmonar, incluyendo terapias de combinación, se describen en la sección a continuación titulada "Administración y dosificación pulmonar".

La presente divulgación comprende composiciones para usarse en un método, el método que comprende administrar rapamicina mediante una ruta pulmonar en combinación con uno o más agentes adicionales seleccionados de otros agentes antienvejecimiento y antioxidantes. El uno o más agentes adicionales se selecciona del grupo que consta de vitamina C, vitamina E, beta caroteno y otros carotenoides, selenio, ácido lipoico, licopeno, luteína, zeaxantina, coenzima Q10, glutatión, N-acetil cisteína, melatonina, genisteína, estrodiol, extracto de té, y extracto de semilla de uva, AICAR, EGCG, extracto de pomelo, extracto de arándano, selenita, genisteína, trisulfuro de dialilo, isotiocianato de bencilo, isotiocianato de fenilo, isotiocianato de fenetilo, resveratrol, licopeno, e isotiocianato de alilo. El uno o más agentes adicionales se pueden administrar por la misma ruta de administración o una ruta de administración diferente que la rapamicina. Por ejemplo, el agente se puede administrar por inhalación, por vía intranasal, por vía oral o por vía intravenosa.

Las composiciones y composiciones para usarse en métodos de la invención son eficaces como terapia antienvejecimiento y para el tratamiento y profilaxis de enfermedades y trastornos relacionados con la edad en un sujeto, preferentemente un sujeto humano, en donde el trastorno es enfermedad pulmonar crónica. Como se usa en la presente, la cantidad efectiva de una composición de la invención se refiere a la cantidad suficiente para reducir o mejorar la progresión, gravedad, y/o duración de una enfermedad o trastorno, o uno o más síntomas de una enfermedad o trastorno, prevenir el avance de una enfermedad o trastorno, provocar la regresión de una enfermedad o trastorno, prevenir el desarrollo o inicio de uno o más síntomas asociados con una enfermedad o trastorno, potenciar o mejorar el efecto o efectos profilácticos o terapéuticos de otra terapia (por ejemplo, un agente profiláctico o terapéutico) con respecto a la gravedad o inicio de uno o más síntomas de una enfermedad o trastorno, o con respecto al desarrollo o progresión de una enfermedad o trastorno. Por lo tanto, en el contexto de los métodos de la invención, los términos "tratar", "tratamiento" y "que trata" se refieren a la reducción de la gravedad, duración, o progresión de una enfermedad o trastorno o uno o más síntomas asociados con una enfermedad o trastorno.

En ciertas realizaciones, los métodos incluyen la administración pulmonar de una composición de la invención como la terapia primaria. En otras realizaciones, la administración de una composición de la invención es una terapia adyuvante. En cualquier caso, los métodos de la invención contemplan la administración de una composición de la invención en combinación con una o más terapias adicionales para el tratamiento de una enfermedad o trastorno. Los términos "terapia" y "terapias" se refieren a cualquier método, protocolo y/o agente que se puede usar en la prevención, tratamiento, gestión o mejora de una enfermedad o trastorno, o uno o más síntomas de los mismos.

La una o más terapias adicionales pueden administrarse antes de (por ejemplo, 5 minutos, 15 minutos, 30 minutos, 45 minutos, 1 hora, 2 horas, 4 horas, 6 horas, 12 horas, 24 horas, 48 horas, 72 horas, 96 horas, 1 semana, 2 semanas, 3 semanas, 4 semanas, 5 semanas, 6 semanas, 8 semanas, o 12 semanas antes), concomitantemente con, o posterior a (por ejemplo, 5 minutos, 15 minutos, 30 minutos, 45 minutos, 1 hora, 2 horas, 4 horas, 6 horas, 12 horas, 24 horas, 48 horas, 72 horas, 96 horas, 1 semana, 2 semanas, 3 semanas, 4 semanas, 5 semanas, 6 semanas, 8 semanas, o 12 semanas después) de la administración de una composición de la invención.

En algunas realizaciones, se formula un agente terapéutico adicional para la coadministración con una composición de la invención en una forma de dosificación para la administración pulmonar. En otras realizaciones, un agente terapéutico adicional se administra por separado de la forma de dosificación que contiene rapamicina, y por la misma o diferente ruta de administración que la rapamicina. Los métodos de la invención también contemplan una combinación de uno o más agentes terapéuticos adicionales para la administración concomitante con, antes o después de la administración de la forma de dosificación que comprende rapamicina.

En ciertas realizaciones, los métodos de la invención son efectivos para controlar una enfermedad o trastorno en un sujeto que tiene la enfermedad o trastorno. En este contexto, los términos "gestionar", "que gestiona" y "gestión" se refieren a los efectos beneficiosos que un sujeto deriva de una terapia que no da por resultado una cura. En una realización, la enfermedad o trastorno se maneja en el sujeto si su progresión se ralentiza o se detiene durante el tratamiento con rapamicina de acuerdo con los métodos de la invención. En otra realización, la enfermedad o trastorno se maneja en el sujeto si uno o más síntomas asociados con la enfermedad o trastorno mejoran o se estabilizan (es decir, el síntoma no empeora durante el curso del tratamiento).

En una realización, los métodos de la invención se dirigen a sujetos que son "no sensibles" o "refractarios" a una terapia actualmente disponible para la enfermedad o trastorno. En este contexto, los términos "no sensible" y "refractario" se refieren a la respuesta del sujeto a la terapia como no clínicamente adecuada para aliviar uno o más síntomas asociados a la enfermedad o trastorno. Los términos “sujeto” y “paciente” se utilizan indistintamente en la divulgación de la presente divulgación. Los términos se refieren a un animal, preferentemente un mamífero que incluye un no primate (por ejemplo, una vaca, cerdo, caballo, gato, perro, rata y ratón) y un primate (por ejemplo, un chimpancé, un mono tal como un mono cynomolgous y un ser humano), y más preferentemente un ser humano. En una realización preferida, el sujeto es un humano.

Los términos "prevenir", "que previene" y "prevención" se refieren a la prevención de la recurrencia, desarrollo, progresión o aparición de uno o más síntomas de la enfermedad o trastorno que resulta de la administración de uno o más compuestos identificados de acuerdo con los métodos de la invención o la administración de una combinación de este compuesto y una terapia conocida para una enfermedad o trastorno.

Preferentemente, la administración de una composición de acuerdo con los métodos descritos en la presente en combinación con una o más terapias adicionales proporciona una respuesta sinérgica en el sujeto que tiene una enfermedad o trastorno. En este contexto, el término "sinérgico" se refiere a que la eficacia de la combinación es más efectiva que los efectos aditivos de cualquier terapia individual sola. En una realización, el efecto sinérgico de la terapia de combinación de rapamicina de acuerdo con la invención permite el uso de dosificacions más bajas y/o administración menos frecuente de al menos una terapia en la combinación en comparación a su dosis y/o frecuencia fuera de la combinación. En otra realización, el efecto sinérgico se manifiesta en la evitación o reducción de efectos secundarios adversos o no deseados asociados con el uso de cualquiera de las terapias en la combinación sola.

En el contexto de las composiciones farmacéuticas de la invención, un "portador" se refiere, por ejemplo, a un material sólido tal como un diluyente, estabilizador, adyuvante, excipiente, agente auxiliar, o vehículo con el cual se formula la rapamicina para administración. Los ejemplos de portadores farmacéuticamente aceptables para usarse en las composiciones de la invención incluyen, sin limitación, portadores de polvo seco tal como lactosa, manosa, aminoácidos, ciclodextrina, dipalmitilfosfatidilcolina, detergentes, agentes de suspensión, carbohidratos (por ejemplo, glucosa, lactosa, sacarosa o dextrano), antioxidantes (por ejemplo, ácido ascórbico o glutatión), agentes quelantes, proteínas de bajo peso molecular, o mezclas adecuadas de los mismos. Preferentemente, en el contexto de las formulaciones en aerosol de polvo seco de rapamicina, el portador, si está presente, se selecciona del grupo que consta de un sacárido y un alcohol de azúcar. En una realización, el portador, si está presente, es lactosa.

El término “farmacéuticamente aceptable” indica la aprobación por una agencia reguladora del gobierno federal o estatal, o listado en la farmacopea de Estados Unidos de América u otras farmacopeas en general reconocidas, tal como la farmacopea europea, para uso en animales, y más en particular en humanos. Un método para solubilizar fármacos poco solubles en agua o insolubles en agua es formar una sal del fármaco o preparar un profármaco que sea más soluble en sí mismo o que se pueda usar para formar una sal soluble en agua del profármaco. Los métodos para formar sales y formas de sal farmacéuticamente aceptables se conocen en la técnica e incluyen, sin limitación, sales de grupos ácidos o básicos que pueden estar presentes en el fármaco o profármaco de interés. Los compuestos que son de naturaleza básica son capaces de formar una amplia variedad de sales con diversos ácidos inorgánicos y orgánicos. Los ácidos que se pueden usar para preparar sales de adición de ácido farmacéuticamente aceptables de estos compuestos básicos son aquellos que forman sales de adición de ácido no tóxicas, es decir, sales que contienen aniones farmacológicamente aceptables, incluyendo pero no limitado a sales de sulfúrico, cítrico, maleico, acético, oxálico, clorhidrato, bromhidrato, yodhidrato, nitrato, sulfato, bisulfato, fosfato, fosfato de ácido, isonicotinato, acetato, lactato, salicilato, citrato, citrato de ácido, tartrato, oleato, tanato, pantotenato, bitartrato, ascorbato, succinato, maleato, gentisinato, fumarato, gluconato, glucaronato, sacarato, formiato, benzoato, glutamato, metanosulfonato, etanosulfonato, bencenosulfonato, p-toluenosul-fonato y pamoato (es decir, 1,1'-metileno-bis-(2-hidroxi-3-naftoato)). Los compuestos que son de naturaleza ácida son capaces de formar sales de base con diversos cationes farmacológicamente aceptables. Los ejemplos de esas sales incluyen sales de metales alcalinos o alcalinotérreos y, particularmente, sales de calcio, magnesio, sodio, litio, zinc, potasio y hierro.

En una realización no de acuerdo con la invención, los métodos y composiciones de la invención utilizan una rapamicina soluble en agua, preferentemente temsirolimus o compuesto relacionado. En una realización, los métodos y composiciones de la invención utilizan rapamicina (sirolimus).

Rapamicina

La rapamicina es una lactona macrocíclica producida por Streptomyces hygroscopicus Su nombre químico (IUPAC) es (3S,6R,7E,9R,10R,12R,14S,15E,17E,19E,21S,23S,26R,27R,34aS)-9,10,12,13,-14,21,22,23,24,25,26,27,32,33,34,34ahexadecahidro-9,27-dihidroxi-3-[(1R)-2-[(1S,3R,4R)-4-hidroxi-3-metoxi-ciclohexil]-1-metiletil]-10,21-dimetoxi-6,27-y-6,8,12,14,20,26-hexametil-23,27-epoxi-3H-pirido[2,1 -c][1,4]oxaazaciclohentriacontina-1,5,11,28,29(4H,6H,31 H)-pentona.

Su fórmula molecular es C₅₁H₇₉NO₁₃ y su peso molecular es 914.172 g/mol. A continuación, se muestra su estructura. Los isómeros de rapamicina son conocidos, por ejemplo, isómero B e isómero C, que tienen estructuras como se muestra en la Patente de Estados Unidos de América Núm. 7.384.953. Habitualmente, la rapamicina es una mezcla de los isómeros B y C. En solución, los isómeros B y C de rapamicina se interconvierten y se logra un equilibrio. Es una práctica común en la literatura representar la estructura de la rapamicina en la forma del isómero B, que es la forma que se muestra a continuación.

La rapamicina es un polvo de blanco a blanquecino y se considera insoluble en agua, con una solubilidad muy baja de solo 2,6 |jg/ml. Es libremente soluble en alcohol bencílico, cloroformo, acetona, y acetonitrilo. La insolubilidad en agua de la rapamicina presenta problemas técnicos especiales para su formulación. En el contexto de su formulación como una forma de dosificación oral, se ha preparado como una solución oral en la forma de una dispersión sólida (WO 97/03654) y una tableta que contiene partículas a nanoescala (menos de 400 nm) (US 5.989.591). Pero estos procedimientos padecen de una variación sustancial en la disolución del activo y, por lo tanto, en su biodisponibilidad. Otro método de formulación utiliza el polvo cristalino. De acuerdo con métodos reconocidos en la técnica, la transformación de la forma cristalina de un fármaco de baja solubilidad en su forma amorfa puede incrementar significativamente su solubilidad. En tanto que esto también es cierto para la rapamicina, la forma amorfa es extremadamente químicamente inestable. Las formas de dosificación farmacéuticas que comprenden rapamicina amorfa (sirolimus) se describen en WO 06/039237 y WO 06/094507 (formulación de liberación modificada que comprende sirolimus y monoestearato de glicerilo en una concentración de 49,25%). Una forma de dosificación oral estable mejorada de rapamicina se describe en US 8.053.444. La forma de dosificación emplea un éster de ácido graso y un polímero (por ejemplo, polivinilpirrolidona (PVP), hidroxipropilcelulosa (HPC) o hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC)) en la composición para incrementar la estabilidad de sirolimus sin afectar negativamente a su tasa de liberación. De acuerdo con US 8.053.444, una concentración de éster de ácido graso que excede el 10% p/p suprime la tasa de liberación de sirolimus de la formulación y, por lo tanto, se debe evitar debido a que puede conducir a una absorción insuficiente del tracto gastrointestinal. La concentración preferida de éster de ácido graso (éster de glicerol) es de 1% a 5% o de 5% a 9%. En una realización, las composiciones de rapamicina en aerosol de la presente invención no contienen un éster de ácido graso en combinación con un polímero. En una realización, las composiciones de rapamicina en aerosol de la invención contienen un éster de ácido graso a una concentración que excede 10% o que excede 12% en peso de la composición.

La rapamicina adecuada para usarse en las composiciones y métodos de la invención incluye rapamicina (sirolimus) que son inhibidores de la ruta de señalización celular de mTOR, y preferentemente inhibidores de la propia mTOR.

El compuesto para usarse en las formulaciones en aerosol y métodos descritos en la presente es una rapamicina (análogo) seleccionado del grupo que consta de análogos everolimus, temsirolimus, ridaforolimus, umirolimus, y zotarolimus. Estos análogos no están de acuerdo con la invención. Las estructuras químicas de los análogos de ra amicina everolimus, temsirolimus, ridaforolimus, umirolimus zotarolimus se muestran a continuación.

Particularmente preferido para usarse en las composiciones de la invención es el sirolimus. No de acuerdo con la invención son temsirolimus y everolimus. En una realización, el compuesto para uso en las formulaciones de aerosol y métodos de la invención se selecciona del grupo que consta de sirolimus.

Composiciones para inhalación

La invención proporciona composiciones farmacéuticas adaptadas para la administración por inhalación que comprenden rapamicina, en la forma de un polvo seco.

Las composiciones de la invención son formulaciones aerosolizables de rapamicina adecuadas para la administración pulmonar de fármacos en un sujeto humano por inhalación del aerosol. El término "aerosol" se usa en este contexto para significar un sistema coloidal en el que la fase dispersa se compone de partículas sólidas y en el que el medio de dispersión es un gas. En una realización, el gas es aire y la formulación es una formulación en solución adecuada para la administración mediante un nebulizador o una formulación de polvo seco adecuada para la administración mediante un dispositivo inhalador de polvo seco. En general, las partículas respirables tendrán un diámetro medio en el intervalo de 0,10 a 10 μm (micrones). El tamaño de las partículas se selecciona para maximizar la administración dirigida a los propios pulmones (es decir, donde el pulmón es el tejido diana) o sistémicamente (donde los pulmones se utilizan como una ruta alternativa para la administración sistémica, que se describe sólo como referencia). El tamaño estará preferentemente en el intervalo de aproximadamente 0,5 a 5 μm (micrones) donde el propio pulmón es la diana terapéutica, o menos de 3 μm (micrones) para la administración sistémica mediante el pulmón. El tamaño se mide de acuerdo con métodos conocidos en la técnica y se describe por ejemplo, en la Farmacopea de Estados Unidos de América en los Capítulos 905 y 601. Por ejemplo, se mide como diámetro aerodinámico mediano de masa (MMAD). El diámetro promedio o medio de las partículas que comprenden las composiciones descritas en la presente se mide como MMAD.

En una realización, la fase dispersa del aerosol se compone de partículas sólidas. En esta realización, la formulación de la invención es una formulación de polvo seco. Las partículas micronizadas de este tamaño se pueden producir por métodos conocidos en la técnica, por ejemplo, por molienda mecánica (molienda), precipitación de soluciones subcríticas o supercríticas, secado por pulverización, liofilización, o liofilización.

En general, las partículas inhaladas están sujetas a la deposición por uno de los dos mecanismos: la impactación, que usualmente predomina para las partículas más grandes, y la sedimentación, que es prevalente para las partículas más pequeñas. La impactación se produce cuando el momento de una partícula inhalada es lo suficientemente grande para que la partícula no siga la corriente de aire y se encuentre con una superficie fisiológica. En contraste, la sedimentación se presenta principalmente en el pulmón profundo cuando partículas muy pequeñas que han viajado con la corriente de aire inhalado encuentran superficies fisiológicas como resultado de la difusión aleatoria dentro de la corriente de aire. Las formulaciones en aerosol de la invención se adaptan preferentemente para maximizar su deposición ya sea por impactación (en las vías respiratorias superiores) o por sedimentación (en los alvéolos), a fin de lograr la eficacia terapéutica deseada.

La cantidad de fármaco administrado al paciente desde un dispositivo de administración, tal como un nebulizador, pMDI o dispositivo de DPI, se conoce como la dosis administrada. Se puede estimar in vitro al determinar la cantidad de fármaco emitido desde el dispositivo de administración en una maniobra de inhalación simulada. Esto se denomina dosis emitida (ED) como se mide de acuerdo con métodos conocidos en la técnica, por ejemplo, aquellos establecidos en las Farmacopeas de Estados Unidos y Europa, por ejemplo, en el Capítulo 601 y el Capítulo 905 de la USP. Por consiguiente, "dosis emitida" se considera equivalente a la dosis administrada.

La cantidad de fármaco administrada desde el dispositivo de administración a los pulmones del paciente se denomina dosis respirable. Se puede estimar in vitro al determinar la dosis de partículas finas (FPD) como se mide usando impactadores en cascada, tal como un Impactador de Próxima Generación (NGI) de acuerdo con métodos conocidos en la técnica, por ejemplo, aquellos expuestos en las Farmacopeas de Estados Unidos y Europa, por ejemplo, en los Capítulos 601 y 905 de la USP.

La cantidad de fármaco liberado en partículas finas inhalables desde un dispositivo de administración se conoce como la fracción de partículas finas (FPF) de la formulación. FPF es la fracción de fármaco en la dosis administrada que es potencialmente respirable. Por lo tanto, FPF es la relación de FPD a ED (dosis emitida o administrada). Estas características de la formulación se miden de acuerdo con métodos conocidos en la técnica, por ejemplo aquellos expuestos en las Farmacopeas de Estados Unidos y Europa, por ejemplo, en el Capítulo 601 de la USP y la monografía 2.9.18 de la Farmacopea Europea.

En una realización, las formulaciones de rapamicina en aerosol de la presente invención tienen un FPF mayor que 20% con un FPD correspondiente que varía de 10 microgramos a 2 miligramos, preferentemente menor que 0,5 miligramos, incluso después de un almacenamiento prolongado, por ejemplo, después de 1 a 12 meses o después de 1 a 36 meses de almacenamiento. En una realización, la dosis administrada al paciente, la dosis administrada (DD) o la dosis emitida (ED), varía de 25 microgramos a 2,5 miligramos, preferentemente menos de 0,5 miligramos.

En ciertas realizaciones no de acuerdo con la invención, la rapamicina se encapsula en un compuesto, material o matriz farmacéuticamente aceptable. En una realización no de acuerdo con la invención, la rapamicina se encapsula en una formulación liposómica o formulación no liposómica.

Composiciones de Polvo Seco

La composición aerosolizable de la invención es un polvo seco que comprende partículas micronizadas de rapamicina como agente terapéutico (también denominado "fármaco"), las partículas pueden tener un diámetro medio de entre aproximadamente 0,5 y 4,5 |jm (micrones), aproximadamente 1 a 4 |jm (micrones), aproximadamente 1 a 3,5 |jm (micrones), aproximadamente 1,5 a 3,5 jim (micrones), o aproximadamente 2 a 3 jim (micrones). La formulación de polvo seco es adecuada para el uso en un dispositivo inhalador de polvo seco (DPI). La cantidad de rapamicina en el polvo seco es de aproximadamente 0,5 a 20% (p/p) con base en peso total del polvo. En una realización, la cantidad de rapamicina es aproximadamente 1% o 2% (p/p).

En una realización, la rapamicina micronizada se produce por pulido en húmedo o molienda por chorro como se describe a continuación para generar diámetros en el intervalo de aproximadamente 0,5 a 4,5 jim (micrones), aproximadamente 1 a 4 jim (micrones), o aproximadamente 2 a 3 jim (micrones), y las partículas de rapamicina se mezclan sobre partículas de portador de lactosa en una relación de fármaco/portador que varía de 0,5-2% p/p con una relación preferida de 1%.

En una realización, las partículas de fármaco se compactan ligeramente en una matriz frágil que se contiene dentro del dispositivo de administración (un inhalador de polvo seco). Después del accionamiento, el dispositivo de administración raspa una porción de las partículas de fármaco de la matriz, y las dispersa en la respiración inspiratoria que administra las partículas de fármaco al tracto respiratorio. De manera alternativa, las partículas de fármaco pueden ser un polvo de flujo libre contenido dentro de un depósito en el dispositivo de administración (un inhalador de polvo seco). El depósito puede ser una cámara integral dentro del dispositivo, o una cápsula, blíster o depósito preformado similar que se inserta en el dispositivo antes del accionamiento. Después del accionamiento, el dispositivo dispersó una porción de las partículas de fármaco desde el depósito y las dispersó en la respiración de inhalación que administra las partículas de fármaco al tracto respiratorio.

En una realización, la composición de polvo seco consta de partículas de fármaco y un portador seleccionado del grupo que consta de arabinosa, glucosa, fructosa, ribosa, manosa, sacarosa, trehalosa, lactosa, maltosa, almidones, dextrano, manitol, leucina, lisina, isoleucina, dipalmitilfosfatidilcolina, lecitina, ácido poliláctico, ácido poli(láctico-co-glutámico), y xilitol, o mezclas de cualquiera de los anteriores. En una realización, el portador es lactosa, particularmente en la forma del monohidrato. En una realización, la composición de polvo seco comprende una mezcla de dos o más portadores.

En una realización, la composición de polvo seco comprende fármaco y una mezcla de al menos dos portadores diferentes. En una realización, la relación de fármaco a portador está en el intervalo de aproximadamente 0,5 a 20% (p/p). En una realización, las partículas de fármaco tienen un diámetro medio de aproximadamente 1 a 4, 1 a 3,5, o 1,5 a 3,5, o 2 a 3 |jm (micrones). Las partículas de portador pueden tener diámetros que varían de 2 a 200 |jm (micrones).

En una realización, la composición se contiene en un envase blíster o un depósito de un dispositivo de DPI. En una realización, la composición de polvo seco se precarga en una cápsula de gelatina, almidón, celulosa o polímero, o una lámina/lámina o lámina/blíster de plástico adecuado para uso en un dispositivo de DPI. Cada cápsula o ampolla puede contener de 1 a 100 miligramos de la composición de polvo seco. Las cápsulas o blísteres se pueden insertar en un dispositivo inhalador de polvo seco (DPI) tal como AerolizerMR, PlastiapeMR RS01 Modelo 7, y PlastiapeMR RS00 Modelo 8, XCapsMR, FlowCapsMR, ArcusMR, DiskhalerMR o MicrodoseMR. Después de accionar el dispositivo de DPI, las cápsulas o blísteres se rompen y el polvo se dispersa en la respiración inspiratoria, administrando el fármaco al tracto respiratorio.

En una realización, la composición de polvo seco se contiene en un dispositivo inhalador de polvo seco (DPI) seleccionado de AccuhalerMR, ConixMR, RotahalerMR, TwinCapsMR, XCapsMR, FlowCapsMR, TurbuhalerMR, NextHalerMR, CycloHalerMR, Re-volizerMR, DiskhalerMR, DiskusMR, Spinhaler, HandihalerMR, Inhalador de microdosis, GyroHalerMR, OmniHalerMR, ClickhalerMR, DuohalerMR (Vectura), e inhalador ARCUSMR (Civitas Therapeutics). En una realización, la invención proporciona un dispositivo de DPI que contiene una composición de polvo seco descrita en la presente. En una realización, el dispositivo se selecciona del grupo que consta de XCaps, FlowCaps, Handihaler, TwinCaps, AerolizerMR, PlastiapeMR RS01 Modelo 7, y PlastiapeMR RS00 Modelo 8. En una realización, el dispositivo que contiene la composición se selecciona del grupo que consta de un GyroHalerMR, un OmniHalerMR, un ClickhalerMR, un DuohalerMR, y un inhalador ARCUSMR.

Las partículas de portador son preferentemente de mayor tamaño (mayor de 5 jm (micrones)) a fin de evitar la deposición del material de portador en el pulmón profundo. En una realización, las partículas de portador tienen diámetros que varían de 1 a 200 jm (micrones), de 30 a 100 jm (micrones), o menos de 10 jm (micrones). En una realización, las partículas de portador son una mezcla de dos portadores, uno con partículas de aproximadamente 30­ 100 jm (micrones) y el otro con partículas de menos de 10 jm (micrones). La relación de los dos portadores diferentes está en el intervalo de 3:97 a 97:3. En una realización, la composición de polvo seco consta de 0,5-20% (p/p) de relación de fármaco a portador, las partículas de fármaco que tienen diámetros de 0,1 a 10 jm (micrones) con un diámetro promedio menor que 3,5 jm (micrones). En una realización, el material de portador es un material de portador cristalino. Preferentemente, el material de portador cristalino es uno que es al menos 90%, preferentementee más de 95% cristalino y en el que nada o sustancialmente nada de agua se absorbe por el portador en condiciones de 80% o menos de humedad relativa a temperatura ambiente. Los ejemplos de estos portadores cristalinos son lactosa monohidratada y glucosa monohidratada. La cantidad de portador es de 1 a 99,0 % o más de la formulación en peso seco del polvo, preferentemente 5 a 99%, 10 a 99%, 20 a 99%, 30 a 99%, 40 a 99%, o 50 a 99%.

En una realización, la composición de polvo seco se contiene dentro de un depósito en el dispositivo de administración (un inhalador de polvo seco). El depósito puede ser una cámara integral dentro del dispositivo, o una cápsula, blíster o depósito preformado similar que se inserta en el dispositivo antes del accionamiento. Después del accionamiento, el dispositivo dispersó una porción de las partículas de fármaco desde el depósito y las dispersó en la respiración inspiratoria que administra las partículas de fármaco al tracto respiratorio.

En una realización, el fármaco está presente como un polvo fino con un portador farmacéuticamente aceptable. En el contexto, el término "fino" se refiere a un tamaño de partícula en el intervalo inhalable, como se analiza anteriormente. El fármaco se microniza y el MMAD de las partículas de rapamicina en la composición de polvo seco es de 0,5 a 5 jm (micrones), de 1 a 4 jm (micrones), de 1 a 3 jm (micrones), o de 2 a 3 jm (micrones). El valor de MMAD o Dv50 es el tamaño de partícula por debajo del cual se presenta el 50% del volumen de la población.

En una realización, la formulación de polvo seco de rapamicina comprende además uno o más aditivos seleccionados de los aditivos descritos a continuación. En una realización el uno o más aditivos comprenden o constan de estearato de magnesio. En un aspecto de esta realización, el estearato de magnesio está presente en cantidades de 0,001 a 10% en peso seco del polvo, preferentemente en cantidades de 0,01 a 5% o 0,01 a 2%. En otra realización, el aditivo comprende o consta de un fosfolípido, tal como lecitina (que es una mezcla de fosfatidilcolinas) en una cantidad de 0,1% a 1% en peso seco del polvo, preferentemente 0,2% a 0,6%. En un aspecto de esta realización, el aditivo se recubre sobre el material de portador antes de o simultáneamente con un paso de mezclar el portador con las partículas de rapamicina. Esto se puede lograr, por ejemplo, al utilizar un paso de mezcla de alta energía para recubrir el portador con el aditivo, o una larga duración de mezcla de baja energía, o una combinación de mezcla de baja y alta energía para lograr el nivel deseado de material de portador recubierto. Los dispositivos de baja energía para mezclar polvos secos para formar mezclas se conocen en la técnica e incluyen, por ejemplo, mezcladores en V, mezcladores de cono doble, mezcladores de cono inclinado, mezcladores de cubo, mezcladores de cubo, mezcladores de tambor horizontal o vertical, mezcladores continuos estáticos, y mezcladores continuos dinámicos. Otros dispositivos de más alta energía incluyen mezcladores de alto esfuerzo cortante conocidos por aquellos expertos en la técnica.

En ciertas realizaciones, el polvo seco se contiene en una cápsula. En una realización, la cápsula es una cápsula de gelatina, una cápsula de plástico, o una cápsula celulósica, o está en la forma de una lámina/lámina o blísteres de lámina/plástico. En cada caso, la cápsula o blíster es adecuado para el uso en un dispositivo de DPI, preferentemente en unidades de dosificación junto con el portador en cantidades para llevar el peso total de polvo en cada cápsula de 1 mg a 100 mg. Alternativamente, el polvo seco se puede contener en un depósito de un dispositivo de DPI de múltiples dosis.

El tamaño de partícula de la rapamicina se puede reducir al nivel de micropartículas deseado por métodos convencionales, por ejemplo, por molienda en un molino de chorro de aire, molino de bolas o molino vibrador, por pulido en húmedo, microprecipitación, secado por pulverización, liofilización o recristalización a partir de soluciones subcríticas 0 supercríticas. La molienda por chorro o molienda en este contexto se refiere a la micronización de partículas de fármaco secas por medios mecánicos. Las técnicas de micronización no requieren hacer una solución, suspensión espesa, o suspensión del fármaco. En su lugar, las partículas de fármaco se reducen mecánicamente en el tamaño. Debido a la energía relativamente alta que se emplea por micronización, en ciertas realizaciones es deseable incluir un material de portador en una mezcla co-micronizada con la rapamicina. En este contexto, el material de portador absorbe algo de la energía de micronización que de otra manera podría afectar negativamente a la estructura de la rapamicina. En una realización, las partículas de rapamicina en un intervalo de tamaño de 1 a 4 o de 2 a 3 |jm (micrones) se producen por un método de molienda por chorro.

El pulido húmedo como se describe en US2013/0203717 implica el uso de alto esfuerzo cortante para reducir el tamaño de partícula de las partículas de fármaco en una suspensión o suspensión espesa. El pulido en húmedo puede incluir sólo las partículas de fármaco o partículas adicionales denominadas medios de molienda. En una realización, el tamaño de partícula de la rapamicina se puede reducir al nivel deseado usando un proceso de pulido en húmedo, que comprende molienda en húmedo, específicamente por cavitación a presión elevada, donde la rapamicina se suspende en agua u otro solvente donde es insoluble, y entonces se sigue por secado por pulverización de la suspensión para obtener rapamicina como un polvo seco. En una realización, las partículas de rapamicina en un intervalo de tamaño de 1 a 4 o de 2 a 3 jm (micrones) se producen por un método de pulido en húmedo que comprende preparar una suspensión de rapamicina, someter la suspensión a microfluidización, y secar por pulverización las partículas resultantes para formar un polvo seco. La rapamicina se puede suspender en un anti-solvente seleccionado del grupo que consta de alcohol propílico o butílico, agua, y acetato de etilo. En una realización, la suspensión es una suspensión acuosa.

El secado por pulverización en general implica preparar una solución, suspensión espesa o suspensión del fármaco, atomizar la solución, suspensión espesa, o suspensión, para formar partículas y entonces evaporar la solución, suspensión espesa, o medio de suspensión para formar las partículas. La solución, suspensión espesa, o suspensión, se puede formar en condiciones subcríticas o supercríticas. El paso de evaporación se puede lograr al elevar la temperatura de la atmósfera en la que se presenta la atomización, o al disminuir la presión, o una combinación de ambos. En una realización, la formulación en polvo que comprende rapamicina se prepara al secar por pulverización una dispersión acuosa de rapamicina para formar un polvo seco que consta de partículas agregadas de rapamicina que tienen un tamaño adecuado para administración pulmonar, como se describe anteriormente. El tamaño de partícula agregado se puede ajustar (incrementar o disminuir) para dirigirse ya sea a los sitios de pulmón profundo o respiratorio superior, tal como la región bronquial superior o la mucosa nasal. Esto se puede lograr, por ejemplo, al incrementar la concentración de rapamicina en la dispersión secada por pulverización o al incrementar el tamaño de gota generado por el secador por pulverización.

Se puede hacer un polvo seco por liofilización (liofilización) de la solución, dispersión, o emulsión acuosa de fármaco, o por una combinación de secado por pulverización y liofilización.

En una realización no de acuerdo con la invención, la dispersión acuosa de rapamicina y el uno o más aditivos opcionales comprenden además un diluyente disuelto tal como lactosa o manitol tal que cuando la dispersión se liofiliza, se forman partículas de diluyente respirables, cada una de las cuales contiene al menos una partícula de fármaco incrustada y una partícula de aditivo, si está presente.

En una realización no de acuerdo con la invención, la formulación de polvo seco se prepara por liofilización de una dispersión acuosa de rapamicina, y uno o más aditivos opcionales. En una realización, los polvos contienen agregados de rapamicina y un aditivo, si está presente, en donde los agregados están dentro de un intervalo de tamaño respirable como se describe anteriormente.

En una realización no de acuerdo con la invención, el polvo seco comprende liposomas cargados con rapamicina. Los liposomas cargados con fármaco se pueden producir por métodos conocidos en la técnica, por ejemplo, usando la técnica descrita para el tacrolimus en M. Chougale, et al. Int. J. Nanomedicine 2:625-688 (2007). En resumen, la rapamicina, la fosfatidilcolina hidrogenada (HSPC) y el colesterol se disuelven en una mezcla de metanol y cloroformo y entonces se someten a formación de película delgada seca, por ejemplo, en un rotaevaporador. Los liposomas se hidratan y la dispersión liposómica se pasa a través de un homogeneizador de alta presión para la reducción de tamaño. Los gránulos resultantes se caracterizan por el tamaño de vesícula y el porcentaje de atrapamiento de fármaco y los gránulos equivalentes a la cantidad deseada de rapamicina se dispersan entonces en un medio adecuado y se someten a secado por pulverización para obtener partículas del tamaño deseado para inhalación. El polvo secado por pulverización se puede llenar en cápsulas, botes, o envases blíster para administración.

En una realización no de acuerdo con la invención, las partículas de polvo seco se pueden producir por precipitación de una solución supercrítica o subcrítica.

Las composiciones de polvo seco se pueden contener en un dispositivo inhalador de polvo seco adecuado, o en una cápsula o blíster para usarse en este dispositivo. Los ejemplos de estos dispositivos se proporcionan anteriormente e incluyen AccuhalerMR, AerolizerMR, el PlastiapeMR RS01 Modelo 7, PlastiapeMR RS00 Modelo 8, ConixMR, RotahalerMR, TwinCapsMR, XCapsMR, FlowCapsMR, TurbuhalerMR, NextHalerMR, CycloHalerMR, RevolizerMR, DiskhalerMR, DiskusMR, Spinhaler, HandihalerMR, Inhalador de microdosis, GyroHalerMR, OmniHalerMR, ClickhalerMR, o DuohalerMR (Vectura), o un inhalador ARCUSMR accionado por respiración (Civitas Therapeutics). En una realización no de acuerdo con la invención, la invención proporciona un dispositivo de DPI que contiene una composición de polvo seco descrita en la presente. En una realización, el dispositivo se selecciona del grupo que consta de XCaps, FlowCaps, Handihaler, TwinCaps, AerolizerMR, el PlastiapeMR RS01 Modelo 7, y el PlastiapeMR rS00 Modelo 8.

Formulaciones basadas en propulsor no de acuerdo con la invención

En otra realización, la rapamicina se formula en una formulación basada en propulsor que también se puede conocer genéricamente en la presente como "una formulación de pMDI". Una formulación de pMDI es adecuada para administración por un dispositivo tal como un inhalador de dosis dosificada presurizada (pMDI). En una realización, la composición comprende rapamicina, un propulsor, y un aceite vegetal o derivado farmacéuticamente aceptable de un aceite vegetal. El propulsor se selecciona preferentemente de 1,1,1,2-tetrafluoroetano (HFA134a) y 1,1,1,2,3,3,3,3-heptafluoropropano (HFA227), o mezclas de los mismos. En una realización, el aceite vegetal se selecciona de aceite de oliva, aceite de cártamo, y aceite de soja. La rapamicina puede estar en solución o en suspensión en el propulsor. En este contexto, "en suspensión" se refiere a donde la rapamicina está presente en forma de partículas dispersas en el propulsor. En una realización, la rapamicina se microniza y está presente en suspensión en el propulsor. En una realización, la formulación comprende además un agente humectante o co-solvente tal como etanol. En una realización, la formulación comprende además un alcohol polihidroxilado tal como propilenglicol.

Los propulsores adecuados se conocen en la técnica e incluyen, por ejemplo, hidrocarburos sustituidos con halógeno, por ejemplo, metanos, etanos, propanos, butanos, ciclopropanos o ciclobutanos sustituidos con flúor, particularmente 1.1.1.2- tetrafluoroetano (HFA134a) y 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropano (HFA227), o mezclas de los mismos.

En una realización, la formulación comprende rapamicina micronizada, etanol, un propulsor adecuado tal como HFA 134a, HFA 227, o una mezcla de propulsores adecuados, y opcionalmente uno o más agentes tensioactivos. En una realización, la formulación comprende además un lubricante.

En una realización, la formulación comprende rapamicina, un propulsor, y un aceite vegetal. En un aspecto, la formulación no comprende un aditivo o agente tensioactivo. Por ejemplo, la formulación no comprende etanol, un alcohol de polihidroxi (por ejemplo, propilenglicol), o un agente tensioactivo (por ejemplo, trioleato de sorbitán, monooleato de sorbitán, o ácido oleico).

En una realización, la formulación basado en propulsor comprende aire comprimido, dióxido de carbono, nitrógeno o un propulsor licuado seleccionado del grupo que consta de n-propano, n-butano, isobutano o mezclas de los mismos, o 1.1.1.2- tetrafluoroetano (HFA134a) y 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropano (HFA227), o mezclas de los mismos, con o sin un co-solvente polar tal como un alcohol. La composición puede ser una solución o una suspensión. Para suspensiones, las partículas de fármaco tienen diámetros de 0,1 a 10 micrones con un diámetro medio menor que 3,5 micrones.

La formulación basada en propulsor se prepara por métodos conocidos en la técnica, por ejemplo, por molienda en húmedo la rapamicina gruesa, y el aditivo opcional, en propulsor líquido, ya sea a presión ambiente o en condiciones de alta presión. En ciertas realizaciones, el aditivo es un agente tensioactivo que sirve para prevenir la agregación (apelmazamiento o cristalización), para facilitar la dosificación uniforme, y (o alternativamente) para proporcionar una fracción de partículas finas (FPF) favorable. En un aspecto, el agente tensioactivo se selecciona de trioleato de sorbitán, monooleato de sorbitán, o ácido oleico. Alternativamente, los polvos secos que contienen partículas de fármaco se preparan al secar por pulverización o al liofilizar dispersiones acuosas de las partículas de fármaco como se analiza anteriormente y los polvos resultantes se dispersan en propulsores adecuados para usarse en inhaladores de dosis dosificadas presurizadas convencionales (μMDI). En una realización, el dispositivo de inhalación es un RespimatMR En una realización, las formulaciones de rapamicina en aerosol basado en propulsor de la invención son estables contra el crecimiento de tamaño de partícula o el cambio en la morfología de cristal de la rapamicina durante períodos de tiempo prolongados.

Proceso para la fabricación de formas de dosis unitarias estériles

En una realización, las composiciones de la invención son composiciones estériles. En una realización, las composiciones estériles son formas de dosis unitarias estériles. En una realización, la forma de dosificación unitaria estéril es una cápsula adecuada para usarse en un dispositivo de nebulizador.

En una realización no de acuerdo con la invención, la composición terminada se esteriliza en su cierre de recipiente por calor, por ejemplo, esterilización en autoclave, o por radiación. En una realización no de acuerdo con la invención, las partes de componente de la composición se esterilizan primero por un proceso adecuado que incluye filtración estéril para componentes líquidos y radiación o esterilización en autoclave para sólidos o líquidos, el proceso que comprende además mantener la esterilidad de los componentes estériles al envasar en recipientes herméticos, al combinar los componentes en un recipiente de mezcla en las proporciones apropiadas, y al llenar el producto resultante en un cierre de recipiente, todo realizado en un conjunto aséptico. Este proceso tiene la desventaja de ser costoso y requerir técnicas de manejo aséptico difíciles. Por consiguiente, se usa principalmente para procesar suspensiones de partículas o dispersiones coloidales, formulaciones liposómicas, o emulsiones, que no se pueden pasar a través de un filtro de sub-|jm (submicrones) para la esterilización. Finalmente, en una realización no de acuerdo con la invención, la composición terminada se filtra estérilmente a través de un filtro de sub-jm (submicrón), preferentemente un filtro de 0,2 jm (submicrón). En una realización no de acuerdo con la invención, las composiciones son soluciones acuosas de fase individual esterilizadas mediante un proceso de esterilización por filtración. En contraste, las emulsiones y formulaciones liposómicas habitualmente no son suficientemente estables bajo las condiciones de alto esfuerzo cortante de un proceso de esterilización por filtración y, por lo tanto, no se prefieren para este proceso. En una realización no de acuerdo con la invención, las composiciones de la invención son soluciones acuosas de fase individual que se llenan en un cierre de recipiente, por ejemplo, un frasco, formado de un polímero, preferentemente polietileno, o alternativamente un frasco de vidrio. La esterilización en autoclave y la radiación no son adecuados donde el frasco es un frasco de polímero debido a la alta probabilidad de crear inestabilidad química en los excipientes de fármaco y/o formulación, así como en el recipiente, y debido a la generación de impurezas indeseables. En una realización no de acuerdo con la invención, las composiciones de la invención se esterilizan por un proceso que no incluye calor (esterilización en autoclave) o radiación, y en su lugar incluye un proceso de esterilización por filtración. Preferentemente, de acuerdo con esta realización, las soluciones acuosas de fase individual de rapamicina se esterilizan por filtración a través de un filtro que tiene un tamaño de poro menor que, o igual a 0,2 jm (micrones). En una realización no de acuerdo con la invención, el producto filtrado estéril se recolecta en un recipiente de recolección ubicado en un conjunto aséptico. En una realización no de acuerdo con la invención, el producto filtrado estéril se transfiere desde el recipiente de recolección a un cierre de recipiente en un conjunto aséptico. Preferentemente, el cierre de recipiente es un frasco de polímero, preferentemente un frasco de dosis unitaria, y más preferentemente un frasco de dosis unitaria de polietileno. En una realización, el frasco de polímero se forma por moldeo por soplado inmediatamente antes de que se llene y entonces se sella térmicamente inmediatamente después del llenado. Esta técnica también se puede conocer como "formación-llenadosellado" o un "soplado-llenado". Esta técnica es particularmente ventajosa en el contexto de las composiciones de la invención que son soluciones acuosas monofásicas de rapamicina debido a que este proceso no requiere calor o radiación, ambos de los cuales pueden degradar ya sea el propio fármaco, los excipientes de formulación, o el cierre de recipiente.

Administración y dosificación pulmonar

La presente invención proporciona composiciones para usarse en métodos para el tratamiento y la profilaxis de enfermedades y trastornos relacionados con la edad en un sujeto humano, en donde el trastorno relacionado con la edad es una enfermedad pulmonar crónica, por la administración de rapamicina a los pulmones, por inhalación. La administración pulmonar se realiza preferentemente por inhalación del aerosol a través de la boca y la garganta en los pulmones, pero también se puede realizar por inhalación del aerosol a través de la nariz. Por consiguiente, en una realización, la composición se administra por vía intranasal.

Las composiciones y composiciones para usarse en los métodos de la invención proporcionan ventajosamente la administración dirigida de una cantidad terapéuticamente efectiva de rapamicina a los pulmones mientras que simultáneamente se reduce a niveles muy bajos o indetectables la cantidad de rapamicina en la sangre y disponible sistémicamente. En una realización, la cantidad de rapamicina en una dosis individual de una composición de polvo seco descrita en la presente es de aproximadamente 5 a 500 microgramos o de aproximadamente 100 a 300 microgramos, o de aproximadamente 50 a 250 microgramos La administración dirigida de dosis bajas de rapamicina directamente a los pulmones en tanto que se minimiza la exposición sistémica proporciona un índice terapéutico mejorado en comparación a las formas de dosificación orales.

En una realización, la administración de rapamicina por inhalación de acuerdo con los métodos de la invención incrementa el índice terapéutico de rapamicina. En este contexto, tal como se aplica a sujetos humanos, el índice terapéutico es una relación que compara la dosis que produce un efecto terapéutico (ED⁵⁰) con la dosis que produce una toxicidad (TD⁵⁰) en el 50% de la población. La relación se representa como TD⁵⁰/ED⁵⁰. En una realización, la administración de rapamicina por inhalación de acuerdo con los métodos de la invención reduce una o más toxicidades asociadas con la rapamicina administrada por vía oral, incrementando de esta manera el índice terapéutico de la rapamicina.

La invención incluye formulaciones aerosolizables en la forma de polvos. Por consiguiente, la rapamicina se administra de acuerdo con los métodos de la invención en la forma de un aerosol de polvo seco.

En una realización, la dosis administrada de rapamicina produce un nivel de concentración mínima en sangre en el sujeto de 0,01 a 0,15 ng/ml, de 0,075 a 0,350 ng/ml, de 0,150 a 0,750 ng/ml, de 0,750 a 1,5 ng/ml o de 1,5 a 5 ng/ml. En una realización, la dosis administrada de rapamicina produce un nivel de concentración mínima en sangre en el sujeto de menos de 5 ng/ml, menos de 2 ng/ml, menos de 1 ng/ml, o menos de 0,5 ng/ml.

En una realización, la dosis administrada de rapamicina es suficiente para producir una concentración de rapamicina en el tejido pulmonar en el intervalo de 1 ng/g a 1 |jg/g, preferentemente de aproximadamente 5 ng/g a 100 ng/g, de aproximadamente 5 ng/g a aproximadamente 20 ng/g, o de aproximadamente 5 ng/g a aproximadamente 30 ng/g. En una realización, la dosis administrada de rapamicina es de 5 a 100 microgramos, de 20 a 100 microgramos, de 20 a 250 microgramos, de 50 a 500 microgramos (0,05 a 0,5 miligramos), de 250 a 1000 microgramos (0,25 a 1 miligramos) o de 500 a 2000 microgramos (0,5 a 2 miligramos). En una realización, la cantidad de rapamicina administrada es menos de 500 microgramos, menos de 100 microgramos, menos de 50 microgramos, menos de 20 microgramos, o menos de 10 microgramos. Preferentemente, la cantidad de rapamicina administrada es menor que 0,5 miligramos o menor que 0,25 miligramos.

En una realización, la rapamicina se administra una vez al día.

En una realización, la dosis diaria total de rapamicina está en el intervalo de 5 a 100 microgramos, de 20 a 250 microgramos, de 50 a 500 microgramos (0,05 a 0,5 miligramos), de 250 a 1000 microgramos (0,5 a 1 miligramos) o de 500 a 2000 microgramos (0,5 a 2 miligramos). En una realización, la dosis diaria total de rapamicina es menos de 500 microgramos, menos de 100 microgramos, menos de 50 microgramos, menos de 20 microgramos, o menos de 10 microgramos. En una realización, la dosis diaria total de rapamicina que se administra al sujeto es menor que 0,5 miligramos o menor que 0,25 miligramos por día.

En una realización, una composición de la invención se administra una vez por día al sujeto. En una realización, una composición de la invención se administra dos o tres veces al día. De manera preferente, la composición se administra una vez o dos veces al día, o menos de una vez al día.

En una realización, los métodos de la invención comprenden administrar rapamicina a través de una ruta pulmonar en combinación con uno o más agentes terapéuticos adicionales. El uno o más agentes adicionales se pueden administrar por la misma ruta de administración o una ruta de administración diferente que la rapamicina. Por ejemplo, el agente se puede administrar por inhalación, intranasal, oral o intravenosa.

En una realización, los métodos de la invención comprenden administrar rapamicina a través de una ruta pulmonar en combinación con una o más terapias adicionales.

En ciertas realizaciones, los métodos incluyen la administración pulmonar de una composición de la invención como la terapia primaria. En otras realizaciones, la administración de una composición de la invención es una terapia adyuvante. En cualquier caso, los métodos de la invención contemplan la administración de una composición de la invención en combinación con una o más terapias adicionales para el tratamiento de una enfermedad o trastorno. Los términos "terapia" y "terapias" se refieren a cualquier método, protocolo y/o agente que se puede usar en la prevención, tratamiento, gestión o mejora de una enfermedad o trastorno, o uno o más síntomas de los mismos.

Preferentemente, la administración de una composición farmacéutica que comprende rapamicina de acuerdo con los métodos de la invención en combinación con una o más terapias adicionales proporciona una respuesta sinérgica en el sujeto. En este contexto, el término "sinérgico" se refiere a que la eficacia de la combinación es más efectiva que los efectos aditivos de cualquier terapia individual sola. En una realización, el efecto sinérgico de la terapia de combinación de rapamicina de acuerdo con la invención permite el uso de dosificacions más bajas y/o administración menos frecuente de al menos una terapia en la combinación en comparación a su dosis y/o frecuencia fuera de la combinación. En otra realización, el efecto sinérgico se manifiesta en la evitación o reducción de efectos secundarios adversos o no deseados asociados con el uso de cualquiera de las terapias en la combinación sola.

Administración de polvo seco

En una realización, las composiciones de polvo seco de la invención se administran por un dispositivo inhalador de polvo seco (DPI) no basado en propulsor. En una realización, el polvo se contiene en cápsulas de gelatina o plástico, o en blísteres, adecuados para usarse en un dispositivo de DPI. En una realización, el polvo se suministra en forma de dosificación unitaria y en unidades de dosificación de 5 mg a 100 mg de polvo por cápsula. En otra realización, el polvo seco se contiene en un depósito de un dispositivo de inhalación de polvo seco de múltiples dosis. En una realización, el dispositivo inhalador comprende un frasco de aerosol proporcionado con una válvula adaptada para administrar una dosis dosificada, tal como de 10 a 100 μl, por ejemplo, de 25 a 50 μl, de la composición, es decir, un dispositivo conocido como inhalador de dosis dosificada.

En una realización, el dispositivo de DPI es un dispositivo basado en blíster tal como GyroHalerMR u OmniHalerMR (ambos de Vectura), un dispositivo basado en depósito tal como ClickhalerMR o DuohalerMR (Vectura), y el inhalador ARCUSMR (Civitas Therapeutics). En una realización, el dispositivo de DPI se selecciona de PulmatrixMR, y Hovione Twincaps y XCapsMR. En una realización, el dispositivo se selecciona del grupo que consta de XCaps, PlastiapeMR RS01 Modelo 7, y PlastiapeMR RS00 Modelo 8.

En una realización, el dispositivo de DPI se selecciona del grupo que consta de AccuhalerMR, AerolizerMR, el PlastiapeMR RS01 Modelo 7, PlastiapeMR RS00 Modelo 8, ConixMR, RotahalerMR, TwinCapsMR, XCapsMR, FlowCapsMR, TurbuhalerMR, NextHalerMR, CycloHalerMR, RevolizerMR, DiskhalerMR, DiskusMR, Spinhaler, HandihalerMR, Inhalador de microdosis, GyroHalerMR, OmniHalerMR, ClickhalerMR, o DuohalerMR (Vectura), o un inhalador ARCUSMR accionado por respiración (Civitas Therapeutics).

En una realización, el dispositivo de DPI se selecciona del grupo que consta de ArcusMR, AspirairMR, AxahalerMR, BreezhalerMR, ClickhalerMR, Conix DryMR, CrickET^MR, DreamboatMR, GenuairMR, GeminiMR, InspiromaticMR, iSPERSEMR, MicroDoseMR, Next DPIMR, ProhalerMR, PulmojetiRl, PulvinalMR, SolisMR, TaifunMR, Taper DryMR, TrivaiMR, NovolizerMR, PodhalerMR, Skyehaler™, SpiromaxMR, Twincaps/FlowcapsMR, y Turbuhaler™. En una realización, el dispositivo de DPI se adapta para administrar el polvo seco desde una cápsula o blíster que contiene una unidad de dosificación del polvo seco o un dispositivo de inhalación de polvo seco de múltiples dosis adaptado para administrar, por ejemplo, 5-25 mg de polvo seco por accionamiento.

Administración de pMDI no de acuerdo con la invención

En otra realización, la rapamicina se administra en la forma de partículas aerosolizadas de un recipiente o dispensador presurizado que contiene un propulsor adecuado como se describe anteriormente con relación a las formulaciones basadas en propulsor. En una realización, el inhalador es un inhalador impulsado por propulsor, tal como un dispositivo de pMDI, que libera una dosis dosificada de rapamicina después de cada accionamiento. Un dispositivo de pMDI habitual comprende un bote que contiene fármaco, una válvula de dosificación de fármaco, y una boquilla. En un aspecto de esta realización, la rapamicina se formula como una suspensión en el propulsor. En el contexto de esta realización, la rapamicina se hace en un polvo fino que se suspende en el propulsor licuado o mezcla de propulsores. La suspensión se almacena entonces en un bote sellado bajo presión suficiente para mantener el propulsor en forma líquida. En otra realización, la rapamicina se formula como una solución. En el contexto de esta realización, la rapamicina se solubiliza en el propulsor licuado o mezcla de propulsores. En una realización, la formulación comprende además un estabilizador en una cantidad adecuada para estabilizar la formulación contra el asentamiento, la formación de crema o la floculación durante un tiempo suficiente para permitir la dosificación reproducible de la rapamicina después de la agitación de la formulación. El estabilizador puede estar presente en exceso en una cantidad de aproximadamente 10 partes en peso a aproximadamente 5000 partes en peso con base en un millón de partes en peso total de la formulación en aerosol. En una realización, el portador fluido es 1,1,1,2-tetrafluoroetano, 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropano o una mezcla de los mismos. En otra realización, el portador fluido es un hidrocarburo (por ejemplo, n-butano, propano, isopentano, o una mezcla de los mismos). La composición puede comprender además un co­ solvente (por ejemplo, etanol u otro co-solvente adecuado).

En una realización de los métodos de la invención, la formulación en aerosol que comprende rapamicina comprende además un fármaco adicional.

Aditivos

Las composiciones en aerosol de la invención pueden contener uno o más aditivos además de cualquier portador o diluyente (tal como lactosa o manitol) que esté presente en la formulación. En una realización, el uno o más aditivos comprenden o constan de uno o más agentes tensioactivos. Los agentes tensioactivos habitualmente tienen una o más cadenas alifáticas largas tal como ácidos grasos que les permiten insertarse directamente en las estructuras de lípidos de las células para potenciar la penetración y absorción de fármaco. Un parámetro empírico comúnmente utilizado para caracterizar la hidrofilicidad e hidrofobicidad relativas de los agentes tensioactivos es el equilibrio hidrófilo-lipófilo (valor "HLB"). Los agentes tensioactivos con valores de HLB más bajos son más hidrófobos, y tienen mayor solubilidad en aceites, en tanto que los agentes tensioactivos con valores de HLB más altos son más hidrófilos, y tienen mayor solubilidad en soluciones acuosas. Por lo tanto, se considera en general que los agentes tensioactivos hidrófilos son aquellos compuestos que tienen un valor de HLB mayor que aproximadamente 10, y los agentes tensioactivos hidrófobos son en general aquellos que tienen un valor de HLB menor que aproximadamente 10. Sin embargo, estos valores de HLB son simplemente una guía puesto que para muchos agentes tensioactivos, los valores de HLB pueden diferir tanto como aproximadamente 8 unidades de HLB, dependiendo del método empírico elegido para determinar el valor de HLB.

Entre los agentes tensioactivos para usarse en las composiciones en aerosol de la invención se encuentran ácidos grasos de polietilenglicol (PEG) y mono- y diésteres de ácido graso de PEG, ésteres de glicerol de PEG, productos de transesterificación de alcohol-aceite, ácidos grasos de poliglicerilo, ésteres de ácido graso de propilenglicol, esterol y derivados de esterol, ésteres de ácido graso de sorbitán de polietilenglicol, alquil éteres de polietilenglicol, azúcar y sus derivados, alquil fenoles de polietilenglicol, copolímeros de bloque de polioxietileno-polioxipropileno (P0E-P0P), ésteres de ácido graso de sorbitán, agentes tensioactivos iónicos, vitaminas solubles en grasa y sus sales, vitaminas solubles en agua y sus derivados anfifílicos, aminoácidos y sus sales, y ácidos orgánicos y sus ésteres y anhídridos. Cada uno de estos se describe en más detalle más adelante.

Ésteres de ácidos grasos de PEG

Aunque el polietilenglicol (PEG) en sí mismo no funciona como un agente tensioactivo, una variedad de ésteres de ácido graso de PEG tienen propiedades de agente tensioactivo útiles. Entre los monoésteres de ácido graso de PEG, los ésteres de ácido láurico, ácido oleico, y ácido esteárico son los más útiles en realizaciones de la presente invención. Los agentes tensioactivos hidrófilos preferidos incluyen laurato de PEG-8, oleato de PEG-8, estearato de PEG-8, oleato de PEG-9, laurato de PEG-10, oleato de PEG-10, laurato de PEG-12, oleato de PEG-12, oleato de PEG-15, laurato de PEG-20, y oleato de PEG-20. Los valores de HLB están en el intervalo de 4-20.

Los diésteres de ácidos grasos de polietilenglicol también son adecuados para usarse como agentes tensioactivos en las composiciones de las realizaciones de la presente invención. Los agentes tensioactivos hidrófilos más preferidos incluyen dilaurato de PEG-20, dioleato de PEG-20, diestearato de PEG-20, dilaurato de PEG-32 y dioleato de PEG-32. Los valores de HLB están en el intervalo de 5-15.

En general, las mezclas de agentes tensioactivos también son útiles en realizaciones de la presente invención, que incluyen mezclas de dos o más agentes tensioactivos comerciales, así como mezclas de agentes tensioactivos con otro aditivo o aditivos. Varios ésteres de ácidos grasos de PEG se comercializan como mezclas o mono- y diésteres.

Ésteres de ácidos grasos de glicerol de polietilenglicol

Los agentes tensioactivos hidrófilos preferidos son laurato de glicerilo de PEG-20, laurato de glicerilo de PEG-30, laurato de glicerilo de PEG-40, oleato de glicerilo de PEG-20, y oleato de glicerilo de PEG-30.

Productos de transesterificación de alcohol-aceite

Se puede preparar un gran número de agentes tensioactivos de diferentes grados de hidrofobicidad o hidrofilicidad por reacción de alcoholes o polialcohol con una variedad de aceites naturales e/o hidrogenados. Más comúnmente, los aceites usados son aceite de ricino o aceite de ricino hidrogenado, o un aceite vegetal comestible tal como aceite de maíz, aceite de oliva, aceite de cacahuate, aceite de almendra de palma, aceite de almendra de albaricoque, o aceite de almendra. Los alcoholes preferidos incluyen glicerol, propilenglicol, etilenglicol, polietilenglicol, sorbitol, y pentaeritritol. Entre estos agentes tensioactivos transesterificados de alcohol-aceite, los agentes tensioactivos hidrófilos preferidos son aceite de ricino de PEG-3 5 (Incrocas-35), aceite de ricino hidrogenado de PEG-40 (Cremophor RH 40), trioleato de PEG-25 (TAGAT.RTM. T0), glicéridos de maíz de PEG-60 (Crovol M70), aceite de almendras de PEG-60 (Crovol A70), aceite de semilla de palma de PEG-40 (Crovol PK70), aceite de ricino de PEG-50 (Emalex C-50), aceite de ricino hidrogenado de PEG-50 (Emalex HC-50), glicéridos caprílicos/cápricos de PEG-8 (Labrasol) y glicéridos caprílicos/cápricos de PEG-6 (Softigen 767). Los agentes tensioactivos hidrófobos preferidos en esta clase incluyen aceite de ricino hidrogenado de PEG-5, aceite de ricino hidrogenado de PEG-7, aceite de ricino hidrogenado de PEG-9, aceite de maíz de PEG-6 (Labra-fil.RMT. M 2125 CS), aceite de almendras de PEG-6 (Labrafil.RTM. M 1966 CS), aceite de almendra de albaricoque de PEG-6 (Labrafil.RTM. M 1944 CS), aceite de oliva de PEG-6 (Labrafil.RTM. M 1980 CS), aceite de cacahuate de PEG-6 (Labrafil.RTM. M 1969 CS), aceite de almendra de palma hidrogenado de PEG-6 (Labrafil.RTM. M 2130 BS), aceite de almendra de palma de PEG-6 (Labrafil.RTM. M 2130 CS), trioleína de PEG-6 (Labra-fil.RMT.b M 2735 CS), aceite de maíz de PEG-8 (Labrafil.RTM. WL 2609 BS), glicéridos de maíz de PEG-20 (Crovol M40), y glicéridos de almendra de PEG-20 (Crovol A40).

Ácidos grasos de poliglicerilo

Los ésteres de poliglicerol de ácidos grasos también son agentes tensioactivos adecuados para usarse en realizaciones de la presente invención. Entre los ésteres de ácido graso de poliglicerilo, los agentes tensoactivos hidrófobos preferidos incluyen oleato de poliglicerilo (Plurol 0leique), dioleato de poliglicerilo-2 (Nikkol DGD0), trioleato de poliglicerilo-10, estearato de poliglicerilo, laurato de poliglicerilo, miristato de poliglicerilo, palmitato de poliglicerilo, y linoleato de poliglicerilo. Los agentes tensioactivos hidrófilos preferidos incluyen laurato de poliglicerilo-10 (Nikkol Decaglyn 1-L), oleato de poliglicerilo-10 (Nikkol Decaglyn 1-0), y mono, dioleato de poliglicerilo-10 (Caprol.RTM. PEG 860), estearato de poliglicerilo-10, laurato de poliglicerilo-10, miristato de poliglicerilo-10, palmitato de poliglicerilo-10, linoleato de poliglicerilo-10, estearato de poliglicerilo-6, laurato de poliglicerilo-6, miristato de poliglicerilo-6, palmitato de poliglicerilo-6, y linoleato de poliglicerilo-6. Los polirricinoleatos de poliglicerilo (Polymuls) también son agentes tensioactivos preferidos.

Ésteres de ácido graso de propilenglicol

Los ésteres de propilenglicol y ácidos grasos son agentes tensioactivos adecuados para usarse en realizaciones de la presente invención. En esta clase de agente tensioactivo, los agente tensioactivo hidrófobos preferidos incluyen monolaurato de propilenglicol (Lauroglycol FCC), ricinoleato de propilenglicol (Propymuls), monooleato de propilenglicol (Myverol P-06), dicaprilato/dicaprato de propilenglicol (Captex.RTM. 200), y dioctanoato de propilénglicol (Captex.RTM.

800).

Esterol y derivados de esterol

Los esteroles y derivados de esteroles son agentes tensioactivos adecuados para usarse en realizaciones de la presente invención. Los derivados preferidos incluyen los derivados de polietilenglicol. Un agente tensioactivo preferido en esta clase es éter de colesterol de PEG-24 (Solulan C-24).

Ésteres de ácidos grasos de sorbitán de polietilenglicol

Una variedad de ésteres de ácidos grasos de sorbitán de PEG está disponible y es adecuada para usarse como agentes tensioactivos en realizaciones de la presente invención. Entre los ésteres de ácidos grasos de sorbitán de PEG, los agentes tensioactivos preferidos incluyen monolaurato de sorbitán de PEG-20 (Tween-20), monopalmitato de sorbitán de PEG-20 (Tween-40), monoestearato de sorbitán de PEG-20 (Tween-60) y monooleato de sorbitán de PEG-20 (Tween-80).

Alquil éteres de polietilenglicol

Los éteres de polietilenglicol y alcoholes alquílicos son agentes tensioactivos adecuados para usarse en realizaciones de la presente invención. Los éteres preferidos incluyen oleil éter de PEG-3 (Volpo 3) y lauril éter de PEG-4 (Brij 30). Azúcar y sus derivados

Los derivados de azúcar son agentes tensioactivos adecuados para usarse en realizaciones de la presente invención. Los agentes tensioactivos preferidos en esta clase incluyen monopalmitato de sacarosa, monolaurato de sacarosa, decanoil-N-metilglucamida, n-decil-í-D-glucopiranósido, n-decil-í-D-maltopiranósido, n-dodecil-í-D-glucopiranósido, ndodecil-í-D-maltósido, heptanoil-N-metilglucamida, n-heptil-í-D-glucopiranósido, n-heptil-í-D-tioglucósido, n-hexil-í-D-glucopiranósido, nonanoil-N-metilglucamida, n-nonil-í-D-glucopiranósido, octanoil-N-metilglucamida, n-octil-í-D-glucopiranósido, y octil-í-D-tioflucopiranósido.

Fenoles de alquilo de polietilenglicol

Varios agentes tensioactivos de fenol de alquilo de PEG están disponibles, tal como fenol de nonilo de PEG-10-100 y éter de fenol de octilo de PEG-15-100, Tiloxapol, octoxinol, nonoxinol, y son adecuados para usarse en realizaciones de la presente invención.

Copolímeros de bloque de polioxietileno-polioxipropileno (POE-POP)

Los copolímeros de bloque de POE-POP son una clase única de agentes tensioactivos poliméricos. La estructura única de los agentes tensioactivos, con POE hidrófilo y porciones POP hidrófobas en relaciones y posiciones bien definidas, proporciona una amplia variedad de agentes tensioactivos adecuados para usarse en realizaciones de la presente invención. Estos agentes tensioactivos están disponibles bajo varios nombres comerciales, incluyendo la serie Synperonic PE (ICI); la serie Pluronic.RTM (BASF), Emkalyx, Lutrol (BASF), Supronic, Monolan, Pluracare, y Plurodac. El término genérico para estos polímeros es "poloxámero" (CAS 9003-11-6). Estos polímeros tienen la fórmula: HO(C₂H4O)a(C₃H6O)b(C₂H4O)aH donde "a" y "b" indican el número de unidades de polioxietileno y polioxipropileno, respectivamente.

Los agentes tensioactivos hidrófilos preferidos de esta clase incluyen los poloxámeros 108, 188, 217, 238, 288, 338, y 407. Los agentes tensioactivos hidrófobos preferidos en esta clase incluyen los poloxámeros 124, 182, 183, 212, 331, y 335.

Ésteres de ácido graso de sorbitán

Los ésteres de sorbitán de ácidos grasos son agentes tensioactivos adecuados para usarse en realizaciones de la presente invención. Entre estos ésteres, los agentes tensioactivos hidrófobos preferidos incluyen monolaurato de sorbitán (Arlacel 20), monopalmitato de sorbitán (Span-40), monooleato de sorbitán (Span-80), monoestearato de sorbitán.

El monopalmitato de sorbitán, un derivado anfifílico de la vitamina C (que tiene actividad de vitamina C), puede servir por dos funciones importantes en los sistemas de solubilización. En primer lugar, posee grupos polares efectivos que pueden modular el microentorno. Estos grupos polares son los mismos grupos que hacen de la propia vitamina C (ácido ascórbico) uno de los compuestos sólidos orgánicos más solubles en agua disponibles: el ácido ascórbico es soluble a aproximadamente 30% p/p en agua (muy cercano a la solubilidad del cloruro de sodio, por ejemplo). Y segundo, cuando el pH incrementa a fin de convertir una fracción del palmitato de ascorbilo en una sal más soluble, tal como palmitato de ascorbilo de sodio.

Agentes tensioactivos iónicos

Los agentes tensioactivos iónicos, incluyendo los agentes tensioactivos catiónicos, aniónicos y bipolares, son agentes tensioactivos hidrófilos adecuados para usarse en realizaciones de la presente invención. Los agentes tensioactivos iónicos preferidos incluyen sales de amonio cuaternario, sales de ácidos grasos y sales biliares. Específicamente, los agentes tensioactivos iónicos preferidos incluyen cloruro de benzalconio, cloruro de bencetonio, cloruro de cetilpiridinio, bromuro de dodeciltrimetilamonio, dodecilsulfatos de sodio, cloruro de dialquilmetilbencilamonio, cloruro de edrofonio, bromuro de domifeno, ésteres de dialquilo de ácido sulfonsuccínico de sodio, dioctilsulfosuccinato de sodio, colato de sodio, y taurocolato de sodio. Estas sales de amonio cuaternario son aditivos preferidos. Se pueden disolver tanto en solventes orgánicos (como etanol, acetona y tolueno) como en agua. Esto es especialmente útil para recubrimientos de dispositivos médicos debido a que simplifica el proceso de preparación y recubrimiento y tiene buenas propiedades adhesivas. Los fármacos insolubles en agua se disuelven comúnmente en solventes orgánicos.

Vitaminas solubles en grasa y sales de las mismas

Las vitaminas A, D, E y K en muchas de sus diversas formas y formas de provitamina se consideran vitaminas solubles en grasa y, además de estas, varias otras vitaminas y fuentes de vitaminas o parientes cercanos también son solubles en grasa y tienen grupos polares, y coeficientes de partición de octanol-agua relativamente altos. Claramente, la clase general de estos compuestos tiene un historial de uso seguro y una alta relación beneficio con respecto a riesgo, lo que los hace útiles como aditivos en realizaciones de la presente invención.

Los siguientes ejemplos de derivados y/o fuentes de vitaminas liposolubles también son útiles como aditivos: Alfatocoferol, beta-tocoferol, gamma-tocoferol, delta-tocoferol, acetato de tocoferol, ergosterol, 1-alfa-hidroxicolecalciferol, vitamina D2, vitamina D3, alfa-caroteno, beta-caroteno, gamma-caroteno, vitamina A, fursultiamina, metilolriboflavina, octotiamina, prosultiamina, riboflavina, vintiamol, dihidrovitamina K1, diacetato de menadiol, dibutirato de menadiol, disulfato de menadiol, menadiol, vitamina K1, óxido de vitamina K1, vitaminas K₂, y vitamina K-S(II). El ácido fólico también es de este tipo, y aunque es soluble en agua a pH fisiológico, se puede formular en forma de ácido libre. Otros derivados de vitaminas liposolubles útiles en realizaciones de la presente invención se pueden obtener fácilmente mediante reacciones químicas bien conocidas con moléculas hidrófilas.

Vitaminas solubles en agua y sus derivados anfifílicos

Las vitaminas B, C, U, ácido pantoténico, ácido fólico y algunas de las vitaminas/provitaminas relacionadas con menadiona en muchas de sus diversas formas se consideran vitaminas solubles en agua. Estos también se pueden conjugar o formar en complejo con porciones hidrófobas o iones multivalentes en formas anfifílicas que tienen coeficientes de partición de octanol-agua y grupos polares relativamente altos. De nuevo, estos compuestos pueden ser de baja toxicidad y alta relación beneficio con respecto a riesgo, haciéndolos útiles como aditivos en realizaciones de la presente invención. Las sales de estos también pueden ser útiles como aditivos en la presente invención. Los ejemplos de vitaminas y derivados solubles en agua incluyen, sin limitación, acetiamina, benfotiamina, ácido pantoténico, cetotiamina, ciclotiamina, dexpantenol, niacinamida, ácido nicotínico, 5-fosfato de piridoxal, ascorbato de nicotinamida, riboflavina, fosfato de riboflavina, tiamina, ácido fólico, difosfato de menadiol, bisulfito de sodio de menadiona, menadoxima, vitamina B12, vitamina K5, vitamina K6, vitamina K6, y vitamina U. Además, como se menciona anteriormente, el ácido fólico es, en un amplio intervalo de pH que incluye pH fisiológico, soluble en agua, como una sal. Los compuestos en los que está presente un grupo amino u otro grupo básico se pueden modificar fácilmente por una reacción de ácido-base simple con un ácido que contiene un grupo hidrófobo tal como un ácido graso (especialmente ácido láurico, oleico, mirístico, palmítico, esteárico, o 2-etilhexanoico), aminoácido de baja solubilidad, ácido benzoico, ácido salicílico, o una vitamina ácida soluble en grasa (tal como riboflavina). Se podrían obtener otros compuestos al hacer reaccionar tal ácido con otro grupo en la vitamina tal como un grupo hidroxilo para formar un enlace tal como un enlace de éster, etc. Los derivados de una vitamina soluble en agua que contiene un grupo ácido se pueden generar en reacciones con un reactivo que contiene un grupo hidrófobo tal como estearilamina o riboflavina, por ejemplo, para crear un compuesto que es útil en realizaciones de la presente invención. El enlace de una cadena de palmitato a la vitamina C produce palmitato de ascorbilo.

Aminoácidos y sus sales

Alanina, arginina, asparaginas, ácido aspártico, cisteína, cistina, ácido glutámico, glutamina, glicina, histidina, prolina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, serina, treonina, triptófano, tirosina, valina, y sus derivados son otros aditivos útiles en las realizaciones de la invención.

Ciertos aminoácidos, en su forma zwitteriónica y/o en una forma de sal con un ion monovalente o multivalente, tienen grupos polares, coeficientes de partición de octanol-agua relativamente altos, y son útiles en realizaciones de la presente invención. En el contexto de la presente divulgación, tomamos "aminoácido de baja solubilidad" como un aminoácido que tiene solubilidad en agua no amortiguada de menos de aproximadamente 4% (40 mg/ml). Estos incluyen cistina, tirosina, triptófano, leucina, isoleucina, fenilalanina, asparagina, ácido aspártico, ácido glutámico, y metionina.

Ácidos orgánicos y sus ésteres y anhídridos

Los ejemplos son ácido y anhídrido acético, ácido y anhídrido benzoico, ácido acetilsalicílico, diflunisal, salicilato de 2-hidroxietilo, dianhídrido de ácido dietilentriaminopentaacético, dianhídrido etilendiaminotetraacético, ácido y anhídrido maleico, ácido y anhídrido succínico, anhídrido diglicólico, anhídrido glutárico, ácido ascórbico, ácido cítrico, ácido tartárico, ácido láctico, ácido oxálico, ácido aspártico, ácido nicotínico, ácido 2-pirrolidona-5-carboxílico, y 2-pirrolidona. Estos ésteres y anhídridos son solubles en solventes orgánicos tal como etanol, acetona, metiletilcetona, acetato de etilo. Los fármacos insolubles en agua se pueden disolver en solvente orgánico con estos ésteres y anhídridos, entonces se recubren fácilmente sobre el dispositivo médico, entonces se hidrolizan en condiciones de pH alto. Los anhídridos o ésteres hidrolizados son ácidos o alcoholes, que son solubles en agua y pueden transportar efectivamente los fármacos fuera del dispositivo hacia las paredes de recipiente.

Ejemplos

La invención se describe adicionalmente en los siguientes ejemplos, que no limitan el alcance de la invención descrita en las reivindicaciones.

Ejemplo 1 (ejemplo comparativo): Formulación en aerosol acuosa

Se preparó una formulación acuosa de ejemplo de rapamicina utilizando los siguientes componentes.

Procedimiento de mezcla: en un matraz volumétrico de color ámbar de 1000 ml, mezclar 250 de propilenglicol con 250 de etanol hasta que sea uniforme. Entonces se disuelven secuencialmente primero 100 mg de rapamicina y entonces 20 mg de polisorbato 80 en la solución de propilenglicol y etanol. Adicionar agua para llevar el volumen a 1000 ml y agitar o tratar con ultrasonido hasta que sea uniforme y se disuelva toda la rapamicina. Almacenar a temperatura controlada lejos de la luz.

Ejemplo 2: Formulación de polvo seco

Lote 06RP68.HQ00008 y 06RP68.HQ00009. Estas dos formulaciones son cada una una mezcla de partículas de fármaco micronizado (rapamicina) dispersadas sobre la superficie de partículas de portador de lactosa. La composición final de cada lote comprende 1% (p/p) de partículas de fármaco que tienen un diámetro medio de aproximadamente 2,60 |jm (micrones) y 3,00 |jm (micrones), respectivamente. Las partículas de fármaco que tienen un intervalo de tamaño adecuado se preparan mediante pulido en húmedo (06RP68.HQ00008) o molienda por chorro (06RP68.HQ00009), como se describe a continuación. Aunque este ejemplo usó 1% (p/p) de rapamicina, es practicable un intervalo de 0,5 a 20%. Las partículas de portador constan de una mezcla de dos portadores, RespitoseMR SV003, presente al 95,5% (p/p) y que tiene tamaños de partícula de aproximadamente 30 a 100 jm (micrones) (diámetro esférico equivalente), y RespitoseMR LH300 (Lactohale 300) presente al 5,5% (p/p) y que tiene tamaños de partícula de menos de 10 |jm (micrones) (diámetro esférico equivalente). Después de la mezcla, las mezclas se evaluaron para confirmar la homogeneidad y el contenido de fármaco de 1%.

Para reducir la aglomeración de partículas de fármaco y ayudar en la aerosolización de partículas de fármaco se incluyen opcionalmente varios otros excipientes. Los excipientes opcionales incluyen fosfolípidos, tal como dipalmitilfosfatidilcolina (DPPC) y lecitina, y sales de ácidos grasos metálicos, tal como estearato de magnesio. Estos se pueden recubrir sobre las partículas de portador en una relación en peso de excipiente a partícula de portador grande que varía de 0,01 a 0,5%.

Relleno de cápsulas: Se cargaron 20 miligramos de las mezclas de polvo del lote 06RP68.HQ00008 y el lote 06RP68.HQ00009 en cápsulas de HPMC de tamaño #3 para producir el producto de fármaco. Para estas mezclas, fue factible cargar de 5 a 35 miligramos de fármaco en cápsulas de tamaño #3 y vaciar más del 95% de la mezcla cargada de la cápsula después del accionamiento en dispositivos PlastiapeMR RS01 Modelo 7 o PlastiapeMR RS00 Modelo 8 a velocidades de flujo que varían de 60 a 100 litros por minuto.

Referencia

Ejemplo 3: Determinación de rapamicina en pulmón y sangre después de la administración por aspiración orofaríngea (OPA) y alimentación forzada oral a ratones C57BL6

Este estudio se realizó para evaluar la concentración de rapamicina en ratones C57BL/6 macho después de la administración de rapamicina a una dosis diana muy alta de 1 mg/kg por alimentación forzada y aspiración orofaríngea (OPA). Se desarrolló un método para el análisis de rapamicina en sangre de ratón y homogenado de pulmón usando cromatografía líquida con detección de espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS). Las curvas de calibración de la rapamicina usando concentraciones por triplicado se analizaron entre 1 ng/mL y 2000 ng/mL en sangre de ratón, y entre 2 ng/mL y 20.000 ng/mL en homogenado de pulmón de ratón. La exactitud, la precisión y la linealidad estaban dentro de los intervalos esperados.

En estudios piloto, se evaluó la eficiencia de la administración del vehículo a los pulmones mediante aspiración orofaríngea con un volumen de 50 jL por ratón por la administración de tinte azul de Evans. La presencia de tinte azul sólo en los pulmones se verificó visualmente, y la ausencia de tinte azul en el estómago demostró que la administración al estómago se evitó en el procedimiento usado.

La rapamicina se administró a ratones C57BL/6 macho (N=6) por alimentación forzada a una dosis de 1,0 mg/kg ya sea por vía oral o mediante OPA. La dosis oral se formuló usando una formulación líquida oral farmacéutica Rapamune OralMR (Pfizer). La rapamicina para OPA se preparó al disolver el artículo de prueba en un volumen apropiado de etanol, y entonces la adición de un volumen apropiado de agua para preparar una solución de etanol al 10% a una concentración de 1 mg de rapamicina/mL. La rapamicina se administró a 2 grupos de 6 ratones C57BL/6 macho por OPA bajo anestesia con isoflurano. Un grupo adicional de 6 ratones recibió sólo portador (etanol al 10% en agua). A 1 h después de la administración, un grupo de 6 ratones que recibieron rapamicina oral y OPA se sometieron a eutanasia, y se obtuvo sangre por punción cardíaca, y se removieron los pulmones. Los ratones restantes en cada grupo al que se le administró rapamicina o portador por OPA se observaron durante 3 días adicionales. En la necropsia de 72 h, se obtuvo sangre por punción cardíaca y se removieron los pulmones. No se observaron efectos adversos en ratones tratados con rapamicina o portador en el período de 72 h después de la dosificación.

La concentración de rapamicina se determinó en la sangre recolectada y en homogenado de pulmón por LC-MS/MS. A 1 h después de OPA de rapamicina, la concentración de rapamicina fue ~6 veces mayor en el tejido pulmonar (3794 ± 1259 ng/g de tejido) que en la sangre (641 ± 220 ng/ml). Después de la administración oral de una dosis similar de rapamicina, las concentraciones de pulmón y sangre de 1-h de rapamicina fueron 71 ± 43 ng/g y 23 ± 16 ng/mL, respectivamente. Las concentraciones de homogenado de pulmón después de OOA fueron 53 veces mayores que aquellas medidas después de la administración oral de la misma dosis alta (1 mg/kg) de rapamicina. Los datos sugieren que la administración de dosis más bajas de rapamicina a pulmón (niveles de dosis que no saturan el sistema) dará por resultado niveles de rapamicina en el pulmón que se pueden lograr por dosificación oral pero con significativamente menos rapamicina en la sangre de lo que se presenta con la dosificación oral.

Materiales y métodos

Sustancia de prueba: Sirolimus (Rapamune, Rapamicina) PM 914,172, C⁵¹N⁷⁹NO¹², CAS NÚMERO: 53123-88-9. Fuente (para alimentación forzada oral): Rapamune OralMR (Pfizer) para administración oral, lote Núm.: MWGT, Vencimiento: 07/16. Fuente (para OPA): Sólido de rapamicina (Sirolimus), LC Laboratories, Woburn MA, Lote Núm.: ASW-127, Vencimiento: 12/2023.

Animales: Ratones C57BL/6 macho, de aproximadamente 8 semanas de edad, de Charles River Laboratories, Inc, Raleigh, NC. Los animales se alimentaron con comida para roedores de Purina certificado #5002 y se les proporcionó agua del grifo ad libitum. El análisis de cada lote de alimentación para los niveles de nutrientes y posibles contaminantes se realizó por el proveedor, examinado por el Director de Estudio, y se mantuvo en los registros de estudio. El pienso se almacenó a aproximadamente 16-21 °C (60-70 °F) y el período de uso no excedió los seis meses desde la fecha de molienda. Los ratones se alojaron (uno por jaula) en jaulas de policarbonato con tapas de barra de acero inoxidable que alojaban una botella de agua. Los tamaños de jaula son de aproximadamente 29,2 cm x 19,0 cm x 12,7 cm (11,5 μlg. x 7,5 μlg. x 5 μlg.) de altura (451 cm2 (70 pulgadas cuadradas de espacio de suelo)) para ratones. El lecho de contacto era virutas de madera dura Sani-Chips (P. J. Murphy Forest Products Co.; Montville, NJ). Los ratones se pusieron en cuarentena durante un período de 5 días antes del uso en un estudio. Un veterinario o designado calificado examinó a los animales antes de su liberación de la cuarentena. La temperatura y la humedad relativa en las salas de animales RTI se monitorearon, controlaron y registraron continuamente usando un sistema automatizado (Sistema Siebe/Barber-Colman Network 8000 con Revisión 4.4.1 para el software SignalMR [Siebe Environmental Controls (SEC)/Barber-Colman Company; Loves Park, IL]). Los intervalos ambientales diana fueron 18 ° C - 26 ° C (64­ 79 ° F) para la temperatura y 30-70% de humedad relativa, con un ciclo de luz de 12 horas por día. Al final de la fase en vida, los ratones se sacrificaron por sobreexposición a dióxido de carbono.

Preparación química de prueba: Se preparó azul de Evans al 0,5% p/v en agua destilada estéril. Se administró Rapamune 0ralMR tal como se suministró para la dosificación oral. La rapamicina (sólida) se disolvió en etanol y se diluyó con agua destilada estéril para proporcionar una concentración final de 0,5 mg/mL en etanol al 10%.

Dosificación: Cada animal se pesó antes de la dosificación para determinar la cantidad de dosis que se va a administrar. Se administró una dosis de alimentación forzada individual usando una jeringa de vidrio de 100 |^jL (Hamilton, Reno, NV) equipada con una aguja de dosificación de alimentación forzada de acero inoxidable de 20 G con punta de bola (Popper & Sons Inc., New Hyde Park, NY). La dosis administrada a cada animal se determinó a partir del peso de la jeringa llena menos el de la jeringa vacía. Se registró el tiempo de dosificación. La dosificación de los animales se separó para permitir la recolección de sangre en los momentos apropiados. Las formulaciones de dosis administradas a cada grupo se muestran a continuación.

Para los animales del grupo de aspiración orofaríngea, se administró una sola dosis de rapamicina (50 j L) a cada ratón bajo anestesia con isoflurano, usando una jeringa de vidrio de 100 ^j L (Hamilton, Reno, NV) equipada con una aguja de dosificación de alimentación forzada de acero inoxidable de 24 G. El ratón se pesó antes de la dosificación, y la dosis de rapamicina administrada se registró en peso. Cada ratón se anestesió con isoflurano y se restringió con la boca abierta. La lengua se mantuvo a un lado de la boca con fórceps, y la dosis se inyectó lentamente en la parte distal de la cavidad oral. Las fosas nasales se cubrieron con un dedo durante dos respiraciones para asegurar la aspiración (Rao et al., 2003).

Tabla 1: Resumen de diseño de estudio

Recolección de muestras de sangre y pulmón: Al finalizar el estudio (1 o 72 h después de la dosificación), los ratones se anestesiaron por exposición a CO², y se recolectó sangre por punción cardíaca con EDTA dipotásico como anticoagulante. El tejido pulmonar se extirpó y se dividió en los pulmones derecho e izquierdo. El pulmón izquierdo se usó para el análisis, y el pulmón derecho se congeló instantáneamente en nitrógeno líquido y se almacenó a -70°C para análisis adicional.

Análisis de muestras para rapamicina por LC-MS/MS: Se preparó un método de LC-MS/MS para el análisis de rapamicina en pulmón y sangre con base en el método publicado de Wu et al. (2012). Los volúmenes de sangre y homogenado de pulmón se redujeron sustancialmente a partir del método publicado. Se utilizó triamcinolona como estándar interno.

Se preparó homogenado de pulmón por homogeneización de muestras de pulmón pesadas con rodamientos de bolas de 2,8 mm en un homogeneizador con tejido agua desionizada (1:3 p/v) en un SPEX SamplePrep 2010 Geno/Grinder. Las concentraciones de patrones se arreglaron tal que cada patrón procediera de un patrón de existencia alternativa. Se empleó una curva de calibración de seis puntos, cada una hecha por triplicado, para la cuantificación de analito. Se empleó un modelo de regresión lineal simple con o sin ponderación para el ajuste de curvas. El intervalo de concentración determinado fue de 1-2000 ng/mL en sangre y 2-2000 ng/mL en homogenado de pulmón.

Los siguientes parámetros de rendimiento del método se consideraron aceptables; el coeficiente de determinación, r2, de >0,98 para la relación de concentración-respuesta; una exactitud de ≤ ± 15% (para concentraciones por encima de LOQ) o ≤ ± 20% (para concentración en LOQ) del valor nominal. r2 fue mayor que 0,999 en todo el análisis.

Treinta (30) |jL de matriz, 30 |jL de solución de enriquecimiento (metanol para blancos y muestras), 10 |jL de solución de patrón interno (en MeOH) y 90 jiL de MeOH se pipetearon en tubos de microcentrífuga, se sometieron a vórtice brevemente, entonces se centrifugaron durante 6 min a 10.000 RPM a ~4 °C. Se transfirieron alícuotas (90 j ⁱ L) de sobrenadante a piezas de inserción de frasco de LC, y entonces se analizaron por LC-MS/MS (tabla 2).

Tabla 2: Método de LC-MS/MS

Recopilación y presentación de reportes de datos: Los datos del estudio se recolectaron y se reportaron en el sistema DebraMR versión 5.5.10.72 (Lablogic Systems Ltd., Sheffield, Inglaterra). Esto incluye datos para los pesos corporales de los animales, la dosis administrada, el tiempo de dosis y los tiempos de recolección de muestras. Los cálculos de la dosis administrada y los tiempos de recolección de muestras se informaron con el sistema DebraMR.

Resultados

Análisis de rapamicina: El análisis de rapamicina se configuró de volúmenes de muestra de 30 mL de sangre y homogenado de pulmón. Se muestran cromatogramas de ejemplo para rapamicina y estándar interno en sangre y pulmón (figuras 1 y 2). Antes de la generación de muestras de estudio, se generaron curvas de calibración por triplicado para pulmón y sangre, para verificar el rendimiento de método. El intervalo de calibración fue de 1,0 -2000 ng/mL para sangre y 1 - 20.000 ng/mL para homogenado de pulmón. El homogenado de pulmón se preparó con 1 g de tejido de pulmón homogenado en 3 volúmenes de agua, para producir un homogenado de 1:4. Las curvas de calibración se muestran en las figuras 3 y 4 para sangre, homogenado de pulmón, y solvente.

Aspiración orofaríngea: Antes de la administración de rapamicina por aspiración orofaríngea, se usó la administración de azul de Evans para verificar que el OPA administraba la dosis a los pulmones. Los ratones se anestesiaron con isoflurano y se les administró azul de Evans por OPA, usando una jeringa equipada con una aguja roma. Inmediatamente después de OPA, los ratones se sometieron a eutanasia y los pulmones y el estómago se examinaron visualmente para garantizar que el tinte azul de Evans se administrara a los pulmones y no se administrara al estómago. A cuatro ratones se les administró exitosamente azul de Evans con todo el tinte que parecía ubicarse en los pulmones y ninguno en el estómago.

Administración de rapamicina: El peso de la solución de dosis administrada se determinó al pesar la jeringa cargada con la solución de dosis antes de la dosificación, y al pesar después de la dosificación. El peso de la solución de dosis administrada se utilizó para calcular la cantidad de rapamicina administrada. El tiempo de dosificación se registró como 0. Los animales de los grupos 2 y 3 se sometieron a eutanasia 1 h después de la dosificación. Los animales en los grupos 4 y 5 se observaron durante 72 h después de la dosificación. No se observaron signos clínicos significativos en ninguno de los grupos.

Análisis de rapamicina en sangre y pulmón: La rapamicina se analizó en sangre de ratón y homogenado de pulmón izquierdo en todas las muestras recogidas (figuras 5 y 6). Las muestras del pulmón derecho de cada animal se guardaron para un posible análisis adicional. Los datos de resumen para las muestras se proporcionan en la tabla 3.

Tabla 3: Concentración de rapamicina en sangre y pulmón después de la administración oral y orofaríngea (0PA) de rapamicina a ratones (1 mg/kg)

Para todos los conjuntos de muestras, se analizó una curva de calibración por triplicado con la secuencia del conjunto estándar, la réplica de muestra 1, el conjunto estándar, la réplica de muestra 2, el conjunto estándar. A 1 h después de OPA de rapamicina, la concentración de rapamicina fue ~6 veces mayor en el tejido de pulmón (3794 ± 1259 ng/g de tejido) que en la sangre (641 ± 220 ng/ml). Después de la administración oral de una dosis similar de rapamicina, las concentraciones de pulmón y sangre de 1-h de rapamicina fueron 71 ± 43 ng/g y 23 ± 16 ng/mL, respectivamente. Las concentraciones de homogenado de pulmón después de OPA fueron 53 veces mayores que aquellas medidas después de la administración oral de la misma dosis alta (1 mg/kg) de rapamicina.

Análisis

Este estudio investigó la concentración de rapamicina en sangre y tejido de pulmón después de la administración de rapamicina por alimentación forzada en una formulación oral comercial, y por administración orofaríngea (OPA) como una suspensión preparada en etanol acuoso al 10%. No se observaron efectos adversos en ratones tratados con rapamicina o portador hasta 72 h después de la dosificación mediante OPA. Antes de la administración de rapamicina, se desarrolló un método analítico, y se verificó la administración de un tinte en el pulmón por OPA. Las concentraciones de rapamicina en el pulmón después de OPA fueron 6 veces más altas que en la sangre. A las 72 horas después de OPA, la rapamicina estaba por debajo del límite de cuantificación en sangre, pero era detectable en pulmón. Este estudio indicó que la rapamicina está disponible sistémicamente después de la administración pulmonar, y que las concentraciones de tejido de pulmón exceden en gran medida esas de la sangre en puntos de tiempo tempranos y tardíos después de la administración al pulmón.

Estos resultados demuestran además que la rapamicina administrada directamente al pulmón logra una concentración local inesperadamente alta de fármaco en el tejido de pulmón en comparación a la sangre. Este resultado fue completamente inesperado por lo que se conoce sobre la farmacología de la rapamicina, que predice una concentración aproximadamente igual del fármaco en el tejido de pulmón y en la sangre debido a que se conoce que la rapamicina se distribuye uniformemente de principio a fin de los tejidos corporales y se debería depurar rápidamente del pulmón debido a su alta lipofilicidad. Por consiguiente, estos resultados indican que la administración directa de rapamicina a los pulmones debe ser capaz de lograr una dosis administrada lo suficientemente alta para la eficacia terapéutica, en tanto que al mismo tiempo se logra una disponibilidad sistémica casi indetectable, eliminando de esta manera las toxicidades asociadas con la administración oral que se deben a la exposición sistémica al fármaco. En tanto que la toxicidad para el pulmón en sí también es preocupante en vista de estudios anteriores, los resultados en este caso indican además inesperadamente que cantidades relativamente altas de rapamicina no fueron agudamente tóxicas para el tejido de pulmón.

Referencia

Ejemplo 4: La rapamicina inhibe la viabilidad de las células mutantes TSC₂ e inhibe la fosforilación de S6

La actividad antiproliferativa de la rapamicina se probó contra la línea celular TRI-AML101 deficiente en TSC₂ derivada de angiomiolipoma (AML). La línea celular TRI-AML101 se derivó de una AML humana primaria deficiente en TSC₂ proporcionada por la Dra. Elizabeth Henske (Fox Chase Cancer Center, Filadelfia, PA). Las células tumorales se inmortalizaron por un proceso de dos pasos. Primero, las células se infectaron con el retrovirus anfotrópico LXSN16E6E7 que codifica para los marcos de lectura abiertos de HPV16 E6 y E7 y el casete de resistencia a neomicina. Las células se expandieron y se seleccionaron con neomicina. Se aislaron clones individuales y se congelaron. A continuación, se transfectó el gen de la telomerasa humana (hTERT) con el casete de resistencia a la higromicina (plásmido pLXSN hTERT-hyg) y se seleccionó una línea estable por selección de higromicina.

La actividad de la rapamicina se probó en las células TRI-AML101 al realizar un análisis de respuesta a la dosis de 10 puntos de viabilidad celular. Dos mil células en 50 uL de medio de crecimiento (DMEM, FBS al 10% y penicilina/estreptomicina al 1%) se colocaron en placas por pocillo en una placa de 96 pocillos. 24 horas después de sembrar en placa las células, se añadieron otros 50 uL de medio de crecimiento que contenía rapamicina (0,0005-5000 nM, diluciones de 10 veces, concentración final de DMSO al 0,1%) o DMSO sólo a las células. 72 horas después de la adición del compuesto, se determinó la viabilidad celular relativa por el ensayo de luminiscencia CellTiter-GloMR (Promega) y se expresó como un porcentaje con relación a las células de control tratadas con vehículo (DMSO). La rapamicina inhibió la viabilidad a concentraciones tan bajas como 0,05 nM (figura 7, parte inferior). La inhibición de la ruta de mTOR también se demostró al medir los niveles de S6 fosforilada por transferencia Western. Las células de AML se incubaron con rapapicina 20 nM durante 24 horas. Después se realizó un análisis de transferencia Western y se demostró que la rapamicina inhibe potentemente la fosforilación de S6 (figura 7, parte superior).

Referencia

Ejemplo 5: Fosforilación de S6 en pulmón de ratón después de la administración oral y de OPA de rapamicina

Como se analiza anteriormente, los experimentos que muestran la distribución de tejido de rapamicina en pulmón y sangre después de la administración oral y OPA demostraron que la administración directa de rapamicina a los pulmones debería ser capaz de lograr una dosis administrada lo suficientemente alta para la eficacia terapéutica en tanto que al mismo tiempo se logra una exposición sistémica muy baja al fármaco, mejorando de esta manera simultáneamente la eficacia terapéutica y eliminando muchas de las toxicidades asociadas con la administración oral de rapamicina. Para validar este enfoque, se utilizó la presencia de proteína S6 fosforilada en tejido de pulmón murino como un biomarcador para la actividad de mTOR. En la cepa de ratón usada (C57bl/6), las células de las vías respiratorias y epiteliales alveolares de ratón tienen proteína S6 constitutivamente activa (fosforilada, "p"). La proteína S6 es habitualmente fosforilada por S6K que está corriente abajo de mTORC1 y se activa, por ejemplo, corriente abajo de factores de crecimiento tal como factor de crecimiento epidérmico (EGF), ^a K^t , ERK, y RSK. mTORC1 promueve el crecimiento y proliferación celular al estimular procesos anabólicos tal como biosíntesis de lípidos, proteínas, y orgánulos, y al suprimir procesos catabólicos tal como autofagia. La ruta de mTORC1 detecta e integra señales intracelulares y extracelulares, incluyendo factores de crecimiento, oxígeno, aminoácidos, y estado energético, a fin de regular un amplio intervalo de procesos, tal como síntesis de proteínas y lípidos y autofagia.

En el presente estudio, se tomó tejido de pulmón de los ratones C57bl/6 tratados como se analiza anteriormente, ya sea con portador (n=6), o 1 mg/kg de rapamicina administrada mediante OPA (n=6) o mediante alimentación forzada oral (n=6) en dos puntos de tiempo después de la dosificación, 1 hora y 72 horas. Como se analiza anteriormente, después de OPA a 1 h, la rapamicina se detectó a 641 ng/ml en la sangre y 3794 ng/g de tejido en el pulmón, y a las 72 h aún era detectable en el pulmón a 12,5 ng/g en tanto que era indetectable en la sangre en ese punto de tiempo. Por el contrario, después de la administración oral (alimentación forzada), a las 1 h, se detectó rapamicina a 23 ng/ml en la sangre y 71 ng/g de tejido en el pulmón, y a las 72 h era indetectable ya sea en el pulmón o en la sangre. Como se muestra por los datos en la Figura 8A, el nivel de S6 fosforilado (pS6) se redujo sustancialmente tanto tanto por OPA como por rapamicina administrada por vía oral a 1 h y permaneció suprimido a las 72 h para OPA. pS6 fue más alto en el control de vehículo debido a que estos ratones tienen señalización de mTOR activa constitutivamente. Estos datos muestran que una dosis administrada de rapamicina suficiente para lograr aproximadamente 70 ng/g de fármaco en el pulmón anula sustancialmente la señalización de mTOR en el tejido de pulmón como se mide por la proteína pS6 y que la señalización de mTOR permanece suprimida a niveles tan bajos como 12,5 ng/g. Estos resultados validan nuestro enfoque para utilizar rapamicina inhalada para el tratamiento de enfermedades y trastornos caracterizados por una actividad de la ruta de mTOR aberrantemente alta al demostrar que la rapamicina inhalada se puede administrar a dosis mucho más bajas que la rapamicina administrada por vía oral para lograr simultáneamente una alta eficacia terapéutica y una toxicidad muy baja.

Ejemplo 6: La rapamicina inhalada inhibe la fosforilación de S6 en tejido de pulmón

Las ratas Sprague-Dawley normales se dosificaron por inhalación para lograr la dosis diana de 0,354 mg/kg de rapamicina (LAM-001) (N=36) y los subgrupos de 6 animales se sacrificaron en los siguientes puntos de tiempo (1) antes de la dosis, (2) a mitad de camino de la dosificación, (3) después de la dosificación inmediata, (4) 2 horas después de la dosificación, (5) 4 horas después de la dosificación y (6) 12 horas después de la dosificación en el día 1 de estudio. Charles River determinó la concentración en pulmón de rapamicina para cada animal sacrificado en su punto de tiempo de subgrupo, la concentración promedio de rapamicina en nanogramos de rapamicina por gramo de tejido (ng/g) para cada grupo se reporta en la tabla a continuación.

Tabla 4: Rapamicina en tejido de pulmón después de su administración por inhalación

Se recolectaron muestras de pulmones de cada animal y se congelaron instantáneamente. Las muestras de pulmón congeladas individuales se homogeneizaron (Qiagen TissueLyser LT de acuerdo con los protocolos del fabricante) en 1X agente amortiguador de RIPA con inhibidores de proteasa y fosfatasa. Los homogenados de pulmón se analizaron por análisis de transferencia Western de la diana corriente abajo de mTOR, proteína ribosómica fosfo-S6 (Ser240/244) (anticuerpo de tecnología de señalización celular, clon D68F8) en comparación a los niveles de proteína ribosómica S6 de proteína S6 total (anticuerpo de tecnología de señalización celular, clon 5G10). Las imágenes de transferencia de Western se analizaron por NIH imageJ v1.48 para generar la respectiva reactividad/intensidad de anticuerpo y crear la relación de fosforilación de S6 (S6-P) a intensidades de S6 totales para cada muestra de pulmón. Las relaciones de S6-P/S6 total (eje y) para la muestra organizada por grupo de puntos de tiempo (eje X) se representaron en un gráfico vertical de gráfica de dispersión variable de un grupo (GraphPad, versión 4.0), todas las muestras en grupos se representan por puntos negros rellenos (d) en el gráfico y el promedio se muestra por la línea horizontal entre los puntos dentro de cada respectivo grupo (figura 8B).

Ejemplo 7: La rapamicina inhalada muestra una biodistribución inesperada al pulmón

Se ha reportado en la literatura que la rapamicina se recolecta en los pulmones después de altas dosis orales o IV (Yanez, J. et.al., Pharmacometrics and Delivery of Novel Nanoformulated PEG-b-poly(s-caprolactone) Micelles of Rapamycin, Cancer Chemotherapy and Pharmacology, 61 (1), 133-144 2007). Un estudio reportó que después de administrar una dosis individual de 10,0 miligramos/kilogramo (mg/kg) a ratas Sprague-Dawley (SD), la cantidad de rapamicina en los pulmones después de dejar tiempo para la distribución a través de los compartimentos de tejido (24 horas) fue de 721 nanogramos/gramo (ng/g), aproximadamente 19 veces la concentración en la sangre (tabla 5).

Tabla 5. Biodistribución de rapamicina en el pulmón y la sangre después de la administración IV por Yanez et al.

En un estudio separado anterior por Napoli (Napoli, K., et. al., Distribution of Sirolimus in Rat Tissue, Clinical Biochemistry, 30(2): 135-142, 1997) se administró un intervalo de dosis de rapamicina a ratas SD diariamente, por vías de administración oral e intravenosa (IV). Después de 14 días de administración IV, las concentraciones de rapamicina en el tejido de pulmón variaron, proporcionalmente a la dosis, de 200 a 900 ng/g, aproximadamente de 23 a 44 veces más altas que las concentraciones en la sangre. Sin embargo, para la administración oral, se acumularon niveles mucho más bajos de rapamicina en el pulmón para las mismas dosis, aunque las relaciones del concentraciones de rapamicina en pulmón con respecto a en sangre fueron aproximadamente las mismas (tabla 6).

Tabla 6: Biodistribución de rapamicina 24 horas después de la 14' administración IV una vez al día durante 14 días por Napoli et al.

Cuando se examinó la biodistribución de la rapamicina después de la administración por inhalación, se encontró que la rapamicina se acumula mucho más alto en los pulmones de lo que se habría predicho con base en Napoli y Yanez, incluso en tanto que las relaciones de pulmón con respecto a sangre fueron similares.

En un primer estudio, se administró rapamicina a ratas SD por inhalación a dos dosis de (1) 1,0 mg/kg/día y (2) 0,0360 mg/kg/día, durante un día individual. Después de permitir 12 horas para la distribución a los compartimentos de tejido, las concentraciones mínimas de rapamicina en los pulmones para la dosis alta fueron de aproximadamente 14.800 ng/g y la concentración de rapamicina en los pulmones fue aproximadamente 23 veces mayor que en la sangre (tabla 7). Para la dosis baja, la concentración en los pulmones fue 24 veces mayor que la concentración en la sangre (tabla 7). La tabla 8 muestra la concentración mínima en pulmón, las concentraciones máximas y mínimas en sangre después de repetirse, una vez al día de dosificación durante 5 días a las mismas dos dosis utilizadas en el experimento anterior, es decir, 1,0 mg/kg/día y 0,0360 mg/kg/día.

Tabla 7: Biodistribución de rapamicina mediante inhalación 12 horas después de una dosis individual

Tabla 8: Biodistribución de rapamicina mediante inhalación una vez al día (medida en el día 5 de concentración mínima)

Los resultados de este estudio inicial indican que la administración de rapamicina a los pulmones por inhalación produjo concentraciones marcadamente más altas de fármaco en el tejido de pulmón que las que se podrían lograr por rutas de administración alternativas, por ejemplo, oral o intravenosa, de acuerdo con el trabajo previo de Yanez y Napoli. Además, las altas cantidades de rapamicina en el pulmón después de la administración mediante inhalación fueron inesperadamente más altas con base en lo que se habría predicho de Yanez y Napoli. Como las rutas de administración tanto intravenosa como inhalada tienen una alta biodisponibilidad de rapamicina, se habría predicho que la dosis inhalada de 1 mg/kg alcanzaría concentraciones en pulmón de aproximadamente 2,5 veces aquellas observadas por la dosis IV de 0,4 mg/kg/día de Napoli. En su lugar, los niveles de rapamicina en el pulmón fueron aproximadamente 17 veces más altos cuando se administraron mediante inhalación (comparar la tabla 7, 1 mg/kg/día mediante inhalación produjo 14.831 ng/g de fármaco en pulmón versus la tabla 6 (Napoli), 0,40 mg/kg/día IV produjo 868 ng/g de pulmón; 14.831/868 = 17). De manera similar, se habría predicho que la dosis intravenosa de 10 mg/kg administrada por Yanez alcanzaría una concentración en pulmón de rapamicina aproximadamente 10 veces mayor que esa lograda por la dosis inhalada de 1 mg/kg. En cambio, la dosis intravenosa alcanzó concentraciones en pulmón de aproximadamente 20 veces menos que la dosis inhalada (comparar la tabla 7, 1 mg/kg/día por inhalación produjo 14.831 ng/g de fármaco en el pulmón versus la tabla 5 (Yanez), 10 mg/kg/día IV produjo 721 ng/g en el pulmón; 14.831/721 = 21). Esto se podría deber posiblemente a la baja actividad metabólica en los pulmones y al transporte pasivo o activo lento de rapamicina desde el compartimento de tejido de pulmón en la circulación sistémica. Independientemente del mecanismo preciso, estos resultados indican que la administración de rapamicina a los pulmones da por resultado concentraciones locales persistentemente altas, en tanto que las concentraciones circulatorias permanecen bajas.

Los resultados de este estudio inicial se replicaron y expandieron en estudios adicionales en ratas y estudios en perros. Estos estudios posteriores se estructuraron para determinar la toxicidad de dosis repetidas y la toxicocinética de una formulación de aerosol de polvo seco de 1% (p/p) de rapamicina mezclada con lactosa, administrada por inhalación a ratas Sprague-Dawley (SD) normales y perros Beagle. En el primer estudio, se utilizaron cámaras de inhalación sólo de flujo cilíndrico estándar a través de la nariz para administrar la formulación de polvo seco a ratas SD. Durante cinco días consecutivos, los animales se sometieron a un artículo de prueba durante 300 minutos cada día para lograr una dosis diana de 0,354 mg/kg de rapamicina. Se utilizaron dos grupos de animales para realizar las mediciones toxicocinéticas para este estudio. El primer conjunto de animales se dosificó durante 300 minutos el día de estudio 1 y se tomaron muestras de sangre (N=36) y muestras de pulmón (N=36) de los animales se sacrificaron en subgrupos de 6 en los siguientes puntos de tiempo: (1) antes de la dosis, (2) a mitad de camino de la dosificación, (3) inmediatamente después de la dosificación, (4) 2 horas después de la dosificación, (5) 4 horas después de la dosificación y (6) 12 horas después de la dosificación. El segundo conjunto de animales se dosificó durante 300 minutos durante 5 días consecutivos, y en el día de estudio 5, se tomaron muestras de sangre (N=36) y muestras de pulmón (N=36) de los animales se sacrificaron en subgrupos de 6 en los siguientes puntos de tiempo (1) antes de la dosis, (2) a mitad de camino de la dosificación, (3) inmediatamente después de la dosificación, (4) 2 horas después de la dosificación, (5) 4 horas después de la dosificación y (6) 12 horas después de la dosificación. La concentración máxima de rapamicina en sangre completa (ng/ml) y muestras de tejido de pulmón (ng/g), así como la concentración de rapamicina 12 horas después de la dosis.

Se realizó un segundo estudio de exposición repetida para evaluar la toxicidad de dosis repetida y la toxicocinética de la formulación de polvo seco administrada a ratas SD y perros Beagle durante 28 días.

Para el estudio en ratas, se utilizaron cámaras de inhalación cilíndricas estándar de flujo a través de la nariz, como anteriormente. Durante 28 días consecutivos, los animales se expusieron a un artículo de prueba durante 300 minutos cada día para lograr una dosis diana de 0,167, 4,75 y 9,50 mg/kg de rapamicina, respectivamente. Para cada uno de los tres grupos de dosificación, se dosificó un conjunto de animales (N=36) durante 300 minutos cada día durante 28 días consecutivos. En los días de estudio 1 y 28, se tomaron muestras de sangre de animales en subgrupos de 6 en los siguientes puntos de tiempo: (1) antes de la dosis, (2) a mitad de camino de la dosificación, (3) inmediatamente después de la dosificación, (4) 2 horas después de la dosificación, (5) 4 horas después de la dosificación, (6) 12 horas después de la dosificación y (7) 24 horas después de la dosificación.

Para el estudio en perros, se utilizó un sistema de administración de flujo positivo (PFD) que constaba de un pleno central y brazos de administración. El pleno central era de diseño modular con puertos separados en los que se unieron 5 brazos de suministro equipados con máscaras de exposición oronasal equipadas con tubos de entrada y salida. La máscara se colocó sobre el hocico del perro tal que la nariz estuviese dentro de la máscara, permitiendo la entrada y salida de aire. Durante la exposición, los animales usaron un arnés y se colocaron en una plataforma de restricción. El arnés se unió a dos postes laterales en la plataforma con el fin de restringir el movimiento lateral del perro. La parte frontal del arnés se unió holgadamente a un gancho en la parte frontal de la plataforma para impedir que el animal se diera la vuelta. Los perros se expusieron al artículo de prueba durante 60 minutos cada día para lograr una dosis diana de 0,020 y 0,053 mg/kg de rapamicina, respectivamente. Para cada grupo de dosificación, se dosificó un conjunto de animales (N=6) durante 60 minutos cada día durante 28 días consecutivos. En los días de estudio 1 y 28, se tomaron muestras de sangre de animales en subgrupos de 6 en los siguientes puntos de tiempo: (1) antes de la dosis, (2) después de la dosificación (T=0), (3) 1 hora después de la dosificación, (4) 4 horas después de la dosificación, (5) 8 horas después de la dosificación, (6) 12 horas después de la dosificación y (7) 24 horas después de la dosificación. El día 29, los perros se sacrificaron y una porción de su tejido de pulmón se removió y se picó para el análisis del contenido de rapamicina.

La concentración máxima de rapamicina en sangre completa (ng/ml) y la concentración mínima de rapamicina se presentan a continuación junto con las extrapolaciones a la dosificación humana. También se incluyen en esta tabla los niveles de concentración mínima de rapamicina en pulmón de perro (ng/g) después de 28 días de dosificación repetida.

Tabla 9: Datos de rata de rapamicina inhalada y extrapolaciones para dosificación humana

En particular, con base en los resultados presentados aquí, se podría lograr una dosis terapéuticamente efectiva de rapamicina en el pulmón en el intervalo de aproximadamente 5 ng/g en humanos administrando menos de aproximadamente 100 microgramos a los pulmones por inhalación. En contraste, lograr una concentración en pulmón comparable por administración oral de acuerdo con Yanez requeriría de 4 a 16 miligramos. Para lograr una concentración en pulmón comparable por administración IV de acuerdo con Napoli, se requerirían de 60 a 600 microgramos.

Además, con base en los resultados presentados aquí, el intervalo terapéutico de aproximadamente 5 ng/g en el pulmón se podría lograr con una relación de partición de pulmón con respecto a sangre de 13:1 cuando la rapamicina se administra mediante inhalación. Esto significa que, en tanto que la rapamicina está dentro del intervalo terapéutico en el tejido de pulmón, las concentraciones máximas de sólo 650 a 1500 picogramos/ml de rapamicina circularían en la sangre. Se espera que esta baja exposición sistémica a rapamicina reduzca las toxicidades y los eventos adversos del fármaco asociados con la exposición sistémica mucho mayor a rapamicina que resultan de los niveles más altos de dosificación requeridos con la administración oral o IV.

En resumen, los resultados descritos en la presente demuestran que la administración de rapamicina a los pulmones mediante la inhalación proporciona ventajosamente una baja dosis de rapamicina requerida para lograr una dosis terapéuticamente efectiva en el pulmón en el intervalo de aproximadamente 5 ng/g, combinada con una baja exposición sistémica al fármaco, lo que da por resultado un índice terapéutico notablemente mejorado para la rapamicina.

Ejemplo 8: Reducción de tamaño de rapamicina para composiciones inhalables

El tamaño de partícula de la rapamicina se redujo a un intervalo diana de 2,0|jm ≤ Dv50 ≤ 3,0|jm utilizando un proceso de pulido en húmedo o de molienda por chorro. Para la molienda por chorro, se usó una unidad MC0ne a escala de laboratorio de Jetpharma con las siguientes condiciones de operación: presión de Venturi 2-4 bar, presión de molienda 3-5 bar, tasa de alimentación 90 g/h. Para el pulido en húmedo, se prepararon suspensiones de alimentación utilizando agua purificada. Se utilizó un homogeneizador de alta presión de microfluidos para el paso de reducción de tamaño y la suspensión resultante se secó por pulverización. A continuación se exponen detalles del proceso de pulido en húmedo. El homogeneizador de alta presión utilizado para el paso de reducción de tamaño del proceso de pulido en húmedo fue un homogeneizador de alta presión Microfluidics a escala piloto equipado con un módulo de procesamiento auxiliar (200 micrones) y se utilizó una cámara de interacción de 100 micrones. La unidad se operó a -455 bar (-30 bar en la presión hidráulica del módulo intensificador). Después de la microfluidización, el fluido se removió por secado por pulverización para generar un polvo seco. Un secador por pulverización a escala de laboratorio, ^s D45 (BUCHI, modelo B-290 Advanced) se equipó con una boquilla de dos fluidos (la tapa y el diámetro fueron de 1,4 y 0,7 mm, respectivamente). Se usaron dos ciclones en serie (que es el primero el ciclón Buchi estándar y el segundo el ciclón Buchi de alto rendimiento) para recolectar el producto seco. La unidad de secado por pulverización se operó con nitrógeno y en modo de paso individual, es decir, sin recirculación del nitrógeno de secado. El aspirador, que sopla nitrógeno, se ajustó al 100% de su capacidad (la velocidad de flujo a la capacidad máxima es de aproximadamente 40 kg/h). La velocidad de flujo del nitrógeno de atomización se ajustó a un valor en el rotámetro de 40 ± 5 mm. Antes de alimentar la suspensión de producto, el secador por pulverización se estabilizó con agua purificada, durante lo cual la velocidad de flujo se ajustó a 6 ml/min (20% en la bomba peristáltica). La temperatura de entrada se ajustó para alcanzar la temperatura de salida diana (45 °C). Después de la estabilización de las temperaturas, la alimentación del secador de pulverización se conmutó de agua purificada a la suspensión de producto (que mantiene la misma velocidad de flujo usada durante la estabilización) y la temperatura de entrada se ajustó una vez más a fin de lograr la temperatura de salida diana. Al final de la suspensión madre, la alimentación se conmutó una vez más a agua purificada a fin de enjuagar la línea de alimentación y realizar un apagado controlado. El producto seco en los matraces de recolección bajo ambos ciclones se pesó y el rendimiento se calculó como el porcentaje en masa del producto seco con relación a los sólidos totales en la suspensión alimentada al homogeneizador de alta presión.

La distribución del tamaño de partícula se analizó por difracción láser. La caracterización de estado sólido (para la forma polimórfica y la pureza) se realizó porcromatografía líquida de alta presión (HPLC), difracción de rayos X en polvo (XRPD) y calorimetría diferencial de barrido (mDSC). El contenido de agua se determinó por el método de Karl Fischer. La molienda por chorro produjo polvo de rapamicina cristalina con una distribución de tamaño de partícula monodispersa que tenía Dv10 de 1,5 jm (micrones), un Dv50 de 2,7 jm (micrones) y un Dv90 de 4,9 jm (micrones), como se muestra en la tabla 10 a continuación.

El pulido en húmedo produjo polvo de rapamicina cristalina con una distribución de tamaño de partícula monodispersa que tenía un Dv10 de 1,0 |jm (micrones), un Dv50 de 2,4 |jm (micrones) y un Dv90 de 5,0 |jm (micrones) (tabla 11).

Ambos métodos produjeron partículas de rapamicina dentro del intervalo diana y ninguno de los procesos mostró un impacto en la forma polimórfica o la pureza de la rapamicina. Las siguientes tablas muestran datos de control en proceso para los procesos de molienda por chorro y pulido en húmedo. Los datos indican que ambos procesos fueron capaces de producir tamaños de partículas de API dentro del intervalo diana sin afectar la pureza de API o la forma polimórfica.

Tabla 10: Datos de molienda por chorro

Ejemplo 9: Prueba de rendimiento de aerosol de composiciones de polvo seco

Las cápsulas producidas en el ejemplo anterior se colocaron en el dispositivo indicado en las tablas a continuación y se accionaron. El rendimiento de aerosol administrado desde los dispositivos/cápsulas que contienen las mezclas del Lote 06RP68.HQ00008 y el Lote 06RP68.HQ00009 se caracterizó utilizando un impactador de próxima generación (NGI) de acuerdo con los métodos descritos en los Capítulos 905 y 601 de la USP. Los aerosoles se probaron a velocidades de flujo de 60 y 100 litros por minuto (LPM). La dosis de partículas finas (FPD) y la fracción de partículas finas (FPF) se muestran en las tablas a continuación. También se muestran los diámetros aerodinámicos medios de masa (MMAD) y las desviaciones estándar geométricas (GSD).

Tabla 12: 06RP68.HQ00008 (pulido en húmedo) Plasitape RS01 Modelo 7

Tabla 14: 06RP68.HQ00009 (Molido por chorro) Plastiape RS01 Modelo 7

Con base en estos datos de rendimiento en aerosol, se prefieren las partículas de fármaco pulidas en húmedo. Resultaron en una dosis de partículas finas más alta, una fracción de partículas finas más alta, una distribución de tamaño de partícula que exhibiría penetración en las regiones pulmonares tanto centrales como periféricas, y tendría menos deposición oral.

Ejemplo de referencia 10: Modelado farmacocinético de rapamicina

Basado en el rendimiento del aerosol 06RP68.HQ00008 (pulido en húmedo) Modelo Plasitape RS01 como se muestra anteriormente, y los resultados de experimentos en animales en el ejemplo 3, se puede esperar que la administración de rapamicina inhalada directamente al pulmón en seres humanos de manera similar dará por resultado concentraciones en pulmón persistentes que son lo suficientemente altas para ser terapéuticamente efectivas, pero con baja exposición sistémica (bajas concentraciones en sangre) minimizando de esta manera efectivamente los efectos secundarios debido a la exposición sistémica. Se desarrolló un modelo farmacocinético de dos compartimentos para predecir las concentraciones en la sangre y los pulmones en seres humanos después de repetir la dosificación QD usando la formulación y el inhalador de ^d Pⁱ en la tabla 11. Para el modelo farmacocinético, se utilizaron parámetros PK humanos de la base de resumen de aprobación de RapamuneMR (NDA 21-110 y NDA 21-083): se supuso que el volumen de distribución era de 780 litros, la depuración era de 0,0003/minuto, y la semivida de eliminación era de 42,3 horas (suponiendo equivalencia a la dosificación de rapamicina IV). La semivida de absorción de rapamicina del pulmón se estimó que es de aproximadamente 0,5 horas, similar a otros compuestos altamente lipófilos, tal como el propionato de fluticasona para el cual están disponibles datos de absorción de pulmón. Se supuso que la biodisponibilidad del depósito de rapamicina en el pulmón era de aproximadamente 100%. Se supuso que la biodisponibilidad de la rapamicina absorbida por la ruta GI a través de la deposición orofaríngea o la remoción de las vías respiratorias superiores por depuración mucociliar era de 14% como se reporta en la base de resumen de RapamuneMR para la aprobación. Para una maniobra inspiratoria humana habitual a una velocidad de flujo de 60 litros por minuto, como se muestra en la tabla 11, la dosis de partículas finas fue de 57 microgramos, y la fracción de partículas finas fue de 40%.

El modelo predice lograr una concentración promedio en estado estacionario después de 11 días como se muestra en la figura 9. A partir de la figura se puede observar que una dosis repetida una vez al día de 57 microgramos administrados a los pulmones da por resultado concentraciones mínimas en sangre de aproximadamente 50 picogramos/ml, y concentraciones máximas por debajo de 200 picogramos/ml, sustancialmente por debajo de las concentraciones de 5­ 15 ng/ml reportadas en McCormack et al. (2011), "Efficacy and safety of sirolimus in lymphangioleiomyomatosis", N Engl JMed 364:1595-1606. Suponiendo una masa de tejido de pulmón de 850 gramos, sin metabolismo en el pulmón y una semivida de absorción pulmonar de 30 minutos, 57 microgramos de rapamicina administrados a los pulmones darían por resultado niveles terapéuticos en el tejido de pulmón, con concentraciones en pulmón locales de rapamicina tan altas como aproximadamente 14 ng/gramo.

Equivalentes

Aquellos expertos en la técnica reconocerán o serán capaces de determinar usando no más que la experimentación de rutina, muchos equivalentes a las realizaciones específicas de la invención descrita en la presente.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Una composición farmacéutica en aerosol en la forma de un polvo seco para administración pulmonar que comprende partículas de rapamicina micronizadas que tienen un diámetro aerodinámico mediano en masa (MMAD) de 0,5 a 5 micrómetros (|jm) y partículas de un portador para usarse en un método para tratar una enfermedad pulmonar crónica, el método que comprende administrar la composición de polvo seco a un sujeto humano en necesidad de esto por inhalación, en donde la formulación es efectiva para administrar una cantidad terapéutica de rapamicina a los pulmones, y en donde la enfermedad pulmonar crónica no es linfangioleiomiomatosis (LAM).

2. La composición para el uso de la reivindicación 1, donde el método comprende administrar una dosis diaria total de 20 a 250 microgramos de rapamicina.

3. La composición para el uso de la reivindicación 1 o 2, donde la cantidad de rapamicina en la composición es de 0,1% a 20% (p/p) o de 0,25% a 2% (p/p), con base en el peso total de la composición.

4. La composición para el uso de la reivindicación 1, donde las partículas de rapamicina micronizadas tienen un MMAD de 1 a 5 jm (micrones), de 1,5 a 4 jm (micrones), o de 1,5 a 3,5 jm (micrones).

5. La composición para el uso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde el portador se selecciona del grupo que consta de arabinosa, glucosa, fructosa, ribosa, manosa, sacarosa, trehalosa, lactosa, maltosa, almidones, dextrano, y manitol.

6. La composición para el uso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde las partículas del portador tienen diámetros que varían de 1 a 200 jm (micrones), de 30 a 100 jm (micrones), o menos de 10 jm (micrones).

7. La composición para el uso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde el portador comprende o consta de una mezcla de dos portadores diferentes, un primer portador y un segundo portador, opcionalmente en donde el portador consta de una mezcla de dos portadores de lactosa diferentes.

8. La composición para el uso de la reivindicación 7, donde el primer portador consta de partículas que tienen diámetros que varían de 30-100 jm (micrones) y el segundo portador consta de partículas que tienen diámetros de menos de 10 jm (micrones).

9. La composición para el uso de cualquiera de las reivindicaciones 1-8, donde el sujeto es un sujeto geriátrico.