FR2921271A1 - Formulation d'agents de contraste pour l'irm contenant une polybase organique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une formulation d'agent de contraste comprenant un chélate complexant un ion de métal paramagnétique et au moins une polybase organique.

Description

L'invention concerne de nouvelles formulations d'agents de contraste, en particulier 5 de chélates d'ions de métaux paramagnétiques, notamment pour l'Imagerie par Résonance Magnétique. On connaît de nombreux agents de contraste à base de chélates de lanthanides (métal paramagnétique), en particulier de gadolinium. Plusieurs produits sont commercialisés, notamment des chélates macrocycliques, et des chélates linéaires. 10 Les chélates macrocycliques ont la meilleure stabilité, certains chélates linéaires pouvant poser des problèmes importants avec un risque chez certaines catégories de patients d'une toxicité très grave. Par ailleurs on cherche à améliorer la performance des formulations en matière notamment d'osmolalité des produits et de viscosité, de manière à pouvoir le cas 15 échéant augmenter les concentrations administrées et donc le signal en IRM, et/ou moduler la biodistribution du produit administré en fonction de l'indication diagnostique concernée. L'art antérieur décrit des formulations de type base organique, notamment de méglumine, d'acides aminés basiques (arginine, lysine ...), de mono- amines 20 organiques (US 4 647 447). Plusieurs produits commercialisés utilisent ainsi la méglumine ou des dérivés. Toutefois les bases utilisées sont des monobases (ne comportant qu'une seule fonction amine). L'art antérieur décrit aussi, pour limiter les risques d'une complexation insuffisante du lanthanide, en particulier pour des chélates linéaires, l'utilisation d'ions de 25 métaux alcalins complexés, notamment calcium et de sodium (US 2004/0170566)et pour les chélates linéaires en particulier l'addition de chélate en excès , c'est-à-dire de chélate non complexé, destiné à complexer des ions métalliques du lanthanide libres sinon. Afin d'améliorer encore la performance des produis de contraste pour IRM en terme d'efficacité et de sécurité, le demandeur a préparé de nouvelles formulations. Selon un premier aspect l'invention concerne une formulation de produit de contraste, comprenant un chélate complexant un ion métal paramagnétique et au moins une polybase organique. Le demandeur a en effet démontré que des polybases organiques ont l'effet avantageux et inattendu de fortement baisser l'osmolalité et la viscosité du produit de contraste pour une concentration en chélate donnée. Par le terme polybase, on entend un composé organique comprenant des fonctions basiques, typiquement des fonctions amine ou guanidine, ainsi que les peptides et composés apparentés (peptidomimétiques par exemple) présentant des chaînes latérales basiques. Avantageusement la polybase est une polyamine, de façon avantageuse choisie parmi les suivantes : éthylène diamine, diéthylène triamine, tétraméthyl éthylène diamine, triéthylène tétramine, Tris-(2-aminoéthyl)amine, et leurs mélanges et autres polybases d'usage établi ou dans la Pharmacopée. On peut aussi utiliser comme polybase organique un poly acide aminé basique, notamment choisi parmi les suivants : polylysine, polyarginine, polyhistidine et leurs mélanges. Avantageusement, la concentration de la polybase dans la formulation est comprise 20 entre 0,5 et 0,9 M. La formulation utilisée peut aussi comporter au moins une monobase organique, avantageusement choisie parmi les bases amines et/ou les acides aminés basiques (notamment arginine, lysine, ornithine, histidine et leurs homologues peptidomimétiques connus). Avantageusement, la proportion de polybase dans la 25 formulation est typiquement comprise entre 5 et 100 % de base organique totale ajoutée, par exemple 5, 10, 20, 50, 70, 80, 90, 100% de polybase. Ainsi avantageusement la polybase et la monobase sont présentes dans la formulation dans les proportions respectives suivantes : 90/10, 80/20, 70/30, 50/50, 40/60 ou 30/70.

Avantageusement on associe plusieurs monobases choisies parmi la méglumine (méthylglucamine), la glucamine, la N,N-dimethylglucamine, le trométamol, la choline (la choline a été étudiée également sans utiliser de polybase). La formulation peut comprendre en outre des ions de métaux alcalins : notamment 5 sodium et calcium. La formulation peut comprendre en outre un acide tel qu'un acide carboxylique, de manière à comprendre un tampon base organique et acide carboxylique (acide citrique par exemple, par exemple 10 à 200 mM). La formulation peut comprendre en outre un excès de chélate complexant du 10 lanthanide. Selon des variantes, ce chélate non complexé en excès est un chélate macrocyclique ou linéaire. Par exemple, après les étapes du procédé chimique de synthèse du chélate macrocyclique complexé avec le lanthanide, l'étape de formulation pharmaceutique comprend l'addition d'un chélate linéaire ou macrocyclique, identique ou différent de celui utilisé dans la complexation avec le 15 lanthanide. Selon des réalisations on utilisera en association avec la polybase, au moins un agent destiné à renforcer encore la compatibilité biologique des formulations préparées. La formulation peut également ainsi comprendre des excipients spécifiques destinés à moduler l'action de la polybase, en particulier à éviter un 20 éventuel effet in vivo d'amines sur des mécanismes biologiques. Les formulations du demandeur sont destinées à améliorer les propriétés de tout chélate macrocyclique connu (de préférence ionique ou rendu ionique) et choisi notamment parmi : DOTA, NOTA, DO3A, PCTA, HIP DO3A (Inorg.Chem, 1994,32,3823) et les dérivés connus de l'art antérieur. Cette formulation est aussi 25 destinée à améliorer des propriétés de tout chélate linéaire (de préférence ionique), notamment parmi : DTPA, DTPA BMA et les dérivés connus. De manière plus large, tout chélate est concerné, par exemple : BOPTA, EOB DTPA, HOPO, HPDO3A, HPDO3B, DOTA gadofluorines, AAZTA, TETA, TRITA, HETA, DOTA-NHS, M4DOTA, M4DO3A, et autres agents décrits dans US 7 060 248.

Les concentrations de bases dans la solution finale (formulée) sont par exemple : Base Quantité %, pour une solution à 0,5 M en base Polybase amine 1 à 100 %, notamment 50 à 100 % Monobase amine 0 à 95% Acide aminé basique 0 à 95% Polyacide aminé basique 0 à 95% Acide organique 0 à 30% Dans les complexes ioniques, dérivés par exemple des structures DO3A, PCTA, AAZTA, HOPO, comportant au moins deux molécules d'eau dans la sphère interne (inner sphère), les formulations seront selon des réalisations exemptes d'ions anioniques (carbonate, lactate, citrate, phosphate ...) susceptibles de modifier (quencher) la relaxivité de ces complexes de lanthanides. Dans la solution finale (formulée), les concentrations d'ions (sel alcalin, Na, Na2Ca, 10 Na2Zn, sodium bicarbonate, sodium carbonate) sont par exemple de l'ordre de 0,1 à 50 mmol/l. On notera que les polybases donnent d'excellents résultats en terme d'osmolalité et de viscosité. On pourra toutefois adapter le choix des bases de manière à contrôler les différents paramètres recherchés. Par exemple, avec différentes combinaisons de 15 monobases, ou de monobases et de polybases (par exemple avec les proportions en polybase et monobase respectivement 90/10, 80/20, 70/30,50/50,40/60,30/70,20/80, 10/90), on peut obtenir une viscosité très avantageuse, de l'ordre de 3 à 5 mPa.s, et une osmolalité moins avantageuse (qu'avec seulement une polybase) de l'ordre de 1500 à 2000) mOsm/ kg, si au global les propriétés physico-chimiques et 20 biologiques du produit de contraste administré sont satisfaisantes.

L'invention concerne aussi un procédé de préparation d'une formulation telle que décrite précédemment comprenant la mise en formulation d'un chélate de métal paramagnétique, d'une polybase et le cas échéant d'au moins un autre agent de formulation décrit ci-dessus.

L'invention concerne aussi l'utilisation d'une formulation ci-dessus pour la préparation d'une composition diagnostique pour imagerie médicale, et une méthode de diagnostique comprenant l'administration d'une quantité pharmaceutiquement acceptable d'une formulation ci-dessus. Pour un diagnostique en IRM, l'administration intraveineuse par injection habituellement en solution saline, se fait typiquement à une dose de 1 à 500 mol Gd/kg. Les doses unitaires pharmaceutiquement acceptables seront fonction de la nature du chélate, de la voie d'administration, ainsi que du patient et notamment de la nature du trouble à étudier. Pour une injection intraveineuse et une observation par résonance magnétique, la concentration de la solution sera comprise typiquement entre 0,001 et 0,5 mole/litre, et on administrera selon le cas de 0,001 à 0,1 millimole/kilo au patient. Les formulations pourront aussi être avantageusement utilisées pour d'autres produits de contraste pour IRM, par exemple des nanoparticules superparamagnétiques (oxydes de fer en particulier USPIO), des nanoparticules lipidiques, des agents de contraste IRM désignés vectorisés (porteurs de biovecteurs de ciblage d'un territoire biologique : peptide, molécule organique ciblant des récepteurs biologiques surexprimés ...), des solutions mixtes ou co-administrées. Parmi les indications diagnostiques avantageuses on citera les indications déjà utilisées en clinique, et les indications pour lesquelles les résultats sont améliorés grâce aux nouvelles formulations. On citera ainsi les indications suivantes et leurs perfectionnements : angiographie, imagerie cérébrale, imagerie vasculaire, imagerie de pathologies cardiovasculaires, cancéreuses, neurodégénératives, inflammatoires, toute indication avec imagerie de perfusion, toute indication combinant l'utilisation de plusieurs produits de contraste notamment IRM, scanner aux rayons X, SPECT, PET, PET CT, toute indication avec administrations successives de produits de contraste ou en imagerie multimodale. Selon des réalisations, on pourra choisir d'administrer ces nouvelles formulations en association ou à la place de formulations de l'art antérieur en fonction du profil diagnostique du patient, et notamment du profil de tolérance du patient aux produits de contraste. Ainsi on pourra utiliser une installation comprenant un dispositif d'évaluation de la tolérance du patient, et un dispositif d'administration de la formulation du produit de contraste en fonction du résultat donné par le dispositif d'évaluation. Plusieurs risques peuvent être évaluées, notamment le risque de NSF (néphropathie) tout particulièrement pour les chélates linéaires (évaluation de la tolérance rénale du patient : taux de créatinine et calculs associés). Il est aussi possible d'inclure dans les formulations des agents destinés à améliorer la tolérance en particulier pour des chélates linéaires, le cas échéant en coadministrant (en dose appropriée au patient , dans la même formulation, ou dans une dose de façon simultanée ou séparée dans le temps) : - au moins un agent bloquant de lanthanide tel que cité dans la demande (par exemple un chélate macrocyclique) : dans ce cas, de préférence, on ajustera les proportions (par exemple dans une fourchette 0,01 à 10%) de manière à ce que l'agent ajouté garantisse bien de ne pas avoir de lanthanide libre, en évitant une transmétallation désavantageuse entre les chélates (en particulier entre le chélate macrocyclique ajouté à plus forte interaction avec le lanthanide, et le chélate linéaire principal de la formulation) - et/ou un agent antifibrose connu en thérapeutique (stéroïdes, anti-inflammatoires, vitamines par exemple).

L'invention est illustrée à l'aide des exemples détaillés qui suivent. 6 Solutions DOTA-Gd Gd total pH à Viscosité Osmolalité (mM) 20°C (mPa.$) (mmol/kg) Méglumine 0,5 M 493 7,10 3,0 1350 Ethylène diamine 0,5 M 493 7,12 2,0 866 Diéthylène triamine 0,5 M 491 6,98 2,2 925 Tétraméthyl éthylène 482 7,11 2,4 1400 diamine 0,5 M Triéthylène tétramine 0,5 481 6,85 2,2 784 M Tris-(2-aminoéthyl) 517 7,00 2,2 756 Amine 0,5 M L'examen des ratio molaires base/DOTA permet d'évaluer la capacité de chaque fonction amine des bases à neutraliser la fonction carboxylate du DOTA-Gd-H+ à 5 un pH proche de la neutralité. Le comportement des différentes bases est le suivant.

Base Comportement Ratio molaire base/DOTA Méglumine Monobase 1,03 Ethylène diamine Dibase 0,52 Diéthylène triamine Dibase 0,47 Tétraméthyl éthylène intermédiaire mono/dibase 0,80 diamine Triéthylène tétramine intermédiaire di/tribase 0,45 Tris-(2-aminoéthyl)amine Tribase 0,31 L'examen du pKa permet de rationaliser les résultats, le pKa du DOTA-Gd-H+ étant proche de 3. On préfère les bases dont le pKa est supérieur à 6, et notamment supérieur à 8. Les résultats montrent que plus le pKa de la base est efficace, et la masse moléculaire de la base est faible, plus la viscosité est faible. On peut ainsi obtenir des formulations dont la concentration en chélate est très favorablement augmentée, passant de 0,5 à 0,6 à 0,9 avec une osmolalité et une viscosité suffisamment satisfaisante. Les solutions ont en effet été diluées pour déterminer la concentration pour laquelle l'osmolalité est de l'ordre de 2000 mOsm/kg.

Formulations Concentration OS11 OLALITE Viscosité mPa.s M mOsm/kg 20 °C Diéthylène triamine 0,80 2051 4,02 Méglumine 0,65 1938 4,17 Tétraméthyl éthylène 0,65 2020 3,45 diamine Ethylène diamine 0,80 1923 4,13 Triéthylène tétramine 0,80 2045 4,73 Tris-(2-aminoéthyl)amine 0,85 2043 5,73 Pour les hexabases afin de minimiser la viscosité de la solution, l'hexabase a avantageusement la masse moléculaire la plus faible possible et ses fonctions amines sont masquées par des hydroxyles pour assurer une biocompatibilité appropriée.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Formulation d'agent de contraste comprenant un chélate complexant un ion de métal paramagnétique et au moins une polybase organique.

2. Formulation selon la revendication 1 caractérisée en ce que la polybase est une polyamine, avantageusement choisie parmi : éthylène diamine, diéthylène triamine, tétraméthyl éthylène diamine, triéthylène tétramine, Tris-(2-aminoéthyl)amine et leurs mélanges.

3. Formulation selon la revendication 1 caractérisée en ce que la polybase est un poly acide aminé basique, avantageusement choisi parmi : polylysine, polyarginine, polyhistidine e leurs mélanges.

4. Formulation selon les revendications 1 à 3 caractérisée en ce que la concentration de la polybase dans la formulation est comprise entre 0,5 et 0,9 M.

5. Formulation selon les revendications 1 à 4 caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins une monobase organique.

6. Formulation selon la revendication 1 à 4 caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins un acide aminé basique.

7. Formulation selon la revendication 5 ou 6 caractérisée en ce qu'elle la polybase et la monobase sont présentes dans les proportions respectives suivantes : 90/10, 80/20, 70/30, 50/50, 40/60 ou 30/70.

8. Formulation selon les revendications 1 à 7 caractérisée en ce qu'elle comprend des ions de métal alcalin.

9. Formulation selon les revendications 1 à 8 caractérisée en ce qu'elle comprend en outre le chélate sous forme non complexé.