JP2009518315A - Pharmaceutical formulations for increasing epithelial permeability of glucose-regulating peptides - Google Patents

Pharmaceutical formulations for increasing epithelial permeability of glucose-regulating peptides Download PDF

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Abstract

医薬的に有効量のグルコース調節ペプチド(GRP)及び促進剤の混合物を含む医薬製剤であって、メタボリック症候群の治療に用いられる医薬製剤が開示されている。
【選択図】図1
Disclosed is a pharmaceutical formulation comprising a pharmaceutically effective amount of a glucose-regulating peptide (GRP) and a mixture of promoters for use in the treatment of metabolic syndrome.
[Selection] Figure 1

Description

グルコース調節ペプチド(「GRP」)は、インスリン依存性糖尿病(IDDM)、妊娠糖尿病、又はインスリン非依存性糖尿病(NIDDM)の治療、肥満症の治療及び異常脂質血症の治療において治療可能性を有するペプチドの種類である。米国特許第6,506,724号、米国特許出願公開第20030036504A1号、欧州特許第1083924B1号、国際公開第98/30231A1号、及び国際公開第00/73331A2号を参照のこと。これらのGRPは、例えば、GLP−I等のグルカゴン様ペプチド(GLP)、エクセナチドとしても公知のエクセンディン、特にエクセンディン−4、並びにアミリンペプチド及びプラムリンチドのようなアミリン類似体を含む。しかしながら、今日まで、これらのペプチドは、注射によってのみヒトに投与されている。   Glucose-regulating peptides ("GRP") have therapeutic potential in the treatment of insulin-dependent diabetes (IDDM), gestational diabetes, or non-insulin-dependent diabetes (NIDDM), the treatment of obesity and the treatment of dyslipidemia The type of peptide. See U.S. Patent No. 6,506,724, U.S. Patent Application Publication No. 20030036504A1, European Patent No. 1083924B1, WO 98 / 30231A1, and WO 00 / 73331A2. These GRPs include, for example, glucagon-like peptides (GLP) such as GLP-I, exendins also known as exenatide, especially exendin-4, and amylin analogs such as amylin peptides and pramlintide. To date, however, these peptides have been administered to humans only by injection.

注射による薬物投与の主な不利点は、多くの場合、薬物を投与するために、訓練を受けた人材が必要とされることである。さらに、訓練を受けた人材は、注射により薬物を投与する際、危険にさらされる。自己投与薬物については、多くの患者が、定期的に自身で注射したがらず、又は注射することができない。注射はまた、感染リスクの増加を伴う。薬物注射の他の不利点としては、個人間の送達結果のばらつき、並びに薬効の強度及び持続時間が予測不可能であることが挙げられる。   The main disadvantage of drug administration by injection is that in many cases, trained personnel are required to administer the drug. In addition, trained personnel are at risk when administering drugs by injection. For self-administered drugs, many patients do not want or can not inject themselves regularly. Injection is also associated with an increased risk of infection. Other disadvantages of drug injection include variability in delivery results among individuals, as well as unpredictable strength and duration of drug efficacy.

経口投与を代替手段として利用可能である。しかしながら、特定の治療薬は、この経路により投与された場合、肝臓の初回通過代謝及び消化管内での分解により、作用中非常に低いバイオアベイラビリティ及びかなりの時間遅延を示す。このように、注射及び又は経口投与以外のGRP投与方法を開発する必要がある。   Oral administration can be used as an alternative. However, certain therapeutic agents, when administered by this route, exhibit very low bioavailability and significant time delay during action due to hepatic first pass metabolism and degradation in the gastrointestinal tract. Thus, it is necessary to develop GRP administration methods other than injection and / or oral administration.

治療化合物の粘膜投与は、例えば、簡便性及び送達速度の点で、並びにコンプライアンス問題及び送達に伴う副作用を減少又は排除することから、注射及び他の投与方法を超える確実な利点を提供する。しかしながら、生理活性物質の粘膜送達は、粘膜障壁機能及び他の要因により制限される。上皮細胞は粘膜障壁を構成し、外部環境と粘膜組織及び粘膜下組織、並びに細胞外区画との間の重要な界面を提供する。粘膜上皮細胞の最も重要な機能の1つは、粘膜浸透性を決定且つ制御することである。この状況において、上皮細胞は、異なる生理学的区画間に選択的透過障壁を生成する。選択的透過性は、細胞質を通じた分子の輸送(経細胞経路)及び細胞間空間の透過性(傍細胞経路)を制御した結果である。   Mucosal administration of therapeutic compounds provides certain advantages over injection and other methods of administration, for example, in terms of convenience and delivery rate, as well as reducing or eliminating compliance issues and side effects associated with delivery. However, mucosal delivery of bioactive substances is limited by mucosal barrier function and other factors. Epithelial cells constitute the mucosal barrier and provide an important interface between the external environment and the mucosal and submucosa and extracellular compartments. One of the most important functions of mucosal epithelial cells is to determine and control mucosal permeability. In this situation, epithelial cells create a selective permeability barrier between different physiological compartments. Selective permeability is the result of controlling the transport of molecules through the cytoplasm (transcellular pathway) and the permeability of the intercellular space (paracellular pathway).

上皮細胞間の細胞間結合は、上皮性障壁機能及び細胞間接着の維持及び制御の両方に関与することが公知である。上皮及び内皮細胞の密着結合(TJ)は、傍細胞経路の透過性を制御する細胞間結合のために特に重要であり、また細胞表面を頂端区画と側底区画に分割する。密着結合は、上皮細胞間に連続した環状の細胞間接触を形成し、水、溶質及び免疫細胞の傍細胞移動に対する調節用の障壁を形成する。それらはまた、膜の頂端及び側底ドメイン間の膜脂質の交換を制限することにより細胞極性に寄与する、第2の種類の障壁も提供する。   It is known that cell-cell junctions between epithelial cells are involved in both the maintenance and control of epithelial barrier function and cell-cell adhesion. Tight junctions (TJ) of epithelial and endothelial cells are particularly important for cell-cell junctions that control the permeability of paracellular pathways and also divide the cell surface into apical and basolateral compartments. Tight junctions form a continuous circular cell-cell contact between epithelial cells and form a regulatory barrier to paracellular movement of water, solutes and immune cells. They also provide a second type of barrier that contributes to cell polarity by limiting membrane lipid exchange between the apical and basolateral domains of the membrane.

薬物送達の状況では、送達促進剤の助けを借りない、薬物が粘膜面の上皮細胞層を透過する能力は、分子の大きさ、脂質溶解性及びイオン化を含む多くの因子に関連すると思われる。一般に、約300ないし1000ダルトン未満の小さな分子は、多くの場合粘膜障壁を透過することができるが、分子が大きくなるにつれて、透過性は急速に低下する。経皮的薬物送達により、皮膚の上皮細胞層を通じて大きな分子が透過することが可能になる。皮膚貼付のような経皮投与は、より大きな高分子薬物のための別の代替送達経路である。しかしながら、経皮的送達は依然として、注射よりもさらに大きさが制限される場合がある。これらの理由のため、粘膜及び上皮薬物投与は、通常注射による投与よりも大量の薬物を必要とする。大分子の薬物を含む他の治療化合物は、粘膜送達に対して抵抗性であることが多い。固有の低い透過性に加えて、大きな高分子薬物は、制限された拡散、並びに内腔及び細胞による酵素分解、並びに粘膜部での急速なクリアランスにさらされ易い。従って、これらの大きな分子を治療的に有効な量送達するために、細胞透過性促進剤を必要として、これらの粘膜及び皮膚表面を超える通過、及び標的組織で速やかに作用することができる体循環への通過を補助する。   In the context of drug delivery, the ability of a drug to penetrate the epithelial cell layer of the mucosal surface without the aid of a delivery enhancer appears to be related to many factors including molecular size, lipid solubility and ionization. In general, small molecules of less than about 300 to 1000 daltons can often penetrate the mucosal barrier, but permeability decreases rapidly as the molecules become larger. Transdermal drug delivery allows large molecules to penetrate through the epithelial cell layer of the skin. Transdermal administration, such as skin patches, is another alternative delivery route for larger polymeric drugs. However, transdermal delivery may still be more limited in size than injection. For these reasons, mucosal and epithelial drug administration usually requires a larger amount of drug than administration by injection. Other therapeutic compounds, including large molecule drugs, are often resistant to mucosal delivery. In addition to the inherent low permeability, large macromolecular drugs are susceptible to limited diffusion and enzymatic degradation by lumens and cells, and rapid clearance at the mucosa. Thus, in order to deliver therapeutically effective amounts of these large molecules, cell permeation enhancers are required, passing across these mucosa and skin surfaces, and systemic circulation that can act quickly on the target tissue Assist in passing to.

ラットにおける、エクセナチド(SQ)及び生理食塩水対照(IN)と比較した、GLP−Iの投与後の血中グルコース濃度(内因性グルコースに対して補正した)の減少Reduction of blood glucose concentration (corrected for endogenous glucose) after administration of GLP-I in rats compared to exenatide (SQ) and saline control (IN) ラットにおける、GLP−Iの経鼻投与後のインスリン反応Insulin response after nasal administration of GLP-I in rats ラットにおける、GLP−Iの経鼻投与後の胃内容排出Gastric emptying after nasal administration of GLP-I in rats ウサギにおける、IN対照及びIVと比較した、2×促進剤をINで、2×促進剤+ゼラチンをINで、及び1×促進剤+ゼラチンをINで投与したエクセンディン−4の増強された薬物動態Exendin-4 enhanced drug administered 2 × accelerator in IN, 2 × accelerator + gelatin in IN, and 1 × accelerator + gelatin in IN compared to IN control and IV in rabbits Dynamics

発明の詳細な説明
本発明の1の局面には、肥満及び糖尿病を含む人の疾患の治療のために、上皮表面を横断して、GRP、GRP類似体、GRPの断片、及びGRPの機能的誘導体を送達させるための医薬製剤の治療上の有用性を含む。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION One aspect of the present invention includes GRP, GRP analogs, fragments of GRP, and functional GRP across the epithelial surface for the treatment of human diseases, including obesity and diabetes. It includes the therapeutic utility of pharmaceutical formulations for delivering derivatives.

本発明は、インシュリン依存性糖尿病(IDDM)、妊娠糖尿病又はインシュリン非依存性糖尿病(NIDDM)、異常脂質血症、高血糖症、肥満を治療するために、個体の満腹中枢を促して、個体の体重減少を促進するGLP及びGLP類似体、アミリン又はアミリン類似体、並びにエキセンディン(exendin)又はエキセンディン類似体のようなGRPの経上皮、特に経粘膜の送達用の新規で効果的な方法、使用、及び組成物を提供することにより先に記載した需要を満たし、さらに付加的な対象や便益を満足させる。   The present invention promotes an individual's satiety center to treat insulin-dependent diabetes (IDDM), gestational diabetes or non-insulin-dependent diabetes (NIDDM), dyslipidemia, hyperglycemia, obesity, GLP and GLP analogs that promote weight loss, amylin or amylin analogs, and novel and effective methods for transepithelial, particularly transmucosal, delivery of GRP such as exendin or exendin analogs, By using and providing the composition, the above-mentioned demand is satisfied, and further additional objects and benefits are satisfied.

代表的な態様では、本発明の促進された送達方法及び組成物は、対象哺乳動物中の肥満及び摂食障害の予防又は治療のために、GRPアゴニストを生体細胞の層を横断させる治療上有効な送達法を提供する。本発明の1の局面では、治療上有効量のGRP及び1又は2種類以上の本明細書に記載される経上皮送達促進剤を含む、経上皮投与に適した医薬製剤が提供され、この製剤は、対象哺乳動物の肥満又は摂食障害の発症又は進行を予防するための本発明の上皮送達方法において有用である。治療上有効量のGRPアゴニスト及び1又は2種類以上の上皮送達促進剤の経上皮送達により、対象内でGRPアゴニストの高い治療用濃度が生み出される。   In an exemplary embodiment, the enhanced delivery methods and compositions of the present invention are therapeutically effective to cross a layer of biological cells with a GRP agonist for the prevention or treatment of obesity and eating disorders in a subject mammal. Provide a convenient delivery method. In one aspect of the present invention, there is provided a pharmaceutical formulation suitable for transepithelial administration, comprising a therapeutically effective amount of GRP and one or more transepithelial delivery accelerators described herein, the formulation Is useful in the epithelial delivery method of the present invention for preventing the onset or progression of obesity or eating disorders in a subject mammal. Transepithelial delivery of a therapeutically effective amount of a GRP agonist and one or more epithelial delivery enhancers produces high therapeutic concentrations of the GRP agonist within the subject.

本発明の促進された送達方法及び組成物は、対象哺乳動物の種々の疾患及び状態の予防又は治療用のGRPの治療上有効な送達を提供する。GRPは、種々の上皮経路を介して投与することが可能であり、例えば、GRPを鼻腔内粘膜上皮、気管支又は肺の粘膜上皮、口腔内の頬の表面、口腔及び小腸の粘膜表面、又は表皮表面に接触させることにより投与できる。代表的な態様では、方法と組成物は、鼻腔内送達を対象とするか、又は鼻腔内送達用に製剤される(例えば、鼻粘膜送達又は鼻腔内粘膜送達)。   The enhanced delivery methods and compositions of the present invention provide therapeutically effective delivery of GRP for the prevention or treatment of various diseases and conditions in a subject mammal. GRP can be administered via various epithelial routes, for example, GRP is intranasal mucosal epithelium, bronchial or pulmonary mucosal epithelium, buccal surfaces in the oral cavity, mucosal surfaces of the oral and small intestines, or epidermis It can be administered by contacting the surface. In exemplary embodiments, the methods and compositions are intended for or formulated for intranasal delivery (eg, nasal mucosal delivery or intranasal mucosal delivery).

前述の本発明のGRP製剤並びに調製方法及び送達方法は、対象哺乳動物へのGRPの上皮送達を向上させる。これらの組成物及び方法は、組合せ製剤又は1若しくは2種類以上のGRPを1又は2種類以上の上皮送達促進剤と共に同時投与することを含む場合がある。上記の製剤及び方法を達成するために選択されるべき上皮送達促進剤には、(A)溶解剤;(B)電荷修飾剤;(C)pH調節剤;(D)分解酵素阻害剤;(E)粘液溶解剤又は粘膜除去剤;(F)繊毛静止剤(ciliostatic agent);(G)膜透過促進剤(例えば、(i)界面活性剤、(ii)胆汁酸塩、(iii)リン脂質若しくは脂肪酸である添加物、混合ミセル、リポソーム若しくは担体、(iv)アルコール、(v)エナミン、(iv)NOドナー化合物、(vii)長鎖両親媒性分子、(viii)低分子疎水性透過促進剤;(ix)ナトリウム若しくはサリチル酸誘導体;(x)アセト酢酸のグリセロールエステル、(xi)シクロデキストリン若しくはβ-シクロデキストリン誘導体、(xii)中鎖脂肪酸、(xiii)キレート剤、(xiv)アミノ酸若しくはその塩、(xv)N-アセチルアミノ酸若しくはその塩、(xvi)選択された膜成分に対する酵素分解剤、(xvii)脂肪酸合成の阻害剤、(xviii)コレステロール合成の阻害剤;又は、(xiv)(i)-(xviii)のいずれかの膜透過促進剤の組み合わせ);(H)一酸化窒素(NO)刺激剤、キトサン及びキトサン誘導体のような上皮ジャンクション生理機能の調節剤;(I)血管拡張剤;(J)選択的輸送促進剤;並びに(K)促進された上皮送達用の活性薬剤を安定化させるための安定化送達媒体、担体、支持体、又はGRPが効果的に配合され、抱合され、包含され、封入されるか若しくは結合された錯体形成種(complex-forming specie)、がある。   The aforementioned GRP formulations, preparation methods and delivery methods of the present invention improve epithelial delivery of GRP to the subject mammal. These compositions and methods may include co-administration of a combination formulation or one or more GRPs with one or more epithelial delivery enhancers. Epithelial delivery enhancers to be selected to achieve the above formulations and methods include (A) lytic agents; (B) charge modifiers; (C) pH regulators; (D) degrading enzyme inhibitors; E) mucolytic or mucosal removing agent; (F) cilia static agent; (G) membrane permeation enhancer (eg (i) surfactant, (ii) bile salt, (iii) phospholipid) Or additives that are fatty acids, mixed micelles, liposomes or carriers, (iv) alcohol, (v) enamines, (iv) NO donor compounds, (vii) long-chain amphiphilic molecules, (viii) small molecule hydrophobic permeation enhancement (Ix) sodium or salicylic acid derivative; (x) glycerol ester of acetoacetic acid, (xi) cyclodextrin or β-cyclodextrin derivative, (xii) medium chain fatty acid, (Xiii) a chelating agent, (xiv) an amino acid or a salt thereof, (xv) an N-acetylamino acid or a salt thereof, (xvi) an enzymatic degradation agent for a selected membrane component, (xvii) an inhibitor of fatty acid synthesis, (xviii) Inhibitors of cholesterol synthesis; or (xiv) (i)-(xviii) any combination of membrane permeation enhancers); (H) nitric oxide (NO) stimulators, epithelia such as chitosan and chitosan derivatives (I) a vasodilator; (J) a selective transport enhancer; and (K) a stabilized delivery vehicle, carrier, support for stabilizing active agents for accelerated epithelial delivery Or complex-forming species in which GRP or GRP is effectively formulated, conjugated, entrapped, encapsulated or bound )

本発明の種々の態様において、GRPは、上記の(A)-(K)に列挙される上皮送達促進剤の1、2、3、4又は5種類以上と組み合される。これらの上皮送達促進剤は、単独で若しくは他と一緒にGRPと混合されるか、又は、これらと共に医薬的に許容可能な製剤若しくは送達媒体中に配合される。本明細書の教示に従ってGRPを1又は2種類以上の上皮送達促進剤と製剤すること(任意に、上記の(A)-(K)から選択される2又は3種類以上の上皮送達促進剤のいずれかの組み合わせを含んでいてもよい)により、対象哺乳動物の上皮表面にこれら製剤を送達させた後に、グルコース調節結合ペプチド(glucose-regulating binding peptide)のバイオアベイラビリティの増大が提供される。製剤に上皮送達促進剤を添加することに加え、疎水性基の添加等によるGRPの修飾を用いてペプチドのバイオアベイラビリティに作用を及ぼすこともできる。   In various embodiments of the present invention, GRP is combined with 1, 2, 3, 4 or 5 or more of the epithelial delivery promoters listed in (A)-(K) above. These epithelial delivery-enhancing agents are mixed with GRP alone or together with others, or are combined with them in a pharmaceutically acceptable formulation or delivery vehicle. Formulating GRP with one or more epithelial delivery enhancers according to the teachings herein (optionally of two or more epithelial delivery enhancers selected from (A)-(K) above) Any combination may be provided to provide increased bioavailability of the glucose-regulating binding peptide after delivery of these formulations to the epithelial surface of the subject mammal. In addition to adding an epithelial delivery enhancer to the formulation, modification of GRP, such as by addition of hydrophobic groups, can also be used to affect peptide bioavailability.

従って、本発明は、GRPを含む製剤を経上皮投与することを含む、哺乳動物内で食欲を抑制し、体重減少を促進し、食物摂取量を減少させ、肥満及び/又は糖尿病を治療する方法である。   Accordingly, the present invention relates to a method for treating obesity and / or diabetes, comprising transepithelially administering a preparation containing GRP, suppressing appetite, promoting weight loss, reducing food intake in a mammal It is.

本発明は更に、哺乳動物内で、高血糖症, 糖尿病, メタボリック症候群, 異常脂質血症を治療し、食欲を抑制し、体重減少を促進し、食物摂取量を減少させるか、又は肥満を治療するためのGRPの経上皮投与用の医薬の製造におけるGRPの使用を提供する。   The invention further treats hyperglycemia, diabetes, metabolic syndrome, dyslipidemia, suppresses appetite, promotes weight loss, reduces food intake, or treats obesity in mammals There is provided the use of GRP in the manufacture of a medicament for transepithelial administration of GRP.

本発明の医薬製剤について、GRPの粘膜において有効な投与量は、例えば、体重1 kg当たり約0.001 pmolないし約100 pmol、体重1 kg当たり約0.01 pmolないし約10 pmol、又は体重1 kg当たり約0.1 pmolないし約 5 pmolである。更なる代表的な態様では、GRPの投与量は、体重1 kg当たり約 0.5 pmolないし約1.0 pmolである。好ましい態様においては、鼻腔内投与での投与量は、0.1 - 100 μg/kg、又は約7 - 7000 μg、より好ましくは0.5 - 30 μg/kg、又は35ないし2100 μgの範囲内で変化する。鼻腔内投与用GRPのより具体的な投与量には、20 μg、50 μg、100 μg、150 μg、200 μgないし400 μg、500 μg、800ないし1000 μg及び1200ないし1800 μgが含まれる。本発明の医薬製剤は、1週間ないし少なくとも96週間、又は個々の患者若しくは対象の生涯に亘って、1日に1又は2回以上、又は週に3回若しくは週に1回投与することができる。特定の態様では、本発明の医薬製剤は、毎日1若しくは2回以上、毎日2回、毎日4回、毎日6回、又は毎日8回以上投与される。   For the pharmaceutical formulations of the present invention, effective doses of GRP in the mucosa are, for example, from about 0.001 pmol to about 100 pmol per kg body weight, from about 0.01 pmol to about 10 pmol per kg body weight, or 1 body weight. about 0.1 pmol to about 5 pmol per kg. In a further exemplary embodiment, the dosage of GRP is from about 0.5 pmol to about 1.0 pmol per kg body weight. In preferred embodiments, the dose for intranasal administration is in the range of 0.1-100 μg / kg, or about 7-7000 μg, more preferably 0.5-30 μg / kg, or 35-2100 μg. Will change. More specific doses of GRP for intranasal administration include 20 μg, 50 μg, 100 μg, 150 μg, 200 μg to 400 μg, 500 μg, 800 to 1000 μg and 1200 to 1800 μg. The pharmaceutical formulations of the present invention can be administered one or more times a day, or three times a week or once a week for one week to at least 96 weeks, or for the life of an individual patient or subject. . In certain embodiments, the pharmaceutical formulations of the invention are administered one or more times daily, twice daily, four times daily, six times daily, or eight times daily.

鼻粘膜表面を含む細胞層内へ又は細胞層間のGRP送達を促進する上皮送達促進剤が用いられる。受動的に吸収される薬物については、薬物輸送への傍細胞及び経細胞経路の相対寄与率は、pKa、分配係数、分子半径及び該薬物の電荷、薬物が送達される管腔環境のpH、並びに吸収面積に依存する。本発明の上皮送達促進剤は、pH調節剤であってもよい。本発明の医薬製剤のpHは、薬物輸送への傍細胞及び経細胞経路を介してGRPの吸収に影響を及ぼす因子である。1の態様において、本発明の医薬製剤は、pHが、約pH 2ないし8へと調整される。更なる態様では、本発明の医薬製剤は、pHが、約pH 3.0ないし6.0へと調整される。更なる態様では、本発明の医薬製剤は、pHが、約pH 3.5ないし5.5へと調整される。一般的には、pHは4.5 ± 0.5である。   Epithelial delivery enhancers that promote GRP delivery into or between cell layers including the nasal mucosal surface are used. For passively absorbed drugs, the relative contribution of paracellular and transcellular pathways to drug transport is the pKa, partition coefficient, molecular radius and charge of the drug, the pH of the luminal environment to which the drug is delivered, As well as the absorption area. The epithelial delivery accelerator of the present invention may be a pH adjuster. The pH of the pharmaceutical formulation of the present invention is a factor that affects GRP absorption through paracellular and transcellular pathways to drug transport. In one embodiment, the pharmaceutical formulation of the invention is adjusted to a pH of about pH 2-8. In a further aspect, the pharmaceutical formulation of the present invention is adjusted to a pH of about pH 3.0 to 6.0. In a further aspect, the pharmaceutical formulation of the present invention is adjusted to a pH of about pH 3.5 to 5.5. In general, the pH is 4.5 ± 0.5.

上述した通り、本発明は、種々の疾患及び状態の治療又は予防のために対象哺乳動物へGRPを上皮送達するための改善された方法及び組成物を提供する。本発明の方法に係る治療及び予防を施すための適切な対象哺乳動物の例には、以下に限定されないが、ヒト及び非ヒト霊長類、ウマ、ウシ、ヒツジ、及びヤギ等の家畜種、並びにイヌ、ネコ、マウス、ラット、モルモット、及びウサギを含む研究用種及びペット種が含まれる。   As mentioned above, the present invention provides improved methods and compositions for epithelial delivery of GRP to a subject mammal for the treatment or prevention of various diseases and conditions. Examples of suitable subject mammals for performing treatment and prevention according to the methods of the present invention include, but are not limited to, livestock species such as humans and non-human primates, horses, cows, sheep, and goats, and Included are research and pet species including dogs, cats, mice, rats, guinea pigs, and rabbits.

本発明をより一層よく理解して貰うため、以下の定義を提示する:   In order to better understand and understand the present invention, the following definitions are presented:

グルカゴン様ペプチド(GLP)
本発明には、GLPタンパク質及びペプチドの類似体、断片、模倣体、及び機能的誘導体が含まれる。インクレチンは腸由来のホルモンであり、栄養摂取に応じて(グルコース依存的に)インシュリン分泌を促す。2種類の天然インクレチンには、グルコース依存的インシュリン分泌性ペプチド(GP)及びグルカゴン様ペプチド-1(GLP-1)が含まれる。GLP-1は、食物に応じて腸内の細胞から放出される。GLP-1は、膵臓のβ細胞上のGLP-1レセプターに結合して、インシュリンの放出を刺激する。プログルカゴン[78-107]としても知られ、最も一般的には「GLP-1」として知られるGLP-1[7-36]NHは、インシュリン分泌促進作用を示し、インシュリン分泌を促す;また、GLP-1は、グルカゴン分泌を阻害する[Orskov, et al, Diabetes 42:658-61, 1993; D'Alessio, et al., J. Clin. Invest. P7:133-38, 1996]。また、GLP-1は、胃排出[Williams B., et al., J. Clin. Endocrinol Metab. 81:(?):327-32, 1996; Wettergren A., et al., Dig. Dis. ScL 3S:(4):665-73, 1993]及び胃酸分泌を阻害することが報告されている。[Schjoldager B.T., et al., Dig. Dis. ScL 34(5):703-8, 1989; O'Halloran D.J., et al., J. Endocrinol 126(1): 169-73, 1990; Wettergren A., et al., Dig. Dis. ScL 3S:(4):665-73, 1993]。そのカルボキシ末端に追加的なグリシン残基を有するGLP-1[7-37]も、ヒトにおいてインシュリンの分泌を促す[Orskov, et al., Diabetes 42:658-61, 1993]。GLP-1のインシュリン分泌促進作用に応答性を示すと考えられている膜貫通型Gタンパク質アデニル酸シクラーゼ結合タンパク質が、β細胞のセルラインからクローニングされたことが報告されている[Thorens, Proc. Natl. Acad. ScL USA 59:8641-45, 1992]。
Glucagon-like peptide (GLP)
The present invention includes analogs, fragments, mimetics, and functional derivatives of GLP proteins and peptides. Incretin is an intestinal hormone that stimulates insulin secretion in response to nutrient intake (in a glucose-dependent manner). Two types of natural incretins include glucose-dependent insulinotropic peptide (GP) and glucagon-like peptide-1 (GLP-1). GLP-1 is released from cells in the intestine in response to food. GLP-1 binds to the GLP-1 receptor on pancreatic β cells and stimulates the release of insulin. GLP-1 [7-36] NH 2 , also known as proglucagon [78-107], most commonly known as “GLP-1”, exhibits insulin secretion promoting action and promotes insulin secretion; , GLP-1 inhibits glucagon secretion [Orskov, et al, Diabetes 42: 658-61, 1993; D'Alessio, et al., J. Clin. Invest. P7: 133-38, 1996]. GLP-1 is also found in gastric emptying [Williams B., et al., J. Clin. Endocrinol Metab. 81 :(?): 327-32, 1996; Wettergren A., et al., Dig. ScL. 3S: (4): 665-73, 1993] and have been reported to inhibit gastric acid secretion. [Schjordager BT, et al., Dig. Dis. ScL 34 (5): 703-8, 1989; O'Halloran D.J., et al., J. Endocrinol 126 (1): 169-73. , 1990; Wettergren A., et al., Dig. Dis. ScL 3S: (4): 665-73, 1993]. GLP-1 [7-37], which has an additional glycine residue at its carboxy terminus, also promotes insulin secretion in humans [Orskov, et al., Diabetes 42: 658-61, 1993]. It has been reported that a transmembrane G protein adenylate cyclase-binding protein, which is considered to be responsive to the insulin secretion promoting action of GLP-1, has been cloned from the cell line of β cells [Thorens, Proc. Natl. Acad. ScL USA 59: 8641-45, 1992].

GLP-1の治療用途への主たる制限は、広範囲に分布する酵素ジペプチジルペプチダーゼ-IV(DPP-IV)によるその迅速な分解にある。DPP-IV阻害剤(LAF237;MK-0431)の使用により、内在性のGLP-1の活性時間が向上している。米国食品医薬品局(FDA)は、口腔内でのDPP-IV阻害剤である、Merck & Co.社のJANUVIA(商標)(リン酸シタグリプチン(sitagliptin phosphate))を承認し、米国内では2型糖尿病の治療用に入手可能になっている。米国特許出願第20060234940号には、DPP-IV及びDPP-IV様酵素の2次的結合部位に結合可能な化合物並びに少なくとも一種類の抗糖尿病薬を同時投与することを含む、哺乳動物内での代謝疾患の治療方法が記載されている。   A major limitation to the therapeutic use of GLP-1 is its rapid degradation by the widely distributed enzyme dipeptidyl peptidase-IV (DPP-IV). The use of a DPP-IV inhibitor (LAF237; MK-0431) improves the activity time of endogenous GLP-1. The US Food and Drug Administration (FDA) has approved JANUVIA ™ (sitagliptin phosphate) from Merck & Co., an oral DPP-IV inhibitor, and type 2 diabetes in the United States. It has become available for treatment. US Patent Application No. 20060234940 includes a compound capable of binding to a secondary binding site of DPP-IV and a DPP-IV-like enzyme and at least one anti-diabetic agent in a mammal. Methods for treating metabolic diseases are described.

インクレチン模倣体は、GLP-1のような天然のヒトインクレチンホルモンの抗糖尿病作用又はグルコース低下作用を模倣する薬物のクラスである。インクレチン模倣体の作用には、血中糖濃度の上昇に応答してインシュリンを生産する身体能力の刺激、グルカゴンホルモンの放出の阻害、血流内への栄養吸収の遅延、胃排出速度の減少、満腹中枢の促進及び食物摂取量の低下が含まれる。インクレチン模倣体は、2型糖尿病の治療に用いるために開発され、以下を含む:GLP-1 誘導体(リラグルチド(Liraglutide)及びCJC-1131)及びエキセナチド(exenatide)。CJC-1131(ConjuChem、モントリオール、カナダ)は、血清アルブミンへの共有結合を可能にする反応性リンカーを有しており、これによってDPP-IV分解に対する耐性が向上する。リラグルチド(Novo Nordisk、コペンハーゲン、デンマーク)は、GLP-1誘導体であり、脂肪酸鎖を用いてアシル化することによりDPP-IVの分解作用を克服するよう設計されている。リラグルチドの構造は、WHO Drug lnformation, Vol. 17, No. 2 (2003)に示されている。   Incretin mimetics are a class of drugs that mimic the anti-diabetic or glucose-lowering effects of natural human incretin hormones such as GLP-1. Incretin mimetics include stimulation of the body's ability to produce insulin in response to increased blood sugar levels, inhibition of glucagon hormone release, delayed nutrient absorption into the bloodstream, and decreased gastric emptying rate This includes promoting satiety centers and reducing food intake. Incretin mimetics were developed for use in the treatment of type 2 diabetes and include the following: GLP-1 derivatives (Liraglutide and CJC-1131) and exenatide. CJC-1131 (ConjuChem, Montreal, Canada) has a reactive linker that allows for covalent attachment to serum albumin, which increases resistance to DPP-IV degradation. Liraglutide (Novo Nordisk, Copenhagen, Denmark) is a GLP-1 derivative and is designed to overcome the degradation effect of DPP-IV by acylation with a fatty acid chain. The structure of liraglutide is shown in WHO Drug information, Vol. 17, No. 2 (2003).

本発明には、ペプチドへの脂肪酸等の疎水性基の付加によるGRPの修飾も含まれる。望ましい薬物動態特性を有するGRPの修飾誘導体の更なる例は、Knudsen et al., J. Med. Chem. 43:1664- 1669, 2000に記載されており、この文献は、参照により本明細書に組み込まれる。これらのGLP-1化合物は、血清アルブミンへの結合を促進することによってその作用を長持ちさせるために、脂肪酸を用いて誘導体化された。以下の親ペプチドとアシル置換が、記載されている:K26,34-GLP-1(7-37)(K:γ-Glu-C16);K1826'34-GLP-1(7-37)(K18:γ-Glu-C16);K2326,34-GLP-1(7-37)(K23:γ-Glu-C16);R34-GLP-1(7-37)(K26:γ-Glu-C16);K2726,34-GLP-1(7-37)(K27:γ-Glu-C16);R26-GLP-1(7-37)(K34:γ-Glu-C16);K3626,34-GLP-1(7-37)(K36:γ-Glu-C16);R26,34-GLP-1(7-38)(K38:γ-Glu-C16);GLP-1(7-37)(K26,34:ビス-C16-二酸);GLP-1(7-37)(K26,34:ビス-γ-Glu-C16);GLP-1(7-37)(K26,34:ビス-γ-Glu-C14;GLP-1(7-37)(K26,34:ビス-C12-二酸);R34-GLP-1(7-37)(K26:C16-二酸);R34GLP-1(7-37)(K26:C14-二酸);R34-GLP-1(7-37)(K26:γ-Glu-C18);R34-GLP-1(7-37)(K26:γ-Glu-C14);R34-GLP-1(7-37)(K26:γ-Glu-C12);デスアミノ-H34-GLP-1(7-37)(K26:γ-Glu-C16);R34-GLP-1(7-37)(K26:GABA-C16);R34-GLP-1(7-37)(K26:β-Ala-C16);R34-GLP-1(7-37)(K26:イソ-Nip-C16);デスアミノ-H26-GLP-1(7-37)(K34:γ-Glu-C16);デスアミノ-H26-GLP-1(7-37)(K34:C8);デスアミノ-H26-GLP-1(7-37)(K34:γ-Glu-C8);K36,34-GLP-1(7-36)(K36:C20-二酸);K36,34-GLP-1(7-36)(K36:C16-二酸);K36,34-GLP-1(7-36)(K36:γ-Glu-C18);R26,34-GLP-1(7-38)(K38:C16-二酸);R26,34-GLP-1(7-38)(K38:C12-二酸);R26,34-GLP-1(7-38)(K38:γ-Glu-C18);R26,34-GLP-1(7-38)(K38:y-Glu-C14);C26,34-GLP-1(7-38)(K38:γ-Glu-C16);E3726,34-GLP-1(7-38)(K38:γ-Glu-C16);E37C8R26,34-GLP-1(7-38)(K38:γ-Glu-C16);及びE3726,34-GLP-1(7-38)(K38:γ-Glu-C18)。 The present invention also includes modification of GRP by adding hydrophobic groups such as fatty acids to the peptide. Further examples of modified derivatives of GRP having desirable pharmacokinetic properties are described in Knudsen et al., J. Med. Chem. 43: 1664-1669, 2000, which is hereby incorporated by reference. Incorporated. These GLP-1 compounds were derivatized with fatty acids to prolong their action by promoting binding to serum albumin. The following parent peptide and acyl-substituted, are described: K 8 R 26,34 -GLP-1 (7-37) (K 8: γ-Glu-C16); K 18 R 26 '34 -GLP-1 (7-37) (K 18: γ -Glu-C16); K 23 R 26,34 -GLP-1 (7-37) (K 23: γ-Glu-C16); R 34 -GLP-1 (7 -37) (K 26: γ- Glu-C16); K 27 R 26,34 -GLP-1 (7-37) (K 27: γ-Glu-C16); R 26 -GLP-1 (7-37 ) (K 34: γ-Glu -C16); K 36 R 26,34 -GLP-1 (7-37) (K 36: γ-Glu-C16); R 26,34 -GLP-1 (7-38 ) (K 38: γ-Glu -C16); GLP-1 (7-37) (K 26,34: bis -C16- diacid); GLP-1 (7-37) (K 26,34: bis - γ- lu-C16); GLP-1 (7-37) (K 26,34: bis -γ-Glu-C14; GLP- 1 (7-37) (K 26,34: bis -C12- diacid); R 34 -GLP-1 (7-37) ( K 26: C16- diacid); R 34 GLP-1 ( 7-37) (K 26: C14- diacid); R 34 -GLP-1 ( 7-37 ) (K 26: γ-Glu -C18); R 34 -GLP-1 (7-37) (K 26: γ-Glu-C14); R 34 -GLP-1 (7-37) (K 26: γ -Glu-C12); Desamino-H 7 R 34 -GLP-1 (7-37) (K 26 : γ-Glu-C16); R 34 -GLP-1 (7-37) (K 26 : GABA-C16) ); R 34 -GLP-1 ( 7-37) (K 26: β-Ala-C16); R 34 -GLP-1 (7-37) (K 26: iso -Nip-C16); desamino -H R 26 -GLP-1 (7-37) (K 34: γ-Glu-C16); desamino -H 7 R 26 -GLP-1 ( 7-37) (K 34: C8); desamino -H 7 R 26 -GLP-1 (7-37) (K 34: γ-Glu-C8); K 36,34 -GLP-1 (7-36) (K 36: C20- diacid); K 36,34 -GLP- 1 (7-36) (K 36: C16- diacid); K 36,34 -GLP-1 ( 7-36) (K 36: γ-Glu-C18); R 26,34 -GLP-1 (7 -38) (K 38: C16- diacid); R 26,34 -GLP-1 ( 7-38) (K 38: C12- diacid); R 26,34 -GLP-1 ( 7-38) ( K 38: γ-Glu-C18 ); R 26,34 -GLP-1 (7-38) (K 38: y-Glu-C14); C 8 R 26,34 -GLP-1 (7-38) ( K 38 : γ-Gl u-C16); E 37 R 26,34 -GLP-1 (7-38) (K 38: γ-Glu-C16); E 37 C8R 26,34 -GLP-1 (7-38) (K 38: γ-Glu-C16); and E 37 C 8 R 26,34 -GLP- 1 (7-38) (K 38: γ-Glu-C18).

GLP-1のアミノ酸配列は、とりわけSchmidt, et al., Diabetologia 28:704- 707, 1985に提示されている。ヒトGLP-1は、37アミノ酸残基から成るペプチドであり、回腸末端、膵臓及び脳内のL細胞内で合成されるプレプログルカゴン(preproglucagon)に由来する。プレプログルカゴンのGLP-1(7-36)アミド、GLP-1(7-37)及びGLP-2へのプロセッシングは、主としてL細胞内で起こる。近年において、GLP-1(7-37)及びその類似体の興味深い薬理学的特性が多くの注目を集めたものの、これらの分子の構造は殆ど解明されていない。ミセル中のGLP-1の2次構造が、Thorton, et al., Biochemistry 33:3532-3539, 1994)に記載されているが、通常の溶液内では、GLP-1は、非常にフレキシブルな分子であると考えられている。   The amino acid sequence of GLP-1 is presented, inter alia, in Schmidt, et al., Diabetologia 28: 704-707, 1985. Human GLP-1 is a peptide consisting of 37 amino acid residues and is derived from preproglucagon synthesized in L cells in the terminal ileum, pancreas and brain. Processing of preproglucagon into GLP-1 (7-36) amide, GLP-1 (7-37) and GLP-2 occurs primarily in L cells. In recent years, the interesting pharmacological properties of GLP-1 (7-37) and its analogs have attracted much attention, but the structures of these molecules are largely unknown. The secondary structure of GLP-1 in micelles is described in Thorton, et al., Biochemistry 33: 3532-539, 1994), but in normal solutions GLP-1 is a very flexible molecule. It is considered to be.

GLP-1及びGLP-1類似体並びにこれらの断片は、とりわけ1型及び2型糖尿病並びに肥満の治療に有用である。Hoist, J., Expert Opin. Emerg. Drugs 9(1):155-161, 2004; Rolin, R., et al., Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 253:E745-E752, 2002; Deacon, C, Diabetes 53:2181-2187, 2004; Perry, T., et al., Trends Pharmacol. ScL 24(7):377-383, 2003; HoIz, G., et al., Curr. Med. Chem. 10(22):2471-2481, 2003; Naslund, K, et al., Regul. Pept. 706:89-95, 2002; 国際特許出願WO 87/06941; WO 90/11296; WO 91/11457; 欧州特許EP 0708179-A2及びEP 0699686-A2に記載されるGLP-1類似体、GLP-1断片及びGLP-1の機能的誘導体は、参照により、その全体が本明細書中に組み込まれる。   GLP-1 and GLP-1 analogs and fragments thereof are particularly useful for the treatment of type 1 and type 2 diabetes and obesity. Hoist, J., Expert Opin. Emerg. Drugs 9 (1): 155-161, 2004; Rolin, R., et al., Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. , C, Diabetes 53: 2181-2187, 2004; Perry, T., et al., Trends Pharmacol. ScL 24 (7): 377-383, 2003; HoIz, G., et al., Curr. Med. 10 (22): 2471-2481, 2003; Naslund, K, et al., Regul. Pept. 706: 89-95, 2002; International Patent Application WO 87/06941; WO 90/11296; WO 91/11457; Described in European Patents EP 0708179-A2 and EP 069686-A2 The listed GLP-1 analogs, GLP-1 fragments and functional derivatives of GLP-1 are hereby incorporated by reference in their entirety.

WO 87/06941には、GLP-1(7-37)を含むGLP-1断片及びその機能的誘導体、並びにインシュリン分泌剤としてのこれらの使用法が開示されている。   WO 87/06941 discloses GLP-1 fragments including GLP-1 (7-37) and functional derivatives thereof, and their use as insulin secreting agents.

WO 90/11296には、GLP-1(1-36)又はGLP-1(1-37)のインシュリン分泌促進作用を上回るインシュリン分泌促進作用を有するGLP-1(7-37)を含むGLP-1断片及びその機能的誘導体、並びにインシュリン分泌剤としてのこれらの使用法が開示されている。   WO 90/11296 contains GLP-1 (7-37) which has GLP-1 (1-36) or GLP-1 (7-37) which has an insulin secretion promoting action which exceeds that of GLP-1 (1-37) Fragments and functional derivatives thereof and their use as insulin secreting agents are disclosed.

WO 91/11457には、GLP-1部分としても有用であろう、活性なGLP-1ペプチド7-34、7-35、7-36、及び7-37の類似体が開示されている。   WO 91/11457 discloses analogs of active GLP-1 peptides 7-34, 7-35, 7-36, and 7-37 that may also be useful as GLP-1 moieties.

EP 0708179-A2(Eli Lilly & Co.)には、N末端イミダゾール基を含み、随意に第34番目の位置のリジン残基に付加された非分枝C-C10アシル基を含んでいてもよいGLP-1類似体及び誘導体が開示されている。 EP 0708179-A2 (Eli Lilly & Co.) contains an N-terminal imidazole group, optionally containing an unbranched C 6 -C 10 acyl group appended to the 34th position lysine residue. Further good GLP-1 analogs and derivatives are disclosed.

EP 0699686- A2(Eli Lilly & Co.)には、生物活性を有すると報告されているGLP-1の特定のN末端側切断型断片が開示されている。   EP 069686-A2 (Eli Lilly & Co.) discloses certain N-terminal truncated fragments of GLP-1 which are reported to have biological activity.

GLP-1(1-37)のアミノ酸配列は以下の通り:
HDEFERHAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRG (配列番号1)。
The amino acid sequence of GLP-1 (1-37) is as follows:
HDEFERHAEGFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRG (SEQ ID NO: 1).

GLP-1(7-37)のアミノ酸配列は以下の通り:
HAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRG (配列番号2)。
The amino acid sequence of GLP-1 (7-37) is as follows:
HAEGFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVGKGRG (SEQ ID NO: 2).

GLP-1(7-36)のアミノ酸配列は以下の通り:
HAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGR (配列番号3)。
The amino acid sequence of GLP-1 (7-36) is as follows:
HAEGFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGR (SEQ ID NO: 3).

GLP-1(7-34)のアミノ酸配列は以下の通り:
HAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVK (配列番号4)。
The amino acid sequence of GLP-1 (7-34) is as follows:
HAEGFTSDVSSYLEGQAAKEFIALVVK (SEQ ID NO: 4).

GLP-1(9-36)のアミノ酸配列は以下の通り:
EGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGR (配列番号5)。
The amino acid sequence of GLP-1 (9-36) is as follows:
EGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGR (SEQ ID NO: 5).

以下に列挙するGLP-1類似体は、向上したDPP-IV耐性を有する。   The GLP-1 analogs listed below have improved DPP-IV resistance.

GLP-1類似体GGのアミノ酸配列は以下の通り:
HGEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGR (配列番号6)。
The amino acid sequence of GLP-1 analog GG is as follows:
HGEGFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGR (SEQ ID NO: 6).

GLP-1類似体GGのアミノ酸配列は以下の通り:
HGEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRPSS (配列番号7)。
The amino acid sequence of GLP-1 analog GG 1 is as follows:
HGEGFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRPS (SEQ ID NO: 7).

GLP-1類似体GGのアミノ酸配列は以下の通り:
HGEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRPSSGAP (配列番号8)。
The amino acid sequence of GLP-1 analogues GG 2 are as follows:
HGEGFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRPSSGAP (SEQ ID NO: 8).

GLP-1類似体GGのアミノ酸配列は以下の通り:
HGEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRPSSGAPPPS (配列番号9)。
The amino acid sequence of GLP-1 analogues GG 3 are as follows:
HGEGFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGGRPSSGAPPPS (SEQ ID NO: 9).

GLP-1類似体GLP-1 ETのアミノ酸配列は以下の通り:
HAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGGPSSGAPPPS (配列番号10)。
The amino acid sequence of the GLP-1 analog GLP-1 ET is as follows:
HAEGFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVGKGGPSSGAPPPS (SEQ ID NO: 10).

GLP-1合成類似体NN2211のアミノ酸配列は以下の通り:
HAEGTFTSDVSSYLEGQAAK*EFIAWLVRGRG (配列番号11)、配列中、アミノ酸鎖の第26番目の位置にあるK*は、ヘキサデカノイル側鎖(即ち、K-N-ε-(γ-Glu (N-α-ヘキサデカノイル)))を作り出すためにアシル化による修飾を受けている。
The amino acid sequence of GLP-1 synthetic analog NN2211 is as follows:
HAEGFTSDVSSYLEGQAAK * EFIAWLVRRGRG (SEQ ID NO: 11), K * at the 26th position of the amino acid chain in the sequence is a hexadecanoyl side chain (ie, K-N-ε- (γ-Glu (N-α-hexa It has been modified by acylation to produce decanoyl))).

GLP-1合成類似体CJC-1131のアミノ酸配列は以下の通り:
HA*EGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRK* (配列番号12)、配列中、アミノ酸鎖の第8番目の位置にあるA*は、L-アラニンが置換されたD-アラニンであり、アミノ酸鎖の第37番目の位置にあるK*は、そのεアミノ基に[2-[2-[2-マレイミドプロピオンアミド(エトキシ)エトキシ]アセトアミドリンカーを有する。
The amino acid sequence of GLP-1 synthetic analog CJC-1131 is as follows:
HA * EGTSDSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRK * (SEQ ID NO: 12), A * in the 8th position of the amino acid chain in the sequence is D-alanine substituted with L-alanine, and is in the 37th position of the amino acid chain K * has a [2- [2- [2-maleimidopropionamido (ethoxy) ethoxy] acetamide linker in its ε-amino group.

GLP-1合成類似体LY315902のアミノ酸配列は以下の通り:
des-HAEGTFTSDVSSYLEGQAAREFIAWLVK*GRG (配列番号13)、配列中、N末端(des-H)のヒスチジン残基は、アミノ基を含まず、アミノ酸鎖の第34番目の位置にあるK*は、オクタノイル側鎖(即ち、K-(オクタノイル))を作り出すためにアシル化による修飾を受けている。
The amino acid sequence of the GLP-1 synthetic analog LY315902 is as follows:
des-HAEGFTSDVSSYLEGQAAREFIAWLVK * GRG (SEQ ID NO: 13), in which the N-terminal (des-H) histidine residue does not contain an amino group, and K * at the 34th position of the amino acid chain is the octanoyl side chain (Ie, K- (octanoyl)) has been modified by acylation to produce.

本発明によれば、GLP-1には、遊離塩基、ペプチドの酸付加塩又はカリウム塩もしくはナトリウム塩といった金属塩、並びにアミド化、グリコシル化、アシル化、硫酸化、リン酸化、アセチル化、環化及び他によく知られる共有結合的修飾法といったプロセスによって修飾されたGLP-1ペプチドも含まれる。   In accordance with the present invention, GLP-1 includes free bases, peptide acid addition salts or metal salts such as potassium or sodium salts, and amidation, glycosylation, acylation, sulfation, phosphorylation, acetylation, ring Also included are GLP-1 peptides modified by processes such as conjugation and other well-known covalent modification methods.

エキセンディン及びエキセンディンアゴニスト
本発明には、エキセンディンタンパク質及びペプチドの類似体、断片、及び機能的誘導体が含まれる。エキセンディンは、最初に、アリゾナ州で発見されたトカゲであるアメリカドクトカゲ、及びメキシコドクトカゲの唾液分泌物から単離されたペプチドである。エキセンディン-3は、ヘロデルマホリダム(Heloderma horridum)の唾液分泌物中に存在し、エキセンディン-4は、ヘロダルマサスペクタム(Heloderma suspectum)の唾液分泌物中に存在する[Eng, J., et al., J. Biol. Chem. 265:20259-62, 1990; Eng., J., et al., J. Biol. Chem. 267:7402-05, 1992]。エキセンディンは、グルカゴン様ペプチドファミリーの複数のメンバーとある程度の配列類似性を示し、インクレチンホルモンGLP-1[7-36]NHに対しては、最も高い53%のホモロジーを示す[Goke, et al, J. Biol. Chem. 268:19650- 55, 1993]。
Exendins and exendin agonists The present invention includes analogs, fragments, and functional derivatives of exendin proteins and peptides. Exendin is a peptide that was first isolated from the salivary secretions of the American lizard, a lizard found in Arizona, and the Mexican lizard. Exendin-3 is present in the salivary secretion of Heroderma horridum and exendin-4 is present in the salivary secretion of Heroderma suspectum [Eng, J. , et al., J. Biol. Chem. 265: 20259-62, 1990; Eng., J., et al., J. Biol. Chem. 267: 7402-05, 1992]. Exendin shows some sequence similarity with multiple members of the glucagon-like peptide family, with the highest 53% homology to the incretin hormone GLP-1 [7-36] NH 2 [Goke, et al, J. Biol. Chem. 268: 19650-55, 1993].

合成エキセンディン-4の一般名称は、エキセナチド(exenatide)である[WHO Drug lnformation, Vol. 18, No. 1, 2004]。エキセナチドは、合成エキセンディン-4である。エキセナチドは、GLP-1の効果を反映するものであるが、そのDPP-IV分解に対する耐性のため、より効力が強い。BYETTA(登録商標)は、エキセナチドの市販版(Amylin & Lilly)である。米国FDAは、2型糖尿病において、血糖コントロールを達成するために、メトホルミン及び/又はスルホニル尿素の経口投与による治療では十分でない場合の補助的療法としてBYETTA(エキセナチド)の注射を承認した。血糖コントロールの向上に加え、エキセナチドを用いた試験の対象は、体重減少も体験した。   The generic name for synthetic exendin-4 is exenatide [WHO Drug lnformation, Vol. 18, No. 1, 2004]. Exenatide is a synthetic exendin-4. Exenatide reflects the effect of GLP-1, but is more potent because of its resistance to DPP-IV degradation. BYETTA® is a commercial version of Exenatide (Amylin & Lilly). The US FDA has approved BYETTA (exenatide) injections as an adjunct therapy in patients with type 2 diabetes when oral treatment with metformin and / or sulfonylurea is not sufficient to achieve glycemic control. In addition to improving glycemic control, subjects in the trial with exenatide also experienced weight loss.

本発明は、エキセンディン、エキセンディン類似体、エキセンディンアゴニスト、修飾エキセンディン、修飾エキセンディン類似体、若しくは修飾エキセンディンアゴニスト、又はこられのいずれかの組み合わせ(例として、以下を参照)を経鼻投与することを含む、糖尿病及び血漿グルコースを低下させるか、又は胃排出を遅延及び/若しくは減速させるか、又は食物摂取を阻害することが有益である病状を治療するための新規な方法を目的とする。   The present invention is directed to exendins, exendin analogs, exendin agonists, modified exendins, modified exendin analogs, modified exendin agonists, or any combination thereof (see, for example, below). Aiming at a novel method for treating diabetes and lowering plasma glucose or delaying and / or slowing gastric emptying or inhibiting food intake, including nasal administration And

エキセンディン-3:
His Ser Asp Gly Thr Phe Thr Ser Asp Leu Ser Lys Gln Met Glu Glu Glu Ala Val Arg Leu Phe Ile Glu Trp Leu Lys Asn Gly Gly Pro Ser Ser Gly Ala Pro Pro Pro Ser (配列番号14)、
Exendin-3:
His Ser Asp Gly Thr Phe Thr Ser Asp Leu Ser Lys Gln Met Glu Glu Glu Alu Val Arg Leu Phe Ile Glu Trp Leu Lys As

又は、エキセンディン-4(合成エキセンディン-4(エキセナチド)):
His Gly Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Leu Ser Lys Gln Met Glu Glu Glu Ala Val Arg Leu Phe Ile Glu Trp Leu Lys Asn Gly Gly Pro Ser Ser Gly Ala Pro Pro Pro Ser配列中、C末端のセリンはアミド化されている (配列番号15)、
Or exendin-4 (synthetic exendin-4 (exenatide)):
His Gly Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Leu Ser Lys Gln Met Glu Glu Glu Ala Val Arg Leu Phe Ile Glu Trp Leu Lys As (SEQ ID NO: 15),

又は、エキセンディン-4のインシュリン分泌促進性断片:
エキセンディン-4(1-31) His Gly Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Leu Ser Lys Gln Met Glu Glu Glu Ala Val Arg Leu Phe Ile Glu Trp Leu Lys Asn Gly Gly Pro (配列番号16);
y.sup.31 エキセンディン-4(1-31) His Gly Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Leu Ser Lys Gln Met Glu Glu Glu Ala Val Arg Leu Phe Ile Glu Trp Leu Lys Asn Gly Gly Tyr (配列番号17)、
Or an insulin secretagogue fragment of exendin-4:
Exendin-4 (1-31) His Gly Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Leu Ser Lys Gln Met Glu Glu Glu Ala Val Arg Leu Phe Ile Glu Trp Les Glu Trp Le
y.sup.31 Exendin-4 (1-31) His Gly Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Leu Ser Lys Gln Met Glu Glu Glu Ala Val ArG Le L I Phe ,

又は、エキセンディン-4の阻害性断片:
エキセンディン-4(9-39) Asp Leu Ser Lys Gln Met Glu Glu Glu Ala Val Arg Leu Phe Ile Glu Tip Leu Lys Asn Gly Gly Pro Ser Ser Gly Ala Pro Pro Pro Ser (配列番号18)
Or an inhibitory fragment of exendin-4:
Exendin-4 (9-39) Asp Leu Ser Lys Gln Met Glu Glu Glu Ala Val Arg Leu Phe Ile Glu Tip Leu Lys Asn Gly Gly Pro Ser Ser

又は、他の好ましいエキセンディンアゴニスト:
エキセンディン-4(1-30) His Gly Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Leu Ser Lys Gln Met Glu Glu Glu Ala Val Arg Leu Phe Ile Glu Tip Leu Lys Asn Gly Gly (配列番号19)、エキセンディン-4(1-30)アミド His Gly Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Leu Ser Lys Gln Met Glu Glu Glu Ala Val Arg Leu Phe Ile Glu Tip Leu Lys Asn Gly Gly-NH.sub.2 (配列番号20)、エキセンディン-4(1-28)アミド His Gly Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Leu Ser Lys Gln Met Glu Glu Glu Ala Val Arg Leu Phe Ile Glu Tip Leu Lys Asn-NH.sub.2 (配列番号21)、.sup.14 Leu,.sup.25 Phe エキセンディン-4 アミド His Gly Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Leu Ser Lys Gln Leu Glu Glu Glu Ala Val Arg Leu Phe Ile Glu Phe Leu Lys Asn Gly Gly Pro Ser Ser Gly Ala Pro Pro Pro Ser-NH.sub.2 (配列番号22)、.sup.14 Leu, .sup.25 Phe エキセンディン-4(1-28)アミド His Gly Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Leu Ser Lys Gln Leu Glu Glu Glu Ala Val Arg Leu Phe Ile Glu Phe Leu Lys Asn-NH.sub.2 (配列番号23)、及び .sup.14 Leu, .sup.22 Ala, .sup.25 Phe エキセンディン-4(1-28)アミド His Gly Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Leu Ser Lys Gln Leu Glu Glu Glu Ala Val Arg Leu Ala Ile Glu Phe Leu Lys Asn-NH.sub.2 (配列番号24)。
Or other preferred exendin agonists:
Exendin-4 (1-30) His Gly Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Leu Ser Lys Gln Met Glu Glu Glu Ala Val Arg Leu Phe Ile Glu Tip Le Glu Tip Le 1-30) Amides His Gly Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Leu Ser Lys Gln Met Glu Glu Glu Ala Val Arg Leu Phe Ile Glu TipLu G 4 (1-28) amide His Gly Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Leu Ser Lys Gln Met Glu Glu Glu Alu Val Arg Leu Phe Ile Glu Tip Leu Lys Asn-NH.sub.2 (SEQ ID NO: 21), .sup.14 Leu, .sup.25 Phe exendin-4 amide His Gly Glu Gly Thr Phe Thr Phr Leu Glu Glu Glu Ala Val Arg Leu Phe Ile Glu Phe Leu Lys Asn Gly Gly Pro Ser Ser Gly Ala Pro Pro Pro Pro Ser-NH.sub.e. P. Din-4 (1-28) amide His Gly Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Leu Ser Lys Gln Leu Glu Glu Glu Ala Val Arg Leu Phe Ile lu Phe Leu Lys Asn-NH.sub.2 (SEQ ID NO: 23) and .sup.14 Leu, .sup.22 Ala, .sup.25 Phe exendin-4 (1-28) amide His Gly Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Leu Ser Lys Gln Leu Glu Glu Glu Ala Val Arg Leu Ala Ile Glu Phe Leu Lys Asn-NH.sub.2 (SEQ ID NO: 24).

又は、米国特許第5,424,286号;米国特許第6,506,724号;米国特許第6,528,486号;米国特許第6,593,295号;米国特許第6,872,700号;米国特許第6,902,744号;米国特許第6,924,264号;及び米国特許第6,956,026号に開示され、参照により取り込まれる配列、
Or US Pat. No. 5,424,286; US Pat. No. 6,506,724; US Pat. No. 6,528,486; US Pat. No. 6,593,295; US Pat. No. 6,872,700 US Pat. No. 6,902,744; US Pat. No. 6,924,264; and US Pat. No. 6,956,026, incorporated by reference;

又は、糖尿病及び血漿グルコースを低下させるか、又は胃排出を遅延及び/若しくは減速させるか、又は食物摂取を阻害することが有益である病状の治療に有用な、エキセンディンの作用が発揮されるレセプターに効果的に結合する他の化合物。糖尿病の治療及び高血糖症の予防における、インシュリン分泌促進剤としてのエキセンディン-3及びエキセンディン-4の使用が、米国特許第5,424,286に開示されている。また、エキセンディンは、トリグリセリド濃度の調節及び異常脂質血症の治療において有用なことも実証されている。   Or a receptor that exerts the action of exendin, useful in the treatment of diabetes and lowering plasma glucose or delaying and / or slowing gastric emptying or inhibiting food intake Other compounds that bind effectively to The use of exendin-3 and exendin-4 as insulin secretagogues in the treatment of diabetes and the prevention of hyperglycemia is disclosed in US Pat. No. 5,424,286. Exendins have also been demonstrated to be useful in regulating triglyceride levels and treating dyslipidemia.

従って、本発明は、本明細書に記載するような、エキセンディン又はその断片の生物活性を包含し、合成により作製されるか又は天然供給源から精製された、ペプチド又はペプチド断片を提供する。   Accordingly, the present invention provides a peptide or peptide fragment that encompasses the biological activity of exendin or a fragment thereof, as described herein, made synthetically or purified from a natural source.

本発明によれば、エキセンディンには、遊離塩基、ペプチドの酸付加塩又はカリウム塩もしくはナトリウム塩といった金属塩、並びにアミド化、グリコシル化、アシル化、硫酸化、リン酸化、アセチル化、環化及び他によく知られる共有結合的修飾法といったプロセスによって修飾されたエキセンディンペプチドも含まれる。   According to the present invention, exendins include free bases, acid addition salts of peptides or metal salts such as potassium or sodium salts, and amidation, glycosylation, acylation, sulfation, phosphorylation, acetylation, cyclization. Also included are exendin peptides modified by processes such as other well-known covalent modification methods.

従って、本発明によれば、上述のペプチドは、経上皮送達、特に鼻腔内及び皮膚送達に適した製剤内へと取り込まれる。   Thus, according to the present invention, the peptides described above are incorporated into formulations suitable for transepithelial delivery, particularly intranasal and dermal delivery.

生体膜
「生体膜」とは、生命体、好ましくは動物、より好ましくはヒトの内部に存在し、その生命体の一つの領域を、別の領域から隔てる膜物質として定義される。多くの場合、生体膜は、生命体をその外側の周囲又は環境から隔てている。生体膜の非限定的な例には、ヒトの粘膜及び皮膚が含まれる。
Biological membrane A “biological membrane” is defined as a membrane material that resides within an organism, preferably an animal, more preferably a human, and separates one region of the organism from another. In many cases, biological membranes separate a living organism from its surroundings or environment. Non-limiting examples of biological membranes include human mucosa and skin.

上皮送達促進剤
「上皮送達促進剤」は、水、塩及び/又は通常のバッファー並びにGRP(コントロール製剤)を含む製剤に添加した場合に、最大血液濃度、最大血清濃度、又は最大脳脊髄液濃度(Cmax)若しくは濃度対時間のプロットにおける曲線下面積 AUCによる測定において、生体膜間のGRPの輸送を著しく上昇させる製剤を作り出す化学物質及びその他の賦形剤として定義される。上皮生体膜には、鼻、口腔、腸、頬、気管支肺、膣、直腸及び皮膚の表面が含まれる場合がある。経上皮送達促進剤は、担体と呼ばれる場合もある。
Epithelial delivery enhancer “Epithelial delivery enhancer” is the maximum blood concentration, maximum serum concentration, or maximum cerebrospinal fluid concentration when added to a formulation containing water, salt and / or normal buffer and GRP (control formulation). (C max ) or area under the curve in a plot of concentration versus time Defined as chemicals and other excipients that produce a formulation that significantly increases the transport of GRP between biological membranes as measured by AUC. Epithelial biofilms may include the nose, oral cavity, intestine, cheeks, bronchopulmonary, vagina, rectum and skin surfaces. Transepithelial delivery enhancers are sometimes called carriers.

粘膜送達促進剤
「粘膜送達促進剤」は、水、塩及び/又は通常のバッファー並びにGRP(コントロール製剤)を含む製剤に添加した場合に、最大血液濃度、最大血清濃度、又は最大脳脊髄液濃度(Cmax)若しくは濃度対時間のプロットにおける曲線下面積 AUCによる測定において、粘膜間のGRPの輸送を著しく上昇させる製剤を作り出す化学物質及びその他の賦形剤として定義される。粘膜には、鼻、口腔、腸、頬、気管支肺、膣及び直腸粘膜の表面が含まれ、実際には、体の窪み又は外界に通じる通路を覆う全ての粘液分泌性の膜が含まれる。粘膜送達促進剤は、担体と呼ばれる場合もある。
Mucosal delivery enhancer “mucosal delivery enhancer” is the maximum blood concentration, maximum serum concentration, or maximum cerebrospinal fluid concentration when added to a formulation containing water, salt and / or normal buffer and GRP (control formulation). (C max ) or area under the curve in a plot of concentration versus time Defined as chemicals and other excipients that produce a formulation that significantly increases transport of GRP between mucosa, as measured by AUC. The mucosa includes the surfaces of the nose, oral cavity, intestine, cheeks, bronchopulmonary, vaginal and rectal mucosa, and in fact includes all mucous secreting membranes that cover the body cavities or passages leading to the outside world. Mucosal delivery enhancers are sometimes referred to as carriers.

エンドトキシン不含製剤
「エンドトキシン不含製剤」とは、GRP及び1又は2種類以上の上皮送達促進剤を含み、実質的にエンドトキシン及び/又は関連する発熱物質を含まない製剤を意味する。エンドトキシンには、微生物内部に閉じ込められ、その微生物が破壊されるか又は死んだ時にのみ放出される毒素が含まれる。発熱物質には、細菌及び他の微生物の外膜に由来する熱を生じさせ、熱安定性を示す物質(糖タンパク質)が含まれる。これらの両方の物質は、人間に投与した場合に発熱、低血圧及びショックを引き起こす可能性がある。エンドトキシン不含の製剤を製造するには、特別な装置と専門的技術を有する者が必要とされる場合があり、また、エンドトキシン不含ではない製剤の製造と比べて、著しく高い費用を要する場合もある。げっ歯類にエンドトキシンの注射と同時にGLP又はアミリンを静脈内投与すると、エンドトキシンのみの投与に伴う低血圧症及び死までもを防止することから(米国特許第4,839,343号)、これらの治療剤のエンドトキシン不含製剤を製造することは、非腸管外(非注射)の投与において必要ではないと見込まれる。
Endotoxin-free formulation "Endotoxin-free formulation" means a formulation that contains GRP and one or more epithelial delivery enhancers and is substantially free of endotoxins and / or related pyrogens. Endotoxins include toxins that are trapped inside microorganisms and are released only when the microorganisms are destroyed or die. Pyrogens include substances (glycoproteins) that generate heat from the outer membranes of bacteria and other microorganisms and exhibit thermal stability. Both of these substances can cause fever, hypotension and shock when administered to humans. To produce endotoxin-free preparations, special equipment and specialists may be required, and are significantly more expensive than non-endotoxin-free preparations There is also. Intravenous administration of GLP or amylin at the same time as endotoxin injection in rodents prevents hypotension and even death associated with administration of endotoxin alone (US Pat. No. 4,839,343). Manufacturing a therapeutic endotoxin-free formulation is not expected for non-parenteral (non-injection) administration.

非注入投与
「非注入投与」とは、動脈又は静脈への直接的な注射を伴わないあらゆる送達方法を意味するものであり、針、シリンジ若しくは他の侵襲手段によって、何かの内部に(典型的には液体を)押し込むか又は送り込む方法、特に体の部分内に導入する方法を意味する。非注入投与には、皮下注射、筋肉内注射、腹腔内注射、又は生体膜への非注射的送達方法が含まれる。
Non-injection administration “Non-infusion administration” means any delivery method that does not involve direct injection into an artery or vein, typically inside something (typically by a needle, syringe or other invasive means). In particular, it means a method of pushing or feeding a liquid), in particular a method of introducing it into a body part. Non-injection administration includes subcutaneous injection, intramuscular injection, intraperitoneal injection, or non-injectable delivery methods to biological membranes.

送達の方法及び組成物
対象哺乳動物へGRPを上皮投与するための改善された方法と組成物により、GRP投与スケジュールが最適化される。本発明は、GRP投与量の放出が、十分に正規化され、そして/又は、上皮投与後に約0.1ないし2.0時間;0.4ないし1.5時間;0.7ないし1.5時間;又は0.8ないし1.0時間の範囲のGRP放出の有効送達時間に亘って前記GRP投与量の放出が持続される、1又は2種類以上の上皮送達促進剤を含むGRP製剤を提供する。達成されるGRPの徐放は、本発明の方法及び組成物を利用して、外因性GRPを繰り返し投与することにより促進される。
Delivery Methods and Compositions Improved methods and compositions for epithelial administration of GRP to a subject mammal optimize the GRP dosing schedule. The present invention provides that the release of GRP dose is well normalized and / or about 0.1 to 2.0 hours; 0.4 to 1.5 hours; 0.7 to 1.5 after epithelial administration. Provided is a GRP formulation comprising one or more epithelial delivery enhancers, wherein the release of said GRP dose is sustained over an effective delivery time of GRP release ranging from time; or in the range of 0.8 to 1.0 hour To do. The sustained release of GRP achieved is facilitated by repeated administration of exogenous GRP utilizing the methods and compositions of the present invention.

徐放の組成物及び方法
対象哺乳動物へGRPを上皮投与するための改善された方法と組成物により、GRP投与スケジュールが最適化される。本発明は、1又は2種類以上の上皮送達促進剤及び随意に含まれてもよい徐放促進剤との組合せでGRPを含む製剤の向上した上皮(例、鼻)送達を提供する。本発明の上皮送達促進剤により、例えば、最大血漿濃度(Cmax)が増大することで上皮投与されたGRPの治療活性が増大させるように、送達が効果的に向上される。血漿及びCNS内でのGRPの治療活性に影響を及ぼす第2の要因は、滞留時間(RT)である。徐放促進剤は、鼻腔内送達促進剤との組合せにおいて、GRPのCmaxを増大させ、滞留時間(RT)を増加させる。徐放促進製剤を生み出す、例えばポリエチレングリコール(PEG)等の、本発明のポリマー送達媒体及び他の薬剤並びに方法が、本明細書中に開示される。本発明は、対象哺乳動物内での肥満、糖尿病、高血糖、メタボリック症候群、冠不全症候群(coronary syndrome)、大腸癌、エキセンディン癌(exendin cancer)、乳癌、心筋断裂(myocardial infraction)に関連する症状を治療し、神経発生を促進し、食欲を抑制し、体重減少を促進し、そして食物摂取量を低下させるための向上したGRP送達方法及び剤形を提供する。
Sustained Release Compositions and Methods Improved methods and compositions for epithelial administration of GRP to a subject mammal optimize the GRP dosing schedule. The present invention provides improved epithelial (eg, nasal) delivery of a formulation comprising GRP in combination with one or more epithelial delivery enhancers and optionally a sustained release enhancer. The epithelial delivery-enhancing agent of the present invention effectively improves delivery such that, for example, increasing the maximum plasma concentration (C max ) increases the therapeutic activity of epithelially administered GRP. The second factor that affects the therapeutic activity of GRP in plasma and CNS is residence time (RT). The sustained release enhancer increases the C max of GRP and increases the residence time (RT) in combination with an intranasal delivery enhancer. Disclosed herein are polymer delivery vehicles and other agents and methods of the present invention, such as polyethylene glycol (PEG), that produce sustained release enhancing formulations. The present invention relates to obesity, diabetes, hyperglycemia, metabolic syndrome, coronary syndrome, colorectal cancer, exendin cancer, breast cancer, myocardial inflation in a subject mammal. Provided are improved GRP delivery methods and dosage forms for treating symptoms, promoting neurogenesis, suppressing appetite, promoting weight loss and reducing food intake.

本発明の上皮送達製剤及び方法において、GRPは、多くの場合、上皮送達に適した担体又は媒体と組み合されるか又は同時に投与される。本明細書において、「担体」という用語は、医薬的に許容可能な固体又は液体の充填剤、希釈剤又は封入材料を意味する。水含有液体担体には、酸性化剤、アルカリ化剤、抗微生物保存剤、酸化防止剤、緩衝剤、キレート剤、錯化剤、可溶化剤、湿潤剤、溶剤、懸濁及び/又は増粘剤、等張化剤、湿潤剤又は他の生体適合性材料のような医薬的に許容可能な添加物が含まれていてもよい。上記の分類によって列挙された成分を表にまとめたものを、米国薬局方国民医薬品集1857-1859、1990に見出すことができる。医薬的に許容可能な担体として機能できる物質のいくつかの例としては、ラクトース、グルコース及びスクロース等の糖類;コーンスターチ及びジャガイモデンプン等のデンプン;セルロース及びカルボキシルメチルセルロースナトリウム、エチルセルロース及び酢酸セルロース等のセルロース誘導体;トラガント末;麦芽;ゼラチン;タルク;カカオ脂及び坐剤用ワックス等の添加剤;落花生油、綿実油、サフラワー油、ごま油、オリーブ油、トウモロコシ油及び大豆油等の油;プロピレングリコール等のグリコール;グリセリン、ソルビトール、マンニトール及びポリエチレングリコール等のポリオール;オレイン酸エチル及びラウリン酸エチル等のエステル;寒天;水酸化マグネシウム及び水酸化アルミニウム等の緩衝剤;アルギン酸;発熱物質不含水;等張食塩水;Ringer's溶液、エチルアルコール及びリン酸緩衝溶液、並びに医薬組成物で用いられる他の非毒性の適合材料がある。ラウリル硫酸ナトリウム及びステアリン酸マグネシウムのような湿潤剤, 乳化剤及び潤滑剤、並びに着色剤, 剥離剤, コーティング剤, 甘味料, 香料添加剤及び芳香剤, 保存剤並びに酸化防止剤も、製剤者の所望に従って組成物中に存在していてもよい。医薬的に許容可能な抗酸化剤の例には、アスコルビン酸、システイン塩酸、亜硫酸水素ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム等の水溶性酸化防止剤;アスコルビン酸パルミテート、ブチル化ヒドロキシアニソール(BHA)、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)、レシチン、没食子酸プロピル、α-トコフェロール等の油溶性酸化防止剤;並びにクエン酸、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ソルビトール、酒石酸、リン酸等の金属キレート剤が含まれる。単一の剤形を作り出すために担体物質と配合可能な有効成分の量は、特定の投与方法に応じて変化することになる。   In the epithelial delivery formulations and methods of the present invention, GRP is often combined or administered simultaneously with a carrier or vehicle suitable for epithelial delivery. As used herein, the term “carrier” means a pharmaceutically acceptable solid or liquid filler, diluent or encapsulating material. Water-containing liquid carriers include acidifying agents, alkalizing agents, antimicrobial preservatives, antioxidants, buffers, chelating agents, complexing agents, solubilizers, wetting agents, solvents, suspending and / or thickening. Pharmaceutically acceptable additives such as agents, isotonic agents, wetting agents or other biocompatible materials may be included. A summary of the components listed according to the above classifications can be found in the US Pharmacopoeia National Pharmaceuticals 1857-1859, 1990. Some examples of substances that can function as pharmaceutically acceptable carriers include: sugars such as lactose, glucose and sucrose; starches such as corn starch and potato starch; cellulose derivatives such as cellulose and sodium carboxymethyl cellulose, ethyl cellulose and cellulose acetate Tragacanth powder; malt; gelatin; talc; additives such as cocoa butter and suppository wax; oils such as peanut oil, cottonseed oil, safflower oil, sesame oil, olive oil, corn oil and soybean oil; glycols such as propylene glycol; Polyols such as glycerin, sorbitol, mannitol and polyethylene glycol; esters such as ethyl oleate and ethyl laurate; agar; buffers such as magnesium hydroxide and aluminum hydroxide; alginic acid Pyrogen-free water; isotonic saline; Ringer's solution, ethyl alcohol and phosphate buffer solutions, as well as other compatible material non-toxic to be used in pharmaceutical compositions. Wetting agents such as sodium lauryl sulfate and magnesium stearate, emulsifiers and lubricants, and colorants, release agents, coating agents, sweeteners, flavoring agents and fragrances, preservatives and antioxidants are also desired by the formulator According to the present invention. Examples of pharmaceutically acceptable antioxidants include water-soluble antioxidants such as ascorbic acid, cysteine hydrochloride, sodium bisulfite, sodium metabisulfite, sodium sulfite; ascorbyl palmitate, butylated hydroxyanisole (BHA) Contains oil-soluble antioxidants such as butylated hydroxytoluene (BHT), lecithin, propyl gallate, and α-tocopherol; and metal chelating agents such as citric acid, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), sorbitol, tartaric acid, and phosphoric acid It is. The amount of active ingredient that can be combined with the carrier materials to produce a single dosage form will vary depending upon the particular mode of administration.

本発明の上皮送達組成物及び方法においては、細胞層内への又は細胞層間のGRPの送達を促進する種々の送達促進剤を用いることができる。この点に関し、上皮間のGRPの送達は、「経細胞的に」又は「傍細胞的に」生じる場合がある。これらの経路がGRPの全フラックス及び生物学的有効度に寄与する程度は、その生体膜の環境、活性薬剤の物理化学的特性、及び上皮の特性に依存する。経細胞輸送は、受動拡散にのみ関係するが、傍細胞輸送は、受動的な、促進された又は積極的なプロセスによっても起こり得る。一般的に、親水性で、受動輸送され、極性を有する溶質は、傍細胞経路を通じて拡散し、より親油性が高い溶質は、経細胞経路を用いる。多様な、受動的及び積極的に吸収された溶質の吸収量と生物学的有効度(例えば、透過係数又は生理学的アッセイに反映されるような)は、本発明の範囲内で選択されるあらゆるGRPについて、傍細胞及び経細胞の両方の送達成分に関して、直ちに評価することができる。受動的に吸収された薬物の場合、薬物輸送への傍細胞と経細胞経路の相対寄与率は、pKa、分配係数、分子半径及び該薬物の電荷、薬物が送達される管腔環境のpH、並びに吸収面積に依存する。傍細胞経路は、鼻粘膜上皮の接近可能面積の比較的小さな分画を表す。一般的に、細胞膜は、傍細胞空間が占める面積の数1000倍大きな表面積を占めることが報告されている。従って、その小さな接近可能領域並びに高分子透過に対するサイズ及び電荷に基づく排除性により、一般的に、薬物輸送のためには傍細胞経路よりも経細胞送達が好ましくあろうことが示唆されるであろう。驚くべきことに、本発明の方法及び組成物は、傍細胞経路を介した生物学的治療剤の粘膜上皮内への輸送又は粘膜上皮間の輸送を著しく促進させる。従って、本発明の方法及び組成物は、単一の方法若しくは組成物の代わりに、又は単一の方法若しくは組成物の範囲内で、良好に傍細胞及び経細胞経路の両方を標的とする。   In the epithelial delivery compositions and methods of the present invention, various delivery enhancers that facilitate delivery of GRP into or between cell layers can be used. In this regard, delivery of GRP between epithelia may occur “transcellularly” or “paracellularly”. The extent to which these pathways contribute to the total flux and biological effectiveness of GRP depends on the biomembrane environment, the physicochemical properties of the active agent, and the properties of the epithelium. Transcellular transport is only related to passive diffusion, but paracellular transport can also occur by passive, accelerated or aggressive processes. In general, hydrophilic, passively transported, polar solutes diffuse through the paracellular pathway, and more lipophilic solutes use the transcellular pathway. A variety of passively and actively absorbed solute absorptions and biological effectiveness (such as reflected in permeability coefficients or physiological assays) can be selected within the scope of the present invention. GRPs can be evaluated immediately for both paracellular and transcellular delivery components. For passively absorbed drugs, the relative contribution of paracellular and transcellular pathways to drug transport is the pKa, partition coefficient, molecular radius and charge of the drug, the pH of the luminal environment to which the drug is delivered, As well as the absorption area. The paracellular pathway represents a relatively small fraction of the accessible area of the nasal mucosal epithelium. In general, it has been reported that the cell membrane occupies a surface area several thousand times larger than the area occupied by the paracellular space. Thus, its small accessible area and size and charge-based exclusion to polymer permeation generally suggest that transcellular delivery may be preferable to paracellular routes for drug delivery. Let's go. Surprisingly, the methods and compositions of the present invention significantly facilitate the transport of biological therapeutic agents into or between mucosal epithelia via the paracellular pathway. Accordingly, the methods and compositions of the present invention target both paracellular and transcellular pathways well instead of within a single method or composition or within a single method or composition.

本明細書中で用いる場合には、上皮送達促進剤には、GRP又は他の生物活性化合物の放出若しくは溶解度(製剤用送達媒体からの)、拡散速度、透過能及びタイミング、取り込み、滞留時間、安定性、有効半減期、ピーク時もしくは持続的な濃度レベル、クリアランス及び他の所望の上皮送達特性(例えば、送達部位、又は血流若しくは中枢神経系等の選択された標的活性部位で測定されるような)を向上させる薬剤が含まれる。従って、上皮送達の向上は、例えば、GRPの拡散、輸送、持続性又は安定性の増大、膜流動性の増大、細胞内又は傍細胞透過を調節するカルシウム及び他のイオンの利用可能性又は作用の調節、膜成分(例、脂質)の可溶化、粘膜組織内での非タンパク質及びタンパク質のスルフヒドリル値の変更、細胞層間の水流量の増加、上皮ジャンクションの生理機能の調節、粘膜上皮を覆う粘膜の粘性の低下、粘膜線毛クリアランス率の低下及び他のメカニズム等の種々のメカニズムのいずれによっても起こり得る。   As used herein, epithelial delivery-enhancing agents include GRP or other bioactive compound release or solubility (from the pharmaceutical delivery vehicle), diffusion rate, permeability and timing, uptake, residence time, Stability, effective half-life, peak or sustained concentration level, clearance and other desired epithelial delivery properties (eg, measured at the delivery site or selected target active site such as bloodstream or central nervous system) Such as). Thus, improvements in epithelial delivery may include, for example, the availability or action of calcium and other ions that regulate GRP diffusion, transport, increased persistence or stability, increased membrane fluidity, intracellular or paracellular permeability. Regulation of membrane components (eg lipids), changes in sulfhydryl levels of non-proteins and proteins in mucosal tissues, increased water flow between cell layers, regulation of physiology of epithelial junctions, mucosa covering mucosal epithelium This can be caused by any of a variety of mechanisms such as a decrease in viscosity, a decrease in mucociliary clearance rate, and other mechanisms.

本明細書中で用いる「GRPの有効量」は、種々の送達経路又は移動経路を要するであろう、対象内の薬物活性の標的部位へのGRPの効果的な送達を意図するものである。例えば、任意の活性薬剤が、粘膜の細胞間の間隙を通じて、その進路を見出して隣接した血管壁に到達する場合もあり、一方で、別の経路によって、薬剤が、受動的又は積極的に粘膜細胞内に取り込まれて細胞内で作用するか 、又は細胞の外側に排出若しくは輸送されて体循環等の2次的標的部位に到達する場合もある。本発明の方法及び組成物は、1又は2種類以上のこのような代替的経路に沿って活性薬剤のトランスロケーションを促進するか、又は粘膜組織若しくは周辺の血管組織に直接的に作用して、活性薬物の吸収又は透過を促進することができる。この文脈における吸収又は透過の促進は、上記のメカニズムに限定されるものではない。   As used herein, an “effective amount of GRP” is intended for effective delivery of GRP to a target site of drug activity within a subject that would require various delivery or migration routes. For example, any active agent may find its way through the gaps between the mucosal cells and reach the adjacent vessel wall, while another route causes the agent to passively or actively enter the mucosa. It may be taken up into the cell and act inside the cell, or may be discharged or transported outside the cell to reach a secondary target site such as systemic circulation. The methods and compositions of the present invention facilitate the translocation of active agents along one or more such alternative pathways or act directly on mucosal tissue or surrounding vascular tissue, Absorption or permeation of the active drug can be facilitated. The promotion of absorption or permeation in this context is not limited to the mechanism described above.

本明細書で用いる「血漿内のGRPのピーク濃度(Cmax)」、「血漿内のGRPの濃度対時間曲線下面積(AUC)」、「血漿内のGRPの最大血漿濃度までの時間(tmax)」は、当業者に知られる薬物動態学的パラメーターである。Laursen, et al., Eur. J. Endocrinology 755:309-315, 1996。「濃度対時間曲線」は、対象の血清内のGRPの濃度対鼻腔内、筋肉内、皮下又は他の非経口投与経路のいずれかによって対象にGRPの投与量を投与した後の時間を測定するものである。「Cmax」は、対象へのGRPの1回投与の後の対象の血清中のGRPの最大濃度である。「tmax」は、対象へのGRPの1回投与の後の対象の血清中のGRPの最大濃度に達するまでの時間である。 As used herein, “peak concentration of GRP in plasma (C max )”, “concentration of GRP in plasma versus area under time curve (AUC)”, “time to maximum plasma concentration of GRP in plasma (t “ max )” is a pharmacokinetic parameter known to those skilled in the art. Laursen, et al., Eur. J. Endocrinology 755: 309-315, 1996. A “concentration versus time curve” measures the concentration of GRP in a subject's serum versus time after administration of a dose of GRP to a subject by either intranasal, intramuscular, subcutaneous or other parenteral routes of administration. Is. “C max ” is the maximum concentration of GRP in the subject's serum after a single dose of GRP to the subject. “T max ” is the time to reach the maximum concentration of GRP in the subject's serum after a single dose of GRP to the subject.

本発明で用いる「血漿内のGRPの濃度対時間曲線下面積(AUC)」は、線形台形公式に従い、残余面積を足すことによって計算する。2回の投与の間の23%の減少又は30%の増加は、90%の確からしさ(第二種の過誤β=10%)で検出されることになる。「送達速度」又は「吸収速度」は、最大濃度(Cmax)に達するまでの時間(tmax)を比較することにより評価される。Cmax及びtmaxの両方は、ノンパラメトリック法を用いて解析される。筋肉内、皮下、静脈内及び鼻腔内のGRP投与の薬物動態の比較は、分散分析(ANOVA)によって行った。ペアごとの比較には、Bonferroni-Holmes逐次処理法を用いて有意性を評価する。3回の鼻投与間の用量反応関係を回帰分析によって評価する。P<0.05を有意性があるものと見なす。結果は、平均値+/-標準誤差で示す。 The “area of GRP in plasma versus area under time curve (AUC)” used in the present invention is calculated by adding the residual area according to the linear trapezoidal formula. A 23% decrease or a 30% increase between the two doses will be detected with a 90% likelihood (type 2 error β = 10%). “Delivery rate” or “absorption rate” is assessed by comparing the time to reach maximum concentration (C max ) (t max ). Both C max and t max are analyzed using non-parametric methods. Comparison of pharmacokinetics of intramuscular, subcutaneous, intravenous and intranasal GRP administration was performed by analysis of variance (ANOVA). For pairwise comparison, significance is evaluated using the Bonferroni-Holmes sequential processing method. The dose-response relationship between 3 nasal doses is assessed by regression analysis. P <0.05 is considered significant. Results are expressed as mean +/- standard error.

吸収促進のメカニズムは、本発明の異なる上皮送達促進剤によって変化する可能性があるが、この文脈において有用の試薬とは、実質的に組織に悪影響を及ぼすことがなく、特定のGRP又は他の活性薬剤若しくは送達促進剤の物理化学的特性に応じて選択される試薬となるであろう。この点において、粘膜組織の透過又は浸透を増大させる送達促進剤は、粘膜の保護的な浸透障壁をある程度変化させることになるであろう。これらの送達促進剤が本発明の範囲内の値を取るためには、生体膜の浸透性におけるあらゆる有意な変化が、所望の薬物送達時間に適切な時間枠内で可逆的であることが一般的に望ましい。更にまた、長期間の使用によって、実質的な蓄積性のある毒性、又は生体膜の障壁特性への恒久的な劣化が引き起こされてはならない。   Although the mechanism of enhanced absorption may be altered by the different epithelial delivery enhancers of the present invention, reagents useful in this context do not substantially adversely affect the tissue and are not specific to GRP or other It will be the reagent selected depending on the physicochemical properties of the active agent or delivery enhancer. In this regard, delivery enhancers that increase penetration or penetration of mucosal tissue will alter the mucosal protective penetration barrier to some extent. In order for these delivery enhancers to take values within the scope of the present invention, it is generally that any significant change in the permeability of the biological membrane is reversible within a time frame appropriate for the desired drug delivery time. Is desirable. Furthermore, prolonged use should not cause substantial cumulative toxicity or permanent degradation to the barrier properties of the biological membrane.

本発明の特定の局面では、本発明のGRPの同時投与用又は組合せ製剤用の吸収促進剤は、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド、エタノール、プロピレングリコール、及び2-ピロリドンを含む低分子の親水性分子から選択されるが、これらに限定されるものではない。上記に代わり、例えば、ジアシルメチルスルホキシド、アゾン、ラウリル硫酸ナトリウム、オレイン酸及び胆汁酸塩を用いてGRPの生体膜透過を促進することもできる。更なる局面では、GRPの経上皮送達を促進するための補助的化合物、処理剤(processing agent)又は製剤用添加剤として表面活性剤(例、ポリソルベート)が用いられる。DMSO、ポリエチレングリコール、及びエタノール等の薬剤は、送達環境下に十分に高濃度で存在する場合(例えば、事前投与又は治療法製剤への組み込みにより)には、粘膜の水層に進入してその溶解特性を変化させ、それによってGRPの媒体から生体膜内への分離を促進する。   In a particular aspect of the present invention, the absorption enhancer for co-administration or combination preparation of the GRP of the present invention is a low molecular weight hydrophilic agent comprising dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide, ethanol, propylene glycol, and 2-pyrrolidone. It is selected from, but not limited to, sex molecules. Instead of the above, for example, diacylmethyl sulfoxide, azone, sodium lauryl sulfate, oleic acid, and bile salt can be used to promote GRP permeation through the biomembrane. In a further aspect, a surfactant (eg, polysorbate) is used as an auxiliary compound, processing agent or formulation additive to facilitate transepithelial delivery of GRP. Drugs such as DMSO, polyethylene glycol, and ethanol, when present at sufficiently high concentrations in the delivery environment (eg, by pre-administration or incorporation into therapeutic formulations) enter the mucosal aqueous layer and It changes the dissolution properties, thereby facilitating the separation of GRP from the medium into the biological membrane.

本発明の同時投与及び処理方法及び組合せ製剤に有用な更なる上皮送達促進剤には、以下に限定されるものではないが、混合ミセル;エナミン:酸化窒素ドナー(例えば、S-ニトロソ-N-アセチル-DL-ペニシラミン、NOR1、N0R4−;これらは好ましくは、カルボキシ-PITO又はジクロフェナクナトリウム等のNOスカベンジャーと共に同時投与される); サリチル酸ナトリウム; アセト酢酸のグリセリンエステル(例、グリセリ-1,3-ジアセトアセタート 又は1,2-イソプロピリデングリセリン-3-アセトアセテート);及び、その他の上皮送達のための生理学的適合性を有する放出拡散剤又は上皮内若しくは経上皮の透過促進剤が含まれる。その他の吸収促進剤は、GRPの上皮送達、安定性、活性又は経上皮透過を促進する種々の担体、基剤及び賦形剤から選択される。これらには、とりわけ、シクロデキストリン及びβ-シクロデキストリン誘導体(例、2-ヒドロキシプロピル-β-シクロデキストリン及びヘプタキス(2,6-ジ-O-メチル-β-シクロデキストリン)が含まれる。随意に1又は2種類以上の有効成分と抱合していてもよく、更に随意に油性の基剤中に製剤されていてもよいこれらの化合物は、本発明の上皮用製剤中でのバイオアベイラビリティを向上させる。上皮送達用に適用される更なる吸収促進剤には、モノ-及びジグリセリド(例、ココナッツ油のカプリン酸ナトリウム抽出物、カプムル)、並びにトリグリセリド(例、アミロデキストリン、Estaram 299、Miglyol 810)を含む中鎖脂肪酸が含まれる。   Additional epithelial delivery enhancers useful in the co-administration and treatment methods and combination formulations of the present invention include, but are not limited to, mixed micelles; enamines: nitric oxide donors (eg, S-nitroso-N- Acetyl-DL-penicillamine, NOR1, N0R4-; these are preferably co-administered with a NO scavenger such as carboxy-PITO or diclofenac sodium; sodium salicylate; glycerol esters of acetoacetate (eg, glycerin-1,3- Diacetoacetate or 1,2-isopropylideneglycerin-3-acetoacetate); and other physiologically compatible release diffusion agents or intraepithelial or transepithelial permeation enhancers for epithelial delivery . Other absorption enhancers are selected from various carriers, bases and excipients that promote epithelial delivery, stability, activity or transepithelial penetration of GRP. These include, among others, cyclodextrins and β-cyclodextrin derivatives (eg, 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin and heptakis (2,6-di-O-methyl-β-cyclodextrin). These compounds, which may be conjugated with one or more active ingredients, and optionally optionally formulated in an oily base, improve bioavailability in the epithelial formulation of the present invention. Additional absorption enhancers applied for epithelial delivery include mono- and diglycerides (eg, sodium caprate extract of coconut oil, capmul), and triglycerides (eg, amylodextrin, Estaram 299, Miglyol 810). Contains medium chain fatty acids.

本発明の上皮治療及び予防用組成物は、生体膜障壁間のGRPの吸収、分散又は透過を促進するあらゆる適切な透過促進剤が補充されていてもよい。透過促進剤は、医薬的に許容可能なあらゆる促進剤であってよい。従って、本発明のより詳細な局面では、サリチル酸ナトリウム及びサリチル酸誘導体(アセチルサリチル酸、サリチル酸コリン、サリチルアミド等);アミノ酸及びその塩(例、グリシン、アラニン、フェニルアラニン、プロリン、ヒドロキシプロリン等のモノアミノカルボン酸;セリン等のヒドロキシアミノ酸;アスパラギン酸、グルタミン酸等の酸性アミノ酸;並びにリジン等の塩基性アミノ酸-これらのアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩も含まれる;並びにN-アセチルアミノ酸(N-アセチルアラニン、アセチルフェニルアラニン、N-アセチルセリン、N-アセチルグリシン、N-アセチルリジン、N-アセチルグルタミン酸、N-アセチルプロリン、N-アセチルヒドロキシプロリン等)及びこれらの塩(アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩)、から選択される1又は2種類以上の透過促進剤が取り込まれた組成物が提供される。本発明の方法及び組成物の範囲内で透過促進剤として提供されるものには、乳化剤等として一般的に使用される物質(例、オレイルリン酸ナトリウム、ラウリルリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ミリスチル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル等)、カプロン酸、乳酸、リンゴ酸及びクエン酸並びにこれらのアルカリ金属塩、ピロリドンカルボン酸、アルキルピロリドンカルボン酸エステル、N-アルキルピロリドン、プロリンアシルエステルがある。   The epithelial treatment and prevention composition of the present invention may be supplemented with any suitable permeation enhancer that promotes the absorption, dispersion or permeation of GRP between biological membrane barriers. The permeation enhancer can be any pharmaceutically acceptable enhancer. Accordingly, in a more detailed aspect of the present invention, sodium salicylate and salicylic acid derivatives (acetylsalicylic acid, choline salicylate, salicylamide, etc.); amino acids and salts thereof (eg, glycine, alanine, phenylalanine, proline, hydroxyproline, etc.) Acids; hydroxy amino acids such as serine; acidic amino acids such as aspartic acid and glutamic acid; and basic amino acids such as lysine—including alkali metal salts or alkaline earth metal salts thereof; and N-acetylamino acid (N-acetylalanine) Acetylphenylalanine, N-acetylserine, N-acetylglycine, N-acetyllysine, N-acetylglutamic acid, N-acetylproline, N-acetylhydroxyproline, etc.) and salts thereof (alkali metal salts and alkaline earths) A composition incorporating one or more permeation enhancers selected from the group of metal salts) is provided within the scope of the methods and compositions of the present invention. , Substances commonly used as emulsifiers (eg, sodium oleyl phosphate, sodium lauryl phosphate, sodium lauryl sulfate, sodium myristyl sulfate, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl ester, etc.), caproic acid, lactic acid, There are malic acid and citric acid and their alkali metal salts, pyrrolidone carboxylic acid, alkyl pyrrolidone carboxylic acid ester, N-alkyl pyrrolidone, proline acyl ester.

本発明の種々の局面では、投与部位と選択された標的部位との間に存在する生体膜障壁間における本発明のGRP及び他の治療薬の送達を可能にする、向上した鼻粘膜送達用の製剤及び方法が提供される。特定の製剤は、選択された標的細胞、組織若しくは器官、又は特定の病状用に特別な適合が施される。他の局面では、製剤と方法により、特に特定の細胞内又は細胞間経路に沿った経路を通るGRPの効率的で、選択的なエンドサイトーシス又はトランスサイトーシスが提供される。典型的には、GRPは、単体又は他の送達媒体中に有効量で効果的に注入されて、例えば、鼻粘膜において、及び/又は細胞内区画と膜を通り離れた薬物作用の標的部位までの移動(例えば、血流又は特定の組織、器官、又は細胞外区画)において送達され安定な形態で保持される。GRPは、送達媒体又は修飾されて(例えば、プロドラッグの形態において)提供されてもよく、この場合、GRPの放出又は活性化は、生理学的刺激(例えば、pHの変化、リソソーム酵素等)に誘発される。場合によっては、GRPは、その活性の標的部位に到達するまで薬理学的に不活性である。殆どの場合、GRP及び他の製剤成分は、非毒性であり、非免疫原性である。この点において、担体及び他の製剤成分は、一般的に、迅速に分解して生理学的条件下で排泄される能力に基づいて選択される。同様に、製剤は、効率的な保存のため、剤形内で化学的及び物理的に安定である。   In various aspects of the invention, for improved nasal mucosal delivery that enables delivery of the GRP and other therapeutic agents of the invention between the biomembrane barriers that exist between the administration site and the selected target site. Formulations and methods are provided. Certain formulations are specially adapted for selected target cells, tissues or organs, or for specific disease states. In other aspects, the formulations and methods provide efficient and selective endocytosis or transcytosis of GRP, particularly through pathways along specific intracellular or intercellular pathways. Typically, GRP is effectively infused in an effective amount in a single or other delivery vehicle, for example, in the nasal mucosa and / or to the target site of drug action off the intracellular compartment and membrane. Delivered (eg, in the bloodstream or certain tissues, organs, or extracellular compartments) and held in a stable form. GRP may be provided as a delivery vehicle or modified (eg, in the form of a prodrug), where release or activation of GRP is triggered by a physiological stimulus (eg, a change in pH, a lysosomal enzyme, etc.). Be triggered. In some cases, GRP is pharmacologically inactive until it reaches its active target site. In most cases, GRP and other formulation ingredients are non-toxic and non-immunogenic. In this regard, the carrier and other formulation components are generally selected based on their ability to rapidly degrade and be excreted under physiological conditions. Similarly, the formulation is chemically and physically stable within the dosage form for efficient storage.

ペプチド及びタンパク質の類似体及び模倣体
本発明の範囲内で使用する生物活性ペプチド及びタンパク質の定義には、天然又は合成、治療活性又は予防活性を有する、ペプチド(2又は3個以上の共有結合したアミノ酸から構成される)、タンパク質、ペプチド又はタンパク質の断片、ペプチド又はタンパク質の類似体、及び活性なペプチド又はタンパク質の化学修飾した誘導体又は塩が含まれる。本発明では、広範囲な種類の有用なGRPの類似体及び模倣体を使用することが意図されており、これらは、公知の方法に従って生産可能であり、その生物活性について試験することができる。場合によっては、本発明の範囲内で使用するGRPのペプチド若しくはタンパク質、又は他の生物活性を有するペプチド若しくはタンパク質は、天然又は自然(例えば、野生型、天然の突然変異体、又は対立遺伝子変異体等)のペプチド配列又はタンパク質配列内のアミノ酸の部分的置換、付加又は欠失により直ちに入手可能なムテインである。これに加え、自然のペプチド又はタンパク質の生物学的に活性な断片も含まれる。このような変異誘導体及び断片は、自然のペプチド又はタンパク質の所望の生物学的活性を保持している。ペプチド又はタンパク質が糖鎖を有する場合、これらの糖種における変異により特徴付けられる生物学的に活性な変異体も、本発明に包含される。
Peptide and protein analogs and mimetics The definition of bioactive peptides and proteins for use within the scope of the present invention includes peptides having two or more covalently linked, natural or synthetic, therapeutic or prophylactic activities. Protein, peptide or protein fragments, peptide or protein analogs, and chemically modified derivatives or salts of active peptides or proteins. The present invention contemplates using a wide variety of useful GRP analogs and mimetics that can be produced according to known methods and tested for their biological activity. In some cases, a GRP peptide or protein or other biological activity peptide or protein for use within the scope of the present invention is natural or natural (eg, wild type, natural mutant, or allelic variant). Etc.) muteins that are readily available by partial substitution, addition or deletion of amino acids in the peptide sequence or protein sequence. In addition, biologically active fragments of natural peptides or proteins are included. Such mutant derivatives and fragments retain the desired biological activity of the natural peptide or protein. When the peptide or protein has a sugar chain, biologically active mutants characterized by mutations in these sugar species are also encompassed by the present invention.

本明細書において使用される「保存的アミノ酸置換」という用語は、類似する側鎖を有するアミノ酸の一般的な互換性を指す。例えば、脂肪族側鎖を有するアミノ酸の通常置換可能なグループは、アラニン、バリン、ロイシン、及びイソロイシンであり;脂肪族-ヒドロキシル側鎖を有するアミノ酸のグループは、セリン及びスレオニンであり;アミド含有側鎖を有するアミノ酸のグループは、アスパラギン及びグルタミンであり;芳香族側鎖を有するアミノ酸のグループは、フェニルアラニン、チロシン、及びトリプトファンであり;塩基性側鎖を有するアミノ酸のグループは、リジン、アルギニン、及びヒスチジンであり;そして、硫黄含有側鎖を有するアミノ酸のグループは、システインとメチオニンである。保存的置換の例には、イソロイシン、バリン、ロイシン又はメチオニンのような非極性(疎水性)残基の、別の非極性(疎水性)残基との置換が含まれる。同様にして、本発明は、アルギニンとリジン間、グルタミンとアスパラギン間、及びスレオニンとセリン間といった、極性(親水性)残基の置換も意図している。加えて、リジン、アルギニン、若しくはヒスチジンといった塩基性残基の他の塩基性残基への置換、又は、アスパラギン酸若しくはグルタミン酸といった酸性残基の他の酸性残基への置換も意図している。代表的な保存的アミノ酸置換のグループには、以下のものがある:バリン-ロイシン-イソロイシン、フェニルアラニン-チロシン、リジン-アルギニン、アラニン-バリン、及びアスパラギン-グルタミン。ペプチド又はタンパク質類似体を任意に対応する天然ペプチド又はタンパク質とアラインメントさせることにより、そして例えばタンパク質の接着アッセイ又はレセプター結合アッセイ等の、選択された生物学的活性を決定するための適切なアッセイを用いることにより、本発明に係る方法及び組成物に使用するための機能的ペプチド及びタンパク質類似体を直ちに同定することができる。機能的ペプチド及びタンパク質類似体は、典型的に、対応する自然のペプチド又はタンパク質に対して産生された抗体に対して特異的な免疫反応性を有する。   The term “conservative amino acid substitution” as used herein refers to the general interchangeability of amino acids with similar side chains. For example, a commonly displaceable group of amino acids having an aliphatic side chain is alanine, valine, leucine, and isoleucine; a group of amino acids having an aliphatic-hydroxyl side chain is serine and threonine; The group of amino acids having chains is asparagine and glutamine; the group of amino acids having aromatic side chains is phenylalanine, tyrosine, and tryptophan; the group of amino acids having basic side chains is lysine, arginine, and Histidine; and a group of amino acids having sulfur-containing side chains are cysteine and methionine. Examples of conservative substitutions include substitution of a nonpolar (hydrophobic) residue such as isoleucine, valine, leucine or methionine with another nonpolar (hydrophobic) residue. Similarly, the present invention contemplates substitution of polar (hydrophilic) residues such as between arginine and lysine, between glutamine and asparagine, and between threonine and serine. In addition, substitution of basic residues such as lysine, arginine, or histidine to other basic residues, or substitution of acidic residues such as aspartic acid or glutamic acid to other acidic residues is also contemplated. Representative conservative amino acid substitution groups include: valine-leucine-isoleucine, phenylalanine-tyrosine, lysine-arginine, alanine-valine, and asparagine-glutamine. By aligning the peptide or protein analog, optionally with the corresponding native peptide or protein, and using an appropriate assay to determine the selected biological activity, such as, for example, a protein adhesion assay or a receptor binding assay Thus, functional peptides and protein analogs for use in the methods and compositions according to the present invention can be readily identified. Functional peptide and protein analogs typically have specific immunoreactivity for antibodies raised against the corresponding natural peptide or protein.

本発明に係る固体タンパク質製剤を安定化させる方法は、例えば、凍結乾燥されたタンパク質等の、精製タンパク質の物理的安定性を増加させることである。これにより、疎水性相互作用による凝集、並びにタンパク質がアンフォールディングするにつれて増加であろう共有結合的経路を介した凝集が阻害されることになろう。このような状況における製剤の安定化には、例えば、生分解性のヒドロゲル製剤/送達系等のポリマーを基礎とする製剤が挙げられる。上述したように、タンパク質の構造、機能及び安定性における水の決定的な役割はよく知られている。典型的に、タンパク質はバルク水が除去された固体状態において比較的安定である。しかしながら、固体の治療用タンパク質製剤は、高湿度における保存により水和する可能性があり、又は徐放性組成物若しくは装置からの送達中に水和する可能性もある。タンパク質の安定性は、一般的に水和の増加により低下する。水は、例えば、タンパク質の柔軟性を増加させて反応基への接触性を増加させたり、反応物質に移動相を提供したり、そして、β脱離や加水分解といった複数の有害なプロセスにおいて反応物質として振舞うことにより、固体タンパク質の凝集において重要な役割を果たす可能性もある。   A method of stabilizing a solid protein formulation according to the present invention is to increase the physical stability of a purified protein, such as, for example, a lyophilized protein. This would inhibit aggregation due to hydrophobic interactions, as well as aggregation via covalent pathways that would increase as the protein unfolds. Formulation stabilization in such circumstances includes, for example, polymer-based formulations such as biodegradable hydrogel formulations / delivery systems. As mentioned above, the critical role of water in protein structure, function and stability is well known. Typically, proteins are relatively stable in the solid state from which bulk water has been removed. However, solid therapeutic protein formulations may be hydrated upon storage at high humidity, or may be hydrated during delivery from a sustained release composition or device. Protein stability generally decreases with increasing hydration. Water, for example, increases protein flexibility to increase accessibility to reactive groups, provides a mobile phase for reactants, and reacts in multiple detrimental processes such as beta elimination and hydrolysis By acting as a substance, it may also play an important role in the aggregation of solid proteins.

約6%ないし28%の水を含有するタンパク質製剤は、最も不安定である。これを下回るレベルであれば、結合水の移動性とタンパク質の内部運動は低度なものとなる。これを上回るレベルであれば、水の移動性とタンパク質の運動は、完全な水和状態のものに近くなる。一定の程度までの水和の増加に伴う固相凝集への感受性の増加が、複数の系で観察されている。しかしながら、より高い含水率においては、希釈効果により、比較的低度の凝集が観察される。   Protein formulations containing about 6% to 28% water are the most unstable. Below this level, the mobility of the bound water and the internal movement of the protein will be low. Above this level, water mobility and protein movement are close to being fully hydrated. Increased sensitivity to solid phase aggregation with increasing hydration to a certain degree has been observed in several systems. However, at higher water content, a relatively low degree of aggregation is observed due to the dilution effect.

上記の原理に従えば、粘膜送達のためにペプチドとタンパク質を固相凝集に対して安定化させる効果的な方法は、固体製剤中の含水率を制御して該製剤中での水分活性を適正レベルに維持することである。このレベルはタンパク質の性質に依存するが、一般的に、そのタンパク質の「単層(monolayer)」水付着率(water coverage)未満に維持されたタンパク質は、優れた固体状態の安定性を示すことになる。   In accordance with the above principles, an effective way to stabilize peptides and proteins against solid-phase aggregation for mucosal delivery is to control the water content in the solid formulation to ensure proper water activity in the formulation. Is to maintain the level. This level depends on the nature of the protein, but in general, proteins maintained below the protein's “monolayer” water coverage show excellent solid state stability. become.

効果的に含水率を調節してタンパク質の安定性を向上させる種々の添加剤、希釈剤、基剤及び送達媒体が、本発明の範囲内において提供される。この意味において抗凝集剤として有効なこれらの試薬と担体材料には、例えば、ポリエチレングリコール、デキストラン、ジエチルアミノエチルデキストラン、及びカルボキシメチルセルロースといった種々の機能性を有するポリマーが含まれ、これらポリマーは、該ポリマーと一緒に混合された、又は該ポリマーと結合されたペプチド及びタンパク質の安定性を顕著に増加させ、固相凝集を減少させる。場合によっては、タンパク質の活性及び物理的安定性は、該ペプチド又は蛋白質薬剤の水溶液への種々の添加剤によっても向上させることができる。例えば、ポリオール(糖を含む)、アミノ酸、コラーゲン及びゼラチンを含むタンパク質、並びに種々の塩といった添加剤を用いることができる。   Various additives, diluents, bases and delivery vehicles that effectively adjust moisture content to improve protein stability are provided within the scope of the present invention. These reagents and carrier materials useful in this sense as anti-aggregating agents include polymers having various functionalities such as, for example, polyethylene glycol, dextran, diethylaminoethyl dextran, and carboxymethyl cellulose. Significantly increases the stability of peptides and proteins mixed with or bound to the polymer and decreases solid phase aggregation. In some cases, protein activity and physical stability can also be improved by various additives to aqueous solutions of the peptide or protein drug. For example, additives such as polyols (including sugars), amino acids, proteins including collagen and gelatin, and various salts can be used.

特定の添加剤、特に糖及びその他のポリオールも、例えば、凍結乾燥タンパク質等の乾燥タンパク質に顕著な物理的な安定性を付与する。本発明の範囲内でこれらの添加剤を用いて、凍結乾燥時だけではなく、乾燥状態での保存時における凝集に対してもタンパク質を保護することもできる。例えば、スクロースとFicoll 70(スクロース単位を有するポリマー)は、種々の条件下で、固相インキュベーション時のペプチド又はタンパク質凝集に対する顕著な保護力を示す。これらの添加材は、ポリマーマトリックス内に埋め込まれた固体タンパク質の安定性も増加させることができる。   Certain additives, particularly sugars and other polyols, also impart significant physical stability to dried proteins, such as lyophilized proteins. Within the scope of the present invention, these additives can be used to protect proteins against aggregation not only during freeze-drying but also during storage in a dry state. For example, sucrose and Ficoll 70 (polymer with sucrose units) show significant protection against peptide or protein aggregation during solid phase incubation under various conditions. These additives can also increase the stability of the solid protein embedded in the polymer matrix.

たとえば、スクロース等の更なる添加剤は、本発明の特定の徐放製剤に生じ得る高温で湿った雰囲気下での固相状態の凝集に対してタンパク質を安定化させる。ゼラチンやコラーゲン等のタンパク質は、安定剤又は充填剤としても機能して、この文脈における不安定なタンパク質の変性と凝集を減少させる。これらの添加剤は、本発明の範囲内のポリマー溶解プロセス及び組成物に取り込むことができる。例えば、ポリペプチド微小粒子は、単に上述の安定化添加物を含有する溶液を凍結乾燥させるか又はスプレードライすることによって調製することができる。   For example, additional additives such as sucrose stabilize the protein against solid state aggregation under high temperature and humid atmosphere that may occur in certain sustained release formulations of the present invention. Proteins such as gelatin and collagen also function as stabilizers or fillers to reduce unstable protein denaturation and aggregation in this context. These additives can be incorporated into polymer dissolution processes and compositions within the scope of the present invention. For example, polypeptide microparticles can be prepared by simply lyophilizing or spray drying a solution containing the stabilizing additives described above.

凝集しやすいペプチド及びタンパク質の上皮送達用製剤であって、可溶化剤を用いて該製剤中のペプチド又はタンパク質が、実質的に純粋で非凝集形態にて安定している製剤を生じる、種々の更なる調製成分及び調製方法、並びに特別な製剤用添加剤が本明細書にて提供される。広範囲な成分と添加剤が、これらの方法及び製剤へ使用されることが意図される。これら安定化剤の典型例は、ポリペプチドの疎水性側鎖に選択的に結合するシクロデキストリン(CD)である。これらCDは、顕著に凝集を阻害するようにタンパク質の疎水性パッチに結合することが判明している。この阻害は、CD及び関与するタンパク質の両方に対して選択的である。このような選択的なタンパク質凝集の阻害は、本発明に係る鼻腔内送達方法及び組成物において更なる有益性を提供する。この関連において使用される更なる薬剤には、ペプチドとタンパク質の凝集を特異的にブロックする、リンカーにより制御された種々のジオメトリ(geometry)を有するCDの2量体、3量体及び4量体が含まれる。更に、本発明の範囲内に取り込まれる可溶化剤と方法には、ペプチド及びペプチド模倣剤を用いて選択的にタンパク質-タンパク質相互作用をブロックすることが含まれる。1の局面において、CD多量体について報告される疎水性側鎖への特異的結合は、同様にタンパク質凝集をブロックするペプチド及びペプチド模倣剤の使用により、タンパク質にまで拡張される。本発明に係る組成物及び方法に取り込まれるものとして、広範囲の適切な方法及び抗凝集剤が利用可能である。   A variety of formulations for epithelial delivery of peptides and proteins that are prone to aggregation, using solubilizers to produce formulations in which the peptides or proteins in the formulation are substantially pure and stable in non-aggregated form Additional preparative ingredients and methods of preparation, as well as special pharmaceutical additives, are provided herein. A wide range of ingredients and additives are intended to be used in these methods and formulations. A typical example of these stabilizers is cyclodextrin (CD) that selectively binds to the hydrophobic side chain of a polypeptide. These CDs have been found to bind to hydrophobic patches of proteins so as to significantly inhibit aggregation. This inhibition is selective for both CD and the proteins involved. Such selective inhibition of protein aggregation provides further benefits in the intranasal delivery methods and compositions according to the present invention. Additional agents used in this context include CD dimers, trimers, and tetramers with various linker controlled geometries that specifically block peptide and protein aggregation. Is included. Furthermore, solubilizers and methods incorporated within the scope of the present invention include selectively blocking protein-protein interactions with peptides and peptidomimetics. In one aspect, the specific binding to hydrophobic side chains reported for CD multimers is extended to proteins by the use of peptides and peptidomimetics that also block protein aggregation. A wide range of suitable methods and anti-aggregating agents are available for incorporation into the compositions and methods according to the present invention.

電荷修飾及びpH調整用薬剤及び方法
疎水性生体膜障壁間の改善された送達用の生物活性薬剤(GRP、他の活性ペプチド及びタンパク質、並びに高分子及び低分子薬物)の輸送特性を改善するため、本発明は本明細書に記載する選択された生物活性薬剤又は送達促進剤の電荷を修飾する技術と試薬も提供する。この点について、高分子の相対浸透性は、一般的にその分配係数と相関する。pKに依存する分子の電離度、及び生体膜表面のpHも分子の浸透性に影響する。本発明のGRP及び類似体を含む、上皮送達用の生物活性薬剤の浸透及び分配は、活性薬剤又は浸透化剤の電荷の変化又は電荷の拡散によって促進され、電荷の変化又は電荷の拡散は、例えば、帯電性官能基の変化、活性薬剤を送達する送達媒体又は溶液のpHの調整、又は活性薬剤と電荷又はpH変化剤の同時投与によって達成される。
Charge modification and pH adjustment agents and methods To improve transport properties of bioactive agents (GRP, other active peptides and proteins, and high and low molecular weight drugs) for improved delivery between hydrophobic biomembrane barriers The present invention also provides techniques and reagents for modifying the charge of selected bioactive agents or delivery enhancers described herein. In this regard, the relative permeability of a polymer is generally correlated with its partition coefficient. degree of ionization of molecules depends on the pK a, and the pH of the biological membrane surface also affects permeability of the molecules. Penetration and distribution of bioactive agents for epithelial delivery, including GRP and analogs of the present invention, is facilitated by charge change or charge diffusion of the active agent or penetrant, where charge change or charge diffusion is For example, it can be accomplished by changing the charged functional group, adjusting the pH of the delivery vehicle or solution that delivers the active agent, or co-administering the active agent and the charge or pH changing agent.

これらの一般的教示に従えば、本発明の方法及び組成物の範囲内にある、GRP及び他の生物活性ペプチド及びタンパク質を含む帯電高分子種の上皮送達は、活性薬剤が、実質的に、非イオン化又は中性の電荷状態で上皮表面に送達されたときに十分に向上される。   In accordance with these general teachings, epithelial delivery of charged macromolecular species, including GRP and other bioactive peptides and proteins, that are within the scope of the methods and compositions of the present invention, the active agent is substantially It is fully enhanced when delivered to the epithelial surface in a non-ionized or neutral charge state.

本発明の範囲内で使用される上皮製剤の特定のGRP並びにその他の生物活性ペプチド及びタンパク質成分は、電荷修飾を受けることでペプチド又はタンパク質の正電荷密度が増大することになるであろう。これらの修飾は、本明細書に開示されるペプチド及びタンパク質の抱合体、担体及び他の送達形態のカチオン化にまで及ぶ。カチオン化により、本発明の範囲内のタンパク質及び高分子の体内分布及び輸送特性を変化させる簡便な手段が提供される。カチオン化は、実質的に活性薬剤の生物活性を維持して、組織損傷及び毒性を含む潜在的に有害な副作用を制限するように行われる。   Certain GRP and other bioactive peptide and protein components of epithelial formulations used within the scope of the present invention will undergo charge modification to increase the positive charge density of the peptide or protein. These modifications extend to the cationization of peptide and protein conjugates, carriers and other delivery forms disclosed herein. Cationization provides a convenient means of changing the biodistribution and transport properties of proteins and macromolecules within the scope of the present invention. Cationization is performed to substantially maintain the biological activity of the active agent and limit potentially harmful side effects including tissue damage and toxicity.

「緩衝剤」は、一般的に、溶液のpHを略一定に維持するために用いられる。緩衝剤は、少量の強酸又は強塩基が溶液に添加された場合であっても、水素又は水酸化イオン濃度の大きな変化を防ぐか又は中和することによって、溶液のpHを維持する。一般的に、緩衝剤は、弱酸とその適切な塩(又は弱塩基とその適切な塩)から成る。弱酸用の適切な塩には、該弱酸中に存在するのと同じ陰イオンが含まれる(Lagowski, Macmillan Encyclopedia of Chemistry, Vol. 1, Simon & Schuster, New York, 1997, p. 273-4を参照)。緩衝剤の記述には、ヘンダーソン‐ハッセルバルチの式、   A “buffer” is generally used to maintain the pH of the solution approximately constant. The buffering agent maintains the pH of the solution by preventing or neutralizing large changes in hydrogen or hydroxide ion concentration, even when a small amount of strong acid or base is added to the solution. In general, the buffer consists of a weak acid and its appropriate salt (or a weak base and its appropriate salt). Suitable salts for weak acids include the same anions present in the weak acid (Lawski, McCillan Encyclopedia of Chemistry, Vol. 1, Simon & Schuster, New York, 1997-p. 1997, p. 3). reference). The description of the buffer includes the Henderson-Hasselbalch formula,

Figure 2009518315
が用いられ、この式は、弱酸の解離に関する標準的な等式HA=H+Aに基づく。一般的に用いられる緩衝剤供給源の代表例には、以下のものが含まれる:グルタメート、アセテート、シトレート、グリシン、ヒスチジン、アルギニン、リジン、メチオニン、ラクテート、ホルメート、グリコレート、タルトレート及びこれらの混合物。
Figure 2009518315
This equation is based on the standard equation for weak acid dissociation HA = H + + A . Representative examples of commonly used buffer sources include: glutamate, acetate, citrate, glycine, histidine, arginine, lysine, methionine, lactate, formate, glycolate, tartrate and these blend.

「緩衝容量」は、有意なpH変化が生じるまで緩衝溶液に添加可能な酸又は塩基の量を意味する。pHが、弱酸のpK-1及びpK+1の範囲内にある場合には、緩衝用量は、評価可能であるが、この範囲の外側にある場合には、緩衝用量は、殆ど評価することが出来ない。従って、任意の系は、弱酸(又は弱塩基)のpKの正負いずれかの側の1pH単位の範囲内で有用な緩衝作用を示す(Dawson, Data for Biochemical Research, Third Edition, Oxford Science Publications, 1986, p. 419を参照)。一般的には、溶液のpHが、弱酸(又は弱塩基)のpKaに近くなるように、適切な濃度が選択される(Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 86th Edition, Taylor & Francis Group, 2005-2006, p. 2-41を参照)。更に、強酸及び強塩基の溶液は、通常緩衝溶液として分類されず、これらは、2.4ないし11.6のpH値で緩衝容量を示すことがない。   “Buffer volume” means the amount of acid or base that can be added to a buffer solution until a significant pH change occurs. If the pH is within the pK-1 and pK + 1 ranges of the weak acid, the buffer dose can be evaluated, but if it is outside this range, the buffer dose can be mostly evaluated. I can't. Thus, any system exhibits a useful buffering action within the range of 1 pH unit on either the positive or negative side of the pK of a weak acid (or weak base) (Dawson, Data for Biochemical Research, Third Edition, Oxford Science Publications, 1986). , p. 419). In general, an appropriate concentration is selected such that the pH of the solution is close to the pKa of the weak acid (or weak base) (Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 86th Edition, Taylor & Frances Group, 2005). -2006, p. 2-41). Furthermore, strong acid and strong base solutions are not normally classified as buffer solutions, and they do not exhibit a buffer capacity at a pH value of 2.4 to 11.6.

分解酵素の阻害剤及び阻害方法
経上皮製剤に含まれてもよい他の賦形剤として、分解酵素の阻害剤がある。本発明に係る上皮送達製剤と方法において有用な、代表的な粘膜付着性ポリマー−酵素阻害剤複合体には、以下のものが含まれるが、これに限定されるものではない:カルボキシメチルセルロース-ペプスタチン (抗ペプシン活性を有する); ポリ(アクリル酸)-ボーマン・バーク(Bowman-Birk)インヒビター(抗キモトリプシン); ポリ(アクリル酸)-キモスタチン (抗キモトリプシン); ポリ(アクリル酸)-エラスタチナール(抗エラスターゼ); カルボキシメチルセルロース-エラスタチナール(抗エラスターゼ); ポリカルボフィル-エラスタチナール(抗エラスターゼ); キトサン-アンチパイン(抗トリプシン); ポリ(アクリル酸)-バシトラシン(抗アミノペプチダーゼN); キトサン-EDTA (抗アミノペプチダーゼN、抗カルボキシペプチダーゼA); キトサン-EDTA-アンチパイン(抗トリプシン、抗キモトリプシン、抗エラスターゼ)。下記に更に詳細に記載されるように、本発明の特定の態様には、新規なキトサン誘導体又はキトサンの化学的に修飾された形態が任意に取り込まれるであろう。本発明の範囲内で用いるための、このような新規な誘導体の一つは、β-[1→4]-2-グアニジノ-2-デオキシ- D-グルコースポリマー (ポリGuD)として表わされる。
Degrading enzyme inhibitors and methods of inhibition Other excipients that may be included in transepithelial formulations include degrading enzyme inhibitors. Exemplary mucoadhesive polymer-enzyme inhibitor complexes useful in epithelial delivery formulations and methods according to the present invention include, but are not limited to: Carboxymethylcellulose-pepstatin (Having anti-pepsin activity); poly (acrylic acid) -Bowman-Birk inhibitor (anti-chymotrypsin); poly (acrylic acid) -chymostatin (anti-chymotrypsin); poly (acrylic acid) -elastinal ( Anti-elastase); carboxymethylcellulose-elalastatin (anti-elastase); polycarbophil-elalastatin (anti-elastase); chitosan-antipain (antitrypsin); poly (acrylic acid) -bacitracin (anti-aminopeptidase N); Chitosan-EDTA (anti-aminopeptidase N, anti-carboxypeptidase A); San -EDTA- antipain (anti-trypsin, anti-chymotrypsin, anti-elastase). As described in further detail below, certain embodiments of the present invention will optionally incorporate novel chitosan derivatives or chemically modified forms of chitosan. One such novel derivative for use within the scope of the present invention is represented as β- [1 → 4] -2-guanidino-2-deoxy-D-glucose polymer (polyGuD).

酵素の活性を阻害して生物活性薬剤を保護するあらゆる阻害剤を、本発明の組成物及び方法に有益に用いることができる。生物学的に活性なタンパク質及びペプチドを保護するための有用な酵素阻害剤には、例えば、ジペプチジルアミノペプチダーゼ(DPP)IVインヒビター、大豆トリプシンインヒビター、エキセンディントリプシンインヒビター、キモトリプシンインヒビター並びにジャガイモ(ソラヌム・ツベロスムL.(Solanum tuberosum L.))の塊茎から単離されたトリプシン及びキモトリプシンインヒビターが含まれる。阻害剤の組合せ又は混合物を用いることもできる。本発明の範囲内にて用いるための更なるタンパク分解酵素の阻害剤には、オボムコイド酵素、メシル酸ガベキサート(gabaxate mesylate)、α1-アンチトリプシン、アプロチニン、アマスタチン(amastatin)、ベスタチン、ピューロマイシン、バシトラシン、ロイペプシン(leupepsin)、α2-マクログロブリン、ペプスタチン並びに卵白又は大豆トリプシンインヒビターが含まれる。これらの阻害剤や他の阻害剤を単独で、又は組み合わせて用いることができる。阻害剤は、生物活性薬剤との組合せにおいて、又は個別に投与される(例えば、事前投与される)製剤において、例えば親水性ポリマー等の担体に取り込まれるか若しくは結合していてもよく、鼻粘膜に接触する剤形表面にコーティングされていてもよく、又は該表面の表層に取り込まれていてもよい。   Any inhibitor that inhibits the activity of the enzyme to protect the bioactive agent can be beneficially used in the compositions and methods of the invention. Useful enzyme inhibitors for protecting biologically active proteins and peptides include, for example, dipeptidyl aminopeptidase (DPP) IV inhibitor, soybean trypsin inhibitor, exendin trypsin inhibitor, chymotrypsin inhibitor and potato (Solanum Trypsin and chymotrypsin inhibitor isolated from tuber of Solanum tuberosum L. are included. Combinations or mixtures of inhibitors can also be used. Further inhibitors of proteolytic enzymes for use within the scope of the present invention include ovomucoid enzyme, gabaxate mesylate, α1-antitrypsin, aprotinin, amastatin, bestatin, puromycin, bacitracin Leupepsin, α2-macroglobulin, pepstatin and egg white or soy trypsin inhibitor. These inhibitors and other inhibitors can be used alone or in combination. Inhibitors may be incorporated or bound to a carrier, such as a hydrophilic polymer, in combination with a bioactive agent or in a separately administered (eg pre-administered) formulation. It may be coated on the surface of the dosage form in contact with the surface, or may be incorporated in the surface layer of the surface.

本発明の組成物に任意に取り込まれてもよい阻害剤、例えば、タンパク分解酵素阻害剤等の量は、(a)具体的な阻害剤の特性、(b)該分子内に存在する官能基(反応することにより、ヒドロゲル形成モノマーの共重合に必要なエチレン基の不飽和を導入することが可能な官能基)の数、及び(c)阻害剤分子内に存在する、グリコシド等のレクチン基の数、に依存して変化するであろう。また、投与が予定される具体的な治療剤にも依存するであろう。一般的にいえば、酵素阻害剤の有効量は、製剤(即ち、別個のプロテアーゼ阻害剤製剤又は阻害剤と生物活性薬剤との複合製剤)1 ml当たりに、約0.1 mgないし約50 mgであり、しばしば約0.2 mgないし約25 mgであり、そしてより一般的には約0.5 mgないし約5 mgである。   The amount of an inhibitor that may optionally be incorporated into the composition of the present invention, such as a proteolytic enzyme inhibitor, is (a) specific inhibitor properties, (b) functional groups present in the molecule. The number of (functional groups capable of introducing unsaturation of the ethylene group necessary for copolymerization of the hydrogel-forming monomer by reaction) and (c) lectin groups such as glycosides present in the inhibitor molecule Will vary depending on the number of It will also depend on the specific therapeutic agent to be administered. Generally speaking, an effective amount of enzyme inhibitor is from about 0.1 mg to about 50 mg per ml of formulation (ie, separate protease inhibitor formulation or combination of inhibitor and bioactive agent). Often about 0.2 mg to about 25 mg, and more typically about 0.5 mg to about 5 mg.

トリプシン阻害の場合、適切な阻害剤は、例えば、アプロチニン、BBI、大豆トリプシンインヒビター、ニワトリオボムコイド、ニワトリオボインヒビター、ヒトエキセンディントリプシンインヒビター、メシル酸カモスタット、フラボノイド阻害剤、アンチパイン、ロイペプチン 、p-アミノベンザミジン(p-aminobenzamidine)、AEBSF、TLCK (トシルリジンクロロメチルケトン(tosyllysine chloromethylketone))、APMSF、DFP、PMSF、及びポリ(アクリレート)誘導体、から選択することができる。キモトリプシン阻害の場合、適切な阻害剤は、例えば、アプロチニン、BBI、大豆トリプシンインヒビター、キモスタチン、ベンジルオキシカルボニル-Pro-Phe-CHO、FK-448、ニワトリオボインヒビター、糖ビフェニルボロン酸複合体、DFP、PMSF、β-プロピオン酸フェニル、及びポリ(アクリレート)誘導体、から選択することができる。エラスターゼ阻害の場合、適切な阻害剤は、例えば、エラスタチナール、メトキシスクシニル-Ala-Ala-Pro-Val-クロロメチルケトン(MPCMK)、BBI、大豆トリプシンインヒビター、ニワトリオボインヒビター、DFP、及びPMSF、から選択することができる。   In the case of trypsin inhibition, suitable inhibitors are, for example, aprotinin, BBI, soybean trypsin inhibitor, chicken ovomucoid, chicken ovo inhibitor, human exendin trypsin inhibitor, camostat mesylate, flavonoid inhibitor, antipine, leupeptin, p-amino Benzamidine, AEBSF, TLCK (tosyllysine chloromethylketone), APMSF, DFP, PMSF, and poly (acrylate) derivatives can be selected. In the case of chymotrypsin inhibition, suitable inhibitors include, for example, aprotinin, BBI, soybean trypsin inhibitor, chymostatin, benzyloxycarbonyl-Pro-Phe-CHO, FK-448, chicken ovo inhibitor, sugar biphenylboronic acid complex, DFP, PMSF, phenyl β-propionate, and poly (acrylate) derivatives can be selected. In the case of elastase inhibition, suitable inhibitors are, for example, elastatinal, methoxysuccinyl-Ala-Ala-Pro-Val-chloromethyl ketone (MPCMK), BBI, soybean trypsin inhibitor, chicken ovo inhibitor, DFP, and PMSF, You can choose from.

本発明において用いるための更なる酵素阻害剤は、その作用強度と毒性の程度において異なる広範囲な非タンパク質阻害剤から選択される。下記においてさらに詳細に記載するように、これら補助剤のマトリックス若しくは他の送達担体への固定化、又は化学的に修飾された類似体の開発を直ちに実行して、これらが阻害剤と遭遇した場合に、毒性効果を減少させるか、又は除去することが可能である。本発明の範囲内で用いるための上記酵素阻害剤候補の広いグループの中でも、とりわけ、セリンプロテアーゼ(例えば、トリプシン及びキモトリプシン)の強力で不可逆性の阻害剤である、ジイソプロピルフルオロリン酸 (DFP)とフッ化フェニルメチルスルホニル(PMSF)といった有機リン阻害剤がある。これらの化合物によるアセチルコリンエステラーゼの更なる阻害は、非制御下での送達環境において、これらを非常に有毒なものにする。別の阻害剤候補である、4-(2-アミノエチル)-ベンゼンスルホニルフルオリド(4-(2-aminoethyl)-benzenesulfonyl fluoride)(AEBSF)は、DFPやPMSFと同程度の阻害活性を有するが、これらに比べて顕著に毒性が低い。(4-アミノフェニル)-メタンスルホニルフルオリドヒドロクロリド((4-Aminophenyl)-methanesulfonyl fluoride hydrochloride)(APMSF)は、トリプシンの別の有効な阻害剤であるが、非制御下環境において毒性を有する。これらの阻害剤とは対照的に、4-(4-イソプロピルピペラジノカルボニル)フェニル1,2,3,4,-テトラヒドロ-1-ナフトエートメタンスルホネート(4-(4-isopropylpiperadinocarbonyl)phenyl 1,2,3,4,-tetrahydro-1-naphthoate methanesulphonate)(FK-448)は、低毒性物質であり、キモトリプシンの有効で特異的な阻害剤を代表するものである。この阻害剤候補の非タンパク質グループの更なる代表例であり、また低い毒性リスクを示すものは、メシル酸カモスタット(N,N'-ジメチルカルバモイルメチル-p-(p'-グアニジノベンゾイルオキシ)フェニルアセテートメタンスルホネート(N,N'-dimethyl carbamoylmethyl-p-(p'-guanidino- benzoyloxy)phenylacetate methane-sulphonate))である。   Further enzyme inhibitors for use in the present invention are selected from a wide range of non-protein inhibitors that differ in their potency and degree of toxicity. Immediate implementation of immobilization of these adjuncts to a matrix or other delivery carrier, or development of a chemically modified analog, as described in more detail below, if they encounter an inhibitor Furthermore, it is possible to reduce or eliminate the toxic effects. Among the broad group of enzyme inhibitor candidates for use within the scope of the present invention, among others, diisopropylfluorophosphate (DFP), a potent and irreversible inhibitor of serine proteases (eg, trypsin and chymotrypsin), There are organophosphorus inhibitors such as phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF). Further inhibition of acetylcholinesterase by these compounds makes them very toxic in an uncontrolled delivery environment. Another inhibitor candidate, 4- (2-aminoethyl) -benzenesulfonyl fluoride (AEBSF), has similar inhibitory activity to DFP and PMSF. Compared with these, toxicity is remarkably low. (4-Aminophenyl) -methanesulfonyl fluoride hydrochloride (APMOSF) is another effective inhibitor of trypsin but is toxic in an uncontrolled environment. In contrast to these inhibitors, 4- (4-isopropylpiperazinocarbonyl) phenyl 1,2,3,4, -tetrahydro-1-naphthoate methanesulfonate (4- (4-isopropylpiperadinocarbonyl) phenyl 1, 2,3,4, -tetrahydro-1-naphthaneate sulfonate (FK-448) is a low toxic substance and represents an effective and specific inhibitor of chymotrypsin. Further representatives of this non-protein group of candidate inhibitors and those showing a low toxicity risk are camostat mesylate (N, N′-dimethylcarbamoylmethyl-p- (p′-guanidinobenzoyloxy) phenyl acetate Methanesulfonate (N, N′-dimethyl carbamoylmethyl-p- (p′-guanidino-benzoyloxy) phenylacetate methane-sulfonate)).

更に、本発明の方法及び組成物において用いるための他の種類の酵素阻害剤は、特定の治療用化合物の酵素的分解を妨害するアミノ酸又は修飾アミノ酸である。この文脈における使用に関し、アミノ酸及び修飾アミノ酸は、実質的に無毒であり、低コストで生産することができる。しかしながら、その低い分子サイズと良好な可溶性のために、これらは粘膜環境において直ちに希釈されて吸収されてしまう。そうであったとしても、適切な条件下においては、アミノ酸は、プロテアーゼ酵素の可逆的で競合的な阻害剤として作用することができる。特定の修飾アミノ酸は、一層強力な阻害活性を示すことができる。この文脈における望ましい修飾アミノ酸は、「遷移状態」阻害剤として知られている。これら化合物の強力な阻害活性は、その遷移状態構造での基質に対する構造的類似性に基づくものであるが、これらは、基質そのものよりも酵素の活性部位に対して一層高い親和性を有するように選択される。遷移状態阻害剤は、可逆性の競合阻害剤である。この種の阻害剤の例には、ボロロイシン(boro-leucine)、ボロバリン(boro-valine)及びボロアラニン(boro-alanine)のようなα-アミノボロン酸誘導体がある。これら誘導体中のホウ素原子は、アミノペプチダーゼによる加水分解中のペプチドの遷移状態に類似すると考えられている、四面体のボロン酸イオンを形成することができる。これらアミノ酸誘導体は、アミノペプチダーゼの強力な可逆的阻害剤であり、ボロロイシン(boro-leucine)は、酵素阻害において、ベスタチンの100倍を超える効果を有し、ピューロマイシンの1000倍を超える効果を有することが報告されている。強力なプロテアーゼ阻害活性が報告された別の修飾アミノ酸は、アミノペプチダーゼNの酵素活性を阻害するN-アセチルシステインである。この補助剤も、粘膜拡散障壁の効果を減少させるために本発明の方法及び組成物において用いることが可能な粘膜分解特性を示す。   Furthermore, other types of enzyme inhibitors for use in the methods and compositions of the present invention are amino acids or modified amino acids that interfere with the enzymatic degradation of certain therapeutic compounds. For use in this context, amino acids and modified amino acids are substantially non-toxic and can be produced at low cost. However, due to their low molecular size and good solubility, they are readily diluted and absorbed in the mucosal environment. Even so, under appropriate conditions, amino acids can act as reversible and competitive inhibitors of protease enzymes. Certain modified amino acids can exhibit more potent inhibitory activity. Preferred modified amino acids in this context are known as “transition state” inhibitors. The potent inhibitory activity of these compounds is based on structural similarity to the substrate in its transition state structure, but they have a higher affinity for the active site of the enzyme than the substrate itself. Selected. Transition state inhibitors are reversible competitive inhibitors. Examples of this type of inhibitor include α-aminoboronic acid derivatives such as boro-leucine, boro-valine and boro-alanine. The boron atom in these derivatives can form a tetrahedral boronate ion, which is thought to be similar to the transition state of the peptide during hydrolysis by aminopeptidases. These amino acid derivatives are potent reversible inhibitors of aminopeptidases, and boroleucine has over 100 times more effects than bestatin and over 1000 times more than puromycin in enzyme inhibition. It has been reported. Another modified amino acid that has been reported to have potent protease inhibitory activity is N-acetylcysteine, which inhibits the enzymatic activity of aminopeptidase N. This adjuvant also exhibits mucosal degradation properties that can be used in the methods and compositions of the present invention to reduce the effectiveness of the mucosal diffusion barrier.

本発明に係る同調投与法(coordinate administration method)及び組み合わせ処方において用いるための更に他の有用な酵素阻害剤は、ペプチド及び修飾ペプチド酵素阻害剤から選択することができる。この種の阻害剤の重要な代表例は、バシラスリケニホルミス(Bacillus licheniformis)から得られる環状ドデカペプチドのバシトラシンである。これらの種類のペプチドに加え、特定のジペプチド及びトリペプチドも、一定のプロテアーゼに対して弱い、非特異的な阻害活性を示す。アミノ酸との類似性により、これらの阻害活性は化学的修飾により向上させることができる。例えば、ホスフィン酸ジペプチド類似体も、アミノペプチダーゼに対する強力な阻害活性を有する「遷移状態」阻害剤である。これらを用いることで、経鼻投与されたロイシンエンケファリンが安定化されたことが報告されている。遷移状態類似体の別の例は、修飾ペンタペプチドのペプスタチンであり、これは非常に強力なペプシン阻害剤である。複数の合成類似体の阻害活性を試験することによるペプスタチンの構造解析により、阻害活性に関与する該分子の主な構造機能特性が証明された。別の特別な種類の修飾ペプチドには、その構造の末端に局在するアルデヒド機能を有する阻害剤が含まれる。例えば、キモトリプシンの公知の1次及び2次特異性の要件(primary and secondary specificity requirements)を満足する、ベンジルオキシカルボニル-Pro-Phe-CHOという配列は、この標的プロテイナーゼの強力な可逆性の阻害剤であることが明らかとなった。アンチパイン、ロイペプチン、キモスタチン及びエラスタチナール等の末端に局在するアルデヒド機能を有する更なる阻害剤の化学構造も、ホスホラミドン、ベスタチン、ピューロマイシン及びアマスタチン(amastatin)のような、他の公知の可逆性の修飾ペプチド阻害剤の構造と同様に、当該技術分野において公知である。   Still other useful enzyme inhibitors for use in the coordinated administration method and combination formulations of the present invention can be selected from peptides and modified peptide enzyme inhibitors. An important representative of this type of inhibitor is the cyclic dodecapeptide bacitracin obtained from Bacillus licheniformis. In addition to these types of peptides, certain dipeptides and tripeptides also exhibit weak, nonspecific inhibitory activity against certain proteases. Due to the similarity to amino acids, their inhibitory activity can be improved by chemical modification. For example, phosphinic acid dipeptide analogs are also “transition state” inhibitors with potent inhibitory activity against aminopeptidases. It has been reported that nasally administered leucine enkephalin has been stabilized by using these. Another example of a transition state analog is the modified pentapeptide pepstatin, which is a very potent pepsin inhibitor. Structural analysis of pepstatin by testing the inhibitory activity of several synthetic analogues demonstrated the main structural and functional properties of the molecule involved in inhibitory activity. Another special class of modified peptides includes inhibitors with aldehyde function located at the end of the structure. For example, the sequence benzyloxycarbonyl-Pro-Phe-CHO, which satisfies the known primary and secondary specificity requirements of chymotrypsin, is a potent reversible inhibitor of this target proteinase. It became clear that. The chemical structures of additional inhibitors with terminally located aldehyde functions such as antipine, leupeptin, chymostatin and elastatinal are also known from other known reversibles such as phosphoramidon, bestatin, puromycin and amastatin. Similar to the structure of sex modified peptide inhibitors, it is known in the art.

ポリペプチドプロテアーゼ阻害剤は、その比較的大きな分子量のために、小さな化合物よりも、薬物-担体マトリックス中での濃縮送達(concentrated delivery)に適している。本発明に係る製剤及び方法の範囲内にある更なるプロテアーゼ阻害剤には、錯化剤を用いることが含まれる。これらの薬剤は、鼻腔内環境(又は製剤組成物又は治療用組成物)から、多くのプロテアーゼにとっての補因子である2価のカチオンを奪い取ることにより、酵素阻害を媒介する。例えば、適切な濃度において、同調的に投与される補助剤又は組合せて製剤される補助剤として、錯化剤であるEDTAとDTPAは、選択されたプロテアーゼを十分に阻害し、これによって、本発明に係る生物活性薬剤の鼻腔内送達を促進させる。この種の阻害剤の更なる代表例は、EGTA、1,10-フェナントロリン及びヒドロキシキノリンである。加えて、その2価のカチオンをキレートする傾向により、これら及び他の錯化剤は、本発明において直接的な吸収促進剤として有用である。   Polypeptide protease inhibitors are more suitable for concentrated delivery in drug-carrier matrices than small compounds because of their relatively large molecular weight. Additional protease inhibitors within the scope of the formulations and methods according to the invention include the use of complexing agents. These agents mediate enzyme inhibition by depriving the intranasal environment (or pharmaceutical or therapeutic composition) of divalent cations that are cofactors for many proteases. For example, as an adjunct administered synchronously or as an adjunct formulated in combination at the appropriate concentration, the complexing agents EDTA and DTPA sufficiently inhibit the selected protease, thereby allowing the present invention to Facilitates intranasal delivery of such bioactive agents. Further representative examples of this type of inhibitor are EGTA, 1,10-phenanthroline and hydroxyquinoline. In addition, due to their tendency to chelate divalent cations, these and other complexing agents are useful as direct absorption enhancers in the present invention.

本明細書の別の個所でより詳細に述べられるように、本発明に係る同調投与、多重処理(multi-processing)及び/又は組合せによる処方の方法並びに組成物において、酵素阻害剤として種々のポリマー、特に粘膜付着性ポリマーを使用することも意図されている。例えば、ポリ(アクリル酸)及びポリカルボフィルといったポリ(アクリレート)誘導体は、トリプシン、キモトリプシンを含む種々のプロテアーゼの活性に作用することが可能である。これらポリマーによる阻害作用も、Ca2+及びZn2+のような2価のカチオンの錯化に基づくものであろう。更に、これらのポリマーが、上記されたような、更なる阻害剤の抱合パートナー又は担体として機能するであろうことも意図されている。例えば、キトサン-EDTA複合体が開発されており、亜鉛依存性プロテアーゼの酵素活性に対して強力な阻害作用を示す点で本発明において有用である。この文脈におけるポリマーの粘膜付着性質は、他の酵素阻害剤が共有結合的に付加した後に、実質的に弱められるはずはなく、また、このようなポリマーが有する本発明の範囲内にある生物活性薬剤のための送達媒体としての一般的な有用性が低減するはずもない。対照的に、粘膜付着のメカニズムにより短縮された送達媒体と粘膜表面間の距離により、活性薬剤の前全身的代謝(presystemic metabolism)が最小化されると共に、共有結合した酵素阻害剤が、薬剤送達部位に集中して留まるので、不所望の阻害剤の希釈効果、並びにこれによって生じる毒性作用及び他の副作用も最小化される。このようにして、希釈効果の排除により、同調的に投与される酵素阻害剤の有効量を減少させることができる。 As described in more detail elsewhere herein, various polymers may be used as enzyme inhibitors in methods and compositions of synchronous administration, multi-processing and / or combination formulations according to the present invention. In particular, it is also contemplated to use mucoadhesive polymers. For example, poly (acrylate) derivatives such as poly (acrylic acid) and polycarbophil can affect the activity of various proteases including trypsin, chymotrypsin. The inhibitory action by these polymers may also be based on the complexation of divalent cations such as Ca 2+ and Zn 2+ . It is further contemplated that these polymers will function as conjugation partners or carriers for further inhibitors, as described above. For example, a chitosan-EDTA complex has been developed and is useful in the present invention in that it exhibits a strong inhibitory action on the enzyme activity of a zinc-dependent protease. The mucoadhesive properties of polymers in this context should not be substantially attenuated after other enzyme inhibitors are covalently added and are within the scope of the present invention for such polymers. The general utility as a delivery vehicle for drugs cannot be reduced. In contrast, the distance between the delivery vehicle and the mucosal surface shortened by the mechanism of mucoadhesion minimizes pre-systemic metabolism of the active agent, and covalently bound enzyme inhibitors allow drug delivery. Because it remains concentrated at the site, the unwanted dilution effect of the inhibitor and the resulting toxic effects and other side effects are also minimized. In this way, the effective amount of enzyme inhibitor administered synchronously can be reduced by eliminating the dilution effect.

本発明に係る粘膜製剤及び方法において有用な代表的な粘膜付着性ポリマー-酵素阻害剤複合体には、以下のものが含まれるが、これに限定されるわけではない:カルボキシメチルセルロース-ペプスタチン (抗ペプシン活性を有する); ポリ(アクリル酸)-ボーマン・バークインヒビター (抗キモトリプシン); ポリ(アクリル酸)-キモスタチン (抗キモトリプシン); ポリ(アクリル酸)-エラスタチナール (抗エラスターゼ); カルボキシメチルセルロース-エラスタチナール (抗エラスターゼ); ポリカルボフィル-エラスタチナール (抗エラスターゼ); キトサン-アンチパイン (抗トリプシン); ポリ(アクリル酸)-バシトラシン (抗アミノペプチダーゼN); キトサン-EDTA (抗アミノペプチダーゼN、抗カルボキシペプチダーゼA); キトサン-EDTA-アンチパイン (抗トリプシン、抗キモトリプシン、抗エラスターゼ)。   Exemplary mucoadhesive polymer-enzyme inhibitor complexes useful in the mucosal formulations and methods of the present invention include, but are not limited to: carboxymethylcellulose-pepstatin (anti Poly (acrylic acid) -Bowman-Birk inhibitor (anti-chymotrypsin); poly (acrylic acid) -chymostatin (anti-chymotrypsin); poly (acrylic acid) -elastinanal (anti-elastase); carboxymethylcellulose- Elastatinal (anti-elastase); polycarbophil-elastatinal (anti-elastase); chitosan-antipine (anti-trypsin); poly (acrylic acid) -bacitracin (anti-aminopeptidase N); chitosan-EDTA (anti-aminopeptidase) N, anti-carboxypeptidase A); chitosan-EDTA-antipie (Anti-trypsin, anti-chymotrypsin, anti-elastase).

粘液分解及び粘膜除去の薬剤及び方法
鼻腔内投与による生物治療剤の効果的な送達には、粘膜層の糖たんぱくへの結合による薬物の喪失に加え、鼻粘膜を覆う保護粘膜間の低い薬物輸送効率を考慮しなければならない。通常の粘膜は、水、電解質、ムチン、高分子及び脱落した上皮細胞を含む、粘弾性のあるゲル状の物質である。粘膜は、主として、その下にある粘膜組織の細胞保護のための潤滑性のある皮膜として機能する。粘液は、鼻上皮及び他の粘膜上皮内に位置し、ランダムに分布する分泌細胞から分泌される。粘液の構造単位はムチンである。この糖タンパク質が、主として粘液の粘弾性に関与しているが、他の高分子も粘弾性に寄与している可能性がある。気道粘液では、これらの高分子には、局所的に生産される分泌性のIgA、IgM、IgE、リゾチーム及び気管支トランスフェリン(bronchotransferrin)も含まれ、これらの高分子も宿主防御機構において重要な役割を果たしている。
Drugs and methods of mucolysis and mucosal removal Effective delivery of biotherapeutic agents by intranasal administration includes drug loss due to binding of the mucosal layer to glycoproteins, as well as low drug transport between the protective mucosa covering the nasal mucosa Efficiency must be considered. The normal mucous membrane is a viscoelastic gel-like substance containing water, electrolytes, mucins, macromolecules and shed epithelial cells. The mucosa functions primarily as a lubricious coating for cell protection of the underlying mucosal tissue. Mucus is located in the nasal epithelium and other mucosal epithelia and is secreted from randomly distributed secretory cells. The structural unit of mucus is mucin. This glycoprotein is mainly involved in the viscoelasticity of mucus, but other polymers may also contribute to the viscoelasticity. In airway mucus, these macromolecules also include locally produced secretory IgA, IgM, IgE, lysozyme and bronchotransferrin, which also play an important role in host defense mechanisms. Plays.

本発明の同調投与方法では、随意に、効果的な粘膜分解剤又は粘膜除去剤を組み込んでもよく、これらの粘膜分解剤又は粘膜除去剤は、鼻腔内粘膜表面の粘液を分解するか、薄くするか、又は取り除くことで、鼻腔内投与された生物治療剤の吸収を促進する働きをする。これらの方法では、粘膜分解剤又は粘膜除去剤は、補助的な化合物として同調投与され、生物活性薬剤の鼻腔内送達を促進することになる。これに代わり、有効量の粘膜分解剤又は粘膜除去剤が、本発明の多重処理方法において、有効量の粘膜分解剤又は粘膜除去剤を処理剤として取り込まれるか、本発明の組合せ製剤において添加剤として取り込まれることで、鼻腔内粘膜の障壁効果を低下させることにより生物治療用化合物の鼻腔内送達を促進する向上した製剤が提供される。   The synchronized administration method of the present invention may optionally incorporate an effective mucosal degrading agent or mucosal removing agent that degrades or thins mucus on the intranasal mucosal surface. Or removing it serves to promote the absorption of intranasally administered biotherapeutic agents. In these methods, a mucosal degradant or mucosal remover will be administered synchronously as an adjunct compound to facilitate intranasal delivery of the bioactive agent. Alternatively, an effective amount of a mucosal degrading agent or mucosal removing agent is incorporated as an effective amount of the mucosal degrading agent or mucosal removing agent in the multiple treatment method of the present invention, or an additive in the combination preparation of the present invention. Is provided as an improved formulation that facilitates intranasal delivery of biotherapeutic compounds by reducing the barrier effect of the intranasal mucosa.

本発明の方法及び組成物に取り込むための種々の粘膜分解剤又は粘膜除去剤が利用可能である。粘膜分解剤又は粘膜除去剤は、その作用機構に基づき、多くの場合、以下のグループに分類することができる:ムチン糖タンパク質のタンパク質コアを切断するプロテアーゼ(例、プロナーゼ、パパイン);ムコタンパク質のジスルフィド結合を切るスルフヒドリル化合物;並びに粘液内の非共有結合を破壊する界面活性剤(例、Triton X-100、Tween 20)。この文脈における更なる化合物には、例えば、デオキシコール酸ナトリウム、タウロデオキシコール酸ナトリウム、グリココール酸ナトリウム及びリゾホスファチジルコリン等の胆汁酸塩及び界面活性剤が含まれるが、これらに限定されるものではない。   Various mucosal degradation agents or mucosal removal agents are available for incorporation into the methods and compositions of the present invention. Mucosal degradation agents or mucosal removal agents can often be divided into the following groups based on their mechanism of action: proteases that cleave the protein core of mucin glycoprotein (eg, pronase, papain); Sulfhydryl compounds that break disulfide bonds; and surfactants that break non-covalent bonds in mucus (eg, Triton X-100, Tween 20). Additional compounds in this context include, but are not limited to, bile salts and surfactants such as, for example, sodium deoxycholate, sodium taurodeoxycholate, sodium glycocholate and lysophosphatidylcholine. Absent.

胆汁酸塩の粘液の構造分解を起こす効率性は、以下の順序である:デオキシコレート>タウロコレート>グリココレート。粘液の粘性又は接着性を低下させて、本発明の方法に係る鼻腔内送達を促進する他の効果的薬剤には、例えば、短鎖脂肪酸、及び、N-アシルコラーゲンペプチド、胆汁酸塩及びサポニン等(後者は、粘膜層構造の維持に重要な役割を果たすCa2+及び/又は Mg2+のキレート化によって部分的に機能する)の錯体化によって作用する粘膜分解剤が含まれる。 The efficiency of causing structural degradation of bile salt mucus is in the following order: deoxycholate>taurocholate> glycocholate. Other effective agents that reduce mucus viscosity or adhesion and facilitate intranasal delivery according to the methods of the present invention include, for example, short chain fatty acids and N-acyl collagen peptides, bile salts and saponins Etc. (the latter function in part by the chelation of Ca 2+ and / or Mg 2+ , which plays an important role in the maintenance of the mucosal layer structure).

本発明の方法及び組成物において使用する更なる粘膜分解剤には、気管支肺の粘液の粘性及び接着性の両方を低下させる強力な粘膜分解剤であり、麻酔をかけたラット内でヒト成長ホルモンの経鼻バイオアベイラビリティを適度に上昇させる(7.5ないし12.2%)ことが報告されているN-アセチル-L-システイン(ACS)が含まれる。これら及び他の粘膜分解剤又は粘膜除去剤は、典型的には、生物活性薬剤との同調投与と共に約0.2ないし20 mMの濃度範囲で鼻粘膜と接触して、鼻腔内粘液の極性粘性及び/又は弾性を低下させる。   Additional mucosal degradation agents for use in the methods and compositions of the present invention are potent mucosal degradation agents that reduce both bronchopulmonary mucus viscosity and adhesion, and human growth hormone in anesthetized rats. N-acetyl-L-cysteine (ACS), which has been reported to moderately increase nasal bioavailability (7.5 to 12.2%). These and other mucosal degrading or mucosal removing agents typically contact the nasal mucosa in a concentration range of about 0.2 to 20 mM with synchronous administration with the bioactive agent to polar polar viscosity of intranasal mucus. And / or reduce elasticity.

更に別の粘膜分解剤又は粘膜除去剤は、粘液糖タンパク質内のグリコシド結合を切断可能な種々のグリコシダーゼ酵素から選択することが可能である。α-アミラーゼ及びβ-アミラーゼは、その粘膜分解作用に制限があるかもしれないが、上記のクラスの酵素を代表するものである。対照的に、細菌性のグリコシダーゼは、これらの微生物が宿主の粘膜層に浸透することを可能にする。   Still other mucosal degrading or mucosal removing agents can be selected from various glycosidase enzymes capable of cleaving glycosidic bonds within mucus glycoproteins. α-amylase and β-amylase represent the above classes of enzymes, although their mucosal degradation may be limited. In contrast, bacterial glycosidases allow these microorganisms to penetrate the host mucosal layer.

ペプチド及びタンパク質治療剤を含む、本発明の殆どの生物活性薬剤との組合せの使用において、一般的に、非イオノゲン界面活性剤も粘膜分解剤又は粘膜除去剤として有用である。これらの薬剤は、典型的に、治療用ポリペプチドの活性を変化させたり、又は実質的に損なうことがない。   In use in combination with most bioactive agents of the present invention, including peptide and protein therapeutics, generally non-ionogenic surfactants are also useful as mucosal degradation agents or mucosal removal agents. These agents typically do not alter or substantially impair the activity of the therapeutic polypeptide.

粘性増加剤
粘性増加剤又は懸濁剤は、投与製剤からの薬物放出の速度及び吸収に影響を及ぼす可能性がある。結果として、粘性増加剤を用いて、いくつかのグルコース調節タンパク質の浸透性を変化させることができる。医薬的に許容可能な粘性増加剤として使用できる物質の例には、メチルセルロース(MC);ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC);カルボキシメチルセルロース(CMC);セルロース;ゼラチン;デンプン;ヘタスターチ;ポロキサマー;プルロニック;ナトリウムCMC;ソルビトール;アラビアゴム;ポビドン;カルボポル(carbopol);ポリカルボフィル;キトサン;キトサンマイクロスフェア;アルギネートマイクロスフェア;キトサングルタメート;アンバーライト樹脂;ヒアルロナン;エチルセルロース;マルトデキストリンDE;ドラム乾燥されたトウモロコシデンプン(DDWM);分解性デンプンマイクロスフェア(DSM);デオキシグリココレート(GDC);ヒドロキシエチルセルロース(HEC);ヒドロキシプロピルセルロース(HPC);微晶性セルロース(MCC);ポリメタクリル酸及びポリエチレングリコール;スルホブチルエーテルBシクロデキストリン;架橋されたエルデキソマーデンプンバイオスフェア(eldexomerstarchbiosphere);タウロジヒドロフシジン酸ナトリウム(STDHF);N-トリメチルキトサンクロリド(TMC);分解されたデンプンマイクロスフェア;アンバーライト樹脂;キトサンナノ粒子;スプレー乾燥されたクロスポビドン;スプレー乾燥されたデキストランマイクロスフェア;スプレー乾燥された微晶性セルロース ;及び架橋されたエルデオキシマーデンプンマイクロスフェアがある。
Viscosity-increasing agents Viscosity-increasing or suspending agents can affect the rate and absorption of drug release from the dosage formulation. As a result, viscosity increasing agents can be used to change the permeability of some glucose regulatory proteins. Examples of substances that can be used as pharmaceutically acceptable viscosity increasing agents include: methylcellulose (MC); hydroxypropylmethylcellulose (HPMC); carboxymethylcellulose (CMC); cellulose; gelatin; starch; hetastarch; poloxamer; Sorbitol, gum arabic, povidone, carbopol, polycarbophil, chitosan, chitosan microspheres, alginate microspheres, chitosan glutamate, amberlite resin, hyaluronan, ethyl cellulose, maltodextrin DE; Degradable starch microspheres (DSM); deoxyglycolate (GDC); hydroxyethyl cellulose HEC); hydroxypropyl cellulose (HPC); microcrystalline cellulose (MCC); polymethacrylic acid and polyethylene glycol; sulfobutyl ether B cyclodextrin; cross-linked eldexomer starch biosphere; sodium taurodihydrofusidate ( STDHF); N-trimethylchitosan chloride (TMC); degraded starch microspheres; amberlite resin; chitosan nanoparticles; spray-dried crospovidone; spray-dried dextran microspheres; spray-dried microcrystalline cellulose And cross-linked eldeoxymer starch microspheres.

繊毛静止剤及び繊毛静止方法
特定の粘膜組織(例えば、鼻粘膜組織)の粘膜繊毛クリアランスによる自己浄化能は、防御機能(ほこり、アレルゲン及び細菌の除去)として必要であるから、一般的には、この機能は粘膜用薬物によって実質的に損なわれるべきではないと考えられている。気道内の粘膜繊毛輸送は、感染に対する特に重要な防御機構である。この機能を達成するため、鼻及び気道経路内で拍動する繊毛は、吸入した粒子や微生物を除去するように粘膜に沿って粘液層を移動させる。
Ciliary stasis and ciliary stasis methods Since the self-purifying ability of specific mucosal tissues (eg, nasal mucosal tissue) by mucociliary clearance is required as a protective function (removal of dust, allergens and bacteria), It is believed that this function should not be substantially impaired by mucosal drugs. Mucociliary transport within the airways is a particularly important defense mechanism against infection. To achieve this function, cilia pulsating in the nasal and respiratory tracts move the mucus layer along the mucosa to remove inhaled particles and microorganisms.

繊毛静止剤は、本発明の方法及び組成物において、粘膜(例えば、鼻腔内で)投与された、本明細書に記載のGRP、類似体及び模倣体、並びに他の生物活性薬剤の滞留時間を増大させる用途をもつ。特に、本発明の方法及び組成物におけるこれらの薬剤の送達は、粘膜細胞の繊毛活動を可逆的に阻害する機能を有する1又は2種類以上の繊毛静止剤との同調投与又は組合せ製剤により、著しく促進され、粘膜投与された活性薬剤の滞留時間が一時的に可逆的に増大されることになる。本発明のこれらの局面で用いる場合、先述の繊毛静止因子は全て、繊毛の活動に特異的であれ、又は間接的であれ、許容できない有害な副作用を起こさせることなく、粘膜投与部位の粘膜繊毛クリアランスを一時的(即ち、可逆的)に低下又は停止させて、本明細書に記載のGRP、類似体及び模倣体、並びに他の生物活性薬剤の送達を促進させるような、適切な量(送達の濃度、時間及び方法に依存する)で繊毛静止剤として良好に用いるための候補である。   Ciliary resting agents reduce the residence time of GRP, analogs and mimetics, and other bioactive agents described herein administered in mucosal (eg, intranasally) in the methods and compositions of the invention. Has an increasing use. In particular, the delivery of these agents in the methods and compositions of the present invention is markedly achieved by synchronous administration or combination preparations with one or more cilia quiescent agents that function to reversibly inhibit mucosal cell cilia activity. The residence time of the active agent administered accelerated and mucosally will be temporarily reversibly increased. When used in these aspects of the present invention, all of the aforementioned ciliary stasis factors, whether specific or indirect to cilia activity, cause unacceptable adverse side effects and are not mucosal cilia at the site of mucosal administration. Appropriate amounts (delivery) such that clearance is temporarily reduced (ie, reversibly) to facilitate delivery of GRP, analogs and mimetics, and other bioactive agents described herein. (Depending on the concentration, time and method) of the cilia.

単離され、文献中に特徴付けられる種々の細菌性繊毛静止因子を、本発明の態様で用いることができる。シュードモナスアエルギノサ(Pseudomonas aeruginosa)の細菌由来の繊毛静止因子には、フェナジン誘導体、ピオ(pyo)化合物(2-アルカリ-4-ヒドロキシキノリン)及びラムノリピッド(rhamnolipid)(ヘモリジンとしても知られる)が含まれる。ピオ化合物は、50 μg/mlの濃度で、明確に超微小構造を損傷することなく繊毛静止を生じさせた。フェナジン誘導体も繊毛運動を阻害したが、ピオ化合物より十分に高い濃度の400 μg/mlにおいては、ある程度の膜破壊も起こした。気管の外植片を限定的にラムノリピッドに曝露すると、繊毛膜の変化に伴う繊毛静止が生じた。より大量のラムノリピッドへの曝露は、軸糸からのダイニン腕の除去を伴う。   A variety of bacterial cilia resting factors that have been isolated and characterized in the literature can be used in embodiments of the present invention. Ciliary resting factor derived from bacteria of Pseudomonas aeruginosa includes phenazine derivatives, pyo compounds (2-alkali-4-hydroxyquinoline) and rhamnolipid (also known as hemolysin) It is. The pio compound produced cilia quiescence at a concentration of 50 μg / ml without clearly damaging the ultrastructure. The phenazine derivative also inhibited ciliary movement, but at a sufficiently higher concentration of 400 μg / ml than the pio compound, some membrane destruction occurred. Limited exposure of tracheal explants to rhamnolipid resulted in cilia quiescence with changes in the ciliary membrane. Exposure to larger amounts of rhamnolipid is accompanied by removal of dynein arms from the axon.

表面活性剤及び界面活性方法
本発明のより詳細な局面では、本発明の上皮送達方法又は製剤に1又は2種類以上の膜透過促進剤を用いて、本明細書に記載のGRP、類似体及び模倣体、並びに他の生物活性薬剤の上皮送達を促進することができる。この文脈における生体膜透過促進剤は、以下から選択することができる:(i)界面活性剤、(ii)胆汁酸塩、(iii)リン脂質添加剤、混合ミセル、リポソーム又は担体、(iv)アルコール、(v)エナミン、(vi)NO供与化合物、(vii)長鎖両親媒性分子(viii)低分子疎水性透過促進剤;(ix)ナトリウム又はサリチル酸誘導体;(x)アセト酢酸のグリセロールエステル(xi)シクロデキストリン若しくはβ-シクロデキストリン誘導体、(xii)中鎖脂肪酸、(xiii)キレート剤、(xiv)アミノ酸若しくはその塩、(xv)N-アセチルアミノ酸若しくはその塩、(xvi)選択された膜成分に対する酵素分解剤、(xvii)脂肪酸合成の阻害剤、(xviii)コレステロール合成の阻害剤;又は、(xix)(i)-(xviii)に記載の膜透過促進剤のいずれかの組み合わせ。
Surfactants and surfactant methods In more detailed aspects of the invention, one or more membrane permeation enhancers are used in the epithelial delivery methods or formulations of the invention to provide the GRP, analogs and The epithelial delivery of mimetics as well as other bioactive agents can be facilitated. Biomembrane permeation enhancers in this context can be selected from: (i) surfactants, (ii) bile salts, (iii) phospholipid additives, mixed micelles, liposomes or carriers, (iv) Alcohol, (v) enamine, (vi) NO donor compound, (vii) long chain amphiphilic molecule (viii) small hydrophobic permeation enhancer; (ix) sodium or salicylic acid derivative; (x) glycerol ester of acetoacetic acid (Xi) cyclodextrin or β-cyclodextrin derivative, (xii) medium chain fatty acid, (xiii) chelating agent, (xiv) amino acid or salt thereof, (xv) N-acetylamino acid or salt thereof, (xvi) selected An enzymatic degradation agent for membrane components, (xvii) an inhibitor of fatty acid synthesis, (xviii) an inhibitor of cholesterol synthesis; Is a combination of any of the membrane permeation enhancers described in (xix) (i)-(xviii).

特定の表面活性剤(界面活性剤)は、上皮吸収促進剤として、本発明の上皮送達製剤及び方法に直ちに組み込まれる。本明細書に記載のGRP、類似体及び模倣体、並びに他の生物活性薬剤と共に同調投与又は組み合せて製剤できるこれらの薬剤は、広範囲に亘る公知の界面活性剤から選択することができる。界面活性剤は、一般的に以下の2種類のクラスに分類される:(1)非イオン性ポリオキシエチレンエーテル;(2)グリココール酸ナトリウム(SGC)及びデオキシコレート(DOC)のような胆汁酸塩;並びに(3)タウロジヒドロフシジン酸ナトリウム(STDHF)のようなフシジン酸誘導体。これらの種々のクラスの表面活性剤の作用機構には、典型的には、生物活性薬剤の可溶化が含まれる。しばしば凝集体を形成するタンパク質及びペプチドの場合には、これら吸収促進剤の表面活性特性により、界面活性剤で皮膜されたモノマーのようなより小さな単位が、より迅速に溶液中に維持されるようなタンパク質との相互作用が可能になる。他の表面活性剤の例には、L-α- ホスファチジルコリンジデカノイル(DDPC)ポリソルベート80及びポリソルベート20がある。これらのモノマーは、おそらく凝集体よりも輸送し易い単位である。第二の可能性がある機構は、粘膜環境中のプロテアーゼによるタンパク質分解からのペプチド又はタンパク質の保護である。胆汁酸塩及びあるフシジン酸誘導体は、両方とも、鼻ホモジェネートによるタンパク質のタンパク質分解を、タンパク質吸収の促進に必要とされる濃度を下回るか又は同程度の濃度で阻害することが報告されている。このプロテアーゼ阻害は、短い生物学的半減期を有するペプチドに特に重要となるであろう。   Certain surfactants (surfactants) are readily incorporated into the epithelial delivery formulations and methods of the present invention as epithelial absorption enhancers. These agents that can be formulated in conjunction with or combined with the GRPs, analogs and mimetics described herein, and other bioactive agents can be selected from a wide range of known surfactants. Surfactants are generally divided into two classes: (1) nonionic polyoxyethylene ethers; (2) biles such as sodium glycocholate (SGC) and deoxycholate (DOC). Acid salts; and (3) fusidic acid derivatives such as sodium taurodihydrofusidate (STDHF). The mechanism of action of these various classes of surfactants typically includes solubilization of bioactive agents. In the case of proteins and peptides that often form aggregates, the surface-active properties of these absorption enhancers allow smaller units, such as surfactant-coated monomers, to be more rapidly maintained in solution. Interaction with various proteins. Examples of other surfactants include L-α-phosphatidylcholine didecanoyl (DDPC) polysorbate 80 and polysorbate 20. These monomers are probably units that are easier to transport than aggregates. A second potential mechanism is the protection of peptides or proteins from proteolysis by proteases in the mucosal environment. Both bile salts and certain fusidic acid derivatives have been reported to inhibit protein proteolysis by nasal homogenates at concentrations below or similar to those required to promote protein absorption. This protease inhibition will be particularly important for peptides with a short biological half-life.

分解酵素並びに脂肪酸及びコレステロールの合成阻害剤
本発明の適切な局面では、生体膜投与用の本明細書に記載のGRP、類似体及び模倣体、並びに他の生物活性薬剤は、分解酵素、又は代謝刺激剤又は脂肪酸合成阻害剤、ステロール又は他の選択された上皮障壁成分、米国特許第6,190,894号、から選択される透過促進剤と共に製剤されるか又は同時投与される。例えば、ホスホリパーゼ、ヒアルロニダーゼ、ノイラミニダーゼ及びコンドロイチナーゼのような分解酵素を用いることで、粘膜障壁に不可逆性の損傷を与えることなく、GRP、類似体及び模倣体、並びに他の生物活性薬剤の粘膜透過を促進することができる。1の態様では、コンドロイチナーゼを本明細書に提示する方法又は組成物で用いて粘膜の浸透障壁の糖タンパク質又は糖脂質の成分を変化させ、それによって、本明細書に記載のGRP、類似体及び模倣体、並びに他の生物活性薬剤の粘膜吸収が促進される。
Degrading enzymes and inhibitors of fatty acid and cholesterol synthesis In suitable aspects of the invention, the GRP, analogs and mimetics, and other bioactive agents described herein for biomembrane administration are degrading enzymes or metabolites. Formulated or co-administered with a permeation enhancer selected from stimulants or fatty acid synthesis inhibitors, sterols or other selected epithelial barrier components, US Pat. No. 6,190,894. For example, by using degrading enzymes such as phospholipase, hyaluronidase, neuraminidase and chondroitinase, mucosal penetration of GRP, analogs and mimetics, and other bioactive agents without irreversible damage to the mucosal barrier Can be promoted. In one aspect, chondroitinase is used in a method or composition provided herein to alter a glycoprotein or glycolipid component of a mucosal osmotic barrier, thereby altering the GRP, analogs described herein. Mucosal absorption of the body and mimetics and other bioactive agents is facilitated.

粘膜障壁成分の合成の阻害剤に関しては、遊離脂肪酸が上皮脂質の20-25重量%を占めることが特筆される。遊離脂肪酸の生合成における2種類の律速酵素は、アセチルCoAカルボキシラーゼ及び脂肪酸合成酵素である。遊離脂肪酸は、一連の工程を経て、リン脂質へと代謝される。従って、本発明の方法及び組成物で用いるための遊離脂肪酸の合成及び代謝の阻害剤には、5-テトラデシルオキシ-2-フランカルボン酸(TOFA)等のアセチルCoAカルボキシラーゼの阻害剤;脂肪酸合成酵素の阻害剤;ゴミシンA等のホスホリパーゼA、2-(p-アミルシナミル)アミノ-4-クロロ安息香酸、ブロモフェナシルブロマイド、モノアリド(monoalide)、7,7-ジメチル-5,8-エイコサジエン酸、ニセルゴリン、セファランチン、ニカルジピン、ケルセチン、ジブチリル-サイクリックAMP、R-24571,N-オレイルエタノールアミン、N-(7-ニトロ-2,1,3-ベンゾキサジアゾール-4-イル)ホスファチジルセリン、シクロスポリンA、ジブカイン、プレニラミン及び全てのトランス及び13-シス-レチノイン酸等のレチノイドを含む局所麻酔剤、W-7、トリフルオペラジン、R-24571(カルミダゾリウム(calmidazolium))、1-ヘキサドシル-3-トリフルオロエチルグリセロ-sn-2-ホスホメントール(MJ33)の阻害剤;ニカルジピン、ベラパミル、ジルチアゼム、ニフェジピン、及びニモジピンを含むカルシウムチャネルブロッカー;キナクリン、メパクリン、クロロキン及びヒドロキシクロロキンを含む抗マラリア剤;プロパナロール及びラベタロールを含むβブロッカー;カルモジュリンアンタゴニスト;EGTA;チメルゾール(thimersol);デキサメタゾン及びプレドニゾロンを含む副腎皮質ステロイド;並びにインドメタシン及びナプロキセンを含む非ステロイド系抗炎症剤が含まれるが、これらに限定されるものではない。   With regard to inhibitors of synthesis of mucosal barrier components, it is noted that free fatty acids account for 20-25% by weight of epithelial lipids. Two rate-limiting enzymes in the biosynthesis of free fatty acids are acetyl CoA carboxylase and fatty acid synthase. Free fatty acids are metabolized into phospholipids through a series of steps. Accordingly, inhibitors of free fatty acid synthesis and metabolism for use in the methods and compositions of the present invention include inhibitors of acetyl CoA carboxylase such as 5-tetradecyloxy-2-furancarboxylic acid (TOFA); fatty acid synthesis Inhibitors of enzymes; Phospholipase A such as trashin A, 2- (p-amylcinamyl) amino-4-chlorobenzoic acid, bromophenacyl bromide, monoalide, 7,7-dimethyl-5,8-eicosadienoic acid, Nicergoline, cephalanthin, nicardipine, quercetin, dibutyryl-cyclic AMP, R-24571, N-oleylethanolamine, N- (7-nitro-2,1,3-benzoxadiazol-4-yl) phosphatidylserine, cyclosporine A, dibucaine, prenylamine, all trans and 13-cis-retinoic acid, etc. Local anesthetics containing retinoids, inhibitors of W-7, trifluoperazine, R-24571 (calmidazolium), 1-hexadosyl-3-trifluoroethylglycero-sn-2-phosphomenthol (MJ33); nicardipine Channel blockers, including quinacrine, mepacrine, chloroquine and hydroxychloroquine; β-blockers including propanalol and labetalol; calmodulin antagonists; EGTA; timmersol; dexamethasone and prednisolone Corticosteroids including: non-steroidal anti-inflammatory drugs including but not limited to indomethacin and naproxen Not.

遊離ステロール、主としてコレステロールは、上皮脂質の20-25重量パーセントを示す。コレステロールの生合成における律速酵素は、3-ヒドロキシ-3-メチルグルタリル(HMG)CoAレダクターゼである。本発明の方法及び組成物に用いるためのコレステロール阻害の阻害剤には、シンバスタチン、ロバスタチン、フルインドスタチン(フルバスタチン)、プラバスタチン、メバスタチン等の(HMG)CoAレダクターゼの競合阻害剤、並びにオレイン酸コレステロール、硫酸コレステロール及びリン酸コレステロール、並びに25-OH−;及び26-OH-コレステロール等の酸化型ステロール等の他のHMGCoAレダクターゼの競合阻害剤;スクアレン合成酵素の阻害剤;スクワレンエポキシダーゼ;22,25-ジアザコレステロール、20,25-ジアザコレステノール、AY9944、及びトリパラノール等のDELTA7又はDELTA24レダクターゼの阻害剤が含まれるが、これらに限定されるものではない。   Free sterols, primarily cholesterol, represent 20-25 weight percent of epithelial lipids. The rate-limiting enzyme in cholesterol biosynthesis is 3-hydroxy-3-methylglutaryl (HMG) CoA reductase. Inhibitors of cholesterol inhibition for use in the methods and compositions of the present invention include competitive inhibitors of (HMG) CoA reductase such as simvastatin, lovastatin, fluindostatin (fluvastatin), pravastatin, mevastatin, and cholesterol oleate Competitive inhibitors of other HMGCoA reductases such as cholesterol sulfate and cholesterol phosphate and oxidized sterols such as 25-OH-; and 26-OH-cholesterol; inhibitors of squalene synthase; squalene epoxidase; -Inhibitors of DELTA7 or DELTA24 reductase such as, but not limited to, diazacholesterol, 20,25-diazacholstenol, AY9944, and triparanol.

脂肪酸合成の阻害剤又はステロール合成の阻害剤のそれぞれを、1又は2種類以上の本明細書に記載のGRP、類似体及び模倣体、並びに他の生物活性薬剤と共に同調投与するか、又は組み合せて製剤することで、活性薬剤の上皮透過を促進することができる。粘膜送達用の治療製剤又は補助的製剤中のステロール阻害剤の効果的な濃度の範囲は、一般的に全体の約0.0001重量%ないし約20重量%、より典型的には、約0.01%ないし約5%である。   Each of the inhibitors of fatty acid synthesis or sterol synthesis is co-administered or combined with one or more GRPs, analogs and mimetics as described herein, and other bioactive agents. Formulation can promote epithelial penetration of the active agent. The effective concentration range of a sterol inhibitor in a therapeutic or ancillary formulation for mucosal delivery is generally about 0.0001% to about 20% by weight of the total, more typically about 0.00%. 01% to about 5%.

一酸化窒素供与剤及び一酸化窒素供与方法
本発明の別の適切な局面において、一酸化窒素(NO)供与体が、1又は2種類以上の本明細書に記載のGRP、類似体及び模倣体、並びに他の生物活性薬剤の上皮送達を促進するための生体膜透過促進剤として選択される。種々のNO供与体が、当該技術分野で公知となっており、本発明の方法及び組成物にて有効な濃度で有益なものとなる。代表的なNO供与体には、ニトログリセリン、ニトロプルシド、NOC5[3-(2-ヒドロキシ-1-(メチルエチル)-2-ニトロソヒドラジノ)-1-プロパンアミド]、NOC12[N-エチル-2-(1-エチルヒドロキシ-2-ニトロソヒドラジノ)エタンアミン]、SNAP[S-ニトロソ-N-アセチル-DL-ペニシラミン]、NORI及びNOR4が含まれるが、これらに限定されるものではない。本発明の方法及び組成物では、有効量の選択されたNO供与体がは、1又は2種類以上の本明細書に記載のGRP、類似体及び模倣体、並びに他の生物活性薬剤と共に、上皮内へ又は上皮を介して、同調投与されるか又は組み合わせて製剤される。
Nitric Oxide Donor and Nitric Oxide Donation Method In another suitable aspect of the invention, the nitric oxide (NO) donor is one or more of the GRP, analogs and mimetics described herein. As well as biomembrane permeation enhancers to facilitate epithelial delivery of other bioactive agents. A variety of NO donors are known in the art and are useful at concentrations effective in the methods and compositions of the present invention. Representative NO donors include nitroglycerin, nitroprusside, NOC5 [3- (2-hydroxy-1- (methylethyl) -2-nitrosohydrazino) -1-propanamide], NOC12 [N-ethyl-2 -(1-ethylhydroxy-2-nitrosohydrazino) ethanamine], SNAP [S-nitroso-N-acetyl-DL-penicillamine], NORI and NOR4, but are not limited to these. In the methods and compositions of the present invention, an effective amount of the selected NO donor, along with one or more GRPs, analogs and mimetics described herein, and other bioactive agents, is epithelial. They can be administered synchronously or in combination, either inwardly or via the epithelium.

上皮ジャンクションの構造及び/又は生理機能を調節するための薬剤
本発明は、本明細書に開示する上皮送達促進剤と共に1又は2種類以上のGRP、類似体及び模倣体、及び/又は他の生物活性薬剤を含み、上皮送達用医薬製剤中に製剤された医薬組成物を提供する。
Agents for Modulating Epithelial Junction Structures and / or Physiological Functions The present invention is directed to one or more GRPs, analogs and mimetics, and / or other organisms in conjunction with the epithelial delivery enhancers disclosed herein. A pharmaceutical composition comprising an active agent and formulated into a pharmaceutical formulation for epithelial delivery is provided.

透過化処理剤は、典型的に、対象内の、上皮ジャンクション構造及び/又は粘膜上皮表面の生理を調節することにより、粘膜上皮傍細胞輸送を可逆的に促進する。この効果は、典型的に、透過化処理剤による、隣り合う上皮細胞の上皮膜接着タンパク質間のホモタイプ又はヘテロタイプの結合の阻害を伴う。このホモタイプ又はヘテロタイプの結合をブロックするための標的タンパク質は、種々の適切なジャンクション接着分子(JAM)、オクルディン(occludin)、又はクローディン(claudin)から選択することができる。その例としては、これらタンパク質の細胞外ドメインに結合する抗体、抗体断片又は一本鎖抗体がある。   The permeabilization agent typically reversibly promotes mucosal epithelial paracellular transport by modulating epithelial junction structures and / or mucosal epithelial surface physiology within the subject. This effect is typically accompanied by inhibition of homotypic or heterotypic binding between the epithelial adhesion proteins of neighboring epithelial cells by the permeabilizing agent. The target protein for blocking this homotypic or heterotypic binding can be selected from a variety of suitable junction adhesion molecules (JAM), occludin, or claudin. Examples include antibodies, antibody fragments or single chain antibodies that bind to the extracellular domain of these proteins.

更なる詳細な態様では、本発明は、粘膜上皮傍細胞輸送を促進するための透過化ペプチド並びにペプチド類似体及び模倣体を提供する。対象のペプチド並びにペプチド類似体及び模倣体は、典型的に、対象哺乳物内の上皮ジャンクションの構造及び/又は生理機能を調節することによって本発明の組成物及び方法で機能する。特定の態様では、ペプチド並びにペプチド類似体及び模倣体は、ジャンクション接着分子(JAM)、オクルディン又はクローディンから選択される上皮膜接着タンパク質のホモタイプ及び/又はヘテロタイプの結合を効果的に阻害する。   In a further detailed aspect, the present invention provides permeabilizing peptides and peptide analogs and mimetics for promoting mucosal epithelial paracellular transport. The subject peptides and peptide analogs and mimetics typically function in the compositions and methods of the invention by modulating the structure and / or physiology of epithelial junctions within the subject mammal. In certain embodiments, peptides and peptide analogs and mimetics effectively inhibit homotypic and / or heterotypic binding of an epithelial adhesion protein selected from junction adhesion molecules (JAM), occludin or claudin.

このような薬剤のうちで十分に研究が行われた1つが、「閉鎖帯毒素(zonula occludens toxin)」(ZOT)として知られるコレラ菌(Vibrio cholerae)由来の細菌毒素である。上記毒素は、感染した対象内で腸粘膜の浸透性の増加を媒介し、下痢を含む疾患症状を生じさせる。Fasano, et al Proc. Nat. Acad. ScI, U.S.A. 5:5242-5246, 1991。ウサギの回腸粘膜で試験した場合、ZOTは、細胞間タイトジャンクションの構造を調節することで腸透過性を増大させた。より最近では、ZOTが、腸粘膜内のタイトジャンクションを可逆的に開放できることが判明している。また、ZOTは、鼻粘膜内のタイトジャンクションを可逆的に開放できることも報告されている。米国特許第5,908,825号。   One such well-studied drug is a bacterial toxin derived from Vibrio cholerae known as “zonula occludens toxin” (ZOT). The toxin mediates increased intestinal mucosal permeability within the infected subject, causing disease symptoms including diarrhea. Fasano, et al Proc. Nat. Acad. ScI, USA 5: 5242-5246, 1991. When tested on rabbit ileal mucosa, ZOT increased intestinal permeability by modulating the structure of the intercellular tight junction. More recently, it has been found that ZOT can reversibly open tight junctions in the intestinal mucosa. It has also been reported that ZOT can reversibly open tight junctions in the nasal mucosa. U.S. Patent No. 5,908,825.

本発明の方法及び組成物において、ZOT並びにZOT活性のアゴニスト又はアンタゴニストとして機能するZOTの種々の類似体及び模倣体は、鼻粘膜内への又は鼻粘膜間の傍細胞吸収を増大させることから、生物活性薬剤の鼻腔内送達の促進に有用である。この点において、ZOTは、典型的に、ジャンクションタンパク質ZO1の位置の変化により特徴づけられる、タイトジャンクションの構造の再構築を生じさせることで、作用を及ぼす。本発明のこれらの局面において、ZOTは、有効量の生物活性薬剤と共に同調投与されるか又は組み合わせて製剤されることで、実質的に有害な副作用を起こすことなく、鼻粘膜の透過性を可逆的に増大させて、活性薬剤の吸収を顕著に促進する。   In the methods and compositions of the present invention, ZOT and various analogs and mimetics of ZOT that function as agonists or antagonists of ZOT activity increase paracellular absorption into or between nasal mucosa. Useful to facilitate intranasal delivery of bioactive agents. In this respect, ZOT typically acts by causing a restructuring of the structure of the tight junction, which is characterized by a change in the position of the junction protein ZO1. In these aspects of the invention, ZOT can be co-administered or formulated with an effective amount of a bioactive agent to reversibly permeabilize the nasal mucosa without causing substantial adverse side effects. Increase the absorption of the active agent significantly.

血管拡張剤及び血管拡張方法
本発明の方法及び組成物に係る同調投与及び組合せ製剤において、有益な実用性を示す吸収促進剤の別のクラスは、血管作用性の化合物であり、より具体的には血管拡張剤である。これらの化合物は、本発明において、粘膜下の脈管系の構造及び生理機能を調節して、上皮内へ若しくは上皮を介した、及び/又は特定の標的組織若しくは区画(例えば、体循環又は中枢神経系)への、GRP、類似体及び模倣体、並びに他の生物活性薬剤の輸送率を増大させる機能を有する。
Vasodilators and vasodilator methods Another class of absorption enhancers that exhibit beneficial utility in synchronized administration and combination formulations according to the methods and compositions of the present invention are vasoactive compounds, more specifically. Is a vasodilator. These compounds, in the present invention, modulate the structure and physiology of the submucosal vasculature to enter or through the epithelium and / or to specific target tissues or compartments (eg, systemic circulation or central It has the function of increasing the transport rate of GRP, analogs and mimetics, and other bioactive agents to the nervous system.

本発明で用いるための血管拡張剤は、典型的には、細胞質内のカルシウムを減少させるか、一酸化窒素(NO)を増大させるか、又はミオシン軽鎖キナーゼを阻害するかのいずれかにより粘膜下の血管を弛緩させる。これらの血管拡張剤は、以下9のクラスに分類される:カルシウムアンタゴニスト、カリウムチャネル開口剤、ACE阻害剤、アンジオテンシンIIレセプターアンタゴニスト、α-アドレナリン作動性レセプターアンタゴニスト及びイミダゾールレセプターアンタゴニスト、β1-アドレナリン作動性アゴニスト、ホスホジエステラーゼ阻害剤、エイコサノイド並びにNO供与体。   Vasodilators for use in the present invention are typically mucosal either by reducing cytoplasmic calcium, increasing nitric oxide (NO), or inhibiting myosin light chain kinase. Relax the underlying blood vessels. These vasodilators fall into the following nine classes: calcium antagonists, potassium channel openers, ACE inhibitors, angiotensin II receptor antagonists, α-adrenergic and imidazole receptor antagonists, β1-adrenergic Agonists, phosphodiesterase inhibitors, eicosanoids and NO donors.

化学的な差異にも関わらず、カルシウムアンタゴニストの薬理動態特性は類似している。体循環内への吸収率が高く、従って、こららの薬剤は、相当な肝臓による初回通過代謝を受けることになり、個々の薬物動態の差を生じることになる。ジヒドロピリジン型(アムロジピン、フェロジピン、イスラジピン、ニルバジピン、ニソルジピン及びニトレンジピン)の新たな薬物を除けば、カルシウムアンタゴニストの半減期は短い。従って、これらの多くの効果的な薬物濃度を維持するためには、本明細書中の別の個所に記載するような多重投与、又は徐放製剤による送達を必要とする場合がある。カリウムチャネル開口剤ミノキシジルを用いた処理は、その潜在的な有害な副作用により、投与のレベルと方法が限定される可能性がある。   Despite chemical differences, the pharmacokinetic properties of calcium antagonists are similar. The rate of absorption into the systemic circulation is high, so these drugs will undergo substantial first-pass metabolism by the liver, resulting in individual pharmacokinetic differences. With the exception of new drugs of the dihydropyridine type (amlodipine, felodipine, isradipine, nilvadipine, nisoldipine and nitrendipine), the half-life of calcium antagonists is short. Thus, maintaining these many effective drug concentrations may require multiple doses as described elsewhere herein, or delivery by sustained release formulations. Treatment with the potassium channel opener minoxidil may limit the level and method of administration due to its potentially harmful side effects.

AEC阻害剤は、アンギオテンシン-Iからアンギオテンシン-IIへの変換を防止し、特にレニンの生産が増加した場合に最も効果を示す。ACEは、強力な内在性血管拡張剤であるブラディキニンを不活性化させるキニナーゼIIと同一であるので、ACEの阻害は、ブラディキニン分解を低下させる。ACE阻害剤は、モデル動物内で心臓の線維症及び心室肥大を予防して進行を反転させることで心臓保護及び心臓回復作用という更なる有益性を提供する。殆どのACE阻害剤の主な排出経路は、腎排泄を介する。従って、腎臓障害は、低い排泄率と関連し、中程度から重度の腎臓障害を患う患者では、投与量を25ないし50%低下させることが推奨される。   AEC inhibitors prevent the conversion of angiotensin-I to angiotensin-II, and are most effective when renin production is increased. Since ACE is identical to kininase II, which inactivates bradykinin, a potent endogenous vasodilator, inhibition of ACE reduces bradykinin degradation. ACE inhibitors provide additional benefits of cardioprotection and cardiac recovery by preventing cardiac fibrosis and ventricular hypertrophy and reversing progression in model animals. The main excretion route for most ACE inhibitors is via renal excretion. Therefore, kidney damage is associated with a low excretion rate and it is recommended to reduce the dose by 25 to 50% in patients suffering from moderate to severe kidney damage.

NO供与体に関しては、これらの化合物は、その粘膜浸透性に対する更なる作用のため、本発明において特に有用である。上述のNO供与体に加えて、NO/求核試薬又はNONOateと呼ばれる求核試薬とのNOの複合体は、生理的pHにある水溶液中に溶解した場合に、自然に非酵素的にNOを放出する。対照的に、ニトログリセリン等のニトロ系血管拡張剤は、NO放出に特別な酵素活性を要する。NONOateは、特定の化学量論にて、ジエチルアミン/NOの場合の3分未満ないしジエチレントリアミン/NO(DETANO)の場合の約20時間の範囲内の予想可能な速度でNOを放出する。   For NO donors, these compounds are particularly useful in the present invention because of their further effect on mucosal permeability. In addition to the NO donors described above, NO / nucleophiles or NO complexes with nucleophiles called NONOates, when dissolved in an aqueous solution at physiological pH, naturally non-enzymatically convert NO. discharge. In contrast, nitrovasodilators such as nitroglycerin require special enzyme activity for NO release. NONOate releases NO at a specific stoichiometry at a predictable rate in the range of less than 3 minutes for diethylamine / NO to about 20 hours for diethylenetriamine / NO (DETANO).

本発明の特定の方法及び組成物では、選択された血管拡張剤が、1又は2種類以上のGRP、類似体及び模倣体、並びに他の生物活性薬剤と共に、活性薬剤の粘膜吸収を促進するのに効果的な量で同調投与される(例えば、全身的に又は鼻腔内で、同時に又は効果的な時間的関連性を持った組合せで)か、又は組み合わせて製剤されて、対象内の標的組織又は区画(例えば、肝臓、肝門静脈、CNSの組織若しくは液体、又は血漿)へ到達する。   In certain methods and compositions of the invention, selected vasodilators, along with one or more GRP, analogs and mimetics, and other bioactive agents, promote mucosal absorption of the active agent. Administered in an effective amount (e.g., systemically or intranasally, simultaneously or in combination with effective temporal relevance) or formulated in combination to target tissue in a subject Or it reaches the compartment (eg liver, hilar vein, CNS tissue or fluid, or plasma).

選択的な輸送促進剤及び輸送促進方法
本発明の組成物及び送達方法は、随意に、1又は2種類以上の生物活性薬剤の輸送を促進する選択的な輸送促進剤を取り込んでもよい。1又は2種類以上の本明細書に記載のGRP、類似体及び模倣体を用いた組合せ製剤又は同調投与のプロトコルにこれらの輸送促進剤を用いて、1又は2種類以上の更なる生物活性薬剤の生体膜輸送障壁間の送達を同調的に促進し、活性薬剤の上皮送達を促進して、対象内の標的組織又は区画(例えば、粘膜上皮、肝臓、CNSの組織若しくは液体、又は血漿)へ到達させることができる。これに代わり、組合せ製剤又は同調投与のプロトコルに輸送促進剤を用いて、更なる生物活性薬剤の送達を促進するとともに又は促進することなしに、1又は2種類以上のGRP、類似体及び模倣体の上皮送達を直接的に促進することもできる。
Selective transport enhancers and transport facilitating methods The compositions and delivery methods of the present invention may optionally incorporate selective transport facilitators that facilitate transport of one or more bioactive agents. One or more additional bioactive agents using these transport enhancers in combination formulations or synchronized administration protocols using one or more of the GRPs, analogs and mimetics described herein Synchronously facilitates delivery between multiple biomembrane transport barriers and facilitates epithelial delivery of active agents to target tissues or compartments within a subject (eg, mucosal epithelium, liver, CNS tissue or fluid, or plasma) Can be reached. Alternatively, transport enhancers are used in combination formulations or synchronized administration protocols to facilitate or without further delivery of additional bioactive agents, one or more GRPs, analogs and mimetics Can also directly facilitate epithelial delivery.

本発明の上記局面で用いるための代表的な選択的輸送促進剤には、グリコシド、糖含有分子、及び上皮輸送障壁成分と特異的に相互作用することが知られているレクチン等の結合剤が含まれるが、これらに限定されるものではない。例えば、レセプター媒介性相互作用によって細胞表面の糖部分に結合する、種々の植物及び細菌由来のレクチンを含む、特定の「生体接着性」リガンドを、本発明の範囲内の生物活性薬剤の粘膜、例えば、鼻送達を促進するための担体又は抱合した輸送媒体として用いることができる。本発明で用いるための特定の生体接着性リガンドは、特別な細胞輸送プロセス(エンドサイトーシス又はトランスサイトーシス)による該接着性リガンドの選択的取り込みを開始させる、生物学的シグナルの上皮標的細胞への伝達を媒介するであろう。従って、これらの輸送媒体を「担体系」として用いて、粘膜上皮内及び/又は粘膜上皮を通る、1又は2種類以上のGRP、類似体及び模倣体、並びに他の生物活性薬剤の選択的取り込みを刺激するか又は支配することができる。これら及び他の選択的輸送促進剤は、本発明の範囲内の高分子生物医薬(特に、ペプチド、タンパク質、オリゴヌクレオチド及びポリヌクレオチドのベクター)の上皮送達を著しく促進する。レクチンは、、真核細胞の糖タンパク質及び糖脂質の表面上に認められる特定の糖に結合する植物タンパク質である。レクチンの濃縮溶液は、「粘膜牽引(mucotractive)」作用を示し、種々の研究により、粘膜表面間におけるレクチン及びレクチン抱合体(例えば、コロイド状の金粒子と抱合したコンカナバリンA)の迅速なレセプター媒介性エンドサイトーシス(RME)が実証されている。更なる研究により、レクチンの取込み機構は、インビボでの腸用薬物のターゲッティングに利用できることが報告されている。これらの研究から確かなことは、ポリスチレンナノ粒子(500 nm)がトマトのレクチンに共有結合していたことであり、ラットへの経口投与後に全身の取込みが改善されたことが報告されている。   Representative selective transport enhancers for use in the above aspects of the present invention include binders such as lectins that are known to specifically interact with glycosides, sugar-containing molecules, and epithelial transport barrier components. Including, but not limited to. For example, certain “bioadhesive” ligands, including lectins from various plants and bacteria, that bind to cell surface sugar moieties by receptor-mediated interactions, can be applied to the mucosa of bioactive agents within the scope of the present invention, For example, it can be used as a carrier or conjugated transport vehicle to facilitate nasal delivery. Certain bioadhesive ligands for use in the present invention are directed to epithelial target cells of biological signals that initiate selective uptake of the adhesive ligand by a special cell transport process (endocytosis or transcytosis). Will mediate the transmission of Thus, using these transport media as a “carrier system”, selective uptake of one or more GRPs, analogs and mimetics, and other bioactive agents through and / or through the mucosal epithelium. Can be stimulated or controlled. These and other selective transport enhancers significantly facilitate epithelial delivery of macromolecular biopharmaceuticals (particularly peptides, proteins, oligonucleotides and polynucleotide vectors) within the scope of the present invention. Lectins are plant proteins that bind to specific sugars found on the surface of eukaryotic glycoproteins and glycolipids. Concentrated solutions of lectins exhibit a “mucotractive” action, and various studies have shown that rapid mediated lectin and lectin conjugates between mucosal surfaces (eg, concanavalin A conjugated with colloidal gold particles). Sexual endocytosis (RME) has been demonstrated. Further studies have reported that the lectin uptake mechanism can be used for intestinal drug targeting in vivo. Certainly from these studies, polystyrene nanoparticles (500 nm) were covalently bound to tomato lectin, and it was reported that systemic uptake was improved after oral administration to rats.

植物のレクチンに加え、細菌由来の接着因子及び侵入因子も、本発明の粘膜送達方法及び組成物で接着性の/選択的な輸送担体として用いられる候補物質の豊富な供給源を提供する。細菌性の接着プロセスには、バクテリア由来の「アドヘシン(adhesin)」(接着因子又は定着因子)及び宿主細胞表面上のレセプターといった、2種類の成分が必要とされる。粘膜感染を起こす細菌は、上皮表面に付着する前に粘液層を透過する必要がある。上記付着は、細胞表面の他の成分も、このプロセスに寄与するであろうが、通常は細菌の繊毛又は毛状構造によって媒介される。付着細菌は、標的細胞内部でシグナル伝達機構を介した(毒素による助けを借りるか又は借りずに)増殖と一連の生化学反応の開始によって、粘膜上皮に定着する。これらの侵入機構に関するものとして、本来種々の細菌及びウィルスから生産された多種多様な生体接着性タンパク質(例えば、インベーシン、インターナリン)が知られている。これらの生体接着性タンパク質によって、このような微生物が、驚くべき選択性をもって、宿主種及び更には特定の標的組織へ細胞外接着することが可能になる。このようなレセプター-リガンド相互作用により伝達されるシグナルは、エンドサイトーシス及びトランスサイトーシスのプロセスによる、無傷の生きた微生物の、上皮細胞の中への輸送、最終的にはそれを貫通した輸送を開始させる。このような自然界で起こる現象は、本明細書の教示に従って、生体膜内へ若しくは生体膜間の、及び/又は薬物作用の他の指定の標的部位への生物活性化合物の送達促進に利用することができる(例えば、GRPのような生物活性薬剤をアドヘシンと複合体化させる等によって)。   In addition to plant lectins, bacterial-derived adhesion and invasion factors also provide a rich source of candidate substances for use as adhesive / selective transport carriers in the mucosal delivery methods and compositions of the present invention. Bacterial adhesion processes require two types of components: bacterial-derived “adhesins” (adhesion or colonization factors) and receptors on the host cell surface. Bacteria causing mucosal infection need to penetrate the mucus layer before attaching to the epithelial surface. The attachment is usually mediated by bacterial cilia or hairy structures, although other components of the cell surface will also contribute to this process. Adherent bacteria settle in the mucosal epithelium by proliferation and initiation of a series of biochemical reactions (with or without the help of toxins) within the target cell. Various bioadhesive proteins (for example, invasin and internalin) originally produced from various bacteria and viruses are known as relating to these invasion mechanisms. These bioadhesive proteins allow such microorganisms to adhere extracellularly to host species and even specific target tissues with surprising selectivity. The signal transmitted by such receptor-ligand interactions is the transport of intact living microorganisms into and ultimately through the process of endocytosis and transcytosis. To start. Such phenomena occurring in nature can be used to facilitate delivery of bioactive compounds into or between biological membranes and / or other specified target sites of drug action, according to the teachings herein. (Eg, by conjugating a bioactive agent such as GRP with an adhesin).

特異的な、レクチンの様な方法で上皮表面に結合する種々の細菌及び植物由来毒素も、本発明の方法及び組成物にて有用である。例えば、ジフテリア毒素(DT)は、RMEによって迅速に宿主細胞内へ侵入する。同様に、大腸菌易熱性毒素のBサブユニットは、腸の上皮細胞の刷子縁に、非常に特異的なレクチンの様な方法で結合する。腸細胞の基底外側への上記毒素の取込み及びトランスサイトーシスは、インビボ及びインビトロで報告されている。他の研究者は、大腸菌内のジフテリア毒素の膜貫通ドメインをマルトース結合性融合タンパク質として表現し、高い分子量をもつポリ-L-リジンへ化学的に結合させた。得られた複合体は、インビトロでのレポーター遺伝子の内在化の媒介を成功させた。上記の例に加え、スタフィロコッカスアウレウス(Staphylococcus aureus)は、スーパー抗原及び毒素の両方として作用する一連のタンパク質(例えば、スタフィロコッカスエンテロトキシンA(SEA)、SEB、トキシックショック症候群毒素I(TSST-I))を生産する。これらのタンパク質に関する研究では、Caco-2細胞内でのSEB及びTSST-Iの容量依存的なトランスサイトーシスの促進が報告されている。   Various bacterial and plant-derived toxins that bind to epithelial surfaces in a specific, lectin-like manner are also useful in the methods and compositions of the invention. For example, diphtheria toxin (DT) rapidly enters host cells by RME. Similarly, the B subunit of E. coli heat labile toxin binds to the brush border of intestinal epithelial cells in a very specific lectin-like manner. Uptake and transcytosis of the toxin outside the basolateral side of enterocytes has been reported in vivo and in vitro. Other researchers expressed the transmembrane domain of diphtheria toxin in E. coli as a maltose binding fusion protein and chemically conjugated it to poly-L-lysine with a high molecular weight. The resulting complex succeeded in mediating reporter gene internalization in vitro. In addition to the above examples, Staphylococcus aureus is a series of proteins that act as both superantigens and toxins (eg, Staphylococcus enterotoxin A (SEA), SEB, Toxic shock syndrome toxin I (TSST- I)) is produced. Studies on these proteins have reported enhanced dose-dependent transcytosis of SEB and TSST-I in Caco-2 cells.

ウィルスの赤血球凝集素は、本発明の方法及び組成物の範囲内の生物活性薬剤の粘膜送達を促進するための別の種類の輸送剤を構成する。多くのウィルス感染の最初のステップは、粘膜細胞への表面タンパク質(赤血球凝集素)の結合である。これらの結合タンパク質は、ロタウイルス、水痘帯状疱疹ウイルス、セムリキ森林熱ウイルス、アデノウイルス、ジャガイモ葉巻ウイルス、及びレオウイルスを含む殆どのウィルスについて同定されている。これら及び他の代表的なウィルス由来赤血球凝集素を、1又は2種類以上の本明細書に記載のGRP、類似体及び模倣体と共に組合せ製剤(例えば、混合又は抱合製剤)又は同調投与のプロトコルで用いて、1又は2種類以上の更なる生物活性薬剤の粘膜送達を同調的に促進することができる。これに代わり、組合せ製剤又は同調投与のプロトコルにウィルス由来赤血球凝集素を用いて、更なる生物活性薬剤の送達を促進するとともに又は促進することなしに、1又は2種類以上のGRP、類似体及び模倣体の粘膜送達を直接的に促進することもできる   Viral hemagglutinin constitutes another type of transport agent to facilitate mucosal delivery of bioactive agents within the methods and compositions of the invention. The first step in many viral infections is the binding of surface proteins (hemagglutinin) to mucosal cells. These binding proteins have been identified for most viruses, including rotavirus, varicella-zoster virus, Semliki Forest virus, adenovirus, potato cigar virus, and reovirus. These and other representative virus-derived hemagglutinins can be combined with one or more GRP, analogs and mimetics described herein in combination (eg, mixed or conjugated) or synchronized administration protocols. Used to synchronously facilitate mucosal delivery of one or more additional bioactive agents. Alternatively, virus-derived haemagglutinin is used in combination formulations or synchronous administration protocols to facilitate or without further delivery of additional bioactive agents, one or more GRPs, analogs, and Can also directly facilitate mucosal delivery of mimetics

種々の内在性の、選択的輸送媒介因子を本発明で利用することもできる。哺乳動物細胞は、特定の物質の内在化を促進し、これらの物質を特定の区画にターゲッティングする種々の機構を発達させてきた。集合的には、これらの膜の変形過程は、「エンドサイトーシス」と呼ばれ、食作用、飲作用、レセプター媒介性エンドサイトーシス(クラスリン媒介性RME)、及びポトサイトーシス(非クラスリン媒介性RME)が含まれる。REMは、高度に特殊化した細胞の生物学的プロセスであり、その名称が示すように、種々のリガンドが細胞表面のレセプターに結合し、続いて、細胞内へ内部移行して輸送されることで生じる。多くの細胞では、30分未満で、全ての膜表面が内部移行して置き換わる程、エンドサイトーシスのプロセスが活発に起こっている。その細胞膜内での配向に基づいて、2クラスのレセプターが提唱されている;I型レセプターのアミノ末端は、膜の細胞外側に位置するが、II型レセプターは、同じタンパク質尾部を、細胞内環境に有する。   A variety of endogenous, selective transport mediators can also be utilized in the present invention. Mammalian cells have developed various mechanisms that promote the internalization of specific substances and target these substances to specific compartments. Collectively, these membrane deformation processes are termed “endocytosis” and include phagocytosis, phagocytosis, receptor-mediated endocytosis (clathrin-mediated RME), and protocytosis (non-clathrin). Mediated RME). REM is a highly specialized cellular biological process that, as its name suggests, various ligands bind to cell surface receptors and are subsequently transported into cells. It occurs in. In many cells, the endocytosis process is active enough that in less than 30 minutes all membrane surfaces are internalized and replaced. Based on its orientation in the cell membrane, two classes of receptors have been proposed; the amino terminus of type I receptors are located outside the membrane, whereas type II receptors have the same protein tail, the intracellular environment. Have.

本発明の更なる態様では、上皮送達された生物活性薬剤の担体又はRMEの刺激剤としてトランスフェリンが利用される。80 kDaの鉄輸送糖タンパク質であるトランスフェリンは、RMEによって細胞内へ効率的に取り込まれる。トランスフェリンレセプターは殆どの増殖中の細胞表面に見ることができ、赤芽球及び多くの種類の腫瘍表面ではその数が増大している。トランスフェリン(Tf)及びトランスフェリン抱合体のトランスサイトーシスは、真菌の代謝物であるブレフェルジンA(BFA)の存在によって増加することが報告されている。別の研究では、BFA処理により、MDCK細胞の頂端部でのリシンとHRPの両方のエンドサイトーシスが迅速に増大されることが報告されている。従って、本発明の方法において、BFA及びレセプター媒介性輸送を促進する他の薬剤を、組み合せて製剤され(例えば、抱合される)、そして/又は同調的に投与される薬剤として用いることで、GRP、類似体及び模倣体を含む生物活性薬剤のレセプター媒介性輸送を促進することができる。   In a further aspect of the invention, transferrin is utilized as a carrier for epithelially delivered bioactive agents or as an RME stimulator. Transferrin, an 80 kDa iron transport glycoprotein, is efficiently taken up into cells by RME. Transferrin receptors can be found on the surface of most proliferating cells, and the number is increased on the surface of erythroblasts and many types of tumors. It has been reported that transcytosis of transferrin (Tf) and transferrin conjugates is increased by the presence of brefeldin A (BFA), a fungal metabolite. Another study reports that BFA treatment rapidly increases both lysine and HRP endocytosis at the apex of MDCK cells. Thus, in the methods of the present invention, BFA and other agents that promote receptor-mediated transport are used as agents that are formulated (eg, conjugated) and / or administered synchronously in combination. Can facilitate receptor-mediated transport of bioactive agents, including analogs and mimetics.

ポリマー送達賦形剤及び方法
本発明の特定の局面の範囲内で、本明細書中に開示したGRP、類似体、及び模倣体(mimetics)、他の生理活性物質、並びに上記のような送達促進剤は、担体又は基剤として機能する生体適合性ポリマーを含む経上皮(例えば、経鼻)的に投与される製剤内に、個別に又は組み合わせて組み込まれる。かかるポリマー担体としては、数あるポリマー形態の中でも、ポリマー粉末、マトリクス、又は微粒子送達賦形剤が挙げられる。ポリマーは、植物、動物、又は合成起源であってよい。ポリマーは、架橋している場合が多い。さらに、これらの送達系では、GRP、類似体、又は模倣体をポリマーと共有結合し、単に浸漬(ishing)することによってポリマーから分離不可能にすることができる様式で官能化することができる。他の態様では、生理活性物質及び/又は送達促進剤を分解又は不活化することができる酵素又は他の薬剤の阻害剤で、ポリマーを化学修飾する。特定の製剤では、ポリマーは、例えば、ヒドロゲル等の、部分的に又は完全に水不溶性であるが水膨潤性を示すポリマーである。本発明のこの局面で有用なポリマーは、本質的に水相互作用性及び/又は親水性であって、大量の水を吸収することが望ましく、水と平衡に達するのに十分な期間、水又は水性媒質と接触して配置された場合にヒドロゲルを形成することが多い。より詳細な態様では、ポリマーは、過剰な水と接触して配置された場合、室温で水に曝露した際平衡状態でその重量の少なくとも2倍の水を吸収するヒドロゲルである(米国特許第6,004,583号)。
Polymer Delivery Excipients and Methods Within the scope of certain aspects of the invention, the GRP, analogs and mimetics disclosed herein, other bioactive substances, and delivery enhancements as described above The agents are incorporated individually or in combination within a formulation that is administered transepithelially (eg, nasally) containing a biocompatible polymer that functions as a carrier or base. Such polymer carriers include polymer powders, matrices, or particulate delivery excipients, among other polymer forms. The polymer may be of plant, animal or synthetic origin. The polymer is often crosslinked. Furthermore, in these delivery systems, GRP, analogs, or mimetics can be functionalized in a manner that can be covalently bound to the polymer and made inseparable from the polymer by simply being ished. In other embodiments, the polymer is chemically modified with inhibitors of enzymes or other drugs that can degrade or inactivate bioactive agents and / or delivery enhancers. In certain formulations, the polymer is a partially or completely water insoluble but water swellable polymer such as, for example, a hydrogel. The polymers useful in this aspect of the invention are inherently water-interacting and / or hydrophilic and desirably absorb large amounts of water, for a period of time sufficient to reach equilibrium with water. Often forms a hydrogel when placed in contact with an aqueous medium. In a more detailed aspect, the polymer is a hydrogel that, when placed in contact with excess water, absorbs at least twice its weight of water at equilibrium when exposed to water at room temperature (US Pat. No. 6 , 004,583).

生分解性ポリマーに基づいた薬物送達系は、かかる系が加水分解又は酵素反応のいずれかによって非毒性分子に分解されるため、多くの生物医学的用途において好ましい。分解速度は、生分解性ポリマーマトリクスの組成を操作することによって制御される。したがって、かかる種類の系は、生理活性物質の長期放出のための特定の状況で使用することができる。ポリ(グリコール酸)(PGA)、ポリ−(乳酸)(PLA)、及びポリ(D,L−乳酸−コ−グリコール酸)(PLGA)のような生分解性ポリマーは、これらのポリマーの分解産物の毒性が低いことが見出されているため、可能な薬物送達担体として非常に注目されている。身体の正常な代謝機能中に、これらのポリマーは二酸化炭素と水に分解される。これらのポリマーはまた、優れた生体適合性も示す。     Drug delivery systems based on biodegradable polymers are preferred in many biomedical applications because such systems are degraded to non-toxic molecules either by hydrolysis or enzymatic reactions. The degradation rate is controlled by manipulating the composition of the biodegradable polymer matrix. Thus, this type of system can be used in specific situations for long-term release of bioactive substances. Biodegradable polymers such as poly (glycolic acid) (PGA), poly- (lactic acid) (PLA), and poly (D, L-lactic acid-co-glycolic acid) (PLGA) are the degradation products of these polymers. Has been attracting great attention as a possible drug delivery carrier. During the body's normal metabolic function, these polymers break down into carbon dioxide and water. These polymers also show excellent biocompatibility.

本明細書中に開示したGRP、類似体、模倣体、及び他の生理活性物質、並びに任意の送達促進剤の生物活性を延長するために、これらの薬剤を、例えば、ポリオルトエステル、ポリアンヒドリド、又はポリエステル等のポリマーマトリクスに組み込んでよい。これにより、例えば、ポリマーマトリクスの分解によって測定したところ、活性物質の活性及び放出が維持された。合成ポリマー内の生物治療分子の封入によって保存及び送達中にこれらの分子を安定化することができるにもかかわらず、ポリマー系放出技術の最大の障害は、多くの場合、熱、超音波処理、又は有機溶媒の関与する製剤過程中に治療分子の活性が喪失することである。   In order to prolong the biological activity of the GRP, analogs, mimetics, and other bioactive substances and any delivery enhancing agents disclosed herein, these agents may be used, for example, polyorthoesters, polyanhydrides. Or may be incorporated into a polymer matrix such as polyester. This maintained the activity and release of the active substance as measured, for example, by degradation of the polymer matrix. Despite the ability to stabilize these molecules during storage and delivery by encapsulating biotherapeutic molecules within a synthetic polymer, the biggest obstacles to polymer-based release technology are often thermal, sonication, Or the loss of activity of the therapeutic molecule during the formulation process involving organic solvents.

本発明の範囲内での使用が意図される吸収促進ポリマーは、改変、修飾、又はブレンドが、水吸収、ヒドロゲル形成、及び/又は化学的安定性等のような、有用な用途のための所望の特性に悪影響を与えない限り、他の天然又は合成ポリマー、ゴム、樹脂、及び他の薬剤、並びにこれらの材料の互いの又は他のポリマーとのブレンドに加えて、前述の種類のポリマーの誘導体及び化学的又は物理的な修飾バージョンを含んでよい。本発明のより詳細な局面では、ナイロン、アクリラン、及び他の通常は疎水性の合成ポリマーのようなポリマーを、反応により十分に修飾し、水膨潤性にし、及び/又は水性媒質中で安定なゲルを形成してもよい。   Absorption-promoting polymers intended for use within the scope of the present invention are desirable for useful applications such as modification, modification, or blending, such as water absorption, hydrogel formation, and / or chemical stability. In addition to other natural or synthetic polymers, rubbers, resins, and other drugs and blends of these materials with each other or with other polymers, as long as they do not adversely affect the properties of And chemically or physically modified versions. In a more detailed aspect of the present invention, polymers such as nylon, acrilan, and other normally hydrophobic synthetic polymers are fully modified by reaction, rendered water swellable, and / or stable in aqueous media. A gel may be formed.

本発明の吸収促進ポリマーとしては、アクリル酸及びメタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリレート又はメタクリレート、ビニルピロリドン等のビニルモノマー、並びにポリビニルアルコール及びそのコポリマー及びターポリマー、ポリビニルアセテート及び上記に列挙したモノマーとのコポリマー及びターポリマー、並びに2−アクリルアミド−2−メチル−プロパンスルホン酸(AMPS(登録商標))の種々の組み合わせに基づいたホモポリマー及びコポリマーの群由来のポリマーを挙げることができる。上記に列挙したモノマーと、エステル基が炭素数1ないし6のアルキル置換基を含んでよい4つ以下の芳香環を有する直鎖又は分岐アルキル、アリール基由来である、アクリル又はメタクリルアミドアクリレート又はメタクリレートエステル類のような共重合可能な官能性モノマー、N,N−ジメチルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノアルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルオキシアルキルトリメチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリルオキシアルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライドのようなステロイド系、硫酸、リン酸、又はカチオン性モノマーとのコポリマーが非常に有用である。   Absorption promoting polymers of the present invention include acrylic and methacrylic acid, acrylamide, methacrylamide, hydroxyethyl acrylate or methacrylate, vinyl monomers such as vinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol and its copolymers and terpolymers, polyvinyl acetate and the above listed. Mention may be made of copolymers and terpolymers with monomers and polymers from the group of homopolymers and copolymers based on various combinations of 2-acrylamido-2-methyl-propanesulfonic acid (AMPS®). Acrylic or methacrylamide acrylate or methacrylate derived from the above-listed monomers and a linear or branched alkyl or aryl group having an aromatic ring of 4 or less whose ester group may contain an alkyl substituent of 1 to 6 carbon atoms Copolymerizable functional monomers such as esters, N, N-dimethylaminoalkyl (meth) acrylamide, dimethylaminoalkyl (meth) acrylate, (meth) acryloxyalkyltrimethylammonium chloride, (meth) acryloxyalkyldimethyl Very useful are steroidal compounds such as benzylammonium chloride, sulfuric acid, phosphoric acid, or copolymers with cationic monomers.

本発明の範囲内で使用されるさらなる吸収促進ポリマーは、デキストラン、デキストリンとして分類されるポリマー、天然ゴム及び樹脂として分類される材料分類に由来するポリマー、又は加工コラーゲン、キチン、キトサン、プルラン、ズーグラン(zooglan)、アルギン酸塩、及び「ケルコロイド(Kelcoloid)」(ポリプロピレングリコール修飾アルギン酸塩)のような修飾アルギン酸塩、「ケロコゲル(Kelocogen)」のようなジェランガム、「ケルトロール(Keltrol)」のようなキサンタンガム、エスタスチン、αヒドロキシブチレート及びそのコポリマー、ヒアルロン酸及びその誘導体、ポリ乳酸及びグリコール酸のような天然ポリマー分類に由来するポリマーである。   Further absorption-promoting polymers used within the scope of the present invention are polymers derived from dextran, polymers classified as dextrin, materials classified as natural rubber and resins, or processed collagen, chitin, chitosan, pullulan, zoolan. (Zooglan), alginate, and modified alginate such as “Kelcoloid” (polypropylene glycol modified alginate), gellan gum such as “Kelocogen”, xanthan gum such as “Keltrol” , Polymers derived from natural polymer classes such as estastine, α-hydroxybutyrate and its copolymers, hyaluronic acid and its derivatives, polylactic acid and glycolic acid.

本発明の範囲内で適用可能なポリマーの非常に有用な分類は、少なくとも1つの活性炭−炭素オレフィン炭素二重結合及び少なくとも1つのカルボキシル基を含むオレフィン性不飽和カルボン酸、即ち、カルボキシル基に対するα−β位の又は末端メチレン基の一部としてのいずれかのモノマー分子中に存在するために、重合において容易に機能するオレフィン二重結合を含む酸に容易に変換される酸又は官能基である。この分類のオレフィン性不飽和酸としては、アクリル酸自体、α−シアノアクリル酸、βメチルアクリル酸(クロトン酸)、α−フェニルアクリル酸に代表されるアクリル酸、β−アクリルオキシプロピオン酸、桂皮酸、p−クロロ桂皮酸、1−カルボキシ−4−フェニルブタジエン−1,3−イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、グルタコン酸、アコニット酸、マレイン酸、フマル酸、及びトリカルボキシエチレンに代表されるアクリル酸のような材料が挙げられる。本明細書中で使用する時、「カルボン酸」という用語は、ポリカルボン酸及び無水物基が同一のカルボン酸分子上に位置する2つのカルボキシル基からの1つの水分子の脱離により形成される無水マレイン酸のような、これらの無水酸を含む。   A very useful class of polymers applicable within the scope of the present invention is an olefinically unsaturated carboxylic acid containing at least one activated carbon-carbon olefinic carbon double bond and at least one carboxyl group, i. An acid or functional group that is easily converted to an acid containing an olefinic double bond that functions easily in polymerization because it is present in either monomer molecule at the β-position or as part of the terminal methylene group . As this type of olefinically unsaturated acid, acrylic acid itself, α-cyanoacrylic acid, β-methylacrylic acid (crotonic acid), acrylic acid represented by α-phenylacrylic acid, β-acryloxypropionic acid, cinnamon Represented by acids, p-chlorocinnamic acid, 1-carboxy-4-phenylbutadiene-1,3-itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, glutaconic acid, aconitic acid, maleic acid, fumaric acid, and tricarboxyethylene Examples include materials such as acrylic acid. As used herein, the term “carboxylic acid” is formed by the elimination of one water molecule from two carboxyl groups where the polycarboxylic acid and anhydride groups are located on the same carboxylic acid molecule. These anhydrides, such as maleic anhydride.

本発明の範囲内で吸収促進剤として有用な代表的なアクリル酸塩としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、メタクリル酸メチル、エタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ヘプチル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ノニル、アクリル酸ヘキシル、メタクリル酸n−ヘキシル等が挙げられる。高級アルキルアクリル酸エステルは、アクリル酸デシル、メタクリル酸イソデシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ベヘニル、及びアクリル酸メリシル、並びにこれらのメタクリル酸バージョンである。2又は3又は4種類以上の長鎖アクリル酸エステルの混合物を、1種類のカルボン酸モノマーと首尾よく重合することができる。他のコモノマーとしては、αオレフィン類を含むオレフィン類、ビニルエーテル類、ビニルエステル類、及びこれらの混合物が挙げられる。   Typical acrylates useful as absorption promoters within the scope of the present invention include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, butyl acrylate, isobutyl acrylate, methyl methacrylate, ethacrylyl. Examples include methyl acid, ethyl methacrylate, octyl acrylate, heptyl acrylate, octyl methacrylate, isopropyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, nonyl acrylate, hexyl acrylate, and n-hexyl methacrylate. Higher alkyl acrylates are decyl acrylate, isodecyl methacrylate, lauryl acrylate, stearyl acrylate, behenyl acrylate, and melyl acrylate, and their methacrylic acid versions. A mixture of 2 or 3 or 4 or more long chain acrylates can be successfully polymerized with one carboxylic acid monomer. Other comonomers include olefins including alpha olefins, vinyl ethers, vinyl esters, and mixtures thereof.

アクリル酸ニトリルを含む他のビニリデンモノマーもまた、本発明の方法及び組成物の範囲内の吸収促進剤として使用し、被験体内の標的組織又は区画(例えば、肝臓、肝門静脈、CNS組織若しくは体液、又は血漿)への活性物質の送達促進を含む、1又は2種類以上のGRP、類似体、及び模倣体、並びに他の生理活性物質の送達及び吸収を増強することができる。有用なα−、β−オレフィン性不飽和ニトリル類は、好ましくは、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のような炭素数3ないし10のモノオレフィン性不飽和ニトリルである。アクリロニトリル及びメタクリロニトリルが最も好ましい。モノオレフィン性不飽和アミドを含む、炭素数3ないし35のアクリル酸アミドを使用してもよい。代表的アミド類としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−t−ブチルアクリルアミド、N−シクロヘキシルアクリルアミド、窒素上のアルキル基が炭素数8ないし32である高級アルキルアミド類、N−メチロールアクリルアミド、N−プロパノールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、N−メチロールマレイミド、N−メチロールマレイン酸エステル、N−メチロール−p−ビニルベンズアミド等のような炭素数4ないし10のものを含む、α、β−オレフィン性不飽和カルボン酸のN−アルキロールアミドを含むアクリル酸アミドが挙げられる。   Other vinylidene monomers, including acrylonitrile, are also used as absorption enhancers within the methods and compositions of the present invention to target tissue or compartments within the subject (eg, liver, hepatic vein, CNS tissue or fluid). Or enhanced delivery of one or more GRP, analogs and mimetics, as well as other bioactive substances, including enhanced delivery of the active substance to plasma). Useful α-, β-olefinically unsaturated nitriles are preferably monoolefinically unsaturated nitriles having 3 to 10 carbon atoms such as acrylonitrile, methacrylonitrile and the like. Most preferred are acrylonitrile and methacrylonitrile. C3-C35 acrylic amides including monoolefinically unsaturated amides may be used. Representative amides include acrylamide, methacrylamide, Nt-butylacrylamide, N-cyclohexylacrylamide, higher alkylamides having 8 to 32 alkyl groups on the nitrogen, N-methylolacrylamide, N-propanol. Α, β-olefinic unsaturation, including those of 4 to 10 carbon atoms such as acrylamide, N-methylol methacrylamide, N-methylol maleimide, N-methylol maleate, N-methylol-p-vinylbenzamide and the like Examples include acrylic acid amides including N-alkylolamides of carboxylic acids.

さらに有用な吸収促進物質は、炭素数2ないし18、より好ましくは炭素数2ないし8のα−オレフィン類;炭素数4ないし10のジエン類;酢酸ビニルのようなビニルエステル類及びアリルエステル類;スチレン、メチルスチレン、及びクロロスチレンのようなビニル芳香族化合物類;ビニルメチルエーテル及びメチルビニルケトンのようなビニル及びアリルエーテル類並びにケトン類;クロロアクリレート類;α−シアノメチルアクリレート並びにα−、β−、及びγ−シアノプロピルアクリレートのような、シアノアルキルアクリレート類;メトキシエチルアクリレートのようなアルコキシアクリレート類;クロロエチルアクリレートのようなハロアクリレート類;ハロゲン化ビニル及び塩化ビニル、塩化ビニリデン等;ジビニルエーテル、ジエチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、メチレン−ビス−アクリルアミド、アリルペンタエリスリトール等のようなジビニル類、ジアクリレート類、及び他の多官能性モノマー;並びにビス(β−クロロエチル)ビニルホスホネート等のようなビス(β−ハロアルキル)アルケニルホスホネートであり、これらは当業者に公知である。カルボキシ含有モノマーが微量成分であるコポリマー及び主成分として存在する他のビニリデンモノマーは、本明細書中に開示した方法にしたがって容易に調製される。   Further useful absorption enhancers are C2-C18, more preferably C2-C8 α-olefins; C4-C10 dienes; vinyl esters such as vinyl acetate and allyl esters; Vinyl aromatics such as styrene, methylstyrene, and chlorostyrene; vinyl and allyl ethers and ketones such as vinyl methyl ether and methyl vinyl ketone; chloroacrylates; α-cyanomethyl acrylate and α-, β Cyanoalkyl acrylates such as-and γ-cyanopropyl acrylate; alkoxy acrylates such as methoxyethyl acrylate; haloacrylates such as chloroethyl acrylate; vinyl halides and vinyl chloride, vinylidene chloride and the like; divinyl ether Divinyls such as diethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, methylene-bis-acrylamide, allylpentaerythritol, diacrylates, and other polyfunctional monomers; and bis (β-chloroethyl) vinylphosphonate Bis (β-haloalkyl) alkenylphosphonates, which are known to those skilled in the art. Copolymers in which the carboxy-containing monomer is a minor component and other vinylidene monomers present as a major component are readily prepared according to the methods disclosed herein.

本発明の範囲内の吸収促進剤としてヒドロゲルを使用する場合、これらは、水相互作用性及び水膨潤性を示す、アクリル酸基及びメタクリル酸基、アクリルアミド基、メタクリルアミド基、ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)基若しくはヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)基、並びにビニルピロリドン基由来の合成コポリマーから構成されてよい。特にペプチド又はタンパク質の送達に有用なポリマーの具体的な実例は、以下の種類のポリマーである:(メタ)アクリルアミド及び0.1ないし99重量%の(メタ)アクリル酸;(メタ)アクリルアミド類及び0.1ないし75重量%の(メタ)アクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド;(メタ)アクリルアミド及び0.1ないし75重量%の(メタ)アクリルアミド;アクリル酸及び0.1ないし75重量%のアルキル(メタ)アクリレート類;(メタ)アクリルアミド及び0.1ないし75重量%のAMPS.RTM.(Lubrizol社の商標);(メタ)アクリルアミド及び0ないし30重量%のアルキル(メタ)アクリルアミド類、及び0.1ないし75重量%のAMPS.RTM.;(メタ)アクリルアミド及び0.1ないし99重量%のHEMA;(メタ)アクリルアミド及び0.1ないし75重量%のHEMA、及び0.1ないし99重量%の(メタ)アクリル酸;(メタ)アクリル酸及び0.1ないし99重量%のHEMA;50モル%のビニルエーテル及び50モル%の無水マレイン酸;(メタ)アクリルアミド及び0.1ないし75重量%の(メタ)アクリルオキシアルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライド;(メタ)アクリルアミド及び0.1ないし99重量%のビニルピロリドン;(メタ)アクリルアミド及び50重量%のビニルピロリドン、及び0.1ないし99.9重量%の(メタ)アクリル酸;(メタ)アクリル酸及び0.1ないし75重量%のAMPS.RTM.、及び0.1ないし75重量%のアルキル(メタ)アクリルアミド。上記例では、アルキルは、CないしC30、好ましくはCないしC22の直鎖及び分岐鎖並びにCないしC16の環式を意味し、(メタ)を使用する場合、メチル基を含む及び含まないモノマーが含まれることを意味する。他の非常に有用なヒドロゲルポリマーは、ポリ(ビニルピロリドン)デンプン、カルボキシメチルセルロース、及びポリビニルアルコールの膨潤性を示すが不溶性であるバージョンである。 When hydrogels are used as absorption promoters within the scope of the present invention, these are acrylic and methacrylic groups, acrylamide groups, methacrylamide groups, hydroxyethyl acrylate (HEA) which exhibit water interaction and water swellability. ) Groups or hydroxyethyl methacrylate (HEMA) groups, as well as synthetic copolymers derived from vinylpyrrolidone groups. Specific examples of polymers particularly useful for peptide or protein delivery are the following types of polymers: (meth) acrylamide and 0.1 to 99% by weight (meth) acrylic acid; (meth) acrylamides and 0.1 to 75% by weight (meth) acryloxyethyltrimethylammonium chloride; (meth) acrylamide and 0.1 to 75% by weight (meth) acrylamide; acrylic acid and 0.1 to 75% by weight alkyl (meth) ) Acrylates; (meth) acrylamide and 0.1 to 75 wt% AMPS.RTM. (Trademark of Lubrizol); (meth) acrylamide and 0 to 30 wt% alkyl (meth) acrylamides, and 0.1 To 75% by weight of AMPS.RTM .; (meth) acrylamide and 0.1 99% by weight HEMA; (meth) acrylamide and 0.1 to 75% by weight HEMA, and 0.1 to 99% by weight (meth) acrylic acid; (meth) acrylic acid and 0.1 to 99% by weight HEMA; 50 mol% vinyl ether and 50 mol% maleic anhydride; (meth) acrylamide and 0.1 to 75 wt% (meth) acryloxyalkyldimethylbenzylammonium chloride; (meth) acrylamide and 0.1 to 99% by weight vinyl pyrrolidone; (meth) acrylamide and 50% by weight vinyl pyrrolidone, and 0.1 to 99.9% by weight (meth) acrylic acid; (meth) acrylic acid and 0.1 to 75% by weight AMPS.RTM. And 0.1 to 75% by weight of alkyl (meth) acrylamide. In the above examples, alkyl means C 1 to C 30 , preferably C 1 to C 22 straight and branched chain and C 4 to C 16 cyclic, and when (meth) is used, a methyl group is It means that monomers are included and not included. Other very useful hydrogel polymers are the swellable but insoluble versions of poly (vinyl pyrrolidone) starch, carboxymethylcellulose, and polyvinyl alcohol.

本発明の範囲内で有用なさらなる重合ヒドロゲル物質としては、(ポリ)ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート:アニオン性及びカチオン性ヒドロゲル:ポリ(電解質)錯体;酢酸残渣の少ないポリ(ビニルアルコール類):架橋寒天と架橋カルボキシメチルセルロースとの膨潤性混合物:微架橋寒天と混合したメチルセルロースを含む膨潤性組成物;無水マレイン酸とスチレン、エチレン、プロピレン、又はイソブチレンとの微粉コポリマーの分散によって生成された水膨潤性コポリマー;N−ビニルラクタム類の水膨潤性ポリマー;及びカルボキシメチルセルロースの膨潤性ナトリウム塩等が挙げられる。   Additional polymerized hydrogel materials useful within the scope of the present invention include (poly) hydroxyalkyl (meth) acrylates: anionic and cationic hydrogels: poly (electrolyte) complexes; poly (vinyl alcohols) with low acetic acid residues: cross-linking Swellable mixture of agar and crosslinked carboxymethylcellulose: a swellable composition comprising methylcellulose mixed with microcrosslinked agar; water swellability produced by dispersion of a finely divided copolymer of maleic anhydride and styrene, ethylene, propylene, or isobutylene Copolymers; Water-swellable polymers of N-vinyl lactams; and swellable sodium salts of carboxymethyl cellulose.

本発明の範囲内の生理活性物質の粘膜送達のための親水性ヒドロゲルの形成に有用な他のゲル性流体吸水及び保持ポリマーとしては、ペクチン;寒天、アラビアゴム、カラヤ、トラガセント(tragacenth)、アルギン、及びグアー、並びにその架橋バージョンのような多糖類;アクリル酸ポリマー、コポリマー、及び塩誘導体、ポリアクリルアミド類;水膨潤性インデン無水マレイン酸ポリマー;デンプングラフトコポリマー;原重量の約2ないし400倍の水吸収性を有するアクリレート型ポリマー及びコポリマー;ポリグルカンのジエステル類;架橋ポリ(ビニルアルコール)とポリ(N−ビニル−2−ピロリドン)との混合物;ポリオキシブチレン−ポリエチレンブロックコポリマーゲル;イナゴマメゴム;ポリエステルゲル;ポリ尿素ゲル;ポリエーテルゲル;ポリアミドゲル;ポリイミドゲル;ポリペプチドゲル;ポリアミノ酸ゲル;ポリセルロースゲル;架橋インデン−無水マレイン酸アクリレートポリマー;及び多糖類が挙げられる。   Other gelling fluid water absorption and retention polymers useful for the formation of hydrophilic hydrogels for mucosal delivery of bioactive substances within the scope of the present invention include pectin; agar, gum arabic, karaya, tragacenth, algin , And guar, and polysaccharides such as crosslinked versions thereof; acrylic acid polymers, copolymers, and salt derivatives, polyacrylamides; water swellable indene maleic anhydride polymers; starch graft copolymers; about 2 to 400 times the original weight Water-absorbing acrylate-type polymers and copolymers; polyglucan diesters; a mixture of cross-linked poly (vinyl alcohol) and poly (N-vinyl-2-pyrrolidone); polyoxybutylene-polyethylene block copolymer gel; carob bean gum; Polyester ; Polyurea gel; polyether gel; polyamide gel; polyimide gel; polypeptide gel; polyamino acid gel; poly cellulose gel; crosslinked indene - acrylate maleic anhydride polymers; and polysaccharides.

本発明の範囲内で使用される合成ヒドロゲルポリマーは、幾つかの比率での幾つかのモノマーの無数の組み合わせによって作製することができる。ヒドロゲルは架橋してよく、これは、一般に、流体を同化して吸収し、拡大した平衡状態に膨潤又は膨張する能力を有する。ヒドロゲルは、通常、鼻粘膜表面への送達時に膨潤又は膨張し、その重量の約2ないし5倍、5ないし10倍、10ないし50倍、50ないし100倍、又はそれを超えるの水を吸収する。様々な生理活性物質について、ポリマーによって輸送され又はポリマー内に捕捉され、若しくは封入される活性物質の分子量、大きさ、溶解性、及び拡散特性、並びに各ポリマーに関連する特定のスペーシング及び協同の結鎖運動のような要因に依存して、所与のヒドロゲルの最適な膨潤度が決定される。   Synthetic hydrogel polymers used within the scope of the present invention can be made by myriad combinations of several monomers in several ratios. The hydrogel may crosslink, which generally has the ability to assimilate and absorb fluids and swell or expand to an expanded equilibrium. Hydrogels usually swell or expand upon delivery to the nasal mucosal surface and absorb water about 2 to 5 times, 5 to 10 times, 10 to 50 times, 50 to 100 times, or more of its weight. . For various bioactive substances, the molecular weight, size, solubility, and diffusion properties of the active substance that is transported by or trapped within or encapsulated within the polymer, as well as the specific spacing and cooperation associated with each polymer Depending on factors such as chain movement, the optimal degree of swelling for a given hydrogel is determined.

本発明の範囲内で有用な親水性ポリマーは、水不溶性であるが、水膨潤性である。かかる水で膨潤したポリマーを、通常、ヒドロゲル又はゲルという。かかるゲルは、適切な架橋剤によるポリマーの架橋過程によって水溶性ポリマーから都合良く生成することができる。しかしながら、安定なヒドロゲルはまた、当該分野で公知の方法にしたがって、pH、温度、及び/又はイオン濃度の規定された条件下で特定のポリマーから形成することもできる。通常、架橋された、即ち、ポリマーが良好な親水性を有する程度に架橋されたポリマーは、(同一又は類似の型の非架橋ポリマーと比較して)物理的完全性が向上し、適切な位置及び時間で活性物質を放出する能力を保持しながら、目的の生理活性物質及び、サイトカイン又は酵素阻害剤のような、それと同時投与するためのさらなる化合物をともにゲルネットワーク内で保持する能力が向上する。   Hydrophilic polymers useful within the scope of the present invention are water insoluble but water swellable. Such a polymer swollen with water is usually referred to as a hydrogel or gel. Such gels can be conveniently generated from water soluble polymers by the process of cross-linking the polymer with a suitable cross-linking agent. However, stable hydrogels can also be formed from certain polymers under defined conditions of pH, temperature, and / or ionic concentration, according to methods known in the art. In general, polymers that are crosslinked, i.e., crosslinked to such an extent that the polymer has good hydrophilicity, have improved physical integrity (as compared to non-crosslinked polymers of the same or similar type) and are suitable in position. And the ability to retain within the gel network together with the desired biologically active substance and additional compounds for co-administration with it, such as cytokines or enzyme inhibitors, while retaining the ability to release the active substance over time. .

一般に、本発明の範囲内で使用されるヒドロゲルポリマーは、コポリマーを形成するモノマーの重量に基づいて0.01ないし25重量%、より好ましくは0.1ないし20重量%、より頻繁には0.1ないし15重量%の量の二官能性架橋剤と架橋する。架橋剤の別の有用な量は、0.1ないし10重量%である。三官能性、四官能性、又はそれ以上の多官能性架橋剤を使用してもよい。かかる試薬を使用する場合、同等の架橋密度、即ち架橋度、又は生理活性物質を効率的に含有するのに十分なネットワーク特性を得るために必要な量は少量でよい。   In general, the hydrogel polymers used within the scope of the present invention are from 0.01 to 25% by weight, more preferably from 0.1 to 20% by weight, more frequently from 0. Crosslink with a bifunctional crosslinker in an amount of 1 to 15% by weight. Another useful amount of cross-linking agent is 0.1 to 10% by weight. Trifunctional, tetrafunctional, or higher polyfunctional crosslinking agents may be used. When using such reagents, small amounts may be required to obtain equivalent crosslink density, i.e., degree of crosslinking, or network properties sufficient to efficiently contain a bioactive substance.

架橋は、含水流体の存在下で膨潤する能力を有するポリマーとの共有結合、イオン結合、又は水素結合であってよい。かかる架橋剤及び架橋反応は当業者に公知であり、多くの場合、ポリマー系に依存する。したがって、不飽和モノマーのフリーラジカル共重合によって架橋ネットワークを形成することができる。ポリマーヒドロゲルは、アルコール類、酸類、アミン類のようなポリマー上に見出される官能基と、グリオキサール、ホルムアルデヒド又はグルタルアルデヒド、二無水物のような基との反応による予備形成ポリマーの架橋によって形成してもよい。   Crosslinking may be a covalent bond, an ionic bond, or a hydrogen bond with a polymer that has the ability to swell in the presence of a hydrous fluid. Such cross-linking agents and reactions are known to those skilled in the art and often depend on the polymer system. Therefore, a crosslinked network can be formed by free radical copolymerization of unsaturated monomers. Polymer hydrogels are formed by cross-linking of preformed polymers by reaction of functional groups found on polymers such as alcohols, acids and amines with groups such as glyoxal, formaldehyde or glutaraldehyde, dianhydrides. Also good.

ポリマーは、例えば、デカジエン又はトリビニルシクロヘキサン等の任意のポリエン;N,N−メチレン−ビス(アクリルアミド)のようなアクリルアミド;トリメチロールプロパントリアクリレートのような多官能性アクリレート類;又は、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、アリルアクリレート等を含む、少なくとも2つの末端CH基を含む多官能性ビニリデンモノマーと架橋してもよい。特定の態様では、コポリマーの調製で使用するための架橋モノマーは、例えば、少なくとも2個の炭素原子及び少なくとも2個の水酸基を含有する多価アルコールのエーテル化によって作製される、所望により、オレフィン二重結合が末端メチレン基(methylene grouping)に結合して存在するアルケニル基を有する場合のある、1分子あたり1超過のアルケニルエーテル基(alkenyl ether grouping)を有するポリアルケニルポリエーテル類である。この種類の化合物は、アリルクロライド又はアリルブロミドのようなハロゲン化アルケニルと、1又は2種類以上の多価アルコール類の強アルカリ性水溶液との反応によって生成することができる。生成物は、ポリエーテル類と種々の数のエーテル基との複合混合物であってよい。ポリエーテル架橋剤の効率は、分子上の潜在的に重合可能な基の数とともに向上する。通常、1分子あたり平均2又は3つ以上のアルケニルエーテル基(alkenyl ether grouping)を含有するポリエーテル類を使用する。他の架橋モノマーとしては、例えば、ジアリルエステル類、ジメタアリルエーテル類、アリル又はメタアリルアクリレート類及びアクリルアミド類、テトラビニルシラン、ポリアルケニルメタン類、ジアクリレート類、及びジメタクリレート類、ジビニルベンゼンのようなジビニル化合物、ポリアリルホスフェート、ジアリルオキシ化合物、並びに亜リン酸エステル類等が挙げられる。代表的な薬剤は、アリルペンタエリスリトール、アリルスクロース、トリメチロールプロパントリアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアクリレート、テトラメチレンジメタクリレート、エチレンジアクリレート、エチレンジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート等である。アリルペンタエリスリトール、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、及びアリルスクロースは、適切なポリマーを提供する。架橋剤が存在する場合、ポリマー混合物は、通常、全カルボン酸モノマーに基づいて、例えば、1重量%、5重量%、又は10重量%、又はそれ以上等の約0.01ないし20重量%の架橋モノマー、さらに他のモノマーを含有する。 The polymer can be any polyene such as, for example, decadiene or trivinylcyclohexane; an acrylamide such as N, N-methylene-bis (acrylamide); a multifunctional acrylate such as trimethylolpropane triacrylate; or, for example, divinyl It may be cross-linked with a multifunctional vinylidene monomer containing at least two terminal CH 2 groups, including benzene, divinylnaphthalene, allyl acrylate, and the like. In certain embodiments, the crosslinking monomer for use in preparing the copolymer is made, for example, by etherification of a polyhydric alcohol containing at least 2 carbon atoms and at least 2 hydroxyl groups, Polyalkenyl polyethers having more than one alkenyl ether group per molecule, where the double bond may have an alkenyl group present attached to a terminal methylene group. This type of compound can be produced by reaction of an alkenyl halide such as allyl chloride or allyl bromide with a strong alkaline aqueous solution of one or more polyhydric alcohols. The product may be a complex mixture of polyethers and various numbers of ether groups. The efficiency of the polyether crosslinker increases with the number of potentially polymerizable groups on the molecule. Usually, polyethers containing an average of 2 or 3 or more alkenyl ether groups per molecule are used. Other crosslinking monomers include, for example, diallyl esters, dimethallyl ethers, allyl or methallyl acrylates and acrylamides, tetravinylsilane, polyalkenylmethanes, diacrylates, and dimethacrylates, divinylbenzene. And divinyl compounds, polyallyl phosphates, diallyloxy compounds, and phosphites. Typical drugs are allyl pentaerythritol, allyl sucrose, trimethylol propane triacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, trimethylol propane diallyl ether, pentaerythritol triacrylate, tetramethylene dimethacrylate, ethylene diacrylate, ethylene diacrylate. Methacrylate, triethylene glycol dimethacrylate and the like. Allyl pentaerythritol, trimethylol propane diallyl ether, and allyl sucrose provide suitable polymers. When a crosslinker is present, the polymer mixture is typically about 0.01 to 20% by weight, such as 1%, 5%, or 10%, or more, based on total carboxylic acid monomer. It contains crosslinking monomers and other monomers.

本発明のより詳細な局面では、本明細書中に開示したGRP、類似体、及び模倣体、並びに他の生理活性物質の上皮送達は、例えば、分解酵素の作用から活性物質を保護するヒドロゲルのような徐放性又は酵素的若しくは生理学的保護担体若しくは賦形剤中に活性物質を保持することにより促進される。特定の態様では、活性物質を、化学的手段によって担体又は賦形剤に結合させ、それは、酵素阻害剤、サイトカイン等のようなさらなる薬剤と混合又は結合させてもよい。あるいは、活性物質を、十分な物理的捕捉を通して、例えば、ポリマーマトリクス等の担体又は賦形剤内に固定化してよい。   In a more detailed aspect of the present invention, epithelial delivery of GRP, analogs and mimetics, and other bioactive substances disclosed herein, for example, of hydrogels that protect active substances from the action of degrading enzymes. Such sustained release may be facilitated by retaining the active substance in an enzymatic or physiological protective carrier or excipient. In certain embodiments, the active agent is conjugated to the carrier or excipient by chemical means, which may be mixed or conjugated with additional agents such as enzyme inhibitors, cytokines, and the like. Alternatively, the active agent may be immobilized through sufficient physical capture, for example, in a carrier or excipient such as a polymer matrix.

本発明の範囲内で有用なヒドロゲルのようなポリマーは、それと共に処方する活性物質の鼻腔内バイオアベイラビリティの増強のために、ポリマーに化学的に組み込んだグリコシド類のような機能的結合剤を組み込んでよい。かかるグリコシド類の例は、グルコシド類、フルクトシド類、ガラクトシド類、アラビノシド類、マンノシド類、及びそれらのアルキル置換誘導体、並びにアルブチン、フロリジン、アミグダリン、ジギトニン、サポニン、及びインジカンのような天然グリコシド類である。代表的なグリコシドがポリマーに結合することができる方法が幾つか存在する。例えば、グリコシド又は他の類似の炭水化物の水酸基の水素を、ヒドロゲルポリマー由来のアルキル基に置換してエーテルを形成することができる。また、グリコシド類の水酸基を反応させて、ポリマーヒドロゲルのカルボキシル基をエステル化し、in situでポリマーエステルを形成することができる。別の手法は、アセトブロモグルコースとマレイン酸のコポリマー上のコレスト−5−エン−3β−オールとの縮合を使用することである。活性化ポリマーとω−アミノアルキルグリコシド類との反応によって、以下のN置換ポリアクリルアミド類を合成することができる:(1)(炭水化物スペーサー)(n)−ポリアクリルアミド、「偽多糖類(pseudopolysaccharide)」;(2)(炭水化物スペーサー)(n)−ホスファチジルエタノールアミン(m)−ポリアクリルアミド、ネオ糖脂質類、ホスファチジルエタノールアミンの誘導体;(3)(炭水化物スペーサー)(n)−ビオチン(m)−ポリアクリルアミド。これらのビオチン化誘導体は粘膜表面上のレクチンに付着し、例えば、ポリマー封入GRP等の生理活性物質の吸収を促進することができる。   Polymers such as hydrogels useful within the scope of the present invention incorporate functional binders such as glycosides that are chemically incorporated into the polymer to enhance the intranasal bioavailability of the active agent formulated therewith. It's okay. Examples of such glycosides are glucosides, fructosides, galactosides, arabinosides, mannosides, and alkyl-substituted derivatives thereof, and natural glycosides such as arbutin, phlorizin, amygdalin, digitonin, saponin, and indican. . There are several ways in which a typical glycoside can be attached to a polymer. For example, the hydrogen of the hydroxyl group of a glycoside or other similar carbohydrate can be replaced with an alkyl group derived from a hydrogel polymer to form an ether. Moreover, the hydroxyl group of glycoside can be made to react, esterify the carboxyl group of polymer hydrogel, and a polymer ester can be formed in situ. Another approach is to use condensation of cholest-5-en-3β-ol on a copolymer of acetobromoglucose and maleic acid. The following N-substituted polyacrylamides can be synthesized by reaction of activated polymers with ω-aminoalkylglycosides: (1) (carbohydrate spacer) (n) -polyacrylamide, “pseudopolysaccharides” (2) (carbohydrate spacer) (n) -phosphatidylethanolamine (m) -polyacrylamide, neoglycolipids, phosphatidylethanolamine derivatives; (3) (carbohydrate spacer) (n) -biotin (m)- Polyacrylamide. These biotinylated derivatives adhere to lectins on the mucosal surface and can promote absorption of physiologically active substances such as polymer-encapsulated GRP.

本発明のより詳細な局面の範囲内で、所望により、プロテアーゼ阻害剤、サイトカイン、細胞間結合生理機能のさらなる調節因子等の二次活性物質を含む、本明細書中に開示した1又は2つ以上のGRP、類似体、及び模倣体、並びに/又は他の生理活性物質は、修飾され、ポリマー担体又はマトリクスに結合する。例えば、架橋ポリマーネットワーク内でのペプチド又はタンパク質活性物質と他の活性物質との化学結合によってこれを達成することができる。ポリマーを個別にグリコシド含有分子のような相互作用剤で化学修飾することも可能である。特定の局面では、生理活性物質及び任意の二次活性物質を官能化、即ち、適切な反応性基を同定するか又は活性物質に化学的に付加してもよい。ほとんどの場合、エチレン重合基を付加し、次いで、溶液重合(通常、水中)、乳化重合、懸濁重合、又は分散重合のような標準的な重合方法を使用して、官能化活性物質をモノマー及び架橋剤と共重合する。多くの場合、官能化剤は、確実に活性物質上の幾つかの部位が官能化されるのに十分な濃度の官能基又は重合基を備える。例えば、16個のアミン部位を含むポリペプチド中では、一般に、少なくとも2、4、5、7、及び8又は9個以上の部位が官能化されることが望ましい。   Within the more detailed aspects of the present invention, one or two disclosed herein, optionally comprising secondary active substances such as protease inhibitors, cytokines, additional modulators of intercellular binding physiology, etc. The above GRP, analogs and mimetics, and / or other bioactive substances are modified and bound to a polymer carrier or matrix. This can be achieved, for example, by chemical bonding of peptide or protein actives with other actives in a crosslinked polymer network. It is also possible to chemically modify the polymer individually with an interacting agent such as a glycoside-containing molecule. In certain aspects, the bioactive agent and any secondary active agent may be functionalized, i.e., identify appropriate reactive groups, or be chemically added to the active agent. In most cases, an ethylene polymerizing group is added and then the functionalized active substance is monomerized using standard polymerization methods such as solution polymerization (usually in water), emulsion polymerization, suspension polymerization, or dispersion polymerization. And copolymerize with the crosslinking agent. In many cases, the functionalizing agent comprises a sufficient concentration of functional or polymeric groups to ensure that some sites on the active material are functionalized. For example, in a polypeptide comprising 16 amine sites, it is generally desirable to functionalize at least 2, 4, 5, 7, and 8 or 9 or more sites.

官能化後、官能化活性物質を、モノマー及び目的のポリマーが形成される試薬を含む架橋剤と混合する。次いで、この媒質中で重合を誘導し、結合した活性物質を含有するポリマーを作製する。次いで、ポリマーを、水又は他の適切な溶媒と組み合わせ、さもなければ精製して微量の未反応不純物を除去し、必要に応じて、撹拌、メッシュへの圧入、超音波処理、又は所望の粒径にする他の好適な手段のような物理的手段によって粉砕又は分解する。次いで、溶媒(通常、水)を、活性物質が変性しない又はさもなければ分解しないような様式で除去する。1の所望の方法は、凍結乾燥(フリーズドライ)であるが、例えば、真空乾燥、風乾、噴霧乾燥等の他の方法も利用可能であり、使用することができる。   After functionalization, the functionalized active material is mixed with a crosslinker that includes a monomer and a reagent from which the polymer of interest is formed. Polymerization is then induced in this medium to produce a polymer containing the bound active substance. The polymer is then combined with water or other suitable solvent and otherwise purified to remove traces of unreacted impurities, stirring, pressing into mesh, sonication, or desired particles as required. Grind or disintegrate by physical means such as other suitable means for diametering. The solvent (usually water) is then removed in such a way that the active substance does not denature or otherwise decompose. One desired method is freeze-drying (freeze drying), but other methods such as vacuum drying, air drying, spray drying, and the like are also available and can be used.

本発明の範囲内のペプチド、タンパク質、及び他の活性物質中に重合基を導入するために、利用可能なアミノ基、水酸基、チオール基、及び他の反応基と、不飽和基を含む求電子剤とを反応させることが可能である。例えば、N−ヒドロキシスクシニミジル基、p−ニトロフェニルカーボネート、トリクロロフェニルカーボネート等のような活性炭酸塩、トレシレート、オキシカルボニルイミダゾール類、エポキシド、イソシアネート類及びアルデヒド、並びに不飽和カルボキシメチルアジド類及び不飽和オルソピリジル−ジスルフィドを含有する不飽和モノマーは、この試薬分類に属する。不飽和試薬の実例は、アリルグリシジルエーテル、塩化アリル、臭化アリル、ヨウ化アリル、塩化アクリロイル、イソシアン酸アリル、塩化アリルスルホニル、無水マレイン酸、及び無水マレイン酸とアリルエーテルとのコポリマー等である。   Electrophiles containing amino groups, hydroxyl groups, thiol groups, and other reactive groups and unsaturated groups that can be used to introduce polymeric groups into peptides, proteins, and other actives within the scope of the present invention. It is possible to react with the agent. For example, N-hydroxysuccinimidyl group, activated carbon salts such as p-nitrophenyl carbonate, trichlorophenyl carbonate, tresylate, oxycarbonylimidazoles, epoxides, isocyanates and aldehydes, and unsaturated carboxymethyl azides and Unsaturated monomers containing unsaturated orthopyridyl-disulfides belong to this reagent class. Illustrative examples of unsaturated reagents are allyl glycidyl ether, allyl chloride, allyl bromide, allyl iodide, acryloyl chloride, allyl isocyanate, allylsulfonyl chloride, maleic anhydride, and copolymers of maleic anhydride and allyl ether. .

アルデヒドを除く全てのリジン活性誘導体は、一般に、局所環境がこれらの基の求核性を増強する場合、ヒスチジンのイミダゾール基、チロシンの水酸基、及びシスチンのチオール基のような他のアミノ酸と反応することができる。アルデヒド含有官能化試薬は、リジン特異的である。これらの種類の、リジン、システイン、チロシン由来の利用可能な基との反応は、文献で広範に記述されており、当業者に公知である。   All lysine-active derivatives except aldehydes generally react with other amino acids such as the imidazole group of histidine, the hydroxyl group of tyrosine, and the thiol group of cystine when the local environment enhances the nucleophilicity of these groups be able to. Aldehyde-containing functionalizing reagents are lysine specific. Reactions of these types with available groups derived from lysine, cysteine, tyrosine have been extensively described in the literature and are known to those skilled in the art.

アミン基を含有する生理活性物質の場合、かかる基と塩化アクリロイルのような塩化アシロイルとを反応させ、反応した薬剤に重合性アクリル基を導入することが都合がよい。次いで、アクリルアミドとアクリル酸とのコポリマーの架橋中等のようなポリマーの調製中、官能化活性剤を、アクリル基を介して、ポリマーに付着させ、結合させる。   In the case of a physiologically active substance containing an amine group, it is convenient to react such group with acyloyl chloride such as acryloyl chloride and introduce a polymerizable acrylic group into the reacted drug. The functionalized activator is then attached and bonded to the polymer via the acrylic group during the preparation of the polymer, such as during cross-linking of the copolymer of acrylamide and acrylic acid.

本発明のさらなる局面では、in vivoで生理活性のあるペプチド、タンパク質、ヌクレオシド、及び他の分子を含む生理活性物質は、1又は2種類以上の活性物質と、その例えば、直鎖ポリアルキレングリコール等の親水性部分、親油性部分の両方の複合的な部分として組み込まれるポリマーとの共有結合によって抱合安定化する(例えば、米国特許第5,681,811号を参照のこと)。一局面では、生理活性物質は、(i)直鎖ポリアルキレングリコール部分及び(ii)親油性部分を含むポリマーと共有結合し、ここで活性物質、直鎖ポリアルキレングリコール部分、及び親油性部分は、(即ち、それに結合したポリマーを欠く非抱合形態における類似の条件下での安定性と比較して)活性治療薬が酵素分解に対するin vivo耐性を増強するように高次構造的に相互に関連して配置される。別の局面では、抱合安定化製剤は、(i)直鎖ポリアルキレングリコール部分及び(ii)親油性部分を含むポリソルベート複合体と共有結合した生理活性物質を含む三次元高次構造を有し、ここで活性物質、直鎖ポリアルキレングリコール部分、及び親油性部分は、(a)親油性部分が三次元高次構造の外部で利用可能であり、且つ(b)組成物中の活性物質の酵素分解に対するin vivo耐性が増強されるように高次構造的に相互に関連して配置される。   In a further aspect of the present invention, bioactive substances including peptides, proteins, nucleosides, and other molecules that are biologically active in vivo include one or more active substances and, for example, linear polyalkylene glycols, etc. Conjugated and stabilized by covalent attachment to a polymer that is incorporated as a composite part of both the hydrophilic and lipophilic parts of (see, eg, US Pat. No. 5,681,811). In one aspect, the bioactive substance is covalently bonded to a polymer comprising (i) a linear polyalkylene glycol moiety and (ii) a lipophilic moiety, wherein the active substance, the linear polyalkylene glycol moiety, and the lipophilic moiety are , (Ie, compared to stability under similar conditions in an unconjugated form that lacks the polymer attached to it) and are conformationally related so that the active therapeutic agent enhances in vivo resistance to enzymatic degradation. Arranged. In another aspect, the conjugated stabilized formulation has a three-dimensional conformation comprising a bioactive agent covalently linked to a polysorbate complex comprising (i) a linear polyalkylene glycol moiety and (ii) a lipophilic moiety, Wherein the active substance, the linear polyalkylene glycol moiety, and the lipophilic part are: (a) the lipophilic part is available outside the three-dimensional higher order structure; and (b) the enzyme of the active substance in the composition They are arranged in a structurally interrelated manner so that in vivo resistance to degradation is enhanced.

さらに関連する局面では、トリグリセリド骨格部分の炭素原子で結合したポリアルキレングリコールスペーサー基を介してトリグリセリド骨格部分と共有結合した生理活性物質及びトリグリセリド骨格部分の炭素原子に直接共有結合しているか又はポリアルキレングリコールスペーサー部分を介して共有結合している少なくとも1つの脂肪酸部分を含む多リガンド抱合複合体を提供する(例えば、米国特許第5,681,811号を参照のこと)。かかる多リガンド抱合治療薬複合体では、トリグリセリド生理活性部分のα‘及びβ炭素原子は、直接的共有結合又はポリアルキレングリコールスペーサー部分を介した間接的共有結合のいずれかによって結合した脂肪酸部分を有してよい。あるいは、脂肪酸部分は、直接的又はポリアルキレングリコールスペーサー部分を介してトリグリセリド骨格部分のα及びα‘炭素に共有結合してよく、生理活性治療薬は、直接的に共有結合しているか、又はポリアルキレングリコールスペーサー部分を介して間接的に結合しているトリグリセリド骨格部分のγ炭素に共有結合している。本発明の範囲内で、トリグリセリド骨格部分を含む多リガンド抱合治療薬複合体には、広範な種々の構造的、組成的、及び高次構造的形態が可能であると認められる。本発明の範囲内で、かかる多リガンド抱合治療薬複合体では、生理活性物質は、アルキルスペーサー基又は他の許容可能なスペーサー基を介してトリグリセリド修飾骨格部分と共有結合していれば有利であることが、さらに述べられる。かかる状況で使用される時、スペーサー基の許容性とは、立体的、組成的、及び最終用途特異的な許容性を指す。   In a further related aspect, the bioactive substance covalently bonded to the triglyceride skeleton moiety via a polyalkylene glycol spacer group bonded at the carbon atom of the triglyceride skeleton moiety and the covalently bonded or polyalkylene to the carbon atom of the triglyceride skeleton moiety Provided are multi-ligand conjugate conjugates comprising at least one fatty acid moiety covalently linked through a glycol spacer moiety (see, eg, US Pat. No. 5,681,811). In such multi-ligand conjugated therapeutic agent conjugates, the α ′ and β carbon atoms of the triglyceride bioactive moiety have a fatty acid moiety attached by either a direct covalent bond or an indirect covalent bond through a polyalkylene glycol spacer moiety. You can do it. Alternatively, the fatty acid moiety may be covalently bonded to the α and α ′ carbons of the triglyceride backbone moiety directly or via a polyalkylene glycol spacer moiety and the bioactive therapeutic agent is directly covalently bonded or poly It is covalently bonded to the γ-carbon of the triglyceride backbone that is indirectly bonded via an alkylene glycol spacer moiety. Within the scope of the present invention, it is recognized that a wide variety of structural, compositional and conformational forms are possible for multi-ligand conjugated therapeutic agent conjugates containing a triglyceride backbone moiety. Within the scope of the present invention, in such multi-ligand conjugated therapeutic agent conjugates, it is advantageous if the bioactive agent is covalently linked to the triglyceride modified backbone moiety via an alkyl spacer group or other acceptable spacer group. Is further described. When used in such circumstances, the tolerance of the spacer group refers to steric, compositional, and end-use specific tolerances.

本発明のさらなる局面では、そのα、α‘、及びβ炭素原子に、(i)脂肪酸基及び(ii)生理活性物質又は、例えばポリエチレングリコール基の適切な官能基に結合した等の、それに共有結合した部分を有するポリエチレングリコール基を含む官能基が共有結合したトリグリセリド骨格を含む、ポリソルベート部分を含むポリソルベート複合体を含む抱合安定化複合体を提供する。かかる共有結合は、例えば、ポリエチレングリコール基の水酸末端官能基等との直接的共有結合であってよく、又は、例えば、得られたキャッピングポリエチレングリコール基が生理活性物質又は部分を共有結合してよい末端カルボキシ官能基を有するように、ポリエチレングリコール基の末端カルボキシ官能スペーサー基との水酸末端の反応的キャッピングによる等の、間接的共有結合であってもよい。   In a further aspect of the invention, the α, α ′, and β carbon atoms are shared by (i) a fatty acid group and (ii) a physiologically active substance or an appropriate functional group such as a polyethylene glycol group. Provided is a conjugated stabilizing complex comprising a polysorbate complex comprising a polysorbate moiety comprising a triglyceride backbone covalently linked to a functional group comprising a polyethylene glycol group having a linked moiety. Such a covalent bond may be, for example, a direct covalent bond with a hydroxyl-terminated functional group of a polyethylene glycol group, or, for example, the obtained capping polyethylene glycol group may be covalently bonded to a physiologically active substance or moiety. To have a good terminal carboxy functional group, it may be an indirect covalent bond, such as by reactive capping of the hydroxyl end with a terminal carboxy functional spacer group of the polyethylene glycol group.

本発明のさらなる局面では、生理学的に適合性のポリエチレングリコール(PEG)で修飾された糖脂質部分に共有結合した、本明細書中に開示した1又は2種類以上のGRP、類似体、及び模倣体、並びに/又は他の生理活性物質を含む安定な水溶性の抱合安定化複合体を提供する。かかる複合体では、生理活性物質は、活性物質の遊離アミノ酸基での不安定な共有結合によって生理学的に適合性のPEGで修飾された糖脂質部分に共有結合してよく、ここで不安定な共有結合は、生化学的加水分解及び/又はタンパク質分解によってin vivoで切断可能である。生理学的に適合性のPEGで修飾された糖脂質部分は、例えば、モノパルミテート、ジパルミテート、モノラウレート、ジラウレート、トリラウレート、モノオレエート、ジオレエート、トリオレエート、モノステアレート、ジステアレート、及びトリステアレートから成る群より選択される脂肪酸エステル基を含むポリソルベートポリマー等のポリソルベートポリマーを含んでいれば有利である。かかる複合体では、生理学的に適合性のPEGで修飾された糖脂質部分は、脂肪酸のポリエチレングリコールエーテル類及び脂肪酸のポリエチレングリコールエステル類から成る群より選択されるポリマーを好適に含んでよく、ここで脂肪酸は、例えば、ラウリル酸、パルミチン酸、オレイン酸、及びステアリン酸から成る群より選択される脂肪酸を含む。   In a further aspect of the present invention, one or more GRP, analogs, and mimetics disclosed herein covalently attached to a glycolipid moiety modified with physiologically compatible polyethylene glycol (PEG). The present invention provides a stable water-soluble conjugate-stabilized complex comprising the body and / or other physiologically active substance. In such conjugates, the bioactive agent may be covalently linked to a physiologically compatible PEG-modified glycolipid moiety by a labile covalent bond at the free amino acid group of the active agent, where the labile Covalent bonds can be cleaved in vivo by biochemical hydrolysis and / or proteolysis. Physiologically compatible PEG-modified glycolipid moieties consist of, for example, monopalmitate, dipalmitate, monolaurate, dilaurate, trilaurate, monooleate, dioleate, trioleate, monostearate, distearate, and tristearate It is advantageous if it contains a polysorbate polymer such as a polysorbate polymer containing a fatty acid ester group selected from the group. In such conjugates, the physiologically compatible PEG-modified glycolipid moiety may suitably comprise a polymer selected from the group consisting of polyethylene glycol ethers of fatty acids and polyethylene glycol esters of fatty acids, wherein The fatty acid includes, for example, a fatty acid selected from the group consisting of lauric acid, palmitic acid, oleic acid, and stearic acid.

材料の保存
本発明の特定の局面では、本明細書中の併用製剤及び/又は協調的投与方法は、有効量の、荷電ガラスへ付着してそれにより容器中の有効濃度を低減する可能性があるペプチド及びタンパク質を組み込む。例えばシラン化ガラス容器のような、シラン化容器を用いて、最終製品を保管し、ガラス容器へのポリペプチド又はタンパク質の吸着を低減する。
Storage of Materials In certain aspects of the present invention, the combination formulations and / or coordinated administration methods herein may adhere to an effective amount of charged glass, thereby reducing the effective concentration in the container. Incorporates certain peptides and proteins. A silanized container, such as a silanized glass container, is used to store the final product and reduce the adsorption of polypeptides or proteins to the glass container.

本発明のさらなる局面では、哺乳動物被験体の治療用キットは、哺乳動物被験体の粘膜送達のために処方した1又は2種類以上のGRP化合物の安定な医薬品組成物を含み、該組成物は許容不可能な有害な副作用を伴うことなく被験体の糖尿病、肥満、癌、高血糖症、異常脂質血症、メタボリックシンドローム、冠状動脈症候群、心筋梗塞、又は神経疾患の1又は2種類以上の症状を緩和するのに有効である。キットは、さらに、1又は2種類以上のGRP化合物を収容するための医薬品用試薬バイアルを含む。医薬品用試薬バイアルは、医薬品グレードのポリマー、ガラス、又は他の好適な材料から構成される。医薬品用試薬バイアルは、例えば、シラン化ガラスバイアルである。キットは、さらに、組成物を被験体の鼻粘膜表面に送達するための開口部を含む。送達開口部は、医薬品グレードのポリマー、ガラス、又は他の好適な材料から構成される。送達開口部は、例えば、シラン化ガラスである。   In a further aspect of the invention, a therapeutic kit for a mammalian subject comprises a stable pharmaceutical composition of one or more GRP compounds formulated for mucosal delivery of the mammalian subject, the composition comprising: One or more symptoms of diabetes, obesity, cancer, hyperglycemia, dyslipidemia, metabolic syndrome, coronary syndrome, myocardial infarction, or neurological disease without unacceptable adverse side effects It is effective in mitigating The kit further includes a pharmaceutical reagent vial for containing one or more GRP compounds. Pharmaceutical reagent vials are composed of pharmaceutical grade polymer, glass, or other suitable material. The pharmaceutical reagent vial is, for example, a silanized glass vial. The kit further includes an opening for delivering the composition to the nasal mucosal surface of the subject. The delivery opening is composed of a pharmaceutical grade polymer, glass, or other suitable material. The delivery opening is, for example, silanized glass.

シラン化技術は、シラン化すべき表面の特殊クリーニング技術と低圧でのシラン化過程とを組み合わせる。シランは気相であり、高温で表面がシラン化される。この方法により、単層の特徴を有する、安定で均質な官能シラン層を有する再生可能な表面が得られる。シラン化表面は、本発明のポリペプチド又は粘膜送達促進剤のガラスへの結合を防ぐ。   The silanization technique combines a special cleaning technique for the surface to be silanized and a silanization process at low pressure. Silane is in the gas phase and the surface is silanized at high temperatures. This method results in a reproducible surface with a stable and homogeneous functional silane layer having the characteristics of a single layer. The silanized surface prevents binding of the polypeptide or mucosal delivery enhancer of the present invention to the glass.

この手順は、本発明のGRP組成物を保持するためのシラン化医薬品用試薬バイアルを調製するのに有用である。使用前に再蒸留水(ddHO)でリンスすることによりガラストレイを清浄する。次いで、シラントレイを、95%EtOHでリンスし、アセトントレイをアセトンでリンスする。医薬品用試薬バイアルを、アセトン中で10分間超音波処理する。アセトン超音波処理後、試薬バイアルをddHOトレイ中に少なくとも2回浸漬する。試薬バイアルを、0.1M NaOH中で10分間超音波処理する。試薬バイアルをNaOH中で超音波処理し、ドラフト中でシラン溶液を作製する。(シラン溶液:800mLの95%エタノール;96Lの氷酢酸;25mLのグリシドキシプロピルトリメトキシシラン)。NaOH超音波処理後、試薬バイアルをddHOトレイ中に少なくとも2回浸漬する。試薬バイアルをシラン溶液中で3ないし5分間シラン化する。試薬バイアルを、100%EtOHトレイ中に浸漬する。試薬バイアルを、予備精製したNガスで乾燥させ、使用前に100℃のオーブンで少なくとも2時間保存する。 This procedure is useful for preparing silanized pharmaceutical reagent vials to hold the GRP compositions of the present invention. Clean glass trays by rinsing with double distilled water (ddH 2 O) before use. The silane tray is then rinsed with 95% EtOH and the acetone tray is rinsed with acetone. The pharmaceutical reagent vial is sonicated in acetone for 10 minutes. After acetone sonication, the reagent vial is immersed in the ddH 2 O tray at least twice. Reagent vials are sonicated in 0.1 M NaOH for 10 minutes. Resonate vials in NaOH and make silane solution in draft. (Silane solution: 800 mL 95% ethanol; 96 L glacial acetic acid; 25 mL glycidoxypropyltrimethoxysilane). After NaOH sonication, dip reagent vials in ddH 2 O tray at least twice. The reagent vial is silanized in the silane solution for 3 to 5 minutes. The reagent vial is immersed in a 100% EtOH tray. Reagent vials are dried with pre-purified N 2 gas and stored in an oven at 100 ° C. for at least 2 hours prior to use.

生体接着送達賦形剤及び方法
本発明の特定の局面では、本明細書中の併用製剤及び/又は協調的投与方法は、1又は2種類以上の生理活性物質の上皮送達を増強するための補助化合物又は担体として有効量の非毒性生体接着剤を組み込む。この状況での生体接着剤は、1又は2種類以上の成分又は標的生体膜の表面に対して一般的又は特異的接着を示す。生体接着剤は、粘膜中の又は粘膜を通過する生理活性物質の所望の濃度勾配を保持し、上皮中の又は上皮を通過する巨大分子(例えば、ペプチド及びタンパク質)の透過さえも確実にする。通常、本発明の方法及び組成物の範囲内の生体接着剤の使用により、上皮中の又は上皮を通過するペプチド及びタンパク質の透過性を2倍ないし5倍、多くの場合、5倍ないし10倍増加させる。この上皮透過の増強により、多くの場合、例えば、鼻上皮の基底部分又は隣接細胞外区画若しくは血漿又はCNS組織若しくは流体中に巨大高分子が有効に経粘膜送達される。
Bioadhesive delivery excipients and methods In certain aspects of the present invention, the combination formulations and / or coordinated administration methods herein provide an aid to enhance epithelial delivery of one or more bioactive agents. An effective amount of a non-toxic bioadhesive is incorporated as a compound or carrier. The bioadhesive in this context exhibits general or specific adhesion to the surface of one or more components or target biomembrane. Bioadhesives retain the desired concentration gradient of bioactive substance in or across the mucosa and ensure even the penetration of macromolecules (eg, peptides and proteins) in or through the epithelium. Typically, the use of bioadhesive agents within the methods and compositions of the present invention results in 2 to 5 times, often 5 to 10 times the permeability of peptides and proteins in or through the epithelium. increase. This enhanced epithelial penetration often effectively transmucosally delivers macromolecules into, for example, the basal portion of the nasal epithelium or adjacent extracellular compartment or plasma or CNS tissue or fluid.

送達が促進されたことにより、生理活性ペプチド、タンパク質、及び他の高分子治療種の送達効率が非常に向上する。これらの結果は、化合物の親水性に一部依存し、それにより、水不溶性化合物と比較して、親水性種を用いるより高い透過性が得られる。これらの効果に加えて、生体膜表面での薬物の持続性を増強するための生体接着剤の使用により、薬物送達を持続させるためのリザーバ機構を誘発することができ、それにより、化合物が生体膜を介して透過するだけでなく、表面上の物質が枯渇した時点で、表面に逆拡散する。   The enhanced delivery greatly improves the delivery efficiency of bioactive peptides, proteins, and other macromolecular therapeutic species. These results depend in part on the hydrophilicity of the compound, thereby providing a higher permeability using hydrophilic species compared to water-insoluble compounds. In addition to these effects, the use of bioadhesives to enhance drug persistence at the surface of the biomembrane can trigger a reservoir mechanism for sustained drug delivery, which allows the compound to In addition to permeating through the membrane, when the material on the surface is depleted, it diffuses back to the surface.

経口投与分野では、種々の好適な生体接着剤は、米国特許第3,972,995号;同第4,259,314号;同第4,680,323号;同第4,740,365号;同第4,573,996号;同第4,292,299号;同第4,715,369号;同第4,876,092号;同第4,855,142号;同第4,250,163号;同第4,226,848号;同第4,948,580号;米国再発行特許第33,093号に開示されており、これらは本発明の新規方法及び組成物で使用されている。本発明の方法及び組成物の範囲内の、例えば鼻粘膜等の粘膜送達プラットフォームとしての種々の生体接着ポリマーの能力は、GRPを保持及び放出する能力の測定、並びに、その中の活性物質を組み込んだ後に粘膜表面と相互作用する能力によって容易に評価することができる。さらに、周知の方法を適用して、粘膜投与部位の組織との選択されたポリマーの生体適合性を判定する。標的粘膜が粘液で覆われている場合(即ち、粘膜溶解処理又は粘液除去処理を行わない)、下にある粘膜上皮に繋がる接続物として機能し得る。したがって、本明細書中で使用する時、「生体接着剤」という用語はまた、本発明の範囲内の生理活性物質の粘膜送達の促進に有用な粘膜接着化合物を対象とする。しかしながら、粘液ゲル層への接着を介して媒介される粘膜組織への接着接触は、急速な粘液クリアランスが起こる粘液層とその下にある組織(特に、鼻腔面)との間の不完全又は一過性の付着によって制限される場合がある。これに関して、ムチン糖タンパク質が継続的に分泌され、細胞又は腺からのその放出直後に、粘弾性ゲルが形成される。しかしながら、接着性ゲル層の管腔表面は、機械的作用、酵素的作用、及び/又は繊毛作用により継続的に浸食される。かかる活性がより顕著な場合又はより長い接着時間が望ましい場合、本発明の協調的投与方法及び併用処方方法は、上記の本明細書中に開示した粘液溶解及び/又は繊毛静止(ciliostatic)方法又は薬剤をさらに組み込んでよい。   In the field of oral administration, various suitable bioadhesives are described in U.S. Pat. Nos. 3,972,995; 4,259,314; 4,680,323; 4,740,365. No. 4,573,996; No. 4,292,299; No. 4,715,369; No. 4,876,092; No. 4,855,142; No. 4,855,142; No. 4,226,848; U.S. Pat. No. 4,948,580; US Reissue Pat. No. 33,093, which are used in the novel methods and compositions of the present invention. Has been. The ability of various bioadhesive polymers as mucosal delivery platforms, such as nasal mucosa, within the methods and compositions of the present invention, measures the ability to retain and release GRP, and incorporates active substances therein. It can be easily assessed by its ability to interact with the mucosal surface afterwards. In addition, known methods are applied to determine the biocompatibility of the selected polymer with the tissue at the site of mucosal administration. When the target mucous membrane is covered with mucus (ie, no mucolytic treatment or mucus removal treatment is performed), it can function as a connection that leads to the underlying mucosal epithelium. Thus, as used herein, the term “bioadhesive” is also directed to mucoadhesive compounds useful for facilitating mucosal delivery of bioactive substances within the scope of the present invention. However, adhesive contact to mucosal tissue mediated through adhesion to the mucus gel layer is incomplete or incomplete between the mucus layer where rapid mucus clearance occurs and the underlying tissue (especially the nasal surface). May be limited by excessive adhesion. In this regard, mucin glycoprotein is continuously secreted and a viscoelastic gel is formed immediately after its release from the cell or gland. However, the luminal surface of the adhesive gel layer is continuously eroded by mechanical, enzymatic and / or ciliary effects. If such activity is more prominent or longer adhesion times are desired, the coordinated administration method and combination formulation method of the present invention can be the mucolytic and / or ciliastatic method disclosed herein above or Additional drugs may be incorporated.

通常、本発明の範囲内で使用される粘膜接着ポリマーは、複雑であるが非特異的な機構によって湿潤した粘膜組織表面に接着する天然又は合成高分子である。これらの粘膜接着ポリマーに加えて、本発明はまた、レセプターにより媒介されるものを含む、特異的相互作用を用いて、粘液よりもむしろ細胞表面に直接接着する生体接着剤を組み込む方法及び組成物を提供する。この特異的様式で機能する生体接着剤の一例は、レクチンとして公知の化合物群である。これらは、例えば、糖タンパク質又は糖脂質等の糖分子を特異的に認識して結合する能力を有する糖タンパク質であり、これは鼻腔内上皮細胞膜の一部を形成し、「レクチンレセプター」として見なすことができる。   Typically, the mucoadhesive polymers used within the scope of the present invention are natural or synthetic polymers that adhere to wet mucosal tissue surfaces by a complex but non-specific mechanism. In addition to these mucoadhesive polymers, the present invention also includes methods and compositions that incorporate bioadhesives that adhere directly to cell surfaces rather than mucus using specific interactions, including those mediated by receptors. I will provide a. An example of a bioadhesive that functions in this specific manner is a group of compounds known as lectins. These are, for example, glycoproteins that have the ability to specifically recognize and bind to glycomolecules such as glycoproteins or glycolipids, which form part of the intranasal epithelial cell membrane and are considered “lectin receptors” be able to.

本発明の特定の局面では、生理活性物質の経鼻送達を促進するための生体接着物質は、湿潤した粘膜表面に接着することができる、例えば、水溶性又は水膨潤性等の親水性ポリマー又はポリマー混合物のマトリクスを含む。これらの接着剤を、軟膏、ヒドロゲル(上記を参照のこと)、薄膜、及び他の適用形態として処方することができる。多くの場合、これらの接着剤は、活性物質の遅延放出又は局所送達を達成するために、それと混合された生理活性物質を有する。例えば、個体の循環系へ鼻粘膜を通過する活性物質の透過を促進するためのさらなる成分を処方したものもある。   In a particular aspect of the invention, the bioadhesive material for facilitating nasal delivery of a bioactive substance can adhere to a wet mucosal surface, for example, a hydrophilic polymer such as water soluble or water swellable or Contains a matrix of polymer blend. These adhesives can be formulated as ointments, hydrogels (see above), thin films, and other forms of application. In many cases, these adhesives have a bioactive substance mixed with it to achieve delayed release or local delivery of the active substance. For example, some have been formulated with additional ingredients to facilitate penetration of the active substance through the nasal mucosa into the individual's circulatory system.

種々のポリマー(天然及び合成の両方)は、生理学的条件下で粘液及び/又は粘膜上皮表面への有意な結合を示す。この相互作用の強度は、機械的剥離試験又は剪断試験によって容易に測定することができる。湿性の粘膜表面に適用する場合、多くの乾燥材料が少なくとも僅かに自発的に接着する。かかる初期接触後、幾つかの親水性材料が吸着、膨潤、又は毛管力によって水を吸引し始め、この水がその下に存在する基質又はポリマー組織界面から吸収される場合、接着は、生理活性物質の粘膜吸収を促進する目的を達成するのに十分であり得る。かかる「水和による接着」は、非常に強力であり得るが、この機構を使用するように適合させた製剤は、投与量が水和粘液に変換するように膨潤し続ける一因でなければならない。前水和状態で適用した場合に一般に非接着性を示す本発明の範囲内で有用な多数のヒドロコロイド、特に、幾つかのセルロース誘導体のためにこれを計画する。それにもかかわらず、上皮投与のための生体接着剤送達系は、かかる材料を乾燥ポリマー粉末、微粒子、又はフィルム型の送達形態で適用した場合に本発明の範囲内で有用である。   Various polymers (both natural and synthetic) show significant binding to mucus and / or mucosal epithelial surfaces under physiological conditions. The strength of this interaction can be easily measured by a mechanical peel test or a shear test. When applied to moist mucosal surfaces, many dry materials adhere at least slightly spontaneously. After such initial contact, if some hydrophilic material begins to draw water by adsorption, swelling, or capillary force, and this water is absorbed from the underlying substrate or polymer tissue interface, adhesion is bioactive It may be sufficient to achieve the purpose of promoting mucosal absorption of the substance. Such “hydration adhesion” can be very strong, but formulations adapted to use this mechanism must contribute to the continued swelling of the dosage to convert it into hydrated mucus. . This is planned for a number of hydrocolloids useful within the scope of the present invention that are generally non-adhesive when applied in a pre-hydrated state, particularly some cellulose derivatives. Nevertheless, bioadhesive delivery systems for epithelial administration are useful within the scope of the present invention when such materials are applied in dry polymer powder, microparticle, or film type delivery forms.

他のポリマーは、乾燥状態で適用した場合だけでなく、完全に水和した状態、及び過剰量の水の存在下でも上皮面に接着する。したがって、粘膜接着剤の選択には、組織への接触を形成及び維持する、生理学的条件並びに物理化学的条件を十分に考慮する必要がある。特に、意図する接着部位に通常存在する水又は湿気の量及び一般的なpHは、様々なポリマーの粘膜接着結合強度に大きな影響を与えることが公知である。   Other polymers adhere to the epithelial surface not only when applied in a dry state, but also in a fully hydrated state and in the presence of excess water. Therefore, the selection of mucoadhesive agents requires careful consideration of the physiological and physicochemical conditions that form and maintain contact with the tissue. In particular, the amount of water or moisture normally present at the intended adhesion site and the general pH are known to have a significant effect on the mucoadhesive bond strength of various polymers.

幾つかのポリマー生体接着剤送達系は、過去20年間に作製及び研究されているが、常に成功しているわけではない。しかしながら、種々のかかる担体は、現在、歯科、整形外科、眼科、及び外科での使用に関与する臨床応用で使用されている。例えば、生体接着デバイスのためにアクリル系ヒドロゲルが広範に使用されている。アクリル系ヒドロゲルは、損傷を引き起こす接触した組織への摩擦を減少させる、部分的に膨潤した状態での可撓性及び非磨耗特性のために生体接着剤として十分に好適である。さらに、膨潤状態でのその透過性の高さにより、未反応のモノマー、非架橋ポリマー鎖、及び開始剤を、重合後にマトリクスから浸漬することが可能になり、これは、本発明の範囲内で使用される生体接着材料の選択のための重要な特徴である。アクリル系のポリマーデバイスは、非常に高い接着結合強度を示す。ペプチド薬及びタンパク質薬の上皮送達を制御するために、本発明の方法及び組成物は、所望により、タンパク質分解性の破壊から生理活性物質を保護するように一部機能する、例えば、ポリマー送達賦形剤等の担体の使用を含むと同時に、鼻粘膜中の又は鼻粘膜を通過するペプチド又はタンパク質の透過を増強する。この状況では、生体接着ポリマーは、経口薬物送達を促進する十分な能力が証明されている。例として、粘膜接着性ポリ(アクリル酸)誘導体であるポリカルボフィルの1%(w/v)生理食塩水分散液と共にラットに十二指腸内投与した9−デスグリシンアミド、8−アルギニンバソプレシン(DGAVP)のバイオアベイラビリティは、このポリマーを含まないペプチド薬の水溶液と比較して3ないし5倍増加する。   Some polymer bioadhesive delivery systems have been made and studied over the last 20 years, but have not always been successful. However, a variety of such carriers are currently used in clinical applications involving use in dentistry, orthopedics, ophthalmology, and surgery. For example, acrylic hydrogels are widely used for bioadhesive devices. Acrylic hydrogels are well-suited as bioadhesives due to their partially swollen flexibility and non-abrasion properties that reduce friction to the injured contact tissue. Furthermore, its high permeability in the swollen state allows unreacted monomers, uncrosslinked polymer chains, and initiators to be immersed from the matrix after polymerization, which is within the scope of the present invention. This is an important feature for the selection of the bioadhesive material used. Acrylic polymer devices exhibit very high adhesive bond strength. In order to control epithelial delivery of peptide and protein drugs, the methods and compositions of the invention optionally function in part to protect the bioactive agent from proteolytic disruption, eg, polymer delivery enhancement. Including the use of a carrier such as a dosage form, while enhancing the penetration of peptides or proteins in or through the nasal mucosa. In this situation, bioadhesive polymers have proven sufficient ability to facilitate oral drug delivery. As an example, 9-desglycinamide, 8-arginine vasopressin (DGAVP) administered intraduodenally to rats with 1% (w / v) saline dispersion of polycarbophil, a mucoadhesive poly (acrylic acid) derivative The bioavailability of is increased 3 to 5 times compared to aqueous solutions of peptide drugs that do not contain this polymer.

ポリ(アクリル酸)型の粘膜接着ポリマーは、幾つかの腸プロテアーゼの強力な阻害剤である。酵素阻害機構は、トリプシン及びキモトリプシンのような金属プロテアーゼの不可欠な補因子である、カルシウム及び亜鉛のような2価の陽イオンに対するこの分類のポリマーの強い親和性によって説明される。ポリ(アクリル酸)によるプロテアーゼの補因子の欠乏は、酵素活性の喪失によって達成される酵素タンパク質の不可逆的な構造の変化を誘導することが報告されている。同時に、他の粘膜接着ポリマー(例えば、幾つかのセルロース誘導体及びキトサン)は、特定の条件下でタンパク質分解酵素を阻害することができない。例えば、アプロチニン、ベスタチン等の、本発明の範囲内での使用が意図される、比較的小分子である他の酵素阻害剤と対照的に、阻害ポリマーの経鼻吸収は、これらの分子のサイズの観点からごく僅かである可能性が高く、それにより、有害な副作用の可能性が排除される。したがって、特に、ポリ(アクリル酸)型の粘膜接着ポリマーは、吸収促進接着剤及び酵素保護剤の両方として機能し、特に、安全上の懸念が考慮される場合にペプチド薬及びタンパク質薬の制御送達を促進し得る。   Poly (acrylic acid) type mucoadhesive polymers are potent inhibitors of several intestinal proteases. The mechanism of enzyme inhibition is explained by the strong affinity of this class of polymers for divalent cations such as calcium and zinc, which are essential cofactors for metalloproteases such as trypsin and chymotrypsin. Depletion of protease cofactors by poly (acrylic acid) has been reported to induce irreversible structural changes in enzyme proteins that are achieved by loss of enzyme activity. At the same time, other mucoadhesive polymers (eg, some cellulose derivatives and chitosan) are unable to inhibit proteolytic enzymes under certain conditions. In contrast to other enzyme inhibitors that are relatively small molecules intended for use within the scope of the present invention, such as aprotinin, bestatin, etc., nasal absorption of inhibitory polymers is the size of these molecules. From the point of view, it is likely to be negligible, thereby eliminating the possibility of harmful side effects. Thus, in particular, poly (acrylic acid) type mucoadhesive polymers function as both absorption-promoting adhesives and enzyme protectants, and in particular, controlled delivery of peptide and protein drugs when safety concerns are considered Can be promoted.

酵素分解に対する保護に加えて、本発明の範囲内で使用される生体接着剤及び他のポリマー若しくは非ポリマー吸収促進剤は、生理活性物質に対する上皮透過性を直接増加させることができる。ペプチド及びタンパク質のような、鼻上皮性関門を通過する巨大且つ親水性の分子の輸送を容易にするために、粘膜接着ポリマー及び他の薬剤は、送達系の前粘膜滞留時間の延長によって説明される効果を超える透過効果の増強をもたらすと考えられてきた。報告によれば、薬物血漿濃度の経時変化により、生体接着微粒子が、鼻粘膜を通過するインスリン透過性を、急速であるが一過的に増加させることが示唆された。例えば、キトサン等の、本発明の範囲内で使用される他の粘膜接着ポリマーは、報告によれば、水溶液又はゲルとして適用した場合でさえ、特定の粘膜上皮の透過性を増強する。上皮透過性に直接影響を与えることが報告されている別の粘膜接着ポリマーは、ヒアルロン酸及びそのエステル誘導体である。本発明の協調的投与及び/又は併用処方方法並びに組成物の範囲内の特に有用な生体接着剤は、キトサン並びにその類似体及び誘導体である。キトサンは、低毒性及び良好な生体適合性を示す好ましい性質のために、薬学的及び医学的適用のために広く使用されている非毒性、生体適合性且つ生分解性のポリマーである。キトサンは、アルカリでのN脱アセチル化によってキチンから調製される天然のアミノ多糖類である。本発明の方法及び組成物の範囲内で使用される場合、キトサンは、適用した粘膜部位での本明細書中に開示したGRP、類似体、及び模倣体、並びに他の生理活性物質の滞留を増加させる。この投与様式はまた、患者の服薬遵守及び許容性を改善することができる。本明細書中でさらに提供するように、本発明の方法及び組成物は、所望により、新規のキトサン誘導体又はキトサンの化学修飾形態を含む。本発明の範囲内で使用される1つのかかる新規の誘導体を、β−[1→4]−2−グアニジノ−2−デオキシ−D−グルコースポリマー(ポリ−GuD)と示す。キトサンは、キチンのN脱アセチル化生成物であり、経口及び経鼻製剤のための微粒子を調製するために広く使用されている天然に存在するポリマーである。キトサンポリマーはまた、非経口薬物送達のための可溶性担体としても提案されている。本発明の一局面の範囲内で、o−メチルイソ尿素を使用して、キトサンアミンをそのグアニジニウム部分に変換する。グアニジニウム化合物は、例えば、pH8.0超過でのキトサンの等規定液(equi-normal solution)とo−メチルイソ尿素との反応によって調製する。   In addition to protection against enzymatic degradation, bioadhesives and other polymeric or non-polymeric absorption enhancers used within the scope of the present invention can directly increase epithelial permeability to bioactive substances. To facilitate transport of large and hydrophilic molecules across the nasal epithelial barrier, such as peptides and proteins, mucoadhesive polymers and other drugs are described by extending the premucosal residence time of the delivery system. It has been thought to bring about an increase in the transmission effect over the effect. Reports have suggested that bioadhesive microparticles rapidly but transiently increase insulin permeability through the nasal mucosa with changes in drug plasma concentration over time. For example, other mucoadhesive polymers used within the scope of the present invention, such as chitosan, reportedly enhance the permeability of certain mucosal epithelia, even when applied as an aqueous solution or gel. Another mucoadhesive polymer that has been reported to directly affect epithelial permeability is hyaluronic acid and its ester derivatives. Particularly useful bioadhesives within the scope of the coordinated administration and / or combination formulation methods and compositions of the present invention are chitosan and analogs and derivatives thereof. Chitosan is a non-toxic, biocompatible and biodegradable polymer that is widely used for pharmaceutical and medical applications because of its favorable properties that exhibit low toxicity and good biocompatibility. Chitosan is a natural aminopolysaccharide prepared from chitin by N deacetylation with alkali. When used within the methods and compositions of the present invention, chitosan reduces the retention of the GRP, analogs and mimetics disclosed herein, and other bioactive substances at the applied mucosal site. increase. This mode of administration can also improve patient compliance and tolerance. As further provided herein, the methods and compositions of the present invention optionally include novel chitosan derivatives or chemically modified forms of chitosan. One such novel derivative used within the scope of the present invention is designated β- [1 → 4] -2-guanidino-2-deoxy-D-glucose polymer (poly-GuD). Chitosan is a naturally occurring polymer that is an N-deacetylated product of chitin and is widely used to prepare microparticles for oral and nasal formulations. Chitosan polymers have also been proposed as soluble carriers for parenteral drug delivery. Within one aspect of the invention, o-methylisourea is used to convert chitosanamine to its guanidinium moiety. The guanidinium compound is prepared, for example, by reaction of an equi-normal solution of chitosan at a pH exceeding 8.0 with o-methylisourea.

本発明の範囲内で使用される生体接着剤として分類されるさらなる化合物は、通常、生体接着化合物の相補的構造と粘膜上皮表面成分との間の「レセプター−リガンド相互作用」として分類される、特異的相互作用の媒介によって作用する。多くの天然物の例は、レクチン−糖相互作用によって例示されるような、特異的結合生体接着剤の形態を説明する。レクチンは、多糖類又は複合糖質に結合する非免疫起源の(糖)タンパク質である。   Additional compounds classified as bioadhesive agents for use within the scope of the present invention are usually classified as “receptor-ligand interactions” between the complementary structure of the bioadhesive compound and the mucosal epithelial surface components. It acts by mediating specific interactions. Many natural product examples describe specific binding bioadhesive forms, as exemplified by lectin-sugar interactions. Lectins are non-immunogenic (glyco) proteins that bind to polysaccharides or glycoconjugates.

幾つかの植物レクチンは、可能な薬学的吸収促進剤として調査されている。ある植物レクチン(インゲンマメ血球凝集素(PHA))は、ラットへの給餌後に10%を超える高い経口バイオアベイラビリティを示す。トマト(リコペルシコン・エスキュレンタム(Lycopersicon esculeutum))レクチン(TL)は、種々の投与様式で安全であると思われる。   Several plant lectins have been investigated as possible pharmaceutical absorption enhancers. One plant lectin, kidney bean hemagglutinin (PHA), exhibits high oral bioavailability of greater than 10% after feeding rats. Tomato (Lycopersicon esculentum) lectin (TL) appears to be safe in various modes of administration.

要約すると、上記生体接着剤は、所望により、1又は2種類以上のGRP、類似体、及び模倣体、並びに他の生理活性物質の持続性を延長するか又は別の方法で上皮吸収を増加させるのに有効な量及び形態の生体接着剤を組み込んだ、本発明の併用製剤及び協調的投与方法において有用である。生体接着剤は、本発明の併用製剤内の補助化合物又は添加物として協調的に投与してよい。特定の態様では、生体接着剤は、「薬学的のり」として作用するのに対して、他の態様では、ある場合には、上皮細胞「レセプター」との特異的なレセプター−リガンド相互作用の促進により、別の場合には、送達標的部位(例えば、肝臓、血漿、又はCNS組織又は流体)で測定される薬物濃度勾配を有意に増加させるための上皮透過性の増加により、生体接着剤の補助送達又は併用製剤は、生理活性物質と鼻粘膜との接触を強化するように機能する。本発明の範囲内で使用されるさらなる生体接着剤は、生体接着剤と協調的に送達されるか又は併用製剤中の粘膜投与生体治療薬の安定性を増強するための酵素(例えば、プロテアーゼ)阻害剤として作用する。   In summary, the bioadhesives optionally extend the persistence or otherwise increase epithelial absorption of one or more GRP, analogs, and mimetics, and other bioactive agents. Are useful in the combination formulations and coordinated administration methods of the present invention, which incorporate an effective amount and form of the bioadhesive. The bioadhesive may be coordinately administered as an auxiliary compound or additive in the combination formulation of the present invention. In certain embodiments, the bioadhesive acts as a “pharmaceutical glue”, while in other embodiments, in some cases, promotes specific receptor-ligand interactions with epithelial cell “receptors”. In other cases, the bioadhesive aid is increased by increasing epithelial permeability to significantly increase the drug concentration gradient measured at the delivery target site (eg, liver, plasma, or CNS tissue or fluid). The delivery or combination formulation functions to enhance contact between the bioactive substance and the nasal mucosa. Additional bioadhesives used within the scope of the invention are enzymes (eg, proteases) that are delivered in concert with the bioadhesive or enhance the stability of the mucosally administered biotherapeutic agent in a combination formulation. Acts as an inhibitor.

リポソーム及びミセル送達賦形剤
本発明の協調的送達方法及び併用製剤は、所望により、有効な脂質又は脂肪酸系担体、加工助剤、又は送達賦形剤を組み込み、GRP、類似体、及び模倣体、並びに他の生理活性物質の上皮送達のために改良された製剤を得る。例えば、リポソーム、混合ミセル担体、又は乳濁液と混合又は封入又は、共に協調的に投与された、ペプチド又はタンパク質のような1又は2種類以上のこれらの活性物質を含む粘膜送達のための種々の製剤及び方法を提供し、粘膜送達時に(例えば、タンパク質分解、化学修飾、及び/又は変性に対する感受性の減少によって)生理活性物質の化学的及び物理的安定性を増強し、半減期を増加させる。
Liposome and micelle delivery excipients The coordinated delivery methods and combination formulations of the present invention incorporate effective lipid or fatty acid based carriers, processing aids, or delivery excipients as desired, GRPs, analogs and mimetics. As well as improved formulations for epithelial delivery of other bioactive substances. For example, various for mucosal delivery containing one or more of these active agents, such as peptides or proteins, mixed or encapsulated with liposomes, mixed micelle carriers, or emulsions or co-administered together Formulations and methods for enhancing the chemical and physical stability of bioactive substances and increasing half-life upon mucosal delivery (eg, by reducing sensitivity to proteolysis, chemical modification, and / or denaturation) .

本発明の特定の局面の範囲内で、生理活性物質専門の送達系は、リポソームとして公知の脂質小胞を含む。これらは、通常、天然、生分解性、非毒性、及び非免疫原性脂質分子から作製し、ペプチド及びタンパク質を含む薬物分子をその膜中又は膜上に効率的に捕捉又は結合させることができる。封入されたタンパク質が小胞内のその好ましい水性環境下に残存し得る一方で、リポソーム膜がタンパク質分解及び他の不安定化因子からタンパク質を保護するという事実によって本発明の範囲内のペプチド及びタンパク質送達系としてのリポソームの魅力が増す。たとえ公知の全てのリポソーム調製方法が、その固有の物理的及び化学的性質によってペプチド及びタンパク質の封入を実現可能な訳ではないとしても、幾つかの方法により、実質的に失活することなくこれらの高分子を封入可能である。   Within the scope of certain aspects of the present invention, bioactive agent-specific delivery systems include lipid vesicles known as liposomes. They are usually made from natural, biodegradable, non-toxic, and non-immunogenic lipid molecules and can efficiently capture or bind drug molecules, including peptides and proteins, in or on the membrane. . Peptides and proteins within the scope of the present invention by the fact that the encapsulated protein can remain in its preferred aqueous environment within the vesicle, while the liposome membrane protects the protein from proteolytic and other destabilizing factors The appeal of liposomes as a delivery system is increased. Even though not all known liposome preparation methods are feasible to encapsulate peptides and proteins due to their inherent physical and chemical properties, these methods can be used without substantial inactivation by several methods. Can be encapsulated.

米国特許第4,235,871号、同第4,501,728号、及び同第4,837,028号等の種々の方法を、本発明の範囲内で使用されるリポソームの調製に利用可能である。リポソーム送達と共に使用するために、生理活性物質は、通常、リポソーム若しくは脂質小胞内に捕捉されるか又は小胞の外側に結合する。   Various methods such as US Pat. Nos. 4,235,871, 4,501,728, and 4,837,028 are available for the preparation of liposomes for use within the scope of the present invention. It is. For use with liposome delivery, the bioactive agent is usually entrapped within the liposome or lipid vesicle or bound to the outside of the vesicle.

リポソームのように、粘膜吸収増強活性をも有する不飽和長鎖脂肪酸は、二重層様構造(いわゆる、「ウファソーム(ufasome)」)を有する、閉鎖した小胞を形成することができる。これらは、例えば、本発明の範囲内の、例えば、鼻腔内等の粘膜送達のための生理活性ペプチド及びタンパク質を捕捉するためにオレイン酸を使用して形成することができる。   Like liposomes, unsaturated long-chain fatty acids that also have mucosal absorption enhancing activity can form closed vesicles with a bilayer-like structure (so-called “ufasome”). These can be formed, for example, using oleic acid to capture bioactive peptides and proteins for mucosal delivery, eg, intranasal, within the scope of the present invention.

本発明の範囲内で使用される他の送達系は、ポリマー及びリポソームを併用し、天然ポリマーであるフィブリンの内部への封入のような両小胞の有利な性質を組み合わせる。さらに、この送達系からの生体治療化合物の放出は、共有結合架橋の使用及びフィブリンポリマーへの抗フィブリン溶解剤の添加によって制御可能である。   Other delivery systems used within the scope of the present invention combine polymers and liposomes, combining the advantageous properties of both vesicles, such as encapsulation within the natural polymer fibrin. Furthermore, the release of biotherapeutic compounds from this delivery system can be controlled by the use of covalent crosslinks and the addition of antifibrinolytic agents to the fibrin polymer.

本発明の範囲内で使用される、より単純化した送達系としては、脂質担体と、タンパク質及びポリアニオン性核酸のような荷電生理活性物質との間の静電相互作用を得るために有効に使用することができる送達小胞又は担体としてのカチオン性脂質の使用が挙げられる。これにより、薬物が粘膜投与及び/又はその後の全身区画への送達に適切な形態に有効にパッケージングされる。   Simplified delivery systems used within the scope of the present invention are effectively used to obtain electrostatic interactions between lipid carriers and charged bioactive substances such as proteins and polyanionic nucleic acids. The use of cationic lipids as delivery vesicles or carriers that can be mentioned. This effectively packages the drug into a form suitable for mucosal administration and / or subsequent delivery to the systemic compartment.

本発明の範囲内で使用されるさらなる送達賦形剤としては、長鎖及び中鎖脂肪酸並びに脂肪酸を含む界面活性剤混合ミセルが挙げられる。エステル形態である、大部分が天然に存在する脂質は、粘膜表面を通過する脂質自体の輸送に関して重要な意味を持つ。遊離脂肪酸及び極性基が結合したモノグリセリドは、混合ミセルの形態で、透過増強剤として腸障壁で作用することが証明された。この、遊離脂肪酸(鎖長が炭素数12ないし20で変動するカルボン酸)及びその極性誘導体の障壁改変機能の発見により、粘膜吸収促進剤としてのこれらの薬剤の用途に関する広範な研究が促されている。   Additional delivery excipients used within the scope of the present invention include long and medium chain fatty acids and surfactant mixed micelles containing fatty acids. Most naturally occurring lipids in ester form have important implications for transport of the lipid itself across the mucosal surface. Monoglycerides combined with free fatty acids and polar groups have been shown to act in the intestinal barrier as permeation enhancers in the form of mixed micelles. This discovery of the barrier-modifying function of free fatty acids (carboxylic acids whose chain length varies between 12 and 20 carbon atoms) and their polar derivatives has prompted extensive research on the use of these agents as mucosal absorption enhancers. Yes.

本発明の方法の範囲内で使用するために、長鎖脂肪酸類、特に、融合性脂質(オレイン酸、リノール酸、リノール酸、モノオレイン等のような不飽和脂肪酸類及びモノグリセリド類)により、本明細書中に開示したGRP、類似体、及び模倣体、並びに他の生理活性物質の粘膜送達を促進するための有用な担体が得られる。中鎖脂肪酸類(C6ないしC12)及びモノグリセリド類はまた、腸薬物吸収活性の増強を示し、本発明の粘膜送達製剤及び方法の範囲内での使用に適応することができる。さらに、中鎖及び長鎖脂肪酸類のナトリウム塩類は、本発明の範囲内での生理活性物質の上皮送達のための有効な送達賦形剤及び吸収促進剤である。したがって、脂肪酸は、ナトリウム塩の可溶化形態で使用する、又は、例えば、ポリオキシエチレン化水素化ヒマシ油、タウロコール酸ナトリウム等の非毒性界面活性剤の添加により使用することができる。本発明の範囲内で有用な他の脂肪酸及び混合ミセル剤としては、所望により、グリコール酸塩及びタウロコール酸塩のような胆汁塩と組み合わせた、カプリル酸ナトリウム(C8)、カプリン酸ナトリウム(C10)、ラウリン酸ナトリウム(C12)、又はオレイン酸ナトリウム(C18)が含まれるが、これらに限定されない。   For use within the method of the present invention, long chain fatty acids, especially fusogenic lipids (unsaturated fatty acids and monoglycerides such as oleic acid, linoleic acid, linoleic acid, monoolein, etc.) Useful carriers for facilitating mucosal delivery of GRP, analogs and mimetics, and other bioactive substances disclosed in the specification are obtained. Medium chain fatty acids (C6 to C12) and monoglycerides also show enhanced intestinal drug absorption activity and can be adapted for use within the mucosal delivery formulations and methods of the invention. In addition, sodium salts of medium and long chain fatty acids are effective delivery excipients and absorption enhancers for epithelial delivery of bioactive substances within the scope of the present invention. Thus, the fatty acids can be used in the solubilized form of the sodium salt or by the addition of non-toxic surfactants such as, for example, polyoxyethylenated hydrogenated castor oil, sodium taurocholate. Other fatty acids and mixed micelles useful within the scope of the present invention include sodium caprylate (C8), sodium caprate (C10), optionally in combination with bile salts such as glycolate and taurocholate. , Sodium laurate (C12), or sodium oleate (C18).

ペグ化
本発明の範囲内で提供されるさらなる方法及び組成物は、例えば、デキストラン類、ポリビニルピロリドン類、糖ペプチド類、ポリエチレングリコール、及びポリアミノ酸類等のポリマー物質の共有結合による生物活性ペプチド及びタンパク質の化学修飾を含む。得られた抱合ペプチド及びタンパク質は、上皮投与のためのその生理活性及び溶解性を保持している。別の態様では、GRP、類似体、及び模倣体、並びに他の生理活性ペプチド及びタンパク質は、ポリアルキレンオキシドポリマー、特にポリエチレングリコール(PEG)に抱合する。米国特許第4,179,337号。
Pegylation Additional methods and compositions provided within the scope of the present invention include bioactive peptides by covalent attachment of polymeric substances such as, for example, dextrans, polyvinylpyrrolidones, glycopeptides, polyethylene glycols, and polyamino acids and Includes chemical modification of proteins. The resulting conjugated peptides and proteins retain their bioactivity and solubility for epithelial administration. In another aspect, GRP, analogs and mimetics, and other bioactive peptides and proteins are conjugated to polyalkylene oxide polymers, particularly polyethylene glycol (PEG). U.S. Pat. No. 4,179,337.

本発明の範囲内で使用されるアミン反応性PEGポリマーとしては、分子量が2000、5000、10000、12000、及び20000のSC−PEG、U−PEG−10000、NHS−PEG−3400−ビオチン、T−PEG−5000、T−PEG−12000、及びTPC−PEG−5000が挙げられる。生理活性ペプチド及びタンパク質のペグ化は、カルボキシ部位(例えば、カルボキシル末端に加えてアスパラギン酸基又はグルタミン酸基)の修飾によって行うことができる。酸性条件下でのカルボジイミド活性化タンパク質カルボキシル基の選択的修飾におけるPEG−ヒドラジドの有用性が記載されている。あるいは、生理活性ペプチド及びタンパク質の二官能性PEG修飾を使用することができる。幾つかの手順では、リジン、アスパラギン酸、及びグルタミン酸を含む、荷電アミノ酸残基は、顕著なタンパク質表面上の溶媒接近可能(solvent accessible)傾向を示す。   Amine reactive PEG polymers used within the scope of the present invention include SC-PEG, U-PEG-10000, NHS-PEG-3400-biotin, T- with molecular weights of 2000, 5000, 10000, 12000, and 20000. PEG-5000, T-PEG-12000, and TPC-PEG-5000. PEGylation of bioactive peptides and proteins can be performed by modification of the carboxy site (for example, aspartate group or glutamate group in addition to the carboxyl terminus). The utility of PEG-hydrazide in the selective modification of carbodiimide activated protein carboxyl groups under acidic conditions has been described. Alternatively, bifunctional PEG modifications of bioactive peptides and proteins can be used. In some procedures, charged amino acid residues, including lysine, aspartic acid, and glutamic acid, exhibit a pronounced solvent accessible tendency on the protein surface.

活性物質の他の安定化修飾
ペグ化に加えて、本発明の範囲内で使用されるペプチド及びタンパク質のような生理活性物質を修飾し、例えば、1又は2種類以上の免疫グロブリン鎖のような1又は2種類以上の担体タンパク質に結合した活性ペプチド、タンパク質、類似体、又は模倣体との融合タンパク質の作製により、他の公知の保護化合物又は安定化化合物への抱合を介した活性物質の保護によって循環半減期を増強することができる。
Other stabilizing modifications of the active substance In addition to pegylation, the physiologically active substances such as peptides and proteins used within the scope of the present invention are modified, such as one or more immunoglobulin chains. Protection of active substances through conjugation to other known protective or stabilizing compounds by making fusion proteins with active peptides, proteins, analogs or mimetics bound to one or more carrier proteins Can increase the circulation half-life.

製剤の調製、製造及び投与
本発明の上皮送達製剤は、通常、1又は2種類以上の薬学的に許容可能な担体及び所望により他の治療成分と組み合わせたGRP、類似体、及び模倣体を含む。担体は、製剤の他の成分と適合し、且つ被験体に悪影響を及ぼさないという意味で「薬学的に許容可能」でなければならない。かかる担体は、本明細書の上部に記載されている、又は薬理学分野の当業者に周知である。望ましくは、製剤は、投与すべき生理活性物質に適合しないことが公知である酵素又は酸化剤のような物質を含むべきではない。製剤は、薬学分野で周知の任意の方法によって調製することができる。
Formulation Preparation, Manufacture and Administration The epithelial delivery formulations of the present invention typically comprise GRP, analogs and mimetics in combination with one or more pharmaceutically acceptable carriers and optionally other therapeutic ingredients. . The carrier must be “pharmaceutically acceptable” in the sense of being compatible with the other ingredients of the formulation and not injurious to the subject. Such carriers are described at the top of this specification or are well known to those of ordinary skill in the pharmacology arts. Desirably, the formulation should not contain substances such as enzymes or oxidants known to be incompatible with the physiologically active substance to be administered. The formulation can be prepared by any method known in the pharmaceutical arts.

本発明の組成物及び方法の範囲内で、本明細書中に開示したGRP、類似体、及び模倣体、並びに他の生理活性物質は、経口、経直腸、経膣、鼻腔内、肺内、若しくは経皮送達、又は眼、耳、皮膚、若しくは他の粘膜表面への局所送達を含む種々の粘膜投与様式によって被験体に投与してよい。本発明の組成物及び方法はまた、経皮投与様式も含む。所望により、本明細書中に開示したGRP、類似体、及び模倣体、並びに他の生理活性物質は、皮膚貼付、皮膚に適用する局所用製剤、筋肉内、皮下、静脈内、動脈内、関節内、腹腔内、又は非経口経路を含む非粘膜経路によって協調的又は補助的に投与してよい。他の代替態様では、生理活性物質は、例えば、好適な液体又は固体担体中に生理活性物質を含有するex vivo組織又は器官治療製剤の成分として、哺乳動物被験体由来の細胞、組織、又は器官への直接曝露によってex vivo投与してよい。   Within the scope of the compositions and methods of the present invention, the GRPs, analogs and mimetics disclosed herein, and other bioactive substances are oral, rectal, vaginal, intranasal, intrapulmonary, Alternatively, it may be administered to a subject by various modes of mucosal administration including transdermal delivery or topical delivery to the eye, ear, skin, or other mucosal surface. The compositions and methods of the present invention also include transdermal modes of administration. If desired, the GRP, analogs and mimetics disclosed herein, and other bioactive substances may be applied to skin patches, topical formulations applied to the skin, intramuscular, subcutaneous, intravenous, intraarterial, joints. It may be administered in a coordinated or adjunct way by non-mucosal routes including internal, intraperitoneal, or parenteral routes. In other alternative embodiments, the bioactive agent is a cell, tissue, or organ from a mammalian subject, eg, as a component of an ex vivo tissue or organ therapy formulation that contains the bioactive agent in a suitable liquid or solid carrier. May be administered ex vivo by direct exposure to.

本発明による組成物は、多くの場合、鼻腔又は肺用スプレーとして水溶液で投与し、当業者に公知の種々の方法によって噴霧形態で投薬してよい。鼻腔用スプレーとして液体を投薬するための好ましい系は、米国特許第4,511,069号に開示されている。製剤は、例えば、米国特許第4,511,069号に開示の密封投薬システム等の複数回投与容器内に存在し得る。さらなるエアゾール送達形態としては、例えば、水、エタノール、又はこれらの混合物等の薬学的溶媒中に溶解又は分散した生理活性物質を送達する、例えば、圧縮空気、ジェット、超音波、及び圧電噴霧器を含んでよい。   The compositions according to the invention are often administered in aqueous solution as a nasal or pulmonary spray and may be dispensed in spray form by various methods known to those skilled in the art. A preferred system for dispensing liquids as a nasal spray is disclosed in US Pat. No. 4,511,069. The formulation can be present in a multi-dose container such as, for example, a sealed dosing system disclosed in US Pat. No. 4,511,069. Additional aerosol delivery forms include, for example, compressed air, jets, ultrasound, and piezoelectric nebulizers that deliver bioactive substances dissolved or dispersed in pharmaceutical solvents such as water, ethanol, or mixtures thereof. It's okay.

本発明の鼻腔及び肺用スプレー溶液は、通常、所望により、非イオン性界面活性剤(例えば、ポリソルベート80)のような表面活性剤及び1又は2種類以上の緩衝液を用いて処方した、薬物又は送達すべき薬物を含む。本発明のある態様では、鼻腔用スプレー溶液は、噴射剤をさらに含む。鼻腔用スプレー溶液のpHは、所望により約pH2.0ないしpH8、好ましくはpH4.5±0.5である。これらの組成物の範囲内で使用される好適な緩衝液は上記の通り、又は当該分野で公知である。保存料、界面活性剤、分散剤、又は気体を含む他の成分を添加して、化学的安定性を増強又は維持することができる。好適な保存料としては、フェノール、メチルパラベン、パラベン、m−クレゾール、チオマーサル、クロロブタノール、塩化ベンジルアルコニウム、安息香酸ナトリウム、エタノール、フェニルエチルエーテル、ベンジルアルコール等が挙げられるが、これらに限定されない。好適な界面活性剤としては、オレイン酸、トリオレイン酸ソルビタン、ポリソルベート類、レシチン、ホスファチジルコリン類、並びに種々の長鎖ジグリセリド類及びリン脂質類が挙げられるが、これらに限定されない。好適な分散剤としては、エチレンジアミン四酢酸等が挙げられるが、これらに限定されない。好適な気体としては、窒素、ヘリウム、クロロフルオロカーボン(CFC)、ヒドロフルオロカーボン(HFC)、二酸化炭素、及び空気等が挙げられるが、これらに限定されない。   The nasal and pulmonary spray solutions of the present invention are typically drugs formulated with a surfactant, such as a nonionic surfactant (eg, polysorbate 80) and one or more buffers, if desired. Or contains the drug to be delivered. In some embodiments of the invention, the nasal spray solution further comprises a propellant. The pH of the nasal spray solution is optionally from about pH 2.0 to pH 8, preferably pH 4.5 ± 0.5. Suitable buffers for use within these compositions are as described above or are known in the art. Preservatives, surfactants, dispersants, or other ingredients including gases can be added to enhance or maintain chemical stability. Suitable preservatives include, but are not limited to, phenol, methylparaben, paraben, m-cresol, thiomersal, chlorobutanol, benzylalkonium chloride, sodium benzoate, ethanol, phenylethyl ether, benzyl alcohol, and the like. Suitable surfactants include, but are not limited to, oleic acid, sorbitan trioleate, polysorbates, lecithin, phosphatidylcholines, and various long chain diglycerides and phospholipids. Suitable dispersants include, but are not limited to, ethylenediaminetetraacetic acid. Suitable gases include, but are not limited to, nitrogen, helium, chlorofluorocarbon (CFC), hydrofluorocarbon (HFC), carbon dioxide, and air.

代替態様の範囲内で、粘膜製剤は、経鼻投与に適切な粒径又は適切な粒径範囲内の乾燥(通常、凍結乾燥)形態の生理活性物質を含む乾燥粉末製剤として投与する。乾燥製剤はまた、経皮送達にも適している。鼻腔又は肺経路内での沈着に適切な最小粒径は、多くの場合、0.5μの空気動力学的等価粒子径中央値(MMEAD)、一般には、約1μMMEAD、より典型的には、約2μMMEADである。鼻腔内蓄積に適切な最大粒径は、多くの場合、約10μMMEAD、一般には、約8μMMEAD、より典型的には、約4μMMEADである。これらの粒径範囲内の鼻腔内呼吸用粉末は、ジェット製粉、噴霧乾燥、溶媒沈殿、及び超臨界流体濃縮のような種々の従来技術によって製造することができる。適切なMMEADのこれらの乾燥粉末は、従来の乾燥粉末吸入器(DPI)を介して患者に投与してよく、この吸入器は、肺吸入又は鼻吸入の際、患者の呼吸に依存して、粉末をエアゾール化された量分散させる。あるいは、例えば、ピストンポンプ等の、粉末をエアゾール化された量分散するための外部電源を使用する空気補助デバイスを介して乾燥粉末を投与してよい。   Within an alternative embodiment, the mucosal formulation is administered as a dry powder formulation comprising a bioactive substance in a particle size suitable for nasal administration or in a dry (usually lyophilized) form within the appropriate particle size range. The dry formulation is also suitable for transdermal delivery. The minimum particle size suitable for deposition in the nasal or pulmonary route is often 0.5 μm median aerodynamic equivalent particle size (MMEAD), generally about 1 μMMEAD, more typically about 2 μM MEAD. A suitable maximum particle size for intranasal accumulation is often about 10 μM MEAD, generally about 8 μM MEAD, and more typically about 4 μM MEAD. Intranasal respiratory powders within these particle size ranges can be made by a variety of conventional techniques such as jet milling, spray drying, solvent precipitation, and supercritical fluid concentration. These dry powders of appropriate MMEAD may be administered to the patient via a conventional dry powder inhaler (DPI), which depends on the patient's breathing during pulmonary or nasal inhalation, Disperse the powder in aerosolized amount. Alternatively, the dry powder may be administered via an air-assisted device that uses an external power source to disperse the aerosolized amount of powder, such as, for example, a piston pump.

乾燥粉末デバイスは、通常、単回エアゾール化用量(「パフ」)を製造するために約1mgないし20mgの範囲の質量の粉末を必要とする。生理活性物質の必要用量又は所望の用量がこの量よりも少ない場合、粉末化活性物質を、通常、薬学的乾燥充填粉末と組み合わせて、必要な総粉末質量を得る。好ましい乾燥充填粉末としては、スクロース、ラクトース、デキストロース、マンニトール、グリシン、トレハロース、ヒト血清アルブミン(HSA)、及びデンプンが挙げられる。他の好適な乾燥充填粉末としては、セロビオース、デキストラン、マルトトリオース、ペクチン、クエン酸ナトリウム、及びアスコルビン酸ナトリウム等が挙げられる。   Dry powder devices typically require powders in the mass range of about 1 mg to 20 mg to produce a single aerosolized dose (“puff”). If the required or desired dose of bioactive agent is less than this amount, the powdered active agent is usually combined with a pharmaceutically dry-filled powder to obtain the required total powder mass. Preferred dry filled powders include sucrose, lactose, dextrose, mannitol, glycine, trehalose, human serum albumin (HSA), and starch. Other suitable dry-filled powders include cellobiose, dextran, maltotriose, pectin, sodium citrate, sodium ascorbate, and the like.

本発明の範囲内の上皮送達のための組成物を処方するために、生理活性物質を、種々の薬学的に許容可能な添加物並びに活性物質の分散のための基剤又は担体と組み合わせてよい。所望の添加物としては、アルギニン、水酸化ナトリウム、グリシン、塩酸、クエン酸、酢酸のようなpH調節剤が挙げられるが、これらに限定されない。さらに、局部麻酔薬(例えば、ベンジルアルコール)、等張化剤(例えば、塩化ナトリウム、マンニトール、ソルビトール)、吸着阻害剤(例えば、Tween80)、溶解増強剤(例えば、シクロデキストリン及びその誘導体)、安定剤(例えば、血清アルブミン)、及び還元剤(例えば、グルタチオン)を含んでよい。上皮送達用組成物が液体である場合、製剤の張度を、単位として用いた生理食塩水の張度(0.9%(w/v))を基準として測定した場合、通常、投与部位の鼻粘膜で実質的に不可逆的な組織損傷が誘導されない値に調整する。一般に、溶液の張度を、約1/3ないし3、より典型的には1/2ないし2、最も頻繁には3/4ないし1.7の値に調整する。   In order to formulate a composition for epithelial delivery within the scope of the present invention, the bioactive substance may be combined with various pharmaceutically acceptable additives as well as a base or carrier for the dispersion of the active substance. . Desired additives include, but are not limited to, pH regulators such as arginine, sodium hydroxide, glycine, hydrochloric acid, citric acid, acetic acid. In addition, local anesthetics (eg benzyl alcohol), isotonic agents (eg sodium chloride, mannitol, sorbitol), adsorption inhibitors (eg Tween 80), solubility enhancers (eg cyclodextrin and its derivatives), stable An agent (eg, serum albumin) and a reducing agent (eg, glutathione) may be included. When the composition for epithelial delivery is a liquid, when the tonicity of the preparation is measured with reference to the tonicity of physiological saline used as a unit (0.9% (w / v)), it is usually at the site of administration. Adjust to a value that does not induce substantially irreversible tissue damage in the nasal mucosa. In general, the tonicity of the solution is adjusted to a value of about 1/3 to 3, more typically 1/2 to 2, and most often 3/4 to 1.7.

生理活性物質は、活性物質及び任意の所望の添加物を分散する能力を有する親水性化合物を含み得る基剤又は賦形剤に分散してよい。基剤は、ポリカルボン酸類又はその塩類、無水カルボン酸類(例えば、無水マレイン酸)と他のモノマー(例えば、メチル(メタ)アクリレート、アクリル酸等)とのコポリマー、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンのような親水性ビニルポリマー、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースのようなセルロース誘導体、及びキトサン、コラーゲン、アルギン酸ナトリウム、ゼラチン、ヒアルロン酸、及びその非毒性金属塩のような天然ポリマーが挙げられるが、これらに限定されない広範な好適な担体から選択してよい。多くの場合、例えば、ポリ乳酸、ポリ(乳酸−グリコール酸)コポリマー、ポリヒドロキシ酪酸、ポリ(ヒドロキシ酪酸−グリコール酸)コポリマー、及びこれらの混合物等の生分解性ポリマーを、基剤又は担体として選択する。あるいは又はさらに、ポリグリセリン脂肪酸エステル、スクロース脂肪酸エステル等のような合成脂肪酸エステル類を、担体として使用してよい。親水性ポリマー及び他の担体は、単独又は組み合わせて使用してよく、部分的結晶化、イオン結合、架橋等によって担体の構造一体性を高めることができる。流体又は粘性溶液、ゲル、ペースト、粉末、微粒子、及びフィルムを含む、鼻粘膜への直接適用のための種々の形態で担体を提供してよい。この状況での選択された担体の使用により、生理活性物質の吸収を促進することができる。   The bioactive substance may be dispersed in a base or excipient that may include a hydrophilic compound having the ability to disperse the active substance and any desired additives. Bases include polycarboxylic acids or salts thereof, copolymers of carboxylic anhydrides (eg, maleic anhydride) and other monomers (eg, methyl (meth) acrylate, acrylic acid, etc.), polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone These include hydrophilic vinyl polymers such as, cellulose derivatives such as hydroxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, and natural polymers such as chitosan, collagen, sodium alginate, gelatin, hyaluronic acid, and non-toxic metal salts thereof. You may choose from a wide range of suitable carriers that are not limited to: In many cases, biodegradable polymers such as, for example, polylactic acid, poly (lactic acid-glycolic acid) copolymer, polyhydroxybutyric acid, poly (hydroxybutyric acid-glycolic acid) copolymer, and mixtures thereof are selected as the base or carrier. To do. Alternatively or additionally, synthetic fatty acid esters such as polyglycerin fatty acid esters, sucrose fatty acid esters and the like may be used as the carrier. The hydrophilic polymer and other carriers may be used alone or in combination, and the structural integrity of the carrier can be enhanced by partial crystallization, ionic bonding, crosslinking, and the like. The carrier may be provided in a variety of forms for direct application to the nasal mucosa, including fluid or viscous solutions, gels, pastes, powders, microparticles, and films. The use of selected carriers in this situation can facilitate the absorption of bioactive substances.

生理活性物質は、種々の方法にしたがって基剤又は担体と組み合わせることができ、活性物質を、担体の拡散、崩壊、水チャネルの関連製剤によって放出することができる。ある環境では、例えば、イソブチル2−シアノアシレート等の好適なポリマーから調製したマイクロカプセル(微粒子)又はナノカプセル(ナノ粒子)中に活性物質を分散させ、鼻粘膜に適用される生体適合性分散媒中に分散させ、それにより長期間にわたり送達及び生物活性が持続する。   The bioactive substance can be combined with a base or carrier according to various methods, and the active substance can be released by diffusion, disintegration of the carrier, related formulations of the water channel. In some circumstances, for example, a biocompatible dispersion applied to the nasal mucosa by dispersing the active substance in microcapsules (microparticles) or nanocapsules (nanoparticles) prepared from a suitable polymer such as isobutyl 2-cyanoacylate. Dispersed in the medium, thereby sustaining delivery and biological activity over a long period of time.

本発明の範囲内の医薬品の上皮送達をさらに増強するために、活性物質を含む製剤はまた、基剤又は賦形剤として親水性低分子量化合物を含んでもよい。かかる親水性低分子量化合物により、生理活性ペプチド又はタンパク質等のような水溶性活性物質が基剤を介して、活性物質を吸収することができる体表に拡散する経路媒体が得られる。親水性低分子量化合物は、所望により、粘膜又は投与環境由来の水分を吸収し、水溶性活性ペプチドを溶解する。親水性低分子量化合物の分子量は、一般に、10000以下、このましくは3000以下である。代表的な親水性低分子量化合物としては、スクロース、マンニトール、ソルビトール、ラクトース、L−アラビノース、D−エリトロース、D−リボース、D−キシロース、D−マンノース、トレハロース、D−ガラクトース、ラクツロース、セロビオース、ゲンチビオース、グリセリン、及びポリエチレングリコールのようなオリゴ糖類、二糖類、及び単糖類のようなポリオール化合物が挙げられる。本発明の範囲内の担体として有用な親水性低分子量化合物の他の例としては、N−メチルピロリドン及びアルコール(例えば、オリゴビニルアルコール、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等)が挙げられる。これらの親水性低分子量化合物は、単独又は、互いに若しくは経鼻製剤の他の活性若しくは不活性物質と組み合わせて使用することができる。   In order to further enhance the epithelial delivery of pharmaceuticals within the scope of the present invention, the formulation comprising the active substance may also comprise a hydrophilic low molecular weight compound as a base or excipient. Such a hydrophilic low molecular weight compound provides a pathway medium in which a water-soluble active substance such as a physiologically active peptide or protein diffuses to the body surface through which the active substance can be absorbed. If desired, the hydrophilic low molecular weight compound absorbs water from the mucosa or administration environment and dissolves the water-soluble active peptide. The molecular weight of the hydrophilic low molecular weight compound is generally 10,000 or less, preferably 3000 or less. Typical hydrophilic low molecular weight compounds include sucrose, mannitol, sorbitol, lactose, L-arabinose, D-erythrose, D-ribose, D-xylose, D-mannose, trehalose, D-galactose, lactulose, cellobiose, gentibiose And polyol compounds such as oligosaccharides such as glycerin, and polyethylene glycol, disaccharides, and monosaccharides. Other examples of hydrophilic low molecular weight compounds useful as carriers within the scope of the present invention include N-methylpyrrolidone and alcohols (eg, oligovinyl alcohol, ethanol, ethylene glycol, propylene glycol, etc.). These hydrophilic low molecular weight compounds can be used alone or in combination with each other or with other active or inactive substances of nasal preparations.

あるいは、本発明の組成物は、必要に応じて、例えば、酢酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、モノラウリン酸ソルビタン、オレイン酸トリエタノールアミン等の、pH調節剤、緩衝剤、張度調節剤、及び湿潤剤等のような、生理的条件に近づけるための薬学的に許容可能な担体物質を含有してよい。固体組成物については、例えば、医薬品グレードのマンニトール、ラクトース、デンプン、ステアリン酸マグネシウム、サッカリンナトリウム、滑石、セルロース、グルコース、スクロース、及び炭酸マグネシウム等を含む、従来の非毒性の薬学的に許容可能な担体を使用してよい。   Alternatively, the composition of the present invention may be prepared by using a pH adjusting agent, a buffering agent, such as sodium acetate, sodium lactate, sodium chloride, potassium chloride, calcium chloride, sorbitan monolaurate, triethanolamine oleate, as necessary. Pharmaceutically acceptable carrier materials may be included to approximate physiological conditions, such as tonicity adjusting agents and wetting agents. For solid compositions, conventional non-toxic pharmaceutically acceptable carriers including, for example, pharmaceutical grades of mannitol, lactose, starch, magnesium stearate, sodium saccharin, talc, cellulose, glucose, sucrose, magnesium carbonate, and the like May be used.

生理活性物質の投与のための治療組成物は、高濃度の活性成分に好適な溶液、マイクロエマルジョン、又は他の規則正しい構造として処方してもよい。担体は、例えば、水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、及び脂質ポリエチレングリコール等)、及びこれらの好適な混合物を含有する溶媒又は分散媒であってよい。溶液に適切な流動性は、例えば、レシチンのようなコーティングの使用、分散性製剤の場合の所望の粒径の維持、及び界面活性剤の使用によって維持することができる。多くの場合、組成物中に、例えば、糖、マンニトール、ソルビトールのような多価アルコール、又は塩化ナトリウム等の張化剤を含むことが望ましい。例えば、モノステアリン酸塩及びゼラチンのような、吸収を遅延させる薬剤を組成物中に含むことにより、生理活性物質の吸収を延長することができる。   Therapeutic compositions for administration of bioactive substances may be formulated as solutions, microemulsions, or other ordered structures suitable for high concentrations of active ingredients. The carrier can be a solvent or dispersion medium containing, for example, water, ethanol, polyol (for example, glycerol, propylene glycol, and lipid polyethylene glycol, and the like), and suitable mixtures thereof. The proper fluidity of a solution can be maintained, for example, by the use of a coating such as lecithin, by the maintenance of the desired particle size in the case of dispersible preparation, and by the use of surfactants. In many cases, it will be desirable to include tonicity agents, such as, for example, sugars, polyalcohols such as mannitol, sorbitol, or sodium chloride in the composition. For example, the absorption of bioactive substances can be extended by including in the composition an agent that delays absorption, such as monostearate and gelatin.

本発明の特定の態様では、生理活性物質は、例えば、遅延放出ポリマーを含む組成物等の徐放製剤中で投与する。例えば、ポリマー、マイクロカプセル化送達系、又は生体接着ゲルのような放出制御賦形剤等の急速な放出を防止する担体を用いて活性物質を調製してよい。本発明の種々の組成物中の活性物質の送達は、例えば、モノステアリン酸アルミニウム、ヒドロゲル、及びゼラチン等の組成物中に、吸収を遅延させる薬剤を含むことにより延長することができる。生理活性物質の放出制御製剤が望ましい場合、本発明に従った使用に好適な放出制御結合剤としては、活性物質に対して不活性であり、且つ生理活性物質を組み込むことができる任意の生体適合性放出制御物質が挙げられる。多数のかかる物質は当該分野で公知である。有用な放出制御結合剤は、経鼻送達後の生理的条件下で(例えば、鼻粘膜表面において、又は経粘膜送達後の体液の存在下で)ゆっくり代謝される物質である。適切な結合剤としては、当該分野において徐放性製剤に既に使用されている生体適合性ポリマー及びコポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。かかる生体適合性化合物は周囲の組織に対して非毒性且つ不活性であり、鼻腔への刺激、免疫応答、炎症等のような著しい副作用を誘発しない。これらは、これも生体適合性を示し、体内から容易に排出される、代謝産物に代謝される。   In certain aspects of the invention, the bioactive agent is administered in a sustained release formulation, such as, for example, a composition comprising a delayed release polymer. For example, the active agent may be prepared using carriers that prevent rapid release, such as polymers, microencapsulated delivery systems, or controlled release excipients such as bioadhesive gels. Delivery of active agents in the various compositions of the present invention can be extended by including agents that delay absorption in compositions such as, for example, aluminum monostearate, hydrogels, and gelatin. If a controlled release formulation of a bioactive substance is desired, a controlled release binder suitable for use in accordance with the present invention is any biocompatible that is inert to the active substance and can incorporate the bioactive substance. Controlled release substances. A number of such materials are known in the art. Useful controlled release binders are substances that are slowly metabolized under physiological conditions after nasal delivery (eg, at the nasal mucosal surface or in the presence of body fluids after transmucosal delivery). Suitable binders include, but are not limited to, biocompatible polymers and copolymers already used in the art for sustained release formulations. Such biocompatible compounds are non-toxic and inert to surrounding tissues and do not induce significant side effects such as nasal irritation, immune response, inflammation and the like. They are metabolized into metabolites that are also biocompatible and are easily excreted from the body.

この状況で使用される代表的なポリマー材料としては、加水分解性エステル結合を有するコポリマー及びホモポリマーのポリエステル類由来のポリマーマトリクスが挙げられるが、これらに限定されない。これらの多数は、生分解性を示し、毒性が全くないか毒性が低い分解産物が得られることが当該分野で公知である。代表的ポリマーとしては、ポリグリコール酸(PGA)及びポリ乳酸(PLA)、ポリ(DL−乳酸−コ−グリコール酸)(DL PLGA)、ポリ(D−乳酸−コ−グリコール酸)(D PLGA)、及びポリ(L−乳酸−コ−グリコール酸)(L PLGA)が挙げられる。他の有用な生分解性又は生体浸食性ポリマーとしては、ポリ(ε−カプロラクトン)、ポリ(ε−アプロラクトン−CO−乳酸)、ポリ(ε−アプロラクトン−CO−グリコール酸)、ポリ(β−ヒドロキシ酪酸)、ポリ(アルキル−2−シアノアクリレート)、ポリ(ヒドロキシエチルメタクリレート)のようなヒドロゲル類、ポリアミド類、ポリ(アミノ酸類)(即ち、L−ロイシン、グルタミン酸、L−アスパラギン酸等)、ポリ(エステル尿素)、ポリ(2−ヒドロキシエチルDL−アスパルタミド)、ポリアセタールポリマー、ポリオルソエステル類、ポリカーボネート、ポリマレアミド類、多糖類、及びこれらのコポリマーのようなポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。かかる製剤の調製方法の多くは、一般に、当業者に公知である。他の有用な製剤としては、例えば、マイクロカプセル等の放出制御組成物(米国特許第4,652,441号及び同第4,917,893号)、マクロカプセル及び他の製剤の作製に有用な乳酸−グリコール酸コポリマー(米国特許第4,677,191号及び同第4,728,721号)、及び水溶性ペプチド用の徐放性組成物(米国特許第4,675,189号)が挙げられる。   Exemplary polymeric materials used in this context include, but are not limited to, polymer matrices derived from copolymers and homopolymeric polyesters having hydrolysable ester linkages. Many of these are known in the art to yield degradation products that are biodegradable and have little or no toxicity. Typical polymers include polyglycolic acid (PGA) and polylactic acid (PLA), poly (DL-lactic acid-co-glycolic acid) (DL PLGA), poly (D-lactic acid-co-glycolic acid) (D PLGA) And poly (L-lactic acid-co-glycolic acid) (L PLGA). Other useful biodegradable or bioerodible polymers include poly (ε-caprolactone), poly (ε-aprolactone-CO-lactic acid), poly (ε-aprolactone-CO-glycolic acid), poly (β -Hydroxybutyric acid), poly (alkyl-2-cyanoacrylate), hydrogels such as poly (hydroxyethyl methacrylate), polyamides, poly (amino acids) (ie, L-leucine, glutamic acid, L-aspartic acid, etc.) , Polymers such as poly (ester urea), poly (2-hydroxyethyl DL-aspartamide), polyacetal polymers, polyorthoesters, polycarbonates, polymaleamides, polysaccharides, and copolymers thereof. Not. Many methods for preparing such formulations are generally known to those skilled in the art. Other useful formulations include, for example, controlled release compositions such as microcapsules (US Pat. Nos. 4,652,441 and 4,917,893), macrocapsules and other formulations useful. Lactic acid-glycolic acid copolymers (US Pat. Nos. 4,677,191 and 4,728,721) and sustained release compositions for water-soluble peptides (US Pat. No. 4,675,189). It is done.

鼻腔用スプレー製品の製造過程は、一般に、85%未満の水に加えて、GRPを含まない鼻腔用スプレー製剤の成分を含む、GRP鼻腔用スプレー用の希釈剤の調製を含む。次いで、希釈剤のpHを測定し、必要に応じて、水酸化ナトリウム又は塩酸で所望の製剤pHに調節する。水を用いて、最終標的容積の希釈剤を得る。最終標的容積の85%未満の希釈剤をねじ口瓶に非無菌的に移動させることにより、GRP鼻腔用スプレーを調製する。適切な量のGRPを添加し、完全に溶解するまで混合する。pHを測定し、必要に応じて、水酸化ナトリウム又は塩酸で所望の製剤pHに調節する。十分な量の希釈剤を添加し、最終標的容積にする。ねじ口瓶に充填し、ふたをする。上記製造過程の説明は、薬物製品の初期臨床バッチを調製するために用いる方法を表す。この方法を開発過程で修正し、製造過程を最適化してもよい。   The manufacturing process for nasal spray products generally involves the preparation of a diluent for GRP nasal sprays that includes, in addition to less than 85% water, ingredients of a nasal spray formulation that does not contain GRP. The pH of the diluent is then measured and adjusted to the desired formulation pH with sodium hydroxide or hydrochloric acid as necessary. Water is used to obtain the final target volume of diluent. Prepare a GRP nasal spray by transferring aseptically less than 85% of the final target volume to the screw-mouth bottle. Add the appropriate amount of GRP and mix until completely dissolved. The pH is measured and adjusted to the desired formulation pH with sodium hydroxide or hydrochloric acid as necessary. A sufficient amount of diluent is added to make the final target volume. Fill screw cap jar and cap. The above description of the manufacturing process represents the method used to prepare the initial clinical batch of drug product. This method may be modified during the development process to optimize the manufacturing process.

現在販売されているGRPは、FDAの規制を遵守するために滅菌製造条件を必要とする。注射又は注入用GRPを含む非経口投与は、滅菌(無菌)製造過程を必要とする。滅菌薬剤製造のための医薬品適正製造基準(GMP)としては、設計及び構造の特徴に対する規格(standards for design and construction features)(連邦規制基準21条§211.42(2005年4月1日));試験及び成分の認可又は棄却、薬物製品容器及び密閉に対する規格(standards for testing and approval or rejection of components, drug product containers, and closures)(§211.84);微生物汚染の制御に対する規格(standards for control of microbiological contamination)(§211.113);並びに他の特殊試験要件(other special testing requirements)(§211.167)が挙げられる。本発明の経鼻投与製品のような、非腸管外(Non-parenteral)(非無菌)製品は、これらの特殊な滅菌製造条件を必要としない。容易に認識することができるように、滅菌製造過程の要件は、非滅菌製品の製造過程に必要とされる要件より、大幅に高く且つそれ相応に高価である。これらの原価は、設備のためのより高額な資本化原価、並びにより高額な製造原価、つまり、さらなる部屋及び空調を含む滅菌製造のための追加設備、さらなる労働力、大規模な品質管理及び品質保証、並びに管理上の支援を含む滅菌製造に付随する追加原価を含む。結果として、本発明の製品のような経鼻投与GRP製品の製造原価は、非経口的に投与されるGRP製品の製造原価より著しく安価である。本発明は、GRPの非滅菌製造過程に対する要求を満たす。   Currently sold GRP requires sterilized manufacturing conditions to comply with FDA regulations. Parenteral administration including GRP for injection or infusion requires a sterile (aseptic) manufacturing process. Standards for design and construction features (standards for design and construction features) (Federal Regulatory Standards Article 21 § 211.42 (April 1, 2005)) Approval or rejection of tests and ingredients, standards for drug product containers and seals, drug production containers, drug clauses (§ 211.84); control of microbiological contamination (§211.113); and other special tests And other special testing requirements (§211.167). Non-parental (non-sterile) products, such as the nasal administration products of the present invention, do not require these special sterile manufacturing conditions. As can be readily appreciated, the requirements of the sterilization manufacturing process are significantly higher and correspondingly more expensive than those required for the manufacturing process of non-sterile products. These costs include higher capitalization costs for equipment and higher manufacturing costs, ie additional equipment for sterilization manufacturing, including additional room and air conditioning, additional workforce, extensive quality control and quality Includes additional costs associated with sterilization manufacturing including warranty and administrative support. As a result, the manufacturing cost of a nasal GRP product, such as the product of the present invention, is significantly less than the manufacturing cost of a parenterally administered GRP product. The present invention satisfies the need for a non-sterile manufacturing process for GRP.

本発明は、保存料無添加のGRP薬物製品を含む。かかる製剤は、保存料を含有しない。抗微生物付形剤の非存在下では、製剤は滅菌条件下で保存料無添加鼻腔用スプレー装置に充填される、又は皮膚貼付剤に組み込まれる。該装置は、送達系内で製剤を汚染させることなく、有効量を送達することができる。かかるGRP薬物製品は、同一容器から複数回投薬することができ、それにより使い捨て薬物製品に比べて、商品の原価が著しく低減される。複数回使用保存料無添加GRP製剤の利点は、安定性の向上、微生物汚染防止の代替手段、及び製品の商品化をより容易に実行可能にできる商品の原価低減である。   The present invention includes GRP drug products without preservatives. Such formulations do not contain preservatives. In the absence of antimicrobial excipients, the formulation is filled into a preservative-free nasal spray device under sterile conditions or incorporated into a skin patch. The device can deliver an effective amount without contaminating the formulation within the delivery system. Such GRP drug products can be dispensed multiple times from the same container, thereby significantly reducing the cost of goods compared to disposable drug products. Advantages of multi-use preservative-free GRP formulations are improved stability, alternative means of preventing microbial contamination, and reduced product costs that can make product commercialization easier.

必要量の活性化合物を、1又は2種類以上の上記に列挙した成分を有する適切な溶媒へ組み込み、必要に応じて、次いで濾過滅菌することにより、滅菌溶液を調製することができる。一般に、基剤となる分散媒及び上記に列挙した必要な他の成分を含有する滅菌賦形剤へ活性化合物を組み込むことによって、分散体を調製する。滅菌粉末の場合、調製方法は、予め濾過滅菌した溶液から、活性成分に加えて任意のさらなる所望の成分の粉末が得られる真空乾燥及びフリーズドライを含む。例えば、パラベン、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸、及びチメロサール等の種々の抗菌剤及び抗真菌剤によって微生物作用を防止することができる。   Sterile solutions can be prepared by incorporating the required amount of the active compound into a suitable solvent having one or more of the above-listed ingredients and, if necessary, then filter sterilizing. Generally, dispersions are prepared by incorporating the active compound into a sterile vehicle that contains a basic dispersion medium and the required other ingredients from those enumerated above. In the case of sterile powders, preparation methods include vacuum drying and freeze drying in which a prefilter sterilized solution provides a powder of any additional desired ingredients in addition to the active ingredient. For example, microbial action can be prevented by various antibacterial and antifungal agents such as parabens, chlorobutanol, phenol, sorbic acid, and thimerosal.

投薬及び副作用を制御及びモニタリングするための十分な予防手段が整っているならば、本発明の粘膜及び皮膚投与により、患者による有効な自己投与治療が行える。粘膜及び皮膚投与はまた、痛みがあり、患者を感染の危険性にさらし、薬物バイオアベイラビリティの問題が存在し得る、注射のような他の投薬形態の特定の欠点も克服する。鼻送達及び肺送達のために、噴霧としての液体治療薬のエアゾール投薬を制御するためのシステムは周知である。一態様では、定量の活性物質を、特別に構築した機械ポンプ弁を用いて送達させる(米国特許第4,511,069号)。別の態様では、活性物質は皮膚貼布技術により送達される。   If sufficient preventive measures are in place to control and monitor medication and side effects, the mucosal and dermal administration of the present invention provides an effective self-administration treatment by the patient. Mucosal and dermal administration also overcomes certain drawbacks of other dosage forms, such as injections, which are painful, expose the patient to the risk of infection, and where drug bioavailability problems may exist. Systems for controlling aerosol dosing of liquid therapeutics as a spray are well known for nasal and pulmonary delivery. In one embodiment, a metered amount of active substance is delivered using a specially constructed mechanical pump valve (US Pat. No. 4,511,069). In another aspect, the active substance is delivered by skin patch technology.

投薬量
予防及び治療目的のために、本明細書中に開示した生理活性物質は、長期間の持続的送達(例えば、持続的な経皮、粘膜、又は静脈内送達)による単回ボーラス送達又は反復投与プロトコール(例えば、1時間毎、1日毎、又は1週間毎の反復投与プロトコール)において被験体に投与してよい。この状況において、治療有効用量のGRPは、上記の標的疾患又は容態に関連する1又は2種類以上の症状又は検出可能な容態を緩和する、臨床的に有意な結果が得られる長期予防又は治療計画の範囲内での反復投与を含んでよい。この状況における有効投薬量の決定は、通常、動物モデル実験及びその後のヒト臨床試験に基づき、被験体の標的疾患の症状又は容態の発症又は重症度を有意に減少させる有効投薬量及び投与プロトコールを決定することにより導かれる。これに関する好適なモデルとしては、例えば、マウス、ラット、ブタ、ネコ、非ヒト霊長類、及び当該分野で公知の他の許容できる動物モデル被験体が挙げられる。あるいは、有効投薬量は、in vitroモデル(例えば、免疫アッセイ及び組織病理学アッセイ)を使用して決定してもよい。かかるモデルを使用すれば、一般の計算及び調整を要するだけで、通常、治療有効量(例えば、所望の応答を誘発するための経鼻、経皮、静脈内、又は筋肉内で有効な量)の生理活性物質の適切な濃度及び投与量が決定される。
Dosage For prophylactic and therapeutic purposes, the bioactive agents disclosed herein can be delivered in a single bolus delivery over a prolonged sustained delivery (eg, sustained transdermal, mucosal, or intravenous delivery) or Subjects may be administered in a repeated dose protocol (eg, an hourly, daily, or weekly repeated dose protocol). In this situation, a therapeutically effective dose of GRP is a long-term prevention or treatment plan with clinically significant results that alleviates one or more symptoms or detectable conditions associated with the target disease or condition. Repeated administration within the range of may be included. The determination of effective dosage in this situation is usually based on animal model experiments and subsequent human clinical trials, with effective dosages and administration protocols that significantly reduce the onset or severity of the subject's target disease symptom or condition. Guided by decision. Suitable models in this regard include, for example, mice, rats, pigs, cats, non-human primates, and other acceptable animal model subjects known in the art. Alternatively, effective dosages may be determined using in vitro models (eg, immunoassays and histopathology assays). With such a model, only a general calculation and adjustment is required, and usually a therapeutically effective amount (eg, an amount effective nasally, transdermally, intravenously, or intramuscularly to elicit the desired response). The appropriate concentration and dose of the physiologically active substance are determined.

別の態様では、本発明は、GRPの経鼻送達のための組成物及び方法であって、長期投与期間中に治療に有効な、増減する拍動性濃度のGRPを維持するために1日毎又は1週間毎のスケジュールでのGRPの被験体への複数回投与を含む、経鼻有効投薬レジメンによってGRP化合物を反復投与する、組成物及び方法を提供する。組成物及び方法により、8時間ないし24時間にわたる投与期間中に治療に有効な増減する拍動性濃度のGRPを維持するために、毎日1回ないし6回経鼻製剤として被験体によって自己投与されるGRP化合物が得られる。   In another aspect, the present invention provides compositions and methods for nasal delivery of GRP, each day to maintain an increasing or decreasing pulsatile concentration of GRP that is therapeutically effective during long-term administration. Alternatively, compositions and methods are provided for repeated administration of a GRP compound by a nasal effective dosing regimen comprising multiple administrations of GRP to a subject on a weekly schedule. Depending on the composition and method, it is self-administered by the subject as a nasal formulation once to six times daily to maintain a therapeutically effective pulsatile concentration of GRP over a period of 8 to 24 hours of administration. A GRP compound is obtained.

キット
本発明はまた、哺乳動物被験体の疾患及び他の容態の予防及び治療で用いる上記の薬学的組成物、活性成分、及び/又はその投与手段を含むキット、包装、及び多容器ユニットを含む。要約すると、これらのキットは、上皮送達のために医薬品中に配合された、本明細書中に開示した上皮送達促進剤と併用する1又は2種類以上のGRPタンパク質、類似体、若しくは模倣体、及び/又は他の生理活性物質を含む容器又は製剤を含む。
Kits The present invention also includes kits, packaging, and multi-container units comprising the above pharmaceutical compositions, active ingredients, and / or administration means thereof for use in the prevention and treatment of diseases and other conditions in mammalian subjects. . In summary, these kits comprise one or more GRP proteins, analogs or mimetics in combination with an epithelial delivery enhancer disclosed herein formulated in a medicament for epithelial delivery, And / or containers or formulations containing other physiologically active substances.

本発明の経鼻製剤は、任意の噴霧瓶又は注射器を使用して又は点滴によって投与してよい。鼻腔用スプレー瓶の例は、1噴出あたり0.1mLの用量を送達し、浸漬管の長さが36.05mmである「Nasal Spray Pump w/Safety Clip,Pfeiffer SAP #60548」である。これは、ニュージャージー州プリンストン(Princeton)のPfeiffer of America社から購入することができる。   The nasal formulations of the present invention may be administered using any spray bottle or syringe or by infusion. An example of a nasal spray bottle is “Nasal Spray Pump w / Safety Clip, Pfeiffer SAP # 60548” which delivers a dose of 0.1 mL per squirt and has a dip tube length of 36.05 mm. This can be purchased from Pfeiffer of America, Princeton, NJ.

GRPのエアロゾル経鼻投与
我々は、上記のGRPが、鼻スプレー又はエアロゾルを用いて鼻腔内投与できることを見出した。多くのタンパク質とペプチドは、噴霧又はエアロゾルを作り出す際に、アクチュエーターにより生み出される機械的力により引き千切られるか又は変性してしまうことが示されていたので、このことは驚くべきことであった。この分野においては、以下の定義が有用である。
Aerosol Nasal Administration of GRP We have found that the above GRP can be administered intranasally using nasal sprays or aerosols. This was surprising because many proteins and peptides have been shown to be shredded or denatured by the mechanical force generated by the actuator when creating a spray or aerosol. The following definitions are useful in this field.

1. エアロゾル−圧力下でパッケージングされ、適切なバルブ装置の作動により放出される治療用の有効成分を含む産物。 1. Aerosol-A product containing a therapeutic active ingredient that is packaged under pressure and released by actuation of a suitable valve device.

2. 定量エアロゾル−各作動により一定量の噴霧の送達を可能にする定量投与バルブから成る加圧式剤形。 2. Metered aerosol-A pressurized dosage form consisting of a metered dose valve that allows delivery of a certain amount of spray with each actuation.

3. 粉末エアロゾル−圧力下でパッケージングされ、適切なバルブ装置の作動により放出される治療用の有効成分を、粉末の形態で含む製品。 3. Powder aerosol—a product that is packaged under pressure and contains the therapeutically active ingredient in the form of a powder that is released by actuation of a suitable valve device.

4. スプレーエアロゾル−エアロゾル産物であって、圧縮ガスを噴射剤として利用して、該産物を湿った噴霧として発射するために必要な力を提供するエアロゾル産物;一般的に、水性溶媒中の薬剤の溶液に用いることができる。 4). Spray aerosol-an aerosol product that utilizes a compressed gas as a propellant to provide the force necessary to fire the product as a wet spray; generally a solution of a drug in an aqueous solvent Can be used.

5. スプレー−空気又はスチームの噴流により微細に分離された液体。鼻スプレー薬剤産物は、非加圧式ディスペンサー中の溶液又は賦形剤の混合物に溶解又は懸濁された治療用の有効成分を含む。 5). Spray-liquid finely separated by air or steam jets. The nasal spray drug product includes a therapeutic active ingredient dissolved or suspended in a solution or mixture of excipients in a non-pressurized dispenser.

6. 定量スプレー−各作動により特定量の噴霧の分与を可能にするバルブから成る、非加圧式剤形。 6). Metered spray—a non-pressurized dosage form consisting of valves that allow dispensing of a specific amount of spray with each actuation.

7. 懸濁スプレー−液体媒体中に分散した固体粒子を含み、液滴又は微細に分離した固体の形態にある液体製剤。 7. Suspension spray-A liquid formulation containing solid particles dispersed in a liquid medium and in the form of droplets or finely separated solids.

定量鼻スプレーポンプにより放出されたエアロゾルスプレーの、薬物送達装置(「DDD」)としての流体力学的なキャラクタリゼーション。スプレーのキャラクタリゼーションは、新規及び既存の鼻スプレーポンプの研究開発、品質保証及び安定性試験方法についての、食品医薬品局(「FDA」)による承認のために必要な提出書類に不可欠な部分である。   Hydrodynamic characterization of an aerosol spray released by a metered nasal spray pump as a drug delivery device (“DDD”). Spray characterization is an integral part of the documentation required for approval by the Food and Drug Administration ("FDA") on research and development, quality assurance and stability testing methods for new and existing nasal spray pumps. .

スプレーのジオメトリの徹底的なキャラクタリゼーションは、鼻スプレーポンプの全体的性能の最高の指標になることが判明した。特に、スプレーが装置から出る際のスプレーの発散角度(プルームジオメトリ(plume geometry))の測定;スプレーの断面楕円率、均一性、及び粒子/液滴分布(スプレーパターン);発生するスプレーの時間を追った広がりが鼻スプレーポンプのキャラクタリゼーションにおける、最も代表的な性能量であることが判明した。品質保証と安定性試験の間、プルームジオメトリ(plume geometry)とスプレーパターンの測定値が、鼻スプレーポンプの承認されたデータ判定基準との一致性及び適合性を証明するための要となる識別子である。   A thorough characterization of the spray geometry has been found to be the best indicator of the overall performance of a nasal spray pump. In particular, measurement of spray divergence angle (plume geometry) as it exits the apparatus; spray cross-sectional ellipticity, uniformity, and particle / droplet distribution (spray pattern); The tracking spread has been found to be the most representative performance quantity in nasal spray pump characterization. During quality assurance and stability testing, plume geometry and spray pattern measurements are key identifiers to prove consistency and suitability with nasal spray pump approved data criteria. is there.

プルーム高(Plume Height)−アクチュエーターの先端から、直線流の崩壊によりプルームの角度が非直線になる点までの長さ。デジタル画像の目視検査に基づき、スプレーパターンの最も遠い測定点と一致する、幅の測定点を設定するため、30 mmの高さをこの試験のために規定した。   Plume Height—The length from the tip of the actuator to the point where the plume angle becomes non-linear due to the collapse of the linear flow. Based on visual inspection of the digital image, a height of 30 mm was defined for this test to set a width measurement point that coincided with the farthest measurement point of the spray pattern.

長軸‐基本単位(mm)で測った、COMwを横切る近似スプレーパターン中に引くことが可能な最も長い弦   Longest axis-the longest string that can be drawn in an approximate spray pattern across COMw, measured in base units (mm)

短軸‐基本単位(mm)で測った、COMwを横切る近似スプレーパターン中に引くことが可能な最も短い弦   Short axis-the shortest string that can be drawn in an approximate spray pattern across COMw, measured in base units (mm)

楕円率‐短軸に対する長軸の比率であり、好ましくは1.0ないし1.5であり、最も好ましくは1.0ないし1.3である。   Ellipticity—the ratio of the major axis to the minor axis, preferably 1.0 to 1.5, and most preferably 1.0 to 1.3.

10‐サンプルの総液体体積の10%が、その液滴より小さな直径(μm)を有する液滴から構成される、液滴の直径 D 10-The diameter of the droplet, where 10% of the total liquid volume of the sample is composed of droplets having a smaller diameter (μm) than the droplet

50‐サンプルの総液体体積の50%が、その液滴より小さな直径(μm)を有する液滴から構成される、液滴の直径であり、質量中央径(mass median diameter)としても知られている D 50- the diameter of a droplet, also known as the mass median diameter, where 50% of the total liquid volume of the sample is composed of droplets with a smaller diameter (μm) than the droplet ing

90‐サンプルの総液体体積の90%が、その液滴より小さな直径(μm)を有する液滴から構成される、液滴の直径 D 90-The diameter of the droplet, where 90% of the total liquid volume of the sample is composed of droplets having a smaller diameter (μm) than the droplet

スパン‐分散の幅の長さ、値が小さい程、分散が狭い。スパンは以下のように計算される   The smaller the length of span-dispersion width, the smaller the variance. The span is calculated as

Figure 2009518315
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RSD%‐相対標準偏差の百分率、標準偏差を系列の平均値で割った値に100を掛けた値であり、CV%としても知られる。   RSD%-percentage of the relative standard deviation, the value obtained by dividing the standard deviation by the mean value of the series, multiplied by 100, also known as CV%.

体積‐各作動によって送達装置から放出される液体又は粉末の体積であり、好ましくは0.01 mLないし約2.5 mL、最も好ましくは0.02 mLないし0.25 mLである。   Volume—The volume of liquid or powder released from the delivery device with each actuation, preferably 0.01 mL to about 2.5 mL, most preferably 0.02 mL to 0.25 mL.

上記の開示は、本発明を一般的に説明するものであり、本発明は、以下の実施例によって更に例示される。これらの実施例は、単に例示の目的のためだけに記載されており、本発明の範囲の制限を意図するものではない。ここでは特定の用語及び値が用いられてはいるが、これらの用語及び値も、同様に例示的なものであって、本発明の範囲を制限しないものとして理解されるであろう。   The above disclosure generally describes the present invention, which is further illustrated by the following examples. These examples are described solely for purposes of illustration and are not intended to limit the scope of the invention. Although specific terms and values are used herein, it will be understood that these terms and values are also exemplary and not limiting the scope of the invention.

実施例1
使用した材料及び装置
本実施例では、本出願の実施例2以降の実施例で用いられた試薬、装置及びこれらの供給源を例示する。表1には、実施例2以降の実施例で使用されたサンプル試薬が例示されている。
Example 1
Materials and Devices Used In this example, reagents and devices used in Examples 2 and later of this application, and their sources are illustrated. Table 1 exemplifies sample reagents used in Examples 2 and later.

Figure 2009518315
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表2には、本出願の実施例2で更に詳細に記載されるMatTek EpiAirway(商標)Systemの供給源と成分が例示されている。   Table 2 illustrates the sources and components of the MatTek EpiAirway ™ System described in more detail in Example 2 of this application.

Figure 2009518315
Figure 2009518315

表3には、本出願の実施例2で更に詳細に記載されるLDHアッセイ系の供給源と成分が例示されている。   Table 3 illustrates the sources and components of the LDH assay system described in more detail in Example 2 of this application.

Figure 2009518315
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表4には、ここでそれぞれ用いた、器具及び他の関連する実験消耗品及び供給源が例示されている。   Table 4 illustrates the instruments and other related laboratory consumables and sources used here, respectively.

Figure 2009518315
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実施例2
グルカゴン様ペプチド-1(GLP-1)医薬製剤のインビトロでの透過動態
本実施例では、賦形剤のDDPC、EDTA及び単体で又は組合せでM-β-CDを含む本発明の代表的な医薬製剤が、上皮細胞単層間のGLP-1の透過を促進することを実証する。表5には、どの製剤が、著しい細胞毒性を生じることなく、最も高いGLP-1の組織透過度と経上皮抵抗(TEER)の低下を達成したかを決定するために、インビトロのEpiAirway Model Systemにて、経上皮抵抗アッセイ(TEER)、細胞生存率アッセイ(MTT)、乳酸デヒドロゲナーゼ細胞死アッセイ(LDH)及び組織透過アッセイによってスクリーニングされた製剤が例示されている。
Example 2
In Vitro Permeation Kinetics of Glucagon-Like Peptide-1 (GLP-1) Pharmaceutical Formulations In this example, representative pharmaceuticals of the invention comprising the excipients DDPC, EDTA and M-β-CD alone or in combination. It demonstrates that the formulation promotes GLP-1 permeation between epithelial cell monolayers. Table 5 shows the in vitro EpiAirway Model System to determine which formulations achieved the highest GLP-1 tissue permeability and transepithelial resistance (TEER) reduction without causing significant cytotoxicity. Illustrates formulations screened by transepithelial resistance assay (TEER), cell viability assay (MTT), lactate dehydrogenase cell death assay (LDH) and tissue permeation assay.

各製剤とコントロールの3つの重複する系のサンプルを、MatTek社(アッシュランド、マサチューセッツ州)製のインビトロのモデルの気管/気管支上皮細胞膜インサート、EpiAirway system(カタログ番号#Air-100)を用いて評価した。EpiAirway(商標)systemは、気道で層をなしている偽重層上皮のモデルとして、MatTek社 (アッシュランド、マサチューセッツ州)により開発された。該上皮細胞を、底が多孔性メンブランの細胞培養インサート上で、空気-液体境界面にて増殖させると、結果として、細胞が非常に極性を帯びた形態へと分化する。頂端部表面は、微絨毛超微細構造の繊毛を有し、該上皮は、粘液を生産する(ムチンの存在がイムノブロッティング法により確認された)。細胞は、出荷の約3週間前に工場でインサート上に播種される。インサートは、0.875 cmの直径を有し、0.6 cmの面積を提供する。細胞は、出荷から約3週間前に工場でインサート上に播種される。 Three overlapping system samples for each formulation and control were evaluated using an in vitro model tracheal / bronchial epithelial cell membrane insert, EpiAirway system (Catalog ## Air-100) from MatTek (Ashland, MA). did. EpiAirway ™ system was developed by MatTek (Ashland, Mass.) As a model of pseudostratified epithelium layered in the respiratory tract. When the epithelial cells are grown on a cell culture insert with a porous membrane at the bottom at the air-liquid interface, the cells differentiate into a highly polar form. The apical surface has cilia with microvilli ultrastructure, and the epithelium produces mucus (the presence of mucin was confirmed by immunoblotting). Cells are seeded on inserts at the factory about 3 weeks prior to shipment. The insert has a diameter of 0.875 cm and provides an area of 0.6 cm 2 . Cells are seeded on inserts at the factory about 3 weeks before shipment.

EpiAirway(商標)培養膜は、実験を開始する1日前に受け取った。これらの培養膜は、フェノールレッド不含かつヒドロコルチゾン不含の、Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM)中で出荷された。各組織インサートは、0.9 mlの無血清DMEMを含む6ウェルプレートのウェルに静置した。膜を、37℃/5% COで24時間培養することで、組織を平衡化させた。このDMEM系培地は、無血清であったが、上皮増殖因子及び他の因子が補充されている。 EpiAirway ™ culture membranes were received one day before starting the experiment. These culture membranes were shipped in Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) without phenol red and without hydrocortisone. Each tissue insert was placed in a well of a 6 well plate containing 0.9 ml serum free DMEM. Tissues were equilibrated by culturing the membranes at 37 ° C./5% CO 2 for 24 hours. This DMEM-based medium is serum-free but is supplemented with epidermal growth factor and other factors.

培地は、毎回、鼻腔内送達に関して考えられるあらゆるサイトカインと成長因子の内在レベルについて試験されるが、インシュリン以外のサイトカイン又はこれまでに研究された因子は皆無であった。体積は、ユニットの高さにおいて、基底部分との接触を提供するが、上皮の頂端部表面を、直接空気と接触したまま残すのに十分な量である。本工程と、その後のユニットを液体含有ウェルに移すことを含む全ての工程において、ユニットの底部と培地の間に絶対に空気が入らないように、滅菌されたピンセットを用いる。   The medium was tested each time for any cytokine and growth factor endogenous levels considered for intranasal delivery, but none of the cytokines or factors studied so far. The volume is sufficient to provide contact with the basal portion at the height of the unit, but leave the apical surface of the epithelium in direct contact with air. Sterilized forceps are used to ensure that no air enters between the bottom of the unit and the medium in this step and all subsequent steps including transferring the unit to a liquid-containing well.

EpiAirway(商標)モデルシステムを用いて、各GLP-1含有製剤による、TEER、細胞生存率(MTTアッセイ)、細胞毒性(LDHアッセイ)及び透過に対する作用を評価した。これらのアッセイについては、以下に詳細に記載する。   The EpiAirway ™ model system was used to evaluate the effect of each GLP-1 containing formulation on TEER, cell viability (MTT assay), cytotoxicity (LDH assay) and permeation. These assays are described in detail below.

経上皮電気抵抗(TEER)
TEER値は、誘導電極を有する上皮電圧抵抗計に連結された組織抵抗測定チャンバーを用いて測定した。上皮電圧抵抗計及び組織抵抗測定チャンバーは、両方ともWorld Precision Instruments社製であった。実験を開始した日に、各インサートについて、最初にバックグラウンドのTEERを測定した。TEERを測定した後に、1 mlの新鮮な培地を6ウェルプレートの各ウェルの底部に注いだ。インサートは、ペーパータオル上で余分な水分を吸い取り、該インサートは、バックグラウンドTEER測定値と対応するように番号付けした状態で、新鮮な培地の入った新しいウェル中に静置した。100μlの実験製剤を各インサートに添加した。インサートを、100 rpmで、37℃の振とうインキュベーター内に1時間静置した。
Transepithelial electrical resistance (TEER)
The TEER value was measured using a tissue resistance measuring chamber connected to an epithelial voltage ohmmeter having an induction electrode. Both the epithelial voltage ohmmeter and the tissue resistance measurement chamber were from World Precision Instruments. On the day the experiment was started, the background TEER was first measured for each insert. After measuring the TEER, 1 ml of fresh medium was poured into the bottom of each well of a 6-well plate. The inserts blotted excess water on a paper towel and the inserts were placed in new wells with fresh media, numbered to correspond with background TEER measurements. 100 μl of experimental formulation was added to each insert. The insert was left at 100 rpm for 1 hour in a 37 ° C. shaking incubator.

キャリブレーションをチェックする前に、電源をオフにして電極と組織培養ブランクインサートを新鮮な培地中にて、少なくとも20分間平衡化させた。バックグラウンドの抵抗を、Endohm組織チャンバー中の1.5 mlの培地と、ブランクのMillicell-CMインサート中の300 μlの培地を用いて測定した。先端電極を、培地中に浸るが、インサートメンブランの上端表面とは接触しないように調節した。ブランクインサートのバックグラウンド抵抗は、約5-20オームであった。各TEER測定において、300μlの培地をインサートに添加し、これに続いて、Endohmチャンバー内に静置する前に20分間室温でインキュベートしてTEERを測定した。抵抗は、(抵抗測定値−ブランク)X 0.6 cmとして表わした。全てのTEER値は、組織の面積の関数として報告する。TEERは、以下の式によって計算した: Prior to checking the calibration, the power was turned off and the electrode and tissue culture blank insert were allowed to equilibrate in fresh medium for at least 20 minutes. Background resistance was measured using 1.5 ml medium in an Endohm tissue chamber and 300 μl medium in a blank Millicell-CM insert. The tip electrode was immersed in the medium but adjusted so as not to contact the top surface of the insert membrane. The background resistance of the blank insert was about 5-20 ohms. In each TEER measurement, 300 μl of medium was added to the insert, followed by a 20 minute incubation at room temperature before standing in the Endohm chamber to measure the TEER. Resistance was expressed as (resistance measurement-blank) X 0.6 cm 2 . All TEER values are reported as a function of tissue area. TEER was calculated by the following formula:

Figure 2009518315
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ここで、Rは、膜を有するインサートの抵抗であり、Rは、ブランクインサートの抵抗であり、Aは、膜の面積(0.6 cm)である。コントロール値(コントロール = 約1000オーム-cm;100に基準化する)に対するTEER値の低下は、細胞膜抵抗の低下と粘膜上皮細胞透過性の上昇を示す。1時間のインキュベーションを完了した後、組織インサートをインキュベーターから取り出した。200 μlの新鮮な培地を24ウェルプレートの各ウェルに注ぎ、組織インサートをその24ウェルプレートに移した。200 μlの新鮮な培地を、各組織インサートにゆっくりと添加した。各インサートについてTEERを再度測定した。 Here, R I is the resistance of the insert with the membrane, R b is the resistance of the blank insert, and A is the area of the membrane (0.6 cm 2 ). A decrease in TEER value relative to the control value (control = approximately 1000 ohm-cm 2 ; normalized to 100) indicates a decrease in cell membrane resistance and an increase in mucosal epithelial cell permeability. After completing the 1 hour incubation, the tissue insert was removed from the incubator. 200 μl of fresh medium was poured into each well of a 24-well plate and the tissue insert was transferred to the 24-well plate. 200 μl of fresh media was slowly added to each tissue insert. The TEER was measured again for each insert.

組織培養インサートを6ウェルプレートから2ウェルプレートに移した後に、基礎培地を、3つの系に分配し、エッペンドルフチューブ内で保存した。全ての3つの分配した培地は、使用するまで-80℃中に静置した。   After transferring the tissue culture insert from the 6-well plate to the 2-well plate, the basal medium was distributed into the three systems and stored in an Eppendorf tube. All three distributed media were left in -80 ° C until use.

乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH)アッセイ
細胞死の量は、CytoTox 96 Cytotoxicity Assay Kit (Promega社)を用いて、細胞からのLDHの放出を測定することにより評価した。本試験は、各組織培養インサートについて、3つの重複するサンプルに対して行った。回収した50 μlの培地(4℃で保存)を96ウェルプレートに3つの系で注入した。新しい、細胞を含まない培地をブランクとして用いた。50 μlの基質溶液(キットに従って作製した基質ミックスの新しいボトルに12 mlのアッセイ用バッファーを添加した)を各ウェルに添加し、プレートをを暗所にて室温で30分間インキュベートした。インキュベーション後、各ウェルに50μlの停止溶液を添加し、プレートをμQuant吸光度プレートリーダー上でKCJrソフトウェアを用いて490nmで読み取った。
Lactate dehydrogenase (LDH) assay The amount of cell death was assessed by measuring LDH release from the cells using the CytoTox 96 Cytotoxicity Assay Kit (Promega). This test was performed on three overlapping samples for each tissue culture insert. The recovered 50 μl of medium (stored at 4 ° C.) was injected into a 96-well plate in triplicate. Fresh, cell-free medium was used as a blank. 50 μl of substrate solution (12 ml of assay buffer was added to a new bottle of substrate mix made according to the kit) was added to each well and the plate was incubated in the dark at room temperature for 30 minutes. After incubation, 50 μl of stop solution was added to each well and the plate was read at 490 nm using KCJr software on a μQuant absorbance plate reader.

MTTアッセイ
各細胞培養インサートの細胞生存率は、MTTアッセイにより試験した。細胞生存率はMTTアッセイ(MTT-100、MatTekキット)を用いて評価した。このキットは、テトラゾリウム塩の取り込みと、ホルマザン色素への変換を測定する。MTT濃縮物を融解させて、MTT:培地が2 ml: 8 mlの培地を用いて希釈した。希釈したMTT濃縮物を、24ウェルプレートへピペッティングした(300 μl)。組織インサートを徐々に乾燥させ、プレートのウェル内に置き、暗室内で37℃にて3時間インキュベートした。インキュベーションの後、各インサートをプレートから取り出し、緩やかに吸水し、24ウェル抽出用プレート内に静置した。該細胞培養インサートを、1ウェル当たり2.0mlの抽出溶液(サンプルを完全にカバーするため)中に浸した。抽出溶媒の蒸発を減らすために、抽出用プレートをカバーして密封した。暗所で室温にて一晩インキュベートした後に、各インサート中の液体を、それを取り出したウェルにデカントして戻し、インサートを捨てた。各ウェルからの抽出溶液(50μl)を、抽出ブランクと共に、96ウェルマイクロタイタープレートに3つの重複する系でピペッティングし、新鮮な抽出溶液150 μlを添加して希釈した。サンプルの吸光度は、μQuant吸光度プレートリーダー上でKCJrソフトウェアを用いて550 nmで読み取った。
MTT assay The cell viability of each cell culture insert was tested by MTT assay. Cell viability was assessed using the MTT assay (MTT-100, MatTek kit). This kit measures the incorporation of tetrazolium salts and conversion to formazan dyes. The MTT concentrate was thawed and diluted with 2 ml of MTT: medium: 8 ml of medium. Diluted MTT concentrate was pipetted into a 24-well plate (300 μl). The tissue insert was gradually dried, placed in the wells of the plate, and incubated for 3 hours at 37 ° C. in the dark. After incubation, each insert was removed from the plate, gently absorbed and placed in a 24-well extraction plate. The cell culture insert was immersed in 2.0 ml of extraction solution per well (to completely cover the sample). The extraction plate was covered and sealed to reduce evaporation of the extraction solvent. After overnight incubation at room temperature in the dark, the liquid in each insert was decanted back into the well from which it was removed and the insert discarded. The extraction solution (50 μl) from each well was pipetted in triplicate into a 96-well microtiter plate with an extraction blank and diluted by adding 150 μl of fresh extraction solution. Sample absorbance was read at 550 nm using KCJr software on a μQuant absorbance plate reader.

組織透過アッセイ
EpiAirway上皮細胞単層の頂端部表面から側底面へ透過するGLP-1(7-36)の量は、GLP-1の透過度を表していた。培養細胞の側底面上に認められたGLP-1タンパク質量は、ELISAによって測定した。GLP-1(7-36)アミドELISAキットは、Linco Research社(セントチャールズ、ミシガン州)から購入した。ELISAアッセイは、製造元のプロトコルに従って行った。回収したサンプルは、キットに提供されたアッセイ用バッファーで希釈した。インビトロでのスクリーニングを複数回繰り返して行った。透過パーセントは、細胞の側底面上のELISAで測定したGLP-1の測定量を、細胞の頂端部に添加したGLP-1開始物質の全量で割った値に100を掛けることによって計算した。最初に、異なる量の賦形剤EDTA、M-β-CD及びDDPCを用いて実験計画(DOE)の試験を行った。結果を表5にまとめる。1又は2種類以上の賦形剤を含む全ての製剤で、賦形剤を含まないコントロール(#31)に対する透過性の向上が示された。
Tissue Permeation Assay The amount of GLP-1 (7-36) that permeates from the apical surface of the EpiAirway epithelial cell monolayer to the basolateral surface was indicative of GLP-1 permeability. The amount of GLP-1 protein observed on the basolateral surface of the cultured cells was measured by ELISA. The GLP-1 (7-36) amide ELISA kit was purchased from Linco Research (St. Charles, Michigan). The ELISA assay was performed according to the manufacturer's protocol. The collected sample was diluted with the assay buffer provided in the kit. In vitro screening was repeated several times. Percent permeation was calculated by multiplying the measured amount of GLP-1 measured by ELISA on the basolateral surface of the cell divided by the total amount of GLP-1 starting material added to the apical portion of the cell, multiplied by 100. Initially, the experimental design (DOE) was tested with different amounts of excipients EDTA, M-β-CD and DDPC. The results are summarized in Table 5. All formulations containing one or more excipients showed improved permeability relative to the control without excipient (# 31).

Figure 2009518315
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更にインビトロでのTEER、MTT、LDH及び透過%試験においてテストした鼻腔内医薬製剤を表6に示す。これらの製剤についてのTEER、MMT、LDH及び透過の結果を表7にまとめる。   In addition, the intranasal pharmaceutical formulations tested in the in vitro TEER, MTT, LDH and Permeation% tests are shown in Table 6. The TEER, MMT, LDH and permeation results for these formulations are summarized in Table 7.

Figure 2009518315
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Figure 2009518315
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コントロールに対する測定されたTEER値の低下は、細胞膜抵抗の低下、又は換言すれば、上皮単層の頂端部から側底部へのイオン種の通過を表す。表7に示すデータは、全ての促進剤製剤が、コントロール製剤との比較で有意にTEERを低下させたことを示す。   A decrease in the measured TEER value relative to the control represents a decrease in cell membrane resistance, or in other words, the passage of ionic species from the apical to basolateral of the epithelial monolayer. The data shown in Table 7 shows that all accelerator formulations significantly reduced TEER compared to the control formulation.

MTTアッセイは細胞生存率を測定し、一方で、LDHアッセイは細胞毒性を測定した。細胞の「健康」に対する医薬製剤の効果を測定するため、これらのアッセイは、組み合せて用いられる。MTT及びLDHの結果は、両方ともパーセントで表した。MTTパーセントは、各製剤について測定されたMTT値を、コントロール製剤のMTT値で割った値に100を掛けることによって算出した。従って、MTTポジティブコントロールは、100%であり、全ての他の製剤とのベースライン比較として用いられた。80%未満のMTT値は、細胞の生存率に対する負の作用を表す。同様に、LDHパーセントは、各製剤について測定されたLDH値を、コントロール製剤のLDH値で割った値に100を掛けることによって算出した。従って、LDHポジティブコントロールは、100%であり、全ての他の製剤とのベースライン比較として用いられた。MTTアッセイの結果は、1つの製剤(表7の#12)を除くすべての製剤で、細胞生存率が80%未満に低下しなかったことを示す。このデータは、大多数の製剤が、有意な細胞毒性レベルを示さなかったことを示すLDH細胞毒性アッセイによって更に支持される。   The MTT assay measured cell viability while the LDH assay measured cytotoxicity. These assays are used in combination to measure the effect of a pharmaceutical formulation on cell “health”. Both MTT and LDH results were expressed as percentages. The percent MTT was calculated by multiplying the measured MTT value for each formulation by 100 times the MTT value of the control formulation. Therefore, the MTT positive control was 100% and was used as a baseline comparison with all other formulations. An MTT value of less than 80% represents a negative effect on cell viability. Similarly, the percent LDH was calculated by multiplying the LDH value measured for each formulation divided by the LDH value of the control formulation multiplied by 100. Therefore, the LDH positive control was 100% and was used as a baseline comparison with all other formulations. The MTT assay results show that all formulations except one formulation (# 12 in Table 7) did not reduce cell viability below 80%. This data is further supported by the LDH cytotoxicity assay, which shows that the majority of formulations did not show significant levels of cytotoxicity.

GLP-1組織透過性は、透過%及びコントロール製剤(サンプル#13)の透過性に対する増加倍数で表わされる。賦形剤含有製剤のコントロールに対する増加倍数では、GLP-1透過を、コントロールの透過に対して約74倍ないし341倍促進させたことになる。これらのデータは、賦形剤DDPC、EDTA及びM-β-CDを含有することにより、上皮細胞単層間のGLP-1透過が有意に促進されることを示す。表7の製剤#1、#2、#6及び#12では、賦形剤を含まないコントロール(表7の#13)に対して透過%が200倍超に向上する結果となった。   GLP-1 tissue permeability is expressed as% permeation and fold increase over the permeability of the control formulation (sample # 13). The fold increase over the control of the excipient-containing formulation promoted GLP-1 permeation by about 74 to 341 times over the control permeation. These data indicate that inclusion of excipients DDPC, EDTA and M-β-CD significantly promotes GLP-1 permeation between epithelial cell monolayers. Formulations # 1, # 2, # 6, and # 12 in Table 7 resulted in a permeation rate improvement of more than 200 times over the control without excipient (# 13 in Table 7).

要約すると、インビトロでのデータは、2 mg/mlのGLP-1、10 mg/mlのEDTA及び1OmMのクエン酸バッファーを含む本発明の代表的な医薬製剤(表6の#6)が、最も良好なGLP-1透過促進能及びTEER低下能を示すと同時に細胞生存率に対して最小の負の作用を示した。従って、この製剤は、肥満及び糖尿病を含むヒト疾患の治療における、例えば鼻腔内(IN)薬物投与等の、粘膜表面間のGLP-1の送達のための理想的な候補を代表するものである。   In summary, in vitro data show that a representative pharmaceutical formulation of the present invention (# 6 in Table 6) containing 2 mg / ml GLP-1, 10 mg / ml EDTA and 10 mM citrate buffer is most It showed good GLP-1 permeation promoting ability and TEER lowering ability while having a minimal negative effect on cell viability. This formulation therefore represents an ideal candidate for the delivery of GLP-1 between mucosal surfaces, for example intranasal (IN) drug administration, in the treatment of human diseases including obesity and diabetes. .

実施例3
EDTA、EDTA亜鉛塩又はEDTAマグネシウム塩を含むグルカゴン様ペプチド-1(GLP-1)医薬製剤のインビトロでの透過動態比較
本実施例では、GLP-1医薬製剤のインビトロでの透過動態が、その製剤中に用いるEDTAの形態に対して感受性を示すことを実証する。以下の表8には、インビトロのEpiAirway Model Systemにて、経上皮抵抗(TEERアッセイ)、細胞生存率(MTTアッセイ)、乳酸デヒドロゲナーゼ(LDHアッセイ;細胞死)及び組織透過によってスクリーニングされた製剤が例示されている。コントロールとして機能したサンプル#9及び#10を除き、全てのサンプルは2 mg/mlのGLP-1を含んでいた。製剤は、製造してから24時間以内に使用したので、保存剤は添加しなかった。各製剤は、0.5 mlの総体積で作製し、3つの重複する系(n = 3)で評価した。各サンプルは、実施例2に詳細に説明したプロトコルに従って評価した。
Example 3
Comparison of in vitro permeation kinetics of glucagon-like peptide-1 (GLP-1) pharmaceutical preparations containing EDTA, EDTA zinc salt or EDTA magnesium salt In this example, the in vitro permeation kinetics of GLP-1 pharmaceutical preparations Demonstrate sensitivity to the form of EDTA used therein. Table 8 below illustrates formulations screened by in vitro EpiAirway Model System for transepithelial resistance (TEER assay), cell viability (MTT assay), lactate dehydrogenase (LDH assay; cell death) and tissue permeation. Has been. All samples contained 2 mg / ml GLP-1 except for samples # 9 and # 10, which served as controls. Since the formulation was used within 24 hours of manufacturing, no preservative was added. Each formulation was made in a total volume of 0.5 ml and evaluated in 3 overlapping systems (n = 3). Each sample was evaluated according to the protocol detailed in Example 2.

Figure 2009518315
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略語
M-β-CD = メチル-β-シクロデキストリン、EDTA =エデト酸二ナトリウム、DDPC = L-α-ホスファチジルコリンジデカノイル、CB = クロロブタノール、Mg EDTA = EDTA二ナトリウムマグネシウム塩;Zn EDTA = EDTA二ナトリウム亜鉛塩;MTT = MTTアッセイ;LDH = LDHアッセイ;TEER = 経上皮抵抗。
Abbreviations M-β-CD = methyl-β-cyclodextrin, EDTA = disodium edetate, DDPC = L-α-phosphatidylcholine didecanoyl, CB = chlorobutanol, Mg EDTA = EDTA disodium magnesium salt; Zn EDTA = EDTA Disodium zinc salt; MTT = MTT assay; LDH = LDH assay; TEER = transepithelial resistance.

結果
例えば、賦形剤DDPC、EDTA及びM-β-CD等の鼻腔内送達促進剤を含む医薬製剤のEpiAirway(商標)Cell Membrane(粘膜上皮細胞層)に対する作用が示される。透過動態の結果は、表9にまとめられており、細胞を表8に示す製剤とインキュベートした1時間後に行った測定が表わされている。
Results For example, the effect of a pharmaceutical preparation containing an intranasal delivery enhancer such as excipients DDPC, EDTA and M-β-CD on EpiAirway ™ Cell Membrane (mucosal epithelial cell layer) is shown. The permeation kinetic results are summarized in Table 9 and represent measurements made 1 hour after the cells were incubated with the formulations shown in Table 8.

Figure 2009518315
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先のデータは、種々のEDTA塩の形態を医薬製剤に用いて、薬物透過動態を操作できることを示している。   Previous data show that various EDTA salt forms can be used in pharmaceutical formulations to manipulate drug permeation kinetics.

実施例4
GLP-1の安定性
本実施例では、例えばM-β-CD、EDTA及びDDPC等の低分子賦形剤は、医薬製剤中でGLP-1の物理的安定性を向上させないことを示す。本実施例では、GLP-1の安定性を、以下の表10に記載する2種類の製剤を用いて評価した。本実施例の目的は、GLP-1の加熱によりタンパク質分解が生じるかどうかを決定することであった。
Example 4
GLP-1 Stability In this example, it is shown that low molecular weight excipients such as M-β-CD, EDTA, and DDPC do not improve the physical stability of GLP-1 in pharmaceutical formulations. In this example, the stability of GLP-1 was evaluated using two formulations described in Table 10 below. The purpose of this example was to determine whether heating of GLP-1 would cause proteolysis.

Figure 2009518315
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再スキャンを伴う1種類の示差走査熱量測定(DSC)を表10のサンプル#1に対して行った;サンプルは、60℃/時間のスキャン速度で、5℃から100℃までスキャンした。データは、Cp(cal/℃)対温度(℃)としてグラフ化した。最初の熱スキャンにおいて、35℃付近に鋭い遷移ピークが観察される。遷移後のノイズと80℃から90℃の間の熱容量の大きな減少は、凝集体の形成を示唆する。溶液は、スキャン後に僅かに濁っていることが観察され、沈澱の形成が確認された。遷移ピークは、ペプチドのアンフォールディングについて予期されるよりも一層狭いものであり、これは、ペプチドのアンフォールディング直後に凝集が起った結果による可能性がある。これらのデータから、GLP-1は、35℃又は35℃前後から変性及び/又は凝集形成を開始することが示される。   One type of differential scanning calorimetry (DSC) with rescan was performed on sample # 1 in Table 10; the sample was scanned from 5 ° C. to 100 ° C. at a scan rate of 60 ° C./hour. Data was graphed as Cp (cal / ° C.) vs. temperature (° C.). In the first thermal scan, a sharp transition peak is observed around 35 ° C. A large decrease in noise after the transition and heat capacity between 80 ° C. and 90 ° C. suggests the formation of aggregates. The solution was observed to be slightly cloudy after the scan, confirming the formation of a precipitate. The transition peak is much narrower than expected for peptide unfolding, which may be due to aggregation occurring immediately after peptide unfolding. These data indicate that GLP-1 initiates denaturation and / or aggregate formation from 35 ° C or around 35 ° C.

サンプル#2に対しても再スキャンを伴うDSC実験を行った;サンプルは、60℃/時間のスキャン速度で、5℃から100℃までスキャンした。データは、Cp(cal/℃)対温度(℃)としてグラフ化した。最初の熱スキャンにおいて、46℃付近に非常に幅広いピークが観察される。80℃と90℃の間の熱容量の大幅な減少は、凝集体の形成による可能性がある。しかしながら、スキャン後にも溶液は濁って見えず、非常に小さな凝集体であることが示唆された。これらのデータから、GLP-1は、製剤中で、46℃又は46℃前後から変性及び/又は凝集形成を開始することが示される。   DSC experiment with rescan was also performed on sample # 2; samples were scanned from 5 ° C. to 100 ° C. at a scan rate of 60 ° C./hour. Data was graphed as Cp (cal / ° C.) vs. temperature (° C.). In the first thermal scan, a very broad peak is observed around 46 ° C. The significant decrease in heat capacity between 80 ° C. and 90 ° C. may be due to the formation of aggregates. However, the solution did not appear cloudy after scanning, suggesting very small aggregates. These data indicate that GLP-1 initiates denaturation and / or aggregate formation from around 46 ° C. or around 46 ° C. in the formulation.

これらのデータから、GLP-1製剤へ表10に記載する賦形剤を添加することによっては、その物理的安定性が向上されないことが示される。   These data indicate that adding the excipients listed in Table 10 to the GLP-1 formulation does not improve its physical stability.

実施例5
選択された医薬製剤中のグルカゴン様ペプチド-1(GLP-1)の鼻腔内及び静脈内投与のウサギ内での薬物動態(PK)評価
本実施例では、鼻腔内投与によるGLP-1のバイオアベイラビリティが、製剤中に、例えば、Lys(4-ニトロ-Z)-ピロリジド等のジペプチジルペプチダーゼ-IV(DPP-IV)を含有させることによって有意に促進されることを実証する。ウサギでの薬物動態(PK)試験を行って、静脈内(IV)注射に対する、鼻腔内(IN)送達により投与された種々の製剤ついてのGLP-1の血漿内薬物動態特性を評価した。全体の実験設計を、表11に示す。#1ないし#4の製剤は、IN製剤を代表し、一方で#5の製剤は、IV注射された製剤を代表する。
Example 5
Pharmacokinetic (PK) assessment of glucagon-like peptide-1 (GLP-1) in selected pharmaceutical formulations in nasal and intravenous rabbits In this example, bioavailability of GLP-1 by intranasal administration Is significantly promoted by including dipeptidyl peptidase-IV (DPP-IV) such as, for example, Lys (4-nitro-Z) -pyrrolidide in the formulation. Rabbit pharmacokinetic (PK) studies were performed to assess the plasma pharmacokinetic properties of GLP-1 for various formulations administered by intranasal (IN) delivery versus intravenous (IV) injection. The overall experimental design is shown in Table 11. Formulations # 1 through # 4 represent IN formulations, while formulation # 5 represents IV injected formulations.

Figure 2009518315
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本試験では、ニュージーランド白ウサギ(New Zealand White rabbit)(Hra: (NZW) SPF)を試験対象として用いて、鼻腔内投与及び静脈内注射によるGLP-1の血漿内薬物動態を評価した。ウサギに投与された薬物から得られる薬物動態プロファイルは、ヒト体内の同一の薬物のPKプロファイルに酷似することから、本試験ではウサギを対象動物として選択した。   In this study, New Zealand White rabbit (Hra: (NZW) SPF) was used as a test subject to evaluate the plasma pharmacokinetics of GLP-1 by intranasal administration and intravenous injection. Since the pharmacokinetic profile obtained from the drug administered to the rabbit closely resembles the PK profile of the same drug in the human body, the rabbit was selected as the target animal in this study.

本試験では、GLP-1の4種類の鼻腔内製剤と1種類の静脈内製剤を評価した。各製剤の媒体組成を、表12に提示する。GLP-1鼻腔内製剤及び静脈内製剤は、最終調製及び試験のために製造した。   In this study, four intranasal and one intravenous formulations of GLP-1 were evaluated. The media composition of each formulation is presented in Table 12. GLP-1 intranasal and intravenous formulations were manufactured for final preparation and testing.

各投与溶液について、成分は、部分Aと部分Bの2つの部分で提供した(表12を参照)。各鼻腔内グループ(グループ1-4)の最終製剤は、等量の部分A(1 mL)と部分B(1 mL)を混合することによって作り出した。静脈内グループ(「グループ5」については、1.5 mLの部分Aと3.5 mLの部分Bを混合した。全てのグループの最終投与溶液は、調製から6時間以内に用いた。   For each dosing solution, the ingredients were provided in two parts, part A and part B (see Table 12). The final formulation for each intranasal group (Group 1-4) was created by mixing equal parts Part A (1 mL) and Part B (1 mL). For the intravenous group ("Group 5", 1.5 mL of Part A and 3.5 mL of Part B were mixed. The final dosing solution for all groups was used within 6 hours of preparation.

Figure 2009518315
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4種類の鼻腔内製剤において、GLP-1の濃度は一定であった。クエン酸濃度及びpHも4種類の製剤において一定であった。EDTA濃度は、製剤1、3及び4については一定であった、製剤2は、先に上皮細胞層間のペプチドの送達を促進することが示されたタイトジャンクション調節剤のPN159を含んでいたが、EDTAは含んでいなかった。製剤5は、クエン酸、EDTA及び塩化ナトリウムを含み、これらはそれぞれ静脈内投与に適切な濃度にあった;GLP-1の濃度は、GLP-1の全投与量が鼻腔内投与の10%になるように少なくした。   In the four intranasal formulations, the concentration of GLP-1 was constant. Citric acid concentration and pH were also constant in the four formulations. The EDTA concentration was constant for formulations 1, 3 and 4, while formulation 2 contained the tight junction modulator PN159 previously shown to facilitate the delivery of peptides between epithelial cell layers, EDTA was not included. Formulation 5 contained citric acid, EDTA and sodium chloride, each at a concentration suitable for intravenous administration; the concentration of GLP-1 was such that the total dose of GLP-1 was 10% of intranasal administration. I reduced it to be.

Lys(4-ニトロ-Z)-ピロリジドは、活性GLP-1(7-36アミノ酸の断片)の不活性な代謝物(9-36アミノ酸の断片)への代謝に関与する主たる酵素、ジペプチジルアミノペプチダーゼ(DPP)IVの特異的阻害剤である。この試験の評価では、Lys(4-ニトロ-Z)-ピロリジドの濃度は、製剤1及び製剤2の濃度が同じであることを除けば、各鼻腔内投与グループでそれぞれ異なっていた。Lys(4-ニトロ-Z)-ピロリジドの総投与量は、グループ1及び2(鼻腔内グループ)、並びにグループ5(静脈内グループ)で約0.04 mモル/kgであった。   Lys (4-nitro-Z) -pyrrolizide is a major enzyme involved in the metabolism of active GLP-1 (7-36 amino acid fragment) into an inactive metabolite (9-36 amino acid fragment), dipeptidylamino It is a specific inhibitor of peptidase (DPP) IV. In the evaluation of this study, the concentration of Lys (4-nitro-Z) -pyrrolizide was different for each intranasal administration group except that the concentrations of Formulation 1 and Formulation 2 were the same. The total dose of Lys (4-nitro-Z) -pyrrolizide was about 0.04 mmol / kg in Groups 1 and 2 (intranasal group) and Group 5 (intravenous group).

GLP-1アッセイ方法
グルカゴン様ペプチド-1(活性)ELISAキット(Linco Research社、カタログ# EGLP-35K)を用いて、試験サンプル、スタンダード及び品質コントロールサンプルのアッセイを行った。各サンプルは、2つの重複する系で分析した。
GLP-1 Assay Method Test samples, standards and quality control samples were assayed using a glucagon-like peptide-1 (activity) ELISA kit (Linco Research, catalog # EGLP-35K). Each sample was analyzed in two overlapping systems.

このアッセイは、96ウェルマイクロタイタープレートのウェル内に固相化されたモノクローナル抗体(N末端領域に特異的)による活性なGLP-1(7-36及び7-36アミド断片)の捕獲、及び抗GLP-1アルカリホスファターゼ標識2次抗体による検出に基づくものである。洗浄の後に、アルカリホスファターゼの存在下で蛍光生成物のウンベリフェロンを形成する、メチルウンベリフェリルホスフェート(methyl umbelliferyl phosphate)を各ウェルに添加する。生じる蛍光量は、未知のサンプル中の活性GLP-1の濃度と正比例し、これは、公知の濃度の活性GLP-1の参照スタンダードを用いた基準曲線からの内挿により得られる。   This assay involves the capture of active GLP-1 (7-36 and 7-36 amide fragments) by monoclonal antibodies (specific for the N-terminal region) immobilized in the wells of a 96-well microtiter plate, and anti-antibody It is based on detection with a GLP-1 alkaline phosphatase labeled secondary antibody. After washing, methyl umbelliferyl phosphate, which forms the fluorescent product umbelliferone in the presence of alkaline phosphatase, is added to each well. The amount of fluorescence produced is directly proportional to the concentration of active GLP-1 in the unknown sample, which is obtained by interpolation from a standard curve using a reference standard of active GLP-1 at a known concentration.

ヒトとウサギのGLP-1の種の類似性により、アッセイで、内在性の(即ち、ウサギの)活性GLP-1を検出するであろうことが予想された。ウサギGLP-1の内在レベルは、時刻Oに測定する。9-36のGLP-1断片は、その供給源に関係なく、本アッセイで検出されなかった。   Due to the species similarity between human and rabbit GLP-1, it was expected that the assay would detect endogenous (ie, rabbit) active GLP-1. The endogenous level of rabbit GLP-1 is measured at time O. The 9-36 GLP-1 fragment was not detected in this assay, regardless of its source.

薬物動態評価
薬物動態の計算は、WinNonlinソフトフェア(Pharsight社、バージョン4.0、マウンテンビュー、カリフォルニア州)及び血管外投与の非コンパートメントモデルを用いて行った。評価のパラメーターを、表13に記載する。
Pharmacokinetic Evaluation Pharmacokinetic calculations were performed using WinNonlin software (Pharsight, version 4.0, Mountain View, Calif.) And a non-compartmental model of extravascular administration. The evaluation parameters are listed in Table 13.

Figure 2009518315
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薬物動態パラメーター分析
鼻腔内及び静脈内の両方のグループについての平均GLP-1薬物動態データを表14に提示する。
Pharmacokinetic Parameter Analysis Mean GLP-1 pharmacokinetic data for both intranasal and intravenous groups are presented in Table 14.

血清又は血漿中の内在性GLP-1の投与前(ベースライン)濃度は、一般的に10 pg/mL未満である。いくつかのサンプルについては、サンプル量が制限されているため、正確な結果を得るために分析を繰り返し行うことが妨げられた。これらのサンプルについては、<4 pg/mLの値を報告した。グループの平均値を計算して、薬物動態を評価するため、データは適切な場合にはベースライン補正を行った。<NUMBERとして表わされる結果は、「<NUMBER/2」に設定し、この方法により、<4 pg/mLの値も、2 pg/mLに設定した。   The pre-dose (baseline) concentration of endogenous GLP-1 in serum or plasma is generally less than 10 pg / mL. For some samples, the sample volume was limited, preventing repeated analysis to obtain accurate results. For these samples, a value of <4 pg / mL was reported. Data were baseline corrected where appropriate to calculate group means and assess pharmacokinetics. The result expressed as <NUMBER was set to "<NUMBER / 2" and by this method the value <4 pg / mL was also set to 2 pg / mL.

投与後の、個々の動物の血漿GLP-1値は、ベースラインの10 pg/mLを超えた。静脈内投与後の最終時点(90分)では、GLP-1の血漿濃度は、ベースライン値であるか又はこの前後にあり、注射及び排出相は、本試験で用いたサンプリングの時間枠内に捕えられたことが示唆された。鼻腔内滴注の後、複数の動物が、ベースライン濃度を超えるGLP-1血漿濃度を示した。AUCinfを測定して、GLP-1の全体的な曝露プロファイルを評価した。 Following administration, plasma GLP-1 values in individual animals exceeded baseline 10 pg / mL. At the final time point (90 minutes) after intravenous administration, the plasma concentration of GLP-1 is at or around the baseline value, and the injection and drainage phases are within the sampling time frame used in this study. It was suggested that he was caught. After intranasal instillation, several animals showed GLP-1 plasma concentrations above the baseline concentration. AUC inf was measured to assess the overall exposure profile of GLP-1.

Figure 2009518315
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製剤1/グループ1
GLP-1のピーク濃度(Tmax)は投与から5分ないし20分の間に起った(グループの平均では11分)。グループの平均Cmaxは、844.9 pg/mLであった。血漿濃度は、投与後90分においてもベースラインを上回ったままであり、この時刻において排出が完了していなかったことが示唆される。このことは、20,792.7 分*pg/mLのAUClast及び32,415.9 分*pg/mLのAUCinfに反映されている。平均末端半減期(t1/2)は、55.5分間であると推定された。
Formulation 1 / Group 1
The peak concentration of GLP-1 (T max ) occurred between 5 and 20 minutes after administration (11 minutes on average for the group). The average C max for the group was 844.9 pg / mL. The plasma concentration remained above baseline at 90 minutes after administration, suggesting that elimination was not complete at this time. This is reflected in an AUC last of 20,792.7 min * pg / mL and an AUC inf of 32,415.9 min * pg / mL. The average terminal half-life (t 1/2 ) was estimated to be 55.5 minutes.

製剤2/グループ2
グループ2の平均Cmaxは、424.0 pg/mLであると推定された。平均Tmaxは、43分間であると推定された;しかしながら、このパラメーターについては、動物間で相当なばらつきがあった。これらの動物の濃度対時間プロファイルの調査により、吸収(増大)及び排出(減少)相が示された。グループ2の平均AUClastは、17,069.8 分*pg/mLであった。グループ内の2羽の動物において、明確な排出相が存在しなかったため、t1/2は推定することが出来なかった。しかしながら、このグループ内の残りの動物について回収したデータに基づいた平均t1/2は、66.8分間であった。平均AUCinf(Kelを測定できた3羽の動物)は、33,324.4 分*pg/mLであった。
Formulation 2 / Group 2
The mean C max for Group 2 was estimated to be 424.0 pg / mL. The average T max was estimated to be 43 minutes; however, there was considerable variability between animals for this parameter. Examination of the concentration versus time profile of these animals showed an absorption (increase) and excretion (decrease) phase. The average AUC last for Group 2 was 17,069.8 min * pg / mL. T 1/2 could not be estimated because there was no clear elimination phase in the two animals in the group. However, the average t 1/2 based on the data collected for the remaining animals in this group was 66.8 minutes. The average AUC inf (3 animals that could measure Kel) was 33,324.4 min * pg / mL.

製剤3/グループ3
グループ3の平均Cmax、Tmax、t1/2、及びAUClastは、それぞれ 283.9 pg/mL、25分間、39.3分間及び9,331.5 分*pg/mLであった。このグループの1羽の動物が、60分において、予想値よりも高い値を示したので、正確なKelを測定することができず、従って、t1/2も測定できなかった。従って、この値は、グループの平均t1/2の39.3分間及びグループの平均AUCinfの13,232.7 分*pg/mLに含めなかった。
Formulation 3 / Group 3
The mean C max , T max , t 1/2 , and AUC last for Group 3 were 283.9 pg / mL, 25 minutes, 39.3 minutes, and 9,331.5 minutes * pg / mL, respectively. One animal in this group showed a higher than expected value at 60 minutes, so an accurate Kel could not be measured and therefore t 1/2 could not be measured. Therefore, this value was not included in the group average t 1/2 of 39.3 minutes and the group average AUC inf of 13,232.7 minutes * pg / mL.

製剤4/グループ4
グループ4の平均Cmaxは、154.5 pg/mLであると推定された。グループの平均Tmaxは47分間であったが、2羽の動物は、そのGLP-1の最高測定血漿濃度を90分に示した。これらの動物については、明確な排出相が存在しなかったためKel(及びt1/2)及びAUCinfを測定することが出来なかった。他の3羽の動物についての平均t1/2及びAUCinfは、それぞれ22.4分間及び5,734.4 分*pg/mLであると推定された。
Formulation 4 / Group 4
The average C max for Group 4 was estimated to be 154.5 pg / mL. The average T max for the group was 47 minutes, but two animals showed their highest measured plasma concentration of GLP-1 at 90 minutes. For these animals, Kel (and t 1/2 ) and AUC inf could not be measured because there was no clear elimination phase. The average t 1/2 and AUC inf for the other 3 animals were estimated to be 22.4 minutes and 5,734.4 minutes * pg / mL, respectively.

製剤5/グループ5
注入過程において、グループ5の1羽の動物に、ポンプ装置の機械的故障が生じたため、5分から10分の時点の間に更なる〜100 μlを更に送達した。このことは、10分における>5000 pg/mLの濃度値に反映されている。注入の正確な条件を決定することが出来なかったので、この動物についてのデータは、グループ5の薬物動態評価に含めなかった。
Formulation 5 / Group 5
During the infusion process, one animal in Group 5 delivered an additional ˜100 μl during the 5 to 10 minute time point due to mechanical failure of the pump device. This is reflected in the concentration value of> 5000 pg / mL at 10 minutes. Data for this animal was not included in the Group 5 pharmacokinetic assessment because the exact conditions of the infusion could not be determined.

静脈内注入の10分におけるの平均Cmaxは、3.183.6 pg/mLであった。3羽の動物は、5分間のTmaxを示し、1羽の動物は、10分間のTmaxを示した;しかしながら、GLP-1の濃度は、4羽全ての動物について、5分及び10分の時点において大体同じであった。このグループの最終t1/2は、30.9分間であると推定された。28,883.2 分*pg/mLの平均AUClastは、AUCinfがこれを少しだけ上回る29,149.5 分*pg/mLであったため、曝露プロファイルの大部分を捉えていた。 The mean C max at 10 minutes of intravenous infusion was 3.183.6 pg / mL. Three animals showed a T max of 5 minutes and one animal showed a T max of 10 minutes; however, the concentration of GLP-1 was 5 minutes and 10 minutes for all 4 animals. It was almost the same at that time. The final t1 / 2 for this group was estimated to be 30.9 minutes. The average AUC last of 28,883.2 min * pg / mL was 29,149.5 min * pg / mL with AUC inf slightly above this, so most of the exposure profile was captured.

10分(注入の終了時)から20分における濃度対時間の対数プロファイルの調査により、GLP-1の2相からなる排出が示唆された。2相からなるプロファイルのより早いα相は、一般的に血管外の分布及び排出と関連し、より遅いβ相は、最終排出を表すものと考えられている。この時間枠内の排出速度の計算により、2分間又は2分未満の初期t1/2が示された。この初期t1/2は、注入時間の公判10分間における明確な定常状態の達成を一致するであろう。 Examination of the logarithmic profile of concentration versus time from 10 minutes (at the end of the infusion) to 20 minutes suggested excretion of two phases of GLP-1. The earlier alpha phase of the biphasic profile is generally associated with extravascular distribution and excretion, and the slower beta phase is believed to represent final excretion. Calculation of the discharge rate within this time frame indicated an initial t 1/2 of 2 minutes or less than 2 minutes. This initial t 1/2 would be consistent with the achievement of a clear steady state at the 10 minute trial of the infusion time.

バイオアベイラビリティ
AUClast及びAUCinfを用いて、鼻腔投与後のGLP-1バイオアベイラビリティを計算した;これらの推定値を表15に示す。グループ1、3及び4では、製剤中の阻害剤Lys(4-ニトロ-Z)-ピロリジドの濃度は、それぞれ0 mM、15 mM、又は25 mMであった。阻害剤の不存在下では、GLP-1バイオアベイラビリティは、約2%であったが、製剤への15 mMのLys(4-ニトロ-Z)-ピロリジドの添加(グループ3)によって、GLP-1バイオアベイラビリティは、約3%ないし5%に増加した。GLP-1バイオアベイラビリティは、製剤への25 mMのLys(4-ニトロ-Z)-ピロリジドの添加(グループ1)によって、更に約7%ないし11%に増加した。
Bioavailability GLP-1 bioavailability after nasal administration was calculated using AUC last and AUC inf ; these estimates are shown in Table 15. In Groups 1, 3, and 4, the concentration of inhibitor Lys (4-nitro-Z) -pyrrolizide in the formulation was 0 mM, 15 mM, or 25 mM, respectively. In the absence of inhibitor, GLP-1 bioavailability was about 2%, but by adding 15 mM Lys (4-nitro-Z) -pyrrolizide to the formulation (Group 3), GLP-1 Bioavailability increased from about 3% to 5%. GLP-1 bioavailability was further increased to about 7% to 11% by the addition of 25 mM Lys (4-nitro-Z) -pyrrolizide to the formulation (Group 1).

ポリペプチドPN159は、低分子賦形剤と比較して、ペプチドのバイオアベイラビリティを増加することが実証されている。PN159及び25 mMのLys(4-ニトロ-Z)-ピロリジドを含有する製剤2(グループ2)は、試験した際に、約6%ないし11%のGLP-1バイオアベイラビリティを示したが、これは、PN159を含まないが25 mMのLys(4-ニトロ-Z)-ピロリジドの存在下でのGLP-1について観察されるバイオアベイラビリティと同等である。PN159は、GLP-1のINバイオアベイラビリティに対して10 mMのEDTAと同等の効果を有する。   Polypeptide PN159 has been demonstrated to increase peptide bioavailability compared to low molecular weight excipients. Formulation 2 (Group 2) containing PN159 and 25 mM Lys (4-nitro-Z) -pyrrolizide showed about 6% to 11% GLP-1 bioavailability when tested, which , Equivalent to the bioavailability observed for GLP-1 in the presence of 25 mM Lys (4-nitro-Z) -pyrrolizide without PN159. PN159 has an effect equivalent to 10 mM EDTA on GLP-1 IN bioavailability.

Figure 2009518315
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ウサギ内でのGLP-1の最終半減期は約30分であり、ラット及びヒトについて10分間又は10分未満の最終半減期を報告した文献(Parkes, D., et al., "Phamacokinetic Actions of Exendin-4 in the rat: Comparison with Glucagon-like Peptide-1," Drug Development Research 53:260-267, 2001; Deacon, C, Therapeutic Strategies Based on Glucagon-like Peptide-1, Perspectives in Diabetes 53:2181-2189, 2004)に基づいて予想していたよりも長いものであった。ウサギのt1/2は、各グループ及び各動物間で一致していたので、本試験に支持される。 The final half-life of GLP-1 in rabbits is approximately 30 minutes, and literature (Parkes, D., et al., “Pharmaceutical Actions of” reported a final half-life of 10 minutes or less for rats and humans. Exendin-4 in the rat: Comparison with Glucagon-like Peptide-1, "Drug Development Research 53: 260-267, 2001; Deacon, C, Therapeutic Strategies Based on Glucagon-like Peptide-1, Perspectives in Diabetes 53: 2181- 2189, 2004), which was longer than expected. Rabbit t1 / 2 was supported by this study as it was consistent between groups and animals.

最終の計算は、勾配の決定に用いられる濃度対時間の対数曲線の部分に依存する(表13中のKelの定義を参照)。上記の推定については、モデリングプログラムにより、Kelの推定のために最良の適合が選択された。10分(注入の終了時)から90分まで適合する曲線の手作業による選択により、10ないし12分間の範囲内にある最終半減期が示された(データ開示無し)。   The final calculation depends on the portion of the logarithmic curve of concentration versus time used to determine the slope (see Kel definition in Table 13). For the above estimation, the modeling program selected the best fit for Kel estimation. Manual selection of a curve that fits from 10 minutes (at the end of the infusion) to 90 minutes showed a final half-life in the range of 10 to 12 minutes (no data disclosed).

クリアランスによる、投与後の薬物の処理を評価するための第2の手段が提供される。クリアランスは、身体又はその器官が血液から薬物を除去する本質的能力であると考えることができる(Basic Clinical Pharmacokinetics, 2nd ed., Applied Therapeutics, Inc. Vancouver, Washington.)。しかしながら、この場合、GLP-1は血中にとどまることができるが、クリアランスを評価する目的のため、除去されたと見なすこともできる。このことの根拠は、GLP-1が2種類の異なる状態で存在することである;アミノ酸7-36によって代表されるペプチド断片から成る活性状態、及びアミノ酸9-36に代表されるペプチド断片から成る、代謝の結果生じる、不活性状態。不活性状態へ変換される時点で、GLP-1は、身体から効果的に除去されたものとみなされる。GLP-1の検出にここで用いたアッセイ法は、GLP-1の活性形態(7-36)に特異的なものであったので、血中のGLP-1の不活性形態の存在は、GLP-1のクリアランスの評価に干渉していない。   A second means is provided for evaluating post-dose treatment of the drug by clearance. Clearance can be considered the intrinsic ability of the body or its organs to remove drugs from blood (Basic Clinical Pharmaceuticals, 2nd ed., Applied Therapeutics, Inc. Vancouver, Washington.). In this case, however, GLP-1 can remain in the blood but can also be considered removed for purposes of assessing clearance. The basis for this is that GLP-1 exists in two different states; an active state consisting of a peptide fragment represented by amino acids 7-36, and a peptide fragment represented by amino acids 9-36. Inactive state resulting from metabolism. When converted to the inactive state, GLP-1 is considered effectively removed from the body. Since the assay used here for detection of GLP-1 was specific for the active form of GLP-1 (7-36), the presence of the inactive form of GLP-1 in the blood It does not interfere with the clearance rating of -1.

鼻腔内グループの場合、グループ4について15,160.0 mL/分/kgのグループ平均の最大クリアランス値(CL-F)が示された。グループ3の平均値は、6,977.0 mL/分/kgであった。グループ2及び1については、クリアランスが近似しており、ぞれぞれ2,716.0 mL/分/kg及び3,032.8 mL/分/kgであった。予想されるように、各グループのクリアランス推定値は、全身曝露に対して反比例する。   For the intranasal group, a group average maximum clearance value (CL-F) of 15,160.0 mL / min / kg was shown for group 4. The average value for Group 3 was 6,977.0 mL / min / kg. For groups 2 and 1, the clearances were similar, 2,716.0 mL / min / kg and 3,032.8 mL / min / kg, respectively. As expected, the clearance estimate for each group is inversely proportional to systemic exposure.

鼻腔内グループのクリアランス値は、GLP-1のバイオアベイラビリティに対しても修正した。グループ4及び3の修正したクリアランスは、それぞれ7,580 mL/分/kg及び1,395 mL/分/kgであった。グループ1及び2(それぞれ〜11%のバイオアベイラビリティ)についは、修正されたクリアランス値は、それぞれ275 mL/分/kg及び247 mL/分/kgであると測定された。グループ1及び3の修正されたクリアランスは、静脈内投与グループ(グループ5)のクリアランス推定値259.8 mL/分/kgに近似していた。   The clearance values for the intranasal group were also corrected for GLP-1 bioavailability. The corrected clearances for groups 4 and 3 were 7,580 mL / min / kg and 1,395 mL / min / kg, respectively. For Groups 1 and 2 (˜11% bioavailability, respectively), the corrected clearance values were measured to be 275 mL / min / kg and 247 mL / min / kg, respectively. The corrected clearance for Groups 1 and 3 approximated the clearance estimate of 259.8 mL / min / kg for the intravenous group (Group 5).

Lys(4-ニトロ-Z)-ピロリジドの総投与量は、グループ1、2及び5について約0.004 mモル/kgであった。この試験においてLys(4-ニトロ-Z)-ピロリジドの血中レベルは測定しておらず、従って、鼻腔内投与後のバイオアベイラビリティは未知である。鼻用製剤中にLys(4-ニトロ-Z)-ピロリジドが存在することによって、活性GLP-1を、鼻粘膜内の代謝及び、その合理的なバイオアベイラビリティから仮定するに、体循環内の代謝から保護することが可能になる。鼻粘膜による代謝からの保護は、Lys(4-ニトロ-Z)-ピロリジドが製剤内に存在した場合における、GLP-1のより高いCmaxとも一致する。しかしながら、GLP-1の両断片は、恐らく体循環内へ交差して進入するであろうから、活性GLP-1がより高いパーセンテージとなることを確認するために、総GLP-1(7-36アミノ酸と9-36アミノ酸の断片)についてのアッセイを行うことが必要であろう。 The total dose of Lys (4-nitro-Z) -pyrrolizide was about 0.004 mmol / kg for groups 1, 2 and 5. The blood level of Lys (4-nitro-Z) -pyrrolizide was not measured in this study and therefore bioavailability after intranasal administration is unknown. Due to the presence of Lys (4-nitro-Z) -pyrrolizide in the nasal formulation, the active GLP-1 is metabolized in the systemic circulation, assuming its metabolism in the nasal mucosa and its reasonable bioavailability. It becomes possible to protect from. Protection from metabolism by the nasal mucosa is also consistent with the higher C max of GLP-1 when Lys (4-nitro-Z) -pyrrolizide was present in the formulation. However, since both fragments of GLP-1 will likely cross-enter into the systemic circulation, total GLP-1 (7-36) is confirmed to confirm a higher percentage of active GLP-1 Assays for amino acids and fragments of 9-36 amino acids) would be necessary.

血液内での代謝からの保護は、静脈内グループ(グループ5)と最も高い阻害剤濃度を有する鼻腔内グループ(グループ1及び2)ののGLP-1のクリアランス値の類似性によって示される。   Protection from metabolism in the blood is indicated by the similarity in the clearance values of GLP-1 between the intravenous group (group 5) and the nasal group with the highest inhibitor concentration (groups 1 and 2).

まとめ
上記のデータは、DPP IV阻害剤のLys(4-ニトロ-Z)-ピロリジドを含むGLP-1の鼻腔内医薬製剤の送達が、GLP-1バイオアベイラビリティを増大させたという驚くべき予期せぬ発見を実証するものである。更に、GLP-1バイオアベイラビリティは、製剤内の阻害剤の濃度に依存していた。阻害剤の不存在下では、GLP-1のバイオアベイラビリティは、約2%であった。Lys(4-ニトロ-Z)-ピロリジドを15 mMで含むことにより、GLP-1バイオアベイラビリティは、約5%にまで増加し、25 mMのLys(4-ニトロ-Z)-ピロリジドでは、GLP-1のバイオアベイラビリティは約11%であった。得られたデータからはGLP-1代謝の局所的(鼻組織)及び全身的な阻害の可能性が示唆された。25 mMのLys(4-ニトロ-Z)-ピロリジドに加えて、PN159を含む製剤についても、このタイトジャンクション調節剤によるより高いバイオアベイラビリティ達成の可能性を評価するために、調査を行った。本試験の条件下では、GLP-1のバイオアベイラビリティに対するPN159の効果は、製剤中のEDTAの効果を上回るものではなかった。
Summary The above data are surprising and unexpected that the delivery of an intranasal pharmaceutical formulation of GLP-1 containing the DPP IV inhibitor Lys (4-nitro-Z) -pyrrolizide increased GLP-1 bioavailability. It is a proof of discovery. Furthermore, GLP-1 bioavailability was dependent on the concentration of inhibitor in the formulation. In the absence of inhibitor, GLP-1 bioavailability was approximately 2%. Inclusion of Lys (4-nitro-Z) -pyrrolizide at 15 mM increases GLP-1 bioavailability to about 5%, with 25 mM Lys (4-nitro-Z) -pyrrolizide, GLP- The bioavailability of 1 was about 11%. The data obtained suggested the possibility of local (nasal tissue) and systemic inhibition of GLP-1 metabolism. In addition to 25 mM Lys (4-nitro-Z) -pyrrolizide, a formulation containing PN159 was also investigated to evaluate the possibility of achieving higher bioavailability with this tight junction modulator. Under the conditions of this study, the effect of PN159 on the bioavailability of GLP-1 did not exceed the effect of EDTA in the formulation.

実施例6
GLP-1製剤の使用中及び固体としての安定性
「使用中」の安定性は、アクチュエーターが取り付けられたバイアル中に保存され、適切な治療計画(この場合、1日3回(TID))に従って噴霧され、そして特定の保存温度下に静置された製剤を用いる試験によって定義される。バイアルは、最初にプライムされ、その後のスプレーまでの間はプライムされない。プライミングとは、最初の完全な噴霧が視覚的に明確となるまでスプレーし、次いで投与前に1又は2回以上作動させることと定義される。バイアルを常時30℃/65%相対湿度(RH)で保管し、各投与のためチャンバーから取り出して10分間以内にスプレーした。バイアルは、各試験に選択した計画に応じて1日3回又は1回作動させた。各噴霧と噴霧の間に最低でも1時間を設け、視覚的/物理的観察を記述した。
Example 6
Stability in use and as a solid of the GLP-1 formulation The “in use” stability is stored in a vial fitted with an actuator and according to an appropriate treatment plan (in this case 3 times a day (TID)). Defined by tests with formulations that are nebulized and placed at a specific storage temperature. The vial is first primed and not primed until a subsequent spray. Priming is defined as spraying until the first complete spray is visually clear and then activated one or more times before administration. Vials were always stored at 30 ° C./65% relative humidity (RH) and removed from the chamber for each dose and sprayed within 10 minutes. Vials were run three times or once a day depending on the plan chosen for each test. There was a minimum of one hour between each spray to describe the visual / physical observations.

TID/30℃での「使用中」の試験を行った。本試験で使用した製剤には、5mg/mLのGLP-1、10 mg/mLのEDTA、10 mMのクエン酸バッファー(pH 3.5)が含まれ、保存剤は含まれていなかった。バイアルを充填し、プライムして、TIDで作動させ、30℃/65% RHで10日間保管した。7日間TIDスプレーした後のGLP-1の使用中の回収率と純度を表16及び17に示す。「使用中」のペプチドの回収率は、7日目まで95 ± 2.2%を超えていた。「使用中」の総ペプチド純度は、10日間のTID/30℃/65% RHの後に、98±2.1%であった。   A “in use” test at TID / 30 ° C. was performed. The formulation used in this study contained 5 mg / mL GLP-1, 10 mg / mL EDTA, 10 mM citrate buffer (pH 3.5) and no preservative. Vials were filled, primed, operated with TID, and stored at 30 ° C./65% RH for 10 days. Tables 16 and 17 show the recovery rate and purity of GLP-1 after TID spraying for 7 days. The recovery of “in use” peptides was over 95 ± 2.2% by day 7. The total peptide purity “in use” was 98 ± 2.1% after 10 days TID / 30 ° C./65% RH.

Figure 2009518315
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Figure 2009518315
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「密封状態」の安定性は、密封(即ち、キャップを取り付けた)バイアル中に保存され、特定の保管場所に高温度条件(即ち、5℃、25℃、40℃、及び/又は50℃)下で特定の時間静置された製剤を用いる試験により定義される。「密封状態」の安定性試験は、インビトロでの一連のスクリーニングで良好な結果を示した製剤に対して行った。製剤を製造し、5℃、25℃及び35℃で保存した。表18には、試験した製剤が示されている。製剤#5及び#6(GLP-1及びEDTAを含有)についての結果は、56日間の保存の後にGLP-1の回収率が、5℃で100%、25℃で>97%、そして35℃で>90%であったことを示す。   “Sealed” stability is stored in a sealed (ie, capped) vial and is at a high temperature condition (ie, 5 ° C., 25 ° C., 40 ° C., and / or 50 ° C.) in a specific storage location. Defined by a test using a formulation that was allowed to stand for a specific time below. “Sealed” stability studies were performed on formulations that showed good results in a series of in vitro screens. The formulation was prepared and stored at 5 ° C, 25 ° C and 35 ° C. Table 18 shows the formulations tested. Results for Formulations # 5 and # 6 (containing GLP-1 and EDTA) show that after 56 days of storage, GLP-1 recovery was 100% at 5 ° C,> 97% at 25 ° C, and 35 ° C It was> 90%.

Figure 2009518315
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「密封状態」の安定性アッセイは、「使用中」試験のために作製した製剤(5mg/mLのGLP-1、10 mg/mLのEDTA、10 mMのクエン酸バッファー(pH 3.5)、保存剤は無し)と同じバッチの製剤に対して行った。製剤は、5℃で保存した。「密封状態」の安定性の結果を以下の表19ないし20に示す。   “Sealed” stability assays consisted of formulations made for “in use” tests (5 mg / mL GLP-1, 10 mg / mL EDTA, 10 mM citrate buffer (pH 3.5), The same batch formulation was used (no preservative). The formulation was stored at 5 ° C. The “sealed” stability results are shown in Tables 19-20 below.

Figure 2009518315
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実施例7
鼻腔内GLP-1製剤のインビトロでの薬力学
3つの試験により、GLP-1の鼻腔内(IN)投与後の血中グルコースに対するGLP-1(7-36)アミド及び合成エキセンディン-4(エクセナチド)の薬力学的(PD)作用を、DPP-IV阻害剤又はエクセナチドの皮下注射(SQ)有り又は無しで比較した。本試験は、ヒトの研究で使用される経口ブドウ糖負荷試験(OGTT)のZDFラットモデルにより行った。
Example 7
In Vitro Pharmacodynamics of Intranasal GLP-1 Formulations Three studies have shown that GLP-1 (7-36) amide and synthetic exendin-4 (exenatide) on blood glucose after intranasal (IN) administration of GLP-1 ) Was compared with or without subcutaneous injection (SQ) of DPP-IV inhibitor or exenatide. This study was conducted with the ZDF rat model of the oral glucose tolerance test (OGTT) used in human studies.

薬力学的作用は、血中グルコース及び血中インシュリン濃度をモニターすることにより評価した。グルコースの血液中の濃度は、Synchron CX4アナライザーと適切なGlucose Reagentキット(Beckman Coulter社、ブレア、カリフォルニア州、米国)を用いて測定した。薬物動態パラメーターは、WinNonlinソフトウェア(Pharsight社、バージョン5.01、マウンテンビュー、カリフォルニア州)を用いて測定した。血液中のインシュリン濃度は、ELISAによって測定した。   Pharmacodynamic effects were assessed by monitoring blood glucose and blood insulin levels. The concentration of glucose in the blood was measured using a Syncron CX4 analyzer and an appropriate Glucose Reagent kit (Beckman Coulter, Blair, CA, USA). Pharmacokinetic parameters were measured using WinNonlin software (Pharsight, version 5.01, Mountain View, CA). The insulin concentration in the blood was measured by ELISA.

血液中のアセトアミノフェン濃度は、Synchron CX4アナライザーとAcetaminophen Reagentキット(Beckman Coulter社、ブレア、カリフォルニア州、米国)を用いて測定した。アセトアミノフェンは、一般的に胃から無視できる程度にしか吸収を示さないので、胃排出のマーカーとしてアセトアミノフェンを用いた。投与後のピーク濃度までの時間(Tmax)及びピーク濃度(Cmax)は、胃排出が起る時間を反映し、胃排出のプロファイル(例えば、胃から放出された後の体循環内への吸収など)は、排出までの時間を反映する。AUCは、全体的な曝露を反映する。アセトアミノフェンを、試験2及び3で投与して胃排出をモニターした。 Acetaminophen concentration in the blood was measured using a Synchron CX4 analyzer and an Acetaminophen Reagent kit (Beckman Coulter, Blair, CA, USA). Since acetaminophen generally absorbs only to a negligible extent from the stomach, acetaminophen was used as a marker for gastric emptying. Time to peak concentration after administration (T max ) and peak concentration (C max ) reflect the time at which gastric emptying occurs, and the profile of gastric emptying (eg, into the systemic circulation after being released from the stomach) Absorption etc.) reflect the time to discharge. AUC reflects overall exposure. Acetaminophen was administered in tests 2 and 3 to monitor gastric emptying.

試験1
試験1における、血中のグルコースとインシュリンの値を評価するための全体的な実験計画を表21に概略する。
Test 1
Table 21 outlines the overall experimental design for evaluating blood glucose and insulin values in Test 1.

Figure 2009518315
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試験1におけるGLP-1処理ラット用の製剤は、以下の通りであった:F1 = 1O mg/mLのEDTA、10 mMのクエン酸バッファー(pH 3.5)、阻害剤無し;F2 = 10 mg/mLのEDTA、10 mMのクエン酸バッファー(pH 3.5)及び25 mMの H-Lys(4-ニトロ-Z)-ピロリジド(阻害剤は、Bachem 社から市販されている);及び、F3 = 10 mg/mLのEDTA、10 mMのクエン酸バッファー(pH 3.5)及び25 mMのL-プロリン-ボロプロリン(プロ-ボロプロ(Pro-boropro)は、特許出願第2004/0229820 A1号、Bachovchin, Willia, W. et al.の情報に基づいて合成した)。   The formulation for GLP-1 treated rats in Study 1 was as follows: F1 = 1O mg / mL EDTA, 10 mM citrate buffer (pH 3.5), no inhibitor; F2 = 10 mg / mL EDTA, 10 mM citrate buffer (pH 3.5) and 25 mM H-Lys (4-nitro-Z) -pyrrolizide (inhibitor is commercially available from Bachem); and F3 = 10 mg / mL EDTA, 10 mM citrate buffer (pH 3.5) and 25 mM L-proline-boroproline (Pro-boropro) are disclosed in Patent Application No. 2004/0229820 A1, Bachovin , And synthesized based on the information of William, W. et al.).

試験1のPDの結果を表22に示す。GLP-1製剤(DPP-IV有り又は無し)で処理したラットのグルコースのAUC(0-150)は、エクセナチド及びプラセボで処理したラットよりも〜15%低かった。試験1では、グルコースは、2 g/kg投与されたが、試験2以降の試験では、グルコースは、1 g/kg投与された。結果として、試験1では、グルコースの負荷が大きかったため、観察されたグルコース低下率は、他の試験のグルコース低下率(例えば、0-16%のAUC(0-150))と比べて低かった。試験1では、胃排出をモニターするためにアセトアミノフェンを投与することはなかった。   Table 22 shows the PD results of Test 1. The AUC (0-150) of glucose in rats treated with the GLP-1 formulation (with or without DPP-IV) was ˜15% lower than rats treated with exenatide and placebo. In Test 1, glucose was administered at 2 g / kg, whereas in Test 2 and subsequent tests, glucose was administered at 1 g / kg. As a result, because of the high glucose load in Test 1, the observed glucose reduction rate was low compared to the glucose reduction rate of other tests (eg, 0-16% AUC (0-150)). In Study 1, acetaminophen was not administered to monitor gastric emptying.

Figure 2009518315
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経口でのグルコース投与の+20分後に投与した場合には、GLP-1製剤間で血中グルコースの差はなかった。-10分で、事前投与した場合には、阻害剤有りのGLP-1製剤(F2及びF3)対阻害剤無しのGLP-1製剤(F1)間で血中グルコースプロファイルに差が認められた。DPP-IV阻害剤を含む両方の製剤(F2及びF3)で、Cmaxの遅延が生じた(45分間から約120分間へ)。GLP-1の有意レベルにより、胃排出が遅延した;ウサギのPK試験では、DPP-IV阻害剤を含むGLP-1製剤で、含まない場合より5倍高いBA%が示された。試験2では、アセトアミノフェンを、DPP-IV阻害剤を含む製剤に添加して、阻害剤を含まないGLP-1製剤の胃排出と比較した。   There was no difference in blood glucose between GLP-1 formulations when administered +20 minutes after oral glucose administration. When pre-administered at -10 minutes, there was a difference in blood glucose profile between GLP-1 formulations with inhibitors (F2 and F3) versus GLP-1 formulations without inhibitors (F1). Both formulations (F2 and F3) containing DPP-IV inhibitors produced a delay in Cmax (from 45 minutes to about 120 minutes). Significant levels of GLP-1 delayed gastric emptying; the rabbit PK study showed 5% higher BA% in the GLP-1 formulation with the DPP-IV inhibitor than without. In Study 2, acetaminophen was added to a formulation containing a DPP-IV inhibitor and compared to the gastric emptying of a GLP-1 formulation without the inhibitor.

-10分でのプラセボ、-10分でのGLP-1 F1(阻害剤無し)及び+20分でのGLP-1 F1(阻害剤無し)についてのインシュリン及びグルコース測定のデータにより、インシュリン増加は、-10分及び+20分のいずれで投与された場合でも、プラセボと比較して、GLP-1 F1でより拡大することが示される。   Insulin and glucose measurement data for placebo at -10 minutes, GLP-1 F1 at -10 minutes (no inhibitor) and GLP-1 F1 at +20 minutes (no inhibitor), the increase in insulin is- It is shown to be more magnified with GLP-1 F1 when administered at either 10 minutes and +20 minutes compared to placebo.

試験2
OGTTのラットモデル内での鼻腔内滴下(GLP-1)後の血中グルコースに対するDPP-IV阻害剤存在下及び非存在下でのGLP-1(7-36アミド)のPD作用を、試験2でアッセイした。血中のグルコース及びインシュリンの値を評価するための全体的な実験設計の概要を表23に示す。試験2のOGTTは、1 g/kgのグルコース溶液一括投与を経口胃管で投与することにより行った。アセトアミノフェンを、100 mg/kgの投与量で、グルコース溶液と同時投与した。時間計測の目的のため、OGTTを時刻0分に定めた。
Test 2
The PD effect of GLP-1 (7-36 amide) in the presence and absence of a DPP-IV inhibitor on blood glucose after intranasal instillation (GLP-1) in a rat model of OGTT was tested. Assayed. A summary of the overall experimental design for assessing blood glucose and insulin values is shown in Table 23. The OGTT in Test 2 was performed by administering a 1 g / kg glucose solution batch administration via an oral gastric tube. Acetaminophen was co-administered with the glucose solution at a dose of 100 mg / kg. For the purpose of time measurement, OGTT was set to 0 minutes.

Figure 2009518315
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試験2における製剤は、以下を含む:F1 = 1O mg/mLのEDTA、10 mMのクエン酸バッファー(pH 3.5)、阻害剤無し; F3 = 10 mg/mLのEDTA、10 mMのクエン酸バッファー(pH 3.5)及び25 mMのL-プロリン-ボロプロリン。血中グルコースは以下の時点で評価した:OGTT前、並びにOGTT後5、10、15、30、45、60、75、90、120、180及び240分。血中インシュリンは以下の時点で評価した:OGTT前、並びにOGTT後15、30、60、120及び240分。APAPの血中濃度は以下の時点で評価した:OGTT前、並びにOGTT後5、10、15、30、45、60、75、90、120及び180分。試験2の結果は、特に阻害剤を含まない製剤(F1)について、コントロールと比較してグルコースAUC(ベースライン修正された)の低下があったことを示す。阻害剤を含む製剤及び含まない製剤の両方(F1及びF3)で、投与後にインシュリンの増加が起る。100 ug/mLのGLP-1のIN投与では、阻害剤の存在下では、胃放出が遅延することが示された。より大量のINでのGLP-1投与では、阻害剤が存在しない場合でも胃排出が影響を受けた。大量の投与又は阻害剤の存在によって胃排出が遅延した場合、グルコースの吸収も遅延した。表24には、プラセボとの比較における、処理グループのグルコースAUCの差が示されている。   Formulations in Test 2 include: F1 = 10 mg / mL EDTA, 10 mM citrate buffer (pH 3.5), no inhibitor; F3 = 10 mg / mL EDTA, 10 mM citrate Buffer (pH 3.5) and 25 mM L-proline-boroproline. Blood glucose was assessed at the following time points: before OGTT and 5, 10, 15, 30, 45, 60, 75, 90, 120, 180 and 240 minutes after OGTT. Blood insulin was assessed at the following time points: before OGTT and 15, 30, 60, 120 and 240 minutes after OGTT. APAP blood levels were assessed at the following time points: before OGTT and 5, 10, 15, 30, 45, 60, 75, 90, 120 and 180 minutes after OGTT. The results of Test 2 show that there was a decrease in glucose AUC (baseline corrected) compared to the control, especially for the formulation without inhibitor (F1). In both formulations with and without inhibitors (F1 and F3), an increase in insulin occurs after administration. IN administration of 100 ug / mL GLP-1 was shown to delay gastric release in the presence of inhibitors. GLP-1 administration at higher amounts of IN affected gastric emptying even in the absence of inhibitor. When gastric emptying was delayed due to large doses or the presence of inhibitors, glucose absorption was also delayed. Table 24 shows the difference in glucose AUC for the treatment group compared to placebo.

Figure 2009518315
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試験3
試験3では、OGTTのラットモデル内での鼻腔内滴下(GLP-1又は食塩水)又はエクセナチドの皮下注射後の血中グルコースに対する阻害剤非存在下でのGLP-1(7-36アミド)及びエクセナチドの薬力学的(PD)作用をアッセイした。試験3ではDPP-IV阻害剤を有しないGLP-1製剤を用いた(F1 = 1O mg/mLのEDTA、10 mMのクエン酸バッファー(pH 3.5)、阻害剤無し)。試験3の主たる目的は、GLP-1 F1(IN)をエクセナチド(SQ)と比較することであった。PDは、血中グルコースと血中インシュリンの濃度をモニターすることによって評価した。アセトアミノフェンを投与して胃排出をモニターした(試験2より)。
Test 3
In study 3, GLP-1 (7-36 amide) in the absence of an inhibitor of blood glucose after intranasal instillation (GLP-1 or saline) or exenatide subcutaneous injection in a rat model of OGTT and Exenatide's pharmacodynamic (PD) effect was assayed. Test 3 used a GLP-1 formulation without a DPP-IV inhibitor (F1 = 1O mg / mL EDTA, 10 mM citrate buffer (pH 3.5), no inhibitor). The primary purpose of Trial 3 was to compare GLP-1 F1 (IN) with exenatide (SQ). PD was assessed by monitoring blood glucose and blood insulin concentrations. Acetaminophen was administered to monitor gastric emptying (from study 2).

試験3では、1 g/kgのグルコース溶液一括投与を経口胃管で投与することによりOGTTを行った。適切な場合には、アセトアミノフェンを、100 mg/kgの投与量で、グルコース溶液と同時投与した。時間計測の目的のため、OGTTを時刻0分に定めた。処理の投与の時間は、OGTTと相対的なものであった。1回処理投与は、-10分で投与した。2回投与は、1回目の投与を-10分に、2回目の投与を+35分に行った。従って、食塩水、GLP−1、又はエクセナチドの投与は、OGTTに対して、-10分、+35分、又は-10分及び+35分に行った。   In Test 3, OGTT was performed by administering a 1 g / kg glucose solution batch administration via an oral gastric tube. Where appropriate, acetaminophen was co-administered with a glucose solution at a dose of 100 mg / kg. For the purpose of time measurement, OGTT was set to 0 minutes. The time of treatment administration was relative to OGTT. A single treatment dose was administered at -10 minutes. The second administration was performed at -10 minutes for the first administration and at +35 minutes for the second administration. Therefore, saline, GLP-1 or exenatide was administered at -10 minutes, +35 minutes, or -10 minutes and +35 minutes relative to OGTT.

AUC0-24O及びCmaxの計算を含む、薬力学分析のために血液を回収した。血中グルコースは以下の時点で評価した:OGTT前、並びにOGTT後(5、15、30、45、60、75、90、120、180及び240分)。血中インシュリンは以下の時点で評価した:OGTT前、並びにOGTT後(5、15、30、45、60、75、90、120及び180分)。アセトアミノフェンの血中濃度は以下の時点で評価した:OGTT前、並びにOGTT後(15、30、45、60、75、90、120及び180分)。血中のグルコースとインシュリンの値を評価するための試験3での全体的な設計の概要を表25に示す。胃排出を評価するための全体的な設計の概要を表26に示す。 Blood was collected for pharmacodynamic analysis, including calculation of AUC 0-24O and Cmax. Blood glucose was assessed at the following time points: before OGTT and after OGTT (5, 15, 30, 45, 60, 75, 90, 120, 180 and 240 minutes). Blood insulin was assessed at the following time points: before OGTT and after OGTT (5, 15, 30, 45, 60, 75, 90, 120 and 180 minutes). The blood concentration of acetaminophen was assessed at the following time points: before OGTT and after OGTT (15, 30, 45, 60, 75, 90, 120 and 180 minutes). A summary of the overall design in Test 3 for evaluating blood glucose and insulin values is shown in Table 25. An overview of the overall design for assessing gastric emptying is shown in Table 26.

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試験3の結果は、食塩水又はエクセナチドのSQ投与との比較における、GLP-1鼻腔内投与後の、修正された血液グルコースのAUC0-24Oの劇的な低下(〜60%)を示す。AUC0-24OとCmax値を表27に示す。内在性グルコースに対して修正されたグルコース濃度の変化を、図1に示す。 The results of Trial 3 show a dramatic reduction ( ˜60 %) in corrected blood glucose AUC 0-24O after GLP-1 intranasal administration compared to saline or exenatide SQ administration. AUC 0-24O and C max values are shown in Table 27. The change in glucose concentration corrected for endogenous glucose is shown in FIG.

これらの薬力学的結果は、GLP-1の医薬製剤の鼻腔内投与が、血中のグルコース濃度を低下させたという驚くべき予期せぬ発見を示す。   These pharmacodynamic results indicate a surprising and unexpected finding that intranasal administration of a pharmaceutical formulation of GLP-1 reduced blood glucose levels.

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試験3のGLP-1処理グループとプラセボについてのグループ平均インシュリンデータを図2に示す。食塩水処理した(プラセボ)ラットのインシュリン濃度は、OGTT後に僅かな低下を示した。100 μg/kgのGLP-1の-10分での1回投与により、OGTTに応じた顕著な血中インシュリン濃度の上昇がみられた。-10分及び+35分でのGLP-1の投与により、各投与の直後にインシュリンのスパイクが生じた。このパターンは、GLP-1が、血中グルコースの上昇に応じたインシュリンの放出に関与していることを示す。   Group average insulin data for the GLP-1 treatment group and placebo in trial 3 are shown in FIG. The insulin concentration in saline-treated (placebo) rats showed a slight decrease after OGTT. A single dose of 100 μg / kg GLP-1 at −10 minutes resulted in a significant increase in blood insulin concentration in response to OGTT. Administration of GLP-1 at -10 and +35 minutes resulted in insulin spikes immediately after each administration. This pattern indicates that GLP-1 is involved in insulin release in response to elevated blood glucose.

GLP-1処理グループとプラセボについてのグループ平均アセトアミノフェンデータ(プラセボグループの標準偏差と共に)を図3に示す。試験3では、全体の曝露(AUC)を測定したところ、3種類の処理グループ間で、体循環内に吸収されたアセトアミノフェンの総量に、3%未満の差異しか存在しなかったことが示された。AUC値は、食塩水コントロール(プラセボ)、100 μg/kgのGLP-1、及び1000 μg/kgのGLP-1のグループについて、それぞれ、6,804 μg*分/kg、6,672 μg*分/kg、及び6,951 μg*分/kgであった。しかしながら、吸収のプロファイルは異なっていた。プラセボ処理したラットでは、アセトアミノフェンのTmaxは、投与後30分であり、グループ平均Cmaxは、78 μg/mLで、その標準偏差は± 21 μg/mLであった。100 μg/kgのGLP-1グループで、投与後30分に、僅かに低い66 ± 21 ug/mLのCmaxが認められた;しかしながら、評価を行った殆どの時点で、このグループとコントロールグループの間でアセトアミノフェンの濃度は近似していた。アセトアミノフェンのCmaxは、1000 μg/kgのGLP-1のグループでより低く、45 ± 30 ug/mLであった。更に、Tmaxは、投与後30分ないし90分の間に生じると考えられ、アセトアミノフェンの血中濃度は、後半の時点で顕著に一層高かった。1000 μg/kgのGLP-1グループについての結果は、胃排出の遅延及び、大量のGLP-1投与後の胃排出のより延長したプロファイルと一致する。試験3の結果は、阻害剤を含まないGLP-1が、有意にグルコースを低下させ、用量は、食前又は食後に投与できることを示す。INのGLP-1製剤は、グルコースAUCを低下させたが、エクセナチドを0.6又は3 ug/kgのいずれでZDFラットにSQ投与した場合には、低下させなかった。 Group mean acetaminophen data (with standard deviation for placebo group) for GLP-1 treated group and placebo is shown in FIG. In trial 3, total exposure (AUC) was measured and showed that there was less than 3% difference in the total amount of acetaminophen absorbed into the systemic circulation among the three treatment groups. It was done. The AUC values are 6,804 μg * min / kg and 6,672 μg * min for the saline control (placebo), 100 μg / kg GLP-1 and 1000 μg / kg GLP-1 groups, respectively. / kg and 6,951 μg * min / kg. However, the absorption profile was different. In placebo-treated rats, the T max of acetaminophen was 30 minutes after administration, the group mean C max was 78 μg / mL, and its standard deviation was ± 21 μg / mL. A slightly lower 66 ± 21 ug / mL C max was observed in the 100 μg / kg GLP-1 group 30 minutes after administration; however, at most time points evaluated, this group and the control group In between, the concentration of acetaminophen was close. The C max of acetaminophen was 45 ± 30 ug / mL, lower in the 1000 μg / kg GLP-1 group. Furthermore, T max was thought to occur between 30 and 90 minutes after administration, and the blood concentration of acetaminophen was significantly higher at the second half. The results for the 1000 μg / kg GLP-1 group are consistent with delayed gastric emptying and a more prolonged profile of gastric emptying after large doses of GLP-1. The results of Test 3 show that GLP-1 without inhibitor significantly reduces glucose and the dose can be administered before or after a meal. The IN GLP-1 formulation reduced glucose AUC, but did not reduce exenatide when administered SQ to ZDF rats at either 0.6 or 3 ug / kg.

PDの結果のまとめ
薬力学的結果は、GLP-1の医薬製剤の鼻腔内投与が、血中のグルコース濃度を低下させるという驚くべき予期せぬ発見を示す。更に、血中インシュリン濃度のパターンにより、GLP-1が、血中グルコースの上昇に応じたインシュリン放出に関与する因子であることを示す。アセトアミノフェンの試験の結果は、胃排出の遅延及び、DPP-IV阻害剤の不存在下での大量のGLP-1投与後の胃排出のより延長したプロファイルと一致する。低い血中グルコースにおいて効果的な低用量のGLP-1は、胃排出に対して影響を示さなかった。血液中のグルコース濃度を低下させることは、特にインシュリン濃度の上昇を介した場合には、2型糖尿病の治療に効果的である。更に、胃排出の遅延により、満腹感を高め、体重減少を促進することができる。これらのデータは、これらのアッセーで説明されるGLP-1鼻腔内製剤の、肥満及び糖尿病といった代謝障害治療への使用における有効性を指示するものである。
Summary of PD results The pharmacodynamic results show the surprising and unexpected discovery that intranasal administration of a pharmaceutical formulation of GLP-1 reduces blood glucose levels. Furthermore, the pattern of blood insulin concentration indicates that GLP-1 is a factor involved in insulin release in response to an increase in blood glucose. The results of the acetaminophen test are consistent with delayed gastric emptying and a more prolonged profile of gastric emptying after large doses of GLP-1 in the absence of DPP-IV inhibitors. A low dose of GLP-1 effective at low blood glucose had no effect on gastric emptying. Decreasing the glucose concentration in the blood is effective for the treatment of type 2 diabetes, particularly through an increase in insulin concentration. Furthermore, a delay in gastric emptying can increase satiety and promote weight loss. These data indicate the effectiveness of the GLP-1 intranasal formulation described in these assays for use in the treatment of metabolic disorders such as obesity and diabetes.

実施例8
合成エキセンディン-4(エクセナチド)の促進剤を含む経粘膜製剤
経粘膜エクセナチド製剤のインビトロでの最適化のために種々の賦形剤を試験した。エクセナチドと賦形剤(透過促進剤、溶解剤、界面活性剤、キレート剤、安定剤、バッファー、等張化剤及び保存剤を含む)を組み合わせることにより、経粘膜エクセナチド製剤を作り出した。
Example 8
Transmucosal formulations containing promoters of synthetic exendin-4 (exenatide) Various excipients were tested for in vitro optimization of transmucosal exenatide formulations. A transmucosal exenatide formulation was created by combining exenatide and excipients (including permeation enhancers, solubilizers, surfactants, chelating agents, stabilizers, buffers, tonicity agents and preservatives).

製剤のスクリーニングを複数回行い、AとBの2つの系列に分類した。系列Aでは、溶解剤(Me-β-CD)、界面活性剤(DDPC)、キレート剤(EDTA)、及び安定剤(ゼラチン)の賦形剤濃度を変化させることに焦点を当てた。クエン酸バッファー、酒石酸バッファー、及びグルタメート(MSG)等のバッファーについても試験を行った。系列Bでは、代わりの賦形剤について、そのエクセナチド透過を促進する能力に対してスクリーニングを行った。シクロデキストリン、グリコシド、脂肪酸、ホスファチジルコリン、GRAS化合物、PN159、ゼラチン及びその他の透過促進剤候補の種々の濃度について試験した。透過促進剤候補のスクリーニングに加え、バッファー(クエン酸バッファー、酒石酸バッファー)及び等張化剤/安定剤の賦形剤(マンニトール、NaCl)の異なる濃度に対してもスクリーニングを行った。安息香酸ナトリウム(NaBz)及び塩化ベンザルコニウム(BAK)等の保存剤についても試験した。インビトロでのスクリーニングで試験した賦形剤を表28に示す。試験を行った372種類の独自の製剤のうち、11種類の製剤を、インビボでのウサギの前臨床的PK試験での使用に推奨した、表29を参照。   The formulation was screened multiple times and classified into two series, A and B. Series A focused on changing excipient concentrations of solubilizer (Me-β-CD), surfactant (DDPC), chelating agent (EDTA), and stabilizer (gelatin). Tests were also conducted on buffers such as citrate buffer, tartrate buffer, and glutamate (MSG). In series B, alternative excipients were screened for their ability to promote exenatide permeation. Various concentrations of cyclodextrin, glycoside, fatty acid, phosphatidylcholine, GRAS compound, PN159, gelatin and other permeation enhancer candidates were tested. In addition to screening permeation enhancer candidates, screening was also performed for different concentrations of buffer (citrate buffer, tartrate buffer) and isotonic agent / stabilizer excipients (mannitol, NaCl). Preservatives such as sodium benzoate (NaBz) and benzalkonium chloride (BAK) were also tested. The excipients tested in the in vitro screen are shown in Table 28. Of the 372 unique formulations tested, 11 were recommended for use in rabbit preclinical PK studies in vivo, see Table 29.

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実施例9
経粘膜エクセナチド製剤は、インビトロでタイトジャンクションの開放を促進する
上記の実施例2中のプロトコルに記載されるエクセナチド製剤について、インビトロでTER、LDH、MTT及び透過のアッセイを行った。促進剤を含む全てのエクセナチド製剤について、TERは、60分間のインキュベーション時間の後に、約350-700 ohms x cmから約5-20 ohms x cmへと低下した。コントロールを除き、全てのエクセナチド製剤はEDTAを含んでいた。EDTAは、カルシウムキレート剤として、カルシウムを取り除くことによりタイトジャンクションを開放させることが知られている。ここで用いるインビトロ組織培養系のような静的環境では、溶液からのカルシウムの除去により、有意にタイトジャンクションが開放される。等張化剤としての塩化ナトリウムと共にグルタミン酸バッファー中にエクセナチドのみを含有する、エクセナチド+グルタメートコントロール(MSG)ではTERの低下が観察されなかった。エクセナチド+グルタメートコントロールは、タイトジャンクションを開放させることが、エクセナチド自体の本質的特性ではないことを示す。グルタメートコントロールに60分間曝露した後のインサートのTERは、培地に60分間曝露したインサートのTERと同程度である。Triton Xコントロールでは、最も低い潜在的TERとなったが、これは、予想通り、細胞障壁を死滅させることにより生じたことである。
Example 9
The transmucosal exenatide formulation promotes the release of tight junctions in vitro The exenatide formulation described in the protocol in Example 2 above was assayed in vitro for TER, LDH, MTT and permeation. For all exenatide formulations containing accelerators, the TER decreased from about 350-700 ohms x cm 2 to about 5-20 ohms x cm 2 after an incubation time of 60 minutes. All exenatide formulations, except the control, contained EDTA. EDTA is known as a calcium chelating agent to release tight junctions by removing calcium. In a static environment such as the in vitro tissue culture system used here, the removal of calcium from the solution significantly releases the tight junction. No decrease in TER was observed with Exenatide + Glutamate Control (MSG) containing only Exenatide in glutamate buffer with sodium chloride as an isotonic agent. Exenatide + glutamate control indicates that opening a tight junction is not an essential property of exenatide itself. The TER of the insert after 60 minutes exposure to the glutamate control is comparable to that of the insert exposed to the media for 60 minutes. The Triton X control had the lowest potential TER, as expected, caused by killing the cell barrier.

エクセナチド製剤によるTER低下が、細胞死ではなく、促進剤によるタイトジャンクション調節の結果生じたことを確認するため、TERで用いたのと同一のMatTek社製のセルラインを用いてLDH及びMTTアッセイを行った。LDH%で測定したところ、エクセナチド製剤は、細胞毒性の有意な増大を示さなかった。エクセナチド製剤は、20%未満のLDH喪失を示しただけであった。同様に、培地コントロールも細胞毒性を示さなかった。対照的に、Triton Xコントロール処理グループは、予想通り、有意な細胞毒性を示した。細胞生存率は、MTTアッセイ(MTT- 100、MatTek kit)を用いて評価した。エクセナチド製剤は、JW-239-126-14、JW-239-126-19及びJW-239-126-24の3種類の製剤が約50%のMTTを示したことを除いては、MTT%で測定したところ、有意に細胞毒性を増加させることはなかった。これに反し、エクセナチド製剤は、80%のMTTを超える生存率を示した。同様に、培地コントロールは細胞毒性を示さなかった。対照的に、Triton Xコントロール処理グループは、予想通り、有意な毒性を示した。透過試験の結果を表30に示す。   In order to confirm that the decrease in TER by exenatide preparation was not the result of cell death but the result of tight junction adjustment by an accelerator, LDH and MTT assays were performed using the same MatTek cell line used in TER. went. Exenatide formulation showed no significant increase in cytotoxicity as measured by% LDH. The Exenatide formulation only showed less than 20% LDH loss. Similarly, the media control also showed no cytotoxicity. In contrast, the Triton X control treatment group showed significant cytotoxicity as expected. Cell viability was assessed using the MTT assay (MTT-100, MatTek kit). Exenatide formulation is MTT% except that three formulations of JW-239-126-14, JW-239-126-19 and JW-239-126-24 showed about 50% MTT. When measured, it did not significantly increase cytotoxicity. In contrast, the exenatide formulation showed a survival rate exceeding 80% MTT. Similarly, the medium control showed no cytotoxicity. In contrast, the Triton X control treatment group showed significant toxicity as expected. The results of the transmission test are shown in Table 30.

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製剤の透過の結果は、3 mg/mLのエクセナチド及びグルタミン酸モノナトリウムのみを含むコントロール製剤に対して、300倍ないし830倍の透過性の増加を示した。半分の用量を投与された製剤では、コントロールに対して1400倍ないし2200倍の透過性の増加が示された。   The permeation results of the formulation showed a 300- to 830-fold increase in permeability over the control formulation containing only 3 mg / mL exenatide and monosodium glutamate. The formulation that received half the dose showed a 1400 to 2200-fold increase in permeability over the control.

実施例10
経粘膜エクセナチド製剤のウサギ内のPKの結果
インビボでの試験用に調製したエキセンディン-4製剤を表31に示す。
Example 10
Intra-Rabbit PK Results for Transmucosal Exenatide Formulations Exendin-4 formulations prepared for in vivo testing are shown in Table 31.

Figure 2009518315
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エキセンディン-4のPK試験をウサギで行い、IV及びINによって投与されたエキセンディン-4のPK結果を比較した。IN製剤には、INコントロール(促進剤無し)、IN 1X 促進剤+ゼラチン、IN 2X促進剤、及びIN 2X促進剤+ゼラチン(製剤は表31に示す)が含まれた。PK試験の結果を表32と図4に示す。   Exendin-4 PK test was performed in rabbits and the PK results of exendin-4 administered by IV and IN were compared. The IN formulation included IN control (no accelerator), IN 1X accelerator + gelatin, IN 2X accelerator, and IN 2X accelerator + gelatin (formulation is shown in Table 31). The results of the PK test are shown in Table 32 and FIG.

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PKの結果は、IN 2X促進剤及びIN 2X促進剤+ゼラチンが、ウサギを用いた試験でテストした中で、最も性能の高いエキセンディン-4製剤であったことを示す。IN 2X促進剤及びIN 2X促進剤+ゼラチンの両方とも、IV又はINコントロールよりも高いPK値を示した。   The PK results indicate that IN 2X accelerator and IN 2X accelerator + gelatin were the most performing exendin-4 formulations tested in rabbit tests. Both IN 2X accelerator and IN 2X accelerator + gelatin showed higher PK values than IV or IN controls.

実施例11
別の経粘膜エクセナチド製剤
経粘膜投与用の別のエキセンディン-4製剤を開発して、以下について試験を行った:1)保存安定性の向上、2)エキセンディン-4のバイオアベイラビリティの向上、並びに、3)インシュリン及びグルコースの濃度を測定することで決定される薬力学的作用の増大。
Example 11
Another transmucosal exenatide formulation Another exendin-4 formulation for transmucosal administration was developed and tested for: 1) improved storage stability, 2) improved exendin-4 bioavailability, And 3) an increase in pharmacodynamic effects determined by measuring insulin and glucose concentrations.

1種類の製剤を除く、全ての製剤中のDDPC及びゼラチンを除去することによって、先に試験したエキセンディン-4製剤の改変を調整した。10 mM の酢酸バッファー中に80 mg/mLのMe-β-CD及び5 mg/mLのEDTA(DDPC又はゼラチンは含まない)を含む製剤の参照には、「OEF」を用いた。先に試験した製剤への第2の変更は、いくつかの製剤へアルギニンを添加することであった。OER製剤については、表33に記載する。   The modification of the exendin-4 formulation tested earlier was adjusted by removing DDPC and gelatin in all formulations except one formulation. “OEF” was used to refer to a formulation containing 80 mg / mL Me-β-CD and 5 mg / mL EDTA (without DDPC or gelatin) in 10 mM acetate buffer. The second change to the formulations tested earlier was to add arginine to some formulations. The OER formulations are listed in Table 33.

Figure 2009518315
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透過パーセント
インビトロでの透過試験は、OEF製剤(DDPC及びゼラチンを含まない)が、先に試験したエキセンディン-4製剤(表31の先に試験した製剤を参照)と比べて、同等又は良好な細胞生存率を提示しながら、より大幅にエキセンディン-4の透過を促進したことを示す。製剤を比較した透過の結果を表34に示す。
Percent Permeation In vitro permeation tests show that the OEF formulation (without DDPC and gelatin) is equivalent or better compared to the Exendin-4 formulation tested earlier (see previous tested formulations in Table 31). It shows that exendin-4 permeation was more greatly promoted while presenting cell viability. The permeation results comparing the formulations are shown in Table 34.

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薬物動態試験
ウサギ内でのインビボでの薬物動態(PK)試験は、「OEF+アルギニン」及び「2X促進剤+ゼラチン、アルギニン」の製剤が、鼻腔内送達された場合に、先に試験した製剤と同程度か、又はこれを超える程度にエキセンディン-4のバイオアベイラビリティを向上させることを示した。平均のピークエキセンディン-4血漿濃度は、OEF+アルギニン製剤で最大であった。表35には、試験された製剤の平均PKパラメーター(Tmax、Cmax、AUC、t1/2及びKel)の比較が示されている。各PKパラメーターの分散係数を表36に示し、各鼻腔内製剤のバイオアベイラビリティ絶対値(F%)を表37に示す。
Pharmacokinetic Studies In vivo pharmacokinetic (PK) studies in rabbits were performed using the formulations previously tested when the “OEF + arginine” and “2X accelerator + gelatin, arginine” formulations were delivered intranasally. It was shown that exendin-4 bioavailability was improved to the same extent or beyond. The average peak exendin-4 plasma concentration was highest with the OEF + arginine formulation. Table 35 shows a comparison of the average PK parameters (T max , C max , AUC, t 1/2 and Kel) of the formulations tested. Table 36 shows the dispersion coefficient of each PK parameter, and Table 37 shows the absolute bioavailability (F%) of each intranasal formulation.

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PK試験の結果は、OEF+アルギニンが最も高いバイオアベイラビリティ%(16.6%)を有していたことを示す。また、他の2種類の鼻腔内製剤、2X促進剤及び2X促進剤+ゼラチンも、INコントロールと比べてバイオアベイラビリティを有意に促進した(それぞれ、12.6%及び11.5%)。   The results of the PK test indicate that OEF + arginine had the highest% bioavailability (16.6%). The other two intranasal formulations, 2X accelerator and 2X accelerator plus gelatin also significantly promoted bioavailability compared to IN control (12.6% and 11.5%, respectively).

薬力学的試験
ウサギ内でのインビボでの試験により、「OEF+アルギニン」及び「2X促進剤+ゼラチン、アルギニン」の製剤が、鼻腔内送達された場合に、先に記載された製剤(表31参照)と同等か又はこれを超える程度に、インシュリン反応及びグルコース反応を引き起こしたことを示す薬力学的(PD)パラメーターが提示された。表38には、平均インシュリン濃度のPDパラメーター(Tmax、Cmax及びAUC)が含まれ、表39には、平均グルコース濃度のPDパラメーター(Tmin及びCmin)が示されている。驚くべきことに、「2X促進剤+ゼラチン、アルギニン」製剤は、PK試験においてエキセンディン-4のバイオアベイラビリティを最も増大させなかったのにも拘わらず、最も大きなPD反応を引き出した。
Pharmacodynamic Testing In vivo studies in rabbits showed that the formulations described above (see Table 31) when the “OEF + arginine” and “2X accelerator + gelatin, arginine” formulations were delivered intranasally. Pharmacodynamic (PD) parameters indicating that they caused insulin and glucose responses to the same extent or better). Table 38 includes average insulin concentration PD parameters (T max , C max and AUC), and Table 39 shows average glucose concentration PD parameters (T min and C min ). Surprisingly, the “2X accelerator + gelatin, arginine” formulation elicited the greatest PD response despite the least increase in exendin-4 bioavailability in the PK test.

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安定性
加速安定性試験により、「OEF」製剤の変種が、「2X促進剤+ゼラチン」製剤に対して、エキセンディン-4の安定性を向上させることが示される。「OEF」製剤の安定性は、市販のBYETTA(登録商標)の安定性と同程度であった。40℃で4週間経過後、「OEF」製剤の純度は、85.8 - 86.0%であり、一方で、「2X促進剤+ゼラチン」の純度は、83.7%であった。50℃で4週間経過後、「OEF」製剤の純度は、BYETTA(登録商標)と同程度であり(72.2 - 72.9%対72.9%)、一方で、「2X促進剤+ゼラチン」製剤は、沈澱を生じた。単一製剤(simple formulation)では沈殿は観察されなかった。
Stability Accelerated stability studies show that a variant of the “OEF” formulation improves the stability of exendin-4 over the “2X accelerator + gelatin” formulation. The stability of the “OEF” formulation was comparable to that of commercially available BYETTA®. After 4 weeks at 40 ° C., the purity of the “OEF” formulation was 85.8-86.0%, while the purity of “2X accelerator + gelatin” was 83.7%. After 4 weeks at 50 ° C., the purity of the “OEF” formulation is comparable to BYETTA® (72.2-72.9% vs. 72.9%), while “2X accelerator + The “gelatin” formulation caused precipitation. No precipitation was observed in the simple formulation.

要約すると、加速安定性試験では、酒石酸バッファーと比べて、酢酸バッファーは、エキセンディン-4製剤の物理的安定性を向上させたことが示された。酢酸で緩衝化された製剤では、酒石酸で緩衝化された製剤よりも、少ない沈澱が観察された。一般的に、1価のイオノゲン性(mono-ionogenic)バッファー(酢酸、アルギニン、乳酸)は、多価イオノゲン性(poly-ionogenic)バッファー(酒石酸、クエン酸)よりも良好な安定性を提供した。pH 4.7 - 5.5の範囲では、pH ≦ 4.25の場合と比べて、エキセンディン-4の化学的安定性が向上した。アルギニンも、僅かに化学的安定性を向上させた。メチオニン及びアスパラギン酸の添加により、エキセンディン-4の化学的安定性は低下した。エキセンディン-4の化学的安定性にとっての最適オスモル濃度は、200 - 250 mOsm/kg HOであった。 In summary, accelerated stability studies showed that acetate buffer improved the physical stability of exendin-4 formulations compared to tartrate buffer. Less precipitation was observed with the acetic acid buffered formulation than with the tartaric acid buffered formulation. In general, monovalent ionogenic buffers (acetic acid, arginine, lactic acid) provided better stability than poly-ionogenic buffers (tartaric acid, citric acid). In the range of pH 4.7-5.5, the chemical stability of exendin-4 was improved as compared to the case of pH ≦ 4.25. Arginine also slightly improved chemical stability. The chemical stability of exendin-4 was reduced by the addition of methionine and aspartic acid. The optimal osmolarity for exendin-4 chemical stability was 200-250 mOsm / kg H 2 O.

上記に加え、加速安定性試験により、「OEF」製剤の変種が、既存の、「2X促進剤+ゼラチン」製剤と比べて、エキセンディン-4の安定性を向上させることが示される。「OEF」製剤の安定性は、市販のBYETTA(登録商標)の安定性と同程度である。40℃で4週間経過後、「OEF」製剤の純度は、85.8 - 86.0%であり、一方で、「2X促進剤+ゼラチン」の純度は、83.7%であった。より劇的には、50℃で4週間経過後、「OEF」製剤の純度は、BYETTA(登録商標)と同程度であったが(72.2 - 72.9%対72.9%)、一方で、「2X促進剤+ゼラチン」製剤は、沈澱を生じた。   In addition to the above, accelerated stability studies indicate that a variant of the “OEF” formulation improves the stability of exendin-4 compared to the existing “2X accelerator + gelatin” formulation. The stability of the “OEF” formulation is comparable to that of commercially available BYETTA®. After 4 weeks at 40 ° C., the purity of the “OEF” formulation was 85.8-86.0%, while the purity of “2X accelerator + gelatin” was 83.7%. More dramatically, after 4 weeks at 50 ° C., the purity of the “OEF” formulation was comparable to BYETTA® (72.2-72.9% vs. 72.9%), On the other hand, the “2X accelerator + gelatin” formulation caused precipitation.

本試験では試験を行っていないが、増粘剤を製剤に添加することも可能であろうことが予想される。製剤には、保存剤が含まれていてもよく、保存剤には、塩化ベンザルコニウム、メチルパラベン及びプロピルパラベン、及び/又はクロロブタノールが含まれていてもよいが、これらに限定されるものではない。抗菌作用を促進するために製剤中に含まれてよい、先に試験された他の保存剤の例には、以下の組み合わせが含まれる:0.033 %の メチルパラベン + 0.017%の プロピルパラベン ;0.18%のメチルパラベン + 0.02%のプロピルパラベン;0.10%ないし0.50%のクロロブタノール;0.10%ないし0.25%のクロロブタノール + 0.033%のメチルパラベン + 0.017%のプロピルパラベン;0.10%ないし0.25%のクロロブタノール + 0.18%のメチルパラベン + 0.02%のプロピルパラベン;0.5%のベンジルアルコール;0.5%のベンジルアルコール + 0.033%のメチルパラベン + 0.017%のプロピルパラベン;0.5%のベンジルアルコール + 0.18%のメチルパラベン + 0.02%のプロピルパラベン;0.5%のフェニルエタノール + 0.1ないし0.25%のクロロブタノール;0.5%のフェニルエタノール + 0.033%のメチルパラベン + 0.017%のプロピルパラベン;0.5%のフェニルエタノール + 0.18%のメチルパラベン + 0.02%のプロピルパラベン;5 mg/mlのEDTA;0.01-0.1%の塩化ベンザルコニウム;7 mg/mLのエタノール;5 mg/mLのベンジルアルコール + 2.5 mg/mLのフェニルエチルアルコール。   Although not tested in this study, it is expected that a thickener could be added to the formulation. The formulation may include a preservative, which may include, but is not limited to, benzalkonium chloride, methyl and propylparaben, and / or chlorobutanol. Absent. Examples of other preservatives tested earlier that may be included in the formulation to promote antibacterial action include the following combination: 0.033% methyl paraben + 0.017% propyl paraben 0.18% methyl paraben + 0.02% propyl paraben; 0.10% to 0.50% chlorobutanol; 0.10% to 0.25% chlorobutanol + 0.033% methyl paraben + 0 0.07% propylparaben; 0.10% to 0.25% chlorobutanol + 0.18% methylparaben + 0.02% propylparaben; 0.5% benzyl alcohol; 0.5% benzyl alcohol + 0.033% methyl paraben + 0.017% propyl paraben; 0.5% benzyl alcohol + 0.18% methyl paraben + 0.02% propyl paraben 0.5% phenylethanol + 0.1 to 0.25% chlorobutanol; 0.5% phenylethanol + 0.033% methylparaben + 0.017% propylparaben; 0.5% Phenylethanol + 0.18% methylparaben + 0.02% propylparaben; 5 mg / ml EDTA; 0.01-0.1% benzalkonium chloride; 7 mg / mL ethanol; 5 mg / mL Benzyl alcohol + 2.5 mg / mL phenylethyl alcohol.

例えば、0.5 mg/mlないし6 mg/mlの濃度のように、エクセナチドの濃度を変化させることを用いて所望の投与量を達成することもできる。「OEF」製剤及び「OEF+アルギニン」製剤は、他のGLP-1類似体を含むが、これに限定されない、他のGRPの安定性及びバイオアベイラビリティを向上させることもできる。   For example, varying the concentration of exenatide, such as a concentration of 0.5 mg / ml to 6 mg / ml, can be used to achieve the desired dosage. The “OEF” and “OEF + arginine” formulations may also improve the stability and bioavailability of other GRPs, including but not limited to other GLP-1 analogs.

向上した保存寿命、低い商品原価、及び高いバイオアベイラビリティを有する経粘膜投与用のエキセンディン-4製剤が、エキセンディン-4製剤に対するOEFの改善によって同定された。向上した保存寿命とは、商品がより長く持ちこたえて、期限切れの商品を減らし、必要な生産量を低下させることになることを意味する。高いバイオアベイラビリティとは、医薬品の潜在的な高い有効性と治療への有用性を意味する。また、医薬品の一定の有効性に必要とされるAPI(エキセンディン-4、GLP-1)の量を低下させることによって、費用を抑えることも意味するであろう。DDPCは、新規な賦形剤であるから、DDPCを除去することによって、FDAによる製品への承認がより得やすくなる可能性がある。また、DDPCを除去することによって、製品の製造に要する時間も短縮されることになる。更に、DDPCは、高価な賦形剤であるから、これを除去することによって、医薬品に関する商品原価が著しく低下される。ゼラチンを取り除くことにより、製品の製造に要する時間が短縮され、また、ある賦形剤を取り除くことで製造の費用が抑えられる。   An exendin-4 formulation for transmucosal administration with improved shelf life, low commodity cost, and high bioavailability has been identified by an improved OEF over exendin-4 formulation. An improved shelf life means that the product will last longer, reduce expired products and reduce the required production. High bioavailability means the potential high efficacy and therapeutic utility of a pharmaceutical product. It will also mean that costs are reduced by reducing the amount of API (Exendin-4, GLP-1) required for the certain effectiveness of the drug. Because DDPC is a novel excipient, removal of DDPC may make it easier to obtain approval for products by the FDA. Further, by removing the DDPC, the time required for manufacturing the product is shortened. Furthermore, since DDPC is an expensive excipient, the cost of goods for pharmaceuticals is significantly reduced by removing it. By removing gelatin, the time required to manufacture the product is reduced, and by removing certain excipients, the cost of manufacturing is reduced.

本発明には、保存剤不含のGRP製剤も含まれる。このような製剤は、保存剤を含有しない。抗菌賦形剤の不存在下では、製剤は、無菌条件下で保存剤不含送達装置内へと充填される。保存剤不含エクセナチド製剤には、表40及び表41に示すような製剤が含まれていてもよい。エクセナチド濃度は、2 - 12 mg/mlの範囲で変化していてもよい。   The present invention also includes a GRP formulation without preservatives. Such formulations do not contain preservatives. In the absence of antimicrobial excipients, the formulation is filled into preservative-free delivery devices under aseptic conditions. Preservative-free exenatide preparations may contain preparations as shown in Table 40 and Table 41. Exenatide concentration may vary in the range of 2-12 mg / ml.

Figure 2009518315
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他の態様では、以下のような透過促進成分の濃度が変化してもよい:Me-β-CD(20 - 80 mg/ml)、DDPC(0 - 2 mg/ml)、EDTA (2 - 10 mg/ml)、酒石酸バッファー(0 - 30 mM)、ゼラチン、及び塩化ナトリウム。別の態様には、異なる製剤が含まれていてもよい:Me-β-CD(80 mg/ml)、EDTA(5 mg/ml)、アルギニン(2.8又は10 mM)及び/又は酢酸バッファー(10 mM)、並びに塩化ナトリウム(pH 4.9 - 5.6)。上記賦形剤の濃度は変化してもよい。製剤には、更に、ゼラチン、ヒドロキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロール又はカルボポル等の増粘剤が含まれていてもよい。エクセナチドの濃度を変化させることで、所望の投与量を達成することが可能である。例えば、濃度は、0.5 mg/mlないし25 mg/mlの範囲内にあってもよい。   In other embodiments, the concentration of permeation enhancing components may vary: Me-β-CD (20-80 mg / ml), DDPC (0-2 mg / ml), EDTA (2-10 mg / ml), tartrate buffer (0-30 mM), gelatin, and sodium chloride. Another embodiment may include different formulations: Me-β-CD (80 mg / ml), EDTA (5 mg / ml), arginine (2.8 or 10 mM) and / or acetate buffer. (10 mM), as well as sodium chloride (pH 4.9-5.6). The concentration of the excipient may vary. The preparation may further contain a thickener such as gelatin, hydroxymethylcellulose, carboxymethylcellulose or carbopol. By varying the concentration of exenatide, it is possible to achieve the desired dosage. For example, the concentration may be in the range of 0.5 mg / ml to 25 mg / ml.

実施例12
経口ブドウ糖負荷試験(OGTT)ラットモデル内でのグルコース調節タンパク質(GRP)の鼻腔内投与による単一投与量の薬力学的(PD)試験
経口ブドウ糖負荷試験(OGTT)ラットモデル内でのGLP-1(7-36アミド)及びエキセンディン-4の鼻腔内注入後の血中グルコースに対する薬力学的作用を試験した。2種類のエキセンディン-4の製剤を評価し、GLP-1の単一製剤を使用した。GLP-1(EDTA系)製剤(#2)は、GLP-1(7-36アミド)及び以下の成分を含んでいた:10 mg/mLのEDTA二ナトリウム;10 mMのクエン酸バッファー(pH 3.5)。エキセンディン-4(EDTA系)製剤(#2、#3、#4及び#5)は、エキセンディン-4及び以下の成分を含んでいた:10 mg/mLのEDTA二ナトリウム;10 mMのアルギニンバッファー(pH 4.0)。エキセンディン-4(PDF系)製剤(#6及び#7)は、エキセンディン-4及び以下の成分を含んでいた:45 mg/mLのMe-β-CD、1 mg/mLのDDPC、1 mg/mLのEDTA二ナトリウム、100 mMのソルビトール、25 mMのラクトース、5mg/mLのCB、及び10 mMのアルギニンバッファー(pH 4.0)。試験した製剤の概要を表42に示す。実験計画及びグループの名称を表43に示す。
Example 12
Single dose pharmacodynamic (PD) test by intranasal administration of glucose regulatory protein (GRP) in an oral glucose tolerance test (OGTT) rat model GLP-1 in an oral glucose tolerance test (OGTT) rat model The pharmacodynamic effects on blood glucose after intranasal injection of (7-36 amide) and exendin-4 were tested. Two exendin-4 formulations were evaluated and a single formulation of GLP-1 was used. The GLP-1 (EDTA-based) formulation (# 2) contained GLP-1 (7-36 amide) and the following ingredients: 10 mg / mL EDTA disodium; 10 mM citrate buffer (pH 3 .5). Exendin-4 (EDTA-based) formulations (# 2, # 3, # 4 and # 5) contained exendin-4 and the following ingredients: 10 mg / mL EDTA disodium; 10 mM arginine Buffer (pH 4.0). Exendin-4 (PDF-based) formulations (# 6 and # 7) contained exendin-4 and the following ingredients: 45 mg / mL Me-β-CD, 1 mg / mL DDPC, 1 mg / mL disodium EDTA, 100 mM sorbitol, 25 mM lactose, 5 mg / mL CB, and 10 mM arginine buffer (pH 4.0). A summary of the formulations tested is shown in Table 42. Table 43 shows the experimental design and group names.

Figure 2009518315
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血中グルコースと血中インシュリンの濃度をモニターすることにより薬力学を評価した;アセトアミノフェンをグルコースと同時投与して胃排出をモニターした。本試験には、週齢約11週のZDFラット(各処理グループに5匹のラット)の単一投与による処理が含まれていた。OGTTは、1 g/kgのグルコース溶液一括投与を経口胃管により行った。アセトアミノフェンは、100 mg/kgの投与量で投与した。時間計測の目的のため、OGTTを時刻0分に定めた。食塩水、GLP-1、又はエキセンディン-4の投与は、OGTTに対して-10分に行った。血中グルコースは以下の時点で評価した:OGTT前(2回)、並びにOGTT後5、15、30、45、60、75、90、120、180及び240分。血中インシュリンは以下の時点で評価した:OGTT前、並びにOGTT後5、15、30、45、60、75、90、120及び180分。APAPの血中濃度は以下の時点で評価した:OGTT前、並びにOGTT後15、30、45、60、75、90、120及び180分。   Pharmacodynamics were assessed by monitoring blood glucose and blood insulin concentrations; gastric emptying was monitored by co-administration of acetaminophen with glucose. This study included a single dose treatment of ZDF rats (5 rats in each treatment group) about 11 weeks of age. For OGTT, 1 g / kg glucose solution was administered by oral gavage. Acetaminophen was administered at a dose of 100 mg / kg. For the purpose of time measurement, OGTT was set to 0 minutes. Administration of saline, GLP-1 or exendin-4 was performed at -10 minutes relative to OGTT. Blood glucose was assessed at the following time points: before OGTT (twice) and 5, 15, 30, 45, 60, 75, 90, 120, 180 and 240 minutes after OGTT. Blood insulin was assessed at the following time points: before OGTT and 5, 15, 30, 45, 60, 75, 90, 120 and 180 minutes after OGTT. APAP blood levels were assessed at the following time points: before OGTT and 15, 30, 45, 60, 75, 90, 120 and 180 minutes after OGTT.

薬力学的試験の結果
表44にグルコース濃度の薬力学的試験の結果を示す。グルコースのピーク濃度(Cmax)は、GLP-1を投与した動物において、コントロールの70%であった;同様に、OGTT後0から60分の時間枠でのグルコースのAUC(AUC0-60)も、コントロールの70%であった。エキセンディン-4の投与は、Cmax(コントロールの86%ないし99%の範囲)及びAUC0-60(コントロールの91%ないし103%の範囲)に対して最小の作用を示したのみだった。エキセンディン-4については、明確な用量反応が見られなかった。
Results of Pharmacodynamic Test Table 44 shows the results of the pharmacodynamic test for glucose concentration. The peak glucose concentration (C max ) was 70% of the control in animals receiving GLP-1; similarly, the AUC of glucose in the time frame from 0 to 60 minutes after OGTT (AUC 0-60 ) Was 70% of the control. Exendin-4 administration had only minimal effect on C max (range 86% to 99% of control) and AUC 0-60 (range 91% to 103% of control). There was no clear dose response for exendin-4.

Figure 2009518315
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表45には、内在性グルコースに対して修正された後のグルコース濃度の薬力学的試験の結果が示されている。グルコースのピーク濃度(Cmax)は、GLP-1を投与した動物において、コントロールの51%であった;同様に、OGTT後0から60分の時間枠でのグルコースのAUC(AUC0-60)も、コントロールの46%であり、AUC0-240(OGTT後0ないし240分)は、コントロールの88%であった。EDTA系製剤又はPDF系製剤中のエキセンディン-4の投与は、Cmax(コントロールの73%ないし87%の範囲)及びAUC0-60(コントロールの91%ないし103%の範囲)に対して中程度の作用を示した。AUC0-240に対する作用は、最小から皆無であり、コントロールの77%ないし125%であった。 Table 45 shows the results of a pharmacodynamic test of glucose concentration after correction for endogenous glucose. The peak glucose concentration (C max ) was 51% of the control in animals receiving GLP-1; similarly, the AUC of glucose in the 0-60 minute time frame after OGTT (AUC 0-60 ) Was 46% of the control, and AUC 0-240 (0 to 240 minutes after OGTT) was 88% of the control. Exendin-4 administration in EDTA or PDF formulations was moderate relative to C max (range 73% to 87% of control) and AUC 0-60 (range 91% to 103% of control). It showed a degree of action. The effect on AUC 0-240 was minimal to none, 77% to 125% of the control.

Figure 2009518315
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インシュリン反応性(内在性インシュリンに対して修正された)の結果は、コントロール動物内でのOGTT後のインシュリン濃度が、投与前の値と比べて、同等であるか又は僅かに低かったことを示した。100 μg/kgでのGLP-1の経鼻投与は、OGTT後、5ないし45分におけるインシュリンの最大2倍の増加を伴った。エキセンディン-4の2、10及び20 μg/kg(EDTA系製剤)の投与後のインシュリン濃度は、用量依存的なインシュリンの増加を示し、そのピーク濃度は、各グループの上記の投与前の値のそれぞれ約0.7倍、1.5倍及び4倍であった。反応は、OGTT後の約45分間に限られていた。PDF系製剤中のエキセンディン-4の2又は10 μg/kgの投与量での経鼻投与後、ピークインシュリン濃度は、それぞれ、上記投与前の1.5倍又は2.7倍であった。反応は、OGTT後の約45分間に限られていた。   Insulin responsiveness (corrected for endogenous insulin) results showed that the post-OGTT insulin concentrations in control animals were comparable or slightly lower compared to pre-dose values. It was. Nasal administration of GLP-1 at 100 μg / kg was accompanied by a maximum 2-fold increase in insulin 5 to 45 minutes after OGTT. The insulin concentration after administration of exendin-4 at 2, 10 and 20 μg / kg (EDTA-based preparation) showed a dose-dependent increase in insulin, and the peak concentration was the value before the above administration for each group. Were about 0.7 times, 1.5 times and 4 times, respectively. The reaction was limited to about 45 minutes after OGTT. After nasal administration of exendin-4 at a dose of 2 or 10 μg / kg in the PDF formulation, the peak insulin concentration was 1.5 times or 2.7 times that before the administration, respectively. The reaction was limited to about 45 minutes after OGTT.

胃排出の結果
表46は、アセトアミノフェン(胃排出)の結果を示す。コントロールでは、73 ng/mLのピークアンフェタミン濃度(Cmax)は、投与後30分(Tmax)で生じた。GLP-1を投与した動物では、僅かに低いCmax(66 ng/mL)が認められた;しかしながら、Tmaxは、より長く、この投与レベルでの胃排出の遅延が示唆された。EDTA系製剤中に2若しくは10 μg/kgで、又はPDF系製剤中に2 μg/kgでのエキセンディン-4の投与は、Tmax(30ないし45分)及びCmax(約70ないし73 ng/mL)に関してコントロールと同程度であった。EDTA系製剤中に20 μg/kgで、又はPDF系製剤中に10 μg/kgでのエキセンディン-4の投与により、Cmax(約51ないし54 ng/mL)の低下が示され、そして、少なくとも20 μg/kg(EDTA系製剤)については、僅かに延長された曝露プロファイルが示された。結果は、これらの投与量レベルによって胃排出が影響を受けたことを示唆するものであった。
Gastric emptying results Table 46 shows the results for acetaminophen (gastric emptying). In control, the peak amphetamine concentration of 73 ng / mL (C max) occurred at 30 minutes post-dose (T max). Slightly lower C max (66 ng / mL) was observed in animals administered GLP-1; however, T max was longer, suggesting delayed gastric emptying at this dose level. Exendin-4 administration at 2 or 10 μg / kg in EDTA formulations or at 2 μg / kg in PDF formulations gives T max (30 to 45 min) and C max (about 70 to 73 ng). / mL) was similar to the control. Exendin-4 administration at 20 μg / kg in the EDTA-based formulation or 10 μg / kg in the PDF-based formulation showed a decrease in C max (about 51-54 ng / mL), and For at least 20 μg / kg (EDTA-based formulation), a slightly prolonged exposure profile was shown. The results suggested that gastric emptying was affected by these dose levels.

Figure 2009518315
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まとめ
グルコース依存的なインシュリン放出の刺激に関するGLP-1とエキセンディン-4の薬理学的作用に基づき、記載されたEDTA系及びPDF系鼻腔内製剤は、活性薬物を効果的に全身の標的へ送達した。インシュリン放出の刺激は、用量依存的であった。
Summary Based on the pharmacological effects of GLP-1 and exendin-4 on stimulation of glucose-dependent insulin release, the described EDTA and PDF intranasal formulations effectively deliver active drugs to systemic targets did. The stimulation of insulin release was dose dependent.

GLP-1又はエキセンディン-4を投与した動物では、コントロールとの比較において、血中グルコースのピーク濃度(Cmax)及び曝露(AUC)の変化が示された。GLP-1及びエキセンディン-4によるインシュリン放出の刺激及び胃排出の調節が、恐らく経口グルコース注入後の血中グルコースプロファイルの変化の薬理学的根拠であると思われる。 Animals administered GLP-1 or exendin-4 showed changes in peak blood glucose concentration (C max ) and exposure (AUC) compared to controls. Stimulation of insulin release and regulation of gastric emptying by GLP-1 and exendin-4 is probably the pharmacological basis for changes in blood glucose profile after oral glucose infusion.

胃排出の阻害は、GLP-1及びエキセンディン-4の公知の薬理学的作用である。アセトアミノフェンについてのピーク濃度までの時間(Tmax)又はピーク濃度(Cmax)の変化は、GLP-1及びエキセンディン-4誘導性の薬理学的特性と一致していた。これらのデータにより、上記のアッセイに記載されるGLP-1及びエキセンディン-4製剤の、肥満及び糖尿病等の代謝障害の治療における使用の有効性が支持される。 Inhibition of gastric emptying is a known pharmacological action of GLP-1 and exendin-4. The change in time to peak concentration (T max ) or peak concentration (C max ) for acetaminophen was consistent with GLP-1 and exendin-4 induced pharmacological properties. These data support the effectiveness of using the GLP-1 and exendin-4 formulations described in the above assay in the treatment of metabolic disorders such as obesity and diabetes.

前述の発明は、明確な理解を目的として実施例により詳細に説明されているが、当業者には、本開示から特定の変更及び改変が把握され、添付された、限定ではなく例示のために表わされる請求項の範囲内で過度の実験を行うことなく、これらの変更及び改変を実施できることが明らかである。
Although the foregoing invention has been described in detail by way of example for purposes of clarity of understanding, those skilled in the art will recognize certain changes and modifications from the present disclosure and are intended to be illustrative and not restrictive. It will be apparent that these changes and modifications can be practiced without undue experimentation within the scope of the appended claims.

Claims (42)

グルコース調節ペプチド(GRP)及び浸透促進剤を含み、ここで、前記促進剤が、可溶化剤、表面活性剤、1価のイオノゲン性バッファー及び増粘剤を含む、グルコース調節ペプチド(GRP)の上皮送達用医薬製剤。   A glucose regulating peptide (GRP) epithelium comprising a glucose regulating peptide (GRP) and a penetration enhancer, wherein the enhancer comprises a solubilizer, a surfactant, a monovalent ionogenic buffer and a thickener. Pharmaceutical formulation for delivery. 前記促進剤が、GRPの透過性を少なくとも10%増加させる、請求項1記載の製剤。   The formulation of claim 1, wherein the enhancer increases GRP permeability by at least 10%. 前記促進剤が、GRPの透過性を少なくとも15倍増加させる、請求項1記載の製剤。   The formulation of claim 1, wherein the enhancer increases GRP permeability by at least 15-fold. 前記促進剤が、GRPのバイオアベイラビリティを少なくとも約25倍増加させる、請求項1記載の製剤。   2. The formulation of claim 1, wherein the enhancer increases GRP bioavailability by at least about 25-fold. 前記促進剤が、GRPのバイオアベイラビリティを少なくとも約50倍増加させる、請求項1記載の製剤。   The formulation of claim 1, wherein the enhancer increases GRP bioavailability by at least about 50-fold. 前記促進剤が、GRPのバイオアベイラビリティが、皮下注射による送達に対して少なくとも約1%である、請求項1記載の製剤。   The formulation of claim 1, wherein the enhancer has a bioavailability of GRP of at least about 1% for delivery by subcutaneous injection. 前記促進剤が、GRPのバイオアベイラビリティが、皮下注射による送達に対して少なくとも約5%である、請求項1記載の製剤。   The formulation of claim 1, wherein the enhancer has a GRP bioavailability of at least about 5% for delivery by subcutaneous injection. 前記促進剤が、GRPのバイオアベイラビリティが、皮下注射による送達に対して少なくとも約10%である、請求項1記載の製剤。   The formulation of claim 1, wherein the enhancer has a GRP bioavailability of at least about 10% for delivery by subcutaneous injection. 前記促進剤が、動物内の循環内での最高濃度に達する時間Tmaxが、約45分未満である、請求項1記載の製剤。 The formulation of claim 1, wherein the accelerator has a time T max for reaching a maximum concentration in the circulation in the animal of less than about 45 minutes. 前記促進剤が、動物内の循環内での最高濃度に達する時間Tmaxが、約60分を超える、請求項1記載の製剤。 The formulation of claim 1, wherein the time period T max for the promoter to reach its maximum concentration in the circulation in the animal is greater than about 60 minutes. 前記促進剤が、動物内の循環内での最高濃度に達する時間Tmaxが、約30分未満である、請求項1記載の製剤。 The formulation of claim 1, wherein the accelerator has a time T max to reach a maximum concentration in the circulation in the animal of less than about 30 minutes. キレート剤を更に含む、請求項1記載の製剤。   The formulation of claim 1 further comprising a chelating agent. 前記キレート剤が、エチレンジアミン四酢酸及びエチレングリコール四酢酸から成る群から選択される、請求項12記載の製剤。   13. The formulation of claim 12, wherein the chelating agent is selected from the group consisting of ethylenediaminetetraacetic acid and ethylene glycol tetraacetic acid. 前記可溶化剤が、シクロデキストリン、ヒドロキシプロピル-β-シクロデキストリン、スルホブチルエーテル-β-シクロデキストリン及びメチル-β-シクロデキストリンから成る群から選択される、請求項1記載の製剤。   The formulation of claim 1, wherein the solubilizer is selected from the group consisting of cyclodextrin, hydroxypropyl-β-cyclodextrin, sulfobutyl ether-β-cyclodextrin and methyl-β-cyclodextrin. 前記可溶化剤が、メチル-β-シクロデキストリンである、請求項14記載の製剤。   15. The formulation of claim 14, wherein the solubilizer is methyl-β-cyclodextrin. 前記表面活性剤が、非イオン性ポリオキシエチレンエーテル、フシジン酸及びその誘導体、タウロジヒドロフシジン酸ナトリウム、L-α- ホスファチジルコリンジデカノイル、ポリソルベート80、ポリソルベート20、ポリエチレングリコール、セチルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ラノリンアルコール並びにソルビタンモノオレエートから成る群から選択される、請求項1記載の製剤。   The surfactant is a nonionic polyoxyethylene ether, fusidic acid and its derivatives, sodium taurodihydrofusidate, L-α-phosphatidylcholine didecanoyl, polysorbate 80, polysorbate 20, polyethylene glycol, cetyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, The formulation of claim 1 selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, lanolin alcohol and sorbitan monooleate. 前記表面活性剤が、L-α- ホスファチジルコリンジデカノイルである、請求項16記載の製剤。   The formulation of claim 16, wherein the surfactant is L-α-phosphatidylcholine didecanoyl. GRP、メチル-β-シクロデキストリン及びL-α- ホスファチジルコリンジデカノイルを含む、請求項1記載の製剤。   The formulation according to claim 1, comprising GRP, methyl-β-cyclodextrin and L-α-phosphatidylcholine didecanoyl. 前記GRPが、約50 mg/mLを超える濃度で存在する、請求項1記載の製剤。   The formulation of claim 1, wherein the GRP is present at a concentration greater than about 50 mg / mL. 前記GRPが、約0.1ないし約50 mg/mLの濃度で存在する、請求項1記載の製剤。   The formulation of claim 1, wherein the GRP is present at a concentration of about 0.1 to about 50 mg / mL. 前記GRPが、約0.25ないし約10 mg/mLの濃度で存在する、請求項1記載の製剤。   The formulation of claim 1, wherein the GRP is present at a concentration of about 0.25 to about 10 mg / mL. 前記GRPが、GLP-1から成る、請求項1記載の製剤。   The formulation of claim 1, wherein the GRP consists of GLP-1. 前記GRPが、エキセンディン-4から成る、請求項1記載の製剤。   The formulation of claim 1, wherein the GRP consists of exendin-4. 前記GRP誘導体が、疎水性部分に共有結合したGRPを含む、請求項22又は23記載の製剤。   24. The formulation of claim 22 or 23, wherein the GRP derivative comprises GRP covalently bound to a hydrophobic moiety. 前記疎水性部分がアルキル鎖を含む、請求項24記載の製剤。   25. The formulation of claim 24, wherein the hydrophobic moiety comprises an alkyl chain. 前記疎水性部分が脂肪酸鎖を含む、請求項24記載の製剤。   25. A formulation according to claim 24, wherein the hydrophobic moiety comprises a fatty acid chain. 前記製剤が、非無菌製剤である、請求項1記載の製剤。   The preparation according to claim 1, wherein the preparation is a non-sterile preparation. クロロブタノール、メチルパラベン、プロピルパラベン、ブチルパラベン、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸、フェノール、並びにオルト-、メタ-又はパラ-クレゾールから成る群から選択される保存剤を更に含む、請求項27記載の製剤。   Further comprising a preservative selected from the group consisting of chlorobutanol, methylparaben, propylparaben, butylparaben, benzalkonium chloride, benzethonium chloride, sodium benzoate, sorbic acid, phenol, and ortho-, meta- or para-cresol 28. A formulation according to claim 27. 前記製剤が、無菌製剤である、請求項1記載の製剤。   The preparation according to claim 1, wherein the preparation is a sterile preparation. ジペプチジルアミノペプチダーゼ(DPP)IV阻害剤を更に含む、請求項22記載の製剤。   24. The formulation of claim 22, further comprising a dipeptidyl aminopeptidase (DPP) IV inhibitor. 前記DPP IV阻害剤が、lys(4-ニトロ-Z)-ピロリジドである、請求項30記載の製剤。   31. The formulation of claim 30, wherein the DPP IV inhibitor is lys (4-nitro-Z) -pyrrolizide. 前記lys(4-ニトロ-Z)-ピロリジドが、少なくとも約5 mMの濃度にある、請求項31記載の製剤。   32. The formulation of claim 31, wherein the lys (4-nitro-Z) -pyrrolizide is at a concentration of at least about 5 mM. 前記lys(4-ニトロ-Z)-ピロリジドが、少なくとも約30 mMの濃度にある、請求項31記載の製剤。   32. The formulation of claim 31, wherein the lys (4-nitro-Z) -pyrrolizide is at a concentration of at least about 30 mM. 前記lys(4-ニトロ-Z)-ピロリジドが、少なくとも約50 mMの濃度にある、請求項31記載の製剤。   32. The formulation of claim 31, wherein the lys (4-nitro-Z) -pyrrolizide is at a concentration of at least about 50 mM. 前記製剤が、GLP-1の鼻腔内送達に適している、請求項1記載の製剤。   The formulation of claim 1, wherein the formulation is suitable for intranasal delivery of GLP-1. 前記製剤が、約3ないし約6のpHを有する、請求項1記載の製剤。   The formulation of claim 1, wherein the formulation has a pH of about 3 to about 6. 前記製剤が、3.5 ± 0.50のpHを有する、請求項1記載の製剤。   The formulation of claim 1, wherein the formulation has a pH of 3.5 ± 0.50. GLP-1、45 mg/mlのメチル-β-シクロデキストリン、1 mg/mlのL-α- ホスファチジルコリンジデカノイル、及び1 mg/mlのEDTAを含む、請求項1記載の製剤。   The formulation of claim 1, comprising GLP-1, 45 mg / ml methyl-β-cyclodextrin, 1 mg / ml L-α-phosphatidylcholine didecanoyl, and 1 mg / ml EDTA. 哺乳動物内でのメタボリック症候群の治療用薬物であって、ここで、前記薬物が、請求項1ないし38いずれか1項に記載の製剤を含み、かつ、このような薬物が、医薬的に有効量のGRPを含む、薬物の製造におけるGRPの使用。   A drug for the treatment of metabolic syndrome in a mammal, wherein said drug comprises a formulation according to any one of claims 1 to 38, and such drug is pharmaceutically effective Use of GRP in the manufacture of a medicament comprising an amount of GRP. 哺乳動物への前記薬物の上皮投与が、血漿インシュリン濃度を上昇させる、請求項39記載の使用。   40. Use according to claim 39, wherein epithelial administration of the drug to the mammal increases plasma insulin concentration. 哺乳動物への前記薬物の上皮投与が、血中グルコース濃度を低下させる、請求項39記載の使用。   40. Use according to claim 39, wherein epithelial administration of the drug to the mammal reduces blood glucose concentration. 哺乳動物への前記薬物の上皮投与が、胃排出を遅延させる、請求項39記載の使用。   40. Use according to claim 39, wherein epithelial administration of the drug to the mammal delays gastric emptying.
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