JP2013537221A - 改良された経口標的化薬物送達システム - Google Patents

改良された経口標的化薬物送達システム Download PDF

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Abstract

本発明は、結腸に位置する疾患、例えば、結腸癌、潰瘍性結腸炎、原虫感染などに対して活性を有する薬物の送達に特に適している「改良された経口標的化薬物送達システム(O-TDDS)」を開示する。システムは、二つの要素または部分、すなわち、ミクロスフェア(薬物+グアーガムまたはキサンタンガムなどの天然ポリマー)およびプロバイオティクスを含む。両要素は、カプセルなどの単一の薬学的に許容できる経口剤形に一緒に詰められている。システムは、5-フルオロウラシルなどの抗癌薬の場合に一般的に遭遇する下痢、悪心または嘔吐の望ましくない副作用のない薬物送達の明確な利点を提供する。

Description

発明の分野は、医薬製剤に関する。より詳細には、発明の分野は、「改良された経口標的化薬物送達システム(O-TDDS)」に関する。システムは、結腸に位置する疾患、例えば、結腸癌、潰瘍性結腸炎、原虫感染などに対して活性を有する薬物の送達に特に適している。
本発明は、「改良された経口標的化薬物送達システム」を開示する。システムは、結腸に位置する疾患、例えば、結腸癌、潰瘍性結腸炎、原虫感染などに対して活性を有する薬物の送達に特に適している。例として、抗癌剤、5-フルオロウラシルに関するデータが提供されている。しかしながら、それは、純粋に例証目的のためであり、限定的ではない。
薬物5-フルオロウラシル(5-FU)は、最も一般的に使用される抗腫瘍剤のうちの一つである。5-フルオロウラシルは、1957年に初めて合成された(Heidelberger, C.、Chaudhuri, N. K.、Danneberg, P.、Mooren, D.、Griesbach, L.、1957. Fluorinated pyrimidines, a new class of tumor-inhibitory compounds. Nature179、663〜666頁)。当時、5-フルオロウラシルは、結腸直腸癌に対して臨床活性のある唯一の薬剤であった。天然ピリミジンとのその構造的類似性のため、5-FUは、核酸合成を妨害し、DNA合成を抑制し、細胞成長を最終的に停止させる(Langenbach, R.J.、Danenberg, P. V.、Heidelberger, C.、1972. Thymidylate synthetase: mechanism of inhibition of 5-fluorouracil-2-deoxyuridylate. Biochem. Biophys. Res. Commun. 48、1565〜1571頁; Parker, W.B.、Cheng, Y. C.、1990. Metabolism and mechanism of action of 5-fluorouracil. Pharmacol. Ther． 48、381〜395頁)。
現在、5-フルオロウラシルは、乳房、頭部および頸部のものなどの異なるタイプの悪性腫瘍のために使用される。
5-FUの制限:
異常細胞ばかりでなく正常細胞も死滅させる:ウラシル類似体であるため、5-FUは、RNAおよびDNA中に組み入れられ、正常か異常かにかかわらず、これらの巨大分子およびすべての急速に成長している細胞の機能不全につながる。したがって、薬物は、腫瘍細胞だけでなく、胃腸(GI)細胞および骨髄細胞を包含する急速に成長している正常細胞も死滅させる。標的区別のこの欠如は、薬物の使用を制限する。
毒性がある:毒性は、嘔吐、下痢、粘膜細胞の構造変化、栄養吸収の減少、白血球(WBC)枯渇、および血小板細胞の減少として表される。最も深刻な毒性は、胃腸毒性、骨髄抑制および免疫毒性である。胃腸毒性および骨髄抑制は、投与量制限因子であり、5-FUのより高くより有効と思われる投与量の使用を妨げる。
GI損傷:胃腸損傷は、口内炎、下痢、絨毛の剥落、粘膜の完全性の破壊、腸の透過性の増加、およびチミジン-キナーゼなどの腸内酵素の活性の減少を包含する。粘膜に対する5-FUの細胞毒性効果によって、5-FUは、非経口経路および腹腔内経路を介して与えられた場合に粘膜炎を引き起こすことが報告されている(Mahood, D.J.、Dose, A.M.、Loprinzi, C.L.、1991. Inhibition of 5-fluorouracil-induced mucositis by oral cryotherapy. J. Clin. Oncol. 9、449〜452頁およびPico, J.L.、Avila-Garavito, A.、Naccache P.、1998. Mucositis: its occurrence, consequences, and treatment in the oncology setting. Oncologist 3、446〜451頁)。
ミクロフローラ撹乱:正常なミクロフローラの生態学的均衡は、5-FUの全身投与により撹乱される。これは、正常なミクロフローラの変化につながり、その結果、多くの合併症および多臓器不全につながる。これは、細菌の転移および下痢を伴う。さらに、腸におけるグラム陽性菌からグラム陰性菌へのシフトがあり、二次感染の可能性を高める。
5-FUの既存製剤およびそれらの制限
市場で入手可能な5-FUの既存製剤は、注射剤(非経口)かまたはカプセル剤(経口摂取)のいずれかを含む。しかしながら、両既存製剤は、下記のような制限を欠点として有する:
非経口経路:
細胞毒性に起因する広範囲にわたる副作用。これは、癌性細胞に加えて、正常細胞にも影響を及ぼす。薬物は、血流中に直接放出されることから、正常細胞への暴露を回避して副作用を緩和する手立てはない。
経口経路:
薬物は、カプセル剤の形態で経口摂取にも利用可能である。しかしながら、製剤の利用可能性および理論的に予測されるより良い患者コンプライアンスにもかかわらず、経口摂取は、普及していない。主要な制限因子は、不規則な薬物放出プロファイルと、さらに、下痢および血便につながるGI出血などの望ましくない副作用である。予測できない放出、治療効果の幅広い変動と、さらに、望ましくない副作用は、その制限および副作用にもかかわらず、非経口製剤に対する臨床家の信頼につながっている。
経口経路の制限の克服
経口製剤の望ましくない副作用および予測できない放出プロファイルの問題を克服するための革新的アプローチは、結腸直腸標的化薬物送達システムの開発であった。従来技術における一つのそのような革新的システムは、以下で議論される:
従来技術で開示されている革新的結腸直腸標的化経口薬物送達システム
従来技術総説論文(SinhaおよびKumria、 2001 : Polysaccharides in colon-specific drug delivery International Journal of Pharmaceutics 224 19〜38頁)において、一つのそのような革新的システムが開示されている。それは、結腸直腸標的化経口薬物送達システムに関する。それは、薬物の「コア」上の「天然ポリマーコーティング」、すなわち、錠剤中錠剤を用いている。コアは、薬物5-フルオロウラシルからなり、一方、外部コートは、結腸において細菌によってのみ消化されうるグアーガムなどの天然ポリマーからなる。錠剤が摂取される場合、薬物5-フルオロウラシルは、天然ポリマーのその「保護コート」を消化することができないことから、胃または小腸においてまったく放出されない。しかしながら、それが結腸に達すると、結腸における特異的細菌が天然ポリマーコートを消化し、結腸のみにおける薬物の「標的化放出」につながる。
そのように提案された従来技術標的化送達システムは、結腸における標的化放出によって、より少ない副作用およびより良い治療プロファイルの利点を理論的に提供した。しかしながら、本発明者らがシステムを評価した場合、以下のような重大な制限を有することが判明した:
システムは、薬物の初回投与後に作用するであろうか?システムは、結腸ミクロフローラが、5-FU錠剤の「ポリマーコーティング」の消化を助け、薬物の放出をもたらすために、標的化放出が、結腸において起こるであろうという推定に基づいていた。結腸ミクロフローラは、結腸において放出される薬物により影響を受けず、癌性細胞のみが影響を受けるであろうということが推定された。しかしながら、ミクロフローラが影響を受けるか、結腸において放出される薬物に起因してミクロフローラが生存力を喪失すれば、標的化薬物送達システムは作用消失し、二度と作用しないであろう。標的化薬物送達システムの次回投与がなされた場合、結腸に達すると、ポリマーコーティングは、初回投与によりもたらされる損傷のために結腸ミクロフローラにより消化されないであろう。これは、結腸直腸標的化薬物送達システムの作用消失をもたらすであろう。これは、本発明者らが知っている限りでは従来技術において利用可能なこの側面に関する情報がないことから、本発明者らの懸念の原因であった。
本発明者らの眼前の問題は以下のものであった:
1. 天然ポリマーベースの薬物送達システム(このシステムにおいて結腸ミクロフローラは、決定的かつ機能的な役割を果たす)の「薬物放出プロファイル」に対する5-FUの効果に関する本発明者らの懸念は、真実であるか否か?
2. 5-FUが、結腸ミクロフローラに、したがって、天然ポリマーベースの標的化薬物送達システムの機能に影響を及ぼした場合、問題を解決する方法は?送達システムの機能性が影響を受けないままであったことを確認する方法は?
Heidelberger, C.、Chaudhuri, N. K.、Danneberg, P.、Mooren, D.、Griesbach, L.、1957. Fluorinated pyrimidines, a new class of tumor-inhibitory compounds. Nature179、663〜666頁 Langenbach, R.J.、Danenberg, P. V.、Heidelberger, C.、1972. Thymidylate synthase: mechanism of inhibition by 5-fluorouracil--2-deoxyuridylate. Biochem. Biophys. Res. Commun. 48、1565〜1571頁 Parker, W.B.、Cheng, Y. C.、1990. Metabolism and mechanism of action of 5-fluorouracil. Pharmacol. Ther. 48、381〜395頁 Mahood, D.J.、Dose, A.M.、Loprinzi, C.L.、1991. Inhibition of 5-fluorouracil-induced mucositis by oral cryotherapy. J. Clin. Oncol. 9、449〜452頁 Pico, J.L.、Avila-Garavito, A.、Naccache P.、1998. Mucositis: its occurrence, consequences, and treatment in the oncology setting. Oncologist 3、446〜451頁 SinhaおよびKumria、 2001 : Polysaccharides in colon-specific drug delivery International Journal of Pharmaceutics 224 19〜38頁 Gutheli, J.C.、Kearns, C.M. (編)、2008. Gastrointestinal complication of chemotherapy in M.C. The Chemotherapy Source Book、Lippinicott Williams & Wilkins、USA、197〜208頁 Sinha, V.R.、Singh, A.、Singh, S.、Bhinge, J.R.、2007. Compression coated systems for colonic delivery of 5-fluorouracil. J. Pharm. Pharmacol. 59、359〜365頁 Wong, D.、Larrabee, S.、Clifford, K.、Tremblay, J.、Friend, D.R.、1997. USP dissolution apparatus III (reciprocating cylinder) for screening of guar-based colonic delivery formulations. J. Cont. Rel. 47、173〜179頁 Ganesh, K.、Prashant, G.、Das, S.、2010. Formulation and in-vitro evaluation of colon targeted drug delivery of Aceclofenac. J. Pharm. Res. 3、1082〜1086頁
したがって、本発明者らの眼前の課題は、いつでも作用し作用消失しないであろう堅固な標的化薬物送達システムを開発する方法であった。本発明者らは、多くのアプローチを試み、従来技術のシステムの欠点を克服する、結腸特異的薬物および5-フルオロウラシルなどの抗癌剤の送達に特に適している改良された経口標的化薬物送達システムを開発することに最終的に成功した。
結腸に位置する疾患、例えば、結腸癌、潰瘍性結腸炎、原虫感染などに対して活性を有する薬物の送達に特に適している改良された経口標的化薬物送達システムを開示することが本発明の目的である。
本発明のさらに一つの目的は、カプセル剤などの単一の薬学的に許容できる剤形中にミクロスフェア(薬物+天然ポリマー)とプロバイオティクスの独特の組合せを含む改良された経口標的化薬物送達システムを開示することである。
本発明のさらなる目的は、薬物により引き起こされる望ましくない副作用、すなわち、下痢、嘔吐、体重減少、脱毛などが劇的に軽減されるかまたは完全に解消される、5-FUなどの抗癌薬のための改良された経口標的化薬物送達システムを開示することである。
さらに別の目的は、標的化領域におけるミクロフローラに対する薬物の不利な効果が、プロバイオティクスの使用により革新的に克服される経口薬物送達システムを開示することである。
さらなる目的は、従来技術の制限および欠点が克服される改良された経口薬物送達システムを開示することである。
本発明の要素:本発明の送達システムは、単一の薬学的に許容できる経口剤形、例えば、カプセルに詰められている二つの要素を含む。二つの要素は以下である:
1. ミクロスフェア:これらは、活性薬物5-FUならびにグアーガムおよびキサンタンガムなどの天然ポリマーを含む。
2. プロバイオティクス:これらは、適切なプロバイオティクス、例えば、ビフィドバクテリウム属(Bifidobacterium)の種(ビフィドバクテリウム・ビフィダム(Bifidobacterium bifidum)、ビフィドバクテリウム・ロンガム(Bifidobacterium longum)など)の噴霧乾燥、凍結乾燥粉末の形態である。
システムは、動物(ラット)で試験され、極めて良い結果を与えることが判明した。システムは、以下のような本発明者らの考える二つの根本的疑問に十分に対処した:
1. 天然ポリマーベースの経口薬物送達システム(このシステムにおいて結腸ミクロフローラは、決定的かつ機能的な役割を果たす)の「薬物放出プロファイル」に対する5-FUの効果に関する本発明者らの懸念は、真実であるか否か?
2. 5-FUなどの結腸薬物が、結腸ミクロフローラに、したがって、天然ポリマーベースの、経口標的化薬物送達システムの機能に影響を及ぼす場合、問題を解決する方法は?送達システムの機能性が影響を受けないままであったことを確認する方法は?
意義:結腸細菌は、天然ポリマーベースの薬物送達システムにおいて決定的かつ機能的な役割を果たすことから、ミクロフローラに対する5-FUの不利な効果を最小限に抑え、もし可能であれば、解消する必要があった。さもないと、ひとたび薬物がミクロフローラ(細菌)を死滅させると、システムは、天然ガムの外部コートが消化されないために、初回後に作用しないであろう。
従来技術状況: 5-FUの全身投与は、正常な腸内ミクロフローラの生態学的均衡を撹乱し、その結果、下痢および他の合併症につながりうることが従来技術において知られている(Gutheli, J.C.、Kearns, C.M. (編)、2008。 Gastrointestinal complication of chemotherapy in M.C. The Chemotherapy Source Book、Lippinicott Williams & Wilkins、USA、197〜208頁)。5-FUによる正常なミクロフローラの抑制は、GITにおけるクロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile)のような前から存在する、自然抵抗性微生物のその後の過成長を伴う定着抵抗性の低下につながることがある。
しかしながら、従来技術で開示されなかったことは、「5-FUは、天然ガムの消化に関与する特異的な微生物/ミクロフローラに影響を及ぼし、したがって、「天然ガムベースの」薬物送達システムの放出に影響を及ぼすかどうか?」である。本発明者らは、驚いたことに、この側面が、従来技術においてまったく対処されておらず、この事に関して利用可能な実験的な証拠もデータもないことを見出した。
課題:特定クラスの多糖代謝細菌(コーティング錠からの薬物の放出を担う)のみを、極めて複雑な結腸微生物集団から単離し、5-FUに対するその感受性に関してそれを評価することが実際的に実現可能ではないことをここで述べることには意味がある。5-FUなどの抗癌薬が、天然ガムベースの薬物送達システムの放出プロセスに影響を及ぼすかどうかに関して明確な技術的証拠を提供する適当な生物学的実験システムが革新的に設計されなければならなかった。
実験的アプローチ
実験的アプローチには、インビトロ研究とインビボ研究の両方が関わった。これらは、二つの側面に重点をおいた:
a. 5-FUなどの抗癌薬は、天然ガムベースの薬物送達システムの薬物放出プロファイルに影響を及ぼすかどうかを評価すること。
b. もしあれば、ミクロフローラに対する薬物の不利な効果を克服する実際的戦略を立証すること。
上記のような疑問に答えるため、本発明者らは、ラットを含む「生きた生物学的システム」を使用する革新的な実験的アプローチを採用した。すべての実験手順は、Institutional Animal Ethics Committee (承認番号954/ac/06/CPCSEA/09/19を見よ)により承認された。実験的研究は、30匹のウィスターアルビノラットで実施した。
動物を、各5匹の6群に分けた。群中の各動物に、以下のTable 1 (表1)で指示されている経口投与量を与えた。
Figure 2013537221
用量は、ミルクに懸濁することにより毎日新たに調製した。それらを、20日の間隔において、各5日の期間にわたる初回およびそれに続く暴露のために経口胃管ニードルにより投与した。
実験的アプローチA:各群からの2匹の動物を、滅菌シャーレに盲腸内容物を集めるために人道的に屠殺し、溶出研究のために直ちに利用した。溶出研究については、天然ガムでの5-FUの圧縮コーティング錠および天然ガムでの5-FUのミクロスフェアを使用した。実験は、溶出試験装置のジャー内に維持されている水中に浸されている250mlビーカー中で行った。初期研究は、2時間にわたって0.1N HCl (pH1.2) 150ml中で行った。この後、NaOHを、溶出媒体に添加し、pHを、6.8に調整した。体積を、pH6.8のリン酸緩衝液で200mlにした。研究を、3時間にわたって続け、その後、盲腸内容物(4% w/v)を添加した。盲腸内容物媒体における溶出を、24時間満了まで行った。研究の結果は、以下のTable 2 (表2)に示す。
Figure 2013537221
下記の答えが、実施された実験から得られた:
5-FUは、「天然ガムベースの」送達システムからの薬物の放出に関与するミクロフローラをかなり損傷する: 5-FU粉末または5-FUミクロスフェアを食べたラットの盲腸内容物は、十分に活性な微生物を含有していなかった。これは、天然ガムベースの薬物送達システム(圧縮コーティング錠/ミクロスフェア)が、そのようなラットの盲腸内容物に暴露された場合、薬物放出が劇的に減少し、ラットがいかなる薬物も経口で与えられなかった対照における83〜92%と比較して41%〜54%の範囲であった事実により証明される。これは、「標的化薬物送達システム」中の天然ガムの消化に関与するのがこれらのミクロフローラ(細菌)であるため、5-FUを経口で食べたラットにおける「ミクロフローラ」が「損傷された」ことを示していた。薬物の放出は、対照と比較して極めて少なかったことから、細菌は、薬物により死滅していることを示していた。
したがって、本発明者らの考える最初の疑問、すなわち、「天然ポリマーベースの経口薬物送達システム(このシステムにおいて結腸ミクロフローラは、決定的かつ機能的な役割を果たす)の「薬物放出プロファイル」に対する5-FUの効果に関する本発明者らの懸念は、真実であるか否か?」は、肯定的に答えられた。
そのとおり、ミクロフローラは、影響を受けていたし、これは、「ガム」を消化するのに十分な数のミクロフローラがそこにいなかったことから、天然ガムベースの薬物送達システムの「薬物放出プロファイル」に影響を及ぼした。
これは、抗菌活性のある薬物(従来の形態と結腸標的化形態の両方で)が、結腸細菌に有害な影響を及ぼすことを示している。したがって、天然ガムをベースとする「標的化薬物送達システム」は、それらの機能性がミクロフローラの無傷性(intactness)に基づいていたことから、技術的に成功しそうになく、もし患者が抗生物質またはミクロフローラに影響を及ぼす何か他の薬物を摂取していれば実際上極めて困難であった。
今や、本発明者らは、「結腸ミクロフローラ」が、薬物により影響を受けており、結腸標的化経口薬物送達システムの「薬物放出」もかなり減少することを証明することができたので、第二の疑問、すなわち、「5-FUなどの結腸薬が、結腸ミクロフローラに、したがって、天然ポリマーベースの、経口標的化薬物送達システムの機能に影響を及ぼした場合、問題を解決する方法は?送達システムの機能性が影響を受けないままであることを保証する方法は?」に答えなければならなかった。
持続した研究調査および様々な実験的アプローチの後、本発明者らは、二つの技術的介入を使用して極めて革新的かつ実際的に問題を解決した:
i) 粉末単独の代わりに「薬物+天然ガム」を含むミクロスフェアの形態での試験動物への5-FUの投与:
試験動物へ活性形態で5-FUを与える代わりに、5-FUは、5-FUと天然ポリマーガム、すなわち、グアーガムおよびキサンタンガムの混合物を含むミクロスフェアの形態で与えられた(ミクロスフェア調製の詳細は、Table 4 (表4)に十分に与えられている)。こうして、天然ポリマーでの5-FU錠剤のコーティングが開示されていた従来技術と比較して、本発明者らは、従来技術で開示されていなかった5-FUの天然ポリマーベースのミクロスフェアを使用した。ミクロスフェアの使用は、二つの理由のために試みた-第一に、放出部位における望ましくない副作用が軽減されうるように結腸における「薬物分散」を増強するため。実験的証拠は、ミクロスフェアの使用が、5-FU粉末と比較して副作用を有意に軽減することを証明した。第二に、製造プロセスを単純化し、特殊化した機械の必要性を避けるため。特殊化した機械を必要とする従来技術の「錠剤中錠剤」送達システムとは違って、本発明の「ミクロスフェアベースの送達システム」は、特殊化した機械を必要とせず、工業規模バッチを容易に製造することができる。
ii) 5-FUミクロスフェアと一緒に市販プロバイオティクスの同時投与:
5-FU損傷から結腸ミクロフローラを「緩衝する」ため、本発明者らは、薬物送達システムと一緒にプロバイオティクスの同時投与が、薬物の「化学攻撃」によって損傷されてしまった/失われてしまった結腸ミクロフローラに対する「補充(replenishing)」効果を有するかどうかを評価した。市販粉末形態のビフィドバクテリウム属の種(ビフィドバクテリウム・ビフィダムおよびビフィドバクテリウム・ロンガム)を、試験動物(アルビノウィスターラット)へ5-FUのミクロスフェアと一緒に同時投与した。プロバイオティクス1gの投与量を、8mg/動物/日の5-FUミクロスフェア投与量と一緒に動物毎に/1日毎に同時投与した。これは、5-FUのミクロスフェアによる腸ミクロフローラに対する不利な副作用が、プロバイオティクスの同時投与により克服されうるかどうかを確認するために行われた。結果は、以下のTable 3 (表3)に示されている。
Figure 2013537221
仮説:本発明者らにより採用されたアプローチは、結腸の「ミクロフローラ」が、単一の「ユニット」と見なされ、このユニットが、5-FU損傷からなんとかして保護されうるならば、コーティング錠からの薬物の放出を担う特定クラスの多糖代謝細菌も自動的に保護されるであろうという仮説に基づいていた。これは、結腸微生物が決定的かつ機能的な役割を果たす任意の「天然ポリマーベースの」結腸標的化薬物送達システムの成功にもつながるであろう。
採用された実験的アプローチおよび得られた結果:これが実験的に試験された場合、得られた結果は、この考えが正しいことを示した(Table 3 (表3))。5-FU単独を食べたラットの盲腸内容物へ暴露されたミクロスフェアにおいて、薬物放出は、41.56%に過ぎず、一方、5-FU+プロバイオティクスを食べたラットの盲腸内容物へ暴露されたミクロスフェアにおいて、薬物放出は劇的に増加し、92.32%であった!
解釈:プロバイオティクスの同時投与は、ミクロフローラに対する薬物の有害効果をほぼ完全に克服するのを助けることができる。これは、5-FU+プロバイオティクスを食べたラットの盲腸内容物へ暴露されたミクロスフェアからのインビトロ薬物放出(92.32%)が、動物がいかなる薬物も与えられなかった対照のそれ(92〜94%)と極めて近かったという事実により証明される。こうして、上記の研究の結果は、二つの側面に関する最初の直接的実験的証拠を提供した:
1. 5-FUなどの結腸薬物は、腸ミクロフローラに有害な影響を及ぼした:それ故に、天然ポリマーを使用する標的化薬物送達システムの作用消失は、そのような「天然ポリマーベースの標的化薬物送達システム」の機能性のまさしく基本が結腸ミクロフローラの無傷性であったため排除することができなかった。
2. ミクロフローラへの損傷は克服されうる:結腸ミクロフローラへの損傷は、適切なプロバイオティクスの同時投与により克服されうる。
結腸薬物の望ましくない副作用、例えば、下痢、脱毛なども、本発明の「革新的アプローチ」を使用して軽減または解消されうるかどうかに対処するため、治験を、「モデル」として5-FUを使用して動物(ラット)で実施した。研究の結果は、以下に示される:
5-FU粉末の経口投与での望ましくない副作用
5日にわたって5-FU粉末(8mg/日)を与えられたアルビノウィスターラットは、脱毛、体重減少と、さらに、動物を屠殺した後に得られた盲腸内容物の検査により明らかにされた出血性下痢に苦しんだ。結腸の組織病理学的検査は、潰瘍形成および上皮内層の喪失を示した。動物における下痢および粘膜炎の出現は、結腸のミクロフローラが完全に撹乱されることを示した。
5-FUミクロスフェアの経口投与での望ましくない副作用
5-FUの「天然ポリマー」ベースのミクロスフェア(標的化薬物送達システム)を使用する並行研究は、5-FU粉末と比較した副作用は少なめであるが、それらは解消されないことを明らかにし、ミクロフローラの撹乱が起きていることを示した。ポリマーコーティング5-FUミクロスフェアを与えられたラットは、脱毛には苦しまなかったが、体重減少および下痢は発生した。しかしながら、血液の痕跡は、動物を屠殺することにより得られた盲腸内容物中に存在しなかった。結腸の組織病理学的検査は、限局性潰瘍形成のみを明らかにした。これは、被覆上皮の喪失を伴う結腸粘膜のびまん性潰瘍形成が観察された5-FU粉末を与えられた群と対照的であった。
5-FUミクロスフェア+プロバイオティクスの経口投与での望ましくない副作用
5-FUミクロスフェアと一緒にプロバイオティクスの同時投与は、薬物の不利な副作用を完全に解消し、試験動物における「結腸ミクロフローラ」を大幅に保護した。これは、下記の所見により証明された:
i) 下痢の出現はまったく無く、試験動物の結腸/盲腸内容物は正常であった
ii) 試験動物は、体重減少に苦しまず、それらの体重は、対照動物と比較して同じであった
iii) 試験動物の結腸の組織病理学的検査は、結腸の粘膜および漿膜層が、上皮内層のいかなる喪失もなく正常であることを明らかにした。
したがって、本発明は、以下に関連する転換点となる:
a.標的化薬物送達システムの成功した性能:より詳細には、従来技術のシステムにおける「欠陥」を克服することにより、「天然多糖アプローチを使用する経口結腸標的化薬物送達システム」の成功が証明された。従来技術「天然ポリマーアプローチに基づく結腸標的化薬物送達システム」は、技術的に欠点のあることが初めて開示される。そのようなシステムの薬物放出は、薬物が、「天然ポリマーに基づく薬物送達システムの機能性」に関与するミクロフローラに影響を及ぼすことから、初回投与量の摂取後にひどく損なわれるであろう。薬物の放出につながる標的化薬物送達システムの外部天然ポリマーコートを消化するのはこれらのミクロフローラである。それら自体が、放出される薬物により死滅するならば、コートは、次の投与量が摂取される場合に消化されず、システムは作用消失するであろう。この制限は、本発明者らにより実験的に立証され、プロバイオティクスの同時投与により革新的に克服された。薬物放出が41.56%に過ぎない従来技術のシステムと比較して、本発明のシステムにおける薬物放出は、92.32%であった! Table 3 (表3)。
b.結腸を標的とする薬物の望ましくない副作用の劇的減少:結腸標的化薬物、例えば、5-FUなどの抗癌薬の望ましくない効果は、驚いたことに、天然ガムと一緒に「ミクロスフェア」形態での使用と、さらに、プロバイオティクスの同時投与により克服されうる。これは、動物モデル(ラット)において本発明者らにより実験的に立証された。抗癌薬5-FUと一緒にプロバイオティクスを同時投与された動物は、出血性下痢および体重減少/脱毛に苦しまず、一方、プロバイオティクスが与えられなかった動物は、出血性下痢と、さらに、体重減少および脱毛の望ましくない効果に苦しんだ。
Figure 2013537221
本発明の新規性側面
カプセルなどの単一の薬学的に許容できる経口剤形中にミクロスフェア(薬物+グアーガムおよびキサンタンガムなどの天然ポリマーの混合物)とプロバイオティクスの組合せを含む、結腸特異的薬物および5-フルオロウラシルなどの抗癌剤を送達するための改良された経口標的化薬物送達システム(O-TDDS)は、本発明者らが知っている限りでは従来技術のどこにも開示されていなかった。したがって、それは、新規である。
進歩性
したがって、進歩性は、カプセルなどの単一の薬学的に許容できる経口剤形中にミクロスフェア(薬物+グアーガムおよびキサンタンガムなどの天然ポリマーの混合物)とプロバイオティクスの組合せを含む、結腸特異的薬物および5-フルオロウラシルなどの抗癌剤を送達するための改良された経口標的化薬物送達システムの本発明者らによる開発の成功にある。それは、既存の知識を上回る有意な技術的進歩を表す。
さらに、進歩性は、結腸のミクロフローラに対する薬物(例えば、5-FU)の不利な副作用の完全な解消にある。従来技術において、ミクロフローラに対する5-FUの効果の問題に対処されてこなかったことから、ミクロフローラが決定的かつ機能的な役割を果たすそのような標的化薬物送達システムは、作用消失の強い可能性を有し技術的に欠陥があった。これは、ひとたびミクロフローラが乱されると、次の剤形は、天然ポリマーコートがそれを消化するための結腸細菌の欠如によって開かないことから、作用しないためであった。この問題は、本発明において解決された。
本発明は、結腸に位置する疾患、例えば、結腸癌、潰瘍性結腸炎、原虫感染などに対して活性を有する薬物の送達に特に適している改良された経口標的化薬物送達システムを開示する。
それは、すぐに入手可能な、在庫のある構成物質がシステムで利用されたために工業規模で容易に製造することができる。したがって、製造およびスケールアップは簡単であり、産業応用を容易にする。
本発明の利点:
1. 劇的に軽減された副作用
2. より良い患者コンプライアンス
3. より良い治療プロファイル
4. コンパクトかつ有効な剤形
5. 製造面の節約
本発明で開示されている概念は、他の薬物へ十分に当てはめることができる。それは、天然ガム/ポリマーが「標的化送達」をもたらすために利用されてきた送達システムにおける副作用を軽減するために使用することができる。グアーガムとキサンタンガムなどの天然ガムの組合せまたはグアーガム単独を使用する結腸を標的とするそのような薬物の例は、以下に、それぞれTable 5 (表5)およびTable 6 (表6)に示される:
Figure 2013537221
Figure 2013537221
したがって、本発明は、上記のTable 6 (表6)に列挙されている結腸特異的薬物による「化学攻撃」に直面しても、腸/結腸ミクロフローラの完全性および無傷性を維持するための実際的なメカニズムを立証することに成功した。本発明において使用されるアプローチには、単一の経口の薬学的に許容できる剤形に「詰められた」薬物+プロバイオティクスのミクロスフェアの使用が主として関わることから、示された5-FUの例は、限定的ではなく、本発明をより良く説明してその理解を促すための例示的な例と見なされてよい。
本発明で開示されている革新的概念が理解されると、それに対する実施形態、逸脱および改良が当業者により容易に行われてよく、例えば
いくつかの薬物+単一のプロバイオティクス:単一の薬物の代わりに、複数の薬物の組合せを、単一のプロバイオティクスと一緒に使用することができる。
異なる薬物:送達システムは、本出願で開示されている薬物とは別の任意の適当な薬物を利用することができる。
いくつかの薬物+異なるプロバイオティクス:本出願で開示されているプロバイオティクスとは別の任意の他のプロバイオティクスを使用することができる。
単一の薬物+複数のプロバイオティクス:二つ以上のプロバイオティクスをシステムで使用することができる。
複数の薬物+複数のプロバイオティクス:二つ以上の薬物と二つ以上のプロバイオティクスの組合せを使用することができる。
したがって、いかなるそのような実施形態、逸脱または改良も、本発明の範囲内にあると見なされるべきである。

Claims (9)

  1. 粉末プロバイオティクスと一緒にミクロスフェアの形態で薬物と天然ポリマーの混合物を含む改良された経口結腸標的化薬物送達システムであって、
    標的化送達システム中のプロバイオティクスが、初回経口投与量の摂取後の結腸特異的薬物による「化学攻撃」に直面しても腸/結腸ミクロフローラの完全性および無傷性を維持するために、特定のタイプであり、本質的かつ決定的な部分として特定の量で存在し、
    前記システムによる薬物放出が一貫しており、
    システムが、一貫した薬物放出のために、体内のミクロフローラの環境を保護し、前記薬物送達システムの天然ポリマーコートを消化するために十分な量の細菌集団を提供し、
    前記システムのすべての三つの要素、すなわち、薬物、ポリマーおよびプロバイオティクスの形態の「生細菌」が、単一の経口の薬学的に許容できる剤形に詰められている、薬物送達システム。
  2. プロバイオティクスの特定の量が、約1:125の薬物:プロバイオティクス比を指す、請求項1に記載の薬物送達システム。
  3. その中に存在するプロバイオティクスが、ビフィドバクテリウム属の種である、請求項1に記載の薬物送達システム。
  4. プロバイオティクスが、ビフィドバクテリウム・ビフィダムおよびビフィドバクテリウム・ロンガムである、請求項1に記載の薬物送達システム。
  5. 薬物が、5-フルオロウラシルなどの知られている抗癌化合物または任意の他の抗癌化合物を含む群から選択される任意の薬物である、請求項1に記載の薬物送達システム。
  6. 薬物が、ブデノシド/デキサメタゾン、デキサメタゾン、アルベンダゾール、インドメタシン、5-ASA、メベンダゾール、アルベンダゾール/チニダゾール、セレコキシブ、トリメタジジン二塩酸塩、オルニダゾール、メトプロロール酒石酸塩、テオフィリン、メサラジン、センノシド、ロフェコキシブおよびメトトレキセートなどの結腸特異的化合物を含む群から選択される任意の薬物である、請求項1に記載の薬物送達システム。
  7. 薬物が、抗癌剤、5-フルオロウラシルである、請求項1に記載の薬物送達システム。
  8. 天然ポリマーが、グアーガムもしくはキサンタンガムなどのガムまたは任意の他の天然ポリマーである、請求項1に記載の薬物送達システム。
  9. 本出願の段落[００５１]；[００５４]および[００５５]；ならびに[００６２]の詳細な説明を参照して本明細書に実質的に記載されている、改良された経口標的化薬物送達システム。
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