JP2023531872A - 急性呼吸窮迫症候群、喘息、又はアレルギー性鼻炎を治療するための製剤及び方法 - Google Patents
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Abstract
ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎の治療に有用な遊離アミノ酸の組み合わせを含む製剤を本明細書に記載する。ARDS、喘息、若しくはアレルギー性鼻炎の治療を必要とする対象におけるARDS、喘息、若しくはアレルギー性鼻炎を治療するためのそのようなアミノ酸製剤の使用、ARDS、喘息、若しくはアレルギー性鼻炎の治療を必要とする対象におけるこれらの治療のための方法における、及び/又はARDS、喘息、若しくはアレルギー性鼻炎の治療のための医薬品の調製におけるそのようなアミノ酸製剤の使用が、本明細書に包含される。【選択図】図1
Description
関連出願
本出願は、2020年5月29日出願の米国仮特許出願第63/032,185号、2020年9月18日出願の米国仮特許出願第63/080,470号、2020年10月7日出願の米国仮特許出願第63/088,813号、及び2021年1月12日出願の米国仮特許出願第63/136,404号の優先権を主張するものであり、その全体が参照により全ての目的で本明細書に組み込まれる。
本出願は、2020年5月29日出願の米国仮特許出願第63/032,185号、2020年9月18日出願の米国仮特許出願第63/080,470号、2020年10月7日出願の米国仮特許出願第63/088,813号、及び2021年1月12日出願の米国仮特許出願第63/136,404号の優先権を主張するものであり、その全体が参照により全ての目的で本明細書に組み込まれる。
本明細書に記載されるアミノ酸製剤、組成物、薬剤、及び方法は、急性呼吸窮迫症候群(ARDS)、喘息、又はアレルギー性鼻炎の治療を必要とする対象において、急性呼吸窮迫症候群(ARDS)、喘息、又はアレルギー性鼻炎を治療するために有用である。治療を必要とする対象は、過剰な肺胞液に関連する症状を含む、呼吸窮迫の徴候を呈することがある。アミノ酸製剤及びその組成物及び薬剤は、上皮ナトリウムチャネル(ENaC)活性の増加をもたらし、それによってこれらの疾患の少なくとも1つの症状を低減させる。ARDSは、コロナウイルス感染症2019(COVID-19)を含む様々な疾患に関連する症候群である。ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎の治療を必要とする対象における、及びARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎の治療のための医薬品の調製における、ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎を治療するための本明細書に記載のアミノ酸製剤の使用、並びにARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎を治療するための方法が、本明細書に包含される。
コロナウイルス感染症2019(COVID-19)を引き起こすSARS-CoV-2は、主に気道及び肺胞上皮細胞、血管内皮細胞、及びマクロファージに感染する。SARS-CoV-2感染症は、致命的な炎症反応及び急性呼吸窮迫症候群(ARDS)を頻繁に引き起こし、これはCOVID-19患者の高死亡率と関連している。ARDSは、COVID-19肺炎を呈する患者の42%で発症し、その61~81%が集中治療室(ICU)に入院している。COVID-19患者の約20%では、疾患は重度であり、そのような患者は酸素療法又は機械的換気を必要とする。COVID-19 ARDS患者は、症状の発病後、中央値で8.5日換気装置を使用しており、典型的には、このような患者は、このような支持療法後、予後不良である。ARDSは、肺にびまん性肺胞障害を引き起こす。興味深いことに、COVID-19のARDS患者は、他の原因により、ARDS患者よりも転帰が悪い。治療プロトコルの進歩にもかかわらず、ARDS患者は高い死亡率を継続して経験する。
対象となる実施形態は、この概要ではなく特許請求の範囲によって定義される。この概要は、様々な側面の大まかな概要であり、以下の詳細説明の項で更に説明するいくつかの概念を紹介する。この概要は、請求された主題の重要な特徴又は必須の特徴を識別することを意図するものではなく、請求された主題の範囲を決定するために単独で使用することも意図するものでもない。主題は、明細書全体、一部又は全ての図面、及び各請求項の適切な部分を参照することによって理解されるべきである。
ENaC及びバリア機能は、肺胞液クリアランスにおいて重要な役割を果たし、COVID-19に見られるように、その破壊がARDSの一因となる。先天性免疫機構によるSARS-CoV-2の認識不良は、Th1及びTh2応答の早期活性化及びTreg細胞応答の抑制を引き起こす。この免疫反応の変化は、古典的サイトカインストームをもたらし、最終的にENaC活性及びバリア機能の破壊につながる。今回の結果が出る前には、ENaC活性及びバリア機能の破壊に関与するサイトカインのタイムライン及び量についてはほとんど知られていなかった。この理解の欠如が、ARDSに対処する治療の選択肢の少なさの一因となっている。
本明細書に提示される電気生理学的及び免疫蛍光法に基づいて、本発明者らは、ENaC活性が、バリア破壊よりも早期に減少し、Th2サイトカイン(IL-4及びIL-13)が、先天的(IFN-γ)、Th1(TNF-α)及びTreg(TGF-β)免疫応答由来のサイトカインよりも、これらの阻害効果に大きく寄与したことを示している。
本明細書に記載されるように、初代正常ヒト気管支上皮細胞(HBEC)を、用量及び時間依存性評価においてCOVID-19中に放出される、代表的なサイトカイン、及びその組み合わせに曝露した。少なくとも部分的にはENaC機能の増加させることによって、アミノ酸製剤がARDSを治療するために使用できる可能性を探索するために、本発明者らは、COVID-19免疫応答に特徴的な選択されたサイトカインに曝露された初代HBECのモデル系において、ENaC活性を調節する能力について、AA-EC01と指定されたものを含む複数のアミノ酸製剤を評価した。本明細書に記載されるように、AA-EC01は、最大ENaC阻害を示した用量及びインキュベーション時間でIL-13に曝露されたときに、HBECにおいてENaC機能を改善し、MUC5AC発現を減少させる例示的なアミノ酸製剤である。AA-EC01はまた、サイトカインカクテルとともにインキュベートしたHBECの線毛周囲(periciliary)膜内のENaC発現を増加させ、IL-6分泌を減少させた。したがって、本明細書に提示される結果は、ARDS関連炎症反応のインビトロモデル系におけるENaC機能に対するAA-EC01の有益な効果を示す。ENaC活性を回復する能力により、AA-EC01は、SARS-CoV-2又は他の肺ウイルス感染後のARDS患者の転帰を改善するように設計された最初の治療製剤となる可能性がある。AA-EC01は、スタンドアロン治療剤として使用することができるか、又はARDS患者を治療するために現在使用されている他の治療剤との組み合わせ治療アプローチで使用することもできる。
AA-EC01はまた、喘息を治療するための治療薬として提供されている。喘息を治療するために、AA-EC01は、スタンドアロン治療剤として使用することができるが、又は喘息患者を治療するために現在使用されている他の治療剤との組み合わせ治療アプローチで使用することもできる。
AA-EC01はまた、アレルギー性鼻炎を治療するための治療薬としても提示される。アレルギー性鼻炎を治療するため、AA-EC01は、スタンドアロン治療剤として使用することができるが、又はアレルギー性鼻炎患者を治療するために現在使用されている他の治療剤との組み合わせ治療アプローチで使用することもできる。
いくつかの実施形態では、ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎の治療を必要とする対象におけるARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎の治療に使用するための医薬製剤が提示され、製剤が、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせであって、治療有効量のアルギニン及びリジンの遊離アミノ酸、並びに治療有効量のグルタミン、トリプトファン、チロシン、システイン、アスパラギン、若しくはトレオニンの遊離アミノ酸、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つ、から本質的になるか、あるいはそれらからなり、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせが、ARDS若しくは喘息を治療するための肺への送達のために製剤化されており、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせが、対象の肺内の流体貯留を低減させるのに十分であるか、又は、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせがアレルギー性鼻炎を治療するための鼻腔への送達のために製剤化されており、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせが、対象の鼻腔内の流体貯留を低減させるのに十分である、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせと、任意選択的に、少なくとも1つの薬学的に許容可能な担体、緩衝液、電解質、アジュバント、賦形剤、又は水又はそれらの任意の組み合わせと、を含む。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、遊離アミノ酸は、治療有効量のアルギニン及びリジンの遊離アミノ酸、並びに治療有効量のグルタミン、トリプトファン、チロシン、システイン、若しくはアスパラギンの遊離アミノ酸、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つ、から本質的になるか、あるいはそれらからなる。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、遊離アミノ酸は、治療有効量のアルギニン、リジンの遊離アミノ酸、及びグルタミン、並びに治療有効量のトリプトファン、チロシン、システイン、アスパラギン、若しくはトレオニンの遊離アミノ酸、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つ、から本質的になるか、あるいはそれらからなる。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、遊離アミノ酸は、治療有効量のアルギニン、リジン、及びグルタミンの遊離アミノ酸、並びに治療有効量のトリプトファン、チロシン、システイン、若しくはアスパラギンの遊離アミノ酸、又はそれらの任意の組み合わせの少なくとも1つ、から本質的になるか、あるいはそれらからなる。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、医薬製剤は、無菌である。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、医薬製剤中に存在する遊離アミノ酸の各々の濃度は、0.1mM~30mM又は0.5mM~30mMの範囲である。いくつかの実施形態では、医薬製剤中に存在する遊離アミノ酸の各々の濃度は、0.1mM~15mM又は0.5mM~15mMの範囲である。いくつかの実施形態では、医薬製剤中に存在する遊離アミノ酸の各々の濃度は、0.1mM~10mM又は0.5mM~10mMの範囲である。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、医薬製剤のpHは、2.5~8.0、3.0~8.0、3.5~8.0、4.0~8.0、4.5~8.0、4.5~6.5、5.5~6.5、5.0~8.0、5.5~8.0、6.0~8.0、6.5~8.0、7.0~8.0、又は7.5~8.0の範囲である。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンの濃度が4mM~10mMの範囲であるか、アルギニンの濃度が6mM~10mMの範囲であるか、アルギニンの濃度が7mM~9mMの範囲であるか、アルギニンの濃度が7.2mM~8.8mMの範囲であるか、若しくはアルギニンの濃度が8mMであり;リジンの濃度が4mM~10mMの範囲であるか、リジンの濃度が6mM~10mMの範囲であるか、リジンの濃度が7mM~9mMの範囲であるか、リジンの濃度が7.2mM~8.8mMの範囲であるか、若しくはリジンの濃度が8mMであり;グルタミンの濃度が4mM~10mMの範囲であるか、グルタミンの濃度が6mM~10mMの範囲であるか、グルタミンの濃度が7mM~9mMの範囲であるか、グルタミンの濃度が7.2mM~8.8mMの範囲であるか、若しくはリジンの濃度が8mMであり;トリプトファンの濃度が4mM~10mMの範囲であるか、トリプトファンの濃度が6mM~10mMの範囲であるか、トリプトファンの濃度が7mM~9mMの範囲であるか、トリプトファンの濃度が7.2mM~8.8mMの範囲であるか、若しくはトリプトファンの濃度が8mMであり;チロシンの濃度の範囲が0.1mM~1.2mMであるか、チロシンの濃度の範囲が0.4mM~1.2mMであるか、チロシンの濃度の範囲が0.6mM~1.2mMであるか、チロシンの濃度の範囲が0.8mM~1.2mMであるか、若しくはチロシンの濃度が1.2mMであり;システインの濃度が4mM~10mMの範囲であるか、システインの濃度が6mM~10mMの範囲であるか、システインの濃度が7mM~9mMの範囲であるか、システインの濃度の範囲が7.2mM~8.8mMの範囲であるか、若しくはシステインの濃度が8mMであり;アスパラギンの濃度が4mM~10mMの範囲であるか、アスパラギンの濃度が6mM~10mMの範囲であるか、アスパラギンの濃度が7mM~9mMの範囲であるか、アスパラギンの濃度が7.2mM~8.8mMの範囲であるか、若しくはアスパラギンの濃度が8mMであり;トレオニンの濃度が4mM~10mMの範囲であるか、トレオニンの濃度が6mM~10mMの範囲であるか、トレオニンの濃度が7mM~9mMの範囲であるか、トレオニンの濃度が7.2mM~8.8mMの範囲であるか、若しくはトレオニンの濃度が8mMであり、又はそれらの任意の組み合わせである。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせは、治療有効量のアルギニン、リジン、トリプトファン、チロシン、及びグルタミン、並びに任意選択的にアスパラギンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる。医薬製剤のいくつかの実施形態では、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせは、治療有効量のアルギニン、リジン、トリプトファン、チロシン、及びグルタミンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、リジンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、トリプトファンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、チロシンは、0.1mM~1.2mMの範囲の濃度で存在し、グルタミンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在する。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、リジンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、トリプトファンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、チロシンは、0.8mM~1.2mMの範囲の濃度で存在し、グルタミンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在する。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは8mMの濃度で存在し、リジンは8mMの濃度で存在し、トリプトファンは8mMの濃度で存在し、チロシンは1.2mMの濃度で存在し、グルタミンは8mMの濃度で存在する。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせは、治療有効量のアルギニン、リジン、トリプトファン、チロシン、及びグルタミン、並びに任意選択的にアスパラギンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる。医薬製剤のいくつかの実施形態では、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせは、治療有効量のアルギニン、リジン、トリプトファン、及びグルタミンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、リジンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、トリプトファンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、グルタミンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在する。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、リジンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、トリプトファンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、グルタミンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在する。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは、8mMの濃度で存在し、リジンは、8mMの濃度で存在し、トリプトファンは、8mMの濃度で存在し、グルタミンは、8mMの濃度で存在する。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせは、治療有効量のアルギニン、リジン、チロシン、及びグルタミン、並びに任意選択的にアスパラギンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる。医薬製剤のいくつかの実施形態では、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせは、治療有効量のアルギニン、リジン、チロシン、及びグルタミンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、リジンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、チロシンは、0.1mM~1.2mMの範囲の濃度で存在し、グルタミンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在する。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、リジンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、チロシンは、0.8mM~1.2mMの範囲の濃度で存在し、グルタミンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在する。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは、8mMの濃度で存在し、リジンは、8mMの濃度で存在し、チロシンは、1.2mMの濃度で存在し、グルタミンは、8mMの濃度で存在する。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、遊離アミノ酸の治療有効組み合わせは、治療有効量のアルギニン、リジン、グルタミン、システイン、及びアスパラギンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、リジンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、グルタミンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、システインは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、アスパラギンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在する。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、リジンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、グルタミンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、システインは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、アスパラギンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在する。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは8mMの濃度で存在し、リジンは8mMの濃度で存在し、グルタミンは8mMの濃度で存在し、システインは8mMの濃度で存在し、アスパラギンは8mMの濃度で存在する。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせは、治療有効量のアルギニン、リジン、及びトリプトファン、並びに任意選択的にアスパラギンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる。医薬製剤のいくつかの実施形態では、遊離アミノ酸の治療上有効な組み合わせは、治療有効量のアルギニン、リジン、及びトリプトファンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、リジンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、トリプトファンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在する。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、リジンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、トリプトファンは、7.2mM~8.8の範囲の濃度で存在する。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは、8mMの濃度で存在し、リジンは、8mMの濃度で存在し、トリプトファンは、8mMの濃度で存在する。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせは、治療有効量のアルギニン、リジン、トリプトファン、トレオニン、及びチロシン、並びに任意選択的にアスパラギンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる。医薬製剤のいくつかの実施形態では、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせは、治療有効量のアルギニン、リジン、トリプトファン、トレオニン、及びチロシンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、リジンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、トリプトファンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、トレオニンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、チロシンは、0.1mM~1.2mMの範囲の濃度で存在する。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、リジンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、トリプトファンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、トレオニンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、チロシンは、0.8mM~1.2mMの範囲の濃度で存在する。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは、8mMの濃度で存在し、リジンは、8mMの濃度で存在し、トリプトファンは、8mMの濃度で存在し、トレオニンは、8mMの濃度で存在し、チロシンは、1.2mMの濃度で存在する。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせは、治療有効量のアルギニン、リジン、トリプトファン、トレオニン、及びグルタミン、並びに任意選択的にアスパラギンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる。医薬製剤のいくつかの実施形態では、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせは、治療有効量のアルギニン、リジン、トリプトファン、トレオニン、及びグルタミンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、リジンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、トリプトファンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、トレオニンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、グルタミンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在する。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、リジンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、トリプトファンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、トレオニンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、グルタミンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在する。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは、8mMの濃度で存在し、リジンは、8mMの濃度で存在し、トリプトファンは、8mMの濃度で存在し、トレオニンは、8mMの濃度で存在し、グルタミンは、8mMの濃度で存在する。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、遊離アミノ酸の治療有効組み合わせは、アルギニン、リジン、トリプトファン、チロシン、グルタミン、及びトレオニン、並びに任意でアスパラギンの治療有効量の遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる。医薬製剤のいくつかの実施形態では、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせは、治療有効量のアルギニン、リジン、トリプトファン、チロシン、グルタミン、及びトレオニンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、リジンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、トリプトファンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、チロシンは、0.1mM~1.2mMの範囲の濃度で存在し、グルタミンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、トレオニンは、6mM~10mMの範囲の濃度で存在する。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、リジンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、トリプトファンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、チロシンは、0.8mM~1.2mMの範囲の濃度で存在し、グルタミンは、7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、トレオニンは、7.2mM~8.8mMの濃度で存在する。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アルギニンは8mMの濃度で存在し、リジンは8mMの濃度で存在し、トリプトファンは8mMの濃度で存在し、チロシンは1.2mMの濃度で存在し、グルタミンは8mMの濃度で存在し、トレオニンは8mMの濃度で存在する。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、医薬製剤は、少なくとも1つの薬学的に許容可能な担体、緩衝剤、電解質、アジュバント、賦形剤、若しくは水、又はそれらの任意の組み合わせを更に含む。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、遊離アミノ酸の少なくとも1つ、又は遊離アミノ酸の各々は、L-アミノ酸を含む。医薬製剤のいくつかの実施形態では、アミノ酸の全ては、L-アミノ酸である。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、医薬製剤は、経肺経路、吸入経路、又は鼻腔内経路による投与のために製剤化される。医薬製剤のいくつかの実施形態では、医薬製剤は、吸入又は鼻腔投与を介した投与のために製剤化される。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、対象は哺乳動物である。医薬製剤のいくつかの実施形態では、哺乳動物は、ヒト、ネコ、イヌ、ブタ、ウマ、ウシ、ヒツジ、又はヤギである。医薬製剤のいくつかの実施形態では、哺乳動物はヒトである。医薬製剤のいくつかの実施形態では、ヒトは、乳幼児である。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、対象は、コロナウイルス感染症2019(COVID-19)に罹患している。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、医薬製剤は、ARDS又は喘息に罹患した対象の肺内の過剰な流体貯留を低減させ、それによって、ARDS又は喘息に関連する少なくとも1つの症状を低減させる。医薬製剤のいくつかの実施形態では、医薬製剤は、アレルギー性鼻炎に罹患した対象の鼻腔内の過剰な流体貯留を低減させ、それによって、アレルギー性鼻炎に関連する少なくとも1つの症状を低減させる。過剰な流体貯留の低減は、部分的には、ENaC活性の増加によるものである。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、医薬製剤は、ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎の治療に使用するためのものである。そのいくつかの実施形態では、医薬製剤は、肺内経路、吸入経路、又は鼻腔内経路のうちの少なくとも1つを介して投与可能である。そのいくつかの実施形態では、医薬製剤は、吸入又は鼻腔投与を介して投与可能である。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、医薬製剤は、ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎を治療するための医薬品の製造における使用のためのものである。そのいくつかの実施形態では、医薬品は、肺、吸入、又は鼻腔内経路のうちの少なくとも1つを介して投与可能である。一部の実施形態では、薬剤は、吸入又は鼻腔投与を介して投与可能である。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、医薬製剤が、ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎、それを必要とする対象におけるARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎を治療するための方法において使用され、方法が、治療を必要とする前記対象に、本明細書に記載される医薬製剤のうちの少なくとも1つを投与することを含み、投与が、肺内の流体貯留を低減させ、それによって、対象におけるARDS又は喘息に関連する少なくとも1つの症状を低減させ、又は投与が、対象の鼻腔内の流体の蓄積を低減させ、それによって、対象におけるアレルギー性鼻炎に関連する少なくとも1つの症状を低減させる。
方法のいくつかの実施形態では、医薬製剤は、肺内経路、吸入経路、又は鼻腔内経路を介して投与される。方法のいくつかの実施形態では、医薬製剤は、吸入又は鼻腔投与を介して投与される。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、遊離アミノ酸の組み合わせを含む医薬製剤が提示される:治療有効量のアルギニン及びリジンの遊離アミノ酸、並びに治療有効量のグルタミン、トリプトファン、チロシン、システイン、アスパラギン、若しくはトレオニンの遊離アミノ酸、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つ、から本質的になるか、あるいはそれらからなる、遊離アミノ酸、並びに任意選択的に、少なくとも1つの薬学的に許容可能な担体、緩衝液、電解質、アジュバント、賦形剤、若しくは水、又はそれらの任意の組み合わせ、である。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせを含む医薬製剤が提示される:治療有効量のアルギニン及びリジンの遊離アミノ酸、並びに治療有効量のグルタミン、トリプトファン、チロシン、システイン、若しくはアスパラギンの遊離アミノ酸、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つ、から本質的になるか、又はそれらからなる、遊離アミノ酸、である。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、遊離アミノ酸の組み合わせを含む医薬製剤が提示される:治療有効量のアルギニン、リジン、及びグルタミンの遊離アミノ酸、並びに治療有効量のトリプトファン、チロシン、システイン、アスパラギン、若しくはトレオニンの遊離アミノ酸、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つ、から本質的になるか、又はそれらからなる、遊離アミノ酸、である。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせは、治療有効量のアルギニン、リジン、トリプトファン、チロシン、及びグルタミンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせは、治療有効量のアルギニン、リジン、グルタミン、システイン、及びアスパラギンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせは、治療有効量のアルギニン、リジン、トリプトファン、及びグルタミンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせは、治療有効量のアルギニン、リジン、チロシン、及びグルタミンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる。
医薬製剤のいくつかの実施形態では、本明細書に記載の医薬製剤、又は本明細書に記載の医薬製剤を含む医薬品を含むデバイスが提示され、デバイスは、肺又は鼻腔への医薬製剤又は医薬品の送達を必要とする対象において医薬製剤又は医薬品を送達するように構成されている。例示的なこうした装置としては、吸入器、ネブライザー、鼻腔用スプレー容器、及び点鼻用容器が挙げられる。
別に記載される実施形態の全ての組み合わせが想定されている。
本開示のいくつかの実施形態は、添付図面を参照して、例としてのみ、本明細書に記載する。ここで図面を詳細に特に参照すると、示される実施形態は、例示として、及び本開示の実施形態の例示的な考察の目的としていることが強調される。これに関して、図面を用いてなされた説明は、本開示の実施形態がどのように実施され得るかを、当業者に明らかにする。
開示された利益及び改善のうち、本開示の他の目的及び利点は、添付の図と併せて解釈される以下の説明から明らかになるであろう。本開示の詳細な実施形態が、本明細書に開示され、しかしながら、開示される実施形態は、様々な形態で具体化され得る本開示の単なる例示であることが理解されるべきである。更に、本開示の様々な実施形態に関して提供される各実施例は、例示を意図しており、限定を意図するものではない。
ARDSは、COVID-19において高い死亡率と関連している。ARDSは、肺胞液クリアランス(ALC)の障害、肺胞-毛細血管の透過性亢進、血管及び上皮の漏出を伴うサイトカインストーム特徴とし、肺毛細血管から間質及び肺胞腔へのタンパク質が豊富な流体の漏出をもたらし、肺水腫を引き起こす。通常の条件下では、気道は、肺胞内腔及び肺胞間中核に埋め込まれた毛細血管網にわたってガス交換を促進する。ENaCは、起電性ナトリウム吸収し、続いて受動的吸水を媒介し、粘液線毛クリアランスのための最適な水分含量を維持する。しかしながら、ENaCは、COVID-19の病態形成の複数の段階で阻害され、これは肺胞内の流体蓄積につながる。酸素補給及び換気補助は、炎症を増強し、スーパーオキシド、ペルオキシ亜硝酸の形成及び一酸化窒素合成酵素(NOS)の脱共役を誘発し、ENaCを含むバリア及び輸送タンパク質を損傷する。
上記事象のカスケードを図1に概略的に示す。SARS-CoV-2によるENaC活性の阻害は、以下の段階で起こる:1)膜貫通型プロテアーゼセリンS1メンバー2(TMPRSS2)、ウイルスのタンパク質分解活性化に必須の宿主細胞因子、結果として、COVID-19の拡散及び病態形成;2)アンジオテンシン変換酵素(ACE)及びレニンアンジオテンシン系(RAS)をアップレギュレーションするアンジオテンシン変換酵素2(ACE2);3)ACE及びRAS活性化に続発するサイトカインストームにより、TNF-α、IL-1β、IFN-γ、IL-6、IL-10、IP-10、IL-13、MCP-1、IL-2、IL-4、GCSF IP-10及びMIP-1Aレベルの上昇を引き起こす;4)上皮と内皮のバリアの崩壊により、肺胞に流体漏れを引き起こし、それによって、ガス交換を低減する、5)肺胞内の炎症と局所的酸素増加に続発するNOSの脱共役。
ARDSに対する唯一の利用可能な治療は、酸素補給及び換気装置の使用であり、これは、浮腫液で満たされた肺胞腔を通してより多くの酸素を溶解し、血液-空気関門で利用可能な酸素を増加させるのに役立つ。しかしながら、酸素補給及び換気補助は、炎症を増強し、eNOSの脱共役、スーパーオキシド形成、ペルオキシ亜硝酸(ONOO-)の増加、及び上皮及び周辺の脈管構造におけるENaCなどの膜関連タンパク質を含む様々な細胞タンパク質のシステイン残基の不可逆的なニトロ化を促進する。例えば輸送、細胞内及び細胞間の構造の完全性など、必須の細胞機能に寄与するENaC及び他の細胞タンパク質への損傷は、肺組織の完全性に悪影響を及ぼす更なる損傷を引き起こす。
酸素補充療法及び機械的換気を受けているCOVID-19患者の高い死亡率は、上記のような傷害のカスケードと関連している可能性がある。実際に、これらの患者の死亡率は65%~94%の範囲であり、統計データは、SARS-CoV-2患者に換気装置を使用するメリットについて議論を引き起こしている。更に、COVID-19媒介性ARDSに罹患している対象が、他の原因によりARDSに罹っている対象よりもはるかに不良な転帰を有することも注目すべきである。
本発明者らは、ARDSに対処するための潜在的な治療レジメンを調査するためのアッセイを開発し、ARDS、特にCOVID-19患者/対象におけるARDSを治療する課題に対処するためのモデルシステムを開発した。したがって、本明細書に記載されるモデルシステムは、COVID-19に関連するか、又はCOVID-19とは無関係かにかかわらず、ARDSに関連する重大な臨床問題に対処し、本明細書に記載されるようなアミノ酸製剤を提供することによって、そのような臨床問題に対する解決策を提示するように設計された。これらの臨床問題に対処するために使用されたインビトロモデルシステムに最初に目を向けて、本発明者らは、様々な炎症性促進剤に曝露された分化初代ヒト気管支上皮細胞(HBEC)を使用して、ARDSの特徴を再現した。
モデルシステムのいくつかの実施形態では、本発明者らは、分化したHBECのIL-13への曝露が、ENaCの阻害及びバリア機能の損傷につながることを示した。したがって、本発明者らは、この所見に基づく実験システムであって、ARDSのこれらの特徴が、罹患した対象/患者の肺で観察されたものと同程度に再現された実験システムを開発した。
本明細書に記載されるIL-13に曝露された分化HBECを含む開発される実験システムは、ENaC活性の増加及びバリア機能の改善に対する様々なアミノ酸製剤の効果を評価するためのモデルシステムとして使用された。このモデルシステムを使用して、複数のアミノ酸製剤を、ENaC電流を増加させ、バリア機能を改善するそれらの能力によって測定される、ENaC輸送タンパク質活性を増加させるそれらの能力に基づいて特定し、特徴解析した。以下の表1及び2を参照されたい。例示的なこのような製剤は、5アミノ酸製剤(AAF01)である。本明細書で示されるように、AAF01は、IL-13で14日間処理されたHBECにおいて、ENaC電流を増加させ、アニオン電流を減少させ、バリア機能を改善した。AAF01は、少なくとも部分的には、塩化物分泌を低減させ、バリア機能を改善する能力があるため選択された。
これらの所見は、AAF01及び本明細書に記載される他の例示的なアミノ酸製剤が、COVID-19に罹患した対象、特に、ARDSの少なくとも1つの症状を呈する対象を治療するために使用できるという証拠を提供する。AAF01及び本明細書に記載される他の例示的なアミノ酸製剤は、Th2サイトカイン(例えば、IL-4及びIL-13)が重要な役割を果たしている状態である、喘息又はアレルギー性鼻炎に罹患した対象を治療するためにも使用することができる。本明細書に提示される結果に基づいて、AAF01及び本明細書に記述される他の例示的なアミノ酸製剤は、ENaC活性を増加させ、肺胞液クリアランスを改善するそれらの能力を介して少なくとも部分的に作用し得る。
本明細書に提示される結果は、AAF01が、
●アミロリド/ベンザミル感受性ENaC電流を増加させる
●ENaCタンパク質レベルを増加させる
●NHE3タンパク質レベルを増加させる(ENaC非依存的ナトリウム吸収)
●タイトジャンクションタンパク質レベル及び機能を増加させる
●AAF01が、COVID及びその他の形態の肺炎、並びに喘息及びアレルギー性鼻炎に関連するARDSの治療に使用できる。
●AAF01が、限定されるものではないが、ネブライザー、吸入器、又は鼻腔アトマイザによって送達されるものなどエアロゾル化された形態を含む、様々な手段を介して送達できる。
●AAF01が、SARS-CoV-2、喘息、及び/又はアレルギー性鼻炎の治療に使用される他の薬剤と組み合わせて使用される、ことを示している。
●アミロリド/ベンザミル感受性ENaC電流を増加させる
●ENaCタンパク質レベルを増加させる
●NHE3タンパク質レベルを増加させる(ENaC非依存的ナトリウム吸収)
●タイトジャンクションタンパク質レベル及び機能を増加させる
●AAF01が、COVID及びその他の形態の肺炎、並びに喘息及びアレルギー性鼻炎に関連するARDSの治療に使用できる。
●AAF01が、限定されるものではないが、ネブライザー、吸入器、又は鼻腔アトマイザによって送達されるものなどエアロゾル化された形態を含む、様々な手段を介して送達できる。
●AAF01が、SARS-CoV-2、喘息、及び/又はアレルギー性鼻炎の治療に使用される他の薬剤と組み合わせて使用される、ことを示している。
本明細書に提示される結果に基づいて、AAF01、AAF03、及びAAF07を、ARDSを治療するための例示的な製剤として選択したが、その理由は、少なくとも部分的には、製剤のそれぞれが、呼吸窮迫の特徴を再現する本明細書に記載のモデルシステムにおいてENaC活性の増加をもたらすためである。AAF01、AAF03、及びAAF07のそれぞれは、ARDS又は喘息で観察されるものなど、過剰な肺胞液貯留を含む呼吸窮迫の特徴を再現する本明細書に記載のモデルシステムで、塩化物分泌を低減する、及び/又はバリア透過性を低減するそれらの能力のために、例示的な製剤として選択された。塩化物分泌を低減する、及び/又はバリア透過性を低減する能力はまた、AAF01、 AAF03、及びAAF07の各々に、それを必要とする対象の鼻腔における過剰な流体貯留を低減することによって、アレルギー性鼻炎を治療するための治療剤として役立つ能力も付与した。
本明細書に記載される例示的なアミノ酸製剤〔例えば、AAF01、AAF03、AAF07、及び選択された5AA製剤(アルギニン、リジン、システイン、アスパラギン、及びグルタミン)は、ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎の治療を必要とする対象におけるARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎の治療に有用である。ARDS又は喘息は、肺胞液貯留と関連している可能性があるため、肺胞液のクリアランスを改善することによって症状緩和をもたらすことができる。本明細書に記載の例示的なアミノ酸製剤は、増加したナトリウム及び液体吸収によって反映されるように、ENaC機能をアップレギュレーションすることによって、少なくとも部分的に肺胞液クリアランスを改善する。したがって、本明細書に記載のアミノ酸製剤は、肺胞液クリアランスの改善が望まれる、ARDS又は喘息の治療における使用のために提示される。ARDS又は喘息の治療に使用するための本明細書に記載のアミノ酸製剤は、単独で、又はこれらの障害の各々を治療するために使用される少なくとも1つの他の医薬品有効成分(API)と組み合わせて使用され得る。肺胞液クリアランスを改善することができるという特性はまた、ARDS又は喘息を治療するための医薬品の調製における本明細書に記載の例示的なアミノ酸製剤の有用性を際立たせ、このような薬剤は、肺胞液クリアランスを改善し、したがって、これらの障害に罹患した対象に症状緩和をもたらす。本明細書に記載のアミノ酸製剤は、医薬品中の唯一のAPIであってもよく、又はARDS又は喘息を治療するために使用される少なくとも1つの他のAPIとの組み合わせで存在してもよい。本明細書に記載の例示的なアミノ酸製剤は、肺胞液貯留に関連する、ARDS又は喘息を有する、治療を必要とする対象を治療するための方法にも使用され得る。ARDS又は喘息を治療する方法は、本明細書に記載のアミノ酸製剤を単独で、又はARDS又は喘息を治療するために使用される少なくとも1つの他のAPIと組み合わせて投与することを必要とし得る。
本明細書に記載される例示的なアミノ酸製剤(例えば、AAF01、AAF03、AAF07、及び選択された5AA製剤)は、アレルギー性鼻炎の治療を必要とする対象におけるアレルギー性鼻炎の治療に有用である。アレルギー性鼻炎は、鼻腔内の過剰な液体と関連しており、したがって、鼻腔からの液体クリアランスを改善することによって症状緩和をもたらすことができる。本明細書に記載の例示的なアミノ酸製剤は、増加したナトリウム及び液体吸収によって反映されるように、ENaC機能をアップレギュレーションすることによって、少なくとも部分的に副鼻腔及び/又は鼻腔からの液体クリアランスを改善する。したがって、本明細書に記載のアミノ酸製剤は、アレルギー性鼻炎の治療における使用のために提示される。アレルギー性鼻炎の治療に使用するための本明細書に記載のアミノ酸製剤は、単独で、又はアレルギー性鼻炎の治療に使用される少なくとも1つの他のAPIと組み合わせて使用することができる。鼻腔からの液体クリアランスを改善することができるという特性はまた、過剰な鼻分泌物の低減が望まれるアレルギー性鼻炎を治療するための医薬品の調製における、本明細書に記載の例示的なアミノ酸製剤の有用性も強調する。本明細書に記載のアミノ酸製剤は、医薬品中の唯一のAPIであってもよく、又はアレルギー性鼻炎を治療するために使用される少なくとも1つの他のAPIと組み合わせて存在してもよい。本明細書に記載の例示的なアミノ酸製剤は、アレルギー性鼻炎を有する治療を必要とする対象を治療するための方法にも使用され得る。アレルギー性鼻炎を治療する方法は、本明細書に記載されるアミノ酸製剤を単独で、又はアレルギー性鼻炎を治療するために使用される少なくとも1つの他のAPIと組み合わせて投与することを必要とし得る。
いくつかの実施形態では、製剤中に存在する遊離アミノ酸の各々の濃度は、0.1mM~30mM又は0.5mM~30mMの範囲である。いくつかの実施形態では、製剤中に存在する遊離アミノ酸の各々の濃度は、0.1mM~15mM又は0.5mM~15mMの範囲である。いくつかの実施形態では、製剤中に存在する遊離アミノ酸の各々の濃度は、0.1mM~10mM又は0.5mM~10mMの範囲である。いくつかの実施形態では、製剤中に存在する遊離アミノ酸の各々の濃度は、0.1~1.2mM、0.5~1.2mM、0.6~1.2mM、又は0.8~1.2mM(例えば、約1.2mM)の範囲のチロシンを除いて、4mM~12mM、5mM~12mM、6mM~12mM、4mM~10mM、5mM~10mM、6mM~10mM、4mM~9mM、5mM~9mM、又は6mM~9mMの範囲である。いくつかの実施形態では、製剤中に存在する遊離アミノ酸の各々の濃度は、0.8~1.2mM(例えば、約1.2mM)の範囲のチロシンを除いて、7mM~9mM(例えば、約8mM)の範囲である。いくつかの実施形態では、製剤は、次のようなAAF01(本明細書ではAA-EC01とも呼ぶ)であり、8mMのリジン、8mMのトリプトファン、8mMのアルギニン、8mMのグルタミン、及び1.2mMのチロシンである。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の製剤のpHは、2.5~8.0、3.0~8.0、3.5~8.0、4.0~8.0、4.5~8.0、4.5~6.5、5.5~6.5、5.0~8.0、5.5~8.0、6.0~8.0、6.5~8.0、7.0~8.0、又は7.5~8.0の範囲である。
製剤がネブライザー(吸入又は溶液懸濁液)を介して送達されるいくつかの実施形態では、製剤のpHは、対象が投与に応答してくしゃみをする傾向を低減する4.5~6.5のpHの範囲であってもよい。
製剤が、鼻腔スプレー又は鼻腔アトマイザを介して送達されるいくつかの実施形態では、製剤のpHは、4.5~6.5のpHの範囲であり得る。いくつかの実施形態では、製剤のpHは、5.5~6.5のpHの範囲であり得る。市販の鼻腔スプレー製品は、典型的には3.5~7.0の範囲のpHを有する。鼻上皮のpHは、典型的には5.5~6.5の範囲である。ヒト鼻の平均ベースラインのpHは、約6.3である。
いくつかの実施形態では、噴霧パフ1回当たりの用量(左及び右鼻孔):効力<5mg/用量;最大体積100μL/噴霧パフ:溶解度>50mg/ml;溶液中の薬剤:pH約5.5、重量オスモル濃度290~500mosm/kg。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の製剤は、例えば、適切な生理食塩水中で、鼻洗浄を介して送達される。適切な生理食塩水溶液は、市販であるか、又は代替的に、自宅で作製することができる。適切な生理食塩水溶液は、小さじ1/4~1/2の非ヨウ素化塩及び1つまみの重曹が溶解された1~2カップの温水(例えば、蒸留、滅菌、又は煮沸)から構成される。
適用デバイス:経鼻投与を意図した製剤(例えば、洗浄液、液滴、噴出(squirt)システム、スプレー)の意図した用途及び薬学的形態は、使用され得る適用デバイスを決定する。用量(パフ当たりの容量は通常わずか100μl)、投与オプション(単回対複数回)、対象(消費者、医療従事者、患者、子供、高齢者)、及び対象の健康状態もまた、適用デバイスの選択に影響を与える。経粘膜鼻腔送達及び吸収は、胃腸破壊及び肝臓の初回通過代謝の回避から利益を得る。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の製剤は、病原体(例えば、SARS-CoV-2)に対する免疫応答の段階に対処するために順次使用される。したがって、疾患が初期段階から後期段階に進行するにつれて、初期段階疾患の治療に好適なアミノ酸製剤は、後期段階疾患の治療に好適なアミノ酸製剤に置き換えられる。いくつかの実施形態では、先天的免疫(例えば、IFN-γ)及び/又はTh1細胞応答(例えば、TNF-α)に特徴的なサイトカインの病理学的帰結に対抗する製剤が、病原体又は状態(例えば、慢性又は急性)に対する免疫応答の初期段階で投与される。先天的免疫及び/又はTh1細胞応答に特徴的なサイトカインの病理学的帰結に対抗するための例示的な製剤としては、第1の製剤を含み、このような第1の製剤は、治療有効量のアルギニン及びリジン、並びに治療有効量のシステイン、アスパラギン、若しくはグルタミンの遊離アミノ酸、又はそれら任意の組み合わせのうちの少なくとも1つ、から本質的になる治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせを含む。このような免疫応答は、病原体などの病原体によって引き起こされる、例えばSARS-CoV-2に応答して開始される、呼吸状態に対する初期免疫反応で観察される。例えば、SARS-CoV-2に対する免疫応答が時間とともに進行すると、サイトカイン発現パネルは、Th2細胞応答(例えば、IL-4及びIL-13)の特徴に変化し得る。免疫応答がTh2細胞応答に進行し始めると、例えば、AAF01、AAF03又はAAF07などの例示的なアミノ酸製剤を含む第2の製剤を使用して、第1の製剤を置き換えることができる。本明細書に提示される証拠は、例えば、AAF01(本明細書ではAA-EC01とも呼ぶ)が、ENaC活性を少なくとも部分的に回復させることによって、Th2型サイトカインの病理学的帰結に対処するのに治療的に適していることを示す。
本明細書に提示される結果に基づいて、治療レジメンは、少なくとも部分的にはENaC活性を回復させることによって、先天免疫及び/又はTh1細胞に特徴的なサイトカインの病理学的作用を弱める第1のアミノ酸製剤、続いて、少なくとも部分的にはENaC活性を回復させることによって、Th2細胞に特徴的なサイトカインの病理学的作用を弱める第2のアミノ酸製剤を含んでもよい。第1のアミノ酸製剤及び第2のアミノ酸製剤は、投与可能であるか、又は逐次的に別々に投与され得るか、若しくは第2のアミノ酸製剤のみが投与されるまで、第2のアミノ酸製剤の量が増加するにつれて、第1のアミノ酸製剤の量を徐々に減らしながら、重複投与で逐次的に投与され得る。第1及び第2のアミノ酸製剤の投与のタイミングは、臨床徴候及び症状の提示に基づいて、担当医によって決定され得る。
いくつかの実施形態では、対象が、優勢な免疫応答が先天的免疫及び/若しくはTh1細胞に特徴的なサイトカインの産生、又はTh2細胞に特徴的なサイトカインの産生を含む免疫応答を示すか、あるいは、初期免疫反応が先天免疫及び/又はTh1細胞に特徴的なサイトカインの産生を含み、その後にTh2細胞に特徴的なサイトカインの産生を含む免疫反応を呈するかどうかを決定するために評価することができる。このような評価は、対象の遺伝学、状態、環境、及びライフスタイルに合わせてアミノ酸製剤を適合させるために使用でき、それによって精密医療を促進し得る。
上記に加えて、ENaC活性及びバリア機能に対するサイトカイン誘導性炎症の効果を、本明細書に提示する実施例及び図面に詳述されるように調査した。本明細書に記載されるように、ENaCは、上皮流体層の維持に重要である。高濃度でのTNF-α、TGF-β、IFN-γ、及びIL-6などの一部のサイトカインは、肺損傷及びARDSと強く関連しており、本明細書に示されるように、ENaC活性及び機能を減少させ、したがってCOVID-19患者における気道からの液体クリアランスを防止する。疾患の病因及び進行におけるこれらのサイトカインの効果を調査するために、本発明者らは、正常なヒト気管支上皮細胞を3つのサイトカイン(TNF-α、TGF-β1、IFN-γ)のカクテルに7日間曝露し、ENaC活性に対するそれらの効果を分析し、その後、ENaC機能に対するサイトカインレベルの増加の有害作用を逆転させるアミノ酸製剤を選択した。図9~12を参照されたい。図9は、例えば、ENaC電流が、TNF-αの濃度が増加するにつれて減少することを示す。図10は、例えば、細胞がより低い濃度のIFN-γ(0.00005~0.05ng/mLの培地)で処理された場合、ENaC電流が増加したことを示す。ENaC電流は、より高いレベルのIFN-γに曝露された場合、ベースライン(未処理)レベルに戻ったが、その後、より高濃度のIFN-γ(>0.05ng/mL培地)で細胞を処理した場合、ベースラインと比較して減少した。図11は、例えば、ENaC電流が、TGF-β1の濃度の増加とともに減少したことを示す。
図12は、例えば、7日間のTNF-α、IFN-γ、及びTGF-β1(サイトカインカクテル)へのHBECの曝露が、サイトカインカクテルに曝露されていないHBEC(ナイーブ)と比較して、ENaC活性(ビヒクル)を有意に減少させたことを示す。図12で使用される用語「ビヒクル」は、5AA製剤及びNC製剤を生成するためにAAが導入された溶液を指し、したがってAA製剤の陰性対照として機能する。図12に示すように、選択された5AA製剤(AA;アルギニン、リジン、システイン、アスパラギン、及びグルタミン)は、ナイーブ細胞と比較して、TNF-α、IFN-γ、及びTGF-β1に曝露されたHBECにおけるENaC活性の有意な回復をもたらした。いくつかの実施形態では、選択された5AA製剤は、8mMのアルギニン、8mMのリジン、8mMのシステイン、8mMのアスパラギン、及び8mMのグルタミンを含み、ナイーブ細胞と比較して、TNF-α、IFN-γ、及びTGF-β1に曝露されたHBECにおけるENaC活性の有意な回復をもたらした。NC製剤(アスパラギン酸、トレオニン、及びロイシン)は、サイトカイン誘導性ENaC活性の低減を改善しなかった。実際に、NC製剤は、サイトカインカクテル及びビヒクルに曝露されたHBECと比較して、サイトカインカクテルに曝露されたHBECで更にENaC活性を減少させた。
本明細書で上記に詳述したように、ARDSは、コロナウイルス感染症19(COVID-19)及び他のウイルス性肺感染症の一般的な呼吸症状である。ARDSは、肺水腫、換気不良、及び酸素飽和度の低下を引き起こす、肺胞液クリアランス(AFC)の障害から生じる。正常な状況下では、気道表面液(ASL)は、線毛周囲液(約7μm)と粘液の薄層で構成される、約75m2の表面積にわたる600mLの流体に寄与し、また、気道から塵及び他の外来粒子を除去するための粘膜毛様機能を促進する。頂端(apical)アニオンチャネル活性とENaCによる再吸収の複雑な相互作用により、受動的な水移動のための浸透圧勾配を生成し、AFCを維持する。例えばインフルエンザウイルス感染症に見られるように、ENaC機能の低下は、活性ウイルス複製を超えて持続するAFCの減少を引き起こす。バリア破壊は、肺微小血管毛細血管から肺胞内にタンパク質が豊富な流体の滲出を引き起こし、非心原性肺水腫及びAFCを重度に障害するヒアリン膜形成をもたらす。
ENaC及びバリア機能は、COVID-19の病態形成の複数の段階で影響を受ける。SARS-CoV-2がアンジオテンシン変換酵素2(ACE2)を結合し、宿主細胞に入る能力に寄与するII型膜貫通型セリンプロテアーゼ(TMPRSS2)、ジスインテグリン及びメタロペプチダーゼドメイン17(ADAM17)も、ENaC機能を阻害する。図1を参照されたい。SARS-CoV-2のACE2への結合はACE2レベルの減少をもたらし、アンジオテンシンII(Ang II)及びキニンの上昇を伴う、レニン-アンジオテンシン-アルドステロン系(RAAS)と組織カリクレイン-キニン系(KKS)との間の不均衡を引き起こす。Ang II及びキニンは、ENaC機能を直接的に、及びTNF-α及びIL-6を含む炎症誘発性サイトカインの放出を通して、阻害する。SARS-CoV-2感染では、ウイルス関連分子パターンは、パターン認識受容体(PRR)によって認識されにくく、その結果、I型インターフェロン(IFN)産生及びウイルスクリアランスの減少をもたらす。マクロファージ機能及びIFN-γ活性化に対するI型IFNの抑制効果が減衰され、早期かつ持続的な低レベルのIFN-γ放出をもたらす。この変化したIFN-γ応答は、早期のM1分極化を促進し、M2活性化に対する抑制因子効果を明らかにし、Th1及びTh2型免疫反応の高度かつ持続的な刺激を開始させる。患者における臨床的合併症は、COVID-19の特徴的なサイトカインストームを引き起こす、時間とともに増幅する持続的な先天的及び適応免疫応答から生じる。
HBECにおけるベンザミル感受性電流及びTEERの個人差が大きい。Ussingチャンバに基づく実験計画では、気液界面においてスナップウェル上で28~35日間成長させた2人の肺ドナーからの分化HBECにおいて、基底短絡電流(Isc)及び経上皮電気抵抗(TEER)を記録した。強力なENaCブロッカーであるベンザミルを使用して、細胞の頂端側に6μMのベンザミルを添加した15分後に起こるIscの変化から、ベンザミル感受性Iscを計算することによってENaC活性を決定した。年齢が一致するHBECのベンザミル感受性Isc(38±2.6μA.cm-2、25.7±2.2μA.cm-2、P<0.01、n=10)及び基底TEER(130.5±6.8 Ohm.cm2、177.7±16 Ohm.cm2、P<0.03、n=10)は、2つのドナー間で有意に異なっていた。したがって、正規化されたデータは、図13~18に関連する統計解析のために、後続する全ての実験に使用された。
IFN-γは、用量依存的及び時間依存的な様式でENaC活性及び上皮バリアを変化させた。IFNは先天的免疫反応の最中に中心的役割を果たし、ウイルス感染に対する防御の最前線である。II型IFNファミリーのメンバーとして、IFN-γは強力な抗ウイルス活性を有し、ENaC活性及びバリア機能に対するその効果を決定するために使用された。ベンザミル感受性Isc及びTEERに対するIFN-γの用量依存的効果は、HBECを様々な濃度のIFN-γとともに7日間インキュベートすることによって測定された。興味深いことに、IFN-γへの曝露は、ベンザミル感受性Iscを、非常に低い濃度(5×10-4ng/mL)でベースライン値の161.62±9.7%(P<0.04)に増加させたが、IFN-γ>20ng/mLは、ベンザミル感受性Iscにマイナスの効果を及ぼした(図13A)。IFN-γは、より低い濃度ではTEERに影響を与えなかったが、≧0.5ng/mLの濃度では上皮抵抗が有意に増加した(図13B)。これらの研究は、先天的免疫反応の初期段階で、ASL及び粘膜免疫の適切な恒常性を維持するために、ENaC活性及びバリア機能がIFN-γによって促進されることを示唆している。0.5ng/mLのTEERに対するIFN-γの効果(疾患状態中に観察された血漿レベルと類似した濃度)に基づいて、適切なIFN-γ応答を確保するために、全ての後続の実験を1ng/mLで実施した。
ENaC活性及びバリア機能に対するIFN-γの時間依存的効果を、1ng/mLのIFN-γで16日間にわたって試験した。ベンザミル感受性Iscは、曝露の最初の12日以内に変化しなかったが、14日目に減少し始め、16日目に最も低いENaC活性(43.7±7.0%、P<0.04、図13C)を示した。対照的に、IFN-γは初期に上皮抵抗性を改善し、試験期間全体を通して時間の経過とともにTEERを徐々に増加させた(16日目:142.5±12.3%、P<0.04、図13D)。これらの結果は、IFN-γが、ARDSの初期段階においてENaC活性及び上皮バリアを保護し支持するが、時間の経過とともに有害になる可能性があることを示唆する。
低濃度でのTNF-αは、ENaC機能を破壊した。TNF-αは、SARS-CoV-2感染中に放出される初期の強力な炎症促進性サイトカインの1つであり、COVID-19関連ARDSの重症度と相関する。本明細書に提示される結果は、≧0.05ng/mLの濃度で、TNF-αがベンザミル感受性Iscを減少させたことを示し(図14A)、これはCOVID-19患者に見られる血漿レベルと同様である。ベンザミル感受性Iscの低下は、約10ng/mLでプラトーとなった(17.4±3.6%、P<0.01)。TNF-α濃度の増加に伴うバリア機能の減少が、5×10-5~5×10-3ng/mLのTNF-αで観察された(図14B)。驚くべきことに、10~40ng/mLのTNF-αは、上皮抵抗性の有意な増加を引き起こした。濃度>0.5ng/mLのベンザミル感受性Iscの顕著な減少のため、完全な阻害を確実にするために、全ての後続実験でTNF-αを1ng/mLで使用した。HBECを1ng/mLのTNF-αとともに16日間インキュベートした場合、ベンザミル感受性Iscは、時間とともに漸進的に減少し、4日目(81.2±5.4%、P<0.04)から始まって16日目(39.2±2.4%、P<0.04、図14C)で最大減少を引き起こした。TEERの有意な変化は、TNF-αへの曝露から最初の8日以内に観察されなかったが、上皮抵抗性は時間とともに増加し、16日目にピーク変化が測定された(132.6±9.0%、P<0.04)(図14D)。これらの研究は、TNF-αが疾患状態に関連する濃度でのENaC活性及びバリア機能の破壊に大きく寄与することを示し、ARDSの病態形成におけるTNF-αの重要な役割を示唆している。
高濃度のIFN-γ及びTNF-αの組み合わせは、ENaC及びバリア機能を減少させた。SARS-CoV-2感染の初期段階を模倣するよう設計された実験条件である7日間増加する濃度の組み合わせに曝露されたHBECは、対照細胞と比較して、各サイトカインについて10ng/mLでベンザミル感受性Iscの有意な減少をもたらした(48.0±3.7%、P<0.01)。TEERは、5及び10ng/mLで、組み合わせの存在下で減少した(図15A、B)。これらの結果は、ENaC機能に対するTNF-αの阻害効果が、より低濃度でIFN-γの保護特性によって補償されたことを示唆している。しかしながら、IFN-γの代償効果は、より高濃度で潜在的に減少し、ENaC及びバリア機能障害の増加をもたらし、それは主にTNF-αによって駆動された。
IL-4及びIL-13は、ENaC及びバリア機能を強固に低下させた。IL-4及びIL-13は機能的に関連するサイトカインであり、Th1/Th17応答を抑制しながらTh2免疫応答を開始する。本明細書に示されるように、Th2サイトカインは、ENaC機能及びAFCの障害と関連していた。2ng/mLのIL-4と14日間インキュベートされたHBECは、早くも4日目に、ベンザミル感受性Iscを有意に減少させた(59.9±9.4%、P<0.04)。ベンザミル感受性Iscの最大の低下は、10日目に見られ(8.6±5%、P<0.04)、残りの試験期間にわたって抑制されたままであった(図15C)。同様に、バリア機能は、2日目には早くも減少し、10日目に最大阻害が発生した(37.5±2%、P<0.04)(図15D)。HBECにおけるENaC及び上皮バリア機能に対する早期かつ強力な阻害効果は、IL-4がARDSの病態生理学的進化において重要な役割を果たしていることを明らかにした。
IL-4は正のフィードバック機構によって調節され、IL-4及び他のTh2サイトカイン(IL-13など)の更なる放出を刺激する。したがって、IL-13(このような特性を欠く)を使用して、疾患の発症に対するその寄与を研究した。IL-13を用量依存的に培養培地に添加すると、ベンザミル感受性Iscは0.1ng/mL(50.9±9.6%、P<0.03)で開始して漸進的に減少し、ベンザミル感受性Iscは8ng/mLで完全に消失した(図16A)。TEERは、2ng/mLのIL-13で59.9±7.6%(P<0.03)に低減され、バリア機能の最大減少は、4ng/mL(41.3±6.9%、P<0.03、図16B)で観察された。HBECを20ng/mLのIL-13と16日間インキュベートすると、ベンザミル感受性Iscが2日目にそのベースライン値の1/4まで減少し(25.0±5%、P<0.03)、ベンザミル感受性Iscは8日目まで完全に抑制された(図16C)。上皮抵抗性は時間の経過とともに徐々に減少し、TEERの最大減少は10日目に観察された(48.7±3.6%、P<0.03)(図16D)。まとめると、これらの研究は、ENaC及びバリア機能に対するTh2型サイトカインの早期かつ強力な阻害効果を示唆しており、これは、ASLクリアランスの早期かつ進行性の調節不全の原因となる可能性がある。COVID-19-関連ARDS患者では、両方のサイトカイン(IL-4及びIL-13)が高濃度で検出されているため、AFCの進行性障害は肺水腫及びARDSの発症につながる可能性がある。
TGF-β1は、ENaC活性を減少させたが、バリア機能を免れた。一般的に成長、増殖、及び分化に関与する多機能サイトカインTGF-β1は、IFN-γ、TNF-α、及びインターロイキンなどの炎症促進性サイトカインの分泌及び活性化を阻害する抗炎症性Treg免疫反応の一部でもある。その免疫抑制性の性質にもかかわらず、TGF-β1はまた、化学誘引物質として作用し、炎症を引き起こすことがある。本明細書で示されるように、TGF-β1は、ENaC輸送を調節不全にし、COVID-19-関連ARDSの病態形成に関与する炎症促進性サイトカインと同期して動作した。
HBECを7日間、TGF-β1の濃度を増加させながらインキュベーションすると、TGF-β1は、0.5ng/mLで、ベンザミル感受性Iscを70.4±2.5%(P<0.04)、及び50ng/mLでは1.5±0.3%(P<0.04)に低減させることが示された(図17A)。対照的に、TEERは、低濃度のTGF-β1では影響を受けなかったが、5ng/mLのTGF-β1で徐々に増加した(図17B)。ベンザミル感受性Iscの阻害を確実にするために、TGF-β1を1ng/mLで使用して、その後の時間依存的実験を最大16日間行った。TGF-β1は、ベンザミル感受性Iscを4日目から開始して減少させ(64.4±8.3%、P<0.04)、ベンザミル感受性Iscは、16日目までに対照値の20.3±5.8%に低下させた(図17C)。TEERは、試験期間中、影響を受けなかった(図17D)。これらの結果は、TGF-β1がENaC活性に用量依存的効果を有したが、上皮バリア機能に効果を有しなかったことを示唆している。したがって、TGF-β1は、AFC及びARDSへの進行に影響を及ぼすサイトカインとして特定された。
AA-EC01は、高濃度のIL-13によって消失したENaC活性を改善した。本明細書に記載されるように、本発明者らは、ベンザミル感受性Iscを増加させる5つのアミノ酸を含む製剤(AA-EC01)を開発し、20ng/mLでIL-13と14日間インキュベートしたHBECにおけるENaC発現及び機能を改善する製剤の能力、ENaC機能を完全に消失する濃度及び曝露時間を検証した。Ussingチャンバにおける、IL-13チャレンジHBECのAA-EC01への曝露は、リンゲル溶液に浸したIL-13-チャレンジHBECの4.0±1.7%と比較した場合、ベンザミル感受性Iscが33.9±3.6%(P<0.02)に増加した(図18A)。IL-13-チャレンジ細胞を、ベンザミル感受性Iscに対する阻害効果に基づいて選択された(陰性対照;AANC)アミノ酸のセットに曝露したとき、ENaC活性は低いままであった(3.4±2.5%、P=NS;図18A)。ENaC機能はAA-EC01との接触後30分以内に改善したが、試験期間中は完全には回復しなかった。対照的に、IL-13誘導バリア破壊はAA-EC01によっては変化しないままであった(図18B)。
AA-EC01は、IL-13の存在下で頂端のENaC発現を回復させた。本明細書に提示される結果は、Th2サイトカインIL-4及びIL-13が、HBECにおけるENaC活性の調節不全に関与する主要なサイトカインであり、AA-EC01が、サイトカインインキュベーション後にENaC機能を改善することを実証した(図18A)。HBECの免疫蛍光イメージングは、線毛周囲及び頂端膜に沿ってENaC-αサブユニットの発現を示した。IL-13に14日間曝露されたHBECは、線毛周囲及び頂端膜から、線毛細胞及び非線毛細胞の亜頂端コンパートメント及び細胞質へのENaCタンパク質の完全な転位を示した。AA-EC01による1時間の処理により、頂端及び線毛周囲膜に沿ったENaC-αの免疫蛍光が増加した。これらの観察結果は、AA-EC01が、頂端及び線毛周囲膜でのENaCの発現を少なくとも回復させることによって、ENaC機能を改善することを示す。
AA-EC01は、COVID-19サイトカインの組み合わせによって引き起こされるIL-6分泌を低減させた。IL-6は、感染及び組織損傷に応答して、上皮細胞、組織マクロファージ及び単球を含む様々な細胞タイプによって産生される多面的な炎症促進性サイトカインである。まず、IL-6は、好中球及び他の炎症細胞を炎症部位に引き付ける急性期タンパク質のための重要な刺激因子である。その後、IL-6は、Th2細胞分化を促進し、IL-4の発現をもたらすだけでなく、慢性炎症及び自己免疫の前提条件であるTh17/Tregバランスを破壊しながら、Th17型応答を活性化する。SARS-CoV-2感染中、IL-6は、IL-1β及びTNF-αなどの他の炎症促進性サイトカインとともに、Ang IIの上昇に応答して気管支上皮細胞によって産生される。免疫蛍光顕微鏡を使用して、本発明者らは、IFN-γ、TNF-α、及びTGF-β1からなるサイトカインの組み合わせに7日間曝露した後、HBECの線毛周囲膜に沿ってIL-6発現が増加することを実証した。サイトカインでインキュベートした細胞をAA-EC01で1時間処理した場合、IL-6関連免疫蛍光シグナルは、頂端膜で大幅に減少した。これらの研究に基づき、AA-EC01の有益な効果は、ENaC機能の強化に限定されないが、むしろ、COVID-19感染症の進化において重要な役割を果たすサイトカインに対する免疫調節特性も含まれていた。
AA-EC01は、IL-13によって誘導されたMUC5AC分泌を低減させた。MUC5ACは、ゲル形成性の粘性ムチンであり、上皮表面で杯細胞によって一般的に産生される。MUC5ACの発現は、肺の損傷及び炎症の間に実質的に増加し、進行性気道閉塞、粘膜防御の障害、及び肺機能の低下をもたらす。MUC5ACは、喘息及び嚢胞性線維症の病態形成における重要な寄与体であり、また炎症に関連する多数の病原体及び内因性因子によってアップレギュレーションされる。呼吸器ウイルス感染の間、MUC5ACの過剰発現は、特にTNF-α及びTh2型サイトカインの産生の増加によって引き起こされる。本発明者らは、免疫蛍光イメージングを使用して、IL-13インキュベーション後の杯細胞過形成、並びにMUC5ACの発現及び分泌の増加を明らかにした。AA-EC01による1時間の処理は、罹患細胞における細胞内及び細胞外MUC5ACが低減させ、AA-EC01が気管支上皮細胞における粘液産生を調節する可能性を示唆した。COVID-19の重症患者は、喀痰中の高レベルのMUC5ACと相関した気道閉塞を呈するため、MUC5ACはAA-EC01の標的としても機能する可能性がある。
要約すると、SARS-CoV-2関連分子パターンがPRRによって認識される方法における極端な不一致は、先天的及び適応免疫応答の予測不可能で非常に可変的な活性化、並びに関連するサイトカイン(IFN、Th1、Th2、Th17及びTreg)の放出を引き起こす。免疫反応の増大の場合、患者は、サイトカインストーム症候群の徴候である肺水腫又は、ARDSを呈している(図1)。本明細書に提示される結果は、これらのサイトカインが、気道上皮のENaC及びバリア機能を障害することを示す。ENaC機能は、ASLの調節に不可欠であり、肺胞上皮表面における薄い液層を正確に維持することは、効率的なガス交換に重要である。バリア欠損は、肺胞-毛細血管の透過性亢進及び肺毛細血管から間質及び肺胞腔へのタンパク質豊富な液体の漏出をもたらし、酸素飽和度の減少を引き起こす。現在、ARDSの治療は大部分が支持的であり、酸素補給と換気補助からなる。換気装置で送達された酸素は、肺胞内の過剰な液体の酸素化によって部分的に枯渇し、それによって、血液空気関門を横切って交換するために利用可能な酸素を減少させ、またスーパーオキシド及びペルオキシ亜硝酸の形成に関連する、内皮一酸化窒素合成酵素(eNOS)を脱共役する。ペルオキシ亜硝酸は、ENaC及びバリアタンパク質を含む様々な細胞タンパク質においてチロシン残基の不可逆的なニトロ化を引き起こし、状態の進行に伴いコラーゲン沈着、線維症及び組織リモデリングをもたらす。機械的換気は、肺実質への更なる損傷を引き起こし、その結果、換気装置誘発性肺損傷が生じ、罹患した患者における高い死亡率(65~88%)が説明され得る。更に、挿管を生き延びた患者は、重大な瘢痕を伴う肺機能の低下を呈した。そのため、支持療法は肺損傷を悪化させ、換気装置補助から患者を切り離すことは時間の経過とともに次第に困難になる。肺胞液貯留は、SARS-CoV-2及び他の感染症に関連するARDSにおける罹患率及び死亡率の顕著な原因であるが、ENaC及びバリア機能を効果的に標的とする治療薬に関して利用可能な選択肢はほとんどない。
本明細書で示されるように、AA-EC01は、HBECにおいてENaC機能を強化し、したがって、AFCを改善し、肺水腫及びARDSを治療するための臨床介入に使用するための有望な治療製剤である。AA-EC01は、ENaC機能を消失するのに十分な期間、サイトカインストーム症候群に特徴的な病理学的に高濃度のサイトカインに曝露されたHBECにおいて、ENaC機能を増加させることが示された。更に、AA-EC01は、IL-6及びMUC5ACの産生及び分泌を減少させた。
TNF-αは、強力な炎症促進性サイトカインであり、複数の恒常性及び病理学的機序を伴う多面的効果を有し、そのレベルは、ARDS中に上昇する。TNF-αは、肺胞上皮細胞において、α-、β-、γ-ENaC mRNA、タンパク質レベル及びアミロリド感受性Iscを減少させた。TNF-αは、タイトジャンクションタンパク質の発現をダウンレギュレーションする一方で、肺胞透過性を増加させる。本研究では、低濃度でのTNF-αは、ベンザミル感受性Iscに影響を与えなかったが、より高濃度ではENaC活性に大幅な減少をもたらした。対照的に、より低濃度ではTEERの低下が見られ、一方でより高濃度では、上皮抵抗性を増加させた。
ENaCはSARS-CoV-2スパイクタンパク質の切断部位と類似した切断部位を有するため、ENaC機能の調節不全は、SARS-CoV-2を切断して活性化するTMPRSS2により始まる。ENaC機能は、上昇したAng II及びキニンによって更に低下する。SARS-CoV-2感染中に放出された様々なサイトカインによるENaC及びバリア機能の阻害は、ARDSの主な原因であり、ウイルスがその複製を停止した後も長く持続する。本研究では、より低濃度のIFN-γとのHBECの長時間のインキュベーションにより、ENaC機能が阻害された。IFN-γで≧14日インキュベートした場合のHBECにおけるベンザミル感受性Iscが徐々に減少することは、SARS-CoV-2で観察される疾患進行の説明に役立つ可能性がある。重症のCOVID-19患者では、軽症の疾患患者と比較した場合、血漿IFN-γ及びIL-6レベルの上昇が報告されている。IFN-γは単独で作用することはまれであり、TNF-αとともに、マクロファージにおける誘導性一酸化窒素シンターゼ(iNOS)をアップレギュレーションすることが示されている。これは、eNOSの脱共役がスーパーオキシド及びペルオキシ亜硝酸の形成を誘発し、これがタンパク質を損傷し、ENaC及びバリア機能の減少をもたらすため、特に重要である。これらの影響は、スーパーオキシド形成が増加する、酸素補給及び換気補助によって悪化する。
本発明者らは、HBECに対するIFN-γ及びTNF-αの組み合わせを、ベンザミル感受性Isc及びTEERに対するそれらの効果について研究した。本明細書に提示される結果は、10ng/mLでの両方のサイトカインの組み合わせが相乗的に作用したことを実証する。TNF-αは、単独ではENaC活性を低下させたが、IFN-γと組み合わせた場合、TNF-α及びIFN-γの組み合わせもバリア機能に影響を与えた。これらの研究は、TNF-αが、COVID-19の初期段階で、特にIFN-γの存在下で、ENaC及びバリア機能に著しい損傷を引き起こすことを示した。
Treg細胞は、TGF-β及びIL-10の放出を活性化し、炎症状態中にCD8+、CD4+T細胞、単球、NK細胞、及びB細胞を抑制することによって免疫学的恒常性を維持し、自己免疫の予防において重要な役割を果たしている。Treg細胞の阻害効果は、COVID-19の間に減少する。TGF-β1は、アミロリド感受性のENaC活性、ENaC mRNA、及びα-サブユニットのタンパク質の発現を低下させることが知られている。しかしながら、TGF-β1は多面的効果を有し、その機能は関連サイトカイン及び炎症状態に依存する。COVID-19の病態形成中は、サイトカインの複雑な組み合わせにより、ENaC及びバリア機能に対するTGF-β1の特定の効果を判断することがより困難になる。本研究では、他のサイトカインとは独立して試験されたTGF-β1は、早くも4日目に≧0.5ng/mLの濃度でベンザミル感受性Iscの減少をもたらし、TEERに対する阻害効果はなかった。これらの効果は、IFN-γ及びTNF-αに応答して観察されたものと類似していた。
SARS-CoV-2感染は、Th2応答に対するサプレッサー効果の減少と相まって、Th1型活性化によって特徴付けられる先天的免疫応答の障害を引き起こす可能性があり、その結果、Th2応答が優性になるTh1/Th2の不均衡が生じる。IFN-γ産生の減少に起因する初期のTh2活性化は、M2マクロファージを活性化し、Th2サイトカインを放出し、アルギナーゼ活性を増加させる。アルギナーゼ経路の活性化は、NOSに対するアルギニンの可用性を減少させることによってNO媒介性細胞傷害を減少させ、コラーゲン合成、増殖、線維症及び組織リモデリングを強化する。IL-4は、正のフィードバック応答を有する主要なTh2サイトカインであり、IL-4応答、及び他のTh2サイトカイン(IL-5及びIL-13)の応答を更に増強する。IL-4は、アレルギー反応の一部として好塩基球からのIgEの分泌を開始し、IL-5はマスト細胞及び好酸球を動員し、IL-13はMUC5ACを活性化することによって主に上皮細胞からの粘液産生を増加させる。IL-4はまた、ENaCのβ-及びγサブユニットの発現を低減させ、IL-4及びIL-13は、アミロリド感受性Iscを阻害する。本明細書に提示される結果は、研究された全てのサイトカインのうち、COVID-19疾患進行の初期段階において、Th2サイトカインが、ベンザミル感受性Isc及びTEERに対して特に顕著なマイナス効果を与えたのに対し、IFN-γ及びTNF-αはTEERに対して影響を与えなかったことを示す。したがって、COVID-19病態形成中に、一部の個体におけるTh2免疫応答への早期移行は、ARDSを含むより重度の肺事象の原因となる可能性がある。
本明細書に提示される結果は、IL-13がENaC及びバリア機能を阻害する一方でAA-EC01がENaCの活性及び発現を増加させ、それによってIL-13媒介性の有害作用に対抗することを示す。本研究では更に、AA-EC01が細胞質から頂端膜へのENaCの転位を促進し、そこでそれが機能的に活性であることを示した。本明細書に記載の免疫組織化学研究は、AA-EC01が、増加したENaC転写及び/又はENaCタンパク質合成を介して、ENaC活性も増加させ得ることを明らかにした。
Th2型サイトカイン、特にIL-13の活性化は、ムチンの産生と分泌の増加の主要なトリガーであり、MUC5ACは、重度のCOVID-19を有する患者で観察される閉塞性呼吸器症状の病態形成において重要な役割を果たしている。IL-13曝露後のHBECにおける細胞内MUC5AC発現及び分泌に対するAA-EC01の阻害効果は、粘液産生に対するAA-EC01の調節効果を示唆した。
肺内の常在細胞によって分泌される炎症促進性サイトカインである、IL-6は、サイトカインストーム中に中心的な役割を果たし、COVID-19を有する患者における予後指標を表す。HBECにおけるサイトカイン誘導性IL-6分泌を減少させるAA-EC01の能力は、この製剤が、ENaC活性の増強を超えるより広範な特性を有することを示唆した。
過剰な肺胞液貯留を低減できる承認された医薬品が利用できないため、AA-EC01は満たされていない緊急の臨床ニーズに対する解決策を提供する。本明細書に提示される結果は、ARDSを治療するための、及び/又はARDSに関連する肺合併症の可能性及び/又は重症度を低減するための治療剤としてのAA-EC01の使用を支持する。AA-EC01は、治療特性を有するアミノ酸の機能的組み合わせで構成されているため、製剤は、スタンドアロンAPIとして、又は他の治療オプションと組み合わせて使用するための相補的APIとして使用することができる。AA-EC01は、その中に含有されるアミノ酸の各々が「一般に安全と認められる」(GRAS)ため、優れた安全性プロファイルを有し、いかなる副作用も、又は他のAPIに関して禁忌となることないと予想される。したがって、AA-EC01は、標準治療APIと組み合わせることで、標準治療療法の効果を最大化し、それによって酸素補給及び換気補助の期間を短縮し、長期肺合併症を最小限に抑え、罹患患者の生存を高めることができる。同じ推論は、少なくとも部分的にENaC活性を増加させることによって、過剰な肺胞液貯留を低減させる、本明細書に記載される他の関連するアミノ酸製剤[AAF03、AAF07、及び選択された5AA製剤(アルギニン、リジン、システイン、アスパラギン、及びグルタミン)]に適用される。
ARDSの治療に使用されるAPIには、以下が含まれる。肺保護換気(低一回換気量:6ml/kg;ARDSネットワークガイダンスによる中程度の吸気終末陽圧;30cm水未満のプラトー圧);腹臥位;高頻度振動換気;保存的流体戦略(conservative fluid strategy);ARDSの早期段階における低用量コルチコステロイド;体外式膜型人工肺;外因性界面活性剤(小児集団において特に有益であることが示され、4つのタイプ:非イオン性、アニオン性、カチオン性、両性);免疫調節物質(例えば、インターロイキン-1受容体拮抗薬、インターフェロンガンマ及びTNF-アルファ阻害剤);ファビピラビル(広域スペクトルRNAポリメラーゼ阻害剤);ロピナビル/リトナビル(HIVプロテアーゼ阻害剤);ウミフェノビル(アルビドール(arbidol);ウイルスの相互作用及びACE2を介した宿主細胞との結合を阻害する);クロロキン/ヒドロキシクロロキン(抗マラリア薬);神経筋作用薬(neuromuscular agent)(NMA)は、患者と換気装置の同期を改善し、重度の低酸素血症を有する患者の機械的換気を支援するために使用できる;吸入一酸化窒素(NO;内因性血管拡張剤);プロスタノイド:プロスタサイクリン(肺血管拡張を引き起こすアラキドン酸誘導体)を含む;好中球エラスターゼ阻害剤(例えば、Depelestat);抗酸化物質(例えば、グルタチオン及びその前駆体N-アセチルシステイン);β2作動薬;エアロゾル化アルブテロール;抗凝固剤(噴霧ヘパリン又は静注ヘパリン);間葉系間質細胞を用いた細胞ベースの治療;スタチン;インスリン;及びインターフェロンβ。組み合わせ治療用途、方法、及び医薬品では、本明細書に記載のアミノ酸製剤を、ARDSに罹患した対象を治療するために現在使用されている、上記に列挙された治療的介入の少なくとも1つと組み合わせて使用してもよい。
気管支喘息は、気管支気道の発作性狭窄から生じる、息切れ、胸部圧迫感、及び喘鳴という発作である。喘息は、気道の炎症、閉塞、及び応答性亢進を特徴とする。気管支喘息の病理学的特徴には、気管支収縮及び炎症が含まれる。喘息の治療に使用されるAPIは、それゆえ、気管支収縮の防止又は逆転、及び/又は気道炎症の減少を標的とする。
喘息の治療に使用されるAPIを、以下に詳述する。気管支樹の平滑筋は、主にβ2受容体を含有し、その刺激は気管支拡張を引き起こす。交感神経作用薬(β2アドレナリン受容体の刺激を引き起こす)であるAPIは、気管支喘息の治療、特に、主に、β2受容体に作用するものが有用である。このようなAPIには、エピネフリン、エフェドリン、イソプロテレノール、アルブテロール、レバルブテロール、ビトルテロール、メタプロテレノール、テルブタリン、リトドリン、プロカテロール、イソエタリン、ホルモテロール、ピルブテロール、及びサルメテロールが含まれる。アドレナリンは、注射又は吸入器を介して投与され得る。アドレナリン(0.3~0.5mLの1:1000溶液)は、喘息のために皮下投与されてもよく、この投与は、15~20分後に繰り返すことができる。高齢の対象及び虚血性心疾患、心不整脈、又は高血圧に罹患している対象には禁忌である。アルブテロールは、経口的に、注射によって、又は吸入によって投与することができる。経口投与すると、消化管から十分に吸収され、気管支拡張は約1時間で起こり、6~8時間持続する。吸入により投与すると、約15分で作用し、3~4時間効果が持続する。皮下注射により、その効果は5分で現れ、3~4時間持続する。メチルキサンチン薬剤には、テオフィリン、アミノフィリン、テオブロミン、カフェイン、オクストリフィリン、ジフィリン、ペントキシフィリン、及びアセフィリンが含まれる。アミノフィリンは、パラドキシカルな(paradoxical)腹部及び横隔膜疲労を発症する患者に処方される。アミノフィリン注入は、横隔膜の収縮性の改善に効果的である。マスト細胞安定剤には、クロモグリク酸ナトリウム、ネドクロミルNa、及びケトチフェンが含まれる。このような抗炎症薬は、炎症性細胞、特にマスト細胞、好酸球、及び上皮細胞の活性化を防ぐが、直接的な気管支拡張活性は有さない。軽度の持続性喘息に効果的であり、特に運動が誘発因子である場合に有効である。クロモグリク酸ナトリウムは、ケリンと呼ばれるエジプトの植物に由来する。マスト細胞からの化学物質の放出を阻害するため、喘息発作の全段階を防止する。1日に3~4回投与されてもよい。粉末形態の薬剤は吸入することができ、1%のIntel溶液として開発されており、これは噴霧デバイスで使用され、現在はIntelポケット吸入器で利用可能である。コルチコステロイドには、トリアムシノロン、プレドニゾン、モメタゾン、メチルプレドニゾロン、ヒドロコルチゾン、フルチカゾン、フルニソリド、デキサメタゾン、ブデソニド、及びベクロメタゾンが含まれる。コルチコステロイドは効果的な抗炎症薬である。コルチコステロイドは、炎症を減少させ、喘息症状の制御及び喘息の増悪の予防をもたらす。コルチゾン吸入器は、最小限の副作用で喘息の局所的緩和をもたらす。コルチゾンは、喘息及び持続性の異常呼吸に効果的である。5-リポキシゲナーゼ阻害剤(例えば、ジロートン(zileuton))及びロイコトリエンD4(LTD4)受容体拮抗薬(例えば、ザフィルルカスト及びモンテルカスト)も、喘息の治療に日常的に使用される。ロイコトリエンは、平滑筋細胞を収縮させ、炎症細胞を引き付け、粘液分泌及び血管透過性を増強することによって、喘息の症状及び気道閉塞を誘発する。組み合わせ治療用途、方法、及び医薬品では、本明細書に記載のアミノ酸製剤は、喘息に罹患した対象を治療するために現在使用されている、上記に列挙された治療的介入のうちの少なくとも1つと組み合わせて使用することができる。
アレルギー性鼻炎に特徴的な症状には、鼻閉、鼻の痒み、鼻漏(鼻からの過剰な粘液流出)、及びくしゃみが含まれる。第二世代の経口抗ヒスタミン薬及び鼻腔内コルチコステロイドが、治療の主力である。一般的に、アレルギー性鼻炎の治療選択肢は、症状の軽減を目標とする。かかる治療選択肢には、回避手段(症状がアレルゲンへの曝露に関連する場合のアレルゲンの回避;経口抗ヒスタミン薬、鼻腔内コルチコステロイド、うっ血除去薬、ロイコトリエン受容体拮抗薬、及び鼻腔内クロモン(cromone)などのAPI;及びアレルゲン免疫療法が含まれる。対象の一部に有用であり得る他の治療には、うっ血除去薬及び経口コルチコステロイドが含まれる。時折の全身性コルチコステロイド及びうっ血除去薬(経口及び局所用)も使用される。市販の鼻腔生理食塩水スプレー又は自家製塩水溶液を使用して、鼻腔から刺激物を洗浄し、粘液を薄くし、鼻腔膜を落ち着かせることもできる。組み合わせ治療用途、方法、及び薬剤では、本明細書に記載のアミノ酸製剤は、アレルギー性鼻炎に罹患した対象を治療するために現在使用されている、上記に列挙された治療的介入のうちの少なくとも1つと組み合わせて使用され得る。
粘液溶解薬は、粘液を薄くするAPIであり、これにより粘液を身体から排出し易くする。粘液溶解薬は、過剰な又は濃厚な粘液を特徴とする呼吸状態又は鼻腔状態を治療するために使用される。粘膜溶解剤は、錠剤若しくはシロップ製剤中で経口投与されてもよく、又はネブライザーを通して吸入されてもよい。より一般的な種類の粘液溶解薬には、以下が含まれる。ムシネックス(Mucinex)(グアイフェネシン)、カルボシステイン、プルモザイム(ドルナーゼアルファ)、エルドステイン、メチステイン(Mecysteine)、ブロムヘキシン高浸透圧生理食塩水、及びマンニトール粉末。組み合わせ治療用途、方法、及び医薬品では、本明細書に記載のアミノ酸製剤は、上記に列挙されるものなど、少なくとも1つの粘液溶解薬と組み合わせて使用され得る。
本明細書で使用される場合、「ENaC活性の増加」という語句は、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%、200%、300%、400%、又は500%のENaC活性の増加を指すために使用され得る。
本明細書で使用される場合、「ENaC活性の増加」という語句は、1倍、2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍、15倍、20倍、30倍、40倍、又は50倍のENaC活性の増加を指すために使用され得る。
本明細書で使用される場合、「ENaC活性の増加」という語句は、ENaC活性が正常なENaC活性の5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、又は100%まで回復するように、ENaC活性が特定の細胞又は組織において正常レベルに少なくとも部分的に回復するENaC活性の増加を指すために使用され得る。
本明細書に記載されるように、ENaC活性の増加又は減少は、例えば、Ussingチャンバにおけるベンザミル/アミロリド感受性電流を測定することによって決定され得る。本明細書に提示される結果に基づいて、AAF01、AAF03、AAF07、選択された5AA製剤(アルギニン、リジン、システイン、アスパラギン、及びグルタミン)が、呼吸窮迫の特徴を再現する本明細書に記述されたモデルシステムにおいて、陰性対照溶液(ENaC活性に効果を持たないことが確認されている)と比較して、ENaC活性を増加させる例示的製剤として、選択された。
本明細書及び特許請求の範囲全体を通して、以下の用語は、文脈が別途明確に指示しない限り、本明細書に明示的に関連する意味を取る。本明細書で使用されるとき、語句「一実施形態では(in one embodiment)」、「一実施形態では(in an embodiment)」、及び「いくつかの実施形態では」は、同じ実施形態に言及している場合もあるが、必ずしも同じ実施形態に言及しているとは限らない。更に、本明細書で使用される場合、語句「別の実施形態では」及び「いくつかの他の実施形態では」は、異なる実施形態に言及している場合もあるが、必ずしも異なる実施形態に言及しているとは限らない。本開示の全ての実施形態は、本開示の範囲又は精神から逸脱することなく組み合わせ可能であることが意図される。
本明細書で使用される場合、文脈が別途明確に指示しない限り、用語「~に基づく」は排他的ではなく、記述されていない追加の要因に基づくことを可能にする。更に、本明細書全体を通して、「a」、「an」、及び「the」の意味は、複数の参照を含む。「~において(in)」の意味は、「~の中で(in)」及び「~の上で(on)」を含む。
薬剤(又はそのような薬剤を含有する組成物)の「有効量」又は「有効用量」は、例えば、選択された投与形態、経路、及び/又はスケジュールに従って細胞又は生物に送達された場合に、所望の生物学的及び/又は薬理学的効果を達成するのに十分な量を指す。語句「有効量」及び「治療有効量」は、互換的に使用される。当業者によって理解されるものとなるように、有効な特定の薬剤又は組成物の絶対量は、所望の生物学的又は薬理学的なエンドポイント、送達される薬剤、標的組織などの因子に応じて、変化し得る。当業者は、様々な実施形態で、「有効量」が、単回用量で若しくは複数回用量の使用を介して、細胞と接触し得るか、又は対象に投与され得ることを、更に理解するであろう。いくつかの実施形態では、有効量は、少なくとも1つの細胞においてENaC活性を増加させることによって、少なくとも部分的に、過剰な流体貯留を減少させる量である。いくつかの実施形態では、有効量は、それを必要とする対象におけるENaC活性を少なくとも部分的に増加させることによって、それを必要とする対象における過剰な流体貯留を減少させる量である。そのいくつかの実施形態では、有効量は、肺又は鼻腔内の過剰な流体貯留の減少を必要とする対象の肺又は鼻腔内の過剰な流体貯留を減少させる量である。いくつかの実施形態では、有効量は、ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎の少なくとも1つの症状を軽減させる量である。
対象を治療する文脈において本明細書で使用される場合、「治療」、「治療すること」、及び類似の用語は、対象の医学的及び/又は外科的管理を提供することを指す。治療には、薬剤又は製剤(例えば、医薬製剤)を対象に投与することを含み得るが、これらに限定されない。「治療」という用語又はその任意の文法的変形(例えば、治療する、治療すること、及び治療等)は、本明細書で使用される場合、疾患又は状態の症状を緩和すること、及び/又は疾患又は病態の進行、重症度、及び/又は範囲を低減、抑制、阻害、減少、又は影響を与えることを含むがこれに限定されない。
治療の効果はまた、疾患の発生又は再発の可能性、又は疾患の少なくとも1つの症状又は症状の減少を含み得る。治療剤又はその製剤は、疾患を有するか、又は一般集団のメンバーと比較して疾患を発症するリスクが高い対象に投与されてもよい。いくつかの実施形態では、治療剤又はその製剤は、疾患の少なくとも1つの症状を低減又は除去するための維持目的で対象に投与される。いくつかの実施形態では、治療剤又はその製剤は、疾患を有していたが、もはや疾患の証拠を示さなくなった対象に投与されてもよい。薬剤又はその製剤は、例えば、疾患の再発の可能性を低減するために投与されてもよい。治療剤又はその製剤は、予防的に、すなわち、疾患の任意の症状又は徴候の発症前に投与されてもよい。
「予防的治療」とは、疾患を発症していない、又は疾患の証拠を示していない対象に、例えば疾患が発生する可能性を低減するために、又は発生した場合に疾患の重症度を低減するために、対象に医学的及び/又は外科的管理を提供することを指す。対象は、疾患を発症するリスクがある(例えば、一般集団と比較してリスクが高い、又は疾患を発症する可能性を高めるリスク因子を有する)と特定されている可能性がある。
「寛解」という用語又はその文法的変化(例えば、寛解する、寛解すること、及び寛解等)は、本明細書で使用される場合、疾患又は病態の発症を遅らせること、又は重症度を減少させることを含むがこれに限定されない。寛解は、本明細書で使用される場合、症状の完全になくなることを必要としない。
用語「状態」、「疾患」、「障害」は、互換的に使用される。
「対象」は、様々な実施形態で任意の脊椎生物であってもよい。対象は、例えば、実験、診断、及び/又は治療目的のために薬剤が投与される個体であってもよく、又は試料が取得されるか、又は処置が実施される個体であってもよい。いくつかの実施形態では、対象は、哺乳動物、例えば、ヒト、非ヒト霊長類(例えば、類人類、チンパンジー、オランウータン、サル)、又はイヌ、ネコ、ウサギ、畜牛、ウシ、ウマ(例えば、仔馬を含む)、ブタ、ヒツジ、ヤギ、ラマ、マウス、及びラットなどの家畜化動物である。いくつかの実施形態では、対象はヒトである。ヒト又は他の哺乳動物は、性別のいずれかであってもよく、発達の任意の段階であってもよい。いくつかの実施形態では、ヒト又は他の哺乳動物は、乳幼児(早産児を含む)である。いくつの実施形態では、対象は、ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎と診断されている。
上記に加えて、ENaCは、出産中に重要な役割を果たしている。胎児の流体で満たされた肺胞は、ENaCの発現及び機能の巨大な急増によって、出産時に空気満たされた肺胞に変換される。したがって、本明細書に記載の例示的な製剤は、早産児(その期日前に未熟に生まれた乳児)又は呼吸器系における発達障害を特徴とする疾患又は障害で生まれた乳児において、即時の利益をもたらす。同じ推論は、早産の動物幼体、及び呼吸器系における発達障害を特徴とする疾患又は障害を有して生まれた動物幼体に適用される。
本明細書で使用される場合、用語「乳児」は、出生から1歳までの年齢に及ぶヒトの子供を指す。本明細書で使用される場合、用語「乳幼児」は、出生から4歳までの年齢の範囲のヒトの子供を指し、ゆえに新生児、乳児、及び幼児を包含する。
「無視できる量」とは、存在するアミノ酸が肺又は鼻腔内の液体貯留を減少させないことを意味する。又はいくつかの実施形態では、アミノ酸が製剤中に存在する場合であっても、それを必要とする対象において肺又は鼻腔内の液体貯留に影響を及ぼす量では存在しない。いくつかの実施形態では、無視できる量とは、アミノ酸の総濃度が100mg/l、50mg/l、10mg/l、5mg/l、1mg/l、0.5mg/l、0.1mg/l、又は0.01mg/l未満である量である。いくつかの実施形態では、無視できる量とは、アミノ酸の総濃度が100mg/l未満である量である。いくつかの実施形態では、無視できる量とは、アミノ酸の総濃度が50mg/l未満である量である。いくつかの実施形態では、無視できる量とは、アミノ酸の総濃度が10mg/l未満である量である。いくつかの実施形態では、無視できる量とは、アミノ酸の総濃度が5mg/l未満である量である。いくつかの実施形態では、無視できる量とは、アミノ酸の総濃度が1mg/l未満である量である。いくつかの実施形態では、無視できる量とは、アミノ酸の総濃度が0.5mg/l未満である量である。いくつかの実施形態では、無視できる量とは、アミノ酸の総濃度が0.1mg/l未満である量である。いくつかの実施形態では、無視できる量とは、アミノ酸の総濃度が0.01mg/l未満である量である。
「アミノ酸」という用語は、アミン(-NH2)官能基と、カルボキシ(-COOH)官能基と、各アミノ酸に特異的な側鎖(「R」)基とを含む全ての既知のアミノ酸を包含する。「アミノ酸」は、ヒトゲノムによってコードされる21種のアミノ酸(すなわちタンパク質を構成するアミノ酸)、細菌又は単細胞生物によってコード又は産生されるアミノ酸、及び天然由来のアミノ酸である。本開示の目的では、塩基性側鎖(アルギニン、リジン、及びヒスチジン)を有するアミノ酸の共役酸形態、又は酸性側鎖(アスパラギン酸及びグルタミン酸)を有するアミノ酸の共役塩基形態は、別段の記載がない限り、本質的に同一である。「アミノ酸」はまた、例えば、Ussingチャンバアッセイにおいて、ENaC活性の増加に関して実質的に同じ活性を保持する誘導体及びその類似体を包含する。誘導体及び類似体は、例えば、エナンチオマーであってよく、アミノ酸のD型及びL型の両方を含み得る。誘導体及び類似体は、「天然」又は「非天然」のアミノ酸(例えば、β-アミノ酸、ホモアミノ酸、プロリン誘導体、ピルビン酸誘導体、3-置換アラニン誘導体、グリシン誘導体、環置換システイン誘導体、環置換フェニルアラニン誘導体、直鎖コアアミノ酸、及びN-メチルアミノ酸)の誘導体、例えば、セレノシステイン、ピロリシン、ヨードシステイン、ノルロイシン、又はノルバリンであり得る。誘導体及び類似体は、保護基(α-アミノ基、α-カルボン酸基、又は好適なR基、式中、RはNH2、OH、SH、COOH又は他の反応性官能基を含有する)を含んでもよい。他のアミノ酸誘導体としては、以下に限定されないが、アミノ酸の例えばアシル化、メチル化、グリコシル化、及び/又はハロゲン化によって合成されるものが挙げられる。これらには、例えば、β-メチルアミノ酸、C-メチルアミノ酸、及びN-メチルアミノ酸を含む。本明細書に記載されるアミノ酸は、遊離アミノ酸として存在し得る。用語「遊離アミノ酸」は、ペプチド又はポリペプチドの一部ではない(例えば、ペプチド結合を介して別のアミノ酸に接続されていない)アミノ酸を指す。遊離アミノ酸は、溶液中に遊離しているが(例えばジペプチド結合を介して少なくとも1つの他のアミノ酸に連結されているとは対照的である)、溶液中の塩又は他の成分と会合している場合がある。
本明細書に使用される際に、用語「塩」は、任意の及び全ての塩を指し、薬学的に許容可能な塩を包含する。
用語「担体」は、本明細書に記載の製剤とともに投与される任意の希釈剤、アジュバント、賦形剤、又はビヒクルを指すことができる。適切な医薬担体の例は、Remington’s Essentials of Pharmaceuticals,21 st ed.,Ed.Felton,2012に記載されており、参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書に記載される製剤に含めるための例示的な塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、又はクエン酸三ナトリウム、重炭酸ナトリウム、リン酸一、二、若しくは三ナトリウム、又はそれらの任意の組み合わせを使用したグルコン酸ナトリウムリン酸緩衝剤が挙げられる。
例示的な希釈剤としては、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、リン酸カルシウム、リン酸二カルシウム、硫酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、セルロース、微結晶セルロース、カオリン、塩化ナトリウム、及びこれらの混合物が挙げられる。
本明細書に記載の医薬組成物の製造に使用される薬学的に許容可能な賦形剤としては、不活性希釈剤、分散剤及び/若しくは造粒剤、表面活性剤及び/若しくは乳化剤、崩壊剤、結合剤、防腐剤、緩衝剤、滑沢剤、並びに/又は油が挙げられる。ココアバター及び座薬ワックス、着色剤、コーティング剤、及び芳香剤などの賦形剤も、組成物中に存在し得る。
有効量を達成するために必要なアミノ酸製剤又は組成物の正確な量は、例えば、対象の種、年齢、及び全身状態、投与様式などに応じて、対象ごとに異なるものとなる。有効量は、単回用量(例えば単回経口用量)又は複数回用量(例えば複数回経口用量)に含まれ得る。いくつかの実施形態では、複数回用量が対象に投与されるか又は組織若しくは細胞に適用される場合、複数回用量のうち任意の2回用量は、異なるか又は実質的に同じ量の本明細書に記載のアミノ酸組成物を含む。いくつかの実施形態では、複数回用量が対象に投与されるか又は組織若しくは細胞に適用される場合、複数回用量を対象に投与するか又は複数回用量を組織若しくは細胞に適用する頻度は、必要に応じて、1日3回用量、1日2回用量、1日1回用量、隔日1回用量、3日に1回用量、毎週1回用量、2週間に1回用量、3週間に1回用量、又は4週間に1回用量である。いくつかの実施形態では、複数回用量を対象に投与するか又は複数回用量を組織若しくは細胞に適用する頻度は、1日1回用量である。いくつかの実施形態では、複数回用量を対象に投与するか又は複数回用量を組織若しくは細胞に適用する頻度は、1日2回用量である。いくつかの実施形態では、複数回用量を対象に投与するか又は複数回用量を組織若しくは細胞に適用する頻度は、1日3回である。いくつかの実施形態では、複数回用量が対象に投与されるか又は組織若しくは細胞に適用される場合、複数回用量投与のうち第1回の用量投与と最終回の用量投与の間の持続期間は、1/3日、半日、1日、2日、4日、1週間、2週間、3週間、1ヶ月、2ヶ月、3ヶ月、4ヶ月、6ヶ月、9ヶ月、1年間、2年間、3年間、4年間、5年間、7年間、10年間、15年間、20年間、又は対象、組織、若しくは細胞の寿命期間である。いくつかの実施形態では、複数回用量投与のうち第1回の用量投与と最終回の用量投与との間の持続期間は、3ヶ月、6ヶ月、又は1年である。いくつかの実施形態では、複数回用量投与のうち第1回の用量投与と最終回の用量投与との間の持続時間は、対象、組織、又は細胞の寿命期間である。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される用量(例えば、単回用量、又は複数回用量のうちの任意の用量)は、本明細書に記載のアミノ酸製剤を、独立して0.1μg~1μgの間、0.001mg~0.01mgの間、0.01mg~0.1mgの間、0.1mg~1mgの間、1mg~3mgの間、3mg~10mgの間、10mg~30mgの間、30mg~100mgの間、100mg~300mgの間、300mg~1,000mgの間、1g~10gの間、1g~15gの間、又は1g~20gの間で(両端を含めて)含む。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される用量は、本明細書に記載のアミノ酸製剤を、独立して1mg~3mgの間で(両端を含めて)含む。いくつかの実施形態では、本明細書に記述される用量は、本明細書に記載のアミノ酸製剤を、独立して3mg~10mgの間で(両端を含めて)独立して含む。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される用量は、本明細書に記載のアミノ酸製剤を、独立して10mg~30mgの間で(両端を含めて)含む。いくつかの実施形態では、本明細書に記述される用量は、本明細書に記載のアミノ酸製剤を、独立して30mg~100mgの間で(両端を含めて)含む。
本明細書に記載される用量範囲は、提供される医薬組成物又は組成物の成人への投与に関するガイダンスを提供する。投与される量、例えば、乳幼児、子供又は青年に投与される量は、医療実践者又は当業者によって決定することができ、成人に投与されるものよりも低いか又はそれと同じとすることができる。
本明細書に参照される全ての従前の特許、刊行物、及び試験方法は、参照によりその全体が組み込まれる。
いくつかの実施形態の詳細な説明
本明細書に記載されるアミノ酸製剤(例えば、医薬製剤)の各々は、ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎を治療するための方法、ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎を治療するための使用、及び/又はARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎を治療するための医薬品を調製するために利用さすることができる。ARDは、肺の機能を妨げる過剰な肺胞液貯留を特徴とする。喘息はまた、肺の機能を妨げる過剰な流体貯留の特徴を示す場合もある。アレルギー性鼻炎は、鼻腔に過剰な液体が貯留することを特徴とする。本明細書に記載のアミノ酸製剤の各々を使用して、これらの状態における流体貯留を低減することができ、その能力は肺又は鼻腔におけるENaC活性を増加させる能力によって少なくとも部分的に与えられる。
本明細書に記載されるアミノ酸製剤(例えば、医薬製剤)の各々は、ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎を治療するための方法、ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎を治療するための使用、及び/又はARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎を治療するための医薬品を調製するために利用さすることができる。ARDは、肺の機能を妨げる過剰な肺胞液貯留を特徴とする。喘息はまた、肺の機能を妨げる過剰な流体貯留の特徴を示す場合もある。アレルギー性鼻炎は、鼻腔に過剰な液体が貯留することを特徴とする。本明細書に記載のアミノ酸製剤の各々を使用して、これらの状態における流体貯留を低減することができ、その能力は肺又は鼻腔におけるENaC活性を増加させる能力によって少なくとも部分的に与えられる。
そのいくつかの実施形態では、本明細書に記載のアミノ酸製剤(例えば、医薬製剤)のそれぞれに関して、アミノ酸製剤は、フェニルアラニン(F)、グリシン(G)、セリン(S)、又はN-アセチルシステインの遊離アミノ酸を含まない。そのいくつかの実施形態では、アミノ酸製剤は、フェニルアラニン(F)、グリシン(G)、セリン(S)、若しくはN-アセチルシステイン、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つの遊離アミノ酸を含まない。
いくつかの実施形態では、製剤は、遊離アミノ酸を含むか、又はそれらから本質的になるか、若しくはそれらからなり、遊離アミノ酸が、リジン(K)及びアルギニン(R)、並びに、グルタミン(Q)、トリプトファン(W)、チロシン(Y)、システイン(C)、若しくはアスパラギン(N)、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つの遊離アミノ酸、から本質的になるか、あるいはそれらからなる。その例示的な遊離アミノ酸製剤としては、AAF01[リジン(K)、トリプトファン(W)、アルギニン(R)、チロシン(Y)、及びグルタミン(Q)]、AAF07[K、R、Q、Y]、AAF03[K、R、Q、W]、AAF02[K、R、W]、及び選択した5AA製剤[K、R、Q、C、N]が挙げられる。いくつかの実施形態では、そのこのような遊離アミノ酸製剤は、AAF01[リジン(K)、トリプトファン(W)、アルギニン(R)、チロシン(Y)、及びグルタミン(Q)]、AAF07[K、R、Q、Y]、AAF03[K、R、Q、W]、及び選択した5AA製剤[K、R、Q、C、N]を含む。そのいくつかの実施形態では、アミノ酸製剤は、フェニルアラニン(F)、グリシン(G)、セリン(S)、又はN-アセチルシステインの遊離アミノ酸を含まない。そのいくつかの実施形態では、アミノ酸製剤は、フェニルアラニン(F)、グリシン(G)、セリン(S)、若しくはN-アセチルシステイン、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つの遊離アミノ酸を含まない。
いくつかの実施形態では、製剤は、遊離アミノ酸を含むか、又はそれらから本質的になるか、若しくはそれらからなり、遊離アミノ酸は、リジン(K)、アルギニン(R)、及びグルタミン(Q)、並びにトリプトファン(W)、チロシン(Y)、システイン(C)、又はアスパラギン(N)、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つの遊離アミノ酸、から本質的になるか、あるいはそれらからなる。その例示的な遊離アミノ酸製剤としては、AAF01[リジン(K)、トリプトファン(W)、アルギニン(R)、チロシン(Y)、及びグルタミン(Q)]、AAF07[K、R、Q、Y]、AAF03[K、R、Q、W]、AAF02[K、R、W]、及び選択した5AA製剤[K、R、Q、C、N]が挙げられる。いくつかの実施形態では、このような遊離アミノ酸製剤は、AAF01[リジン(K)、トリプトファン(W)、アルギニン(R)、チロシン(Y)、及びグルタミン(Q)]、AAF07[K、R、Q、Y]、AAF03[K、R、Q、W]、及び選択した5AA製剤[K、R、Q、C、N]を含む。そのいくつかの実施形態では、アミノ酸製剤は、フェニルアラニン(F)、グリシン(G)、セリン(S)、又はN-アセチルシステインの遊離アミノ酸を含まない。そのいくつかの実施形態では、アミノ酸製剤は、フェニルアラニン(F)、グリシン(G)、セリン(S)、若しくはN-アセチルシステイン、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つの遊離アミノ酸を含まない。
いくつかの実施形態では、製剤は、遊離アミノ酸を含むか、又はそれらから本質的になるか、若しくはそれらからなり、遊離アミノ酸は、リジン(K)、アルギニン(R)、及びグルタミン(Q)、並びにトリプトファン(W)、若しくはチロシン(Y)、又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも1つの遊離アミノ酸、あるいはシステイン(C)若しくはアスパラギン(N)、又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも1つの遊離アミノ酸から本質的になるか、あるいはそれらからなる。その例示的な遊離アミノ酸製剤としては、AAF01[リジン(K)、トリプトファン(W)、アルギニン(R)、チロシン(Y)、及びグルタミン(Q)]、AAF07[K、R、Q、Y]、AAF03[K、R、Q、W]、AAF02[K、R、W]、及び選択した5AA製剤[K、R、Q、C、N]が挙げられる。いくつかの実施形態では、そのこのような遊離アミノ酸製剤は、AAF01[リジン(K)、トリプトファン(W)、アルギニン(R)、チロシン(Y)、及びグルタミン(Q)]、AAF07[K、R、Q、Y]、AAF03[K、R、Q、W]、及び選択した5AA製剤[K、R、Q、C、Nが挙げられる。そのいくつかの実施形態では、アミノ酸製剤は、フェニルアラニン(F)、グリシン(G)、セリン(S)、又はN-アセチルシステインの遊離アミノ酸を含まない。そのいくつかの実施形態では、アミノ酸製剤は、フェニルアラニン(F)、グリシン(G)、セリン(S)、若しくはN-アセチルシステイン、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つの遊離アミノ酸を含まない。
いくつかの実施形態では、製剤は、遊離アミノ酸を含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなり、遊離アミノ酸は、リジン(K)、アルギニン(R)、及びグルタミン(Q)、並びにトリプトファン(W)若しくはチロシン(Y)、又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも1つの遊離アミノ酸から本質的になるか、あるいはそれらからなる。その例示的な遊離アミノ酸製剤としては、AAF01[リジン(K)、トリプトファン(W)、アルギニン(R)、チロシン(Y)、及びグルタミン(Q)]、AAF07[K、R、Q、Y]、及びAAF03[K、R、Q、W]が挙げられる。そのいくつかの実施形態では、アミノ製剤は、フェニルアラニン(F)、グリシン(G)、又はセリン(S)の遊離アミノ酸を含まない。そのいくつかの実施形態では、アミノ製剤は、フェニルアラニン(F)、グリシン(G)、若しくはセリン(S)、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つを含まない。そのいくつかの実施形態では、アミノ酸製剤は、フェニルアラニン(F)、グリシン(G)、セリン(S)、又はN-アセチルシステインの遊離アミノ酸を含まない。そのいくつかの実施形態では、アミノ酸製剤は、フェニルアラニン(F)、グリシン(G)、セリン(S)、若しくはN-アセチルシステイン、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つの遊離アミノ酸を含まない。
いくつかの実施形態では、製剤は、遊離アミノ酸を含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなり、遊離アミノ酸は、リジン(K)、アルギニン(R)、及びグルタミン(Q)、並びにシステイン(C)若しくはアスパラギン(N)、又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも1つの遊離アミノ酸から本質的になるか、あるいはそれらからなる。その例示的な遊離アミノ酸製剤は、選択された5AA製剤[K、R、Q、C、N]を含む。そのいくつかの実施形態では、アミノ酸製剤は、フェニルアラニン(F)、グリシン(G)、セリン(S)、又はN-アセチルシステインの遊離アミノ酸を含まない。そのいくつかの実施形態では、アミノ酸製剤は、フェニルアラニン(F)、グリシン(G)、セリン(S)、若しくはN-アセチルシステイン、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つの遊離アミノ酸を含まない。
AAF01は、本明細書に記載される例示的なアミノ酸製剤である。これにより包含される異なる組み合わせの数を決定するための式は、2n-1であり、ここで、nは、アミノ酸の選択したリスト中の異なるアミノ酸の数(例えば、5アミノ酸)に等しい。したがって、リジン、トリプトファン、アルギニン、チロシン、及びグルタミン(AAF01の遊離アミノ酸)の異なる組み合わせの総数は、31の異なる組み合わせ(25- 1)になる。簡略化のため、選択したアミノ酸の各々は、次のようにアミノ酸についての標準的な単一大文字で表される:リジン(K)、トリプトファン(W)、アルギニン(R)、チロシン(Y)、及びグルタミン(Q)。異なる組み合わせを、以下のようにリスト2に示す。5AAセット:K、W、R、Y、Q(AAF01)。4AAサブセット:K、W、R、Y;K、W、R、Q(AAF03);K、W、Y、Q;K、R、Y、Q(AAF07);及びW、R、Y、Q。3つのAAサブセット:K、W、R(AAF02);K、W、Y;K、W、Q;K、R、Y;K、R、Q;K、Y、Q;W、R、Y;W、R、Q;W、Y、Q;及びR、Y、Q。2AAサブセット:K、W;K、R;K、Y;K、Q;W、R;W、Y;W、Q;R、Y;R、Q;及びY、Q。
製剤は、AAF01中の選択された5アミノ酸(K W R Y Q)及び選択された5アミノ酸の2、3、又は4アミノ酸サブセットを含むそのサブセットを含む製剤(例えば、医薬製剤)に適用され、ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎の治療を必要とする対象におけるARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎を治療するため、及び/又はARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎を治療するための医薬品を調製するためのそれらの使用を含む。
上述の製剤及び推論は、本明細書に記載される選択された5アミノ酸(K W R Y Q)のうちの2、3、又は4アミノ酸サブセットの任意の組み合わせに等しく適用される。
いくつかの実施形態では、製剤は、リジン(K)、トリプトファン(W)、アルギニン(R)、チロシン(Y)、及びグルタミン(Q)うちの任意の2つの遊離アミノ酸を含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。AAF01[リジン(K)、トリプトファン(W)、アルギニン(R)、チロシン(Y)、及びグルタミン(Q)]の5アミノ酸製剤の例示的な2つの遊離アミノ酸サブセットは、以下の通りである。K、W;K、R;K、Y;K、Q;W、R;W、Y;W、Q;R、Y;R、Q;及びY、Q。いくつかの実施形態では、製剤が、K及びWを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、K及びRを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、K及びYを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、K及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、W及びRを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、W及びYを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、W及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、R及びYを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、R及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、Y及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。
いくつかの実施形態では、製剤は、リジン(K)、トリプトファン(W)、アルギニン(R)、チロシン(Y)、及びグルタミン(Q)のうちの任意の3つの遊離アミノ酸を含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。AAF01[リジン(K)、トリプトファン(W)、アルギニン(R)、チロシン(Y)、及びグルタミン(Q)]の5アミノ酸製剤の例示的な3つの遊離アミノ酸サブセットは、以下の通りである。K、W、R;K、W、Y;K、W、Q;K、R、Y;K、R、Q;K、Y、Q;W、R、Y;W、R、Q;W、Y、Q;及びR、Y、Q。いくつかの実施形態では、製剤が、K、W、及びRを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、K、W、及びYを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、K、W、及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、K、R、及びYを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、K、R、及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、K、Y、及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、W、R、及びYを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、W、R、及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、W、Y、及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、R、Y、及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。
いくつかの実施形態では、製剤は、リジン(K)、トリプトファン(W)、アルギニン(R)、チロシン(Y)、及びグルタミン(Q)のうちの任意の4つの遊離アミノ酸を含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。AAF01[リジン(K)、トリプトファン(W)、アルギニン(R)、チロシン(Y)、及びグルタミン(Q)]の5アミノ酸製剤の例示的な4つの遊離アミノ酸サブセットは、以下の通りである。K、W、R、Y;K、W、R、Q;K、W、Y、Q;K、R、Y、Q;及びW、R、Y、Q。いくつかの実施形態では、いくつかの実施形態では、製剤が、K、W、R、及びYを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、K、W、R、及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、K、W、Y、及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、K、R、Y、及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、W、R、Y、及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。
いくつかの実施形態では、組成物は、リジン(K)、トリプトファン(W)、アルギニン(R)、チロシン(Y)、及びグルタミン(Q)の遊離アミノ酸を含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。
選択した5AA製剤[K、R、Q、C、N]は、本明細書に記載の例示的なアミノ酸製剤である。これにより包含される異なる組み合わせの数を決定するための式は、2n-1であり、ここで、nは、アミノ酸の選択したリスト中の異なるアミノ酸の数(例えば、5アミノ酸)に等しい。したがって、リジン、アスパラギン、アルギニン、システイン、及びグルタミンの異なる組み合わせの総数は、31の異なる組み合わせ(25-1)である。簡略化のため、選択したアミノ酸の各々は、次のようにアミノ酸についての標準的な単一大文字で表される:リジン(K)、アスパラギン(N)、アルギニン(R)、システイン(C)、及びグルタミン(Q)。異なる組み合わせを、以下のようにリスト1に示す。5AAセット:K、N、R、C、Q。そのいくつかの実施形態では、トレオニン(T)は、K、N、R、C、Qの5AAセットに任意で追加されてもよい。そのいくつかの実施形態では、アルギニン(R)は、シトルリン、又はK、N、R、C、Qの5AAセットのアルギニンとシトルリンの組み合わせによって置換されてもよい。4AAサブセット:K、N、R、C;K、N、R、Q;K、N、C、Q;K、R、C、Q;及びN、R、C、Q。そのいくつかの実施形態では、トレオニン(T)が、任意選択的に、4AAサブセットの任意の1つに添加されてもよい。そのいくつかの実施形態では、存在する場合、アルギニン(R)は、4AAサブセットのいずれか1つにおいて、シトルリン、又はアルギニンとシトルリンの組み合わせによって置換されてもよい。
3AAサブセット:K、N、R;K、N、C;K、N、Q;K、R、C;K、R、Q;K、C、Q;N、R、C;N、R、Q;N、C、Q;及びR、C、Q。そのいくつかの実施形態では、トレオニン(T)が、任意選択的に、3AAサブセットのうちの任意の1つに添加されてもよい。そのいくつかの実施形態では、存在する場合、アルギニン(R)は、3AAサブセットのいずれか1つにおいて、シトルリン、又はアルギニンとシトルリンの組み合わせによって置換されてもよい。2AAサブセット:C、N;K、R;K、C;K、Q;N、R;N、C;N、Q;R、Q;及びC、Q。そのいくつかの実施形態では、トレオニン(T)は、任意選択的に、2AAサブセットの任意の1つに添加されてもよい。そのいくつかの実施形態では、存在する場合、アルギニン(R)は、2AAサブセットのいずれか1つにおいて、シトルリン、又はアルギニンとシトルリンの組み合わせによって置換されてもよい。
3AAサブセット:K、N、R;K、N、C;K、N、Q;K、R、C;K、R、Q;K、C、Q;N、R、C;N、R、Q;N、C、Q;及びR、C、Q。そのいくつかの実施形態では、トレオニン(T)が、任意選択的に、3AAサブセットのうちの任意の1つに添加されてもよい。そのいくつかの実施形態では、存在する場合、アルギニン(R)は、3AAサブセットのいずれか1つにおいて、シトルリン、又はアルギニンとシトルリンの組み合わせによって置換されてもよい。2AAサブセット:C、N;K、R;K、C;K、Q;N、R;N、C;N、Q;R、Q;及びC、Q。そのいくつかの実施形態では、トレオニン(T)は、任意選択的に、2AAサブセットの任意の1つに添加されてもよい。そのいくつかの実施形態では、存在する場合、アルギニン(R)は、2AAサブセットのいずれか1つにおいて、シトルリン、又はアルギニンとシトルリンの組み合わせによって置換されてもよい。
製剤は、選択された5つのアミノ酸(K N R C Q)及び選択された5つのアミノ酸の2、3、又は4アミノ酸サブセットを含むそのサブセットを含む製剤(例えば、医薬製剤)に適用され、ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎を治療するため、並びにARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎を治療するための医薬品を調製するために使用される。選択される5アミノ酸(K N R C Q)及び選択された5アミノ酸の2、3、又は4アミノ酸サブセットを含むそのサブセットを含むこのような製剤(例えば、医薬製剤)は、存在する場合、アルギニン(R)が、シトルリン、又はアルギニンとシトルリンの組み合わせによって置換され得る実施形態を含む。
上述の製剤及び推論は、本明細書に記載される選択された5アミノ酸(K N R C Q)うちの2、3、又は4アミノ酸サブセットのいずれかに等しく適用される。
いくつかの実施形態では、製剤は、リジン(K)、アスパラギン(N)、アルギニン(R)、システイン(C)、及びグルタミン(Q)のうちの任意の2つの遊離アミノ酸を含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。リジン(K)、アスパラギン(N)、アルギニン(R)、システイン(C)、及びグルタミン(Q)の5アミノ酸製剤の例示的な2つの遊離アミノ酸サブセットは、以下の通りである。K、N;K、R;K、C;K、Q;N、R;N、C;N、Q;R、Q;及びC、Q。いくつかの実施形態では、製剤が、K及びNを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、K及びRを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、K及びCを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、K及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、N及びRを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、N及びCを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、N及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、R及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、C及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。
いくつかの実施形態では、製剤は、リジン(K)、アスパラギン(N)、アルギニン(R)、システイン(C)、及びグルタミン(Q)うちの任意の3つの遊離アミノ酸を含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。リジン(K)、アスパラギン(N)、アルギニン(R)、システイン(C)、及びグルタミン(Q)の5アミノ酸製剤の3つの遊離アミノ酸サブセットの例は、以下の通りである。K、N、R;K、N、C;K、N、Q;K、R、C;K、R、Q;K、C、Q;N、R、C;N、R、Q;N、C、Q;及びR、C、Q。いくつかの実施形態では、製剤が、K、N、及びRを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、K、N、及びCを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、K、N、及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、K、R、及びCを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、K、R、及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、K、C、及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、N、R、及びCを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、N、R、及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、N、C、及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、R、C、及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。
いくつかの実施形態では、製剤は、リジン(K)、アスパラギン(N)、アルギニン(R)、システイン(C)、及びグルタミン(Q)うちの任意の4つの遊離アミノ酸を含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。リジン(K)、アスパラギン(N)、アルギニン(R)、システイン(C)、及びグルタミン(Q)の5アミノ酸製剤の4つの遊離アミノ酸サブセットの例は、以下の通りである。K、N、R、C;K、N、R、Q;K、N、C、Q;K、R、C、Q;及びN、R、C、Q。いくつかの実施形態では、製剤が、K、N、R、及びCを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、K、N、R、及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、K、N、C、及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、K、R、C、及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、製剤が、N、R、C、及びQを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。
いくつかの実施形態では、製剤は、リジン(K)、アスパラギン(N)、アルギニン(R)、システイン(C)、及びグルタミン(Q)の遊離アミノ酸を含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。
いくつかの実施形態では、製剤は、アルギニン(R)及びリジン(K)の遊離アミノ酸と、トリプトファン(W)、チロシン(Y)、グルタミン(Q)、トレオニン(T)、又はアスパラギン(N)のうちの少なくとも1つの遊離アミノ酸とを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。この実施形態の異なる組み合わせを、以下のようにリスト3に示す。7AAセット:R、K、W、Y、Q、T、N。その実施形態では、製剤は、R、K、W、Y、Q、T、及びNの遊離アミノ酸を含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。6AAサブセット:R、K、W、Y、Q、T[AAF06];R、K、W、Y、Q、N;R、K、W、Y、T、N;及びR、K、W、Q、T、N;及びR、K、Y、Q、T、N。その実施形態では、製剤は、R、K、W、Y、Q、及びT[AAF06];R、K、W、Y、Q及びN;R、K、W、Y、T、及びN;R、K、W、Q、T,及びN;又はR、K、Y、Q、T,及びNの遊離アミノ酸を含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。5AAセット:R、K、W、Y、Q;R、K、W、Y、T[AAF04];R、K、W、Y、N;R、K、W、Q、T[AAF05];R、K、W、Q、N;R、K、W、T、N;R、K、Y、Q、T;R、K、Y、Q、N;R、K、Y、T、N;及びR、K、Q、T、N。その実施形態では、製剤は、R、K、W、Y、及びQ;R、K、W、Y、及びT[AAF04];R、K、W、Y、及びN;R、K、W、Q、及びT[AAF05];R、K、W、Q、及びN;R、K、W、T、及びN;R、K、Y、Q、及びT;R、K、Y、Q、及びN;R、K、Y、T、及びN;又はR、K、Q、T、及びNの遊離アミノ酸を含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。4AAサブセット:R、K、W、Y;R、K、W、Q[AAF03];R、K、W、T;R、K、W、N;R、K、Y、Q[AAF07];R、K、Y、T;R、K、Y、N;R、K、Q、T;R、K、Q、N;及びR、K、T、N。その実施形態では、製剤は、R、K、W、及びY;R、K、W、及びQ[AAF03];R、K、W、及びT;R、K、W、及びN;R、K、Y、及びQ[AAF07];R、K、Y、及びT;R、K、Y、及びN;R、K、Q、及びT;R、K、Q、及びN;又はR、K、T、及びNの遊離アミノ酸を含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。3AAサブセット:R、K、W[AAF02];R、K、Y;R、K、Q;R、K、T;及びR、K、N。その実施形態では、製剤は、R、K、及びW[AAF02];R、K、及びY;R、K、及びQ、R、K、及びT;又はR、K、及びNの遊離アミノ酸を含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。
したがって、選択された7アミノ酸(R、K、W、Y、Q、T、N)並びに選択された7アミノ酸の2(R、K)、3、4、5、及び6アミノ酸サブセットを含むそのサブセットを含む製剤(例えば、医薬製剤)並びにARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎の治療を必要とする対象におけるARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎を治療するためのそれらの使用するため、並びにARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎を治療するための医薬品を調製するためのそれらの使用が、本明細書に包含される。上記の推論は、本明細書に記載される選択された7アミノ酸(R、K、W、Y、Q、T、N)のうちの2(R、K)、3、4、5、又は6アミノ酸サブセットの任意の組み合わせに等しく適用される。
いくつかの実施形態では、ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎の治療を必要とする対象における、ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎の治療に使用するための製剤が提示され、製剤が、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせであって、治療有効量のアルギニン及びリジン、並びに治療有効量のシステイン、アスパラギン、若しくはグルタミンの遊離アミノ酸、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つ、から本質的になるか、あるいはそれらからなり、ここで治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせが、対象においてARDS若しくは喘息に関連する肺内の流体貯留を低減させるのに十分であるか、又はアレルギー性鼻炎に関連する鼻腔内の流体貯留を低減させるのに十分である、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせと、任意選択的に、少なくとも1つの薬学的に許容可能な担体と、を含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。
いくつかの実施形態では、ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎の治療を必要とする対象における、ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎の治療に使用するための製剤が提示され、製剤が、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせであって、治療有効量のアルギニン、リジン及びグルタミン、並びに治療有効量のシステイン若しくはアスパラギンの遊離アミノ酸、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つ、から本質的になるか、あるいはそれらからなり、ここで治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせが、ARDS若しくは喘息に関連する肺内の流体貯留を低減させるのに十分であるか、又はアレルギー性鼻炎に関連する鼻腔内の流体貯留を低減させるのに十分である、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせと、任意選択的に、少なくとも1つの薬学的に許容可能な担体と、を含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の製剤は、単糖類グルコース、少なくとも1つのグルコース含有二糖、又はそれらの任意の組み合わせを任意に含んでもよく、単糖類グルコース、少なくとも1つのグルコース含有二糖、又はそれらの任意の組み合わせの総濃度は、90mM以下である。その実施形態では、単糖類グルコース、少なくとも1つのグルコース含有二糖類、若しくはそれらの任意の組み合わせが85mM以下であり;単糖類グルコース、少なくとも1つのグルコース含有二糖類、若しくはその任意の組み合わせが80mM以下であり;単糖類グルコース、少なくとも1つのグルコース含有二糖類、若しくはその任意の組み合わせが75mM以下であり;単糖類グルコース、少なくとも1つのグルコース含有二糖類、若しくはその任意の組み合わせが70mM以下であり;単糖類グルコース、少なくとも1つのグルコース含有二糖類、若しくはその任意の組み合わせが65mM以下であり;単糖類グルコース、少なくとも1つのグルコース含有二糖類、若しくはその任意の組み合わせが60mM以下であり;単糖類グルコース、少なくとも1つのグルコース含有二糖類、若しくはその任意の組み合わせが55mM以下であり;単糖類グルコース、少なくとも1つのグルコース含有二糖類、若しくはその任意の組み合わせが50mM以下であり;単糖類グルコース、少なくとも1つのグルコース含有二糖類、若しくはその任意の組み合わせが45mM以下であり;単糖類グルコース、少なくとも1つのグルコース含有二糖類、若しくはその任意の組み合わせが40mM以下であり;単糖類グルコース、少なくとも1つのグルコース含有二糖類、若しくはその任意の組み合わせが35mM以下であり;単糖類グルコース、少なくとも1つのグルコース含有二糖類、若しくはその任意の組み合わせが30mM以下であり;単糖類グルコース、少なくとも1つのグルコース含有二糖類、若しくはその任意の組み合わせが25mM以下であり;単糖類グルコース、少なくとも1つのグルコース含有二糖類、若しくはその任意の組み合わせが20mM以下であり;単糖類グルコース、少なくとも1つのグルコース含有二糖類、若しくはその任意の組み合わせが15mM以下であり;単糖類グルコース、少なくとも1つのグルコース含有二糖類、若しくはその任意の組み合わせが10mM以下であり;又は単糖類グルコース、少なくとも1つのグルコース含有二糖類、若しくはその任意の組み合わせが5mM以下である。
その実施形態では、単糖類グルコース、少なくとも1つのグルコース含有二糖類、若しくはその任意の組み合わせが10~90mMの範囲であり、10~85mMの範囲であり、10~80mMの範囲、10~75mMの範囲であり、10~70mMの範囲であり、10~65mMの範囲であり、10~60mMの範囲であり、10~55mMの範囲であり、10~50mMの範囲であり、10~45mMの範囲であり、10~40mMの範囲であり、10~35mMの範囲であり、10~30mMの範囲であり、10~25mMの範囲であり、10~20mMの範囲であり、5~90mMの範囲であり、5~85mMの範囲であり、5~80mMの範囲であり、5~75mMの範囲であり、5~70mMの範囲であり、5~65mMの範囲であり、5~60mMの範囲であり、5~55mMの範囲であり、5~50mMの範囲であり、5~45mMの範囲であり、5~40mMの範囲であり、5~35mMの範囲であり、5~30mMの範囲であり、5~25mMの範囲であり、5~20mMの範囲であり、1~90mMの範囲であり、1~85mMの範囲であり、1~80mMの範囲であり、1~75mMの範囲であり、1~70mMの範囲であり、1~65mMの範囲であり、1~60mMの範囲であり、1~55mMの範囲であり、1~50mMの範囲であり、1~45mMの範囲であり、1~40mMの範囲であり、1~35mMの範囲であり、1~30mMの範囲であり、1~25mMの範囲であり、又は1~20mMの範囲である。
いくつかの実施形態では、治療用組成物は、単糖類、二糖類、オリゴ糖類、多糖類、及び炭水化物を含むいかなる糖類も含有しない。いくつかの実施形態では、治療用組成物は、グルコース、並びに/又は加水分解されてグルコースになり得る任意の二糖類、オリゴ糖類、多糖類、及び炭水化物を含有しない。いくつかの実施形態では、組成物はラクトースを含有しない。いくつかの実施形態では、治療用組成物は、フルクトース及び/又はガラクトース、並びに/又は加水分解されてフルクトース及び/又はガラクトースになり得る任意の二糖類、オリゴ糖類、多糖類、及び炭水化物を含有しない。
本明細書で使用される場合、「から本質的になる」という用語は、成分及び工程の範囲を、特定の材料又は工程、並びに本発明の基本的及び新規の特徴、例えば、ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎の治療のための製剤及びその使用、並びにARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎を治療するための方法に実質的に影響を及ぼさないものに限定される。例えば、「から本質的になる」を使用することにより、治療製剤には、これらには限定されないが、ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎の治療に治療効果を有する、遊離アミノ酸、ジ-、オリゴ、又はポリペプチド若しくはタンパク質、並びに単糖類、二糖類、オリゴ糖類、多糖類、炭水化物が含まれ、特許請求の範囲に明示的に列挙されていない任意の成分を含有しない。「から本質的になる」という文脈において、治療有効量は、Ussingチャンバアッセイで試験された分化したHBECにおけるベンザミル感受性電流を測定することによって評価されるENaC活性の変化に基づいて決定されてもよく、ここで、最大1%、2%、3%、4%、又は5%の増減をもたらす成分は、「から本質的になる」という用語の範囲内に含まれ得る。
本明細書に記載の製剤は、薬理学の技術分野で公知の任意の方法によって調製することができる。一般に、このような調製方法は、本明細書に記載の製剤の化合物を準備することを含む(すなわち、遊離アミノ酸を担体若しくは賦形剤、及び/又は1つ以上の他の副成分と会合させ、その後、必要及び/又は望ましい場合、所望の単回用量単位又は複数回用量単位に製品を成形及び/又はパッケージングすることを含む。
本明細書に記載の医薬製剤中の有効成分/複数の有効成分、薬学的に許容可能な賦形剤、及び/又は任意の追加成分の相対量は、治療される対象の同一性、サイズ、及び/又は状態に応じて、並びに製剤が投与される経路によって更に変化する。製剤は、0.1%~100%(w/w)の有効成分を含み得る。
経口投与のための固体剤形には、カプセル、錠剤、丸剤、散剤、及び顆粒剤が含まれる。このような固体剤形では、有効成分が、少なくとも1つの不活性で薬学的に許容可能な賦形剤又は担体、例えばクエン酸ナトリウム又はリン酸二カルシウム、及び/又は充填剤又は増量剤、例えばデンプン、ラクトース、スクロース、グルコース、マンニトール、及びケイ酸;結合剤、例えばカルボキシメチルセルロース、アルギネート、ゼラチン、ポリビニルピロリジノン、スクロース、及びアカシア;保湿剤、例えばグリセロール;崩壊剤、例えば寒天、炭酸カルシウム、ジャガイモ又はタピオカデンプン、アルギン酸、特定のケイ酸塩、及び炭酸ナトリウム;溶液遅延剤(solution retarding agent)、例えばパラフィン;吸収促進剤、例えば第四級アンモニウム化合物;湿潤剤、例えばセチルアルコール及びグリセロールモノステアレートなど;吸収剤、例えばカオリン及びベントナイト粘土;並びに滑沢剤、例えばタルク、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、固体ポリエチレングリコール、ラウリル硫酸ナトリウム、及びこれらの混合物と混合される。カプセル、錠剤、及び丸剤の場合、剤形は、緩衝剤を含み得る。
特定の実施形態では、本明細書に記載のアミノ酸を含む製剤は、粉末形態で提供され、対象への投与のために再構成されてもよい。本明細書に記載される医薬製剤は、頬側口腔を介した肺投与に好適な製剤で調製、包装、及び/又は販売することができる。こうした製剤は、有効成分を含み、約0.5~約7ナノメートル、又は約1~約6ナノメートルの範囲の直径を有する乾燥粒子を含んでもよい。このような製剤は、粉末を分散させるように、噴射剤の流れを向けることができる、乾燥粉末リザーバーを含むデバイスを使用して、及び/又は密封容器内の低沸点噴射剤に溶解及び/又は懸濁された有効成分を含むデバイスなどの自己促進性(self-propelling)溶媒/粉末分注容器を使用して、投与するための乾燥粉末の形態であることが好都合である。このような粉末は、重量による粒子の少なくとも98%が、0.5ナノメートル超の直径を有し、数で少なくとも95%の粒子が7ナノメートル未満の直径を有する粒子を含む。あるいは、重量による粒子の少なくとも95%が、1ナノメートルを超える直径を有し、数で粒子の少なくとも90%は、6ナノメートル未満の直径を有する。乾燥粉末製剤は、糖などの固体微粉末希釈剤を含んでもよく、単位用量形態で便利に提供される。
経口投与及び非経口投与のための液体剤形には、薬学的に許容可能なエマルジョン、マイクロエマルジョン、溶液、懸濁液、シロップ、及びエリキシルが含まれる。有効成分に加えて、液体剤形は、例えば、水又は他の溶媒、可溶化剤及び乳化剤、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、炭酸エチル、酢酸エチル、ベンジルアルコール、安息香酸ベンジル、プロピレングリコール、1、3-ブチレングリコール、ジメチルホルムアミド、油(例えば、綿実油、落花生油、トウモロコシ油、胚芽油、オリーブ油、ヒマシ油、及びゴマ油)、グリセロール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ポリエチレングリコール及びソルビタンの脂肪酸エステル及びこれらの混合物などの当技術分野で一般的に使用される不活性希釈剤を含むことができる。不活性希釈剤に加えて、経口製剤は、湿潤剤、乳化剤及び懸濁剤、甘味剤、香味剤、及び芳香剤などのアジュバントを含み得る。非経口投与のための特定の実施形態では、本明細書に記載のコンジュゲートは、CREMOPHOR(登録商標)アルコール、油、変性油、グリコール、ポリソルベート、シクロデキストリン、ポリマー、及びそれらの混合物などの可溶化剤と混合される。
肺送達のために製剤化された本明細書に記載の医薬製剤は、有効成分を溶液及び/又は懸濁液の液滴の形態で提供することができる。こうした製剤は、任意に滅菌され、有効成分を含む水溶液及び/又は希釈アルコール溶液及び/又は懸濁液として調製、包装、及び/又は販売することができ、任意の噴霧化及び/又は霧化デバイスを使用して便利に投与することができる。このような製剤は、サッカリンナトリウムなどの香味剤、揮発性油、緩衝剤、表面活性剤、及び/又はヒドロキシ安息香酸メチルなどの防腐剤を含むが、これらに限定されない、1つ以上の追加の成分を更に含み得る。この投与経路によって提供される液滴は、約0.1~約200ナノメートルの範囲の平均直径を有し得る。吸入に一般的に利用可能なデバイスには、加圧式定量噴霧吸入器(pMDI)、ネブライザー(例えば、圧縮空気/ジェット及び超音波ネブライザー)、及び乾燥粉末吸入器(DPI)が含まれる。ジェットネブライザーは、超音波ネブライザーと比較して、より小さな粒子サイズを送達し、長い処理時間を必要とする。吸入を介して投与される薬剤は、対象が気道内に吸入するエアロゾルスプレー、ミスト、又は粉末を介して分散される。
肺送達に有用なものとして本明細書に記載される製剤は、本明細書に記載される医薬製剤の鼻腔内送達にも使用され得る。鼻腔内投与に適した別の製剤は、有効成分を含み、約0.2~500マイクロメートルの平均粒子を有する粗粉末である。このような製剤は、鼻孔の近くに保持された粉末の容器からの鼻腔を介して急速な吸入によって投与される。
経鼻投与のための製剤は、例えば、約0.1%(w/w)程度の少量から100%(w/w)程度の有効成分を含有してもよく、本明細書に記載される追加成分のうちの1つ以上を含んでもよい。このような製剤は、例えば、従来の方法を用いて作製された錠剤及び/又はトローチ剤の形態であってもよく、例えば、0.1~20%(w/w)の有効成分を含み、残りは経口溶解性及び/又は分解性組成物を含み、任意選択的に本明細書に記載される1つ以上の追加成分を含有してもよい。あるいは、頬側投与のための製剤は、有効成分を含む粉末及び/又はエアロゾル化及び/又は霧化された溶液及び/又は懸濁液を含んでもよい。このような粉末、エアロゾル化、及び/又はエアロゾル化製剤は、分散されると、約0.1~約200ナノメートルの範囲の平均粒子及び/又は液滴サイズを有することができ、本明細書に記載される追加の成分のうちの1つ以上を更に含み得る。
上述の本開示の実施形態に対する変形、改変、及び変更は、当業者にとって自明であろう。こうした全ての変形、改変、変更などは、添付の特許請求の範囲のみによって限定される、本開示の精神及び範囲内に入ることが意図される。
本開示のいくつかの実施形態を記載してきたが、これらの実施形態は例示にすぎず、限定的ではなく、当業者にとって多くの修正が明らかとなり得ることが理解される。例えば、本明細書で論じる全ての寸法は、例示としてのみ提供され、例示を目的としており、限定するものではないことが意図される。
本明細書において明確に識別される任意の特徴又は要素はまた、特許請求の範囲に定義されるような本発明の実施形態の特徴又は要素として、具体的に除外されることもある。
本明細書に記載された開示は、本明細書に具体的に開示されていない任意の要素又は複数の要素、制限又は複数の制限が存在しない場合でも実施することができる。用いられた用語及び表現は、限定ではなく、説明の用語として使用されており、そのような用語及び表現の使用において、示され、記載されている特徴、又はその一部の任意の均等物を除外する意図はないが、本開示の範囲内で様々な修正が可能であることが認識される。
実施例1 ARDS:IL-13介在性肺組織炎症を再現する肺病理モデルシステム
材料及び方法
IL-13:abcam(#ab9577)、原液:10μg/mL水、20ng=2μL原液/mL培地
隔日でIL-13を使用した培地交換
実験計画:20ng/mL培地による4日間及び14日間のIL-13処理。塩基性リンゲルにおけるUssingチャンバ実験(基底外側に5mMのグルコース)。
材料及び方法
IL-13:abcam(#ab9577)、原液:10μg/mL水、20ng=2μL原液/mL培地
隔日でIL-13を使用した培地交換
実験計画:20ng/mL培地による4日間及び14日間のIL-13処理。塩基性リンゲルにおけるUssingチャンバ実験(基底外側に5mMのグルコース)。
いくつかの実施形態では、実験研究は、以下を決定するよう要請した。
●ベースライン値(30分)
●6μMベンザミル(頂端側)の有無(15分)
●20μM CFTRinh 172(頂端側及び基底外側)の有無(15分)
●10μM CaCCinh AO1頂端側及び基底外側)の有無(10分)
●20μMブメタニド(基底外側)の有無(15分)
●ベースライン値(30分)
●6μMベンザミル(頂端側)の有無(15分)
●20μM CFTRinh 172(頂端側及び基底外側)の有無(15分)
●10μM CaCCinh AO1頂端側及び基底外側)の有無(10分)
●20μMブメタニド(基底外側)の有無(15分)
0日目の解析:
●IL-13処理:0ng/mL培地
●塩基性リンゲル又はアミノ酸(AA)製剤におけるUssingチャンバ実験。
●更に、S側は5mMのグルコースを添加した
●IL-13処理:0ng/mL培地
●塩基性リンゲル又はアミノ酸(AA)製剤におけるUssingチャンバ実験。
●更に、S側は5mMのグルコースを添加した
4日間又は14日間の解析のための処理:
●IL-13処理:20ng/mL培地
●塩基性リンゲル又はAA製剤におけるUssingチャンバ実験。
●更に、S側は5mMのグルコースを添加した
●IL-13処理:20ng/mL培地
●塩基性リンゲル又はAA製剤におけるUssingチャンバ実験。
●更に、S側は5mMのグルコースを添加した
いくつかの実施形態において、4日目及び14日目の実験研究は、以下を決定するよう要請した。
●ベースライン値(30分)
●6μMのベンザミル(粘膜側)の有無(15分)
●20μMブメタニド(漿膜側)の有無(15分)
●20μM CFTRinh 172(粘膜側及び漿膜側)の有無(15分)
●ベースライン値(30分)
●6μMのベンザミル(粘膜側)の有無(15分)
●20μMブメタニド(漿膜側)の有無(15分)
●20μM CFTRinh 172(粘膜側及び漿膜側)の有無(15分)
結果
炎症中のENaCの重要性を調査し、その活性がARDSの進化中にどのように調節されるかを探索するために、本発明者らは、正常なヒト肺から採取されたヒト気管支上皮細胞(HBEC)の初代培養物を使用し、細胞は、空気培地相間で(頂端側の空気と基底外側の培地)でインビトロで30日間分化された。分化HBECを電気生理学的実験に使用して、これらの細胞に対するIL-13の効果を評価した。これらの実験からの結果は、ENaC電流のIL-13用量依存的の低減を明らかにした(図2)。結果はまた、IL-13曝露の8日目にENaC電流の最大低下が発生したことも示した(図3)。同様に、IL-13(20ng/mL)は、曝露8日目にバリア機能の最大の低下を引き起こした。これらの研究は、IL-13曝露が、HBECの分化におけるENaC活性及びバリア機能の減少をもたらすことを実証した。上記は、IL-13に曝露されたHBECが、呼吸窮迫の条件下で肺組織に特徴的な特色を呈することを立証し、したがって、ARDS及び喘息を治療するための製剤の有効性を評価するインビトロモデルシステムを提供した。
炎症中のENaCの重要性を調査し、その活性がARDSの進化中にどのように調節されるかを探索するために、本発明者らは、正常なヒト肺から採取されたヒト気管支上皮細胞(HBEC)の初代培養物を使用し、細胞は、空気培地相間で(頂端側の空気と基底外側の培地)でインビトロで30日間分化された。分化HBECを電気生理学的実験に使用して、これらの細胞に対するIL-13の効果を評価した。これらの実験からの結果は、ENaC電流のIL-13用量依存的の低減を明らかにした(図2)。結果はまた、IL-13曝露の8日目にENaC電流の最大低下が発生したことも示した(図3)。同様に、IL-13(20ng/mL)は、曝露8日目にバリア機能の最大の低下を引き起こした。これらの研究は、IL-13曝露が、HBECの分化におけるENaC活性及びバリア機能の減少をもたらすことを実証した。上記は、IL-13に曝露されたHBECが、呼吸窮迫の条件下で肺組織に特徴的な特色を呈することを立証し、したがって、ARDS及び喘息を治療するための製剤の有効性を評価するインビトロモデルシステムを提供した。
実施例2 肺組織炎症におけるIL-13介在性との関連において、ARDSを再現する肺病理のモデルシステムを使用するアミノ酸製剤の試験
4日間又は14日間、IL-13(20ng/mL)に曝露した分化したHBECにおける、バリア機能を改善し、ENaCを介した起電性ナトリウム吸収(図4)を増加させる能力、及び嚢胞性線維症経膜コンダクタンス調節因子(CFTR)及びアノクタミン1(anoctamin 1)(ANO1)チャネルを介したアニオン分泌を減少させる能力に基づいて、アミノ酸の選択的な組み合わせを含む様々な製剤をスクリーニングし、ランク付けした。これらの定量的アッセイに基づいて、例示的な5アミノ酸製剤が同定される(AAF01)。AAF01によって与えられた正味のナトリウム吸収機能は、ナトリウム同位体(22Na)フラックス研究を使用して検証される。AAF01はまた、ナトリウム-水素交換体アイソフォーム3(NHE3)を介した電気中性ナトリウム吸収も増加させた。ウェスタンブロット分析では、対照溶液の存在下でインキュベーションした分化したHBECと比較して、分化したHBECでは、AAF01の存在下で、ENaC及びNHE3のタンパク質レベルの増加、CFTRの減少、ANO1(カルシウム活性化塩素チャネル)の減少、並びにタイトジャンクションタンパク質クローディン1及びE-カドヘリンのレベルの増加を示した。
4日間又は14日間、IL-13(20ng/mL)に曝露した分化したHBECにおける、バリア機能を改善し、ENaCを介した起電性ナトリウム吸収(図4)を増加させる能力、及び嚢胞性線維症経膜コンダクタンス調節因子(CFTR)及びアノクタミン1(anoctamin 1)(ANO1)チャネルを介したアニオン分泌を減少させる能力に基づいて、アミノ酸の選択的な組み合わせを含む様々な製剤をスクリーニングし、ランク付けした。これらの定量的アッセイに基づいて、例示的な5アミノ酸製剤が同定される(AAF01)。AAF01によって与えられた正味のナトリウム吸収機能は、ナトリウム同位体(22Na)フラックス研究を使用して検証される。AAF01はまた、ナトリウム-水素交換体アイソフォーム3(NHE3)を介した電気中性ナトリウム吸収も増加させた。ウェスタンブロット分析では、対照溶液の存在下でインキュベーションした分化したHBECと比較して、分化したHBECでは、AAF01の存在下で、ENaC及びNHE3のタンパク質レベルの増加、CFTRの減少、ANO1(カルシウム活性化塩素チャネル)の減少、並びにタイトジャンクションタンパク質クローディン1及びE-カドヘリンのレベルの増加を示した。
IL-13に4日間又は14日間曝露した分化したHBECに対するAAF01の効果(図5A及び5B)を、リンゲル溶液(陰性対照製剤/溶液)の効果と比較した。HBECは、4日目又は14日目のリンゲル液と比較して、AAF01製剤の存在下でENaC電流の増加を示した。図5Aを参照されたい。ENaC電流のAAF01介在性の増加は、IL-13曝露の14日目でより顕著であり、モデルシステムのその後の一時的な状態が、関与する生化学的、シグナル伝達経路、組織及び/又は細胞の完全性、並びに構造タンパク質及び細胞表面輸送及びチャネルタンパク質の状態を含む病態形成に関して、ARDSの後期段階と相関している。
追加の実験を実施して、NKCC1の強力な阻害剤である、ブメタニドの存在下でAAF01の効果を評価した。ブメタニドは、頂端出口に利用可能になる前に細胞への塩化物侵入を防止する。
図6Aは、36Clを使用する同位体フラックス研究の結果を提示し、指定されたインキュベーション日におけるリンゲル溶液(IL-13なし)、リンゲル溶液(IL-13あり)、又はAAF01(IL-13あり)の存在下での正味の塩化物分泌を示す。AAF01は、IL-13の存在下であっても、塩化物分泌を減少させた。図6Bは、ブメタニドの添加後の正味の塩化物分泌を示す、36Clを使用した同位体フラックス研究の結果を提示する。IL-13は正味の塩化物分泌を増加させた。ブメタニド感受性アニオン電流は、AAF01の存在下で減少する。この減少は、リンゲル溶液の存在下では観察されない。したがって、AAF01は、これらの研究で使用される陰性対照製剤/溶液と比較して、塩化物分泌を減少させる。ブメタニドの添加は、正味の塩化物分泌を完全には逆転させなかった。しかしながら、AAF01の存在は、正味の塩化物吸収をもたらした。これらの研究は、ENaC活性の強化及び塩化物分泌の減少を介して、液取り込みを増加させるAAF01の有効性を実証した。これは、ARDS又は喘息で観察された肺胞液の除去を助け、アレルギー性鼻炎で観察された過剰な鼻分泌物を除去するのに役立つ効果である。
リンゲル溶液の存在下でインキュベーションした分化したHBECと比較して、分化したHBEC中のAAF01の存在下でのタイトジャンクションタンパク質クローディン1及びE-カドヘリンのレベルの増加を示す結果は、AAF01がバリア機能も改善したことを明らかにする。
図7A~7Dは、ENaC活性におけるIL-13-誘導性の減少が示されたアミノ酸製剤の存在下で有意に改善されることを示す結果を提示し、IL-13処理後4日目にAAF03に、14日目にAAF01に曝露した細胞で最大値が見られた。アニオン電流のIL-13誘導性増加は、示される例示的なアミノ酸製剤の存在下で有意に減少し、IL-13処理後4日目にAAF04に浸した細胞で、及び14日目にAAF03に浸した細胞で最低値が観察された。
図8A及び図8Bは、IL-13処理後4日目にAAF01又はAAF07の存在下で、及び14日目にAAF01、AAF03、又はAAF07の存在下でIL-13誘導性ENaC活性の減少が有意に改善されることを示す結果を提示する。指示された例示的なアミノ酸製剤に曝露されたHBECではIL-13-誘導性増加が有意に減少し、IL-13処理の4日後及び14日後にAAF07に浸した細胞で最低値が観察された。
実施例3 ARDSを再現する肺病理のモデルシステム:ヒト気管支上皮モデルシステムを用いたTNF-α介在性肺組織炎症
アプローチ:TNF-αはサイトカインストームに関与する主要な炎症促進性メディエーターの1つとして特定されているため、本発明者らは、分化HBECモデルシステムを使用して、ARDS肺病理の特徴を再現する炎症状態の誘導物質として、TNF-αへの曝露との関連でアミノ酸製剤の効果を探索した。上記実施例1~2に記載されるように、アミノ酸製剤は、様々な濃度で様々な期間にわたって、TNF-αの存在下でインキュベーションされた分化HBECにおけるENaC活性、アニオンチャネル活性、及びバリア機能に対するそれらの効果について評価できる。
アプローチ:TNF-αはサイトカインストームに関与する主要な炎症促進性メディエーターの1つとして特定されているため、本発明者らは、分化HBECモデルシステムを使用して、ARDS肺病理の特徴を再現する炎症状態の誘導物質として、TNF-αへの曝露との関連でアミノ酸製剤の効果を探索した。上記実施例1~2に記載されるように、アミノ酸製剤は、様々な濃度で様々な期間にわたって、TNF-αの存在下でインキュベーションされた分化HBECにおけるENaC活性、アニオンチャネル活性、及びバリア機能に対するそれらの効果について評価できる。
方法及び材料
Ussingチャンバ試験を使用して、以下を決定することができる:
●ベンザミル感受性電流(ENaC介在性起電性ナトリウム電流)
●22Naを使用して正味Na吸収を決定するUssingチャンバフラックス試験
●バリア透過性(オーム)の尺度としてのTEER
●FITCデキストランを使用した透過性アッセイ
●qRT-PCRによる、ENaC(α、β、及びγ)、クローディン1、2、5、7、及び8、オクルジン及びE-カドヘリン、酸感受性イオンチャネル(ASIC1a)、並びにアクアポリン1及び5のmRNA発現
タンパク質レベル及びENaC(α、β、及びγ)、タイトジャンクションタンパク質(クローディン1、2、5、7、及び8、オクルジン及びE-カドヘリン)、酸感受性イオンチャネル(ASIC1a)並びにアクアポリン1及び5の発現を決定するためのウェスタンブロット分析及び免疫組織化学的検査
●IL-6,IL-1、及び/又はIL13を検出するためにELISAを使用して、培養培地におけるサイトカイン発現を決定する。
Ussingチャンバ試験を使用して、以下を決定することができる:
●ベンザミル感受性電流(ENaC介在性起電性ナトリウム電流)
●22Naを使用して正味Na吸収を決定するUssingチャンバフラックス試験
●バリア透過性(オーム)の尺度としてのTEER
●FITCデキストランを使用した透過性アッセイ
●qRT-PCRによる、ENaC(α、β、及びγ)、クローディン1、2、5、7、及び8、オクルジン及びE-カドヘリン、酸感受性イオンチャネル(ASIC1a)、並びにアクアポリン1及び5のmRNA発現
タンパク質レベル及びENaC(α、β、及びγ)、タイトジャンクションタンパク質(クローディン1、2、5、7、及び8、オクルジン及びE-カドヘリン)、酸感受性イオンチャネル(ASIC1a)並びにアクアポリン1及び5の発現を決定するためのウェスタンブロット分析及び免疫組織化学的検査
●IL-6,IL-1、及び/又はIL13を検出するためにELISAを使用して、培養培地におけるサイトカイン発現を決定する。
ENaC活性及びバリア機能の最大減少に必要な最小量のTNF-αを、例えば、0.05、0.1、0.2、0.5、1、2、5、10、20又は40ng/Lでの異なる濃度のTNF-αを培養培地に添加することによって決定した。
TNF-αがENaC活性及びバリア機能を減少させるのに必要な時間を、例えば、0、1、3、7又は14日でのその添加後に、毎日評価し、決定された。
いくつかの実施形態では、HBECは、0.00005ng/mL~500ng/mLのTNF-α(例えば、培地中では0.00005、0.0005、0.005、0.05、0.5、5、50又は500ng/mLのTNF-α)を範囲とする異なる濃度のTNF-αで7日間処置された。図9を参照されたい。これは、TNF-αの濃度の増加とともにENaC電流が減少したことを示す。
ENaC活性及びバリア機能の最大増加を誘発するために必要なAAF01の用量及び時間を評価し、決定した。AAF01は、TNF-α処理の前、処理と一緒に、及び処理後に使用された。AAF01の投与及びタイミングは、本明細書に記載されるTNF-α媒介性肺組織炎症モデルシステムに関して、上記で決定されたTNF-αの量及びTNF-α曝露の持続時間と併せて評価された。
目的:AAF01がTNF-α処理された分化したHBECにおいてENaC活性及びバリア機能の最大増加を誘導するために必要な最小濃度及び曝露時間を定義すること。これを達成するために、0.4μmのサイズの細孔を有するCostarの透過性スナップウェルインサート上でHBECを成長させ、30日間、空気培地相間で分化させた。ENaC活性の減少、CFTR及びANO1活性の増加、並びにバリア機能の減少におけるTNF-αの効果を、以下に概説するように評価することができる。
ENaC活性の減少、CFTR及びANO1活性の増加、並びにバリア機能の減少によって示されるように、炎症効果を誘発するために必要なTNF-αの最小量を決定する。これを達成するため、例えば、0.05、0.1、0.2、0.5、1、2、5、10、20、又は40ng/Lなど、異なる濃度のTNF-αを培養培地に添加することができる。ENaC電流の最大の減少をもたらすTNF-αの濃度をその後の試験で使用した。これらの実験を、上記実施例1及び2に関して記載したように行った。
ENaC活性の減少、CFTR及びANO1活性の増加、並びにバリア機能の減少によって証明されるように、TNF-αがその効果を発揮するのに必要とされる時間を決定する。これを達成するために、TNF-αを培地に加え、添加後0、1、3、7、又は14日目に試験した。これらの研究は、TNF-αに対する早期及び後期の応答を特定するのに役立ち、SARS-CoV-2感染及びARDS発生後の肺組織に対する生理学的変化の進行をより明確にするのに役立つ。
本明細書に記載のアミノ酸(例えば、AAF01)などのアミノ酸を含む様々な製剤を評価し、顕著な治療活性を有するものの特徴解析を行う。TNF-αがその最大効果を発揮するのに必要な用量及び時間は、上述のように決定された。異なる製剤を、ARDの進行で観察される肺病理の異なる段階に相関する炎症の異なるTNF-α媒介状態の下で並行して評価した。
アミノ酸製剤を、インターフェロン-ガンマ(IFN-γ)単独の存在下でインキュベートされた、又は様々な濃度で異なる期間にわたってTNF-α及びIFN-γの組み合わせの存在下でインキュベートされた、分化したHBECにおけるENaC活性、アニオンチャネル活性、及びバリア機能に対するそれらの効果について評価した。図10は、例えば、細胞がより低い濃度のIFN-γ(0.00005~0.05ng/mLの培地)で処理された場合、ENaC電流が増加することを示す。ENaC電流は、より高いレベルのIFN-γに曝露された場合、ベースライン(未処理)レベルに戻ったが、その後、より高濃度のIFN-γ(>0.05ng/mL培地)で細胞を処理した場合、ベースラインと比較して減少した。これらの研究は、TNF-α単独、IFN-γ単独、又はTNF-αとIFN-γの組み合わせに対する早期及び後期の応答を特定するのに役立ち、SARS-CoV-2感染及びARDSの発生後の肺組織に対する生理学的変化の進行をより明確に定義するのに役立つ。異なる製剤は、異なるTNF-α媒介性炎症状態、IFN-γ媒介性炎症状態、及びTNF-α/IFN-γ媒介性炎症状態を、ARDの進行で観察される肺病理の異なる段階と相関させて、並列に評価され得る。
分化したHBECにおけるENaC活性に対するTGF-βの効果も本明細書で調査した。図11は、例えば、ENaC電流が、TGF-β1の濃度の増加とともに減少したことを示す。
要約すると、本明細書に提示された結果に基づき、TNF-αの濃度を増加させることにより、ENaC活性が濃度依存的に減少することが明らかになった。図9を参照されたい。IFN-γの濃度を増加させると、より低い濃度のIFN-γでの活性の増加、及びより高い濃度(> 5ng)でのENaC活性の有意な減少が明らかになった。図10を参照されたい。TGF-β1濃度を増加させると、ENaC活性が濃度依存的に減少することが明らかになった。図11を参照されたい。
本発明者らはまた、TNF-α、IFN-γ、及びTGF-β1のサイトカインカクテルの存在下で7日間インキュベートされた分化したHBECにおけるENaC活性を評価した。図12を参照されたい。ENaC電流は、サイトカインカクテルを有さない培地中でインキュベートされた未処理のHBEC(ナイーブ)と比較して、サイトカインカクテルに7日間曝露されたHBEC(ビヒクル)において有意に減少した。図12で使用される用語「ビヒクル」は、5AA製剤及びNC製剤を生成するためにAAが導入された溶液を指し、したがってAA製剤の陰性対照として機能する。選択された5AA製剤(AA;アルギニン、リジン、システイン、アスパラギン、及びグルタミン)は、ナイーブHBECと比較して、TNF-α、IFN-γ、及びTGF-β1に曝露されたHBECにおけるENaC活性の有意な回復をもたらした。対照的に、NC製剤(アスパラギン酸、トレオニン、及びロイシン)は、サイトカイン誘導性ENaC活性の低減を改善しなかった。実際に、NC製剤は、サイトカインカクテル及びビヒクルに曝露されたHBECと比較して、サイトカインカクテルに曝露されたHBECで更にENaC活性を減少させた。したがって、いくつかの実施形態では、アミノ酸製剤を、TNF-α、IFN-γ、及びTGF-β1を含むサイトカインカクテルの存在下で7日間インキュベートされた分化したHBECで観察されたような、障害されたENaC活性との関連でENaC活性を改善する能力について評価した。図12に提示される結果は、本明細書に記載される例示的な製剤である「5AA製剤」の治療特性を実証する。
追加の材料及び方法
ENaC、IL-6、及びMUC5AC発現パターンは、代表的なサイトカインに曝露されたHBEC中のAA-EC01とのインキュベーション後に免疫蛍光法によって可視化された。ENaC発現を20ng/mLのIL-13に14日間曝露し、リンゲル溶液又はAA-EC01のいずれかで1時間処理された、ナイーブ対照及び同年齢のHBECで評価した。IL-6発現を、IFN-γ、TNF-α、及びTGF-β1のサイトカインカクテルに7日間曝露したナイーブ対照及び同年齢のHBECで(各1ng/mL)評価し、リンゲル溶液又はAA-EC01のいずれかで1時間処置した。MUC5AC発現を、20ng/mLのIL-13に14日間曝露しこれをリンゲル溶液又はAA-EC01のいずれかで1時間処理したナイーブ対照及び同年齢のHBECで評価した。全ての実験を、N=2の異なるセクションで、n=2ドナーで行った。本明細書に詳述するように、AA-EC01は、IL-13の存在下で頂端のENaC発現を回復させ、COVID-19サイトカインの組み合わせ(IFN-γ、TNF-α及びTGF-β1)によって誘発されたIL-6分泌を減少させ、IL-13によって誘発されたMUC5AC分泌を減少させた。
ENaC、IL-6、及びMUC5AC発現パターンは、代表的なサイトカインに曝露されたHBEC中のAA-EC01とのインキュベーション後に免疫蛍光法によって可視化された。ENaC発現を20ng/mLのIL-13に14日間曝露し、リンゲル溶液又はAA-EC01のいずれかで1時間処理された、ナイーブ対照及び同年齢のHBECで評価した。IL-6発現を、IFN-γ、TNF-α、及びTGF-β1のサイトカインカクテルに7日間曝露したナイーブ対照及び同年齢のHBECで(各1ng/mL)評価し、リンゲル溶液又はAA-EC01のいずれかで1時間処置した。MUC5AC発現を、20ng/mLのIL-13に14日間曝露しこれをリンゲル溶液又はAA-EC01のいずれかで1時間処理したナイーブ対照及び同年齢のHBECで評価した。全ての実験を、N=2の異なるセクションで、n=2ドナーで行った。本明細書に詳述するように、AA-EC01は、IL-13の存在下で頂端のENaC発現を回復させ、COVID-19サイトカインの組み合わせ(IFN-γ、TNF-α及びTGF-β1)によって誘発されたIL-6分泌を減少させ、IL-13によって誘発されたMUC5AC分泌を減少させた。
実施例4 ARDSを再現する肺病理のモデルシステム:ヒト肺胞内皮細胞モデルシステムを使用したTNF-α介在性肺組織炎症
アプローチ:ヒト肺胞内皮細胞に対するTNF-αの効果を探索するために、本発明者らはまた、ヒト肺胞内皮細胞モデルシステムを使用して、ARDS肺病理の特徴を再現する炎症状態の誘導物質としてのTNF-αへの曝露との関連でアミノ酸製剤の効果を探索する。上記実施例1~3に記載されるように、アミノ酸製剤は、様々な濃度で異なる期間にわたって、TNF-αの存在下でインキュベートされたヒト肺胞内皮細胞におけるENaC活性、アニオンチャネル活性、及びバリア機能に対するその効果について評価することができる。
アプローチ:ヒト肺胞内皮細胞に対するTNF-αの効果を探索するために、本発明者らはまた、ヒト肺胞内皮細胞モデルシステムを使用して、ARDS肺病理の特徴を再現する炎症状態の誘導物質としてのTNF-αへの曝露との関連でアミノ酸製剤の効果を探索する。上記実施例1~3に記載されるように、アミノ酸製剤は、様々な濃度で異なる期間にわたって、TNF-αの存在下でインキュベートされたヒト肺胞内皮細胞におけるENaC活性、アニオンチャネル活性、及びバリア機能に対するその効果について評価することができる。
方法及び材料
Ussingチャンバ試験を使用して、以下を決定する:
●ベンザミル感受性電流(ENaC介在性起電性ナトリウム電流)
●22Naを使用して正味Na吸収を決定するUssingチャンバフラックス試験
●バリア透過性(オーム)の尺度としてのTEER
●FITCデキストランを使用した透過性アッセイ
●qRT-PCRによる、ENaC(α、β、及びγ)、クローディン1、2、5、7、及び8、オクルジン及びE-カドヘリン、酸感受性イオンチャネル(ASIC1a)、並びにアクアポリン1及び5のmRNA発現
●タンパク質レベル及びENaC(α、β、及びγ)、タイトジャンクションタンパク質(クローディン1、2、5、7、及び8、オクルジン及びE-カドヘリン)、酸感受性イオンチャネル(ASIC1a)並びにアクアポリン1及び5の発現を決定するためのウェスタンブロット分析及び免疫組織化学的検査
●ELISAを使用して培養液中のサイトカイン発現を決定し、例えば、IL-6,IL-1β、及び/又はIL13を検出する。
Ussingチャンバ試験を使用して、以下を決定する:
●ベンザミル感受性電流(ENaC介在性起電性ナトリウム電流)
●22Naを使用して正味Na吸収を決定するUssingチャンバフラックス試験
●バリア透過性(オーム)の尺度としてのTEER
●FITCデキストランを使用した透過性アッセイ
●qRT-PCRによる、ENaC(α、β、及びγ)、クローディン1、2、5、7、及び8、オクルジン及びE-カドヘリン、酸感受性イオンチャネル(ASIC1a)、並びにアクアポリン1及び5のmRNA発現
●タンパク質レベル及びENaC(α、β、及びγ)、タイトジャンクションタンパク質(クローディン1、2、5、7、及び8、オクルジン及びE-カドヘリン)、酸感受性イオンチャネル(ASIC1a)並びにアクアポリン1及び5の発現を決定するためのウェスタンブロット分析及び免疫組織化学的検査
●ELISAを使用して培養液中のサイトカイン発現を決定し、例えば、IL-6,IL-1β、及び/又はIL13を検出する。
ENaC活性及びバリア機能を最大限に減少させるために必要なTNF-αの最低量を決定する。0.05、0.1、0.2、0.5、1、2、5、10、20、又は40ng/Lの異なる濃度のTNF-αを培地に加える。TNF-αがENaC活性及びバリア機能を減少させるのに必要な時間を評価し、決定する。TNF-αの効果は、例えば、0、1、3、7、又は14日目にその添加後、毎日試験される。
ENaC活性及びバリア機能の最大増加を誘発するために必要なAAF01の用量及び時間を評価し、決定する。AAF01は、TNF-α処理の前、処理中一緒に、及び処理後に使用される。AAF01の用量及び投与のタイミングは、本明細書に記載されるTNF-α介在性肺組織炎症モデルシステムに関して、上記で決定されたTNF-αの量及びTNF-α曝露の持続時間と併せて評価される。
目的:AAF01がTNF-α処理ヒト肺胞内皮細胞においてENaC活性及びバリア機能の最大増加を誘導するために必要な最小濃度及び曝露時間を定義すること。これを達成するために、ヒト肺微小血管内皮(HPMVE)細胞は、0.4μmのサイズの細孔を有するCostarの透過性スナップウェルインサート上で成長させ、7日間の間、培地(頂端側及び基底側の両方の培地を用いて)で分化させることができる。ENaC活性の減少、CFTR及びANO1活性の増加、並びにバリア機能の減少におけるTNF-αの効果を、以下に概説するように評価することができる。
ENaC活性の減少、CFTR及びANO1活性の増加、並びにバリア機能の減少によって証明されるように、炎症効果を誘発するために必要なTNF-αの最小量を決定する。これを達成するため、例えば、0.05、0.1、0.2、0.5、1、2、5、10、20、又は40ng/Lなど、異なる濃度のTNF-αを培養培地に添加することができる。ENaC電流の最大の減少をもたらすTNF-αの濃度をその後の試験で使用する。これらの実験は、上記実施例1及び2に関して記載されるように実施される。
ENaC活性の減少、CFTR及びANO1活性の増加、並びにバリア機能の減少によって証明されるように、TNF-αがその効果を発揮するのに必要とされる時間を決定する。これを達成するために、TNF-αを培地に加え、添加後0、1、3、7、又は14日目に試験する。これらの研究は、TNF-αに対する早期及び後期の応答の特定し、SARS-CoV-2感染及びARDSの発生後の肺組織に対する生理学的変化の進行をより明確に定義するのに役立つ。
本明細書に記載のアミノ酸(例えば、AAF01)などのアミノ酸を含む様々な製剤を評価し、顕著な治療活性を有するものの特徴解析を行う。TNF-αがその最大効果を発揮するのに必要な用量及び時間は、上述のように決定される。異なる製剤を、ARDの進行で観察される肺病理の異なる段階に相関する異なるTNF-α媒介炎症状態の下で並行して評価できる。
また、アミノ酸製剤は、インターフェロン-ガンマ(IFN-γ)単独の存在下でインキュベートされた、又は様々な濃度で異なる期間にわたってTNF-α及びIFN-γの組み合わせの存在下でインキュベートされた、ヒト肺胞内皮細胞におけるENaC活性、アニオンチャネル活性、及びバリア機能に対するそれらの効果について評価される。これらの研究は、TNF-α単独、IFN-γ単独、又はTNF-αとIFN-γの組み合わせに対する早期及び後期の応答を特定し、SARS-CoV-2感染及びARDSの発生後の肺組織に対する生理学的変化の進行をより明確に定義するのに役立つ。異なる製剤は、異なるTNF-α媒介性炎症状態、IFN-γ媒介性炎症状態、及びTNF-α/IFN-γ媒介性炎症状態を、ARDの進行で観察される肺病理の異なる段階と相関させて、並列に評価され得る。
ヒト肺胞内皮細胞はまた、例えば、実施例1及び2によるENaC活性に対するIL-13の効果を評価するために試験される。例示的なアミノ酸製剤は、HBECに関して上述したように、ヒト肺胞内皮細胞に関する治療活性について評価される。
実施例5 実施例1~4で使用された例示的な方法:
電気生理学的手法:a)ベンザミル感受性電流(ENaCによって媒介される起電性ナトリウム電流)、ブメタニド感受性電流及びUssingチャンバにおける経上皮抵抗の測定、b)22Naを使用して正味Na吸収を決定し、及び塩化物分泌のための36Clを使用したUssingチャンバフラックス試験、並びにc)フルオレセインイソチオシアネート(FITC)-デキストラン(4KD)を使用した透過性アッセイ。
電気生理学的手法:a)ベンザミル感受性電流(ENaCによって媒介される起電性ナトリウム電流)、ブメタニド感受性電流及びUssingチャンバにおける経上皮抵抗の測定、b)22Naを使用して正味Na吸収を決定し、及び塩化物分泌のための36Clを使用したUssingチャンバフラックス試験、並びにc)フルオレセインイソチオシアネート(FITC)-デキストラン(4KD)を使用した透過性アッセイ。
Ussingチャンバ-ナトリウムフラックス(一般)
8週齢のオスのSwissマウスからの小腸粘膜組織(回腸及び空腸)を、95% O2及び5% CO2でバブリングし、実験全体を通して37℃で維持した等張リンゲル溶液を含有するUssingチャンバに取り付けた。組織を安定化させた後、コンダクタンス(G;mS/cm2として表される)を記録し、同様のコンダクタンスに基づいて腸組織を対にした。ナトリウム放射性同位元素(22Na)を、各組織対の基底側又は頂端側(ホット)のいずれかに加えた。リンゲル試料を反対側(コールド)から15分ごとに採取した。試料の22Na活性をガンマカウンターを使用して分析し、一方向性正味ナトリウムフラックス(Jnet;μeq・cm2・h-1)を計算した。
8週齢のオスのSwissマウスからの小腸粘膜組織(回腸及び空腸)を、95% O2及び5% CO2でバブリングし、実験全体を通して37℃で維持した等張リンゲル溶液を含有するUssingチャンバに取り付けた。組織を安定化させた後、コンダクタンス(G;mS/cm2として表される)を記録し、同様のコンダクタンスに基づいて腸組織を対にした。ナトリウム放射性同位元素(22Na)を、各組織対の基底側又は頂端側(ホット)のいずれかに加えた。リンゲル試料を反対側(コールド)から15分ごとに採取した。試料の22Na活性をガンマカウンターを使用して分析し、一方向性正味ナトリウムフラックス(Jnet;μeq・cm2・h-1)を計算した。
[CPM=カウント毎分、CPM1=前の試料、CPM2=次の試料、ブランク=22Na添加なし、9/10=各サンプルに対する希釈係数(0.5mL~5mL)、5=チャンバ体積(5mL)、4=時間係数(15分~60分)、140=ナトリウム濃度、ホットCPM=「ホット」試料活性、コールドCPM=「コールド」試料活性、10=ホット試料に対する体積係数(0.1mL~1mL)、0.3=腸表面積(cm2)]
分子生物学技術:qRT-PCRによる、ENaC(α、β、及びγ)mRNA発現、クローディン1、2、5、7、及び8、オクルジン及びE-カドヘリン)、酸感受性イオンチャネル(ASIC1a)、及びアクアポリン1及び5。
ウェスタンブロット分析及び免疫組織化学的検査:タンパク質レベル及びENaC(α、β、及びγ)、タイトジャンクションタンパク質(クローディン1、2、5、7及び8、オクルジン及びE-カドヘリン)、酸感受性イオンチャネル(ASIC1a)並びにアクアポリン1及び5の発現を決定するためのウェスタンブロット分析及び/又は免疫組織化学的検査。
実施例6 AAF01を使用した急性呼吸窮迫症候群(ARDS)のマウスモデルにおける肺機能と放射線クリアランスの改善
本明細書に記載される例示的な製剤(例えば、AAF01)の異なる濃度は、例えば、噴霧によって送達されてもよく、治療効果について評価されてもよい。
本明細書に記載される例示的な製剤(例えば、AAF01)の異なる濃度は、例えば、噴霧によって送達されてもよく、治療効果について評価されてもよい。
ARDS誘導 ARDSモデル
TNF-αが、ENaC活性及びバリアを減少させるために必要な時間を決定する。
●0、1、3、7、又は14日後、TNF-αの効果を試験することができる
TNF-αが、ENaC活性及びバリアを減少させるために必要な時間を決定する。
●0、1、3、7、又は14日後、TNF-αの効果を試験することができる
ARDS誘導性肺炎球菌ARDSモデル
ARDSの動物モデルは当該技術分野で公知であり、例えば、Aeffner et al.(Toxicologic Pathology,43:1074-1092,2015)、Gotts et al.(Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 317:L717-L736,2019);及びHong et al.[Signal Transduction and Targeted Therapy (2021)6:1]、に記載されており、その各々の内容が、その全体が本明細書に組み込まれる。ENaC活性及びバリア機能の最大増加を誘導するために必要なAAF01の用量及び時間を決定する。AAF01は、TNF-α処理の前、処理中一緒に、及び処理後に使用される。TNF-αの最適な用量及び時間が、エンドトキシンバリア機能アッセイ及び上述のARDS誘導ARDSモデルで取得された情報に基づいて特定された。
ARDSの動物モデルは当該技術分野で公知であり、例えば、Aeffner et al.(Toxicologic Pathology,43:1074-1092,2015)、Gotts et al.(Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 317:L717-L736,2019);及びHong et al.[Signal Transduction and Targeted Therapy (2021)6:1]、に記載されており、その各々の内容が、その全体が本明細書に組み込まれる。ENaC活性及びバリア機能の最大増加を誘導するために必要なAAF01の用量及び時間を決定する。AAF01は、TNF-α処理の前、処理中一緒に、及び処理後に使用される。TNF-αの最適な用量及び時間が、エンドトキシンバリア機能アッセイ及び上述のARDS誘導ARDSモデルで取得された情報に基づいて特定された。
方法
●身体測定
体重、日活動量(daily activity)、呼吸数、酸素飽和度、肺湿/乾重量比
●生理学的測定
肺機能検査、FITCデキストランを使用した透過性アッセイ(4KD及び10KD FITCデキストラン透過試験)
●分子生物学
●qRT-PCRによる、ENaC(α、β、及びγ)、クローディン1、2、5、7、及び8、オクルジン及びE-カドヘリン、酸感受性イオンチャネル(ASIC1a)、並びにアクアポリン1及び5のmRNA発現
●タンパク質レベル及びENaC(α、β、及びγ)、タイトジャンクションタンパク質(クローディン1、2、5、7、及び8、オクルジン及びE-カドヘリン)、酸感受性イオンチャネル(ASIC1a)並びにアクアポリン1及び5の発現を決定するためのウェスタンブロット及び免疫組織化学的分析
●ELISAにより、例えばIL-6,IL-1β及び/又はIL13のサイトカインレベルを決定する。
●身体測定
体重、日活動量(daily activity)、呼吸数、酸素飽和度、肺湿/乾重量比
●生理学的測定
肺機能検査、FITCデキストランを使用した透過性アッセイ(4KD及び10KD FITCデキストラン透過試験)
●分子生物学
●qRT-PCRによる、ENaC(α、β、及びγ)、クローディン1、2、5、7、及び8、オクルジン及びE-カドヘリン、酸感受性イオンチャネル(ASIC1a)、並びにアクアポリン1及び5のmRNA発現
●タンパク質レベル及びENaC(α、β、及びγ)、タイトジャンクションタンパク質(クローディン1、2、5、7、及び8、オクルジン及びE-カドヘリン)、酸感受性イオンチャネル(ASIC1a)並びにアクアポリン1及び5の発現を決定するためのウェスタンブロット及び免疫組織化学的分析
●ELISAにより、例えばIL-6,IL-1β及び/又はIL13のサイトカインレベルを決定する。
実施例7 図13~18に関して使用される例示的方法
材料及び方法
試験デザイン。COVID-19免疫応答の様々な段階(先天的、Th1,Th2及びTreg)からの個々のサイトカイン及びその組み合わせが、HBECにおけるENaC及びバリア機能に及ぼす影響を分析し、AFCにおけるそれぞれの役割を決定した。COVID-19中に見られるように、AFCの減少が肺水腫又はARDSの主要なトリガーであるという仮説が立てられた。2つの別々の肺ドナーからの正常な初代HBEC(P2)を使用し、全ての実験は、ヘルシンキ宣言及びヒト研究倫理に関するHuriet-Serusclat及びJardet法に記載されるガイドライン及び規制に従って行われ、HBECを取得、培養、保存及び研究するためのプロトコルは、フロリダ大学の機関審査委員会によって承認された。同年齢の分化したHBECを、個々のサイトカイン及びサイトカインの組み合わせを用いた用量依存的及び時間依存的インキュベーション実験のために群に無作為に分けられ、試験を重複又は三重で繰り返した。AA-EC01で細胞を処理した場合、同様の無作為化を使用した。全ての試料を、統計解析のためにプールした。データの外れ値は除外されなかった。
材料及び方法
試験デザイン。COVID-19免疫応答の様々な段階(先天的、Th1,Th2及びTreg)からの個々のサイトカイン及びその組み合わせが、HBECにおけるENaC及びバリア機能に及ぼす影響を分析し、AFCにおけるそれぞれの役割を決定した。COVID-19中に見られるように、AFCの減少が肺水腫又はARDSの主要なトリガーであるという仮説が立てられた。2つの別々の肺ドナーからの正常な初代HBEC(P2)を使用し、全ての実験は、ヘルシンキ宣言及びヒト研究倫理に関するHuriet-Serusclat及びJardet法に記載されるガイドライン及び規制に従って行われ、HBECを取得、培養、保存及び研究するためのプロトコルは、フロリダ大学の機関審査委員会によって承認された。同年齢の分化したHBECを、個々のサイトカイン及びサイトカインの組み合わせを用いた用量依存的及び時間依存的インキュベーション実験のために群に無作為に分けられ、試験を重複又は三重で繰り返した。AA-EC01で細胞を処理した場合、同様の無作為化を使用した。全ての試料を、統計解析のためにプールした。データの外れ値は除外されなかった。
HBEC培養。HBECは、MTAを介して、アラバマ大学及びマイアミ大学から取得された。細胞は、前述のようにドナーの肺から単離された(M.L.Fulcher,S.H.Randell,in Epithelial Cell Culture Protocols:Second Edition,S.H.Randell,M.L.Fulcher,Eds.(Humana Press,Totowa,NJ,2013),pp.109-121)。細胞(P0及びP1)を、10cm、ラットテールコラーゲンI-コーティング細胞培養ディッシュ(ThermoFisher)上に1×106細胞の濃度で播種し、100U/mLのペニシリン/ストレプトマイシン、及び0.25ug/mLのアンホテリシンB(ThermoFisher)を含有するPneumaCult Ex Plus培地(StemCell)中で、上述のように、37℃及び5% CO2/95% O2で4~8日間増殖させた(71)。培養培地は、細胞が80~90%のコンフルエントになるまで、2日ごとに交換された。
継代のために、培養培地を除去し、細胞をPBSで洗浄し、TrypLE Select酵素(ThermoFisher)でトリプシン処理し、更に増殖させるためにコラーゲンIコート細胞培養ディッシュ(P1)、又はコラーゲンIVコート(Sigma)透過性スナップウェルインサート(0.4μM細孔ポリカーボネート膜、Corning)のいずれかに、80,000細胞/cm2(P2)の濃度で播種した。ペニシリン/ストレプトマイシンを含有するPneumaCult Ex Plus中のスナップウェルで90%コンフルエンスまで増殖させた後(細胞は培養培地に浸漬された)、空気-液体界面においてペニシリン/ストレプトマイシンを含有するPneumaCult ALI培地(StemCell)中で細胞を分化させた。ALI培地は、細胞が完全に分化するまで2日ごとに交換された(14~21日)。分化したHBECは、線毛の運動性によって特徴付けられる。
ALI培地に希釈されたサイトカイン[IL-13(Abcam)、IL-4(PeproTech)、TNF-α、IFN-γ、及びTGF-β1(R&D Systems)]を用いた基本処理は、分化後14日目に早くも開始された。個々のサイトカイン又はサイトカインカクテルを、所望の濃度で培養培地に添加し、細胞をサイトカインとともに最大16日間インキュベートした。サイトカインを含有するALI培地を2日ごとに交換した。同年齢のHBECを以下の処理群に割り当てた:
I 用量依存性試験:7日間の処理については、IFN-γ又はTNF-αを5x10-5、5x10-4、5x10-3、5x10-2、0.5、5、10、20、40、50及び500ng/mLで使用し、一方でTGF-β1を5x10-5、5x10-4、5x10-3、5x10-2、0.5、5及び50ng/mLで使用した。14日間の処理については、IL-13を0.1、0.2、0.5、1、2、4、8、16、20、64ng/mLで使用した。
II 時間依存性試験:これらの試験は、ベンザミル感受性Isc及びTEERの最大阻害を確実にする濃度を使用して行われた。HBECは、2、4、6、8、10、12、14、又は16日間、それぞれのサイトカインで処理された。1ng/mLのIFN-γ、TNF-α、又はTGF-β1、20ng/mLのIL-13、及び2ng/mLのIL-4を使用した。
III サイトカインカクテル:0.05、0.5、2.5、5及び10ng/mLでIFN-γ及びTNF-αを使用して調製されたが、各サイトカインについて1ng/mLでTNF-α、IFN-γ及びTGF-β1を培養培地に7日間添加した。
IV免疫蛍光のためのアミノ酸による処理:AA-EC01、AANC(陰性対照)、又はリンゲルの等張溶液を、それぞれ20ng/mLのIL-13、又は1ng/mLのIFN-γ、TNF-α、及びTGF-β1のいずれかで14日間又は7日間、前もってインキュベートされた細胞培養物の頂端側に添加した(200μL)。細胞培養物を、免疫蛍光イメージングのために処理する前に、アミノ酸又はリンゲル溶液で1時間、37℃及び5% CO2/95% O2で処理した。
Ussingチャンバ実験:サイトカインとインキュベートされた分化したHBECを有するスナップウェル、又はサイトカイン曝露なしに同年齢のHBECを、Ussingチャンバ(Physiologic Instruments)に取り付け、113.8mM Na+、93.6mM Cl-、25mM HCO3
-、5.2mM K+、2.4mM HPO4
-、0.4mM H2PO4
-、1.2 mM Mg2+、1.2 mM Ca2+、及び75mMマンニトールを含む等張リンゲル溶液、又はAA-EC01のいずれかに細胞を浸漬した。グルコース(5mM)を基底側に添加し、チャンバを37℃で95%O2及び5%CO2でバブリングした。AA-EC01は、8mMのリジン、8mMのトリプトファン、8mMのアルギニン、8mMのグルタミン、及び1.2mMのチロシンを含有し、並びにAANCは、8mMのロイシン、8mMのシステイン、8mMのイソロイシン、8mMのアスパラギン酸、及び8mMのグルタミン酸(Ajinomoto)を含有し、両方とも、113.8mM Na+、93.6mM Cl-、25mM HCO3
-、5.2mM K+、2.4mM HPO4
-、0.4mM H2PO4
-、1.2mM Mg2+、1.2mM Ca2+及び40mMマンニトール、pH7.4及び300mOsmの電解質溶液で希釈された。細胞培養物を、0mVに連続的に電圧クランプしながら、Ussingチャンバ内で30分間平衡化させた。基底短絡電流(Isc)及び経上皮電気抵抗(TEER)を30秒間隔で記録し、ベンザミル感受性Iscを、30分後に記録した基底Iscと、6μMのベンザミル(ThermoFisher)を頂端側に添加し、15分後に測定したIscとの差から計算した。
免疫蛍光イメージング:AA-EC01又はリンゲル溶液で処理した後、細胞を4%のパラホルムアルデヒドで固定し、パラフィン中に包埋した。断面(4μm)を、標準プロトコルに従って、シラン被覆ガラススライド(FisherScientific)に載せ、脱パラフィン、再水和し、及びpH6.0(Biocare Medical)の回収緩衝液中で熱前処理した。1%のBSA及び10%の正常なヤギ血清でブロッキングした後、切片を、ブロッキング緩衝液(1:100)中で希釈したマウス抗ヒトIL-6モノクローナル抗体(Abcam)、ウサギ抗ヒトENaC-αポリクローナル抗体(Abcepta)、又はマウス抗ヒトMUC5ACモノクローナル抗体(Abcam)と4℃で一晩インキュベートした。AlexaFluor488(ThermoFisher)とコンジュゲートされたヤギ抗マウススーパークローナル組換え二次抗体をIL-6及びMUC5AC検出/ビジュアライゼーションに使用し、AlexaFluor647(ThermoFisher)とコンジュゲートされたヤギ抗ウサギスーパークローナル組換え二次抗体をENaC-a検出/ビジュアライゼーションに使用して、1μg/mLの濃度で1時間インキュベートした。核をDAPIで10分間染色し、細胞を水性封入剤(Abcam)中に装填後、分析した。シグナルは、レーザー走査型Olympus Fluoview FV1000共焦点顕微鏡を使用して400X倍率で分析した。
統計解析:結果は、平均±平均の標準誤差(SEM)として示される。解析は、OriginPro 2018ソフトウェアパッケージを用いて実施した。各処理群について、値は、Shapiro-Wilk正規性検定を使用して、正規分布について検定した。ドナー肺の利用可能性が限定的であり、サンプルサイズが小さく、ドナー間のばらつきが大きいため、データは正規分布しておらず、ノンパラメトリック検定を使用して正規化された値について統計解析が実施された。値は、群内の対照に対して正規化され、群間の比較のためにデータがプールされた。クラスカル-ワリス検定は、ベンザミル感受性Isc及びTEERに対するリンゲル、AA-EC01及びAANCの全体的な効果を比較するために使用され、マン・ホイットニーU検定は、群内のペアワイズ比較、及び各サイトカインの0ng/mL又は0日目の各濃度及び調査された期間での基底値の比較に使用された。P<0.05は有意とみなされ、NSは有意ではないことを示す。
図13~18に関する結果
図13は、低濃度のIFN-γとのHBECの長時間のインキュベーションが、ENaC機能を阻害したことを示す。ENaC阻害は、IFN-γで14日以上インキュベートした場合、HBECにおけるベンザミル感受性Iscの段階的な減少に反映された。
図13は、低濃度のIFN-γとのHBECの長時間のインキュベーションが、ENaC機能を阻害したことを示す。ENaC阻害は、IFN-γで14日以上インキュベートした場合、HBECにおけるベンザミル感受性Iscの段階的な減少に反映された。
図14は、TNF-αがENaC活性を阻害したが、TEERによって反映されるようにバリア機能を損なわなかったことを示す。対照的に、図17A及び17Bは、IFN-γとTNF-αの組み合わせ(それぞれ10ng/mL)が、相乗的に作用して、HBECのENaC活性を低下させ、バリア機能を損なったことを示す。
図15C及び15Dは、2ng/mLのIL-4で14日間インキュベートしたHBECが、4日目に早くも、ベンザミル感受性Iscの有意な減少を示したことを示す。ベンザミル感受性Iscの最大の低下は、10日目に見られ、残りの試験期間にわたってベンザミル感受性Iscは抑制されたままであった(図15C)。同様に、バリア機能は、2日目に早くも減少し、10日目に最大阻害が生じた(図15D)。
図16は、培養培地へのIL-13を添加が、ベンザミル感受性Iscを用量依存的に減少させたことを示す。ベンザミル感受性Iscは、0.1ng/mLのIL-13から開始して徐々に減少し、8ng/mLで完全に消失した(図16A)。TEERは、2ng/mLのIL-13で劇的に低下し、4ng/mLでバリア機能の最大の低下が観察された(図16B)。HBECを20ng/mLのIL-13と16日間インキュベートすると、ベンザミル感受性Iscが2日目にそのベースライン値の1/4まで減少し、ベンザミル感受性Iscは8日目まで完全に抑制された(図16C)。上皮抵抗は時間の経過とともに徐々に減少し、TEERの最大減少は10日目に観察された(図16D)。
図17に示されるように、他のサイトカインとは独立して試験されたTGF-β1は、早くも4日目に≧0.5ng/mLの濃度でベンザミル感受性Iscの減少をもたらし、TEERに対する阻害効果はなかった。
図18は、IL-13がENaC及びバリア機能を阻害する一方でAA-EC01がENaCの活性及び発現を増加させ、それによって肺胞液蓄積などのIL-13媒介性の有害作用に対抗することを示す。本研究はまた、AA-EC01が細胞質から頂端膜へのENaCの転位を促進し、そこでそれが機能的に活性であることを示した。本明細書に記載の免疫組織化学研究は、AA-EC01が、増加したENaC転写及び/又はENaCタンパク質合成を介して、ENaC活性も増加させ得ることを明らかにした。
免疫組織化学研究によって示されるように、AA-EC01はまた、IL-13曝露後のHBECにおける細胞内MUC5AC発現及び分泌を有意な程度に低下させたことから、AA-EC01は粘液産生を低下させるために使用され得ることが示唆される。AA-EC01が、HBECにおけるサイトカイン誘導性IL-6分泌を減少させる能力(IFN-γ、TNF-α、及びTGF-β1結合からなるサイトカインの組み合わせへの曝露による)は、AA-EC01が、ARDSに関連する肺合併症に対処する複数の治療特性を有することを更に強調する。AA-EC01は、IL-13曝露後のHBECにおけるENaC活性を増加させ、IL-13曝露後のHBECにおけるMUC5ACの発現及び分泌を有意に低下させ、サイトカインとインキュベートした細胞の頂端膜におけるIL-6-関連免疫蛍光シグナルを有意に低減した。
肺胞液貯留を低減できる承認された医薬品が利用できないため、AA-EC01は満たされていない緊急の臨床ニーズに対する解決策を提供する。本明細書に提示される結果は、ARDSを治療するための、及び/又はARDSに関連する肺合併症の可能性及び/又は重症度を低減するための治療剤としてのAA-EC01の使用を支持する。AA-EC01は、治療特性を有する機能性アミノ酸からなるため、製剤は、スタンドアロンAPIとして、又は他の治療選択肢と組み合わせて使用するための相補的APIとして使用することができる。AA-EC01は、その中に含有されるアミノ酸の各々が「一般に安全と認められる」(GRAS)ため、優れた安全性プロファイルを有し、他のAPIとの副作用を呈することはないと予想される。したがって、AA-EC01は、標準治療APIと組み合わせることで、標準治療療法の効果を最大化し、それによって酸素補給及び換気補助の期間を短縮し、長期肺合併症を最小限に抑え、罹患患者の生存を高めることができる。
Claims (48)
- 急性呼吸窮迫症候群(ARDS)、喘息、又はアレルギー性鼻炎の治療を必要とする対象における前記急性呼吸窮迫症候群(ARDS)、喘息、又はアレルギー性鼻炎の治療に使用するための医薬製剤であって、前記製剤が、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせであって、
前記遊離アミノ酸が、治療有効量のアルギニン及びリジンの遊離アミノ酸、並びに
治療有効量のグルタミン、トリプトファン、チロシン、システイン、アスパラギン、若しくはトレオニンの遊離アミノ酸、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つ、から本質的になるか、あるいはそれらからなり、
前記治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせが、ARDS若しくは喘息を治療するための肺への送達のために製剤化されており、前記治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせが、前記対象の肺内の流体貯留を低減させるのに十分であるか、又は
前記治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせが、アレルギー性鼻炎を治療するための鼻腔への送達のために製剤化されており、前記治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせが、前記対象の鼻腔内の流体貯留を低減させるのに十分である、治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせと、
任意選択的に、少なくとも1つの薬学的に許容可能な担体、緩衝剤、電解質、アジュバント、賦形剤、若しくは水、又はそれらの任意の組み合わせと、を含む、医薬製剤。 - 前記遊離アミノ酸が、治療有効量のアルギニン及びリジンの遊離アミノ酸、並びに
治療有効量のグルタミン、トリプトファン、チロシン、システイン、若しくはアスパラギンの遊離アミノ酸、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つ、から本質的になるか、あるいはそれらからなる、請求項1に記載の医薬製剤。 - 前記遊離アミノ酸が、治療有効量のアルギニン、リジン、及びグルタミンの遊離アミノ酸、並びに
治療有効量のトリプトファン、チロシン、システイン、アスパラギン、若しくはトレオニンの遊離アミノ酸、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つ、から本質的になるか、あるいはそれらからなる、請求項1に記載の医薬製剤。 - 前記遊離アミノ酸が、治療有効量のアルギニン、リジン、及びグルタミンの遊離アミノ酸、並びに
治療有効量のトリプトファン、チロシン、システイン、若しくはアスパラギンの遊離アミノ酸、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つ、から本質的になるか、あるいはそれらからなる、請求項2に記載の医薬製剤。 - アルギニンの濃度が4mM~10mMの範囲であるか、アルギニンの濃度が6mM~10mMの範囲であるか、アルギニンの濃度が7mM~9mMの範囲であるか、アルギニンの濃度が7.2mM~8.8mMの範囲であるか、又はアルギニンの濃度が8mMである、請求項1~4のいずれか一項に記載の医薬製剤。
- 前記治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせが、治療有効量のアルギニン、リジン、トリプトファン、チロシン、及びグルタミンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる、請求項1~5のいずれか一項に記載の医薬製剤。
- アルギニンが6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、リジンが6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、トリプトファンが6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、チロシンが0.1mM~1.2mMの範囲の濃度で存在し、グルタミンが6mM~10mMの範囲の濃度で存在する、請求項6に記載の医薬製剤。
- アルギニンが7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、リジンが7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、トリプトファンが7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、チロシンが0.8mM~1.2mMの範囲の濃度で存在し、グルタミンが7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在する、請求項6に記載の医薬製剤。
- アルギニンが8mMの濃度で存在し、リジンが8mMの濃度で存在し、トリプトファンが8mMの濃度で存在し、チロシンが1.2mMの濃度で存在し、グルタミンが8mMの濃度で存在する、請求項6に記載の医薬製剤。
- 前記治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせが、治療有効量のアルギニン、リジン、トリプトファン、及びグルタミンの遊離アミノ酸からなる、請求項1~5のいずれか一項に記載の医薬製剤。
- アルギニンが6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、リジンが6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、トリプトファンが6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、グルタミンが6mM~10mMの範囲の濃度で存在する、請求項10に記載の医薬製剤。
- アルギニンが7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、リジンが7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、トリプトファンが7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、グルタミンが7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在する、請求項10に記載の医薬製剤。
- アルギニンが8mMの濃度で存在し、リジンが8mMの濃度で存在し、トリプトファンが8mMの濃度で存在し、グルタミンが8mMの濃度で存在する、請求項10に記載の医薬製剤。
- 前記治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせが、治療有効量のアルギニン、リジン、チロシン、及びグルタミンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる、請求項1~5のいずれか一項に記載の医薬製剤。
- アルギニンが6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、リジンが6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、チロシンが0.1mM~1.2mMの範囲の濃度で存在し、グルタミンが6mM~10mMの範囲の濃度で存在する、請求項14に記載の医薬製剤。
- アルギニンが7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、リジンが7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、チロシンが0.8mM~1.2mMの範囲の濃度で存在し、グルタミンが7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在する、請求項14に記載の医薬製剤。
- アルギニンが8mMの濃度で存在し、リジンが8mMの濃度で存在し、チロシンが1.2mMの濃度で存在し、グルタミンが8mMの濃度で存在する、請求項14に記載の医薬製剤。
- 前記治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせが、治療有効量のアルギニン、リジン、グルタミン、システイン、及びアスパラギンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる、請求項1~5のいずれか一項に記載の医薬製剤。
- アルギニンが6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、リジンが6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、グルタミンが6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、システインが6mM~10mMの範囲の濃度で存在し、アスパラギンが6mM~10mMの範囲の濃度で存在する、請求項18に記載の医薬製剤。
- アルギニンが7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、リジンが7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、グルタミンが7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、システインが7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在し、アスパラギンが7.2mM~8.8mMの範囲の濃度で存在する、請求項18に記載の医薬製剤。
- アルギニンが8mMの濃度で存在し、リジンが8mMの濃度で存在し、グルタミンが8mMの濃度で存在し、システインが8mMの濃度で存在し、アスパラギンが8mMの濃度で存在する、請求項18に記載の医薬製剤。
- 前記治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせが、治療有効量のアルギニン、リジン、及びトリプトファンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる、請求項1~5のいずれか一項に記載の医薬製剤。
- 前記遊離アミノ酸の組み合わせが、治療有効量のアルギニン、リジン、トリプトファン、トレオニン、及びチロシンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる、請求項1、3、又は5のいずれか一項に記載の医薬製剤。
- 前記遊離アミノ酸の組み合わせが、治療有効量のアルギニン、リジン、トリプトファン、トレオニン、及びグルタミンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる、請求項1、3、又は5のいずれか一項に記載の医薬製剤。
- 前記治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせが、治療有効量のアルギニン、リジン、トリプトファン、チロシン、グルタミン、及びトレオニンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる、請求項1、3、又は5のいずれか一項に記載の医薬製剤。
- 少なくとも1つの薬学的に許容可能な担体、緩衝剤、電解質、アジュバント、賦形剤、若しくは水、又はそれらの任意の組み合わせを更に含む、請求項1~25のいずれか一項に記載の医薬製剤。
- 前記遊離アミノ酸のうちの少なくとも1つ又は前記遊離アミノ酸の各々が、L-アミノ酸を含む、請求項1~26のいずれか一項に記載の医薬製剤。
- 前記医薬製剤が、経肺経路、吸入経路、又は鼻腔内経路による投与のために製剤化される、請求項1~27のいずれか一項に記載の医薬製剤。
- 前記医薬製剤が、吸入又は鼻腔投与を介した投与のために製剤化される、請求項1~28のいずれか一項に記載の医薬製剤。
- 前記対象が、哺乳動物である、請求項1~29のいずれか一項に記載の医薬製剤。
- 前記哺乳動物が、ヒト、ネコ、イヌ、ブタ、ウマ、ウシ、ヒツジ、又はヤギである、請求項1~30のいずれか一項に記載の医薬製剤。
- 前記哺乳動物が、ヒトである、請求項1~31のいずれか一項に記載の医薬製剤。
- 前記ヒトが、乳幼児である、請求項32に記載の医薬製剤。
- 前記対象が、コロナウイルス感染症2019(COVID-19)に罹患している、請求項1~33のいずれか一項に記載の医薬製剤。
- 肺内の流体貯留を低減することが、ARDS又は喘息に関連する少なくとも1つの症状を低減し、鼻腔内の流体貯留を低減することが、アレルギー性鼻炎に関連する少なくとも1つの症状を低減する、請求項1~34のいずれか一項に記載の医薬製剤。
- ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎の治療に使用するための、請求項1~35のいずれか一項に記載の医薬製剤。
- ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎を治療するための医薬品の製造のための、請求項1~35のいずれか一項に記載の医薬製剤の使用。
- ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎の治療を必要とする対象における前記ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎を治療するための方法であって、
前記ARDS、喘息、又はアレルギー性鼻炎の治療を必要とする前記対象に、請求項1~35のいずれか一項に記載の医薬製剤を投与することを含み、
前記投与が、肺内の流体貯留を低減し、それによって、前記対象におけるARDS若しくは喘息に関連する少なくとも1つの症状を低減するか、又は
前記投与が、前記対象の鼻腔内の流体貯留を低減し、それによって、前記対象におけるアレルギー性鼻炎に関連する少なくとも1つの症状を低減する、方法。 - 前記医薬製剤又は前記医薬品が、肺内経路、吸入経路、若しくは鼻腔内経路、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つを介して投与可能である、請求項36に記載の使用、請求項37に記載の医薬品、又は請求項38に記載の方法。
- 前記医薬製剤又は前記医薬品が、吸入又は鼻腔投与を介して投与可能である、請求項36に記載の使用、請求項37に記載の医薬品、又は請求項38に記載の方法。
- 治療上有効な遊離アミノ酸の組み合わせを含む、医薬製剤であって、前記医薬製剤が、肺内投与又は鼻腔内投与のために、
前記遊離アミノ酸であって、治療有効量のアルギニン及びリジンの遊離アミノ酸、並びに
治療有効量のグルタミン、トリプトファン、チロシン、システイン、アスパラギン、若しくはトレオニンの遊離アミノ酸、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つ、から本質的になるか、あるいはそれらからなる、前記遊離アミノ酸と、
任意選択的に、少なくとも1つの担体、緩衝剤、電解質、アジュバント、賦形剤、若しくは水、又はそれらの任意の組み合わせと、が製剤化される、医薬製剤。 - 前記遊離アミノ酸が、治療有効量のアルギニン及びリジンの遊離アミノ酸、並びに
治療有効量のグルタミン、トリプトファン、チロシン、システイン、若しくはアスパラギンの遊離アミノ酸、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つ、から本質的になるか、あるいはそれらからなる、請求項41に記載の医薬製剤。 - 前記遊離アミノ酸が、治療有効量のアルギニン、リジン、及びグルタミンの遊離アミノ酸、並びに
治療有効量のトリプトファン、チロシン、システイン、アスパラギン、若しくはトレオニンの遊離アミノ酸、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つ、から本質的になるか、あるいはそれらからなる、請求項41に記載の医薬製剤。 - 前記遊離アミノ酸の組み合わせが、治療有効量のアルギニン、リジン、トリプトファン、チロシン、及びグルタミンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる、請求項41~43のいずれか一項に記載の医薬製剤。
- 前記遊離アミノ酸の組み合わせが、治療有効量のアルギニン、リジン、グルタミン、システイン、及びアスパラギンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる、請求項41~43のいずれか一項に記載の医薬製剤。
- 前記遊離アミノ酸の組み合わせが、治療有効量のアルギニン、リジン、トリプトファン、及びグルタミンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる、請求項41~43に記載の医薬製剤。
- 前記遊離アミノ酸の組み合わせが、治療有効量のアルギニン、リジン、チロシン、及びグルタミンの遊離アミノ酸から本質的になるか、又はそれらからなる、請求項41~43に記載の医薬製剤。
- 請求項1~35若しくは41~47のいずれか一項に記載の医薬製剤、又は請求項37に記載の医薬品を含む、デバイスであって、前記デバイスが、肺又は鼻腔への前記医薬製剤又は前記医薬品の送達を必要とする対象において前記医薬製剤又は前記医薬品を送達するように構成されている、デバイス。
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