JP4927535B2 - Particles encapsulating drugs that target tumors - Google Patents

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Description

関連情報
この特許出願は、2003年4月3日に出願された「Paclitaxel-Loaded Particles for Enhancing Delivery of Therapeutic Agents to Tissue(組織への治療薬の送達を高めるためのパクリタキセル封入粒子)」と題する出願番号第60/460,827号の仮出願の優先権を主張する。本明細書で引用する全ての特許、特許出願、及び引用文献は、引用を以って本明細書の一部となす。
Related Information This patent application is filed on April 3, 2003, entitled “Paclitaxel-Loaded Particles for Enhancing Delivery of Therapeutic Agents to Tissue”. Claims priority of provisional application number 60 / 460,827. All patents, patent applications, and references cited herein are hereby incorporated by reference.

政府支援調査
この研究は、米国保健福祉省(the United States Department of Health and Human Services)の助成金に一部支援されている(助成番号R37CA49816)。
Government-sponsored research This study is supported in part by a grant from the United States Department of Health and Human Services (Grant No. R37CA49816).

本発明の概要
癌の化学療法を成功させるには、患者に不耐容毒性を生じさせることなく腫瘍細胞に十分な濃度の有効薬物を送達する必要がある。本発明は、腫瘍標的指向化(ターゲッティング)を意図した2つの薬物を封入した粒子について説明する。1つは腹膜癌治療のための薬物を封入した微小粒子であり、腹腔に腹腔内投与される。他の腫瘍を有する器官への微小粒子の局所投与も可能である。もう1つは膀胱癌の膀胱内治療のための薬物を封入したナノ粒子であり、膀胱腔(bladder cavity)に腹腔内投与される。腎臓を標的としたナノ粒子の全身投与も可能である。
SUMMARY OF THE INVENTION Successful cancer chemotherapy requires delivery of a sufficient concentration of active drug to tumor cells without causing intolerable toxicity in the patient. The present invention describes particles encapsulating two drugs intended for tumor targeting. One is a microparticle encapsulating a drug for treating peritoneal cancer, which is intraperitoneally administered into the abdominal cavity. Local administration of microparticles to other tumor-bearing organs is also possible. The other is nanoparticles encapsulating drugs for intravesical treatment of bladder cancer, which are administered intraperitoneally into the bladder cavity. Systemic administration of nanoparticles targeting the kidney is also possible.

薬物を封入した微小粒子
複数の型の癌が腹腔内に位置する器官から派生するが、そのような癌の例として、膵臓癌、肝臓癌、結腸直腸癌、卵巣癌がある。腹腔は、肺癌など腹腔外の器官から派生する癌が疾患の後期に転移する部位でもある。腹腔内では、腫瘍は、骨盤及び腹部の腹膜表面、他の腹膜器官、例えば、腸間膜、膀胱、網、横隔膜、リンパ節、肝臓に見られる。腫瘍細胞による横隔膜または腹部のリンパ排液の閉塞は、癌腫症または腹水を生じさせる腹膜液の流出量低下につながる。
Drug-encapsulated microparticles Several types of cancer are derived from organs located within the abdominal cavity, examples of such cancers being pancreatic cancer, liver cancer, colorectal cancer, and ovarian cancer. The abdominal cavity is also a site where cancer derived from extra-abdominal organs such as lung cancer metastasizes later in the disease. In the abdominal cavity, tumors are found on the pelvic and abdominal peritoneal surfaces, other peritoneal organs such as the mesentery, bladder, omentum, diaphragm, lymph nodes, liver. Occlusion of the diaphragm or abdominal lymphatic drainage by the tumor cells leads to a decrease in the peritoneal fluid efflux that causes carcinomatosis or ascites.

腹腔内化学療法は、薬物を腹腔に直接滴下注入する、進行卵巣癌や大腸癌などの腹膜癌の治療に用いられてきた(Otto, S. E., J Intraven. Nurs., 18: 170-176,1995 ; Collins, J. M. , J Clin Oncol, 2: 498-504, 1984)。市販のパクリタキセル製剤であるタキソール(登録商標)やシスプラチンなどの白金結合化合物の腹腔内投与は、患者に恩恵を与え、生存期間を約20%延長していた(Gadducci, et al., Gynecol Oncol, 76: 157-162, 2000; Markman,et al., J Clin Oncol, 19: 1001-1007,2001)。しかし、腹腔内化学療法は、以下の欠点があるためにその使用が制限される。腹腔内治療は、通常留置カテーテルを介して3週間毎に6治療が施される。2つの主たる副作用は、長期に及ぶカテーテルの使用に関連する感染と、腹腔中に高い薬物濃度が存在するために起こる腹痛である(Francis, et al., J Clin Oncol, 13: 2961-2967,1995)。更に、腹腔内投与には入院が必要とされ、かなりの費用がかかる。これらの理由によって、医学界では、生存上の恩恵が示されているにも拘らず、腹腔内治療を用いることに乗り気ではなかった。本発明は、これらの種々の不完全性を克服する。   Intraperitoneal chemotherapy has been used to treat peritoneal cancer, such as advanced ovarian and colon cancer, by instilling drugs directly into the abdominal cavity (Otto, SE, J Intraven. Nurs., 18: 170-176,1995 Collins, JM, J Clin Oncol, 2: 498-504, 1984). Intraperitoneal administration of platinum-binding compounds such as taxol (R) and cisplatin, which are commercially available paclitaxel formulations, has benefited patients and increased survival by about 20% (Gadducci, et al., Gynecol Oncol, 76: 157-162, 2000; Markman, et al., J Clin Oncol, 19: 1001-1007, 2001). However, intraperitoneal chemotherapy is limited in its use due to the following drawbacks. In the intraperitoneal treatment, 6 treatments are usually given every 3 weeks via an indwelling catheter. The two main side effects are infections associated with prolonged catheter use and abdominal pain caused by the presence of high drug concentrations in the peritoneal cavity (Francis, et al., J Clin Oncol, 13: 2961-2967, 1995). Furthermore, hospitalization is required for intraperitoneal administration and is quite expensive. For these reasons, the medical community has been reluctant to use intraperitoneal therapy, despite its survival benefits. The present invention overcomes these various imperfections.

先の特許出願(米国特許出願第09/547,825号)において、出願人は、限局的な腹腔内治療の際に行われるように抗癌剤(例えば、パクリタキセル、ドキソルビシン)が固形腫瘍の外部に投与されると、固形腫瘍への薬物の浸透は非常に緩徐でかつ腫瘍周囲に限定されることを示した。出願人は更に、この浸透問題を解決する方法を発見した。この方法は、腫瘍内の間質腔を拡張し、それによって、同時に及び後から投与された薬物の固形腫瘍全体への浸透及び分布を向上させるため、アポトーシス誘導治療(例えばパクリタキセルまたはドキソルビシンによる治療)を用いることからなる。この方法は、本明細書において「腫瘍プライミング」方法と呼ばれ、2つの条件が要求される。第1の条件は、薬物濃度がアポトーシスを誘導するのに十分でなければならないことである。出願人は、200nMのパクリタキセルによる3時間の治療が、複数のヒト腫瘍細胞においてアポトーシスを誘導するのに十分であることを示した(Au, et al., Cancer Res., 58: 2141-2148, 1998)。第2の条件は、アポトーシス誘導前処置と後続治療間の時間間隔が、アポトーシス発生に十分な時間、例えばパクリタキセルの場合で16乃至24時間でなければならないことである(Au, et al., Cancer Res., 1998; Jang, et al., J. Pharmacol. Exper. Therap., 296: 1035-1042,2001)。これらの条件は、本発明においてクリアされている。   In a previous patent application (US patent application Ser. No. 09 / 547,825), the applicant has administered an anti-cancer agent (eg, paclitaxel, doxorubicin) outside of a solid tumor as is done during localized intraperitoneal treatment. When shown, the penetration of drugs into solid tumors was shown to be very slow and limited to the perimeter of the tumor. Applicants have also discovered a way to solve this penetration problem. This method expands the interstitial space within the tumor, thereby improving the penetration and distribution of simultaneously and subsequently administered drugs throughout the solid tumor, so as to induce apoptosis (eg, treatment with paclitaxel or doxorubicin) It consists of using. This method is referred to herein as the “tumor priming” method and requires two conditions. The first condition is that the drug concentration must be sufficient to induce apoptosis. Applicants have shown that 3 hours of treatment with 200 nM paclitaxel is sufficient to induce apoptosis in multiple human tumor cells (Au, et al., Cancer Res., 58: 2141-2148, 1998). The second condition is that the time interval between apoptosis induction pre-treatment and subsequent treatment should be sufficient for apoptosis to occur, eg 16-24 hours in the case of paclitaxel (Au, et al., Cancer Res., 1998; Jang, et al., J. Pharmacol. Exper. Therap., 296: 1035-1042, 2001). These conditions are cleared in the present invention.

出願人は更に、市販のタキソール(Taxole)製剤は、腹腔を裏付ける薄膜である腹膜からの速やかな吸収と、リンパ系からの排液とにより、腹腔内投与後に腹腔から速やかに消失することを発見した(後述の例4及び例6を参照)。   The applicant further discovered that a commercially available Taxole formulation disappears rapidly from the abdominal cavity after intraperitoneal administration due to rapid absorption from the peritoneum, a thin film that supports the abdominal cavity, and drainage from the lymphatic system. (See Examples 4 and 6 below).

これらの種々の考察及び発見に基づき、出願人は、治療が以下に示す所望の特性の一部またはほとんどを満たすものであれば、治療的に有用な膀胱内化学療法を達成することが可能であるという結論に到達した。そのような所望の特性とは、第1に、薬物が所期の標的癌型に対する活性を有することである。第2に、治療は、投与が容易であり、例えば1〜2日以上の長期にわたる留置カテーテルの使用を必要とせず、例えば週1回程度の頻回投与を必要としないことである。第3に、薬物量と、ゆえに腹腔中の薬物濃度とが、疾患の適切な対照を与えるように十分に高いが、同時に有意な局所毒性を生じさせないように十分に低くなるように、薬物が現れる速度が最適化されることである。第4に、薬物または製剤は、固形腫瘍に浸透可能でかつ固形腫瘍内に広範に分布するものでなければならない。第5に、薬物または製剤は、腫瘍が局在化する腹腔内に長時間滞留することである。第6に、薬物または製剤が腫瘍細胞に高い親和性を有し、腫瘍表面上または腫瘍塊内に局在することである。第7に、薬物または製剤の分布は、腹腔または器官内で腫瘍細胞の分布または散在に類似していることである。本発明の薬物を封入した微小粒子には、これら所望の機能のほとんどまたは全てが備えられている。   Based on these various considerations and discoveries, applicants can achieve therapeutically useful intravesical chemotherapy provided that the treatment meets some or most of the desired characteristics listed below. A conclusion was reached. Such desired properties are, firstly, that the drug has activity against the intended target cancer type. Secondly, treatment is easy to administer and does not require the use of an indwelling catheter over a long period of time, for example 1-2 days, and does not require frequent administration, for example once a week. Third, the drug should be such that the drug amount, and hence the drug concentration in the peritoneal cavity, is high enough to give an adequate control of the disease but at the same time low enough not to cause significant local toxicity. The speed at which it appears is to be optimized. Fourth, the drug or formulation must be able to penetrate the solid tumor and be widely distributed within the solid tumor. Fifth, the drug or formulation is to stay for a long time in the abdominal cavity where the tumor is localized. Sixth, the drug or formulation has a high affinity for tumor cells and is localized on the tumor surface or in the tumor mass. Seventh, the distribution of the drug or formulation is similar to the distribution or scattering of tumor cells within the abdominal cavity or organ. The microparticle encapsulating the drug of the present invention has most or all of these desired functions.

薬物を封入した微小粒子は、2つの速度で薬物を放出するように設計される。1つはアポトーシスを誘導するのに十分に高い薬物濃度を与えるための速やかな放出であり、もう1つは腫瘍への持効性薬物送達を与えるためのより緩徐な放出である。アポトーシス誘導は、徐放性粒子から引き続いて放出される残りの微小粒子及び残りの薬物の浸透及び分布を促進する。例えば数日間、数週間、または数ヵ月の長期にわたる緩徐な薬物放出は、単回投与の利便性を患者に提供し、治療の頻度を低減し、入院の必要性をなくし、保健医療費を削減し、留置腹腔内カテーテル使用の必要性をなくし、それによって感染のリスクを減らし、患者の生活の質を向上させ、全ての速放性の巨丸剤で一度に全用量を投与することにより腹腔に高い局所濃度が生じて局所毒性を低減する。これらの粒子は、そのサイズ及び特性によって、腹腔に滞留し、腫瘍に接着し、腹腔または器官内に同様の分布を示す。   Drug encapsulated microparticles are designed to release the drug at two rates. One is a rapid release to give a sufficiently high drug concentration to induce apoptosis and the other is a slower release to give a sustained drug delivery to the tumor. Induction of apoptosis promotes the penetration and distribution of the remaining microparticles and the remaining drug that are subsequently released from the sustained release particles. For example, slow drug release over a long period of days, weeks, or months provides patients with the convenience of a single dose, reduces the frequency of treatment, eliminates the need for hospitalization, and reduces health care costs Eliminates the need to use an indwelling intraperitoneal catheter, thereby reducing the risk of infection, improving the patient's quality of life, and administering the entire dose at once with all immediate release bolus High local concentrations occur, reducing local toxicity. Depending on their size and properties, these particles stay in the abdominal cavity, adhere to the tumor, and show a similar distribution within the abdominal cavity or organ.

粒子は、2若しくはそれ以上の型の粒子を組み合わせたものでもよいが、少なくとも1つはアポトーシスを誘導するために薬物を速やかに放出する型(速放性)のものであり、残りは薬物をより緩徐に放出する型(徐放性)のものとする。パクリタキセルは抗癌剤として広範に用いられているが、そのパクリタキセルを封入した微小粒子の例を与えることにより、パクリタキセルがクレモフォア(Cremophor)及びエタノールに可溶化されるような市販のパクリタキセル製剤即ちタキソール(登録商標)に比べると腹膜腫瘍を有するマウスにおいて優れた腫瘍標的指向化及び抗腫瘍活性を生じさせることに関してこれらの粒子の有用性を実証する。   The particles may be a combination of two or more types of particles, but at least one is of a type that releases drug rapidly to induce apoptosis (fast release) and the rest are drugs A type that releases more slowly (sustained release). Although paclitaxel is widely used as an anti-cancer agent, a commercial paclitaxel formulation or taxol (registered trademark) in which paclitaxel is solubilized in Cremophor and ethanol by giving examples of microparticles encapsulating the paclitaxel. ) Demonstrates the usefulness of these particles in producing superior tumor targeting and antitumor activity in mice with peritoneal tumors.

出願人は更に、腹膜癌を治療する目的で他の薬物を同じ微小粒子に製剤することができることを開示している。   Applicants further disclose that other drugs can be formulated into the same microparticles for the purpose of treating peritoneal cancer.

出願人は更に、局所または限局投与によって容易に到達可能である器官または領域に位置する腫瘍の治療に対する薬物を封入した粒子の使用について述べている。   Applicants further describe the use of drug-encapsulated particles for the treatment of tumors located in organs or areas that are readily reachable by local or localized administration.

本発明は、治療の有用性の薬物を封入したゼラチン及びPLGA重合体からできている生分解性粒子を用いている。ゼラチン及びPLGA粒子に製剤される薬物の1つは、パクリタキセルである。種々の生分解性重合体結合型パクリタキセル製剤が開発され、動物モデルにおいて最小の全身毒性で腫瘍成長及び脈管形成を阻害することが示されていたが、これらの系におけるパクリタキセルの放出動態は、約50日間にわたり放出された薬物の約10乃至25%の範囲にあり、臨床使用に最適でない可能性が高い(特許文献1)。それに加えて、これらの先行研究のほとんどは、限局的よりむしろ全身的な薬物送達を達成することを目的としていた。治療に役立つ薬物のための担体としての生分解性高分子の利点は当技術分野で認められており(特許文献1)、そのような利点には、(1)完全な生分解、即ち薬物を供給し終わった薬物担体を除去するための再手術を必要としないこと、(2)組織生体適合性、(3)投与の容易性、(4)重合体の加水分解時における持効性カプセル化薬物放出制御、(5)限局的な使用の場合、好中球減少などの全身毒性の最小化または排除、(6)多用性という観点から見た生分解性高分子系自体の利便性、が含まれる。これらの利点の多くは、ゼラチン薬物放出粒子に同様に当てはまる。   The present invention uses biodegradable particles made of gelatin and PLGA polymers encapsulating therapeutic useful drugs. One drug formulated into gelatin and PLGA particles is paclitaxel. Various biodegradable polymer-bound paclitaxel formulations have been developed and shown to inhibit tumor growth and angiogenesis with minimal systemic toxicity in animal models, but the release kinetics of paclitaxel in these systems is It is in the range of about 10-25% of the drug released over about 50 days and is likely not optimal for clinical use (Patent Document 1). In addition, most of these previous studies aimed at achieving systemic drug delivery rather than localized. The advantages of biodegradable polymers as carriers for therapeutically useful drugs are recognized in the art (Patent Document 1) and include (1) complete biodegradation, i.e. drug No need for re-operation to remove the drug carrier that has been supplied, (2) tissue biocompatibility, (3) ease of administration, (4) sustained-release encapsulation during polymer hydrolysis Control of drug release, (5) Minimization or elimination of systemic toxicity such as neutropenia in localized use, (6) Convenience of biodegradable polymer system from the viewpoint of versatility included. Many of these benefits apply equally to gelatin drug release particles.

膀胱癌の膀胱内治療のためのパクリタキセルを封入したナノ粒子
膀胱癌の再発及び/または進行を軽減するために、膀胱内化学療法が用いられる(Kurth, K. H., Semin. Urol. Oncol., 14 : 30-35,1996)。膀胱内化学療法には、全身露出を最小限に抑える一方で腫瘍を有する膀胱に薬物を高濃度で選択的に送達するという利点がある。マイトマイシンCやドキソルビシンなどの化学療法を表在性膀胱癌患者に施して治療が成功しないのは、膀胱組織に位置する腫瘍への薬物送達が低いことに一部起因することを出願人は示している(Dalton, et al., Cancer Res., 51: 5144-5152, 1991; Schmittgen, et al., Cancer Res., 51: 3849- 3856,1991; Wientjes, et al., Pharm. Res., 8: 168-173, 1991; Wientjes, et al., Cancer Res., 51: 4347-4354, 1991; Wientjes, et al., Cancer Res., 53: 3314-3320, 1993; Chai, et al., J Urol., 152: 374-378, 1994; Wientjes, et al., Cancer Chemother Pharmacol. 37: 539-546, 1996; Au, et al., J. Natl. Cancer Inst., 93: 597-604, 2001; 特許文献2)。薬物送達が低いことは、同様に、幾つかの理由にも起因していた。第1に、膀胱腔の内面を覆う尿路上皮に浸透することができたのは、マイトマイシンCまたはドキソルビシン用量の一部分のみ、例えば−3%乃至−5%であった。第2に、薬物投与時に残尿が存在することによって、そして、治療間隔中(例えば2時間)に生成された尿によって、薬物の濃度が希釈された。第3に、患者は自らの膀胱を空にする必要があるので、マイトマイシンCなどの薬物への腫瘍細胞の全露出は治療間隔の長さに制限された。第4に、膀胱組織におけるマイトマイシンCなどの薬物の滞留は、治療期間により決定され、大部分は患者が膀胱を空にしてから数分間以内に終わる。
Intravesical chemotherapy is used to reduce the recurrence and / or progression of nanoparticle bladder cancer encapsulated with paclitaxel for intravesical treatment of bladder cancer (Kurth, KH, Semin. Urol. Oncol., 14: 30-35, 1996). Intravesical chemotherapy has the advantage of selectively delivering drugs at high concentrations to the tumor-bearing bladder while minimizing systemic exposure. Applicants have shown that unsuccessful treatment with superficial bladder cancer patients with chemotherapy such as mitomycin C or doxorubicin is due in part to poor drug delivery to tumors located in bladder tissue (Dalton, et al., Cancer Res., 51: 5144-5152, 1991; Schmittgen, et al., Cancer Res., 51: 3849-3856, 1991; Wientjes, et al., Pharm. Res., 8 : 168-173, 1991; Wientjes, et al., Cancer Res., 51: 4347-4354, 1991; Wientjes, et al., Cancer Res., 53: 3314-3320, 1993; Chai, et al., J Urol., 152: 374-378, 1994; Wientjes, et al., Cancer Chemother Pharmacol. 37: 539-546, 1996; Au, et al., J. Natl. Cancer Inst., 93: 597-604, 2001 ; Patent Document 2). The low drug delivery was also due to several reasons. First, only a portion of the mitomycin C or doxorubicin dose was able to penetrate the urothelium covering the inner surface of the bladder cavity, eg, -3% to -5%. Second, the concentration of drug was diluted by the presence of residual urine at the time of drug administration and by urine generated during the treatment interval (eg 2 hours). Third, because patients need to empty their bladder, total exposure of tumor cells to drugs such as mitomycin C was limited to the length of the treatment interval. Fourth, the residence of drugs such as mitomycin C in the bladder tissue is determined by the duration of treatment, and mostly ends within a few minutes after the patient empties the bladder.

これらの種々の考察及び発見に基づき、出願人は、治療が以下に示す所望の特性の一部またはほとんどを満たすものであれば、治療的に有用な膀胱内化学療法は達成可能であるという結論に到達した。第1に、薬物が膀胱癌に対する活性を有することである。第2に、尿中に存在する薬物の大部分は尿路上皮を浸透することができなくてはならない。第3に、膀胱組織における薬物の滞留時間が治療の持続期間を超えないことである。第4に、尿中の薬物濃度が尿量に左右されないことである。パクリタキセルは膀胱癌に対して活性であり(Roth, B., J. Semin.Oncol., 22: 1-5,1995)、出願人が示すように、尿路上皮全域で例えば用量の50%に容易に分配される(Song, et al., Cancer Chemother. Pharmacol., 40: 285-292,1997)。出願人は更に、細胞外マトリクスから薬物を除去した後にパクリタキセルが腫瘍細胞に停留していること(Kuh, et al., J. Pharmacol. Exp. Ther., 293: 761-770, 2000)、2時間の治療期間を超えて薬物作用を延長する機会を与えるような特性を発見した。しかし、タキソール(登録商標)などの市販のパクリタキセル製剤は有用ではなく、その理由は、パクリタキセルを可溶化するのに用いられるクレモフォアは、パクリタキセルをミセルに取り込むことによって、パクリタキセルの遊離割合を減少させ、結果的に膀胱組織への薬物の浸透性を低下させるからである(Knemeyer, et al., Cancer Chemother. Pharmacol., 44: 241-248,1999)。   Based on these various considerations and discoveries, Applicant concludes that therapeutically useful intravesical chemotherapy is achievable if the treatment meets some or most of the desired properties listed below. Reached. First, the drug has activity against bladder cancer. Second, most of the drug present in the urine must be able to penetrate the urothelium. Third, the residence time of the drug in the bladder tissue does not exceed the duration of treatment. Fourth, the drug concentration in urine is not affected by urine volume. Paclitaxel is active against bladder cancer (Roth, B., J. Semin. Oncol., 22: 1-5, 1995) and, as Applicant has shown, for example 50% of the dose throughout the urothelium. It is easily distributed (Song, et al., Cancer Chemother. Pharmacol., 40: 285-292, 1997). Applicants have further noted that paclitaxel remains in tumor cells after removal of the drug from the extracellular matrix (Kuh, et al., J. Pharmacol. Exp. Ther., 293: 761-770, 2000), 2 We have discovered properties that provide an opportunity to prolong drug action beyond the treatment period of time. However, commercial paclitaxel formulations such as Taxol® are not useful because the cremophor used to solubilize paclitaxel reduces the rate of paclitaxel release by incorporating paclitaxel into micelles, As a result, the permeability of the drug to the bladder tissue is reduced (Knemeyer, et al., Cancer Chemother. Pharmacol., 44: 241-248, 1999).

出願人は、それゆえ、出願人の発見において特定された所望の特性を全て満足するパクリタキセルを封入したナノ粒子を発明した。これらのナノ粒子は、組織中のパクリタキセル濃度がヒト膀胱腫瘍において抗腫瘍活性を生じさせるのに十分であるように、薬物負荷のかなりの部分を2時間の治療間隔内に放出する(例えば例8)。ナノ粒子から放出されるパクリタキセルの量は、尿の薬物溶解度によって制限される。ゆえに、尿中の薬物濃度は比較的一定を保っており、尿量に左右されない(例えば例10)。ナノ粒子から放出され、膀胱に浸透するパクリタキセルはまた、2時間の治療期間を超えた期間、膀胱組織に滞留する(例えば例8)。最後に、出願人は、飼いイヌに自然発生する膀胱癌に対してナノ粒子が効果的であることを決定した(例えば例10)。   Applicants have therefore invented nanoparticles encapsulating paclitaxel that satisfy all of the desired properties identified in Applicants' discovery. These nanoparticles release a significant portion of the drug load within a 2 hour treatment interval so that the paclitaxel concentration in the tissue is sufficient to produce antitumor activity in human bladder tumors (eg, Example 8). ). The amount of paclitaxel released from the nanoparticles is limited by urine drug solubility. Therefore, the drug concentration in urine remains relatively constant and does not depend on the amount of urine (for example, Example 10). Paclitaxel released from the nanoparticles and penetrating the bladder also resides in the bladder tissue for a period beyond the 2 hour treatment period (eg, Example 8). Finally, Applicants have determined that nanoparticles are effective against bladder cancer that naturally occurs in domestic dogs (eg, Example 10).

出願人はまた、例えばゼラチンフレームワークに生体接着性分子で剤皮を施すことによって、薬物を封入したナノ粒子が膀胱腔または膀胱組織に治療期間を超えて持続して滞留するように、薬物を封入したナノ粒子を修飾する方法を開示している(例えば例7)。   Applicant has also made it possible for the nanoparticles encapsulating the drug to remain in the bladder cavity or bladder tissue for a longer period of time, for example by coating the gelatin framework with a bioadhesive molecule. A method of modifying the encapsulated nanoparticles is disclosed (eg, Example 7).

出願人は更に、同じゼラチンナノ粒子に他の親油性化合物を製剤できることを開示する。   Applicants further disclose that other lipophilic compounds can be formulated in the same gelatin nanoparticles.

最後に、出願人は、ゼラチンナノ粒子の静脈内投与が、腎臓における薬物含量の局在化の増加を開示する(例えば例11)。ここで、腎臓への選択的薬物送達のための方法及び組成物も提供する。   Finally, Applicants disclose that intravenous administration of gelatin nanoparticles increases localization of drug content in the kidney (eg, Example 11). Also provided are methods and compositions for selective drug delivery to the kidney.

定義
本発明を明確かつ矛盾なく理解するために、明細書、例、請求項において用いられる幾つかの用語をここにまとめて示す。
Definitions For purposes of clarity and consistency in understanding the invention, certain terms employed in the specification, examples, and claims are collected here.

本明細書中において「異常成長」なる語は、細胞の正常表現型とは異なる細胞表現型を指し、特に癌などの疾患に直接または間接的に関連するものを指す。   As used herein, the term “abnormal growth” refers to a cell phenotype that is different from the normal phenotype of the cell, particularly those that are directly or indirectly associated with diseases such as cancer.

本明細書中において「投与する」なる語は、薬物をin vitroなどで細胞に、動物中の細胞に即ちin vivoで、または動物中に戻される細胞(即ちex vivo)に導入することである。   As used herein, the term “administering” refers to introducing a drug into a cell, such as in vitro, into a cell in an animal, ie in vivo, or into a cell that is returned to the animal (ie ex vivo). .

本明細書中において「薬物」、「薬物」、「化合物」、「抗癌剤」、「化学治療的」、「制癌剤」、「抗腫瘍剤」なる語は、互換可能に用いられ、(別段の制限がなければ)癌などの異常な細胞成長を阻害または緩和する特性を有する薬物を指す。上記の用語には、細胞毒性剤、細胞破壊剤、または細胞分裂停止剤を含むことを意図している。「薬物」なる語は、小分子、高分子(例えば、ペプチド、タンパク質、抗体または抗体断片)、核酸(例えば、遺伝子療法作成物)、組換えウイルス、核酸断片(例えば合成核酸断片を含む)を含む。   In the present specification, the terms “drug”, “drug”, “compound”, “anticancer agent”, “chemotherapeutic”, “anticancer agent”, “antitumor agent” are used interchangeably, Refers to a drug that has the property of inhibiting or alleviating abnormal cell growth such as cancer (if not present). The above terms are intended to include cytotoxic agents, cell disrupting agents, or cytostatic agents. The term “drug” includes small molecules, macromolecules (eg, peptides, proteins, antibodies or antibody fragments), nucleic acids (eg, gene therapy constructs), recombinant viruses, nucleic acid fragments (eg, including synthetic nucleic acid fragments). Including.

本明細書中において「アポトーシス」なる語は、当該分野で十分に確立されている基準によって画定されるような、非壊死性、細胞調節型の細胞死を指す。   As used herein, the term “apoptosis” refers to non-necrotic, cell-regulated cell death as defined by criteria well established in the art.

本明細書中において「良性」、「悪性になる前の」、「悪性」なる語は、当該技術分野において認められている意味を与えるものである。   In the present specification, the terms “benign”, “before malignancy”, and “malignant” give meanings recognized in the art.

本明細書中において「癌」、「腫瘍細胞」、「腫瘍」、「白血病」、または「白血病細胞」なる語は、互換可能に用いられ、任意の新生物(「新成長」)、例えば、癌(上皮細胞由来)、腺癌(腺細胞由来)、肉腫(結合組織由来)、リンパ腫(リンパ組織由来)、または血液癌(例えば白血病または赤白血病)を指す。癌または腫瘍細胞なる語は、癌細胞または腫瘍細胞の集合と解されるべき癌性組織または腫瘍塊を含むことを意図する。更に、癌または腫瘍細胞なる語は、良性か、悪性になる前か、悪性かいずれかであるような癌または細胞を含むことを意図する。通常、癌または腫瘍細胞は、種々の当該技術分野において認められている顕著な特徴、例えば成長因子非依存性、細胞/細胞接触成長阻害の欠失及び/または異常な核型を示す。対照的に、正常細胞は通常、有限数の継代に対して培養物において継代可能でしかなく、及び/または、種々の当該技術分野において認められている正常細胞に帰する顕著な特徴(例えば、成長因子依存性、接触阻害及び/または正常な核型)を示す。   As used herein, the terms “cancer”, “tumor cell”, “tumor”, “leukemia”, or “leukemia cell” are used interchangeably and any neoplasm (“new growth”), eg, Refers to cancer (derived from epithelial cells), adenocarcinoma (derived from gland cells), sarcoma (derived from connective tissue), lymphoma (derived from lymphoid tissue), or blood cancer (eg, leukemia or erythroleukemia). The term cancer or tumor cell is intended to include cancerous tissue or tumor mass to be interpreted as a cancer cell or a collection of tumor cells. Furthermore, the term cancer or tumor cell is intended to include cancers or cells that are either benign, pre-malignant or malignant. Usually, cancer or tumor cells exhibit various art-recognized salient features such as growth factor independence, lack of cell / cell contact growth inhibition and / or abnormal karyotype. In contrast, normal cells are usually only capable of being passaged in culture for a finite number of passages and / or significant features attributed to various art-recognized normal cells ( For example, growth factor dependence, contact inhibition and / or normal karyotype).

本明細書中において「細胞」なる語は、体細胞や生殖系列哺乳動物細胞などの真核細胞、または例えばHeLa細胞(ヒト)、NIH3T3細胞(マウス)などの細胞株、胎児性幹細胞及び細胞型、例えば造血幹細胞、筋芽細胞、肝細胞、リンパ球、上皮細胞、及び例えば本明細書中に記載の細胞株を含む。   In the present specification, the term “cell” refers to a eukaryotic cell such as a somatic cell or germline mammalian cell, or a cell line such as HeLa cell (human) or NIH3T3 cell (mouse), fetal stem cell and cell type. For example, hematopoietic stem cells, myoblasts, hepatocytes, lymphocytes, epithelial cells, and cell lines as described herein, for example.

本明細書中において「腹膜の」、「腹腔内」、「腹膜に」、または「腹腔内に」なる語は、互換可能に用いられ、腹膜または腹腔に関連する。   As used herein, the terms “peritoneal”, “intraperitoneal”, “peritoneally”, or “intraperitoneally” are used interchangeably and relate to the peritoneum or peritoneal cavity.

本明細書中において「局所的に」、「限局的に」、「全身的に」なる語はそれぞれ、「局所的に」例えば腫瘍塊に治療を施すこと、「限局的に」例えば転移が疑われる一般的な腫瘍分野または領域に治療を施すこと、または「全身的に」例えば経口または静脈内投与などにより薬物を被験対象全体に広範に散在させることを意図した治療を施すことを指す。   As used herein, the terms “locally”, “locally”, and “systemically” each refer to “locally”, eg, treatment of a tumor mass, or “locally”, eg, suspected metastasis. Refers to the treatment of a general tumor field or region, or the treatment intended to be spread systemically throughout a subject, such as by “systemic”, eg, oral or intravenous administration.

本明細書中において「薬学的に許容される担体」なる語は、当該技術分野において認められており、本発明の化合物を哺乳動物に投与するのに適した薬学的に許容される物質、成分または媒体を含む。   As used herein, the term “pharmaceutically acceptable carrier” is art-recognized and is a pharmaceutically acceptable substance or component suitable for administering a compound of the present invention to a mammal. Or media.

本明細書中において「医薬品成分」なる語は、ヒトなどの哺乳動物への投与に適した製剤を含む。本発明の化合物を医薬品としてヒトなどの哺乳動物に投与するとき、他に関係なく、または例えば、0.1乃至99.5%(より好適には0.5乃至90%)の有効成分(例えば治療上効果的な量)を含む医薬品成分として薬学的に許容される担体と併用して、投与することができる。   As used herein, the term “pharmaceutical component” includes formulations suitable for administration to mammals such as humans. When the compound of the present invention is administered as a pharmaceutical to a mammal such as a human, irrespective of the other, for example, 0.1 to 99.5% (more preferably 0.5 to 90%) of an active ingredient (for example, Can be administered in combination with a pharmaceutically acceptable carrier as a pharmaceutical ingredient containing a therapeutically effective amount).

本明細書中において「被験対象」なる語は、ヒト及びヒト以外の動物(例えば、マウス、ラット、ウサギ、ネコ、イヌ、家畜、霊長類)を含む意図で用いられる。好適なヒト動物には、異常な細胞成長(例えば癌)によって特徴付けられるような疾患を有するヒト患者を含む。   In the present specification, the term “subject” is used with the intention of including humans and non-human animals (eg, mice, rats, rabbits, cats, dogs, domestic animals, primates). Suitable human animals include human patients having a disease as characterized by abnormal cell growth (eg, cancer).

本明細書中において「微小粒子」なる語は、サイズが約0.1μm乃至約100μm、約0.5μm乃至約50μm、0.5μm乃至約20μmの粒子、より高い効果が得られるような、サイズが約1μm乃至約10μm、約5μmの粒子、またはその混合物を指す。微小粒子は、例えば、高分子、遺伝子療法構成体、または化学療法薬を含むことができる。通常、微小粒子は、例えば、局所的にまたは限局的に投与可能である。   In the present specification, the term “microparticle” refers to a particle having a size of about 0.1 μm to about 100 μm, about 0.5 μm to about 50 μm, 0.5 μm to about 20 μm, and so that a higher effect can be obtained. Refers to particles of about 1 μm to about 10 μm, about 5 μm, or mixtures thereof. The microparticles can include, for example, a macromolecule, a gene therapy construct, or a chemotherapeutic agent. Usually, the microparticles can be administered, for example, locally or locally.

本明細書中において「ナノ粒子」なる語は、サイズが約0.1nm乃至約1μm、約10nm乃至約1μm、約50nm乃至約1μm、約100nm乃至約1μm、約250乃至900nmの粒子を指すが、より高い効果が得られるような、約600乃至800nmの粒子を指す。ナノ粒子には、高分子、遺伝子治療構成体、または化学療法薬が含まれ得る。例えば、通常ナノ粒子を患者に投与するには、局所投与、限局投与、または全身投与がなされる。   As used herein, the term “nanoparticle” refers to particles having a size of about 0.1 nm to about 1 μm, about 10 nm to about 1 μm, about 50 nm to about 1 μm, about 100 nm to about 1 μm, about 250 to 900 nm. , Refers to particles of about 600 to 800 nm, where higher effects are obtained. Nanoparticles can include macromolecules, gene therapy constructs, or chemotherapeutic agents. For example, usually nanoparticles are administered locally, locally, or systemically to a patient.

本明細書中において「粒子」なる語は、ナノ粒子、微小粒子、またはナノ粒子と微小粒子の両方を指す。   As used herein, the term “particle” refers to a nanoparticle, a microparticle, or both a nanoparticle and a microparticle.

本明細書中において「製剤」なる語は、治療的に有効な薬物を剤形になしたような、当技術分野で認められている組成物を指す。   As used herein, the term “formulation” refers to a composition recognized in the art, such as a dosage form of a therapeutically effective drug.

本明細書中において「速放性製剤」なる語は、薬物含量の好適には10%以上、より好適には20%以上、より好適には30%以上、より好適には40%以上、より好適には50%以上、更に好適には60%以上を1日間以内に放出する薬物の製剤を指す。速放性製剤の例としては、微小粒子製剤及びナノ粒子製剤が挙げられる。これらの製剤を調剤する方法は、例3及び例7に記載されている。   In the present specification, the term “immediate release preparation” means that the drug content is preferably 10% or more, more preferably 20% or more, more preferably 30% or more, more preferably 40% or more, more Preferably, it refers to a drug formulation that releases 50% or more, more preferably 60% or more within one day. Examples of immediate release formulations include microparticle formulations and nanoparticle formulations. Methods for formulating these formulations are described in Examples 3 and 7.

本明細書中において「徐放性製剤」なる語は、持続した期間に関心部位に送達されるような薬物の製剤を指し、薬物含量の放出を好適には数日間、より好適には数週間若しくはそれ以上にわたり維持する製剤を含む。   As used herein, the term “sustained release formulation” refers to a formulation of a drug that is delivered to a site of interest over a sustained period of time, preferably for several days, more preferably for several weeks. Or formulations that are maintained over time.

本明細書中において「腫瘍プライミング方法」なる語は、腫瘍細胞密度を低下させ、腫瘍塊への治療薬到達性を増加させるためにアポトーシス誘導薬により腫瘍を「プライミング」することによって治療薬の浸透性を高める方法を指す。この方法は、組織にアポトーシスを生じさせ、それによって組織への腫瘍治療薬(または単に「治療薬」)の浸透性が(例えば組織内にチャネルを作ることによって)高められるようにするのに十分な用量及び期間での、パクリタキセルなどのアポトーシス誘導薬の使用に関与する。このように、アポトーシス誘導薬は治療量の治療薬が組織に送達される前に前処置として用いられ、この前処置は、前処置を用いない場合と比べて組織への治療薬の浸透性を高めることができる。アポトーシス誘導薬はまた治療活性を有し得るので、治療薬としても用い得る(即ち同じ薬物をアポトーシス誘導薬及び治療薬として用いることができる)。或いは、アポトーシス誘導薬を用いて、治療のために他の型の薬物または賦形剤の組織への送達を高めることもできる(即ちアポトーシス誘導薬及び治療薬は異なる薬物であってよく、或いは治療薬をナノ粒子または微小粒子に含ませることができる。このとき、前処置なしの場合と比べて腫瘍組織へのナノ粒子または微小粒子の送達は向上する)。   As used herein, the term “tumor priming method” refers to penetration of a therapeutic agent by “priming” the tumor with an apoptosis-inducing agent to reduce tumor cell density and increase therapeutic agent reachability to the tumor mass. It refers to a method to increase sex. This method is sufficient to cause apoptosis in the tissue, thereby increasing the penetration of the tumor therapeutic agent (or simply “therapeutic agent”) into the tissue (eg, by creating a channel in the tissue). Is involved in the use of apoptosis-inducing drugs such as paclitaxel at various doses and periods. Thus, apoptosis inducers are used as a pretreatment before a therapeutic amount of the therapeutic agent is delivered to the tissue, and this pretreatment increases the penetration of the therapeutic agent into the tissue compared to the absence of pretreatment. Can be increased. Apoptosis inducers can also have therapeutic activity and therefore can also be used as therapeutic agents (ie, the same drug can be used as apoptosis inducers and therapeutic agents). Alternatively, apoptosis-inducing agents can be used to enhance delivery of other types of drugs or excipients to tissues for treatment (ie, apoptosis-inducing agents and therapeutic agents can be different drugs, or treatment The drug can be included in the nanoparticles or microparticles, where delivery of the nanoparticles or microparticles to the tumor tissue is improved compared to without pretreatment).

本明細書中において「PLGA」または「乳酸グリコール酸共重合体」なる語は、乳酸またはラクチド(LA)とグリコール酸またはグリコライド(glycolide,GA)が種々の比率で共重合した共重合体を指す。共重合体は異なる平均鎖長を有し得るので、結果として内部粘度と重合体特性が異なる。PLGAは、治療薬を通常は含むような微小粒子またはナノ粒子の調製に用いられる。これらの粒子を調剤するのに用いられる方法については、例3で説明する。   In this specification, the term “PLGA” or “lactic acid glycolic acid copolymer” means a copolymer obtained by copolymerizing lactic acid or lactide (LA) and glycolic acid or glycolide (GA) at various ratios. Point to. Copolymers can have different average chain lengths, resulting in different internal viscosities and polymer properties. PLGA is used in the preparation of microparticles or nanoparticles that usually contain a therapeutic agent. The method used to dispense these particles is described in Example 3.

本明細書中において「ゼラチン」なる語は、結合組織タンパク質コラーゲンの変性した形態を指す。ゼラチン凝集は、溶液中で形成されるが、タンパク質鎖を架橋することによって安定化する。例7の調製方法を用いてゼラチンをゼラチンナノ粒子に形成するが、通常はパクリタキセルを封入する。異なるブルーム強度(Bloom number)によって示される異なるタンパク質鎖長のゼラチンが入手可能である。ブルーム強度が大きければ大きいほど鎖長が長いことを示す。   As used herein, the term “gelatin” refers to a denatured form of connective tissue protein collagen. Gelatin aggregates are formed in solution but are stabilized by cross-linking protein chains. Gelatin is formed into gelatin nanoparticles using the preparation method of Example 7, but usually encapsulates paclitaxel. Gelatin with different protein chain lengths is available, indicated by different Bloom numbers. A higher bloom strength indicates a longer chain length.

本明細書中において「IC50」なる語は、50%の薬物効果を生じさせるような薬物濃度または用量を指す。 As used herein, the term “IC 50 ” refers to a drug concentration or dose that produces a 50% drug effect.

本明細書中において「バースト放出」なる語は、当技術分野で認められている定義を指し、即ち初期に製剤から薬物負荷の一部を速やかに放出することであって、通常は引き続いて薬物負荷の残りがより緩徐に放出される。   As used herein, the term “burst release” refers to an art-recognized definition, that is, an early release of a portion of a drug load from a formulation, usually followed by a drug. The rest of the load is released more slowly.

本明細書中において「局在(化)する」及び「集中する」は、互換可能に用いられ、特定の部位、例えば腫瘍組織での優先的な分布を指す。   As used herein, “localize” and “concentrate” are used interchangeably and refer to a preferential distribution at a particular site, eg, tumor tissue.

本明細書中において「生体接着性」なる語は、皮膚、粘膜、腫瘍などの表面に接着し、好適には強力に接着する天然、合成または半合成物質を意味する。適切な生体接着性には、ポリリジン、フィブリノゲン、部分的にエステル化されたポリアクリル酸重合体から調製されたもの、例えば、ポリアクリル酸重合体、セルロース誘導体などの天然または合成の多糖、例えば、メチルセルロース、酢酸セルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ペクチン、硫酸化ショ糖と水酸化アルミニウムの混合物などが含まれる。   As used herein, the term “bioadhesive” refers to natural, synthetic or semi-synthetic substances that adhere to, preferably strongly adhere to, the surface of skin, mucous membranes, tumors and the like. Suitable bioadhesives include polylysine, fibrinogen, those prepared from partially esterified polyacrylic acid polymers, e.g. natural or synthetic polysaccharides such as polyacrylic acid polymers, cellulose derivatives, e.g. Examples include methyl cellulose, cellulose acetate, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, pectin, a mixture of sulfated sucrose and aluminum hydroxide, and the like.

本明細書中において「間質性膀胱炎」なる語は、当技術分野で認められている、膀胱壁の慢性有痛性炎症性状態の医学状態を指す。   As used herein, the term “interstitial cystitis” refers to a medical condition recognized in the art as a chronic painful inflammatory condition of the bladder wall.

本明細書中において「生分解性」重合体または「生腐食性(bioerodible)」重合体なる語は、通常は代謝経路に関与するものとして知られているような、低分子量化合物への分解が可能な重合体を指す。このような重合体には、重合体系であって、系と、場合によっては高分子自体の完全性に影響するような破壊的な化学作用を生物学的環境において及ぼされ得るような、作用部位から離れることができるが必ずしも体から離れるのではない断片または他の分解副産物を与えるような重合体系も含まれる。   As used herein, the term “biodegradable” polymer or “bioerodible” polymer refers to degradation to low molecular weight compounds, commonly known to be involved in metabolic pathways. Refers to a possible polymer. Such polymers include a site of action that is a polymer system and can be subjected to destructive chemical action in a biological environment that affects the integrity of the system and possibly the polymer itself. Also included are polymer systems that provide fragments or other degradation byproducts that can be removed from, but not necessarily removed from the body.

本発明の概略
本発明は、腫瘍アポトーシス誘導薬の速放性製剤と、腫瘍治療薬の徐放性製剤と、薬学的に許容される担体とを含む、腫瘍治療薬を患者に送達するための組成物を提供する。この組成物と同時またはそれより前に薬学的に許容される担体中のアポトーシス誘導薬を投与することができる。治療薬(例えばパクリタキセル)のナノ粒子または微小粒子(例えば架橋ゼラチン)を用いることもできる。ナノ粒子または微小粒子には生体接着性コーティング剤で剤皮を施すことができる。リンパ系からの微小粒子のクリアランスを遅延させるために膀胱のリンパ管の入口を封鎖するように凝集するミクロスフェアを利用することもできる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is for delivering a tumor therapeutic agent to a patient comprising an immediate release formulation of a tumor apoptosis inducer, a sustained release formulation of a tumor therapeutic agent, and a pharmaceutically acceptable carrier. A composition is provided. An apoptosis-inducing agent in a pharmaceutically acceptable carrier can be administered simultaneously with or prior to the composition. Nanoparticles or microparticles (eg, cross-linked gelatin) of a therapeutic agent (eg, paclitaxel) can also be used. Nanoparticles or microparticles can be coated with a bioadhesive coating agent. Microspheres that aggregate to block the lymphatic inlet of the bladder can also be used to delay clearance of the microparticles from the lymphatic system.

本発明はまた、薬物を封入したゼラチン及び乳酸グリコール酸共重合体(PLGA)のナノ粒子及び微小粒子を用いて腹腔、膀胱組織、腎臓の腫瘍への薬物送達を標的指向化する。   The present invention also uses drug encapsulated gelatin and lactate glycolic acid copolymer (PLGA) nanoparticles and microparticles to target drug delivery to abdominal, bladder tissue, and kidney tumors.

米国特許第6,447,796号US Pat. No. 6,447,796 米国特許第6,286,513B1号US Pat. No. 6,286,513B1 米国特許第6,132,759号US Pat. No. 6,132,759

本発明は、腫瘍及び腎臓組織に治療薬を送達するための方法及びそこで用いられる組成物を提供する。本発明の方法は、固形組織や固形腫瘍などの多層組織の内部への治療薬の標的指向化及び浸透性の向上を可能にする。   The present invention provides methods and compositions used therein for delivering therapeutic agents to tumors and kidney tissue. The methods of the present invention allow targeting of therapeutic agents and improved penetration into multi-layered tissues such as solid tissues and solid tumors.

第1の側面では、本発明は、化学療法薬または粒子の腫瘍への浸透を促進する方法を提供する。この方法は、組織においてアポトーシスを生じさせるのに十分な用量及び期間でのアポトーシス誘導薬、例えばパクリタキセルなどの使用に関する。実質的なアポトーシスが生じたときに引き続いて治療薬または粒子を組織に送達すると、組織への治療薬または粒子の浸透性が向上する。よって、アポトーシス誘導薬は治療薬または粒子が組織に送達される前に前処置として用いられ、この前処置によって、前処置なしの場合に比べて組織への治療薬または粒子の浸透性を高めることができる。アポトーシス誘導薬はまた、治療活性を有するので、治療薬として用いることもできる(即ち同じ薬物をアポトーシス誘導薬としても治療薬としても用いることができる)。或いは、アポトーシス誘導薬を用いて組織への他型の薬物の送達を高めることもできる(即ちアポトーシス誘導薬及び治療薬は異なる薬物であってよい)。   In a first aspect, the present invention provides a method for promoting penetration of a chemotherapeutic agent or particle into a tumor. This method relates to the use of apoptosis inducers, such as paclitaxel, at a dose and for a period sufficient to cause apoptosis in the tissue. Subsequent delivery of the therapeutic agent or particle to the tissue when substantial apoptosis occurs increases the permeability of the therapeutic agent or particle to the tissue. Thus, an apoptosis-inducing agent is used as a pretreatment before the therapeutic agent or particle is delivered to the tissue, and this pretreatment increases the permeability of the therapeutic agent or particle to the tissue compared to without pretreatment. Can do. Apoptosis inducers can also be used as therapeutic agents because they have therapeutic activity (ie, the same drug can be used as an apoptosis inducer or therapeutic agent). Alternatively, apoptosis-inducing agents can be used to enhance delivery of other types of drugs to the tissue (ie, apoptosis-inducing agents and therapeutic agents can be different drugs).

一実施形態では、本発明は、アポトーシス誘導薬及び治療薬の併用を可能にする製剤を使用する。この実施形態では、アポトーシス誘導薬は速放性製剤として製剤され、治療薬は1若しくは複数の徐放性製剤に製剤される。投与後、速放性製剤は組織にアポトーシスを生じさせることになり、徐放性製剤は実質的にアポトーシスが達成された後で治療薬の全量の大部分を送達することを可能にすることになる。   In one embodiment, the present invention uses a formulation that allows the combination of an apoptosis inducer and a therapeutic agent. In this embodiment, the apoptosis-inducing agent is formulated as an immediate release formulation and the therapeutic agent is formulated in one or more sustained release formulations. After administration, the immediate release formulation will cause apoptosis in the tissue, and the sustained release formulation will allow the delivery of the majority of the entire therapeutic agent after apoptosis is substantially achieved. Become.

関連する実施形態では、製剤は、アポトーシス誘導薬が初期にバースト放出され、引き続き治療薬として働く残りの薬物負荷がより緩徐に放出されるような単剤である。   In a related embodiment, the formulation is a single agent in which the apoptosis-inducing drug is burst released early and the remaining drug load that subsequently acts as a therapeutic agent is released more slowly.

関連する実施形態では、上記した製剤は、腹腔及び腹腔に隣接する組織における腫瘍の治療に用いられることになる。   In a related embodiment, the formulation described above will be used for the treatment of tumors in the abdominal cavity and tissues adjacent to the abdominal cavity.

更なる関連する実施形態では、上記した混合性製剤は、腹水腫瘍の治療に用いられることになる。   In a further related embodiment, the above described mixed formulation will be used for the treatment of ascites tumors.

別の更なる関連する実施形態では、これらの製剤は、起源からの転移性腫瘍であって腹腔においてまたは腫瘍が腹腔に突出しているような腹腔に隣接する組織において成長する腫瘍の治療に用いられる。   In another further related embodiment, these formulations are used for the treatment of tumors that are metastatic from the source and grow in the abdominal cavity or in tissues adjacent to the abdominal cavity where the tumor protrudes into the abdominal cavity .

関連する実施形態では、これらの製剤は、例えば、腹腔、膀胱組織、脳組織、前立腺組織、または肺組織の内部にあるか或いは隣接する1若しくは複数の組織に直接投与によって容易に到達可能である器官または領域に位置する腫瘍の治療に用いられる。   In related embodiments, these formulations are readily accessible by direct administration, for example, to one or more tissues within or adjacent to the abdominal cavity, bladder tissue, brain tissue, prostate tissue, or lung tissue. Used to treat tumors located in organs or areas.

別の実施形態では、治療する腫瘍は被験対象の腹腔にあるか或いは腹腔に隣接する組織で成長する。   In another embodiment, the tumor to be treated grows in tissue that is in or adjacent to the abdominal cavity of the subject.

関連する実施形態では、治療する腫瘍は、直接的な投与によって容易に到達可能である器官または領域、例えば、前立腺、膀胱、脳に位置する。   In a related embodiment, the tumor to be treated is located in an organ or region that is readily reachable by direct administration, eg, prostate, bladder, brain.

更なる実施形態では、微小粒子は、腹腔内経路によって懸濁液として送達される。   In a further embodiment, the microparticles are delivered as a suspension by the intraperitoneal route.

別の実施形態では、微小粒子は、容易に到達可能器官への直接的な局所注入によって、または容易に到達可能器官に隣接する器官への直接的な限局注入によって、懸濁液として送達される。   In another embodiment, the microparticles are delivered as a suspension by direct local injection into easily reachable organs or by direct local injection into organs adjacent to easily reachable organs. .

別の更なる実施形態では、被験対象は哺乳動物であり、好適にはヒトである。   In another further embodiment, the test subject is a mammal, preferably a human.

別の実施形態では、治療する患者は、腹腔に広がった膵臓癌または卵巣癌患者である。   In another embodiment, the patient to be treated is a pancreatic or ovarian cancer patient that has spread to the abdominal cavity.

第2の側面では、本発明は、上記方法で用いられる組成物を提供する。これらの組成物は、アポトーシス誘導薬及び治療薬を経時的に放出する種々の薬物を封入したPLGA粒子からなり、アポトーシス誘導薬が初期に速やかに放出され、引き続き治療薬がより緩徐に放出されるようなものである。   In a second aspect, the present invention provides a composition for use in the above method. These compositions consist of PLGA particles encapsulating various drugs that release the apoptosis-inducing agent and therapeutic agent over time, where the apoptosis-inducing agent is released quickly in the beginning, and then the therapeutic agent is released more slowly. It ’s like that.

特定の実施形態では、製剤は、アポトーシス誘導薬の含量の好適には10%以上、より好適には20%以上、より好適には30%以上、より好適には40%以上、より好適には50%以上、更に好適には60%以上を1日間以内に放出しかつ組織にアポトーシスを生じさせるような速放性成分と、治療薬の放出を好適には数日間、より好適には数週間以上維持する1若しくは複数の徐放性成分とからなる。   In certain embodiments, the formulation is preferably at least 10%, more preferably at least 20%, more preferably at least 30%, more preferably at least 40%, more preferably at the content of apoptosis inducer. An immediate release component that releases 50% or more, more preferably 60% or more within one day and causes apoptosis in the tissue, and release of the therapeutic agent is preferably days, more preferably weeks It consists of 1 or several sustained release component maintained above.

関連する実施形態では、組成物は、初期にバースト放出され、引き続いて残りの薬物負荷がより緩徐に放出されるようなパクリタキセルの単剤であり得る。   In a related embodiment, the composition can be a single agent of paclitaxel that is initially burst released and subsequently the remaining drug load is released more slowly.

特定の実施形態では、組成物は、少なくとも1つの製剤がパクリタキセルを速やかに放出し、少なくとも1つの製剤がパクリタキセルをより緩徐に放出するような、2以上のパクリタキセル製剤の組合せであってもよい。関連する実施形態では、混合性製剤は、初期の速やかな放出と後に続く遅延性放出とからなるような、初期のバースト放出を伴う単剤から得られるものより良好な薬物放出制御を与える。   In certain embodiments, the composition may be a combination of two or more paclitaxel formulations, such that at least one formulation releases paclitaxel rapidly and at least one formulation releases paclitaxel more slowly. In a related embodiment, the mixed formulation provides better drug release control than that obtained from a single agent with an initial burst release, such as consisting of an initial rapid release followed by a delayed release.

別の関連する実施形態では、異なる薬物をアポトーシス誘導薬としても治療薬としても用いるのであれば、混合性製剤は特に有利である。   In another related embodiment, mixed formulations are particularly advantageous if different drugs are used as both apoptosis inducers and therapeutic agents.

更に別の実施形態では、粒子は、アポトーシス誘導薬または治療薬を含有するように製剤されたPLGA粒子である。典型的な製剤は、薬物の形態で製剤の全量の高々50%、好適には高々30%、より好適には高々20%を含有することになる。   In yet another embodiment, the particles are PLGA particles formulated to contain an apoptosis-inducing or therapeutic agent. A typical formulation will contain at most 50%, preferably at most 30%, more preferably at most 20% of the total amount of the formulation in drug form.

時には、適用に望ましい放出速度を達成するためにトウィーン20、トウィーン80、イソプロピルミリステート、β乳糖、またはフタル酸ジエチルなどの放出エンハンサを加えることは有利である。   Sometimes it is advantageous to add a release enhancer such as Tween 20, Tween 80, isopropyl myristate, β-lactose, or diethyl phthalate to achieve the desired release rate for the application.

好適実施形態では、速放性PLGA微小粒子は、乳酸とグリコール酸の比率(LA:GA比)が50:50であり、3乃至5μmの平均径と、体温より低いガラス転移温度(例えば30℃)とを有し、パクリタキセル負荷が4%以下で、薬物放出速度が1日で70%である。この組成物の例は、表1のバッチ8である。   In a preferred embodiment, the immediate release PLGA microparticles have a ratio of lactic acid to glycolic acid (LA: GA ratio) of 50:50, an average diameter of 3 to 5 μm, and a glass transition temperature lower than body temperature (eg 30 ° C.). The paclitaxel load is 4% or less and the drug release rate is 70% per day. An example of this composition is Batch 8 in Table 1.

好適実施形態では、徐放性PLGA微小粒子は、乳酸とグリコール酸の比率が50:50であり、30乃至50μmの平均径と、体温より低いガラス転移温度(例えば30℃)とを有し、パクリタキセル負荷が4%以下で、1日目に初期バースト薬物放出速度で20%以下を放出し、続いて、より緩徐な放出により7週間で全累積放出の70%を放出する。組成物の例は、表1のバッチ7である。   In a preferred embodiment, the sustained release PLGA microparticles have a ratio of lactic acid to glycolic acid of 50:50, an average diameter of 30-50 μm, and a glass transition temperature lower than body temperature (eg, 30 ° C.), With paclitaxel loading of 4% or less, release less than 20% at the initial burst drug release rate on day 1, followed by 70% of total cumulative release in 7 weeks with slower release. An example of the composition is Batch 7 in Table 1.

好適実施形態では、徐放性PLGA微小粒子は、乳酸とグリコール酸の比率が75:25であり、3乃至5μmの平均径と、体温より高いガラス転移温度(例えば50℃)とを有し、パクリタキセル負荷が4%以下で、1日目に初期バースト薬物放出速度で5%以下を放出し、続いて、より緩徐な放出により7週間で全累積放出の30%を放出する。この組成物の例は、表1のバッチ4である。   In a preferred embodiment, the sustained release PLGA microparticles have a lactic acid to glycolic acid ratio of 75:25, an average diameter of 3 to 5 μm, and a glass transition temperature (eg 50 ° C.) higher than body temperature, With a paclitaxel load of 4% or less, release less than 5% at the initial burst drug release rate on day 1, followed by 30% of the total cumulative release in 7 weeks with slower release. An example of this composition is Batch 4 in Table 1.

第3の側面では、本発明は、腫瘍がある場所に局所的に薬物含有ナノ粒子または微小粒子を投与することによって、腫瘍への薬物送達を向上させる方法を提供する。このとき、ナノ粒子または微小粒子は腫瘍組織に選択的に接着し、それによって、腫瘍に選択的に接着しないナノ粒子または微小粒子における送達と比べて腫瘍において高い薬物レベルを生じさせる。   In a third aspect, the present invention provides a method for improving drug delivery to a tumor by administering drug-containing nanoparticles or microparticles locally to the location where the tumor is. At this time, the nanoparticles or microparticles selectively adhere to the tumor tissue, thereby producing high drug levels in the tumor compared to delivery in nanoparticles or microparticles that do not selectively adhere to the tumor.

一実施形態では、薬物含有ナノ粒子または微小粒子は、腫瘍組織に選択的に接着し、アポトーシス誘導薬の放出により、腫瘍への自身の浸透を促進する。例えば、例5の粒子は、腫瘍への広範な浸透を示している。アポトーシス誘導薬を含有していない等価粒子は腫瘍に浸透しなかったので、この浸透はアポトーシス誘導薬の放出によるものであった。粒子が含有する残りの薬物負荷は腫瘍への浸透後に経時的に放出され、腫瘍組織は放出された薬物に集中的にさらされた。薬物放出速度は、組織環境によって遅くなることになり、腫瘍組織の露出の持続期間を増大する。よって、初期の薬物放出後に腫瘍組織に浸透する腫瘍接着粒子の局所投与を用いたこの実施形態の方法は、腫瘍治療の効果的な方法である。そのような実施形態はまた、速放性または徐放性治療薬の使用に依らないが、粒子がアポトーシス誘導薬を含有しているので、腫瘍を治療する治療薬の使用に適用可能である。   In one embodiment, the drug-containing nanoparticles or microparticles selectively adhere to tumor tissue and promote their penetration into the tumor through the release of apoptosis-inducing drugs. For example, the particles of Example 5 show extensive penetration into the tumor. This penetration was due to the release of the apoptosis-inducing agent, since equivalent particles that did not contain the apoptosis-inducing agent did not penetrate the tumor. The remaining drug load contained by the particles was released over time after penetrating the tumor, and the tumor tissue was intensively exposed to the released drug. The drug release rate will be slowed by the tissue environment, increasing the duration of tumor tissue exposure. Thus, the method of this embodiment using local administration of tumor adhesive particles that penetrates tumor tissue after initial drug release is an effective method of tumor treatment. Such embodiments are also not applicable to the use of immediate or sustained release therapeutics, but are applicable to the use of therapeutics to treat tumors because the particles contain apoptosis-inducing agents.

第4の側面では、本発明は、上記方法で用いられる組成物を提供する。   In a fourth aspect, the present invention provides a composition for use in the above method.

一実施形態では、これらの組成物は、患者の体温より低いガラス転移温度(Tg)を有し、それによって腫瘍組織への粒子の選択的接着を高めるようなPLGA粒子からなる。   In one embodiment, these compositions consist of PLGA particles that have a glass transition temperature (Tg) below the patient's body temperature, thereby enhancing the selective adhesion of the particles to the tumor tissue.

好適実施形態では、速放性PLGA微小粒子は、約50%のラクチドと約50%のグリコライドからできており、体温より低いガラス転移温度(例えば30℃)を有する。そのような組成物の例は、表1のバッチ8である。   In a preferred embodiment, the immediate release PLGA microparticles are made of about 50% lactide and about 50% glycolide and have a glass transition temperature (eg, 30 ° C.) below body temperature. An example of such a composition is Batch 8 in Table 1.

特定の実施形態では、粒子は、約50%のラクチドと約50%のグリコライドを含むPLGAに製剤され、薬物が封入される。薬物の全重量は製剤の全重量の50%を超えず、好適には30%を超えない。   In certain embodiments, the particles are formulated in PLGA containing about 50% lactide and about 50% glycolide and encapsulating the drug. The total weight of the drug does not exceed 50% and preferably does not exceed 30% of the total weight of the formulation.

別の実施形態では、ポリリジンとの架橋を用いて粒子の生体接着性特性を高めることによって、または粒子にフィブリノゲンで剤皮を施すことによって、または他の当技術分野で認められている方法によって、腫瘍組織に接着する粒子を得ることができる。これらの粒子は、ゼラチンナノ粒子またはPLGA微小粒子であり得る。   In another embodiment, by cross-linking with polylysine to enhance the bioadhesive properties of the particle, or by coating the particle with fibrinogen, or by other art-recognized methods, Particles that adhere to the tumor tissue can be obtained. These particles can be gelatin nanoparticles or PLGA microparticles.

第5の側面では、本発明は、転移性腫瘍が最も頻繁に生じる腹腔部位に集中し、それによって、転移性腫瘍が最も頻繁に生じる位置に集中しない製剤により薬物が送達されるものより腫瘍に送達する薬物レベルが高くなるような薬物含有微小粒子を腹腔内に投与することによって、腹腔に広がった腫瘍への薬物送達を向上させる方法を提供する。   In a fifth aspect, the invention focuses on tumors rather than those where the drug is delivered by a formulation that concentrates at the abdominal site where the metastatic tumor occurs most frequently, and not at the location where the metastatic tumor occurs most frequently. Methods are provided for improving drug delivery to tumors that have spread to the peritoneal cavity by administering intraperitoneal drug-containing microparticles that result in higher drug levels to be delivered.

第6の側面では、本発明は、上記方法のための組成物、即ち腹腔に投与すると転移性腫瘍が最も頻繁に生じる腹腔部位、例えば網、腸間膜、横隔膜、下腹部などに局在するようなPLGA微小粒子を提供する。   In a sixth aspect, the present invention is a composition for the above method, i.e., localized to the abdominal site where metastatic tumors occur most frequently when administered to the abdominal cavity, such as the omentum, mesentery, diaphragm, lower abdomen, etc. Such PLGA microparticles are provided.

好適実施形態では、PLGA微小粒子は約3乃至5μmの平均径を有する。これらの粒子は、網、腸間膜、横隔膜及び下腹部の付近に優先的に局在する。これらの組成物の例は、表1のバッチ4及び8である。   In a preferred embodiment, the PLGA microparticles have an average diameter of about 3-5 μm. These particles are preferentially localized near the omentum, mesentery, diaphragm and lower abdomen. Examples of these compositions are batches 4 and 8 in Table 1.

好適実施形態では、PLGA微小粒子は約30乃至50μmの平均径を有する。これらの粒子は、下腹部に優先的に局在する。これらの組成物の例は、表1のバッチ2、3、5、6、7である。   In a preferred embodiment, the PLGA microparticles have an average diameter of about 30-50 μm. These particles are preferentially localized in the lower abdomen. Examples of these compositions are batches 2, 3, 5, 6, 7 in Table 1.

一実施形態では、微小粒子は、腸間膜、網、横隔膜、及び転移性腹膜腫瘍の成長の位置である他の部位に集中する。   In one embodiment, the microparticles are concentrated in the mesentery, omentum, diaphragm, and other sites that are the location of metastatic peritoneal tumor growth.

関連する実施形態では、粒子のサイズは単一腫瘍細胞または腫瘍細胞の小凝集のサイズと類似しており、直径約3乃至約30μmである。   In a related embodiment, the size of the particles is similar to the size of a single tumor cell or a small aggregate of tumor cells and is about 3 to about 30 μm in diameter.

第7の側面では、本発明は、薬物含有微小粒子の凝集形成を促進し、それによってリンパ排液によるこれらの粒子のクリアランスを体温より高いTgを有する微小粒子に比べて低下させるために、患者の体温より低いガラス転移温度(Tg)を有するPLGA微小粒子に薬物を製剤することによって、腹腔における薬物含有微小粒子のより良好な滞留を達成する方法を提供する。   In a seventh aspect, the present invention provides a method for promoting the aggregation formation of drug-containing microparticles, thereby reducing the clearance of these particles by lymphatic drainage compared to microparticles having a Tg higher than body temperature. A method of achieving better retention of drug-containing microparticles in the peritoneal cavity is provided by formulating the drug in PLGA microparticles having a glass transition temperature (Tg) lower than the body temperature.

第8の側面では、本発明は、上記方法のための組成物であって、リンパ系クリアランスを遅延させている薬物を封入した微小粒子からなる組成物を提供する。   In an eighth aspect, the present invention provides a composition for the above method, comprising a microparticle encapsulating a drug that delays lymphatic clearance.

好適実施形態では、PLGA微小粒子は、約50%のラクチドと約50%のグリコライドからできており、体温より低いガラス転移温度(例えば30℃)を有する。これらの組成物の例は、表1のバッチ6、7、8である。   In a preferred embodiment, the PLGA microparticles are made of about 50% lactide and about 50% glycolide and have a glass transition temperature (eg, 30 ° C.) below body temperature. Examples of these compositions are batches 6, 7, and 8 in Table 1.

第9の側面では、本発明は、リンパ排液による薬物のクリアランスを低減するのに十分に大きい粒子サイズを有するPLGA微小粒子に薬物を製剤することによって、微小粒子に封入しないで薬物を投与する場合に比べて、腹腔における薬物含有微小粒子のより良好な滞留を達成する方法を提供する。   In a ninth aspect, the present invention administers a drug without encapsulating the microparticle by formulating the drug in PLGA microparticles having a particle size large enough to reduce clearance of the drug by lymphatic drainage Compared to cases, a method is provided that achieves better retention of drug-containing microparticles in the peritoneal cavity.

第10の側面では、本発明は、上記方法のための組成物であって、リンパ排液によるクリアランスを遅延させるのに十分に大きいサイズを有する薬物を封入した微小粒子からなる組成物を提供する。   In a tenth aspect, the present invention provides a composition for the above method, comprising a microparticle encapsulating a drug having a size large enough to delay clearance by lymphatic drainage. .

好適実施形態では、PLGA微小粒子は少なくとも10μmの平均径を有する。これらの組成物の例は、表1のバッチ2、3、5、6、7である。   In a preferred embodiment, the PLGA microparticles have an average diameter of at least 10 μm. Examples of these compositions are batches 2, 3, 5, 6, 7 in Table 1.

第11の側面では、本発明は、腹膜からの吸収によって腹腔からの薬物のクリアランスを減少させるような粒子サイズを有するPLGA微小粒子に薬物を製剤することによって、微小粒子に封入しないで薬物を投与する場合に比べて、腹腔における薬物含有微小粒子のより良好な滞留を達成する方法を提供する。   In an eleventh aspect, the invention provides for administering a drug without encapsulating the microparticles by formulating the drug in PLGA microparticles having a particle size that reduces clearance of the drug from the peritoneum by absorption from the peritoneum. Provides a way to achieve better retention of the drug-containing microparticles in the peritoneal cavity as compared to

第12の側面では、本発明は、上記方法のための、腹膜からの吸収を遅延させるような薬物を封入した微小粒子からなる組成物を提供する。   In a twelfth aspect, the present invention provides a composition comprising microparticles encapsulating a drug that delays absorption from the peritoneum for the above method.

好適実施形態では、PLGA微小粒子は少なくとも10μmの平均径を有する。これらの組成物の例は、表1のバッチ2、3、5、6、7である。   In a preferred embodiment, the PLGA microparticles have an average diameter of at least 10 μm. Examples of these compositions are batches 2, 3, 5, 6, 7 in Table 1.

第13の側面では、本発明は、以下の所望の特性、即ち(1)速やかな薬物放出とそれに続く緩徐な薬物放出を与える、(2)腫瘍組織に選択的に接着する、(3)転移性腫瘍が最も頻繁に生じる腹腔部位に局在する、(4)リンパ排液によるクリアランスが低い、(5)腹膜からの吸収が低い、のうち少なくとも2つを有する組成物を提供する。   In a thirteenth aspect, the present invention provides the following desired properties: (1) provide rapid drug release followed by slow drug release, (2) selectively adhere to tumor tissue, (3) metastasis Provided is a composition having at least two of (4) low clearance by lymphatic drainage and (5) low absorption from the peritoneum, localized to the abdominal site where a sex tumor occurs most frequently.

好適実施形態では、組成物は、速放性及び徐放性PLGA粒子を含む。速放性PLGA粒子は、50%のラクチドと50%のグリコライドからできており、3乃至5μmの平均径と、体温より低いガラス転移温度(例えば30℃)とを有し、アポトーシス誘導量のアポトーシス誘導薬を数時間以内に放出する。徐放性PLGA微小粒子は、50%のラクチドと50%のグリコライドからできており、30乃至50μmの平均径と、体温より低いガラス転移温度(例えば30℃)とを有する。治療薬の放出は、1日目に薬物負荷の好適には30%以下、更に好適には20%以下を放出し、続いて、より緩徐な放出により数週間で全累積放出の60%以上、若しくは好適には70%以上を放出する。   In a preferred embodiment, the composition comprises immediate release and sustained release PLGA particles. The immediate release PLGA particles are made of 50% lactide and 50% glycolide, have an average diameter of 3 to 5 μm, a glass transition temperature lower than body temperature (for example, 30 ° C.), and have an apoptosis-inducing amount. Releases apoptosis inducer within hours. The sustained-release PLGA microparticles are made of 50% lactide and 50% glycolide, and have an average diameter of 30 to 50 μm and a glass transition temperature (for example, 30 ° C.) lower than body temperature. The release of the therapeutic agent releases preferably 30% or less, more preferably 20% or less of the drug load on the first day, followed by more than 60% of the total cumulative release in a few weeks due to slower release, Or, preferably 70% or more is released.

より好適な実施形態では、アポトーシス誘導薬及び治療薬は共にパクリタキセルである。   In a more preferred embodiment, the apoptosis-inducing agent and the therapeutic agent are both paclitaxel.

第14の側面では、本発明は、患者の膀胱壁への親油性薬物の送達方法を提供する。この方法は、遊離薬物の投与に対して幾つかの利点を有するような薬物の製剤にゼラチンナノ粒子を用いる。ゼラチンナノ粒子中に薬物を製剤することにより、そうしなければ可能であったであろう薬物量より大きな薬物量の低溶解性薬物を多数投与することが可能になる。更に、ゼラチンナノ粒子に製剤された薬物は、連続性薬物放出のための貯蔵体として働き、それによって遊離薬物の投与に比べて高い薬物濃度を維持することができる。更に、薬物を封入したゼラチンナノ粒子は排尿時でさえも膀胱腔に滞留することができるので、薬物への全腫瘍露出が高まる。   In a fourteenth aspect, the present invention provides a method for delivering a lipophilic drug to the bladder wall of a patient. This method uses gelatin nanoparticles in drug formulations that have several advantages over the administration of free drugs. By formulating the drug in gelatin nanoparticles, it is possible to administer a large number of low solubility drugs with a drug amount greater than would otherwise be possible. Furthermore, the drug formulated into gelatin nanoparticles can serve as a reservoir for continuous drug release, thereby maintaining a high drug concentration compared to administration of free drug. Furthermore, gelatin nanoparticles encapsulating the drug can remain in the bladder cavity even during urination, increasing the overall tumor exposure to the drug.

好適実施形態では、本発明は、膀胱内滴下注入による、表在性膀胱癌の患者の膀胱壁へのパクリタキセル送達方法を提供する。ここで、パクリタキセルは、クレモフォアを含まない製剤には含まれず、そのために、膀胱壁浸透のためにより容易に利用可能である。   In a preferred embodiment, the present invention provides a method of delivering paclitaxel to the bladder wall of a patient with superficial bladder cancer by intravesical instillation. Here, paclitaxel is not included in formulations that do not contain cremophor and is therefore more readily available for bladder wall penetration.

別の実施形態では、表在性膀胱癌または間質性膀胱炎の治療のための他の高親油性薬物をこの方法を用いて投与することが可能である。この方法を用いてより良好な治療結果を生み出すことが期待される薬物には、限定するものではないが、ドセタキセルが含まれる。   In another embodiment, other highly lipophilic drugs for the treatment of superficial bladder cancer or interstitial cystitis can be administered using this method. Drugs that are expected to produce better therapeutic results using this method include, but are not limited to, docetaxel.

第15の側面では、本発明は、膀胱内滴下注入に適した送達形態にパクリタキセルを製剤するための組成物を提供する。ここで、送達形態は、以下の判定規準、即ち(1)少量の滴注物に十分な用量のパクリタキセルを含有させることができること、(2)送達形態は、膀胱壁にパクリタキセルを速やかにかつ効率的に送達するものであること、(3)膀胱壁においてパクリタキセルの実質的かつ治療的活性濃度が達成されること、を満たすものである。   In a fifteenth aspect, the present invention provides a composition for formulating paclitaxel in a delivery form suitable for intravesical instillation. Here, the delivery form is based on the following criteria: (1) a sufficient amount of paclitaxel can be contained in a small amount of instillation; (2) the delivery form allows for rapid and efficient paclitaxel on the bladder wall. (3) that a substantial and therapeutically active concentration of paclitaxel is achieved in the bladder wall.

一実施形態では、組成物は、パクリタキセルを封入した架橋ゼラチンナノ粒子からなる。   In one embodiment, the composition consists of crosslinked gelatin nanoparticles encapsulating paclitaxel.

関連する実施形態では、パクリタキセルの溶解度を制限した放出を与え、それゆえ尿中のパクリタキセルの溶解濃度を維持することになるようにゼラチンナノ粒子を製剤する。このため、限定されるものではないが、滴下注入時の残尿や治療期間中または後の尿生成を含む、薬物濃度の希釈及び低下を生じさせるかもしれないプロセスに左右されることなく、パクリタキセル濃度が一定かつ有効に保たれることになる。   In a related embodiment, the gelatin nanoparticles are formulated to provide a limited release of paclitaxel solubility and therefore maintain a dissolved concentration of paclitaxel in urine. For this reason, paclitaxel is not dependent on processes that may cause dilution and reduction of drug concentration, including but not limited to residual urine at the time of instillation and urine production during or after treatment. The concentration will be kept constant and effective.

好適実施形態では、175ブルームのブルーム強度、平均径約600nm乃至約1000nmの、0.4%乃至2.0%の薬物負荷を有する、より好適には0.5%乃至1.0%の薬物負荷を有する、ゼラチンからゼラチンナノ粒子を調製する。ゼラチンの架橋は、例7に記載されているグルタルアルデヒドを用いて、或いは他の方法によって、例えば当技術分野で一般的に認められているような酸化型多糖分子(特許文献3)を用いてなし得る。これらのナノ粒子の一例を表3に示し、その特性を例7で説明する。   In a preferred embodiment, a 175 bloom bloom strength, an average diameter of about 600 nm to about 1000 nm, 0.4% to 2.0% drug loading, more preferably 0.5% to 1.0% drug Gelatin nanoparticles are prepared from gelatin with loading. Gelatin cross-linking may be accomplished using glutaraldehyde as described in Example 7 or by other methods, for example, using oxidized polysaccharide molecules (Patent Document 3) as generally accepted in the art. You can get none. An example of these nanoparticles is shown in Table 3 and the properties are described in Example 7.

別の関連する実施形態では、ナノ粒子製剤はパクリタキセルの溶解度を高め、腫瘍の治療に利用可能なパクリタキセルの濃度を結果的に増加するための成分を更に含むことになる。このような組成物の例は、ジメチルスルホキシドまたはポリエチレングリコールなどの共溶媒である。   In another related embodiment, the nanoparticle formulation will further comprise ingredients for increasing the solubility of paclitaxel and consequently increasing the concentration of paclitaxel available for tumor treatment. Examples of such compositions are cosolvents such as dimethyl sulfoxide or polyethylene glycol.

更に別の関連する実施形態では、温熱療法を施すことによって尿中のパクリタキセルの溶解度を増大させることができる。   In yet another related embodiment, hyperthermia can be applied to increase the solubility of paclitaxel in urine.

別の実施形態では、粒子は、正常な膀胱壁、及び/または表在性膀胱癌に苦しむ患者にしばしば見られる炎症性膀胱壁、及び/または膀胱壁の表面に露出した腫瘍組織に接着する。この接着性は、限定するものではないが、ポリリジン、フィブリノゲン、ポリアクリル酸重合体、メチルセルロース、酢酸セルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、またはペクチンを含む生体接着性分子でナノ粒子に剤皮を施すことによって、増加することができる。   In another embodiment, the particles adhere to normal bladder wall and / or inflammatory bladder wall often found in patients suffering from superficial bladder cancer, and / or tumor tissue exposed on the surface of the bladder wall. This adhesion is not limited, but the nanoparticle is coated with bioadhesive molecules including polylysine, fibrinogen, polyacrylic acid polymer, methylcellulose, cellulose acetate, carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, or pectin. Can be increased.

関連する実施形態では、膀胱壁へのナノ粒子の接着性は、患者が膀胱を空にした後であっても、膀胱腔中の有効薬物濃度の維持を可能にする。   In a related embodiment, the adhesion of the nanoparticles to the bladder wall allows maintenance of an effective drug concentration in the bladder cavity even after the patient empties the bladder.

特定の実施形態では、膀胱壁に接着する粒子は、親油性の治療薬が封入されかつ生体接着性分子で剤皮を施されたゼラチンナノ粒子である。   In certain embodiments, the particles that adhere to the bladder wall are gelatin nanoparticles encapsulated with a lipophilic therapeutic agent and coated with a bioadhesive molecule.

好適実施形態では、粒子は、パクリタキセルが封入され、ポリリジンで剤皮を施されたゼラチンナノ粒子である。   In a preferred embodiment, the particles are gelatin nanoparticles encapsulated with paclitaxel and coated with polylysine.

より好適な実施形態では、175ブルームのブルーム強度、平均径約600nm乃至約1000nmの、0.4%乃至2%の薬物負荷を有する、より好適には0.5%乃至1.0%の薬物負荷を有するゼラチンであって、重量の5%のポリリジンを含み、例7に記載されているグルタルアルデヒドを用いて、或いは他の当技術分野で認められている架橋方法によってゼラチン分子及びポリリジン分子が架橋するような該ゼラチンからゼラチンナノ粒子を調製する。   In a more preferred embodiment, a 175 Bloom bloom strength, an average diameter of about 600 nm to about 1000 nm, 0.4% to 2% drug loading, more preferably 0.5% to 1.0% drug A gelatin having a load, comprising 5% polylysine by weight, wherein the gelatin and polylysine molecules are formed using glutaraldehyde as described in Example 7 or by other art-recognized crosslinking methods. Gelatin nanoparticles are prepared from the gelatin to be crosslinked.

別の実施形態では、膀胱内導入に適した送達形態は、速放性PLGA微小粒子からなる。   In another embodiment, a delivery form suitable for intravesical introduction consists of immediate release PLGA microparticles.

別の実施形態では、膀胱内容物への治療薬の放出速度は、薬物の水性溶解度によって制限される。   In another embodiment, the release rate of the therapeutic agent into the bladder contents is limited by the aqueous solubility of the drug.

好適実施形態では、薬物はパクリタキセルである。   In a preferred embodiment, the drug is paclitaxel.

別の実施形態では、速放性PLGA微小粒子は、100nm乃至6000nm、好適には500乃至5000nm、より好適には3000乃至4000nmの平均径を有する。   In another embodiment, the rapid release PLGA microparticles have an average diameter of 100 nm to 6000 nm, preferably 500 to 5000 nm, more preferably 3000 to 4000 nm.

好適実施形態では、速放性PLGA微小粒子は、50%のラクチドと50%のグリコライドからできており、3000乃至5000μmの平均径と、体温より低いガラス転移温度(例えば30℃)とを有し、約4%のパクリタキセルを含有し、その薬物含量の約70%をシンク条件下で1日間で放出する薬物放出速度を有する。   In a preferred embodiment, the immediate release PLGA microparticles are made of 50% lactide and 50% glycolide and have an average diameter of 3000 to 5000 μm and a glass transition temperature below body temperature (eg 30 ° C.). And has a drug release rate that contains about 4% paclitaxel and releases about 70% of its drug content under sink conditions in one day.

別の実施形態では、PLGA微小粒子に生体接着性分子で剤皮を施す。   In another embodiment, PLGA microparticles are coated with bioadhesive molecules.

第16の側面では、本発明は、薬物が静脈内経路により投与されるとき、腎臓への薬物の送達を増大させる方法を提供する。この方法は、静脈内に投与された薬物の分布に比べて選択的であるような腎臓へのゼラチンナノ粒子の分布に基づく。   In the sixteenth aspect, the present invention provides a method for increasing delivery of a drug to the kidney when the drug is administered by an intravenous route. This method is based on the distribution of gelatin nanoparticles to the kidney, which is selective compared to the distribution of drugs administered intravenously.

一実施形態では、腎臓組織の選択的標的指向化は、ゼラチンナノ粒子に製剤された薬物の静脈内投与によって達成される。   In one embodiment, selective targeting of kidney tissue is achieved by intravenous administration of a drug formulated in gelatin nanoparticles.

好適実施形態では、腎臓の選択的標的指向化の方法については例11で述べる。   In a preferred embodiment, a method for selective targeting of the kidney is described in Example 11.

より好適な実施形態では、治療的に有用な薬物を封入した平均サイズ約600乃至900nmのゼラチンナノ粒子を用いて、被験対象の腎臓を標的指向化することになる。   In a more preferred embodiment, gelatin nanoparticles with an average size of about 600-900 nm encapsulating a therapeutically useful drug will be used to target the kidney of the subject.

別の実施形態では、ゼラチンナノ粒子に製剤されることになる薬物には、腎癌の治療のための化学療法薬、腎癌の予防のための化学予防薬、腎臓疾患の治療のための遺伝子療法構成体、腎臓への選択的投与が有益であるような他の薬物が含まれる。   In another embodiment, the drug to be formulated into gelatin nanoparticles includes a chemotherapeutic agent for the treatment of renal cancer, a chemopreventive agent for the prevention of renal cancer, a gene for the treatment of kidney disease Therapeutic constructs include other drugs for which selective administration to the kidney is beneficial.

第17の側面では、本発明は、腎臓の選択的静脈内標的指向化に適した送達形状でパクリタキセルまたは他の薬物を製剤するための組成物を提供する。この組成物は、送達される薬物を封入した架橋ゼラチンナノ粒子からなる。   In a seventeenth aspect, the present invention provides a composition for formulating paclitaxel or other drugs in a delivery form suitable for selective intravenous targeting of the kidney. The composition consists of crosslinked gelatin nanoparticles encapsulating the drug to be delivered.

好適実施形態では、薬物はパクリタキセルである。   In a preferred embodiment, the drug is paclitaxel.

より好適な実施形態では、175ブルームのブルーム強度、平均径約600nm乃至約1000nmの、0.4%乃至2%の薬物負荷を有する、より好適には0.5%乃至1.0%の薬物負荷を有する、ゼラチンからゼラチンナノ粒子を調製する。ゼラチンの架橋は、例7に記載されているグルタルアルデヒドを用いて、或いは他の方法によって、例えば当技術分野で一般的に認められているような酸化型多糖分子(特許文献3)を用いてなし得る。これらのナノ粒子の一例を表3に示し、その特性を例7で説明する。   In a more preferred embodiment, a 175 Bloom bloom strength, an average diameter of about 600 nm to about 1000 nm, 0.4% to 2% drug loading, more preferably 0.5% to 1.0% drug Gelatin nanoparticles are prepared from gelatin with loading. Gelatin cross-linking may be accomplished using glutaraldehyde as described in Example 7 or by other methods, for example, using oxidized polysaccharide molecules (Patent Document 3) as generally accepted in the art. You can get none. An example of these nanoparticles is shown in Table 3 and the properties are described in Example 7.

別の実施形態では、薬物は、腎臓の細胞への遺伝子構成体の選択的送達のための遺伝子産物である。   In another embodiment, the drug is a gene product for selective delivery of gene constructs to kidney cells.

第17の側面では、本発明は、患者の膀胱壁に薬物を送達する方法を提供する。この方法は、遊離薬物の投与に対して幾つかの利点を有するような薬物の製剤にゼラチンナノ粒子を用いる。ゼラチンナノ粒子中に薬物を製剤することにより、そうしなければ可能であったであろう薬物量より大きな薬物量の薬物の投与が可能になる。   In a seventeenth aspect, the present invention provides a method of delivering a drug to a patient's bladder wall. This method uses gelatin nanoparticles in drug formulations that have several advantages over the administration of free drugs. Formulating the drug in gelatin nanoparticles allows for the administration of a drug amount that is greater than would otherwise be possible.

好適実施形態では、ゼラチンナノ粒子に製剤された薬物は、連続性薬物放出のための貯蔵体として働き、それによって遊離薬物の投与に比べて高い薬物濃度を維持することができる。更に、薬物を封入したゼラチンナノ粒子は排尿時でさえも膀胱腔に滞留することができるので、薬物への全腫瘍露出が高まる。   In a preferred embodiment, the drug formulated in gelatin nanoparticles can serve as a reservoir for continuous drug release, thereby maintaining a high drug concentration compared to administration of free drug. Furthermore, gelatin nanoparticles encapsulating the drug can remain in the bladder cavity even during urination, increasing the overall tumor exposure to the drug.

別の実施形態では、表在性膀胱癌の治療のための他の高親油性薬物をこの方法を用いて投与することができる。この方法を用いてより良好な治療結果を生み出すことが期待されるような薬物には、限定するものではないが、ドセタキセルがある。   In another embodiment, other highly lipophilic drugs for the treatment of superficial bladder cancer can be administered using this method. Drugs that are expected to produce better therapeutic results using this method include, but are not limited to, docetaxel.

別の実施形態では、表在性膀胱癌の治療のための他の薬物をこの方法を用いて投与することができる。そのような薬物には、限定するものではないが、スラミン、インターフェロン(例えば、インターフェロンα、γ、ω)、ドセタキセル、ドキソルビシン及び他のアントラサイクリン、チオテパ、マイトマイシン(例えばマイトマイシンC)、カルメット‐ゲラン杆菌、シスプラチン、メトトレキセート、ビンブラスチン、5−フルオロウラシル、ロイプロイド(leuprolide)、フルタミド、エチルスチルベストロール、エストラムスチン、酢酸メゲストロール、サイプロテロン、フルタミド、シクロホスファミドが含まれるであろう。   In another embodiment, other drugs for the treatment of superficial bladder cancer can be administered using this method. Such drugs include, but are not limited to, suramin, interferon (eg, interferon α, γ, ω), docetaxel, doxorubicin and other anthracyclines, thiotepa, mitomycin (eg, mitomycin C), calmet-gellan bacillus Cisplatin, methotrexate, vinblastine, 5-fluorouracil, leuprolide, flutamide, ethylstilbestrol, estramustine, megestrol acetate, cyproterone, flutamide, cyclophosphamide.

別の実施形態では、間質性膀胱炎の治療のための薬物をこの方法を用いて投与することができる。この方法を用いてより良好な治療結果を生み出すことが期待されるような薬物には、限定するものではないが、ペントサンポリ硫酸及びそのナトリウム塩、抗ヒスタミン薬(例えば、ヒドロキシジン及びその塩、クロモリン及びそのナトリウム塩)、三環系抗うつ薬(例えば、アミトリプチリン、デシプラミン、ノルトリプチリン、ドクサピン、イミプラミン)、選択的セロトニン再取込阻害薬(例えばパロキセチン)、鎮痛剤(例えば、ガバペンチン、クロナゼパム)、筋弛緩薬(例えば、ジアゼパム、Baclofen)、抗痙攣薬(例えば、ガバペンチン、クロナゼパム)、オピオイド鎮痛薬(例えば、バイコディン、パーコセット、オキシコンチン)、他の鎮痛薬(例えば、塩酸リドカイン、塩酸プロカイン、サリチルアルコール、塩酸テトラカイン、塩酸フェナゾピリジン、アセトアミノフェン、アセチルサリチル酸、フルフェニサール(flufenisal)、イブプロフェン、インドプロフェン、インドメタシン、ナプロクサ、コデイン、オキシコドン、クエン酸フェンタニール)、鎮痙薬(例えば、ウリマックス(Urimax)、ピリジウム(Pyridium)、ユアイセッド(Urised)、フラボキセート、ジサイクロミン、プロパンテリン)、抗コリン作用薬(例えば、デトロール、ディトロパン、レブシン(Levsin)、ヒヨスチアミン)、H遮断薬(例えば、タガメット、ゼンタック(Zantac))、尿アルカリ化剤、アドレナリン拮抗剤(例えば、カーデュラ(Cardura)、フロマックス(Flomax)、ハイトリン(Hytrin))、ロイコトリエン拮抗薬(例えばモンテルカスト(montelukast))や、種々の作用を伴う薬物(例えば、ジメチルスルホキシド、ヘパリン、オキシクロロセン及びそのナトリウム塩、硝酸銀、カルメット‐ゲラン杆菌、ヒアルロン酸ナトリウム、レシニフェラトキシン、ボツリヌス毒素)が含まれよう。 In another embodiment, a drug for the treatment of interstitial cystitis can be administered using this method. Drugs that are expected to produce better therapeutic results using this method include, but are not limited to, pentosan polysulfate and its sodium salts, antihistamines (eg, hydroxyzine and its salts, Cromolyn and its sodium salt), tricyclic antidepressants (eg amitriptyline, desipramine, nortriptyline, doxapine, imipramine), selective serotonin reuptake inhibitors (eg paroxetine), analgesics (eg gabapentin, clonazepam), Muscle relaxants (eg, diazepam, Baclofen), anticonvulsants (eg, gabapentin, clonazepam), opioid analgesics (eg, bicodin, percoset, oxycontin), other analgesics (eg, lidocaine hydrochloride, procaine hydrochloride, salicyl) Alcohol, tetrahydrochloride In, phenazopyridine hydrochloride, acetaminophen, acetylsalicylic acid, flufenisal, ibuprofen, indoprofen, indomethacin, naproxa, codeine, oxycodone, fentanyl citrate), antispasmodics (eg, Urimax) , Pyridium, Urised, flavoxate, dicyclomine, propanthelin), anticholinergic drugs (eg, detrol, ditropane, levsin, hyoscyamine), H 2 blockers (eg, tagamet, zentac ( Zantac)), urine alkalizing agents, adrenergic antagonists (eg Cardura, Flomax, Hytrin), leukotriene antagonists (eg montelukast), and various actions Objects (e.g., dimethyl sulfoxide, heparin, oxychlorosene and its sodium salt, silver nitrate, Calmette - Guerin, sodium hyaluronate, resiniferatoxin, botulinum toxin) could include.

別の実施形態では、抗生物質、抗真菌薬、抗原虫薬、抗ウイルス薬、その他の抗感染薬などの薬物を用いて膀胱感染を治療することができる。そのような感染の治療に適した薬物には、マイトマイシン、シプロフロキサシン、ノルフロキサシン、オフロキサシン、メタンアミン、ニトロフラントイン、アンピシリン、アモキシシリン、ナフシリン、トリメトプリム、サルファ、トリメトプリムスルファメトキサゾール(trimethoprimsulfamethoxazole)、エリトロマイシン、ドキシサイクリン、メトロニダゾール、テトラサイクリン、カナマイシン、ペニシリン、セファロスポリン、アミノグリコシドが含まれる。   In another embodiment, drugs such as antibiotics, antifungals, antiprotozoal drugs, antiviral drugs, and other antiinfectives can be used to treat bladder infection. Drugs suitable for the treatment of such infections include mitomycin, ciprofloxacin, norfloxacin, ofloxacin, methanamine, nitrofurantoin, ampicillin, amoxicillin, nafcillin, trimethoprim, sulfa, trimethoprimsulfamethoxazole, It includes erythromycin, doxycycline, metronidazole, tetracycline, kanamycin, penicillin, cephalosporin, aminoglycosides.

更に別の実施形態では、薬物を尿失禁または炎症の治療に用いることができる。適した薬物には、とりわけ、ジサイクロミン、デスモプレシン、オキシブチニン、エストロゲン、テロジリン、プロパンテリン、ドクサピン、イミプラミン、フラボキセート、フェニルプロパノラミン、テラゾシン、プラクソジン(praxosin)、プソイドエフェドリン、ベタニコール、抗コリン作用薬、鎮痙薬、抗ムスカリン薬、β−2アゴニスト、ノルエピネフリン取込阻害薬、セロトニン取込阻害薬、カルシウムチャネル拮抗薬、カリウムチャネル開口薬が含まれ、筋弛緩薬を用いることもできる。失禁の治療に適した薬物には、オキシブチニン、S−オキシブチニン(S-oxybutytin)、エメプロニウム(emepronium)、ベラパミル、イミプラミン、フラボキセート、アトロピン、プロパンテリン、トルテロジン、ロシベリン(rociverine)、クレンブテロール、ダリフェナシン、テロジリン、トロスピウム、ヒヨスチアミン、プロピベリン、デスモプレシン、バミカミド(藤沢薬品)、YM−46303(山之内製薬)、ランペリソン(日本化薬)、NS−21(日本新薬、オリオン(Orion)、伊フォルメンティ社(Formenti))、NC−1800(日本ケミファ)、ZD−6169(英ゼネカ社(Zeneca Co.))、ヨウ化スチロニウムが含まれる。   In yet another embodiment, the drug can be used to treat urinary incontinence or inflammation. Suitable drugs include, among others, dicyclomine, desmopressin, oxybutynin, estrogen, terodiline, propantheline, doxapine, imipramine, flavoxate, phenylpropanolamine, terazosin, prazosin, pseudoephedrine, betanicol, anticholinergic, antispasmodic Drugs, antimuscarinic drugs, β-2 agonists, norepinephrine uptake inhibitors, serotonin uptake inhibitors, calcium channel antagonists, potassium channel openers, and muscle relaxants can also be used. Drugs suitable for the treatment of incontinence include oxybutynin, S-oxybutytin, emepronium, verapamil, imipramine, flavoxate, atropine, propantherine, tolterodine, rociverine, clenbuterol, darifenacin, terodiline, Trospium, hyoscyamine, propiverine, desmopressin, bamicamide (Fujisawa Pharmaceutical), YM-46303 (Yamanouchi Pharmaceutical), Lamperisone (Nippon Kayaku), NS-21 (Nippon Shinyaku, Orion, Iformenti (Formenti)) NC-1800 (Nippon Chemifa), ZD-6169 (Zeneca Co.), and stilonium iodide.

別の実施形態では、薬物を用いて膀胱収縮性を向上させ、或いは膀胱に溜めておく尿を減らすことができた。   In another embodiment, the drug could be used to improve bladder contractility or reduce urine retention in the bladder.

例1
ヒト腫瘍細胞に対して活性を有するパクリタキセル濃度及び治療期間の特定
本発明は、細胞毒性を生じさせるのに十分な持続期間にわたり細胞毒性レベルのパクリタキセルを放出するようなパクリタキセルを封入した粒子を設計する方法及びそのような粒子の組成物について説明する。例1では、ヒト腫瘍細胞に対して効果的なパクリタキセル濃度及び治療期間を特定する。
Example 1
Identification of Paclitaxel Concentration Active and Active for Human Tumor Cells and Duration of Treatment The present invention designs particles encapsulating paclitaxel to release cytotoxic levels of paclitaxel for a duration sufficient to produce cytotoxicity The method and composition of such particles are described. Example 1 identifies the effective paclitaxel concentration and treatment period for human tumor cells.

出願人は、3つのヒト膵臓癌細胞(PANC1、MIA−PaCa、Hs766T)及びヒト膀胱RT4腫瘍細胞におけるパクリタキセル(水に溶解、96時間の治療)の細胞毒性を評価した。薬物効果は、MTT(microtetrazolium dye reduction)アッセイを用いて測定した。これらの細胞において50%の細胞毒性を生じさせるのに必要な濃度(IC50)はそれぞれ、1.5、0.7、0.7nMであった。これらのIC50値をヒト乳癌細胞MCF7及び卵巣癌細胞SKOV3におけるパクリタキセルのIC50(Au, et al., Cancer Res., 58: 2141-2148,1998)と比較する。このデータは、膵臓癌細胞がパクリタキセルに高い感受性があることを示している。進行膵臓癌患者にタキソール(登録商標)(クレモフォア及びエタノールに溶解したパクリタキセル)を静脈内投与しても目に見えるほどの活性を示さなかったので(Gebbia and Gebbia, Eur. J. Cancer, 32A: 1822-1823, 1996; Schnall and Macdonald. Semin.Oncol., 23: 220-228, 1996)、これは驚くべきことである。RT4細胞におけるパクリタキセルのIC50は、4.0±0.4nM(96時間の治療)であった。 Applicants evaluated the cytotoxicity of paclitaxel (dissolved in water, 96 hours of treatment) in three human pancreatic cancer cells (PANC1, MIA-PaCa, Hs766T) and human bladder RT4 tumor cells. The drug effect was measured using an MTT (microtetrazolium dye reduction) assay. The concentrations required to produce 50% cytotoxicity (IC 50 ) in these cells were 1.5, 0.7 and 0.7 nM, respectively. These IC 50 values human breast cancer cells MCF7 and paclitaxel IC 50 of the ovarian cancer cells SKOV3 (Au, et al, Cancer Res, 58:.. 2141-2148,1998) compared to. This data indicates that pancreatic cancer cells are highly sensitive to paclitaxel. Since patients with advanced pancreatic cancer did not show any visible activity after intravenous administration of Taxol (Paclitaxel dissolved in cremophor and ethanol) (Gebbia and Gebbia, Eur. J. Cancer, 32A: 1822-1823, 1996; Schnall and Macdonald. Semin. Oncol., 23: 220-228, 1996), this is surprising. The IC 50 of paclitaxel in RT4 cells was 4.0 ± 0.4 nM (96 hours of treatment).

例2
パクリタキセルを封入した微小粒子の効力を検査するためのヒト膵臓及び卵巣異種移植腫瘍モデルの確立
例2では、パクリタキセルを封入した微小粒子の効力を検査するための腹膜腫瘍モデルの確立について示す。
Example 2
Establishment of a human pancreatic and ovarian xenograft tumor model for examining the efficacy of microparticles encapsulating paclitaxel Example 2 illustrates the establishment of a peritoneal tumor model for examining the efficacy of microparticles encapsulating paclitaxel.

出願人は、リンパ節転移由来のヒト膵臓Hs766T細胞を用いて無胸腺マウスに同所性腹腔内腫瘍を定着させた。同所モデルについては、膵臓の本体に2×10個の腫瘍細胞を同所移植した。2〜3週間後に腫瘍を定着させた(直径1.5cm以下乃至2cm以下)。腹腔内腫瘍については、出願人は、Hs766T細胞の腹膜内注入を受けたマウスの腹膜洗浄から回収された細胞の再移植によって転移性亜系統を定着させた。6週齢のメスBalb/cマウスに転移性Hs766T細胞を腹膜内再移植したところ、進行性腫瘍が腹腔全体に広がった。2〜3週間後、直径1cm以下乃至1.5cm以下の腫瘍結節が網に見られ、3mm以下乃至5mm以下の複数の結節が腸間膜、下腹部、後腹腔、及び横隔膜に見られた。腹水腫瘍も存在した。動物は3〜4週間後に死亡した。 Applicants established orthotopic intraperitoneal tumors in athymic mice using human pancreatic Hs766T cells derived from lymph node metastases. For the orthotopic model, 2 × 10 6 tumor cells were orthotopically transplanted into the body of the pancreas. Tumors were established after 2-3 weeks (diameter 1.5 cm or less to 2 cm or less). For intraperitoneal tumors, Applicants established metastatic sublineages by reimplantation of cells recovered from peritoneal lavage of mice that received intraperitoneal injection of Hs766T cells. Intraperitoneal reimplantation of metastatic Hs766T cells in 6-week-old female Balb / c mice revealed progressive tumors spread throughout the peritoneal cavity. Two to three weeks later, tumor nodules with a diameter of 1 cm or less to 1.5 cm or less were found in the net, and a plurality of nodules of 3 mm or less to 5 mm or less were found in the mesentery, lower abdomen, retroabdominal cavity, and diaphragm. There was also an ascites tumor. The animals died after 3-4 weeks.

腹腔内卵巣腫瘍モデルについては、出願人は、Hs766T腫瘍について述べたのと同じようにしてヒト卵巣SKOV3細胞の転移性亜系統を定着させた。転移性SKOV3細胞の再移植により、2週間で網に、4週間で腸間膜に腫瘍が定着し、その後、肝臓、腎臓などの内臓器官の実質を侵している腫瘍及び横隔膜に留まっている腫瘍が後期(6週間後)に現れる。腹膜液のタンパク質濃度は、2週間で、正常なマウスでは3%だったのが腫瘍を有するマウスでは約6%に増加した。腹膜液の容量は4週間後に7〜10倍に増加し、腫瘍細胞の凝集を含んでいた。これらの腹水腫瘍のサイズは、40乃至数百μmに及んでいた。5〜6週間後、動物は有意な体重減少(10〜15%)を示したが、腹膜膨張(体囲が6.3cmから7.6cmに20%増加)及び腸閉塞を示すマウスもあった。動物は、腫瘍移植後7〜9週間で死亡した。   For the intraperitoneal ovarian tumor model, Applicants established a metastatic subline of human ovarian SKOV3 cells in the same manner as described for the Hs766T tumor. Re-transplantation of metastatic SKOV3 cells establishes tumors in the net in 2 weeks, and in the mesentery in 4 weeks, and then tumors that affect the parenchyma of internal organs such as the liver and kidney, and tumors that remain in the diaphragm Appears later (6 weeks later). The peritoneal protein concentration increased from 3% in normal mice to about 6% in tumor-bearing mice at 2 weeks. The volume of peritoneal fluid increased 7 to 10 times after 4 weeks and included tumor cell aggregation. The size of these ascites tumors ranged from 40 to several hundred μm. After 5-6 weeks, the animals showed significant weight loss (10-15%), but some mice showed peritoneal distention (20% increase in body circumference from 6.3 cm to 7.6 cm) and bowel obstruction. The animals died 7-9 weeks after tumor implantation.

膵臓及び卵巣腫瘍を有するマウスにおける疾患の進行は、患者において報告された疾患の進行と類似している。例えば、卵巣癌患者は、腹腔における類似の腫瘍播種及び進行を示し、腸漿膜、肝周囲及び脾周囲の靭帯、横隔膜、腸間膜、網に腫瘍が現れる。卵巣癌患者はまた、腹膜液中で高いタンパク質濃度(後期に4.46g/dl)も示すが、これは血清タンパク質の漏出及び/または腹腔中の腹水の存在によるものである(Lee, et al., Cancer, 70: 2057-2060, 1992)。患者の悪性腹水は、SKOV3腹水腫瘍においてのものと同様なサイズの腫瘍細胞凝集を示す(Tauchi, et al., Acta Cytol., 40: 429-436,1996 ; Monte, et al., Acta Cytol., 31 : 448- 452,1987)。   Disease progression in mice with pancreatic and ovarian tumors is similar to the disease progression reported in patients. For example, patients with ovarian cancer show similar tumor dissemination and progression in the abdominal cavity, with tumors appearing in the serosa, perihepatic and perisplenous ligaments, diaphragm, mesentery, and omentum. Ovarian cancer patients also show high protein concentrations in the peritoneal fluid (late 4.46 g / dl) due to leakage of serum proteins and / or the presence of ascites in the peritoneal cavity (Lee, et al ., Cancer, 70: 2057-2060, 1992). The patient's malignant ascites shows tumor cell aggregation of a size similar to that in SKOV3 ascites tumors (Tauchi, et al., Acta Cytol., 40: 429-436, 1996; Monte, et al., Acta Cytol. , 31: 448-452,1987).

例3
PLGA微小粒子特性の腹腔における分布及び滞留への効果を特定する
本発明は、腹膜腫瘍を標的指向化する薬物を封入したPLGA粒子の組成物を開示する。例3では、所望の滞留及び分布特性を有するPLGA微小粒子の特定を助けるために、腹腔中の微小粒子の分布及び滞留に対するPLGA微小粒子の異なる特性の効果を示す。例4乃至例6では、例として広範に用いられている抗癌剤であるパクリタキセルを用いた、そのような薬物を封入したPLGA微小粒子の調製及び適用について説明する。
Example 3
The present invention, which identifies the effect of PLGA microparticle properties on distribution and residence in the peritoneal cavity , discloses a composition of PLGA particles encapsulating a drug that targets peritoneal tumors. Example 3 shows the effect of different properties of PLGA microparticles on the distribution and residence of microparticles in the abdominal cavity to help identify PLGA microparticles having the desired residence and distribution characteristics. Examples 4 to 6 describe the preparation and application of PLGA microparticles encapsulating such drugs using paclitaxel, an anticancer agent that is widely used as an example.

PLGA微小粒子サイズの効果 出願人は、腹腔内投与後に3μm以下と30μm以下の異なる径を有する2つの微小粒子調製の分布を比較した。これらの微小粒子にはアクリジンオレンジが封入されており、それゆえ紫外光下での可視化が可能であった。24時間後、マウスを安楽死させて開腹した(製剤当たりマウス3匹)。結果を図1に示す。小さな微小粒子は、網、腸間膜、横隔膜、下腹部に見られたが、大きな微小粒子は下腹部に局在していた。 Effect of PLGA microparticle size Applicants compared the distribution of two microparticle preparations with different diameters of 3 μm or less and 30 μm or less after intraperitoneal administration. These microparticles were encapsulated with acridine orange and could therefore be visualized under ultraviolet light. After 24 hours, the mice were euthanized and opened (3 mice per formulation). The results are shown in FIG. Small microparticles were found in the omentum, mesentery, diaphragm, and lower abdomen, while large microparticles were localized in the lower abdomen.

ガラス転移温度が腹腔からの微小粒子のリンパ系クリアランスに及ぼす効果 出願人は、ガラス転移温度(Tg)がリンパの流れによる腹腔からの微小粒子のクリアランスに及ぼす効果を評価した。乳酸とグリコール酸の比率が75:25の微小粒子(即ち表1のバッチ1)と乳酸とグリコール酸の比率が50:50の微小粒子(即ち表1のバッチ8)の混合体をマウスに腹腔内注入した。50:50の微小粒子と75:25の微小粒子は、サイズが同じであるが(直径3μm)、Tgが異なっていた。Tgは、重合体鎖運動、即ちTgより高いがTgを下回らない温度で発生する動きを決定する。重合体セグメントの動きは、微小粒子の凝集及び接着を生じさせる。ゆえに、乳酸とグリコール酸の比率が50:50で体温より低いTg(即ち30℃対37℃)を有する微小粒子は腹腔内に投与された後に凝集を形成するが、乳酸とグリコール酸の比率が75:25で体温より高いTg(即ち53℃)を有する微小粒子は凝集を形成しない。微小粒子の凝集によって、有効径は大きくなる。乳酸とグリコール酸の比率が75:25の微小粒子はアクリジンオレンジ(緑色蛍光)を含んでいたが、乳酸とグリコール酸の比率が50:50の微小粒子はローダミン(赤色蛍光)を含んでいた。 Effect of glass transition temperature on lymphatic clearance of microparticles from the abdominal cavity Applicants evaluated the effect of glass transition temperature (Tg) on clearance of microparticles from the abdominal cavity by lymph flow. A mixture of microparticles with a ratio of lactic acid to glycolic acid of 75:25 (ie, batch 1 in Table 1) and microparticles with a ratio of lactic acid to glycolic acid of 50:50 (ie, batch 8 in Table 1) was given to the peritoneal cavity. Injected. The 50:50 microparticles and the 75:25 microparticles had the same size (diameter 3 μm) but different Tg. Tg determines the polymer chain motion, that is, the motion that occurs at temperatures above Tg but not below Tg. The movement of the polymer segment causes agglomeration and adhesion of the microparticles. Thus, microparticles with a lactic acid to glycolic acid ratio of 50:50 and a Tg lower than body temperature (ie 30 ° C. to 37 ° C.) will form aggregates after being administered intraperitoneally, but the ratio of lactic acid to glycolic acid is Microparticles having a Tg higher than body temperature at 75:25 (ie 53 ° C.) do not form agglomerates. The effective diameter increases due to the aggregation of the fine particles. Microparticles with a ratio of lactic acid to glycolic acid of 75:25 contained acridine orange (green fluorescence), whereas microparticles with a ratio of lactic acid to glycolic acid of 50:50 contained rhodamine (red fluorescence).

注入後、マウスを安楽死させて横隔膜を切除し、水ですすぎ洗いをした。横隔膜の半分は凍結させ、凍結切片を蛍光顕微鏡検査法により検査した。もう半分はホルマリンで固定し、走査電子顕微鏡を用いて分析した。両分析によれば、横隔膜内部のリンパ管中の微小粒子は1時間経過時にはわずかであったが、24時間ではかなり多くなっていた。このことは、リンパ系へのミクロスフェア排液が時間と共に増加することを示している。1時間サンプルと24時間サンプルの両方で、乳酸とグリコール酸の比率が75:25の微小粒子は乳酸とグリコール酸の比率が50:50の微小粒子と比べて約3倍多くリンパ管に存在した。同様の発見は縦隔リンパ節にも見られ、乳酸とグリコール酸の比率が50:50の微小粒子のリンパ系クリアランスがより低いことが確認された。

Figure 0004927535
After injection, the mice were euthanized and the diaphragm excised and rinsed with water. Half of the diaphragm was frozen and the frozen sections were examined by fluorescence microscopy. The other half was fixed with formalin and analyzed using a scanning electron microscope. According to both analyses, the microparticles in the lymphatic vessels inside the diaphragm were small at 1 hour but considerably increased at 24 hours. This indicates that microsphere drainage into the lymphatic system increases with time. In both 1-hour and 24-hour samples, microparticles with a 75:25 ratio of lactic acid to glycolic acid were present in lymphatic vessels about 3 times more than microparticles with a ratio of lactic acid to glycolic acid of 50:50. . A similar finding was found in the mediastinal lymph nodes, confirming that the lymphatic clearance of microparticles with a 50:50 ratio of lactic acid to glycolic acid was lower.
Figure 0004927535

PLGA微小粒子の腹腔での優先的な滞留 ローダミンを封入した蛍光微小粒子を用いて、腹腔内投与後に腹腔内でPLGA微小粒子の局在化及び配置を調べた。配置を溶液中のローダミンの配置と比較した。ローダミンを封入した微小粒子(直径3μm、乳酸とグリコール酸の比率は50:50)を初期に(例えば15分経過時)腹腔内腔(intraperitoneal cavity)全体に分布し、引き続いて(例えば24時間経過時と96時間経過時)腸間膜、網、横隔膜に局在した。対照的に、溶液中のローダミンは15分経過時には腹腔内腔全体に広範囲に分布していたが、ローダミンに対応する蛍光は24時間経過後にはもはや腹腔には観察されなかった。このデータは、溶液に比べて粒子が優先的に腹腔に滞留していたことを示している。 Using fluorescent microparticles encapsulating preferential retention rhodamine of PLGA microparticles in the peritoneal cavity, localization and arrangement of PLGA microparticles in the peritoneal cavity were examined after intraperitoneal administration. The configuration was compared with the configuration of rhodamine in solution. Rhodamine encapsulated microparticles (diameter 3 μm, ratio of lactic acid to glycolic acid 50:50) are distributed throughout the intratraperitoneal cavity early (eg after 15 minutes) and subsequently (eg 24 hours later) And at the time of 96 hours) It was localized in the mesentery, omentum and diaphragm. In contrast, rhodamine in solution was widely distributed throughout the peritoneal cavity at 15 minutes, but the fluorescence corresponding to rhodamine was no longer observed in the peritoneal cavity after 24 hours. This data indicates that the particles preferentially stayed in the abdominal cavity compared to the solution.

PLGA微小粒子の腹膜腫瘍結節での優先的な局在化 アクリジンオレンジで標識された蛍光微小粒子を用いて腹腔内投与後の腹腔内でのPLGA微小粒子の局在化及び配置を調べた。これらの粒子は、直径3μm以下で、乳酸とグリコール酸の比率が50:50であった。ヒト膵臓Hs766T細胞の細胞懸濁液をマウスに腹腔内移植した。21日目または疾患が後期にあるときに(生存期間中央値は24日間)、アクリジンオレンジで標識された微小粒子の1回量を腹腔内に投与した。24日目に、動物に麻酔をかけ、腹腔を開きし、蛍光によって微小粒子の分布を評価した。図1の左パネルは、腹腔内の腫瘍結節の分布を示す。腫瘍は腸間膜において網上及び横隔膜上に主に局在していた。図1の右パネルは、腹膜に播種した腫瘍結節における緑色蛍光イソチオシアン酸フルオレッセイン(FITC)標識微小粒子の局在化を示している。ローダミンまたはアクリジンオレンジを用いて同じPLGA微小粒子を標識する相似実験を行ったところ、類似の結果が得られた。対照的に、これらの蛍光色素を溶液(即ち微小粒子に結合していない)に投与しても腫瘍組織における局在化を示なかったが、これは局在化が微小粒子特有の特性であることを示している。この特性は、活性腫瘍の標的指向化を与えるので有利である。 Preferential localization of PLGA microparticles in peritoneal tumor nodules Localization and placement of PLGA microparticles in the peritoneal cavity after intraperitoneal administration was investigated using fluorescent microparticles labeled with acridine orange. These particles had a diameter of 3 μm or less and a ratio of lactic acid to glycolic acid of 50:50. A cell suspension of human pancreatic Hs766T cells was implanted intraperitoneally into mice. On day 21 or when the disease was late (median survival was 24 days), a single dose of microparticles labeled with acridine orange was administered intraperitoneally. On day 24, the animals were anesthetized, the abdominal cavity was opened, and the microparticle distribution was assessed by fluorescence. The left panel of FIG. 1 shows the distribution of tumor nodules within the abdominal cavity. Tumors were mainly localized in the mesentery on the retina and diaphragm. The right panel of FIG. 1 shows the localization of green fluorescent isothiocyanate fluorescein (FITC) labeled microparticles in tumor nodules seeded in the peritoneum. Similar experiments were performed using rhodamine or acridine orange to label the same PLGA microparticles with similar results. In contrast, administration of these fluorescent dyes in solution (ie, not bound to microparticles) did not show localization in tumor tissue, which is a characteristic characteristic of microparticles It is shown that. This property is advantageous because it provides targeting of active tumors.

要約 出願人は、これらの発見に基づき、PLGA微小粒子に封入された薬物が溶液中の薬物(例えば粒子に関係しないもの)に比べて優先的に腹腔に滞留すること、乳酸とグリコール酸の比率が50:50である微小粒子がリンパ排液によって腹腔から緩徐に排出されること、小さな粒子(直径3μm以下)は大きな粒子(直径30μm以下)に比べて腹腔内でより均一に分布されること、Tgがより低いPLGA粒子はTgがより高いPLGA粒子に比べて腹腔で優先的に局在化されること、粒子サイズが腹膜からのリンパ排液及び/または吸収によってクリアランスを決定すること、腹腔の腫瘍結節でPLGA微小粒子(直径3μm以下、乳酸とグリコール酸の比率は50:50)は優先的に局在化されることを結論付けた。 Based on these findings, the abstract applicants preferentially retain drugs encapsulated in PLGA microparticles in the peritoneal cavity compared to drugs in solution (for example, those not related to particles), the ratio of lactic acid to glycolic acid. 50:50 microparticles are slowly discharged from the abdominal cavity by lymphatic drainage, and small particles (diameter 3 μm or less) are more evenly distributed in the abdominal cavity than large particles (diameter 30 μm or less) PLGA particles with lower Tg are preferentially localized in the peritoneal cavity than PLGA particles with higher Tg, particle size determines clearance by lymph drainage and / or absorption from the peritoneum, It was concluded that PLGA microparticles (diameter 3 μm or less, ratio of lactic acid to glycolic acid 50:50) are preferentially localized in the tumor nodules.

例4
パクリタキセルを封入したPLGA微小粒子
例4では、パクリタキセルを封入したPLGA微小粒子を調製する方法と、PLGA微小粒子の性状決定を示す。PLGAは、乳酸またはラクチドとグリコール酸またはグリコライドが種々の比率で共重合した共重合体である。この例は更に、微小粒子からの薬物放出への微小粒子特性の効果を示し、所望の薬物放出速度を与えるPLGA微小粒子の発見を助けている。微小粒子に封入された薬物の例としてパクリタキセルを用いた。これらの微小粒子に他の薬物を封入する際にも同様の手順を用いることができる。
Example 4
Example 4 of PLGA microparticles encapsulating paclitaxel shows a method for preparing PLGA microparticles encapsulating paclitaxel and the determination of the properties of the PLGA microparticles. PLGA is a copolymer obtained by copolymerizing lactic acid or lactide and glycolic acid or glycolide at various ratios. This example further demonstrates the effect of microparticle properties on drug release from the microparticles and helps to find PLGA microparticles that give the desired drug release rate. Paclitaxel was used as an example of a drug encapsulated in microparticles. Similar procedures can be used to encapsulate other drugs in these microparticles.

調剤 出願人は、エマルジョン/蒸発方法を用いて、パクリタキセルを封入したPLGA微小粒子を調製した。簡単に説明すると、水中油中水型(water-in-oil-in-water(W/O/W))ダブルエマルジョン方法では、PLGAとパクリタキセルとを5mlの塩化メチレンに共溶解(codissolve)させた。均質化によって1mlの水中で溶液を30秒間乳化し、1%のポリビニルアルコール(PVA)溶液を20ml加えた。水中油型(O/W)エマルジョン方法では、薬物−重合体溶液を直接20mlの1%PVA溶液に加えた。いずれの方法でも、結果として得られたエマルジョンを38℃で予熱した500mlの1%PVA溶液中に希釈し、溶媒の蒸発完了まで連続的に撹拌した。30分後、遠心によって微小粒子を収集し、水で3回洗浄して凍結乾燥した。 The Applicant prepared PLGA microparticles encapsulating paclitaxel using an emulsion / evaporation method. Briefly, in the water-in-oil-in-water (W / O / W) double emulsion method, PLGA and paclitaxel were codissolved in 5 ml of methylene chloride. . The solution was emulsified in 1 ml of water for 30 seconds by homogenization and 20 ml of 1% polyvinyl alcohol (PVA) solution was added. In the oil-in-water (O / W) emulsion method, the drug-polymer solution was added directly to 20 ml of 1% PVA solution. In either method, the resulting emulsion was diluted in 500 ml of 1% PVA solution preheated at 38 ° C. and continuously stirred until the solvent evaporation was complete. After 30 minutes, the microparticles were collected by centrifugation, washed 3 times with water and lyophilized.

薬物負荷を決定するために、微小粒子をアセトニトリルに溶解させた。内部標準物質セファロマニン(cephalomannine)(20ug/mlのメタノールを100μl)を加えた。混合物を空気流下で乾燥させた。残りを0.1mlのアセトニトリル中で元に戻し、0.1mlの水を加えた。遠心後、高性能液体クロマトグラフィーを用いて上清のパクリタキセル濃度を分析した。ブランクのPLGAミクロスフェアと既知量のパクリタキセルとの混合物からなる基準サンプルも同様に処置した。薬物を封入した微小粒子上清のパクリタキセル濃度と基準サンプルのパクリタキセル濃度の比率は、薬物負荷を示した。   Microparticles were dissolved in acetonitrile to determine drug loading. The internal standard cephalomannine (100 μl of 20 ug / ml methanol) was added. The mixture was dried under a stream of air. The rest was reconstituted in 0.1 ml acetonitrile and 0.1 ml water was added. After centrifugation, the paclitaxel concentration of the supernatant was analyzed using high performance liquid chromatography. A reference sample consisting of a mixture of blank PLGA microspheres and a known amount of paclitaxel was similarly treated. The ratio of the paclitaxel concentration in the microparticle supernatant encapsulating the drug to the paclitaxel concentration in the reference sample indicated drug loading.

性状決定 パクリタキセルを封入したPLGA微小粒子の表面形態学及び内部構造について、走査電子顕微鏡を用いて調べた。微小粒子は球形で、表面が滑らかであった。O/W方法を用いて調製した微小粒子(バッチ2)は同構造の充填内部構造を示したが、O/W/O方法を用いて調製した微小粒子(バッチ3)は多孔性の多コンパートメント内部構造を示した。パクリタキセルを封入した微小粒子の性状を表1に示している。 The surface morphology and internal structure of PLGA microparticles encapsulating characterization paclitaxel were examined using a scanning electron microscope. The microparticles were spherical and the surface was smooth. The microparticles prepared using the O / W method (batch 2) showed a packed internal structure of the same structure, whereas the microparticles prepared using the O / W / O method (batch 3) were porous multi-compartments. The internal structure is shown. Table 1 shows the properties of the fine particles encapsulating paclitaxel.

所望の薬物放出速度を生じさせるPLGA微小粒子特性の特定 出願人は、37℃で0.1%のトウィーン80リン酸緩衝食塩水(pH7.4)を含む中のパクリタキセルの放出と微小粒子特性との関係を評価した。以下に概要を述べる結果は、微小粒子の特性を変えることによって微小粒子からのパクリタキセル放出速度及び範囲の微調整が可能であることを示している。 The specific applicant for PLGA microparticle properties that yields the desired drug release rate is the release and microparticle properties of paclitaxel in 0.1% Tween 80 phosphate buffered saline (pH 7.4) at 37 ° C. Evaluated the relationship. The results outlined below show that paclitaxel release rate and range from microparticles can be fine tuned by changing the properties of the microparticles.

PLGA粒子サイズの効果 放出の速度及び範囲は、微小粒子のサイズに逆比例した。例えば、乳酸とグリコール酸の分子比率を50:50にして調製した微小粒子では、直径4μmのバッチ8はより大きな直径30μmのバッチ6に比べてより高い放出を示した。同様に、バッチ2とサイズのみが異なるバッチ1(直径3μm以下と60μm以下)は、より速やかな放出を示した。小さい方の微小粒子は大きい微小粒子と比べて表面積対体積の比が大きかった。表面積の増加により水性媒体へのパクリタキセルの露出が大きくなり、初期バーストが大きくなった。更に、微小粒子が小さければ小さいほど拡散路程は短く、薬物放出及びマトリクス分解はより速やかに行われた。 The rate and range of effect release of PLGA particle size was inversely proportional to the size of the microparticles. For example, for microparticles prepared with a 50:50 molecular ratio of lactic acid to glycolic acid, Batch 8 with a diameter of 4 μm showed higher release than Batch 6 with a larger diameter of 30 μm. Similarly, batch 1, which differs only in size from batch 2 (diameter 3 μm or less and 60 μm or less), showed more rapid release. The smaller microparticles had a larger surface area to volume ratio than the larger microparticles. Increasing the surface area increased the exposure of paclitaxel to aqueous media and increased the initial burst. In addition, the smaller the microparticles, the shorter the diffusion path and the more rapid drug release and matrix degradation.

PLGA微小粒子の内部構造の効果 多コンパートメント構造を有する多孔性微小粒子は、充填構造を有する微小粒子に比べて速い放出速度を示した。これは、おそらく複数のコンパートメントに仕切られている微小粒子では拡散路程がより短いことに起因する。例えば、担体として乳酸とグリコール酸の比率が50:50であり、多コンパートメント内部構造を有する微小粒子は、充填内部構造を有する微小粒子に比べて大きな初期放出を示した(即ちバッチ7とバッチ6)。同様に、担体として乳酸とグリコール酸の比率が75:25であり、多コンパートメント内部構造を有する微小粒子は、充填内部構造を有する微小粒子に比べて放出が速い(即ちバッチ3とバッチ2)。 Effect of internal structure of PLGA microparticles Porous microparticles having a multi-compartment structure exhibited a faster release rate than microparticles having a packed structure. This is probably due to the shorter diffusion path length for microparticles partitioned into multiple compartments. For example, microparticles with a lactic acid / glycolic acid ratio of 50:50 as a carrier and a multi-compartment internal structure showed a greater initial release compared to microparticles with a packed internal structure (ie, Batch 7 and Batch 6). ). Similarly, the ratio of lactic acid to glycolic acid as a carrier is 75:25, and microparticles with multi-compartment internal structure release faster than microparticles with packed internal structure (ie, batch 3 and batch 2).

PLGA微小粒子のインヘレント粘度の効果 インヘレント粘度は、重合体分子量によって決定されるものであるが、放出速度に逆比例する。例えば、バッチ3及びバッチ7はW/O/Wを用いて調製したが、粒子サイズは同じであった。バッチ3は、より高いインヘレント粘度を示したが、パクリタキセルの放出は3.5倍ゆっくりであった。 Effect of inherent viscosity of PLGA microparticles The inherent viscosity is determined by the polymer molecular weight but is inversely proportional to the release rate. For example, batch 3 and batch 7 were prepared using W / O / W, but the particle size was the same. Batch 3 showed higher inherent viscosity, but the release of paclitaxel was 3.5 times slower.

PLGA微小粒子の重合体組成物の効果 乳酸とグリコール酸の比率を50:50で調製した微小粒子は、乳酸とグリコール酸の比率が75:25のものを用いて調製した微小粒子より速い放出速度を示した。これはおそらく、乳酸とグリコール酸の比率が50:50である微小粒子は非結晶性がより高い(即ち結晶化度がより低い)ことに起因する。水溶解度が低いので、微小粒子に出入りする流体拡散は、微小粒子からのパクリタキセルの放出に役割を果たす。結晶化度の低下は、微小粒子中への流体の拡散を高める。高められた流体拡散はまた、重合体の分解を加速し、薬物放出をより速くする(Alonso, etal., Vaccine, 12 : 299-306,1994)。 Effect of PLGA microparticle polymer composition Microparticles prepared with a 50:50 ratio of lactic acid to glycolic acid have a faster release rate than microparticles prepared with a lactic acid to glycolic acid ratio of 75:25 showed that. This is probably due to the fact that microparticles with a 50:50 ratio of lactic acid to glycolic acid are more non-crystalline (ie, less crystalline). Due to the low water solubility, fluid diffusion into and out of the microparticles plays a role in the release of paclitaxel from the microparticles. The decrease in crystallinity increases the diffusion of fluid into the microparticles. Enhanced fluid diffusion also accelerates polymer degradation and makes drug release faster (Alonso, etal., Vaccine, 12: 299-306, 1994).

例5
腫瘍に浸透する、パクリタキセルを封入したPLGA微小粒子
例5では、1つの製剤がパクリタキセルを速やかに(例えば24時間以内に70%)放出してアポトーシスを誘導し、それによってPLGA微小粒子の腫瘍への浸透性を高めるような異なる薬物放出プロフィールを有する微小粒子製剤の混合物の使用について示す。
Example 5
In Example 5 of PLGA microparticles encapsulating paclitaxel that penetrates the tumor, one formulation releases paclitaxel quickly (eg, 70% within 24 hours) to induce apoptosis, thereby causing PLGA microparticles to enter the tumor. The use of a mixture of microparticle formulations with different drug release profiles to enhance permeability is shown.

腹膜腫瘍中の微小粒子の浸透 マウスの腹腔内にヒトHs766T膵臓異種移植腫瘍細胞を移植した。腹腔内腫瘍が定着したとき(21日目)、腫瘍への粒子浸透を容易に検出できるようにアクリジンオレンジで標識された、パクリタキセルを封入した直径3μm以下の微小粒子1回分で動物を治療した。これらの微小粒子はパクリタキセルを速やかに(24時間で70%)放出し、それによってアポトーシスを誘導したが、これは、同様に、腫瘍への微小粒子の浸透を促進した。別の動物群をパクリタキセルなしで同じ方法を用いて調剤したブランクの微小粒子によって治療した。24日目に、網及び接着腫瘍を採取した。網は、腹腔と後腹膜を分離する間膜であり、マウス及びヒト患者における腫瘍濃度の部位である。腫瘍を凍結させて切断した。異なる深さでの腫瘍への粒子浸透は、アクリジンオレンジで標識された粒子を可視化した蛍光顕微鏡観察によって決定した。結果を図2に示す。粒子浸透は広範囲にわたり、分布は固形腫瘍全体で一様であった。対照的に、パクリタキセルでの腫瘍プライミング治療を行わなかったブランクの微小粒子により治療された動物からの腫瘍では、微小粒子は腫瘍周囲に残存していた。 Permeation of microparticles in peritoneal tumors Human Hs766T pancreatic xenograft tumor cells were implanted into the peritoneal cavity of mice. When the intraperitoneal tumor was established (day 21), the animals were treated with a single microparticle of 3 μm or less in diameter and encapsulating paclitaxel labeled with acridine orange so that particle penetration into the tumor could be easily detected. These microparticles released paclitaxel quickly (70% at 24 hours), thereby inducing apoptosis, which also promoted microparticle penetration into the tumor. Another group of animals was treated with blank microparticles dispensed using the same method without paclitaxel. On day 24, net and adherent tumors were collected. The net is a mesenchyme that separates the abdominal and retroperitoneum and is the site of tumor concentration in mice and human patients. Tumors were frozen and cut. Particle penetration into the tumor at different depths was determined by fluorescence microscopy that visualized particles labeled with acridine orange. The results are shown in FIG. Particle penetration was extensive and the distribution was uniform across solid tumors. In contrast, in tumors from animals treated with blank microparticles that did not receive tumor priming treatment with paclitaxel, the microparticles remained around the tumor.

腹膜腫瘍におけるパクリタキセル濃度 出願人は、パクリタキセルを封入した微小粒子(バッチ8)またはタキソール(登録商標)の腹膜内滴下注入後に、網に位置する固形腫瘍におけるパクリタキセルの濃度を比較した。微小粒子由来のパクリタキセルのピーク濃度は、市販のタキソール製剤(3.2μg/g、24時間で到達)に比べて有意に高く(13μg/g)、より遅い時間(即ち3日)に到達した。これらの濃度は、遊離型薬物と取り込まれた薬物の合計である。総薬物露出を示すAUCは、線形台形法則を用いて求めたが、微小粒子に対するAUCより16倍高く(82対5μg−日/g)、それゆえパクリタキセルを封入したPLGA微小粒子の有意な腫瘍標的指向化の利点を示していた。 Paclitaxel Concentration in Peritoneal Tumors Applicants compared the concentration of paclitaxel in solid tumors located in the net after intraperitoneal instillation of microparticles encapsulating paclitaxel (Batch 8) or Taxol®. The peak concentration of paclitaxel derived from microparticles was significantly higher (13 μg / g) and reached a later time (ie 3 days) compared to the commercial taxol formulation (3.2 μg / g, reached in 24 hours). These concentrations are the sum of free drug and incorporated drug. The AUC showing total drug exposure was determined using the linear trapezoidal rule, but 16 times higher than the AUC for microparticles (82 vs. 5 μg-day / g), and thus significant tumor targeting of PLGA microparticles encapsulating paclitaxel It showed the advantages of directing.

例6
パクリタキセルを封入したPLGA微小粒子の生物活性
この例は、パクリタキセルを封入したPLGA微小粒子がin vitro及びin vivo条件下で生物学的に活性であることを示している。パクリタキセルに対する生物活性は、ミクロスフェアへのカプセル化後も変化しない。また、パクリタキセルを封入したPLGAミクロスフェアは、その腫瘍標的指向化特性及び腫瘍に持続的に滞留することにより、市販のタキソール(登録商標)製剤へより優れたin vivo効力を示した。
Example 6
Biological Activity of PLGA Microparticles Encapsulating Paclitaxel This example shows that PLGA microparticles encapsulating paclitaxel are biologically active under in vitro and in vivo conditions. Biological activity against paclitaxel remains unchanged after encapsulation into microspheres. In addition, PLGA microspheres encapsulating paclitaxel showed superior in vivo efficacy to commercial Taxol® formulations due to their tumor targeting properties and persistent retention in the tumor.

In vitro生物活性 In vitro生物活性の調査は、ヒト卵巣SKOV3癌細胞を用いて行った。スルホローダミンBアッセイ(Au, et al.,Cancer Chemother. Pharmacol., 41:69-74, 1997)を用いて薬物効果を測定した。調査は、96時間の治療後、水溶液中の遊離パクリタキセル(即ち培地に溶解したパクリタキセル)と4つのパクリタキセルを封入したPLGA微小粒子製剤(即ち表1のバッチ2、4、6、8)の濃度−反応曲線を比較した。4製剤の生物活性の順序は薬物放出速度の順序と同じであり、より活性があったのは速放性製剤である。例えば、96時間で81.5%を放出したバッチ8が最も活性があり、28.5%を放出したバッチ6、10.9%を放出したバッチ4と続く。0.25%を放出したバッチ2は細胞毒性効果がなかった。50%細胞毒性に必要な濃度はそれぞれ、5.0nM、18.5nM、108nM、1000nM以上であった。 In vitro bioactivity In vitro bioactivity was investigated using human ovarian SKOV3 cancer cells. Drug effects were measured using the sulforhodamine B assay (Au, et al., Cancer Chemother. Pharmacol., 41: 69-74, 1997). The study shows the concentration of free paclitaxel in aqueous solution (ie, paclitaxel dissolved in medium) and PLGA microparticle formulation encapsulating 4 paclitaxel (ie, batches 2, 4, 6, 8 in Table 1) after 96 hours of treatment − The reaction curves were compared. The order of bioactivity of the four formulations is the same as the order of drug release rate, and the more active is the immediate release formulation. For example, Batch 8 which released 81.5% in 96 hours is the most active, followed by Batch 6 which released 28.5% and Batch 4 which released 10.9%. Batch 2, which released 0.25%, had no cytotoxic effect. The concentrations required for 50% cytotoxicity were 5.0 nM, 18.5 nM, 108 nM, 1000 nM or higher, respectively.

In vivo生物活性 出願人は、パクリタキセルPLGA微小粒子の抗腫瘍活性と市販のタキソール(登録商標)製剤の抗腫瘍活性とを比較した。用量は、微小粒子に対してパクリタキセル同等物120mg/kg、タキソール(登録商標)に対して40mg/kgであった。これらの用量では、これら2つの製剤は同程度に毒性があり、2日で約10%の体重減少をもたらしたが、動物の重量はその後回復した。微小粒子は3つの製剤からなり、1つはパクリタキセルを速やかに放出し(1日で70.5%のバッチ8)、2つはパクリタキセルを緩徐に放出した(49日で72.6%のバッチ6及び49日で28.7%のバッチ4)。粒子特性については例2で詳述する。結果は、微小粒子の有意な生存の利点を示している。生存期間中央値は、偽薬(vehicle)で処置した対照群では47日、タキソール(登録商標)群では85.5日、微小粒子群では115.5日であった(タキソール(登録商標)と微小粒子との差、p<0.01)。この調査は後期の疾患(移植後4週間)において実施し、サイズが異なる2つの徐放性微小粒子(約3〜4μmと約30μm)を併用したことに留意されたい。 In vivo bioactivity Applicant has compared the antitumor activity of paclitaxel PLGA microparticles with the antitumor activity of commercially available Taxol® formulations. The dose was 120 mg / kg paclitaxel equivalent for microparticles and 40 mg / kg for Taxol®. At these doses, these two formulations were equally toxic, resulting in about 10% weight loss in 2 days, but the animal's weight subsequently recovered. The microparticles consisted of three formulations, one that quickly released paclitaxel (70.5% batch 8 in one day) and two that slowly released paclitaxel (72.6% batch in 49 days). 28.7% batch at 6 and 49 days 4). The particle properties are described in detail in Example 2. The results show a significant survival advantage of the microparticles. Median survival was 47 days in the vehicle-treated control group, 85.5 days in the Taxol® group, and 115.5 days in the microparticle group (Taxol® and microparticles). Difference from particles, p <0.01). Note that this study was conducted in late stage disease (4 weeks after transplantation) and used a combination of two sustained release microparticles of different sizes (about 3-4 μm and about 30 μm).

腹膜進行膵臓癌を有する動物からも同様な結果が得られた。腹膜内ヒト膵臓Hs766T腫瘍をマウスに移植した。腫瘍が定着した後、腫瘍移植の10日後に、生理食塩水、タキソール(登録商標)(60mg/kg)、またはパクリタキセル粒子(速放性製剤と2つの徐放性製剤の併用)で動物を治療した。生存期間中央値はそれぞれ、24日間、33日間、57日間であった。ブランクの微小粒子は、生理食塩水対照と類似のデータを示した。   Similar results were obtained from animals with peritoneal advanced pancreatic cancer. Intraperitoneal human pancreatic Hs766T tumors were transplanted into mice. Treat the animal with saline, Taxol® (60 mg / kg), or paclitaxel particles (combination of immediate release formulation and two sustained release formulations) 10 days after tumor establishment and after tumor implantation did. Median survival was 24 days, 33 days, and 57 days, respectively. Blank microparticles showed data similar to the saline control.

2つの製剤を投与後の血漿濃度及び組織濃度 高性能液体クロマトグラフィーアッセイを用いて血漿及び腹腔内組織のパクリタキセル濃度を決定し、線形台形法則を用いて0時間から168時間までのAUC(薬物血中濃度−時間曲線下面積)を求めた。結果を表2に示す。PLGA微小粒子に封入されたパクリタキセルの投与により、腹膜組織の濃度がタキソール(登録商標)に比べて2.5乃至6倍高くなっていることがわかる。同時に、血漿濃度の上昇は1.5倍に過ぎず、パクリタキセル微小粒子の使用による優先的な組織標的指向化を示している。

Figure 0004927535
Plasma and tissue concentrations after administration of the two formulations Paclitaxel concentrations in plasma and intraperitoneal tissues were determined using a high performance liquid chromatography assay, and AUC (drug blood from 0 to 168 hours using a linear trapezoidal rule. The area under the medium concentration-time curve) was determined. The results are shown in Table 2. It can be seen that administration of paclitaxel encapsulated in PLGA microparticles increases the concentration of peritoneal tissue by 2.5 to 6 times compared to Taxol (registered trademark). At the same time, the increase in plasma concentration is only 1.5 times, indicating preferential tissue targeting by using paclitaxel microparticles.
Figure 0004927535

この調査では、等毒性の微小粒子及びタキソール(登録商標)を1回量だけ用いた。この判定基準により、微小粒子に対するパクリタキセルと同等の用量は、タキソール(登録商標)に対する用量より高かった。これは、薬物の徐放が用量強度(dose intensity)を低下させ、よって、毒性を低減し、最大耐量を増大させたためである。この群ではタキソール(登録商標)の反復投与が治療成果を向上させたかもしれないが、パクリタキセルを封入した微小粒子には反復投与は必要なかった。後者は、頻回投与の必要性を低減するという微小粒子の1つの利点を示す。   In this study, only one dose of isotoxic microparticles and Taxol® was used. By this criterion, the dose equivalent to paclitaxel for microparticles was higher than the dose for Taxol®. This is because the sustained release of the drug reduced the dose intensity, thus reducing toxicity and increasing the maximum tolerated dose. In this group, repeated administration of Taxol® may have improved treatment outcome, but repeated administration was not necessary for microparticles encapsulating paclitaxel. The latter shows one advantage of microparticles that reduces the need for frequent administration.

例7
パクリタキセルを封入したゼラチンナノ粒子の調製及び性状決定
この例は、パクリタキセルを封入したゼラチンナノ粒子の調製及び性状決定を示す。
Example 7
Preparation and characterization of gelatin nanoparticles encapsulating paclitaxel This example shows the preparation and characterization of gelatin nanoparticles encapsulating paclitaxel.

パクリタキセルを封入したゼラチンナノ粒子の調製 異なるブルーム強度(75〜100ブルーム、175ブルーム、300ブルーム)を有するゼラチンの幾つかの製剤を用い、脱溶媒方法を用いてナノ粒子を調製した(Oppenheim, R. C., Int. J. Pharm., 8: 217-234, 1981)。2%のトウィーン20を含む10mlの水にゼラチン(200mg)をに溶解した。溶液を300rpmで絶えず撹拌しながら40℃まで加熱した。この溶液に、ゆっくりと硫酸ナトリウムの20%水溶液を2ml加え、2mgのパクリタキセルを含むイソプロパノールを1ml加えた。ゼラチン凝集の形成を示す溶液の濁りが生じるまで、硫酸ナトリウム溶液の第2の一定分量(5.5〜6ml)を加えた。その後、溶液が清澄になるまで、約1mlの蒸留水を加えた。グルタルアルデヒドの水溶液(25%、0.4ml)を加えてゼラチンを架橋した。メタ重亜硫酸ナトリウム溶液(12%、5ml)を5分後に加えて架橋プロセスを停止させた。1時間後、未精製の産物をセファデックスG−50カラムで精製した。真空凍結乾燥器中で48時間、ナノ粒子含有留分を凍結乾燥した。 Preparation of gelatin nanoparticles encapsulating paclitaxel Using several formulations of gelatin with different bloom strengths (75-100 bloom, 175 bloom, 300 bloom), nanoparticles were prepared using a desolvation method (Oppenheim, RC , Int. J. Pharm., 8: 217-234, 1981). Gelatin (200 mg) was dissolved in 10 ml water containing 2% Tween 20. The solution was heated to 40 ° C. with constant stirring at 300 rpm. To this solution was slowly added 2 ml of a 20% aqueous solution of sodium sulfate, and 1 ml of isopropanol containing 2 mg of paclitaxel was added. A second aliquot of sodium sulfate solution (5.5-6 ml) was added until the solution turned cloudy indicating the formation of gelatin aggregates. Thereafter, about 1 ml of distilled water was added until the solution became clear. An aqueous solution of glutaraldehyde (25%, 0.4 ml) was added to crosslink the gelatin. Sodium metabisulfite solution (12%, 5 ml) was added after 5 minutes to stop the crosslinking process. After 1 hour, the crude product was purified on a Sephadex G-50 column. The nanoparticle-containing fraction was lyophilized for 48 hours in a vacuum lyophilizer.

ポリリジンで剤皮を施しかつパクリタキセルを封入したゼラチンナノ粒子の調製 ナノ粒子の調製は、剤皮を施さないナノ粒子と類似の方法を用いて行った。ナノ粒子形成後の架橋の後期に、ゼラチンの重量の約5%乃至約10%に等しい重量のポリリジンを加えたところ、ポリリジンで剤皮を施されたナノ粒子が得られた。精製ステップは、上述した剤皮を施さないナノ粒子に用いたステップと同じである。 Preparation of gelatin nanoparticles coated with polylysine and encapsulating paclitaxel Nanoparticles were prepared using a method similar to nanoparticles without coating . At a later stage of crosslinking after nanoparticle formation, a weight of polylysine equal to about 5% to about 10% of the weight of gelatin was added, resulting in nanoparticles coated with polylysine. The purification step is the same as that used for the nanoparticles without the coating described above.

ゼラチンナノ粒子中のパクリタキセル負荷の決定 2mgのパクリタキセルを封入したナノ粒子を0.5mlのリン酸緩衝食塩水(PBS)中で分散させ、0.5mlのプロナーゼ(PBS中に1mg/ml)により代謝振盪装置において37℃で温浸した。約1時間後か或いは清澄な溶液が得られたとき、内部標準物質セファロマニン(20μg/mlのメタノールを50μl)を加え、2体積の3mlの酢酸エチルでそれぞれ抽出した。酢酸エチル層をプールし、空気流下で乾燥させ、アセトニトリル中で元に戻した。抽出物のパクリタキセル濃度を基準サンプルの濃度と比較し、パクリタキセル負荷を決定した。ブランクのゼラチンナノ粒子と既知量のパクリタキセルの混合物からなる基準サンプルをナノ粒子に関して述べたように処理した。 Determination of paclitaxel loading in gelatin nanoparticles Nanoparticles encapsulating 2 mg paclitaxel were dispersed in 0.5 ml phosphate buffered saline (PBS) and metabolized by 0.5 ml pronase (1 mg / ml in PBS) Digest at 37 ° C. in a shaker. After about 1 hour or when a clear solution was obtained, an internal standard substance cephalomanine (50 μl of 20 μg / ml of methanol) was added, and each was extracted with 2 volumes of 3 ml of ethyl acetate. The ethyl acetate layers were pooled, dried under a stream of air and reconstituted in acetonitrile. The paclitaxel concentration of the extract was compared with the concentration of the reference sample to determine paclitaxel loading. A reference sample consisting of a mixture of blank gelatin nanoparticles and a known amount of paclitaxel was processed as described for nanoparticles.

パクリタキセルナノ粒子の異なる製剤の物性を表3に示す。ナノ粒子の収率は40〜82%に及び、ゼラチンの分子量が増加に伴い減少する。実際の薬物負荷は、理論上の負荷の33〜78%であった。

Figure 0004927535
The physical properties of different formulations of paclitaxel nanoparticles are shown in Table 3. The yield of nanoparticles ranges from 40 to 82% and decreases with increasing molecular weight of gelatin. The actual drug load was 33-78% of the theoretical load.
Figure 0004927535

高分子量ゼラチンを用いて調製したナノ粒子は大きな凝集を形成し、凝集の直径は10μmから30μm以上に及んでいた。これらの凝集をカラムクロマトグラフィー精製ステップ中に除去したところ、収率及び薬物取込効率は低かった。低分子量ゼラチンを用いて調製したナノ粒子においても低取込効率が見られた。至適かつより高い収率及び取込効率は、中分子量ゼラチン(175ブルーム)を用いることによって達成された。後の調査では175ブルームのゼラチンを用いてパクリタキセルを封入したナノ粒子を調製した。   Nanoparticles prepared using high molecular weight gelatin formed large aggregates, with aggregate diameters ranging from 10 to 30 μm. When these aggregates were removed during the column chromatography purification step, the yield and drug uptake efficiency were low. Low uptake efficiency was also seen in nanoparticles prepared using low molecular weight gelatin. Optimal and higher yield and uptake efficiency were achieved by using medium molecular weight gelatin (175 bloom). In a later study, nanoparticles encapsulating paclitaxel were prepared using 175 bloom gelatin.

パクリタキセルを封入したナノ粒子の性状決定
ゼラチンナノ粒子と蒸留水(50μl以下)の混合物を箔紙上に載置し、乾燥させ、金でコーティングし、フィリップス社(Philips)製XL30走査電子顕微鏡(SEM)で観察した。粒子サイズ分布のために、4乃至6フィールドから撮ったSEM画像を用いて1000個以上のナノ粒子を調べた。産出収率は、凍結乾燥ゼラチンナノ粒子の重量から算出し、ゼラチンの開始重量に対するパーセントで表した。SEMの結果は、ナノ粒子が半球形状であり、その平均サイズは600乃至1,000nmであることを示していた。
Characterization of nanoparticles encapsulating paclitaxel A mixture of gelatin nanoparticles and distilled water (less than 50 μl) is placed on foil paper, dried, coated with gold, Philips XL30 scanning electron microscope (SEM) Observed with. Over 1000 nanoparticles were examined using SEM images taken from 4 to 6 fields for particle size distribution. The yield of production was calculated from the weight of lyophilized gelatin nanoparticles and expressed as a percentage of the starting weight of gelatin. SEM results indicated that the nanoparticles were hemispherical and the average size was 600 to 1,000 nm.

Scintag PAD−V回折計を用いて、純粋なパクリタキセルと、パクリタキセル(重量%で2%)とブランクのゼラチンナノ粒子の混合物と、パクリタキセルを封入したナノ粒子(1.62%負荷)の広角X線回折(WAXD)スペクトルを得た。5°から60°まで毎分1°の走査速度でサンプルを走査した。WAXDの結果は、遊離パクリタキセルに対してと、遊離パクリタキセルとブランクのゼラチンナノ粒子の混合物に対してはX線回折スペクトルの鋭いピークを示したが、パクリタキセルを封入したゼラチンナノ粒子に対しては示さなかった。これは、ナノ粒子中に取り込まれたパクリタキセルが結晶状態ではなく非結晶状態にあることを示している。非結晶状態は溶解速度が速いので、非結晶状態が望ましい。   A wide-angle X-ray of pure paclitaxel, a mixture of paclitaxel (2% by weight) and blank gelatin nanoparticles, and nanoparticles encapsulating paclitaxel (1.62% loading) using a Scintag PAD-V diffractometer A diffraction (WAXD) spectrum was obtained. The sample was scanned from 5 ° to 60 ° at a scan rate of 1 ° per minute. The WAXD results showed a sharp peak in the X-ray diffraction spectrum for free paclitaxel and for the mixture of free paclitaxel and blank gelatin nanoparticles, but not for gelatin nanoparticles encapsulating paclitaxel. There wasn't. This indicates that paclitaxel incorporated into the nanoparticles is in an amorphous state rather than a crystalline state. Since the amorphous state has a high dissolution rate, the amorphous state is desirable.

ゼラチンナノ粒子からのパクリタキセルの放出 パクリタキセルナノ粒子(12mg)を100mlのPBS中に分散させ、37℃でインキュベートした。連続的なサンプル(1ml)を取り出し、ベックマンL−70超遠心機を用いて40,000rpmで15分間遠心した。400μlのナノ粒子不含上清を取り除き、3mlの酢酸エチルで2回抽出した。酢酸エチル抽出物のパクリタキセル濃度を高性能液体クロマトグラフィーによって分析した。 Release of paclitaxel from gelatin nanoparticles Paclitaxel nanoparticles (12 mg) were dispersed in 100 ml PBS and incubated at 37 ° C. A continuous sample (1 ml) was removed and centrifuged at 40,000 rpm for 15 minutes using a Beckman L-70 ultracentrifuge. 400 μl of the nanoparticle-free supernatant was removed and extracted twice with 3 ml of ethyl acetate. The paclitaxel concentration of the ethyl acetate extract was analyzed by high performance liquid chromatography.

吸収調査の結果は、ナノ粒子に封入されたパクリタキセルの全量の約4.5%がナノ粒子上で吸収されることを示していた。ナノ粒子からPBSへのパクリタキセルの放出は速やかに行われ、37℃では15分後、2時間後、3時間後にそれぞれ55%、87%、92%が放出された。   The results of the absorption study indicated that about 4.5% of the total amount of paclitaxel encapsulated in the nanoparticles was absorbed on the nanoparticles. Release of paclitaxel from the nanoparticles to PBS was rapid, with 55%, 87%, and 92% being released after 15 minutes, 2 hours, and 3 hours at 37 ° C, respectively.

パクリタキセルを封入したナノ粒子の生物活性 ATCC(the American Type Culture Collection(Rockville, MD))からヒトRT4膀胱移行性膀胱癌細胞を入手し、9%のウシ胎児血清と、2mMのLグルタミンと、90μg/mlのゲンタミシンと、90μg/mlのセフォタキシムナトリウムとを補充したマッコイ培地(McCoy's medium)において、37℃で、培養した空気中に5%のCOの加湿雰囲気下で培養した。トリプシンを用いてサブコンフルエントな培養物から細胞を採取し、新鮮な培地中で再懸濁した。トリパンブルー色素排除法により生細胞率を求め、生細胞率90%以上の細胞を用いた。細胞を96ウェルの微量定量プレートに播種し(2,000細胞/ウェル以下)、24時間、プレート表面に細胞が接着できるようにした。出願人は、パクリタキセルが即効性及び遅発性の細胞毒性を生じさせることを既に示している(Au, et al., Cancer Res., 58: 2141-2148,1998)。即時効果を評価するため、パクリタキセルの水溶液の一定分量(遊離パクリタキセルと呼ばれる)を含む0.2mlの培地またはパクリタキセルを封入したナノ粒子を用いて同じパクリタキセル用量で48時間及び96時間、細胞をインキュベートした。治療の直後に薬物効果を測定した。遅発効果を評価するため、細胞を同様に15分間及び2時間治療し、PBSで1回洗浄し、その後薬物不含培地で合計96時間インキュベートし、そのとき薬物効果を測定した。 Human RT4 bladder transitional bladder cancer cells were obtained from the bioactive ATCC of nanoparticles encapsulating paclitaxel (the American Type Culture Collection, Rockville, MD), 9% fetal bovine serum, 2 mM L-glutamine, 90 μg The cells were cultured at 37 ° C. in a humidified atmosphere of 5% CO 2 in cultured air in McCoy's medium supplemented with / ml gentamicin and 90 μg / ml cefotaxime sodium. Cells were harvested from subconfluent cultures using trypsin and resuspended in fresh medium. The viable cell rate was determined by the trypan blue dye exclusion method, and cells with a viable cell rate of 90% or more were used. Cells were seeded in 96-well microtiter plates (2,000 cells / well or less) to allow cells to adhere to the plate surface for 24 hours. Applicants have already shown that paclitaxel produces immediate and delayed cytotoxicity (Au, et al., Cancer Res., 58: 2141-2148,1998). To assess immediate effects, cells were incubated for 48 and 96 hours at the same paclitaxel dose with 0.2 ml medium containing paclitaxel in water (called free paclitaxel) or nanoparticles encapsulating paclitaxel. . Drug effect was measured immediately after treatment. To assess the delayed effect, the cells were similarly treated for 15 minutes and 2 hours, washed once with PBS and then incubated in drug-free medium for a total of 96 hours, at which time the drug effect was measured.

遊離薬物に関して、先ずエタノール中にパクリタキセルを溶解し、その後培地を用いて段階希釈することによってパクリタキセルの貯蔵液を調製した。最終的なエタノール濃度は、0.1%以下であった。スルホローダミンBアッセイ(Au, et al., Cancer Chemother. Pharmacol., 41 : 69-74, 1997)を用いて治療後に残った細胞の数を測定した。非線形回帰分析を用いてS字状の濃度−反応曲線を分析し、50%阻害(IC50)を生じさせる薬物濃度を得た。 For free drug, a stock solution of paclitaxel was prepared by first dissolving paclitaxel in ethanol and then serially diluting with media. The final ethanol concentration was 0.1% or less. The number of cells remaining after treatment was determined using the sulforhodamine B assay (Au, et al., Cancer Chemother. Pharmacol., 41: 69-74, 1997). Sigmoidal concentration-response curves were analyzed using non-linear regression analysis to obtain drug concentrations that produced 50% inhibition (IC 50 ).

即時効果に関して、遊離パクリタキセルまたはナノ粒子に取り込まれたパクリタキセルのいずれかによる治療は、48時間で60%、96時間で84%の最大阻害を与えた。治療時間に伴う最大パクリタキセル細胞毒性の増加は、出願人の以前の観察(Au, et al., Cancer Res., 58: 2141-2148,1998)と一致している。48時間及び96時間の治療では、遊離パクリタキセルのIC50値はそれぞれ11.0±0.4nM、4.0±0.4nMであり、パクリタキセルを封入したナノ粒子のIC50値はそれぞれ9.6±1.1nM、4.0±0.3nMのパクリタキセル同等物であった(どちらの製剤も3回の実験のMean±SD)。これら2つの製剤に対するIC50値に有意な差はなかった(不対t検定統計値;48時間ではp=0.15、96時間ではp=0.71)。 With regard to immediate effects, treatment with either free paclitaxel or paclitaxel incorporated into nanoparticles gave a maximum inhibition of 60% at 48 hours and 84% at 96 hours. The increase in maximal paclitaxel cytotoxicity with treatment time is consistent with the applicant's previous observations (Au, et al., Cancer Res., 58: 2141-2148, 1998). For 48 hours and 96 hours of treatment, the IC 50 value of free paclitaxel is 11.0 ± 0.4 nM and 4.0 ± 0.4 nM, respectively, and the IC 50 value of nanoparticles encapsulating paclitaxel is 9.6 respectively. There was ± 1.1 nM, 4.0 ± 0.3 nM paclitaxel equivalent (both formulations Mean ± SD of 3 experiments). There was no significant difference in IC 50 values for these two formulations (unpaired t-test statistics; p = 0.15 at 48 hours, p = 0.71 at 96 hours).

遅発効果(即ち96時間の時点で測定された効果)に関して、遊離パクリタキセルまたはナノ粒子に取り込まれたパクリタキセルのいずれかによる15分間及び2時間の治療は、74%乃至85%の最大阻害を与えた。15分間及び2時間の治療では、遊離パクリタキセルのIC50値はそれぞれ156.7±6.6nM、33.0±4.8nM、パクリタキセルを封入したナノ粒子のIC50値はそれぞれ165.7±33.5nM、31.4±1.8nMのパクリタキセル同等物であった(どちらの製剤も3回の実験のMean±SD)。2つの製剤に対する対応するIC50値にも有意な差はなかった(不対t検定統計値;15分間ではp=0.70、2時間ではp=0.64)。このデータは、ナノ粒子からのパクリタキセルの速やかな放出と、パクリタキセルを封入したナノ粒子は(クレモフォアの不存在下で)エタノールと水に溶解した遊離パクリタキセルと同等に効果的であることを示している。 For late effects (ie, effects measured at 96 hours), 15 minutes and 2 hours of treatment with either free paclitaxel or paclitaxel incorporated into nanoparticles gave a maximum inhibition of 74% to 85%. It was. For the 15 minute and 2 hour treatments, the IC 50 value of free paclitaxel is 156.7 ± 6.6 nM, 33.0 ± 4.8 nM, respectively, and the IC 50 value of nanoparticles encapsulating paclitaxel is 165.7 ± 33, respectively. The paclitaxel equivalent of 5 nM, 31.4 ± 1.8 nM (both formulations Mean ± SD of 3 experiments). There was also no significant difference in the corresponding IC 50 values for the two formulations (unpaired t-test statistics; p = 0.70 for 15 minutes, p = 0.64 for 2 hours). This data shows the rapid release of paclitaxel from the nanoparticles and that nanoparticles encapsulating paclitaxel are as effective as free paclitaxel dissolved in ethanol and water (in the absence of cremophor) .

例8
パクリタキセルを封入したゼラチンナノ粒子の膀胱内滴下注入後の膀胱壁への高パクリタキセル濃度の送達
例8は、膀胱腔に滴下注入されるとパクリタキセルを封入したゼラチンナノ粒子が膀胱組織に高濃度のパクリタキセルを送達することを示している。
Example 8
Example 8 of delivery of high paclitaxel concentration to the bladder wall after intravesical instillation of gelatin nanoparticles encapsulating paclitaxel is a case where gelatin nanoparticles encapsulating paclitaxel is highly concentrated in the bladder tissue when instilled into the bladder cavity To deliver.

膀胱組織へのパクリタキセルの送達の決定は、パクリタキセルを封入したゼラチンナノ粒子の滴下注入後に、他の文献(Wientjes, et al., Cancer Res., 51:4347-4354,1991;Song, D., et al., Cancer Chemother. Pharmacol., 40:285-292,1997)に記載されている通りに行った。簡単に言えば、パクリタキセルを封入したゼラチンナノ粒子の溶液(全重量250mg中1mgのパクリタキセルを含有)を麻酔したイヌの膀胱に2時間かけて滴下注入した。その後、膀胱を切除し、急速凍結し、クライオトームを用いて尿路上皮表面に平行に40μmの切片に切断した。洗浄後、前述したように(Song and Au, J. Chromatogr., 663: 337-344,1995)、高性能液体クロマトグラフィーアッセイを用いて凍結組織サンプルのパクリタキセル濃度を分析した。結果は、膀胱壁中のパクリタキセル濃度が尿路上皮即ち膀胱の内面での約50μg/g(60μg/gにほぼ等しい)から尿路上皮から500μm離れた深さでの約1μg/gまで減退し、500μm以上の組織深さに対しては約0.5μg/gで比較的一定を保っていたことを示している。尿路上皮濃度は尿中の非結合濃度を約20倍上回っていたが、これは膀胱壁へのパクリタキセルの浸透が良好であることを示している。これらの組織濃度は、ヒト膀胱RT4癌細胞において細胞毒性を生じさせるパクリタキセル濃度(即ち2時間の治療で−33nM。例1を参照)をも超えた。   The determination of delivery of paclitaxel to the bladder tissue has been described by other literature (Wientjes, et al., Cancer Res., 51: 4347-4354,1991; Song, D., after instillation of gelatin nanoparticles encapsulating paclitaxel. et al., Cancer Chemother. Pharmacol., 40: 285-292, 1997). Briefly, a solution of gelatin nanoparticles encapsulating paclitaxel (containing 1 mg paclitaxel in a total weight of 250 mg) was instilled into the anesthetized dog bladder over 2 hours. The bladder was then excised, snap frozen, and cut into 40 μm sections parallel to the urothelial surface using a cryotome. After washing, the paclitaxel concentration of the frozen tissue sample was analyzed using a high performance liquid chromatography assay as described above (Song and Au, J. Chromatogr., 663: 337-344, 1995). The results show that the concentration of paclitaxel in the bladder wall declines from about 50 μg / g (approximately equal to 60 μg / g) on the urothelium, the inner surface of the bladder, to about 1 μg / g at a depth of 500 μm away from the urothelium. This indicates that the tissue depth of 500 μm or more was kept relatively constant at about 0.5 μg / g. The urothelium concentration was approximately 20 times higher than the unbound concentration in urine, indicating good penetration of paclitaxel into the bladder wall. These tissue concentrations also exceeded paclitaxel concentrations that produced cytotoxicity in human bladder RT4 cancer cells (ie -33 nM with 2 hours of treatment, see Example 1).

投与後のゼラチンナノ粒子におけるパクリタキセルの組織滞留を、2時間の治療終了から22時間後でかつ溶液の排出後(即ち投薬から24時間後)に膀胱組織濃度を分析することによって、他のイヌで調べた。パクリタキセル濃度は、尿路上皮で0.14μg/g(約165nM)であり、深さ500μmでの0.01μg/gまで緩徐に減退した。このデータは、膀胱組織におけるパクリタキセルのかなりの滞留を示している。薬物クリアランスの半減期は150分間と推定されたが、これはヒト膀胱組織におけるマイトマイシンCの半減期5分間と比べて30倍以上長い(Wientjes, et al., Cancer Res., 53: 3314-3320,1993)。   In other dogs, the tissue retention of paclitaxel in gelatin nanoparticles after administration was analyzed for bladder tissue concentration 22 hours after the end of 2 hours of treatment and after draining the solution (ie 24 hours after dosing). Examined. The paclitaxel concentration was 0.14 μg / g (about 165 nM) in the urothelium and slowly declined to 0.01 μg / g at a depth of 500 μm. This data indicates a significant retention of paclitaxel in bladder tissue. The half-life of drug clearance was estimated to be 150 minutes, which is more than 30 times longer than the half-life of mitomycin C in human bladder tissue of 5 minutes (Wientjes, et al., Cancer Res., 53: 3314-3320 , 1993).

例9
罹患したイヌの膀胱腫瘍由来の組織培養物におけるパクリタキセル封入ゼラチンナノ粒子の効力
膀胱癌と診断された3匹の罹患したイヌ(dog patient)から膀胱経尿道的切除によって膀胱腫瘍を得た。腫瘍は1mm辺に切断し、組織培養物としてコラーゲンゲル上で培養した(Au, et al., Cancer Chemother. Pharmacol., 41: 69-74,1997)、パクリタキセルを封入したナノ粒子で2時間治療した。パクリタキセル同等物として発現されるブロモデオキシウリジン標識化の阻害に対するIC50値は、1匹のイヌからの腫瘍では2.2μM、残り2匹のイヌからの腫瘍では10μM以上であった。
Example 9
Efficacy of paclitaxel-encapsulated gelatin nanoparticles in tissue cultures from diseased canine bladder tumors Bladder tumors were obtained by bladder transurethral resection from 3 affected dogs diagnosed with bladder cancer. Tumors were cut to 1 mm and cultured on collagen gel as tissue culture (Au, et al., Cancer Chemother. Pharmacol., 41: 69-74, 1997) and treated with nanoparticles encapsulating paclitaxel for 2 hours. did. IC 50 values for inhibition of bromodeoxyuridine labeling expressed as paclitaxel equivalents were 2.2 μM for tumors from one dog and 10 μM or more for tumors from the remaining two dogs.

IC50値の三者比較と、膀胱組織中の薬物濃度(例8を参照)と、これら3匹のイヌの臨床成果(例10を参照)は、感受性が最も高い腫瘍(即ち最も低いIC50値)を有するイヌが、腫瘍サイズを50%以上小さくしたときに、パクリタキセルを封入したナノ粒子による治療に良く反応して治療上の恩恵を生じさせるのに十分な薬物を投与されたであろうことを示している。対照的に、残り2匹のイヌのIC50値は到達可能な膀胱組織濃度を超え、これらの動物において腫瘍は進行性疾患(即ち50%以上のサイズの増加)を示した(Helfand, et al., J. Am.Anim. Hosp. Assoc., 30: 270-275,1994)。 A tripartite comparison of IC 50 values, drug concentrations in bladder tissue (see Example 8), and clinical outcomes of these three dogs (see Example 10) show that the most sensitive tumor (ie, the lowest IC 50). Value) would have been administered enough drug to respond well to treatment with nanoparticles encapsulating paclitaxel and produce a therapeutic benefit when the tumor size was reduced by 50% or more It is shown that. In contrast, the IC 50 values of the remaining two dogs exceeded the reachable bladder tissue concentration, and in these animals the tumors showed progressive disease (ie an increase in size of more than 50%) (Helfand, et al , J. Am. Anim. Hosp. Assoc., 30: 270-275, 1994).

この例は、ゼラチンナノ粒子に製剤されたパクリタキセルに対する膀胱腫瘍の感受性と、in vitro結果とin vivo結果のと相互関係を示している。ヒト表在性膀胱腫瘍におけるパクリタキセルのIC50値がイヌに比べて低いことと、直接膀胱内滴下注入の候補であるヒト患者における膀胱腫瘍が表在性であり、膀胱壁の粘膜層を超えて浸透しないことは注目に値する。出願人が以前に得たヒト膀胱腫瘍に対するIC50値は、ヒト患者から得られるT0及びT1膀胱腫瘍ステージに対して1.2μMである(Au,et al., Cancer Chemother. Pharmacol., 41: 69-74,1997 におけるデータから計算)。このことは、ヒト患者における臨床結果がイヌの臨床結果より良好になることを示唆している。 This example demonstrates the correlation between bladder tumor sensitivity to paclitaxel formulated in gelatin nanoparticles and in vitro and in vivo results. Paclitaxel's IC 50 value in human superficial bladder tumors is lower than in dogs, and bladder tumors in human patients who are candidates for direct intravesical instillation are superficial and beyond the mucosal layer of the bladder wall It is worth noting that it does not penetrate. The IC 50 value for the human bladder tumor previously obtained by the applicant is 1.2 μM for the T0 and T1 bladder tumor stages obtained from human patients (Au, et al., Cancer Chemother. Pharmacol., 41: 69-74,1997). This suggests that clinical results in human patients are better than those in dogs.

例10
膀胱癌に罹患したイヌにおけるパクリタキセル封入ゼラチンナノ粒子の効力
膀胱の移行上皮癌(TCC)で転移の形跡がないイヌが適格である。全身麻酔下でフォーリーカテーテルを介して1mgのパクリタキセルを封入したゼラチンナノ粒子を20mlの生理食塩水懸濁液に溶かしたものを膀胱内に週1回、3週間投与した。投薬量は、ゼラチン250mg中にパクリタキセル1mgであった。全ての患者に予防抗生物質及びデラコキシブ(deracoxib)を投与した。2時間の治療期間の前及び最中に血液及び尿サンプルを採取した。カラムスイッチングHPLCによって尿及び組織のパクリタキセル濃度を分析した。腹部超音波検査を用いて腫瘍反応をモニタリングした。
Example 10
Efficacy of paclitaxel-encapsulated gelatin nanoparticles in dogs with bladder cancer Dogs with transitional cell carcinoma of the bladder (TCC) and no evidence of metastasis are eligible. Under general anesthesia, gelatin nanoparticles encapsulating 1 mg of paclitaxel dissolved in 20 ml of physiological saline suspension were administered into the bladder once a week for 3 weeks via a Foley catheter. The dosage was 1 mg paclitaxel in 250 mg gelatin. All patients received prophylactic antibiotics and deracoxib. Blood and urine samples were taken before and during the 2 hour treatment period. Urine and tissue paclitaxel concentrations were analyzed by column switching HPLC. Tumor response was monitored using abdominal ultrasonography.

6匹のイヌを治療したが、そのうち4匹は以前に治療を受けていなかった。血漿濃度は全ての時点でHPLC検出限界以下であった。尿の初濃度と終濃度の中央値はそれぞれ、27.51±8.59g/ml(n=16)、11.16±8.63g/ml(n=15)であった。非結合型パクリタキセルの濃度は、0.8〜1μg/mlで一定のままであったが、これは体温でのパクリタキセルの水溶解度の概ね最大値である。総奏効は2部分奏効で、安定性疾患(即ち部分奏効ではなく進行性疾患でない)が2匹、進行性疾患が2匹であった。臨床結果または成果の定義は、例9に記載されている。全身的な薬物吸収または毒性の形跡はなかった。罹患イヌの他覚的反応率は6分の2(33%)であり、これは他の化学療法薬を用いた膀胱内治療に関して文献に報告されている奏効率(12.5%)より高い(0〜20%の範囲、平均で12.5%;Mutsaers, et al., J. Vet. Intern.Med., 17: 136-144,2003)。   Six dogs were treated, four of which had not been previously treated. Plasma concentrations were below the HPLC detection limit at all time points. Median urine initial and final concentrations were 27.51 ± 8.59 g / ml (n = 16) and 11.16 ± 8.63 g / ml (n = 15), respectively. The concentration of unbound paclitaxel remained constant at 0.8-1 μg / ml, which is approximately the maximum value of paclitaxel water solubility at body temperature. The total response was 2 partial responses, 2 stable diseases (ie not partial response but not progressive disease) and 2 progressive disease. The definition of clinical outcome or outcome is described in Example 9. There was no evidence of systemic drug absorption or toxicity. The objective response rate of affected dogs is 2/6 (33%), which is higher than the response rate reported in the literature (12.5%) for intravesical treatment with other chemotherapeutic drugs (Range 0-20%, average 12.5%; Mutsaers, et al., J. Vet. Intern. Med., 17: 136-144, 2003).

例11
静脈内投与後のゼラチンナノ粒子による腎臓
パクリタキセルを封入したゼラチンナノ粒子の分布と市販のタキソール(登録商標)製剤の分布とを比較することによって、ゼラチンナノ粒子による腎臓標的指向化の利点を調べた。ゼラチンナノ粒子を調製し、尾静脈から1分間にわたってマウスに静脈内投与した。パクリタキセル用量は10mg/kgであった。24時間後に動物を安楽死させた。器官を切除し、ホモジナイズし、抽出して、高性能液体クロマトグラフィーを用いてパクリタキセル濃度を分析した。これらの手順は、例7に記載されているように行った。ナノ粒子(直径664nm、負荷4%)はパクリタキセルを速やかに放出した(37℃で24時間に70%)。パクリタキセルの血中濃度の合計(遊離及び結合)は、主半減期14時間で低下した。パクリタキセルは、肝臓、小腸、腎臓において最も高いレベルで器官に分布及び滞留していた(表4)。組織対血液濃度の比率は、肝臓>小腸>腎臓>>大腸>脾臓=胃>肺>心臓の順であった。タキソール(登録商標)の組織分布は、肝臓>小腸>大腸>胃>肺≧腎臓>脾臓>心臓の順であり、分布が異なる。ナノ粒子中の投与後組織濃度の比率として、または血漿濃度に対して正規化した後にタキソールとして、選択的滞留を求めた(表4)。腎臓における選択的滞留は7.86倍で、全器官で最も高かった。ナノ粒子中に投与後、腎臓中のパクリタキセルの終末半減期は13.7時間であった。タキソール(登録商標)としての投与では1.94時間であった。このデータは、ゼラチンナノ粒子が優先的に腎臓に滞留することを示している。

Figure 0004927535
Example 11
We examined the benefits of kidney targeting with gelatin nanoparticles by comparing the distribution of gelatin nanoparticles encapsulating kidney paclitaxel with gelatin nanoparticles after intravenous administration and the distribution of commercially available Taxol® formulations . Gelatin nanoparticles were prepared and administered intravenously to mice over 1 minute from the tail vein. The paclitaxel dose was 10 mg / kg. The animals were euthanized after 24 hours. Organs were excised, homogenized, extracted and analyzed for paclitaxel concentration using high performance liquid chromatography. These procedures were performed as described in Example 7. Nanoparticles (diameter 664 nm, load 4%) released paclitaxel rapidly (70% at 24 hours at 37 ° C.). The total blood concentration of paclitaxel (free and bound) decreased with a major half-life of 14 hours. Paclitaxel was distributed and retained in the organs at the highest levels in the liver, small intestine and kidney (Table 4). The ratio of tissue to blood concentration was liver> small intestine> kidney >> large intestine> spleen = stomach>lung> heart. The tissue distribution of Taxol (registered trademark) is in the order of liver> small intestine> large intestine>stomach>lung>kidney>spleen> heart, and the distribution is different. Selective retention was determined as a ratio of post-administration tissue concentration in nanoparticles or as taxol after normalization to plasma concentration (Table 4). Selective retention in the kidney was 7.86 times, highest in all organs. After administration in nanoparticles, the terminal half-life of paclitaxel in the kidney was 13.7 hours. The administration as Taxol® was 1.94 hours. This data indicates that gelatin nanoparticles preferentially stay in the kidney.
Figure 0004927535

同等物
当業者は、本明細書中に特に記載されている本発明の特定の実施形態に相当する多数の同等物を常用実験程度で認識し、或いは確認することができるであろう。そのような同等物は、特許請求の範囲に含まれるものと解すべきである。
Equivalents Those skilled in the art will recognize, or be able to ascertain using no more than routine experimentation, many equivalents to the specific embodiments of the invention specifically described herein. Such equivalents are to be construed as being included within the scope of the claims.

PLGA微小粒子による腫瘍標的指向化 腹腔内ヒトHs766T膵臓異種移植腫瘍をマウスに移植した。腫瘍が定着した後(21日目)、イソチオシアン酸フルオレッセイン(FITC)標識粒子1回分を腹腔内に投与した。FITCは、紫外光下で緑色蛍光を示す。24日目に動物に麻酔をかけて腹腔を露出した。左パネルは、室内照明下での写真を示す。腹膜に播種された、帯白色/帯黄色の不規則な形状の結節として現れている複数の腫瘍に注目されたい。右パネルは、紫外光下での写真を示す。緑色蛍光で示される、腫瘍結節上の粒子の局在に注目されたい。Tumor targeting with PLGA microparticles Intraperitoneal human Hs766T pancreatic xenograft tumors were transplanted into mice. After tumor establishment (day 21), one dose of fluorescein isothiocyanate (FITC) labeled particles was administered intraperitoneally. FITC exhibits green fluorescence under ultraviolet light. On day 24, the animals were anesthetized to expose the abdominal cavity. The left panel shows a picture under room lighting. Note the multiple tumors that appear in the peritoneum as white or yellowish irregularly shaped nodules. The right panel shows a photograph under ultraviolet light. Note the localization of the particles on the tumor nodules, indicated by green fluorescence. パクリタキセルによる腫瘍プライミングは固形腫瘍における微小粒子の浸透及び分布を促進した 腹腔内ヒトSKOV3卵巣異種移植腫瘍をマウスに移植した。腫瘍が定着した後(42日目)、PLGA微小粒子(直径3μm以下、乳酸とグリコール酸の比率は50:50)を動物に腹腔内注入した。これらの粒子は、緑色蛍光化合物(アクリジンオレンジ)で標識されている。10mg/kgのパクリタキセル量を含有する速放性パクリタキセルを封入した微小粒子か、パクリタキセルを含まないブランクの微小粒子かいずれかを動物に与えた。3日後、動物に麻酔をかけ、網に付着した腫瘍を凍結し、切断した。腫瘍の輪郭を描いた位相差顕微鏡画像上に粒子の位置を示す蛍光顕微鏡画像を重ね合わせた。左パネルは、パクリタキセルにより腫瘍プライミングを受けた動物から得られた腫瘍の代表的な切片を示し、右パネルは、パクリタキセルを含まないブランクの微小粒子を与えられた動物から得られた腫瘍の切片を示している。微小粒子は緑色蛍光の円として確認できる。腫瘍プライミングパクリタキセル治療により治療された腫瘍全体で微小粒子の分布がより均一でかつ微小粒子の量も多いことに注目されたい。対照的に、パクリタキセルで治療されていない腫瘍では、微小粒子は腫瘍の周囲に限定された。写真は、200倍に拡大したものである。白色の線は100μmの距離を示している。Tumor priming with paclitaxel promoted microparticle penetration and distribution in solid tumors Intraperitoneal human SKOV3 ovarian xenograft tumors were transplanted into mice. After tumor establishment (day 42), PLGA microparticles (diameter 3 μm or less, ratio of lactic acid to glycolic acid 50:50) were injected intraperitoneally into animals. These particles are labeled with a green fluorescent compound (acridine orange). Animals were given either microparticles encapsulating immediate release paclitaxel containing a 10 mg / kg amount of paclitaxel or blank microparticles without paclitaxel. Three days later, the animals were anesthetized and the tumor attached to the net was frozen and cut. A fluorescence microscope image showing the position of the particles was superimposed on a phase contrast microscope image in which the outline of the tumor was drawn. The left panel shows a representative section of a tumor obtained from an animal that received tumor priming with paclitaxel, and the right panel shows a section of a tumor obtained from an animal given blank microparticles without paclitaxel. Show. Microparticles can be identified as green fluorescent circles. Note that the distribution of microparticles is more uniform and the amount of microparticles is greater throughout the tumor treated with tumor-primed paclitaxel treatment. In contrast, in tumors that were not treated with paclitaxel, the microparticles were confined around the tumor. The photo is magnified 200 times. The white line indicates a distance of 100 μm.

Claims (22)

腹膜腫瘍の患者に抗腫瘍薬を腹腔内送達するための組成物であって、
(a)3乃至5μmの粒径、及び患者の体温より低いガラス転移温度を有し、パクリタキセルを含有し、パクリタキセルの速放性製剤をなす乳酸グリコール酸共重合体(PLGA)微小粒子と、
(b)抗腫瘍薬を含有し、抗腫瘍薬の徐放性製剤をなす微小粒子またはナノ粒子と、
(c)薬学的に許容される担体と、を含むことを特徴とする組成物。
A composition for intraperitoneally delivering an antitumor drug to a patient with a peritoneal tumor ,
(A) Lactic acid glycolic acid copolymer (PLGA) microparticles having a particle size of 3 to 5 μm and a glass transition temperature lower than the patient's body temperature, containing paclitaxel and forming a rapid release formulation of paclitaxel;
(B) a microparticle or nanoparticle containing an antitumor drug and forming a sustained-release preparation of the antitumor drug;
(C) a composition comprising a pharmaceutically acceptable carrier.
前記PLGA微小粒子が、1時間以下にわたり少なくとも50nMのパクリタキセルを放出することを特徴とする請求項1に記載の組成物。  2. The composition of claim 1, wherein the PLGA microparticles release at least 50 nM paclitaxel over 1 hour or less. 前記パクリタキセルが、腫瘍の上皮細胞の密度を20%以上低減するのに十分な量で供給されることを特徴とする請求項1に記載の組成物。  The composition of claim 1, wherein the paclitaxel is provided in an amount sufficient to reduce the density of tumor epithelial cells by 20% or more. 前記パクリタキセルが、投与後16乃至24時間以内に腫瘍の上皮細胞の密度を20%以上低減するのに十分な量で供給されることを特徴とする請求項1に記載の組成物。  The composition of claim 1, wherein the paclitaxel is provided in an amount sufficient to reduce the density of tumor epithelial cells by 20% or more within 16 to 24 hours after administration. 前記パクリタキセルが、腫瘍の上皮細胞の10%以上においてアポトーシスを誘導するのに十分な量で供給されることを特徴とする請求項1に記載の組成物。  The composition of claim 1, wherein the paclitaxel is provided in an amount sufficient to induce apoptosis in 10% or more of the tumor epithelial cells. 前記パクリタキセルが、投与後16乃至24時間以内に腫瘍の上皮細胞の10%以上においてアポトーシスを誘導するのに十分な量で供給されることを特徴とする請求項1に記載の組成物。  2. The composition of claim 1, wherein the paclitaxel is provided in an amount sufficient to induce apoptosis in 10% or more of tumor epithelial cells within 16 to 24 hours after administration. 前記抗腫瘍薬が、パクリタキセルまたはドキソルビシンの1つ若しくは複数であることを特徴とする請求項1に記載の組成物。  The composition according to claim 1, wherein the antitumor agent is one or more of paclitaxel or doxorubicin. 前記抗腫瘍薬が、化学療法薬、または抗生物質の1つ若しくは複数であることを特徴とする請求項1に記載の組成物。  The composition according to claim 1, wherein the anti-tumor drug is one or more of a chemotherapeutic drug or an antibiotic. 腹膜腫瘍の治療のためのキットであって、
(a)薬学的に許容される担体中の、3乃至5μmの粒径、及び体温より低いガラス転移温度を有し、パクリタキセルを含有し、パクリタキセルの速放性製剤をなす乳酸グリコール酸共重合体(PLGA)微小粒子と、
(b)薬学的に許容される担体中の、抗腫瘍薬を含有し、抗腫瘍薬の徐放性製剤をなす微小粒子またはナノ粒子と、
(c)腫瘍の治療のための前記速放性製剤及び前記徐放性製剤の使用説明書と、を含むことを特徴とするキット。
A kit for the treatment of peritoneal tumors,
(A) Lactic acid glycolic acid copolymer having a particle diameter of 3 to 5 μm and a glass transition temperature lower than body temperature in a pharmaceutically acceptable carrier, containing paclitaxel, and forming an immediate-release preparation of paclitaxel (PLGA) microparticles;
(B) a microparticle or nanoparticle comprising an antitumor drug in a pharmaceutically acceptable carrier and forming a sustained release formulation of the antitumor drug;
(C) A kit comprising the immediate-release preparation and the instructions for use of the sustained-release preparation for tumor treatment.
前記PLGA微小粒子が、1時間以下にわたり少なくとも50nMのパクリタキセルを放出することを特徴とする請求項に記載のキット。10. The kit of claim 9 , wherein the PLGA microparticles release at least 50 nM paclitaxel over 1 hour. 単一若しくは複数のナノ粒子または微小粒子製剤が、前記速放性製剤(a)と前記徐放性製剤(b)とを共に含むことを特徴とする請求項に記載のキット。The kit according to claim 9 , wherein the single or plural nanoparticle or microparticle preparation contains both the immediate release preparation (a) and the sustained release preparation (b). 前記抗腫瘍薬が、パクリタキセルまたはドキソルビシンの1つ若しくは複数であることを特徴とする請求項に記載のキット。The kit according to claim 9 , wherein the antitumor agent is one or more of paclitaxel or doxorubicin. 腹腔内腫瘍を有する患者にパクリタキセル及び抗腫瘍薬を送達するのに適合され、
腫瘍の近くに前記抗腫瘍薬を送達するために腫瘍に選択的に接着する1若しくは複数のナノ粒子または微小粒子を含み、それによって、前記腫瘍に選択的に接着しない前記1若しくは複数のナノ粒子または微小粒子による送達と比べて、前記腫瘍に前記治療薬がより多く蓄積することを特徴とする請求項1に記載の組成物。
Adapted to deliver paclitaxel and antineoplastic drugs to patients with intraperitoneal tumors,
The one or more nanoparticles that include one or more nanoparticles or microparticles that selectively adhere to the tumor to deliver the antineoplastic agent in the vicinity of the tumor, thereby not selectively adhering to the tumor 2. The composition of claim 1, wherein more of the therapeutic agent accumulates in the tumor as compared to delivery by microparticles.
前記1若しくは複数のナノ粒子または微小粒子に生体接着性コーティング剤で剤皮を施して組織接着性を増加させたことを特徴とする請求項13に記載の組成物。14. The composition according to claim 13 , wherein the one or more nanoparticles or fine particles are coated with a bioadhesive coating agent to increase tissue adhesion. 前記生体接着性コーティング剤が、ポリリジン、フィブリノゲン、部分的にエステル化されたポリアクリル酸重合体、多糖、ペクチンか、或いは、硫酸化ショ糖と水酸化アルミニウムの混合物の1つ若しくは複数であることを特徴とする請求項14に記載の組成物。The bioadhesive coating agent is one or more of polylysine, fibrinogen, partially esterified polyacrylic acid polymer, polysaccharide, pectin, or a mixture of sulfated sucrose and aluminum hydroxide. The composition according to claim 14 . 前記PLGA微小粒子が、腫瘍に接着する粒子であることを特徴とする請求項1に記載の組成物。 The composition according to claim 1, wherein the PLGA microparticles are particles that adhere to a tumor. 前記抗腫瘍薬の徐放性製剤をなす微小粒子またはナノ粒子が、
(1)薬物放出とそれに続く緩徐な薬物放出を与える、
(2)腫瘍組織に選択的に接着する、
(3)腹腔に集中する、
の特性を併せ持つことを特徴とする請求項1に記載の組成物。
Microparticles or nanoparticles forming a sustained-release preparation of the antitumor agent ,
(1) provide drug release followed by slow drug release,
(2) selectively adheres to tumor tissue;
(3) concentrate on the abdominal cavity,
The composition according to claim 1, which has the following characteristics.
前記抗腫瘍薬の徐放性製剤をなす微小粒子またはナノ粒子が、生体接着性で剤皮を施されていることを特徴とする請求項1に記載の組成物。The composition according to claim 1, wherein the microparticles or nanoparticles constituting the sustained-release preparation of the antitumor drug are bioadhesive and coated. 前記抗腫瘍薬の徐放性製剤をなす微小粒子またはナノ粒子は、
PLGA微小粒子であって、かつ
乳酸とグリコール酸の比率が約50:50であり、30μmの平均径と、被検体の体温より低いガラス転移温度とを有し、4%のパクリタキセルを含有し、1日目に初期バースト薬物放出速度で20%を放出し、続いて、より緩徐な放出により7週間で全累積放出の70%を放出することを特徴とする請求項1に記載の組成物。
The microparticles or nanoparticles that form the sustained-release preparation of the antitumor agent are:
A PLGA microparticles, and the ratio of lactic acid and glycolic acid is about 50:50, has an average diameter of 30 [mu] m, and a glass transition temperature lower than body temperature of the subject, and containing 4% paclitaxel, The composition according to claim 1 , characterized in that it releases 20% at the initial burst drug release rate on day 1 followed by 70% of the total cumulative release in 7 weeks with a slower release.
前記抗腫瘍薬の徐放性製剤をなす微小粒子またはナノ粒子は、
PLGA微小粒子であって、かつ
乳酸とグリコール酸の比率が約75:25であり、3乃至5μmの平均径と、被検体の体温より高いガラス転移温度とを有し、4%のパクリタキセルを含有し、1日目に初期バースト薬物放出速度で5%を放出し、続いて、より緩徐な放出により7週間で全累積放出の30%を放出することを特徴とする請求項1に記載の組成物。
The microparticles or nanoparticles that form the sustained-release preparation of the antitumor agent are:
A PLGA microparticles, and the ratio of lactic acid and glycolic acid is about 75:25, has an average diameter of 3 to 5 [mu] m, and a high glass transition temperature than the body temperature of the subject, containing 4% of paclitaxel 2. The composition of claim 1 , wherein 5% is released at an initial burst drug release rate on day 1, followed by 30% of the total cumulative release in 7 weeks by slower release. object.
前記抗腫瘍薬の徐放性製剤をなす微小粒子またはナノ粒子は、
PLGA微小粒子であって、かつ
乳酸とグリコール酸の比率が約50:50であり4%のパクリタキセルを含有し、薬物放出速度が1日で70%であることを特徴とする請求項1に記載の組成物。
The microparticles or nanoparticles that form the sustained-release preparation of the antitumor agent are:
A PLGA microparticles, and the ratio of lactic acid and glycolic acid is about 50:50, and containing 4% paclitaxel, to claim 1, wherein the drug release rate is 70% in one day The composition as described .
トウィーン20、トウィーン80、イソプロピルミリステート、β乳糖、またはフタル酸ジエチルの1つ若しくは複数であるような放出エンハンサを更に含むような請求項19乃至21のいずれかに記載の組成物。 22. A composition according to any of claims 19 to 21 , further comprising a release enhancer such as one or more of Tween 20, Tween 80, isopropyl myristate, beta-lactose, or diethyl phthalate.
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