KR20040094413A - Compositions and methods for systemic inhibition of cartilage degradation - Google Patents

Compositions and methods for systemic inhibition of cartilage degradation Download PDF

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KR20040094413A
KR20040094413A KR10-2004-7011603A KR20047011603A KR20040094413A KR 20040094413 A KR20040094413 A KR 20040094413A KR 20047011603 A KR20047011603 A KR 20047011603A KR 20040094413 A KR20040094413 A KR 20040094413A
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파멜라피어스 팔머
제프리엠. 헤르쯔
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오메로스 코포레이션
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Abstract

본원에는 관절성 연골 분해를 억제하기 위한 조성물 및 방법이 기재되어 있다. 본 발명의 조성물은 바람직하게는, 연골 동화작용성 활성을 증진시키는 하나 이상의 제제와 연골 이화 작용을 억제하는 하나 이상의 제제를 포함한, 다수의 연골 보호제를 포함한다. 본 발명의 조성물은 또한, 한 가지 이상의 통증 및 염증 억제성 제제를 포함할 수 있다. 본 발명의 조성물은 수개의 관절에 연골 분해 위험이 있는 환자를 치료하기 위해 전신 투여될 수 있고, 적합하게는 관절을 표적으로 한 담체 또는 전달 비히클에서 제형화할 수 있다. 또 다른 한편으론, 본 발명의 조성물은 관절에 직접적으로 주사 또는 주입할 수 있다.Described herein are compositions and methods for inhibiting articular cartilage degradation. The composition of the present invention preferably comprises a plurality of cartilage protective agents, including one or more agents that enhance cartilage anabolic activity and one or more agents that inhibit cartilage catabolic activity. The compositions of the present invention may also include one or more pain and inflammation inhibitory agents. The compositions of the present invention may be administered systemically to treat patients at risk of cartilage degradation in several joints and may be suitably formulated in a carrier or delivery vehicle targeted to the joint. Alternatively, the compositions of the present invention may be injected or injected directly into the joint.

Description

연골 분해를 전신 억제하기 위한 조성물 및 방법{COMPOSITIONS AND METHODS FOR SYSTEMIC INHIBITION OF CARTILAGE DEGRADATION}COMPOSITIONS AND METHODS FOR SYSTEMIC INHIBITION OF CARTILAGE DEGRADATION

관절 내의 연골 파괴를 유발시키는 질병과 질환은 특히 노령화 집단의 인구통계학적 관점에서 상당히 중요한 공중 보건 상의 우려를 제기해 준다. 관절의 관절성 연골은 수 많은 상이한 분자의 복합 체계를 나타낸다. 류마티스성 관절염(RA) 및 골관절염(OA)과 같은 관절성 피진에서의 관절성 연골 분해와 관련해서는 다중적 기전이 이에 관여하고 있다. 비-염증성 관절염인 OA는 가장 흔히 발생하는 관절 질환 형태이고, 조기 은퇴와 신체 장애의 한 원인으로서 심혈관계 질환 다음으로 가장 많이 발병된다. 몇몇 개개인은 단일 수의 관절이나 제한된 수의 관절에서 OA를 나타내는데, 이는 사고나 수술로 인한 외상성 손상으로부터 비롯될 수도 있다. 수 많은 다른 개개인들은 장기간에 걸친 운동이나 직업 상의 활동 또는 노화와 연관된 마멸로 인해 수개의 관절에서 OA로 고생한다. RA는 여성의 3%와 남성의 1%에게 발병하는, 가장 흔히 발생하는 염증성 관절염 형태이다. 대다 수의 RA 환자들은 수개의 관절, 특히 손, 팔꿈치, 허리 및 어깨의 소관절에 그 증상을 나타낸다.Diseases and disorders that cause cartilage destruction in joints raise public health concerns, which are particularly important from the demographic perspective of the aging population. Articular cartilage of the joints represents a complex system of many different molecules. Multiple mechanisms are involved in the articular cartilage breakdown in arthritis, such as rheumatoid arthritis (RA) and osteoarthritis (OA). OA, a non-inflammatory arthritis, is the most common form of joint disease and is most common after cardiovascular disease as a cause of premature retirement and physical disability. Some individuals have OA in a single or limited number of joints, which may result from traumatic injuries from accidents or surgery. Many other individuals suffer from OA in several joints due to prolonged exercise, occupational activity, or wear associated with aging. RA is the most common form of inflammatory arthritis, affecting 3% of women and 1% of men. Most RA patients have symptoms in several joints, particularly the joints of the hands, elbows, lower back and shoulders.

초자 관절성 연골 파괴가 OA와 불능성 RA의 특징이다. 각종 치료학적 접근법이 증상 경감을 제공할 수 있긴 하지만, 관절성 연골 분해의 진행을 지연시키는 것으로 입증된 치료학적 섭생은 아직 밝혀진 바 없다. 관절성 연골의 진행성 변태(progressive deterioration)와 손실은 관절 운동에 있어 비가역적 결함을 유발시킨다. 이러한 연골 상의 변화는 골관절염(OA)과 류마티스성 관절염(RA)에 공통적으로 발생하는 최종의 병인성 사건이다.Superarticular cartilage destruction is characteristic of OA and incapable RA. Although various therapeutic approaches may provide symptomatic relief, no therapeutic regimen has been identified that has been shown to delay the progression of articular cartilage degradation. Progressive deterioration and loss of articular cartilage cause irreversible defects in joint motion. This change in cartilage is the final pathogenic event common to osteoarthritis (OA) and rheumatoid arthritis (RA).

연골 파괴 과정은 관절의 외과적 처치와 연관이 있거나 이로 인해 개시될 수도 있다. 관절경검사는 원격 광원과 비디오 모니터가 부착된 카메라를, 해부학 관절(예: 무릎, 어깨 등)을 덮고 있는 피부와 관절낭 측부 내의 작은 절개부를 통하여 이러한 관절에 삽입시키는 외과적 처치이다. 유사한 측부 절개를 통하여, 외과적 기구를 해당 관절에 놓아둘 수 있는데, 이의 사용은 관절경을 이용하여 가시화함으로써 인도할 수 있다. 관절경 검사자의 기술 수준이 향상됨에 따라, "개방" 외과 기술에 의해 한 차례 수행된 수술 처치 횟수가 현재에는, 관절경을 이용함으로서 증가될 수 있다. 이러한 처치에는, 예를 들어, 무릎의 부분 반월판 절제술과 인대 복원술, 어깨 견봉성형술 및 회선 건판 창면절제술 및 팔꿈치 활막절제술이 포함된다. 외과적 징후 확대와 작은 직경 관절경 개발에 따라, 허리와 발목 관절경도 통상적인 수준이 되었다.The cartilage destruction process may be associated with or initiated by surgical treatment of the joint. Arthroscopy is a surgical procedure in which a camera with a remote light source and a video monitor is attached to these joints through a small incision in the flap and the skin covering the anatomical joints (eg knee, shoulder, etc.). Through similar lateral incisions, surgical instruments can be placed in the joints, the use of which can be guided by visualization using arthroscopy. As the arthroscopic skill level improves, the number of surgical procedures performed once by an "open" surgical technique can now be increased by using arthroscopy. Such treatments include, for example, partial meniscus resection and ligament reconstruction of the knee, shoulder acroplasty and circumcision palliative resection and elbow synovial resection. As surgical signs expand and small-diameter arthroscopy develops, waist and ankle arthroscopy have become commonplace.

각 관절경 검사 내내, 생리학적 관주액(예: 정상 식염수 또는 락테이트화 링거액)을 해당 관절 내로 지속적으로 유입시켜, 관절낭을 팽창시키고 수술 찌꺼기를 제거함으로써 보다 청정한 관절내 가시화를 제공한다. 미국 특허 제4,504,493호(Marshall)에는 비-전도성용 수중 글리세롤의 등몰 용액과, 관절경 검사에 사용하기 위한 광학적으로 청명한 관주 용액이 기재되어 있다. 통상적인 생리학적 관주액은 진통, 소염 또는 항연골 분해 효과를 제공해주지 못한다.Throughout each arthroscopy, physiological irrigation (e.g., normal saline or lactated Ringer's solution) is continuously introduced into the joint to provide cleaner intra-articular visualization by inflating the articular capsule and removing surgical debris. US Pat. No. 4,504,493 describes an equimolar solution of glycerol in non-conductive water and an optically clear irrigation solution for use in arthroscopy. Conventional physiological irrigation does not provide analgesic, anti-inflammatory or anticartilage degrading effects.

관련 출원에 대한 참조Reference to related application

본원은 2002년 2월 1일자로 출원된 미국 가특허원 제60/353,552호를 우선권으로 청구하는데, 이는 1999년 7월 21일자로 출원된 미국 가특허원 제60/144,904호를 우선권으로 청구하고 있고 미국을 지정국으로 한 국제특허출원 PCT/US00/19864(2000. 7. 21자로 출원됨)의 미국 국내 단계인 미국 특허원 제10/031,546호(2002. 1. 18자로 출원됨)의 부분 연속 출원이고, 또한 1998년 11월 5일자로 출원된 미국 가특허원 제60/107,256호를 우선권으로 청구하고 있고 미국을 지정국으로 한 국제특허출원 PCT/US99/26330(1999. 11. 5자로 출원됨)과, 1998년 10월 20일자로 출원된 미국 가특허원 제60/105,026호를 우선권으로 청구하고 있고 미국을 지정국으로 한 국제특허출원 PCT/US99/24625(1999. 10. 20자로 출원됨)의 부분 연속 출원인 미국 특허원 제09/839,633호(2001. 4. 20자로 출원됨)의 부분 연속 출원이다.This application claims priority to US Provisional Patent Application No. 60 / 353,552, filed February 1, 2002, which claims priority to US Provisional Patent Application No. 60 / 144,904, filed July 21, 1999. And a partial continuation of US Patent Application No. 10 / 031,546 (filed Jan. 18, 2002), which is the US national stage of the international patent application PCT / US00 / 19864 (filed Jul. 21, 2000) with the US as the designated country. Is a priority, and claims priority to US Provisional Patent Application No. 60 / 107,256, filed November 5, 1998, filed international patent application PCT / US99 / 26330 (November 5, 1999) And US Provisional Patent Application No. 60 / 105,026, filed Oct. 20, 1998, with an international patent application PCT / US99 / 24625, filed Oct. 20, 1999. US patent application Ser. No. 09 / 839,633, filed Apr. 20, 2001, filed partly.

본 발명은 관절성 연골을 보호하기 위한 치료학적 조성물 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to therapeutic compositions and methods for protecting articular cartilage.

본 발명은 첨부된 도면을 참조로 하여 예로써 다음에 보다 상세히 기재될 것이다:The invention will be described in more detail by way of example with reference to the accompanying drawings in which:

도 1은 염증 매개인자의 생성과 연골 대사 이동을 유발하는 시그널링 정보 흐름과 분자 표적을 보여주는 연골 세포의 도식적 개략도이다. 사이토킨 수용체, 예를 들면, 인터루킨-1(IL-1) 수용체 계열 및 종양 괴사 인자(TNF) 수용체 계열, TGF-b 수용체 슈퍼-계열 및 인테그린을 포함한 여러 가지 계열의 세포 표면 수용체를 통한 외인성 시그널의 통합은 본 발명의 용액 내에 포함된 약물의 치료학적 표적인 단백질 분자의 주요 그룹(MAP 키나제, PKC, 티로신 키나제, SH2 단백질, COX, PLA2 및 NF-6B)을 포함하는 공통의 세포내 시그널링 경로 상에 집중되는 것으로 제시되어 있다. 이들 시그널링 경로의 활성화가 IL-1, TNF-a, IL-6, IL-8 및 스트로멜리신 (MMP-3)을 포함한 수 많은 유도성 유전자 산물의 연골 세포 발현과, 염증 및/또는 연골 분해, 또는 매트릭스 분자 합성과 연골 세포 증식을 유발시킬 수 있는 기타 매개인자(산화질소(NO) 및 PGE2)의 연골 세포 발현을 제어한다.1 is a schematic diagram of chondrocytes showing signaling information flow and molecular targets that induce the production of inflammatory mediators and the migration of cartilage metabolism. Of exogenous signals through various classes of cell surface receptors, including cytokine receptors such as the interleukin-1 (IL-1) receptor family and tumor necrosis factor (TNF) receptor family, TGF-b receptor super-family and integrin Integration is on a common intracellular signaling pathway comprising a major group of therapeutically targeted protein molecules of the drug included in the solution of the invention (MAP kinase, PKC, tyrosine kinase, SH2 protein, COX, PLA2 and NF-6B). It is shown to be focused on. Activation of these signaling pathways leads to chondrocyte expression and inflammation and / or cartilage degradation of numerous inducible gene products, including IL-1, TNF-a, IL-6, IL-8 and stromelysin (MMP-3). Or control chondrocyte expression of other mediators (nitric oxide (NO) and PGE2) that can lead to matrix molecule synthesis and chondrocyte proliferation.

도 2는 염증 매개인자의 생성과 연골 대사 이동을 유발하는 시그널링 정보 흐름과 분자 표적을 보여주는 활막 세포의 도식적 개략도이다. 사이토킨 수용체, 예를 들면, 인터루킨-1(IL-1) 수용체 계열 및 종양 괴사 인자(TNF) 수용체 계열; 브라디키닌, 히스타민 및 세로토닌 아유형을 포함하는 G-단백질 커플된 수용체; 및 인테그린을 포함한 여러 가지 계열의 세포 표면 수용체를 통한 외인성 시그널의 통합은 본 발명의 용액 내에 포함된 약물의 치료학적 표적인 단백질 분자의 주요 그룹(MAP 키나제, PKC, 티로신 키나제, SH2 단백질, COX, PLA2 및 NF-6B)을 포함하는 공통의 세포내 시그널링 경로 상에 집중되는 것으로 제시되어 있다. 이들 시그널링 경로의 활성화가 염증 및/또는 연골 분해를 유발할 수도 있는, IL-1, TNF-a, IL-6, IL-8 및 스트로멜리신 (MMP-3)을 포함한 수 많은 유도성 유전자 산물의 활막 세포 발현을 제어한다.2 is a schematic diagram of synovial cells showing signaling information flow and molecular targets leading to the generation of inflammatory mediators and to cartilage metabolic migration. Cytokine receptors such as the interleukin-1 (IL-1) receptor family and tumor necrosis factor (TNF) receptor family; G-protein coupled receptors including bradykinin, histamine and serotonin subtypes; And incorporation of exogenous signals through various classes of cell surface receptors, including integrins, is a major group of protein molecules that are therapeutic targets of drugs included in the solutions of the invention (MAP kinase, PKC, tyrosine kinase, SH2 protein, COX, It is shown to be concentrated on common intracellular signaling pathways including PLA2 and NF-6B). Activation of these signaling pathways can lead to inflammation and / or cartilage degradation of numerous inducible gene products, including IL-1, TNF-a, IL-6, IL-8 and stromelysin (MMP-3). Control synovial cell expression.

도 3은 염증 및/또는 연골 분해를 유발시키는 프로-염증성 사이토킨 경로와 GPCR 활성화 수용체 경로 간의 "혼선(crosstalk)"에 책임이 있는 주요 시그널링 단백질을 포함한, 연골 세포와 활막 세포 둘 다에 있어 공통적인 시그널링 경로의 다이아그램이다.3 is common to both chondrocytes and synovial cells, including the major signaling protein responsible for "crosstalk" between the pro-inflammatory cytokine pathway and the GPCR activating receptor pathway leading to inflammation and / or cartilage degradation. Diagram of the signaling path.

도 4는 프로-염증성 사이토킨 경로와 GPCR 활성화 수용체 경로 간의 "혼선"에 책임이 있는 주요 시그널링 단백질을 포함한, 연골 세포와 활막 세포 둘 다에 있어 공통적인 시그널링 경로의 다이아그램이다. 본 발명의 바람직한 연골 보호성 용액 중의 몇몇 약물에 대한 특이적 분자 작용 부위가 동정된다.4 is a diagram of a signaling pathway common to both chondrocytes and synovial cells, including the main signaling protein responsible for "crosstalk" between the pro-inflammatory cytokine pathway and the GPCR activating receptor pathway. Specific molecular action sites for some drugs in the preferred cartilage protective solution of the present invention are identified.

도 5는 연골의 동화작용성 반응을 증진시키는 연골 세포 또는 활막 세포 상에 존재하는 분자 표적의 다이아그램이다. 본 발명의 바람직한 연골 보호성 용액 중의 몇몇 약물에 대한 특이적 작용 부위가 동정된다.5 is a diagram of molecular targets present on chondrocytes or synovial cells that enhance the anabolic response of cartilage. Specific site of action for some drugs in the preferred cartilage protective solution of the invention is identified.

도 6은 연골의 이화작용성 반응을 증진시키는 연골 세포 또는 활막 세포 상에 존재하는 분자 표적의 다이아그램이다. 본 발명의 바람직한 연골 보호성 용액 중의 몇몇 약물에 대한 특이적 작용 부위가 동정된다.6 is a diagram of molecular targets present on chondrocytes or synovial cells that enhance the catabolic response of cartilage. Specific site of action for some drugs in the preferred cartilage protective solution of the invention is identified.

도 7은 인터루킨-1(IL-1, 10U/ml)로 밤새 프라이밍(priming)한 후 G-단백질 조절 효능제에 의한 활액 배양물 중에서의 프로스타글란딘 E2 생성을 나타낸 그래프이다. 상기 배양물을 히스타민 (100μM, 흰색 막대), 또는 브라디키닌 (1μM, 검은색 막대)으로 지시된 시간 동안 자극하고, 배양 상등액으로 방출된 프로스타글란딘 E2를 다음 연구 1에 기재된 바와 같이 결정하였다. 제시된 값은 대표적 실험치로부터의 평균 ±표준 편차이고, 이는 자극되지 않은 배양물에 의한 기준 프로스타글란딘 E2 생성량에 대해 교정하였다.FIG. 7 is a graph showing prostaglandin E2 production in synovial cultures with G-protein regulatory agonists after priming overnight with interleukin-1 (IL-1, 10U / ml). The culture was stimulated for the time indicated by histamine (100 μM, white bar), or bradykinin (1 μM, black bar), and prostaglandin E2 released into the culture supernatant was determined as described in the next study 1. Values shown are mean ± standard deviation from representative experimental values, which were corrected for baseline prostaglandin E2 production by unstimulated cultures.

도 8은 케토프로펜에 의한 활액 배양물 중에서의 프로스타글란딘 E2 생성 억제를 나타낸 그래프이다. 배양물을 지시된 농도의 케토프로펜의 존재("n"로서 제시됨) 또는 부재 ("r" 또는 "s"로서 제시됨) 하에서 IL-1(10U/ml)로 밤새 프라이밍하였다. 1일 후, 프로스타글란딘 E2를 케토프로펜으로 밤새 처리시킨 배양 상등액 중에서 측정하고, 나머지 배양물을 세척하며, 지시된 농도의 케토프로펜과 함께 10분 동안 항온 배양한 다음, 지시된 양의 케토프로펜의 지속적인 존재 하에 히스타민 (100μM, s) 또는 브라디키닌 (1μM, r)으로 3분간 후속 챌린지하는 것에 반응한 프로스타글란딘 E2 생성을 측정하였다. 제시된 데이터는 각 효능제에 대해 수득된 최대 반응에 대해 각각 표준화시킨 것이고, 이는 상이한 세포주에 대해 수행된 3가지 실험치로부터의 평균±표준 편차를 나타낸다.8 is a graph showing inhibition of prostaglandin E2 production in synovial cultures by ketoprofen. Cultures were primed overnight with IL-1 (10 U / ml) in the presence (indicated as "n") or in the absence of indicated ketoprofen (indicated as "r" or "s"). After 1 day, prostaglandin E2 was measured in culture supernatant treated with ketoprofen overnight, the remaining cultures were washed, incubated with ketoprofen at the indicated concentrations for 10 minutes, and then the indicated amount of ketopro Prostaglandin E2 production was measured in response to 3 minutes of subsequent challenge with histamine (100 μM, s) or bradykinin (1 μM, r) in the constant presence of pens. The data presented are each normalized to the maximal response obtained for each agonist, representing the mean ± standard deviation from three experiments performed on different cell lines.

도 9는 G-단백질 커플링된 수용체 리간드가 부가된, 지시된 농도의 IL-1의 존재 하에 16시간 째에 활액 배양물에 의한 IL-6 생성에 대한 케토프로펜의 효과를 나타내는 그래프이다. 다음 부가의 수용체 리간드들 중의 하나를 이용한 실험용성장 매질에서 0.75 μM 케토프로펜의 부재 및 존재 하에 지시된 농도(0.3, 1.0 및 3.0 pg/ml)에서 배양물을 IL-1과 함께 16시간 동안 항온 배양하였다: 1) cAMP 경로를 활성화시키기 위한 1.0μM의 이소프로테레놀(ISO), 또는 2) IP3/칼슘 경로를 활성화시키기 위한 100μM의 히스타민(HIS). 배양 상등액을 수집하고, 이를 8시간 간격으로 동일한 효능제 부가물을 함유하는 신선한 매질 분취량으로 대체시킨다. 처리 후, 8 내지 16시간 간격 처리에 상응하는 상등액 매질을 수집하고, 이를 대상으로 하여 IL-6에 대해 분석하였다.FIG. 9 is a graph showing the effect of ketoprofen on IL-6 production by synovial cultures at 16 hours in the presence of the indicated concentrations of IL-1 with the addition of G-protein coupled receptor ligands. The culture was incubated with IL-1 for 16 hours at the indicated concentrations (0.3, 1.0 and 3.0 pg / ml) in the absence and presence of 0.75 μM ketoprofen in experimental growth medium using one of the following additional receptor ligands. Cultures were: 1) 1.0 μM isoproterenol (ISO) to activate the cAMP pathway, or 2) 100 μM histamine (HIS) to activate the IP3 / calcium pathway. The culture supernatant is collected and replaced with fresh medium aliquots containing the same agonist adduct at 8 hour intervals. After treatment, supernatant media corresponding to 8-16 hour interval treatments were collected and analyzed for IL-6.

발명의 요약Summary of the Invention

본 발명은 2가지 이상의 대사적 활성 연골 보호제의 조합물을 투여함으로써,관절 내에서의 관절성 연골 파괴를 저하 또는 예방하는 방법 및 이를 위한 조성물을 제공한다. 대사적 활성 제제에는 세포의 생물학적, 생화학적 또는 생물리학적 상태를 직접 또는 간접적으로 조정하거나 변화시키는 작용을 하는 화합물이 포함되지만, 이에 제한되지 않고, 이에는 혈장 막의 전위를 변화시키거나, 세포성 수용체, 세포내 또는 세포외적으로 위치한 효소, 단백질-단백질 상호작용물, RNA-단백질 상호작용물, 또는 DNA-단백질 상호작용물의 리간드 결합 또는 효소적 활성을 변화시키는 제제가 포함된다. 본 발명의 한 국면에서는, 별개의 분자 표적에 대해 동시에 작용하는 2가지 이상 제제의 조합물을 기본으로 하는 대사적 활성 연골 보호제의 약제학적 조성물이 제공된다.The present invention provides methods and compositions for reducing or preventing articular cartilage destruction in joints by administering a combination of two or more metabolic active cartilage protectors. Metabolic active agents include, but are not limited to, compounds that act to directly or indirectly modulate or change the biological, biochemical or biophysical state of a cell, including, but are not limited to, altering the potential of plasma membrane, Agents that change ligand binding or enzymatic activity of receptors, intracellular or extracellularly located enzymes, protein-protein interactions, RNA-protein interactions, or DNA-protein interactions are included. In one aspect of the present invention, there is provided a pharmaceutical composition of metabolic active cartilage protective agent based on a combination of two or more agents acting simultaneously on separate molecular targets.

대표적인 연골 보호제에는, 예를 들어, (1) 예를 들어, IL-1β, IL-17 및 IL-18을 포함한 인터루킨-1 계열 단백질에 대한 수용체의 길항제; (2) 예를 들어, TNF-R1을 포함한 종양 괴사 인자(TNF) 수용체 계열의 길항제; (3) 인터루킨 4, 10, 및 13 수용체에 대한 효능제; (4) 예를 들어, BMP-2, BMP-4 및 BMP-7을 포함한 TGF-β수용체 슈퍼-계열(superfamily)에 대한 효능제; (5) 예를 들어, p38 MAP 키나제를 포함한 MAP 키나제 계열의 억제제; (7) 예를 들어, MMP-3 및 MMP-9를 포함한 매트릭스 메탈로프로테이나제(MMP) 계열 단백질의 억제제; (8) 예를 들어, IkB와의 p50/p65 이량체 복합체를 포함한 NF-kB 계열 단백질의 억제제; (9) 예를 들어, iNOS를 포함한 산화 질소 신타제(NOS) 계열의 억제제; (10) 예를 들어, αVβ3인테그린의 효능제를 포함한 인테그린 수용체의 효능제 및 길항제; (11) 단백질 키나제 C (PKC) 계열의 억제제; (12) 예를 들어, src 아계열을 포함한 단백질 티로신 키나제 계열의 억제제; (13) 단백질 티로신 포스파타제의 조정제; 및 (14) 단백질 src 상동성 2 (SH2) 도메인의 억제제가 포함된다. 부가의 연골 보호제에는 기타 성장 인자가 포함되며, 이의 예는 인슐린-유사 성장 인자(예: IGF-1) 및 섬유아세포 성장 인자(예: bFGF)이다.Representative cartilage protective agents include, for example, (1) antagonists of receptors for interleukin-1 family proteins including, for example, IL-1β, IL-17, and IL-18; (2) antagonists of the tumor necrosis factor (TNF) receptor family, including, for example, TNF-R1; (3) agonists for interleukin 4, 10, and 13 receptors; (4) agonists for the TGF-β receptor superfamily, including, for example, BMP-2, BMP-4 and BMP-7; (5) inhibitors of the MAP kinase family, including, for example, p38 MAP kinase; (7) inhibitors of matrix metalloproteinase (MMP) family proteins, including, for example, MMP-3 and MMP-9; (8) inhibitors of NF-kB family proteins, including, for example, p50 / p65 dimer complexes with IkB; (9) inhibitors of the nitric oxide synthase (NOS) family, including, for example, iNOS; (10) agonists and antagonists of integrin receptors, including, for example, agonists of α V β 3 integrins; (11) inhibitors of the protein kinase C (PKC) family; (12) inhibitors of the protein tyrosine kinase family, including, for example, the src subfamily; (13) modulators of protein tyrosine phosphatase; And (14) inhibitors of the protein src homology 2 (SH2) domain. Additional cartilage protective agents include other growth factors, examples of which are insulin-like growth factors (eg IGF-1) and fibroblast growth factors (eg bFGF).

바람직한 양태에서는, 적어도 하나의 제제가 소염 활성을 직접적으로 제공해주고/주거나 연골 동화작용성 과정을 증진시키는 사이토킨 또는 성장 인자 수용체 효능제(이는 본원에서 "동화작용성제제"로서 지칭되기도 함)이고, 적어도 두 번째 제제는 연골 이화작용성 과정을 억제시키는 작용을 하고 프로-염증성 과정을 억제시킬 수도 있는 수용체 길항제 또는 효소 억제제(이는 본원에서 "연골 이화 작용 억제제" 또는 "이화작용 억제제"로 지칭되기도 함)이다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "연골 보호제"에는 동화작용성 제제와, 연골 이화 작용 억제제 둘 다가 포함된다.In a preferred embodiment, the at least one agent is a cytokine or growth factor receptor agonist (also referred to herein as "anabolic agent") that directly provides anti-inflammatory activity and / or enhances cartilage anabolic processes, At least a second agent is a receptor antagonist or enzyme inhibitor that acts to inhibit cartilage catabolic processes and may inhibit pro-inflammatory processes (sometimes referred to herein as "cartilage catabolic inhibitors" or "catabolic inhibitors"). )to be. The term "cartilage protective agent" as used herein includes both anabolic agents and cartilage catabolic inhibitors.

이러한 본 발명의 양태에서는, 적어도 제1 연골 보호제가 특정 관절에서의 프로-염증성 사이토킨의 역할을 기능적으로 억제시키고, 연골 매트릭스 합성을 증진시키며 매트릭스 분해를 억제시키는 작용을 하는 소염/동화작용성 사이토킨이다. 이들 수용체 효능제에는, 예를 들어, 특이적 소염 및 동화작용성 사이토킨, 예를 들면, 인터루킨(IL) 효능제(예: IL-4, IL-10 및 IL-13), 및 형질전환성 성장 인자-β 슈퍼-계열 (예: TGFβ 및 BMP-7), 인슐린-유사 성장 인자 (예: IGF-1) 및 섬유아세포 성장 인자 (예: bFGF)의 특이적 구성원이 포함된다. 적어도 제2 연골 보호제는 프로-염증성 분자 표적의 활성이나 발현을 억제 및 저하시키는 작용을 하는 수용체 길항제 또는 효소 억제제를 포함하는 연골 이화 작용 억제제 부류(예: IL-1 수용체 길항제, TNF-α수용체 길항제, 사이클로옥시게나제-2 억제제, MAP 키나제 억제제, 산화질소 신타제(NOS) 억제제 및 핵 인자 카파 B (NFκB) 억제제)로부터 선택된다. 이러한 제2의 연골 보호제는 연골 이화 작용을 억제하는 매트릭스 메탈로프로테이나제의 억제제; 연골 이화 작용을 억제하는 세포 부착 분자(인테그린 효능제와 인테그린 길항제 포함); 연골 이화 작용을 억제하는 세포내 시그널링 억제제(단백질 키나제 C 억제제 및 단백질 티로신 키나제 억제제 포함); 및 연골 이화 작용을 억제하는 SH2 도메인의 억제제 중에서 선택될 수도 있다.In this aspect of the invention, at least the first cartilage protector is an anti-inflammatory / synergistic cytokine that functions to functionally inhibit the role of pro-inflammatory cytokines in certain joints, enhance cartilage matrix synthesis and inhibit matrix degradation. . These receptor agonists include, for example, specific anti-inflammatory and anabolic cytokines such as interleukin (IL) agonists (such as IL-4, IL-10 and IL-13), and transforming growth factors. specific members of the -β super-family (eg TGFβ and BMP-7), insulin-like growth factor (eg IGF-1) and fibroblast growth factor (eg bFGF). At least the second cartilage protector is a class of cartilage catabolism inhibitors (eg, IL-1 receptor antagonists, TNF-α receptor antagonists), including receptor antagonists or enzyme inhibitors that act to inhibit and reduce the activity or expression of pro-inflammatory molecular targets. , Cyclooxygenase-2 inhibitors, MAP kinase inhibitors, nitric oxide synthase (NOS) inhibitors, and nuclear factor kappa B (NFκB) inhibitors). Such second cartilage protectors include inhibitors of matrix metalloproteinases that inhibit cartilage catabolism; Cell adhesion molecules that inhibit cartilage catabolism (including integrin agonists and integrin antagonists); Intracellular signaling inhibitors that inhibit cartilage catabolism (including protein kinase C inhibitors and protein tyrosine kinase inhibitors); And inhibitors of the SH2 domain that inhibit cartilage catabolism.

관절성 연골은 대사적 활성 관절성 연골 세포에 의해 생성되어 유지되는 특수 세포외 매트릭스이다. 정상적이고 건강한 세포외 매트릭스의 유지는 매트릭스 성분의 생합성 및 혼입 속도와, 이들 성분이 연골로부터 활액 내로 분해되어 연속해서 손실되는 속도가 동적으로 균형을 이루고 있다는 것을 반영해준다. 매트릭스 생체 항상성의 근간을 이루는 조절성 기전이 널리 인식되어 있진 않지만, 이들 기전은 관절 염증 질환에서 관절 외상에 반응하여 변화되는 것이 명백하므로, 매트릭스 파손 속도가 매트릭스 성분의 새로운 합성 속도를 초과하게 된다. 매트릭스 생체 항상성은 일반적으로, 이화작용성 사이토킨의 효과와 동화작용성 사이토킨(성장 인자 포함)의 효과 간의 동적 균형을 나타내는 것으로 간주된다. 연골 보호에 유용한 치료제의 최적의 조합은 합성 속도를 촉진시킴과 동시에 파손 속도를 억제하여 동화작용성 과정을 최적화하고 수복을 증진시킴으로써, 동적 매트릭스 평형을이동시킨다.Articular cartilage is a special extracellular matrix produced and maintained by metabolically active articular cartilage cells. The maintenance of a normal and healthy extracellular matrix reflects a dynamic balance of the rate of biosynthesis and incorporation of the matrix components and the rate at which these components degrade from cartilage into the synovial fluid and subsequently lose. Although the regulatory mechanisms underlying the matrix bio homeostasis are not widely recognized, it is clear that these mechanisms change in response to joint trauma in joint inflammatory diseases, so that the rate of matrix breakage exceeds the new rate of synthesis of matrix components. Matrix bio homeostasis is generally considered to represent a dynamic balance between the effects of catabolic cytokines and the effects of anabolic cytokines (including growth factors). The optimal combination of therapeutic agents useful for cartilage protection shifts the dynamic matrix equilibrium by promoting the rate of synthesis while also inhibiting the rate of breakage, optimizing the anabolic process and enhancing repair.

이화작용성 사이토킨, 예를 들면, IL-1β 및 TNF-α는 연골 세포 상의 특이적 수용체에서, 매트릭스 분해를 유도시키는 MMPs의 생성을 유도시키는 작용을 하는 반면, 상기 분해는 동화작용성 사이토킨, 예를 들면, TGF-β, BMP-2 및 IGF-1에 의해 억제된다. 따라서, 이화작용성 과정을 억제시키는 것에만 근거한 치료학적 접근법(예를 들면, MMP 억제제와 IL-1 길항제의 조합물)이 연골 수복에 최적이진 않은데, 이는 매트릭스 생성을 위한 성분 어셈블리와 생합성을 유도시키거나 촉진시키기 위해서는 동화작용성 제제가 필요하기 때문이다. 이차적으로, 연골 매트릭스 파괴에 기여하는 이화작용성 사이토킨 (IL-1, TNF, IL-17, IL-18, LIF)의 다중성은 이것이 이화작용성 사이토킨 활성 모두를 차단시키는데 실제적이지 않을 것이라는 것을 지시해준다. 역으로, 동화작용성 제제, 예를 들면, IGF-1, BMP-2 또는 BMP-7의 사용에만 의존하는 접근법도 최적이진 않은데, 이는 이것이 이화작용성 사이토킨의 역-조절 역할에 역점을 두지 않기 때문이다. TGF-β, BMP-2 및 IGF-1은 특이적 수용체에서, 매트릭스 성분을 생성시키는 연골 세포를 유도시키는 역할을 하기도 하며, IL-1b, TNF-α, IL-17 및 LIF에 의해 억제된다. 따라서, 연골 보호를 위한 최적의 치료학적 조합은 하나 이상의 동화작용성 제제와 하나의 연골 이화 작용 억제제로 구성될 것으로 여겨진다.Catabolic cytokines such as IL-1β and TNF-α act at the specific receptors on chondrocytes to induce the production of MMPs that induce matrix degradation, whereas the degradation is anabolic cytokines, eg For example, it is inhibited by TGF-β, BMP-2 and IGF-1. Thus, therapeutic approaches based solely on inhibiting catabolic processes (eg, combinations of MMP inhibitors and IL-1 antagonists) are not optimal for cartilage repair, which induces component assembly and biosynthesis for matrix production. This is because anabolic preparations are required to promote or promote them. Secondly, the multiplicity of catabolic cytokines (IL-1, TNF, IL-17, IL-18, LIF), which contribute to cartilage matrix destruction, indicates that this will not be practical to block all of the catabolic cytokine activity. . Conversely, approaches that rely solely on the use of anabolic agents, such as IGF-1, BMP-2 or BMP-7, are also not optimal, which does not emphasize the counter-regulatory role of catabolic cytokines. Because. TGF-β, BMP-2 and IGF-1 also play a role in inducing specific chondrocytes that produce matrix components and are inhibited by IL-1b, TNF-α, IL-17 and LIF. Thus, it is believed that the optimal therapeutic combination for cartilage protection will consist of one or more anabolic agents and one cartilage catabolic inhibitor.

본 발명의 한 국면에서는, 관절성 연골 분해 위험이 있는 환자에게 다수의 연골 보호제를 전신 경로로 투여한다. 이와 같이 전신 투여되는 다수의 제제에는 연골 동화작용성 활성을 증진시키는 하나 이상의 제제와, 연골 이화 작용을 억제시키는 하나 이상의 제제가 포함된다. 각 제제는 연골 이화작용성 과정을 억제시킴과 동시에 연골 동화작용성 과정을 증진시키기 위해 본 발명의 용액을 환자 관절에 전달할 경우에 치료학적으로 유효한 조합물을 제공하기에 충분한 양으로 제공된다. 부가적으로, 통증 및/또는 염증을 억제시키는 작용을 하는 한 가지 이상의 제제를 연골 보호제와 함께 투여할 수 있다. 다수의 연골 보호제를 전신 투여하는 것은 수개의 관절에서 동시에 연골 분해 위험이 있거나 또는 변성 질환으로 고생하는 환자에게 바람직할 수 있다.In one aspect of the invention, multiple cartilage protectants are administered by the systemic route to patients at risk of articular cartilage degradation. Many such formulations administered systemically include one or more agents that enhance cartilage anabolic activity and one or more agents that inhibit cartilage catabolic activity. Each agent is provided in an amount sufficient to provide a therapeutically effective combination when delivering a solution of the invention to a patient joint to inhibit cartilage catabolic processes and to enhance cartilage anabolic processes. In addition, one or more agents that act to inhibit pain and / or inflammation may be administered in conjunction with cartilage protectants. Systemic administration of multiple cartilage protectors may be desirable for patients suffering from cartilage degradation or suffering from degenerative diseases in several joints simultaneously.

본 발명의 전신 전달 양태의 한 국면에서 불리하거나 원치 않는 전신 효과를 최소화하기 위한 치료학적 전략은 특정 관절을 표적으로 하는 담체 또는 전달 비히클 내에서 해당 제제 조합물을 전달하는 것이다. 바람직한 표적화 양태에서는, 하나 이상의 동화작용성 연골 보호제 및/또는 하나 이상의 이화 작용 억제성 연골 보호제, 및 바람직하게는 동화작용성 연골 보호제와 이화 작용 억제성 연골 보호제 둘 다를 전달 비히클, 예를 들면, 나노구(nanosphere) 내에 피막 형성시킬 수 있다. 표적화 항체 또는 항체 단편을 이러한 나노구와 커플링시킨다. 이러한 항체 또는 항체 단편은 상기 관절 내에 국재된 표적화 항원 결정기에 대해 특이적이다. 본 발명의 치료 방법은 상기와 같이 표적화되고 피막 형성된, 하나 이상의 연골 보호제의 조성물을 바람직하게는 혈관내, 근육내, 피하 또는 흡입 투여함으로써 연골 분해 위험이 있는 환자에게 전신 투여하는 것을 포함한다.In one aspect of the systemic delivery embodiments of the present invention, a therapeutic strategy to minimize adverse or unwanted systemic effects is to deliver the combination of agents in a carrier or delivery vehicle that targets a particular joint. In a preferred targeting embodiment, one or more anabolic cartilage protectors and / or one or more catabolic cartilage protectors, and preferably both anabolic cartilage protectors and catabolic cartilage protectors are delivered to the delivery vehicle, eg, nano. The film can be formed in a nanosphere. The targeting antibody or antibody fragment is coupled with these nanospheres. Such antibodies or antibody fragments are specific for targeting antigenic determinants localized within the joint. The method of treatment of the present invention comprises systemic administration of a composition of one or more cartilage protectants, targeted and encapsulated as described above, to patients at risk of cartilage degradation, preferably by intravascular, intramuscular, subcutaneous or inhalation administration.

본 발명의 추가의 국면에서는, 연골 동화작용성 활성을 증진시키는 하나 이상의 제제와 연골 이화 작용을 억제시키는 하나 이상의 제제를 포함한 다수의 연골보호제를 포함하는 전신 투여용 조성물이 제공된다. 부가적으로, 통증 및/또는 염증을 억제시키는 작용을 하는 한 가지 이상의 제제가 상기 조성물에 포함될 수 있다. 모든 제제는 전신 투여될 때 관절(들)에 연골 보호성 치료학적 효과를 제공해주기에 충분한 투여량으로 포함된다. 연골 분해 위험이 있는 환자를 치료하는데 사용하기 위한 상기 조성물을 포함한 약제의 제조 방법이 또한 제공된다.In a further aspect of the present invention there is provided a composition for systemic administration comprising a plurality of cartilage protective agents, including one or more agents that enhance cartilage anabolic activity and one or more agents that inhibit cartilage catabolic activity. In addition, one or more agents that act to inhibit pain and / or inflammation may be included in the composition. All formulations are included in dosages sufficient to provide a cartilage protective therapeutic effect on the joint (s) when administered systemically. Also provided is a method of making a medicament comprising the composition for use in treating a patient at risk of cartilage degradation.

이러한 전신 투여되는 조성물이 해당 관절을 표적으로 하기 위해서는, 하나 이상의 동화작용성 연골 보호제 및/또는 하나 이상의 이화 작용 억제성 연골 보호제, 및 바람직하게는 동화작용성 연골 보호제와 이화작용 억제성 연골 보호제 둘 다를 전달 비히클, 예를 들면, 나노구 내에 피막 형성시키는데, 이러한 비히클에는 해당 관절 내에 국재된 항원 결정기에 대해 특이적인 항체 또는 항체 단편이 커플링되어 있다. 연골 분해 위험이 있는 환자를 치료하는데 사용하기 위해, 항체 또는 항체 단편(이러한 항체 또는 항체 단편은 관절 내에 국재된 항원 결정기를 표적으로 한다)과 커플링된 피포성(encapsulated) 연골 보호제(들)를 포함한 상기 약제의 제조 방법이 또한 제공된다.In order for such systemically administered compositions to target the joint, one or more anabolic cartilage protectors and / or one or more catabolic cartilage protectors, and preferably both anabolic cartilage protectors and catabolic cartilage protectors An envelope is formed in a Dar delivery vehicle, eg, a nanosphere, to which an antibody or antibody fragment specific for an antigenic determinant localized in the joint is coupled. Encapsulated cartilage protective agent (s) coupled with an antibody or antibody fragment (the antibody or antibody fragment targets an antigenic determinant localized in the joint) for use in treating a patient at risk of cartilage degradation. Also provided are methods of making the medicament.

본 발명의 상이한 국면에서는, 약제학적으로 유효한 담체 중에, 하나 또는 바람직하게는 다수의 대사적 활성 연골 보호제를 통증, 염증 등의 억제를 위한 한 가지 이상의 제제와 함께 포함하거나, 또는 보다 바람직하게는 동화작용성 제제와 이화 작용 억제제 다수의 제제 조합물을 포함하는 조성물을, 환자 관절에 직접적으로 관절내 전달하기 위한 용도로 만들 수 있다. 본 발명의 연골 보호성 조성물을 전신 전달하는 것이 수개의 관절에 병이 난 질병이나 질환에 바람직할 수 있긴 하지만, 본 발명의 조성물을 국소 전단하는 것이 기타 경우에는 바람직할 수도 있다. 이러한 경우에는 한 개 관절 또는 제한된 수의 관절에서만 병이 난 연골 변성 질환이나 질병에 걸린 환자를 치료하는 경우, 특정 관절에서의 수술 또는 개입 처치와 연관된 처치 주위 시기(periprocedural) 투여의 경우, 또는 바람직하지 못한 부작용이 전신 투여와 연관이 있을 수 있는 경우가 포함된다. 이러한 본 발명의 국소 전달 국면에서는, 상기 조성물을 관절경 이용한 외과적 처치 동안 처치 주위 시기(즉, 수술 전 및/또는 수술 동안 및/또는 수술 후) 투여를 포함한, 관절내 주사(골관절염 또는 류마티스성 관절염 등의 연골 변성 질환을 치료하기 위함) 또는 주입을 통하여 국소적으로 전달한다.In a different aspect of the invention, in a pharmaceutically effective carrier, one or preferably multiple metabolic active cartilage protectors are included with one or more agents for the inhibition of pain, inflammation, or more preferably assimilation Functional Agents and Catabolism Inhibitors A composition comprising a plurality of combinations of agents can be made for use in intraarticular delivery directly to a patient joint. Although systemic delivery of the cartilage protective composition of the present invention may be desirable for a disease or condition in which several joints are ill, local shearing of the composition of the present invention may be desirable in other cases. In such cases, treatment of a patient with a diseased cartilage degeneration disease or disease in only one joint or a limited number of joints, periprocedural administration associated with surgery or interventional treatment in a particular joint, or preferred Unfavorable side effects may be associated with systemic administration. In this local delivery aspect of the present invention, intraarticular injection (osteoarthritis or rheumatoid arthritis), including administration of the composition around the time of treatment (ie, preoperative and / or during and / or postoperative) during surgical treatment with arthroscopy. To treat cartilage degenerative diseases such as arthritis) or by injection.

이러한 본 발명의 국소 전달 국면은 생리학적 전해질 담체액 중에, 통증, 염증 및 연골 분해의 조정제를 국소적으로 억제하도록 지시한 다수 제제 혼합물 저농도로 구성된 용액을 제공한다. 본 발명은 또한, 이들 제제를 함유하는 관주 용액을 외과적 부위에 직접적으로 수술 주위 시기(perioperative)에 전달하는 방법을 제공하는데, 이는 상기 부위에서의 통증, 염증 및 연골 분해를 선제적으로 제한하기 위해 수용체 및 효소 수준에서 국소적으로 작동한다. 수술 주위 시기에 국소적으로 전달하는 본 발명의 방법으로 인해, 다른 전달 방법(즉, 정맥내, 근육내, 피하 및 경구)을 이용하는 경우에 필요한 것 보다 적은 용량의 제제를 이용하고도 목적하는 치료 효과를 달성할 수 있다.This topical delivery aspect of the present invention provides a solution consisting of a low concentration of multiple agent mixtures instructed to locally inhibit modulators of pain, inflammation and cartilage degradation in a physiological electrolyte carrier solution. The present invention also provides a method of delivering irrigation solutions containing these agents directly to the surgical site at the perioperative time, which preemptively limits pain, inflammation and cartilage degradation at that site. Acts locally at the receptor and enzyme levels. Due to the method of the present invention that delivers locally at a time around the surgery, the desired treatment may be achieved with a lower dose of the agent than necessary when using other methods of delivery (ie, intravenous, intramuscular, subcutaneous and oral). Effect can be achieved.

상기 용액 중의 진통 및/또는 소염제 및/또는 항-연골 분해제에는 여러 부류의 수용체 길항제 및 효능제 및 효소 활성화제 및 억제제 중에서 선택된 제제가 포함되고, 각 부류는 통증 및/또는 염증 억제 및/또는 연골 분해에 대한 상이한 분자 작용 기전을 통하여 작용한다.Analgesic and / or anti-inflammatory and / or anti-cartilage degradants in such solutions include agents selected from several classes of receptor antagonists and agonists and enzyme activators and inhibitors, each class inhibiting pain and / or inflammation and / or It acts through different molecular mechanisms of action on cartilage degradation.

항-연골 분해제(들) 이외에도, 본 발명의 조성물은 진통 및/또는 소염제를 포함할 수 있다. 통증 및/또는 염증 억제를 위한 대표적인 제제에는 예를 들어, (1) 세로토닌 수용체 길항제; (2) 세로토닌 수용체 효능제; (3) 히스타민 수용체 길항제; (4) 브라디키닌 수용체 길항제; (5) 칼리크레인 억제제; (6) 타키키닌 수용체 길항제(뉴로키닌1및 뉴로키닌2수용체 아유형 길항제 포함); (7) 칼시토닌 유전자-관련 펩티드(CGRP) 수용체 길항제; (8) 인터루킨 수용체 길항제; (9) 아라키돈산 대사물에 대한 합성 경로에서 활성인 효소의 억제제[이에는 (a) PLA2이소형 억제제와 PLC 이소형 억제제를 포함한 포스포리파제 억제제, (b) 사이클로옥시게나제 억제제, 및 (c) 리포옥시게나제 억제제가 포함된다]; (10) 에이코사노이드 EP-1 및 EP-4 수용체 아유형 길항제 및 트롬복산 수용체 아유형 길항제를 포함한 프로스타노이드 수용체 길항제; (11) 류코트리엔 B4수용체 아유형 길항제와 류코트리엔 D4수용체 아유형 길항제를 포함한 류코트리엔 수용체 길항제; (12) μ-아편양 제제, d-아편양 제제, 및 k-아편양 제제 수용체 아유형 효능제를 포함한 아편양 제제 수용체 효능제; (13) P2X수용체 길항제와 P2Y수용체 길항제를 포함한 푸리노셉터 길항제; 및 (14) 칼슘 채널 길항제가 포함된다. 상기 제제 각각은 소염제로서 작용하고/하거나 항-침해수용제(즉, 진통제)로서 작용한다. 이들 부류의 화합물로부터 제제를 선택하는 것은 특정한 용도에 따라서 결정된다.In addition to the anti-cartilage degrading agent (s), the compositions of the present invention may comprise analgesic and / or anti-inflammatory agents. Representative agents for inhibiting pain and / or inflammation include, for example, (1) serotonin receptor antagonists; (2) serotonin receptor agonists; (3) histamine receptor antagonists; (4) bradykinin receptor antagonists; (5) kallikrein inhibitors; (6) tachykinin receptor antagonists (including neurokinin 1 and neurokinin 2 receptor subtype antagonists); (7) calcitonin gene-related peptide (CGRP) receptor antagonists; (8) interleukin receptor antagonists; (9) inhibitors of enzymes active in the synthetic route to arachidonic acid metabolites, including (a) phospholipase inhibitors, including PLA 2 isotype inhibitors and PLC isotype inhibitors, (b) cyclooxygenase inhibitors, and (c) lipooxygenase inhibitors; (10) prostanoid receptor antagonists, including eicosanoid EP-1 and EP-4 receptor subtype antagonists and thromboxane receptor subtype antagonists; (11) leukotriene receptor antagonists, including leukotriene B 4 receptor subtype antagonists and leukotriene D 4 receptor subtype antagonists; (12) opioid agent receptor agonists including μ-opioid agents, d-opioid agents, and k-opioid agent receptor subtype agonists; (13) purinoceptor antagonists including P 2X receptor antagonists and P 2Y receptor antagonists; And (14) calcium channel antagonists. Each of these agents acts as an anti-inflammatory agent and / or as an anti-invasive solution (ie, analgesic). The choice of agent from these classes of compounds depends on the particular use.

본 발명은 또한, 관절경 이용한 수술 처치 동안 수술 부위, 전형적으로는 환자의 관절 부위에 지속적으로 관주하는데 사용하기 위한 묽은 관주 용액으로서 본 발명의 한 국면에서 화합된 약물을 제조하는 방법을 제공한다. 이러한 본 발명의 국소 전달 양태에서는, 상기 방법이 하나 이상의 항-연골 분해제 및 바람직하게는 한 가지 이상의 진통/소염제, 및 몇몇 적용 분야의 경우에는 항-연골 분해제를 생리학적 전해질 담체액에 용해시키는 단계를 수반하는데, 각 제제는 바람직하게는 약 100,000 나노몰 이하, 보다 바람직하게는 약 25,000 나노몰 이하, 가장 바람직하게는 약 10,000 나노몰 이하의 농도로 포함된다.The present invention also provides a method for preparing a compound that is compounded in one aspect of the present invention as a dilute irrigation solution for use in continuous irrigation at the surgical site, typically at the joint site of the patient, during arthroscopic surgery. In this topical delivery embodiment of the invention, the method dissolves one or more anti-cartilage degradants and preferably one or more analgesic / anti-inflammatory agents, and in some applications anti-cartilage degradants in physiological electrolyte carrier fluid. Entraining, preferably at a concentration of about 100,000 nanomol or less, more preferably about 25,000 nanomol or less, most preferably about 10,000 nanomol or less.

본 발명의 국소 전달 국면의 방법은 다수의 수용체 길항제 및 효능제와 효소 억제제 및 활성화제의 묽은 조합물을, 연골 분해, 통증 및/또는 염증을 억제하기 위한 치료학적 또는 진단적 처치 동안에 상처 부위 또는 수술 부위에 직접적으로 전달하는 것을 제공해 준다. 용액 중의 활성 성분은 연속 방식으로 수술 조직에 직접적으로 국소 적용되기 때문에, 동일한 약물을 경구, 근육내, 피하 또는 정맥내 전달하는 경우에 치료학적 효과를 위해 요구되는 용량에 비해 극도로 낮은 용량으로도 상기 약물을 효과적으로 사용할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "국소"는 특정 약물을 상처 또는 기타 수술 부위에 및 이러한 부위 주변에 적용하는 것을 포괄하고, 경구, 피하, 정맥내 및 근육내 투여하는 것은 배제한다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "연속"은 중단하지 않고 투여하는 것, 빈번한 간격으로 반복해서 투여하는 것, 및 기타 약물이나 약제 또는 처치 장비를 도입할 수 있도록잠깐 중지하는 것을 제외하고는 중단하지 않고 투여하는 것을 포괄하는데, 이로써 실질적으로 일정한 예정 농도가 상처 또는 수술 부위에 국소적으로 유지되도록 한다.The method of topical delivery aspect of the present invention provides a combination of multiple receptor antagonists and agonists and enzyme inhibitors and activators for wound sites during therapeutic or diagnostic treatment to inhibit cartilage degradation, pain and / or inflammation. Provides direct delivery to the surgical site. Because the active ingredients in solution are applied topically directly to surgical tissues in a continuous manner, even at extremely low doses compared to those required for therapeutic effects in the case of oral, intramuscular, subcutaneous or intravenous delivery of the same drug The drug can be used effectively. The term "topical" as used herein encompasses the application of certain drugs to and around wounds or other surgical sites, and excludes oral, subcutaneous, intravenous and intramuscular administration. As used herein, the term "continuous" does not stop except for uninterrupted administration, repeated administrations at frequent intervals, and brief pauses to allow for the introduction of other drugs, drugs or treatment equipment. Administration, which allows a substantially constant predetermined concentration to be maintained locally at the wound or surgical site.

이러한 본 발명의 국면에 따라서 제제를 저 용량으로 투여하는 것의 이점은 3가지이다. 가장 중요한 점은 이들 제제의 유용성을 종종 제한하기도 하는 전신 부작용이 없다는 것이다. 부가적으로, 본 발명의 용액 중에서 특정 용도를 위해 선택된 제제는 이들이 작동하는 매개인자 및 매개 표적에 대해 고도로 특이적이다. 이러한 특이성은 활용된 저 투여량에 의해서도 유지된다. 최종적으로, 1회 처치에 따른 이들 활성제의 비용이 낮다는 점이다.According to this aspect of the present invention, there are three advantages of administering the formulation in low doses. Most importantly, there are no systemic side effects that often limit the usefulness of these agents. In addition, the agents selected for particular uses in the solutions of the present invention are highly specific for the mediators and mediators on which they operate. This specificity is also maintained by the low dose utilized. Finally, the cost of these active agents in a single treatment is low.

본 발명의 상기 국면에 따라서 관주 또는 기타 유체 적용을 통하여 제제를 국소 투여하는 것의 이점은 다음과 같다: (1) 국소 투여는 대사, 혈류량 등에 있어서의 환자들 간의 다양성에 상관없이, 표적 부위에 공지된 농도를 보장해주고; (2) 직접적인 전달 방식 때문에, 치료학적 농도가 즉시 획득되므로, 개선된 투여량 제어를 제공해주며; (3) 활성 제제를 상처 또는 수술 부위에 직접적으로 국소 투여하는 것이, 이러한 제제를 경구, 정맥내, 피하 또는 근육내 투여한 경우에 발생할 수도 있는 전신 과정을 통한 제제의 분해(예: 제1- 및 제2-패스 대사)를 실질적으로 저하시키기도 한다. 이는 신속하게 대사되는 단백질 및 펩티드 활성 제제에 특히 해당된다. 따라서, 국소 투여는 치료학적으로 이용될 수 없었던 제제 또는 화합물의 사용을 가능케 해준다. 예를 들어, 다음 부류 중의 몇몇 제제는 펩티드성이다: 브라디키닌 수용체 길항제; 타키키닌 수용체 길항제; 아편양 제제 수용체 효능제;CGRP 수용체 길항제; 및 인터루킨 수용체 길항제, TNF-수용체 길항제; TGF-b 수용체 효능제; BMP-2 및 BMP-7 수용체 효능제; IL4, IL10 및 IL-13 수용체 효능제; 및 인테그린 수용체 효능제 및 길항제. 상처 또는 수술 부위에 연속해서 국소 전달하는 것은, 분해될 수도 있는 제제의 일정 부분을 연속해서 대체시켜 주면서 약물 분해 또는 대사를 최소화시켜, 수용체 점유도 또는 효소 포화도를 유지시키기에 충분한 국소 치료학적 농도가 수술 처치 동안 내내 유지되도록 해준다.Advantages of topically administering a formulation via irrigation or other fluid application in accordance with this aspect of the invention are as follows: (1) Topical administration is known at the target site, regardless of diversity among patients in metabolism, blood flow, etc. Ensure a concentrated concentration; (2) because of the direct mode of delivery, the therapeutic concentration is obtained immediately, providing improved dosage control; (3) Direct topical administration of the active agent to the wound or surgical site may result in degradation of the agent through a systemic process that may occur when such agent is administered orally, intravenously, subcutaneously, or intramuscularly (e.g., And second-pass metabolism). This is particularly true of protein and peptide active agents that are rapidly metabolized. Thus, topical administration allows the use of agents or compounds that could not be used therapeutically. For example, some agents in the following classes are peptidic: bradykinin receptor antagonists; Tachykinin receptor antagonists; Opioid receptor agonists; CGRP receptor antagonists; And interleukin receptor antagonists, TNF-receptor antagonists; TGF-b receptor agonists; BMP-2 and BMP-7 receptor agonists; IL4, IL10 and IL-13 receptor agonists; And integrin receptor agonists and antagonists. Continuous local delivery to the wound or surgical site minimizes drug degradation or metabolism while continuously replacing a portion of the agent that may degrade, resulting in a topical therapeutic concentration sufficient to maintain receptor occupancy or enzyme saturation. It is maintained throughout the surgical procedure.

본 발명의 상기 국면에 따라서 용액을 외과적 처치 내내 수술 주위 시기에 국소적으로 투여함으로써, 선제적 진통, 소염 및 연골 보호 효과가 달성된다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "수술 주위 시기"는 처치 동안, 처치 전 및 처치 동안, 처치 동안 및 처치 후, 및 처치 전, 동안 및 후에 적용하는 것을 포괄한다. 선제적 소염, 진통(특정 적용의 경우) 및 연골 보호(특정 적용의 경우) 효과를 최대화하기 위해서는, 본 발명의 용액을 수술 전, 동안 및 후에 적용하는 것이 가장 바람직하다. 실재적 수술 외상을 국소적으로 개시하기에 앞서, 표적 수용체를 점유하거나 또는 표적화 효소를 불활성화 또는 활성화함으로써, 본 발명의 용액의 제제가 표적화 병리학적 과정을 선제적으로 억제시키는 특이적 경로를 조정한다. 염증 매개인자와 과정이 조직 손상을 입히기 전에 이들을 본 발명에 따라서 선제적으로 억제한다면, 이는 조직 손상이 개시된 후에 제공된 경우 보다 훨씬 더 효과적이다.In accordance with this aspect of the present invention, by administering the solution locally throughout the surgical procedure at the time of the surgery, a proactive analgesic, anti-inflammatory and cartilage protective effect is achieved. The term “periodic timing” as used herein encompasses application during, before and during treatment, during and after treatment, and before, during and after treatment. In order to maximize the effect of preemptive anti-inflammatory, analgesic (for certain applications) and cartilage protection (for certain applications), it is most preferred to apply the solutions of the present invention before, during and after surgery. Prior to initiating a local surgical trauma, by occupying the target receptor or by inactivating or activating the targeting enzyme, the formulation of the solution of the invention modulates a specific pathway that preemptively inhibits targeted pathological processes. . If the inflammatory mediators and processes proactively inhibit them in accordance with the present invention prior to tissue damage, this is much more effective than if provided after the tissue damage was initiated.

본 발명의 다수 제제 용액을 투여함으로써 한 가지 이상의 통증, 염증 또는 연골 분해 매개인자를 억제하는 것이 염증과 통증 정도를 상당히 저하시키는 것으로 밝혀졌으며, 이는 이론적으로 연골 보호 효과를 제공해주어야 한다. 본 발명의 관주 용액은 약물 조합물을 포함하고, 각 용액은 다수의 수용체 또는 효소에 대해 작용한다. 따라서, 약물 제제는 통증과 염증을 포함한 병리학적 과정과 연골 생체 항상성 상실 둘 다에 대해 동시에 유효하다. 본 발명의 다수의 수용체 길항제와 억제성 효능제를 조합하여 사용하면 개개 제제의 효능에 비해 불균형적으로 증가된 효능이 제공된다는 점에서, 이들 제제의 작용은 상승적인 것으로 간주된다. 본 발명에 따르는 몇 가지 제제의 상승 작용은 다음에 예로써 논의된다.Inhibiting one or more pain, inflammation, or cartilage mediators by administering the multiple agent solutions of the present invention has been found to significantly reduce inflammation and pain levels, which should theoretically provide a cartilage protection effect. The irrigation solution of the present invention comprises a drug combination, each solution acting on a plurality of receptors or enzymes. Thus, drug preparations are simultaneously effective against both pathological processes, including pain and inflammation, and loss of cartilage bio homeostasis. The combination of multiple receptor antagonists and inhibitory agonists of the present invention is considered synergistic in that disproportionately increased efficacy is provided relative to the efficacy of the individual agents. The synergism of some agents according to the invention is discussed by way of example in the following.

수술 주위 시기에 사용된 경우, 본 발명의 용액은 현재 사용되고 있는 관주액에 비해, 수술 부위 통증 및 염증과 연골 분해를 임상적으로 상당히 저하시켜 줌으로써, 환자의 수술 후 진통제(즉, 아편제) 요구량을 감소시키고, 경우에 따라 환자가 수술 부위를 보다 일찍 움직일 수 있게 해주어야 한다. 본 발명의 용액을 사용하는 경우에는 통상적인 관주액에 비해 외과의와 수술실 직원이 특별히 애쓸 필요는 없다. 이러한 본 발명의 국면에 따라서 최적으로 연골 보호하기 위해서는, 본 발명의 용액을 외과적 처치 이전, 동안 및/또는 후에 관절에 직접적으로 투여한다.When used at the time of surgery, the solution of the present invention significantly reduces surgical site pain and inflammation and cartilage degradation compared to the currently used irrigation, thereby requiring a patient's postoperative analgesic (ie, opiate) requirements. The patient should be allowed to move the surgical site earlier in some cases. In the case of using the solution of the present invention, the surgeon and the operating room staff do not need to make special efforts compared to the conventional irrigation solution. In order to optimally protect cartilage according to this aspect of the invention, the solution of the invention is administered directly to the joint before, during and / or after surgical treatment.

본 발명의 추가 국면에서는, 동화작용성 증진제와 이화 작용 억제제를 포함하는 연골 보호성 조성물이 제공된다. 이러한 조합물은 연골 이화작용성 활성과 동등하거나 이를 초과하는 연골 동화작용성 활성; 기존의 연골 용적을 유지시키거나 이를 증가시키도록 하는 연골 조직의 유지; 또는 관절성 연골 세포에 의한 연골 매트릭스의 합성 증가와 동시에 연골 매트릭스의 분해 저하를 특징으로 하는 상태로 만들어 준다.In a further aspect of the present invention, there is provided a cartilage protective composition comprising an anabolic enhancer and a catabolic inhibitor. Such combinations include cartilage anabolic activity equivalent to or greater than cartilage catabolic activity; Maintenance of cartilage tissue to maintain or increase existing cartilage volume; Or at the same time increasing the synthesis of the cartilage matrix by the articular cartilage cells, the degradation of the cartilage matrix.

바람직한 양태의 상세한 설명Detailed Description of the Preferred Embodiments

본 발명은 연골 보호용 조성물 및 방법을 제공한다. 제1 양태에서는, 연골 동화작용성 활성을 증진시키는 작용을 하는 적어도 제1 제제와, 연골 이화 작용을 억제시키는 작용을 하는 적어도 제2 제제를 포함하는 조성물을 특정 관절에 국소적으로 투여하는 방법이 제공된다. 이러한 본 발명의 양태의 제1 국면에서는, 지속 방출 전달 비히클을 포함할 수 있는 조성물을 관절 내로 주사함으로써 상기 조성물을 국소적으로 전달한다. 이러한 본 발명의 양태의 제2 국면에서는, 상기 조성물이 액상 관주 담체를 포함하고, 수술 또는 개입 처치 동안 수술 주위 시기에 국소적으로 관절에 전달된다.The present invention provides a composition and method for cartilage protection. In a first aspect, a method of topically administering to a particular joint a composition comprising at least a first agent acting to enhance cartilage anabolic activity and at least a second agent acting to inhibit cartilage catabolism Is provided. In a first aspect of this aspect of the invention, the composition is delivered locally by injecting into the joint a composition that may comprise a sustained release delivery vehicle. In a second aspect of this aspect of the invention, the composition comprises a liquid irrigation carrier and is delivered locally to the joint at a time around the surgery during surgery or interventional treatment.

본 발명의 제2 양태에서는, 연골 동화작용성 활성을 증진시키는 작용을 하는 적어도 제1 제제와, 연골 이화 작용을 억제시키는 작용을 하는 적어도 제2 제제를 포함하는 조성물을 환자에게 전신 투여하는 방법이 제공된다.In a second aspect of the invention, a method of systemically administering to a patient a composition comprising at least a first agent acting to enhance cartilage anabolic activity and a composition comprising at least a second agent acting to inhibit cartilage catabolism Is provided.

본 발명의 제3 양태에서는, 연골 동화작용성 활성을 증진시키는 작용을 하는 적어도 제1 제제 및/또는 연골 이화 작용을 억제시키는 작용을 하는 적어도 제2 제제를 포함하는 조성물(이들 제제 중의 적어도 하나는 해당 관절을 표적으로 한다)을 환자에게 전신 투여하는 방법이 제공된다. 이들 각각의 양태가 보다 상세히 기재되기 전에, 이론에 얽매이는 것은 아니지만, 본 발명에 따르는 연골 보호에 대한 이론적 근거가 제시된다.In a third aspect of the invention, a composition comprising at least a first agent acting to enhance cartilage anabolic activity and / or at least a second agent acting to inhibit cartilage catabolic activity (at least one of these agents A method of systemically administering a target) to a patient is provided. Before each of these embodiments is described in more detail, although not bound by theory, a rationale for cartilage protection according to the present invention is presented.

I.연골 보호에 대한 이론적 근거 I. Theoretical basis for cartilage protection

염증과 연골 파괴의 생화학 및 분자 생물학을 이해하는데 있어서의 최근의 연구 진전은 수 많은 내인성 사이토킨에 대한 역할에 밀접한 영향을 끼쳐 왔다. 염증 발생된 관절에서의 연골 상실 유발에 밀접한 영향을 끼쳐 온 다양한 프로-염증성 매개인자는 사이토킨인 TNF-α, IL-1, IL-6 및 IL-8이다. 이들 수 많은 프로-염증성 사이토킨의 수준 증가는 급속도로 손상된 무릎 관절의 활액에서 신속하게 나타나고, 4주 이상 동안 환자에게 증가된 수준으로 유지된다(참조: Cameron, M.L. et al., "Synovial fluid cytokine concentrations as possible prognostic indicators in the ACL-deficient knee,"Knee Surg. Sports Traumatol. Arthroscopy 2:38-44 (1994)). 이들 사이토킨은 활액성 섬유아세포, 활액성 매크로파아지(macrophage) 및 연골 세포를 포함한 몇 가지 활성화 세포 유형으로부터 해당 관절에 국소적으로 생성된다. 이와 같이 국소적으로 생성된 사이토킨은 급성 및 만성 염증 질환에서 병리생리학적 사건을 매개하고, 이는 연골 이화 작용의 중요한 자가분비 및 측분비 매개인자이다. 이들 사이토킨의 작용은 별개의 세포성 표적물에 대한 다발성 효과를 유발시키는 능력과, 기타 사이토킨과 양성 또는 음성 상승적 방식으로 상호작용하는 능력을 특징으로 한다. IL-1 및 TNF-α가 특히 중요한데, 이는 이들이 내인성 단백질(예: 매트릭스 메탈로프로테이나제(MMPs)) 및 메탈로프로테이나제의 조직 억제제(TIMP)의 활성을 조정함으로써 연골 매트릭스 성분의 파괴와 정상적인 대사 회전 간의 균형을 붕괴시켜 연골 파괴 효과를 또한 개시하기 때문이다. 연골 생체 항상성의 사이토킨 제어는 연골 세포 상에 작용하는 활성 매개인자들 간의 균형이 고도로 조절된다는 것을 나타내는데, 이는 매트릭스 분해가 일어났는지 아니면 수복이 일어나는지를 결정해준다.Recent research progress in understanding the biochemical and molecular biology of inflammation and cartilage destruction has had a close impact on the role of numerous endogenous cytokines. Various pro-inflammatory mediators that have had a profound effect on the induction of cartilage loss in inflamed joints are the cytokines TNF-α, IL-1, IL-6 and IL-8. These numerous pro-inflammatory cytokine levels increase rapidly in the synovial fluid of rapidly damaged knee joints and remain at elevated levels in patients for more than four weeks (see Cameron, ML et al., “Synovial fluid cytokine concentrations”). as possible prognostic indicators in the ACL-deficient knee, " Knee Surg. Sports Traumatol. Arthroscopy 2: 38-44 (1994)). These cytokines are produced locally in the joints from several activated cell types, including synovial fibroblasts, synovial macrophages, and chondrocytes. These locally produced cytokines mediate pathophysiological events in acute and chronic inflammatory diseases, which are important autosecretory and lateral secretion mediators of cartilage catabolism. The action of these cytokines is characterized by the ability to elicit multiple effects on separate cellular targets and the ability to interact with other cytokines in a positive or negative synergistic manner. Of particular interest are IL-1 and TNF-α, which disrupt the cartilage matrix component by modulating the activity of endogenous proteins (eg matrix metalloproteinases (MMPs)) and tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs). This is because the cartilage destruction effect is also initiated by disrupting the balance between and normal metabolic rotation. Cytokine control of cartilage bio homeostasis indicates that the balance between active mediators acting on chondrocytes is highly regulated, which determines whether matrix degradation or repair occurs.

관절 손상은 활액 조직을 포함하는 관절 공간 내에 염증 반응을 자주 유발시키고 관절성 연골 분해를 야기시킬 수 있다. 사람 무릎의 활액 및 연골 대사 작용 상의 상당한 이동이 관절 손상 및 관절경 수술 후에 발생된 것으로 보고되었다(참조:Cameron, M.L. et al., supra (1994) Cameron, M.L. et al., "The natural history of the anterior cruciate ligament-deficient knee: Changes in synovial fluid cytokine and keratan sulfate concentrations," Am. J. Sports Med. 25:751-754 (1997)). 전방 십자형 인대(ACL) 파열 후에 관찰된 급성 염증 상 동안 무릎 관절 활액 중의 특이적 프로-염증성 사이토킨 수준이 급격하게 증가한다(2 내지 4배 차수까지 증가함). 급성 외상 후 환자의 활액 내에서 상승되는, 매트릭스 메탈로프로테이나제(MMPs), 예를 들면, 콜라게나제 및 스트로멜리신-1의 과생성으로 인해 연골 매트릭스 분자 농도에서도 상당한 변화가 일어난다(참조: Lohmander,L.S. et al., "Temporal patterns of stromelysin-1 tissue inhibitor, and proteoglycan fragments in human knee joint fluid after injury to the cruciate ligament or meniscus," J. Orthopaedic Res. 12:21-28 (1994)). 일시적으로, 연골 변성과 상관이 있는, 활액 중의 사이토킨과 연골 매트릭스 마커(예: 프로테오글리칸)의 변화는 급성 손상 주기 동안에는 최대이지만, 장시간 지속되면(3개월 내지 1년) 서서히 강하되고 손상 전의 기선 수준 보다 더 큰 채로 유지된다.Joint damage can often cause an inflammatory response in the joint space, including synovial tissue, and cause articular cartilage degradation. Significant shifts in synovial and cartilage metabolism of the human knee have been reported to occur after joint damage and arthroscopic surgery (Cameron, ML et al., Supra (1994) Cameron, ML et al., "The natural history of the anterior cruciate ligament-deficient knee: Changes in synovial fluid cytokine and keratan sulfate concentrations, "Am. J. Sports Med. 25: 751-754 (1997)). Specific pro-inflammatory cytokine levels in the knee joint synovial fluid increase sharply (up to 2-4 orders of magnitude) during the acute inflammatory phase observed after anterior cruciate ligament (ACL) rupture. Significant changes also occur in cartilage matrix molecule concentrations due to overproduction of matrix metalloproteinases (MMPs) such as collagenase and stromelysin-1, which are elevated in the synovial fluid of patients after acute trauma (see : Lohmander, LS et al., "Temporal patterns of stromelysin-1 tissue inhibitor, and proteoglycan fragments in human knee joint fluid after injury to the cruciate ligament or meniscus," J. Orthopaedic Res. 12: 21-28 (1994)) . Temporarily, changes in cytokines and cartilage matrix markers (such as proteoglycans) in synovial fluid, which are associated with cartilage degeneration, are greatest during the acute injury cycle, but slowly prolonged (3 months to 1 year) and slower than baseline levels before injury. Remains larger.

관절경 수술 자체로 인한 외상이 상당한 수술-후 염증을 유발시키는데, 이는 사이클로옥시게나제-2 및 기타 프로-염증성 사이토킨의 상향 조절을 포함한, 해당 관절 내에서의 세포의 부가 염증성 활성화를 반영해준다. ACL이 파열된 상당 수의 환자(60 내지 90%)는 손상 입은 지 10 내지 15년 후의 방사선 사진이 골관절염(OA)을 지시해주는 무릎 변화를 나타낸다(참조: Cameron, M.L. et al.,supra(1994)). 따라서, 초기 관절 손상과 외과적 외상의 조합 효과가 지속적인 염증 상태와, 이와 연관된 연골 매트릭스 대사 상의 변화를 유도할 수 있으며, 이것이 후속적으로 발생되는 관절성 연골의 변성 변화와 초기 골관절염 발생을 가져다 주는 유발 요인인 것으로 여겨진다. 이러한 건강 상의 문제점은 상당한 수준에 이르는데, 이는 1996년에 미국에서만 행해진 관절경 처치 총 횟수가 1백 8십만번인 것으로 추정되고, 이는 매년 약 10%씩 성장하는 것으로 추정된다. 따라서, 관절 내의 관절성 연골 분해를 예방하는 약제학적 방법을 제공하는 것이 요망된다.Trauma due to arthroscopic surgery itself causes significant post-surgical inflammation, which reflects the additional inflammatory activation of cells in that joint, including upregulation of cyclooxygenase-2 and other pro-inflammatory cytokines. A significant number of patients with ACL rupture (60-90%) show knee changes in which radiographs indicate osteoarthritis (OA) 10-15 years after injury (see Cameron, ML et al., Supra (1994). )). Thus, the combined effect of early joint injury and surgical trauma can lead to a persistent inflammatory state and associated changes in cartilage matrix metabolism, which leads to subsequent degeneration of articular cartilage and the development of early osteoarthritis. It is believed to be the trigger. This health problem is significant, with an estimated 10.8 million total arthroscopic treatments performed in the United States in 1996, an increase of about 10% annually. Accordingly, it is desirable to provide a pharmaceutical method for preventing articular cartilage degradation in joints.

수술 후 통증과 염증이 임상적으로 중요한 문제점으로 인식되고 있긴 하지만, 관절경 수술에 대한 현재의 약리학적 치료 섭생은 급성 수술 후 진통제에만 관심이 집중되고 있다. 기존의 외과적 치료 실시 양상은 수술 후에 유도되는 만성 염증 상태와, 수술을 통하여 치료한 관절의 연골 파괴를 억제하고자 하는 필요성에는 역점을 두지 않고 있다. 따라서, 통증과 염증의 급성 및 만성 국면 모두에 역점을 둘 뿐만 아니라 손상되어 수술을 통해 치료된 관절의 연골 대사 상의 병리학적 변화에 역점을 둔, 효과적이면서 통합된 약물 치료법을 개발할 필요가 있다.Although postoperative pain and inflammation have been recognized as clinically important issues, current pharmacological treatment regimens for arthroscopic surgery have focused only on acute postoperative analgesics. Existing surgical treatment embodiments do not focus on the chronic inflammatory state induced after surgery and the need to suppress cartilage destruction of the joints treated through the surgery. Thus, there is a need to develop effective and integrated drug therapies that focus on both acute and chronic aspects of pain and inflammation, as well as on pathological changes in cartilage metabolism of damaged and surgically treated joints.

이러한 본 발명의 국면의 제1 양태에 따라서, 관절내 전달을 위해 약제학적으로 유효한 담체 중에, 하나 또는 바람직하게는 다수의 대사적 활성 연골 보호제를 앞서 기재된 바와 같이 통증 및/또는 염증 억제를 위한 한 가지 이상의 제제와 함께 포함하거나, 또는 바람직하게는 2가지 이상의 대사적 활성 연골 보호제의 조합물(이들 중 적어도 하나는 연골 동화작용성 과정을 증진시키고, 이들 중 적어도 하나는 연골 이화작용성 과정의 억제제이다)을 포함하는 조성물을 환자의 관절에 직접적으로 투여함으로써, 이러한 관절 내에서의 관절성 연골 파괴를 저하 또는 예방하는 방법이 제공된다. 대사적 활성 제제에는 세포의 생물학적, 생화학적 또는 생물리학적 상태를 직접 또는 간접적으로 조정하거나 변화시키는 작용을 하는 모든 화합물이 포함되지만, 이에 제한되지 않고, 이에는 혈장 막의 전위를 변화시키거나, 세포성 수용체, 세포내 또는 세포외적으로 위치한 효소, 단백질-단백질 상호작용물, RNA-단백질 상호작용물, 또는 DNA-단백질 상호작용물의 리간드 결합 또는 효소적 활성을 변화시키는 제제가 포함된다. 예를 들어, 상기 제제에는 시그널 형질도입 캐스케이드를 개시하는 수용체 효능제, 시그널링 경로를 억제하는 수용체의 길항제, 세포내 또는 세포외 효소의 활성화제 및 억제제, 및 DNA에 대한 전사 인자의 결합을 조정하는 제제가 포함될 수 있다.According to this first aspect of this aspect of the invention, in a pharmaceutically effective carrier for intraarticular delivery, one or preferably a number of metabolic active cartilage protectors are provided as long as they are for inhibiting pain and / or inflammation as described above. Included with at least two agents, or preferably a combination of two or more metabolic active cartilage protectors, at least one of which promotes cartilage anabolic processes, at least one of which is an inhibitor of cartilage catabolic processes By directly administering a composition to a joint of a patient, a method of reducing or preventing articular cartilage destruction in such joint is provided. Metabolic active agents include, but are not limited to, any compound that acts to directly or indirectly modulate or change the biological, biochemical or biophysical state of a cell, including but not limited to altering the potential of the plasma membrane, Agents that alter ligand binding or enzymatic activity of sex receptors, intracellular or extracellularly located enzymes, protein-protein interactions, RNA-protein interactions, or DNA-protein interactions are included. For example, the agent may contain receptor agonists that initiate a signal transduction cascade, antagonists of receptors that inhibit signaling pathways, activators and inhibitors of intracellular or extracellular enzymes, and modulate binding of transcription factors to DNA. Agents may be included.

대표적인 연골 보호제에는, 예를 들어, (1) 예를 들어, IL-1β, IL-17 및 IL-18을 포함한 인터루킨-1 계열의 단백질에 대한 수용체의 길항제; (2) 예를 들어, TNF-R1을 포함한 종양 괴사 인자(TNF) 수용체 계열의 길항제; (3) 인터루킨 4, 10, 및 13 수용체에 대한 효능제; (4) 예를 들어, BMP-2, BMP-4 및 BMP-7을 포함한 TGF-β 수용체 슈퍼-계열에 대한 효능제; (5) COX-2의 억제제; (6) 예를 들어, p38 MAP 키나제를 포함한 MAP 키나제 계열의 억제제; (7) 예를 들어, MMP-3 및 MMP-9를 포함한 매트릭스 메탈로프로테이나제(MMP) 계열 단백질의 억제제; (8) 예를 들어, IkB와의 p50/p65 이량체 복합체를 포함한 NF-κB 계열 단백질의 억제제; (9) 예를 들어, iNOS를 포함한 산화 질소 신타제(NOS) 계열의 억제제; (10) 예를 들어, αVβ3인테그린의 효능제를 포함한 인테그린 수용체의 효능제 및 길항제; (11) 단백질 키나제 C (PKC) 계열의 억제제; (12) 예를 들어, src 아계열을 포함한 단백질 티로신 키나제 계열의 억제제; (13) 단백질 티로신 포스파타제의 조정제; 및 (14) 단백질 src 상동성 2 (SH2) 도메인의 억제제가 포함된다. 본 발명에 사용하기 적합한 기타 연골 보호제에는 기타 성장 인자가 포함되며, 이의 예는 인슐린-유사 성장 인자(예: IGF-1) 및 섬유아세포 성장 인자(예: bFGF)이다.Representative cartilage protective agents include, for example, (1) antagonists of receptors for interleukin-1 family of proteins, including, for example, IL-1β, IL-17, and IL-18; (2) antagonists of the tumor necrosis factor (TNF) receptor family, including, for example, TNF-R1; (3) agonists for interleukin 4, 10, and 13 receptors; (4) agonists for TGF-β receptor super-family, including, for example, BMP-2, BMP-4 and BMP-7; (5) inhibitors of COX-2; (6) inhibitors of the MAP kinase family, including, for example, p38 MAP kinase; (7) inhibitors of matrix metalloproteinase (MMP) family proteins, including, for example, MMP-3 and MMP-9; (8) inhibitors of NF-κB family proteins, including, for example, p50 / p65 dimer complexes with IkB; (9) inhibitors of the nitric oxide synthase (NOS) family, including, for example, iNOS; (10) agonists and antagonists of integrin receptors, including, for example, agonists of α V β 3 integrins; (11) inhibitors of the protein kinase C (PKC) family; (12) inhibitors of the protein tyrosine kinase family, including, for example, the src subfamily; (13) modulators of protein tyrosine phosphatase; And (14) inhibitors of the protein src homology 2 (SH2) domain. Other cartilage protective agents suitable for use in the present invention include other growth factors, examples of which are insulin-like growth factors (eg IGF-1) and fibroblast growth factors (eg bFGF).

본 발명의 제1 양태는 최대의 치료학적 이점을 달성하기 위해 국소적으로 전달된 연골 보호제의 조합물을 사용하여, 손상되거나 수술을 통하여 치료된 관절을 약리학적으로 치료하는 방법을 제공한다. 본 발명의 제2 양태는 연골 보호제의 조합물을 전신 투여함으로써, 치료학적 치료법을 약리학적으로 제공하는 방법을 제공한다. 연골 보호제의 조합물을 사용함으로써, 이화작용성 과정을 지지하기 위해 합성과 분해 간의 이동이 발생하는 다인성(multifactorial) 연골 파괴 과정을 차단시키기 위해 단일 제제의 사용에 기초한 기존의 치료학적 접근법의 한계를 극복하였다. 이러한 본 발명의 국면은 염증 과정을 최대한도로 억제하고 연골 생체 항상성을 유지시킴으로써 관절 내에서 연골 보호 효과를 달성하기 위해, 상향 조절되거나 과도한 연골 이화작용성 과정을 억제하고 연골 동화작용을 증진시키는 작용을 별개의 분자 표적 상에서 동시에 수행하는 제제의 조합 접근법을 독특하게 활용하고 있다. 연골 파괴(이화 작용)를 유도시키는 것으로 공지된 생화학적 기전 또는 단일 분자 표적을 억제하는 것, 예를 들면, IL-1 수용체에 대한 인터루킨-1(IL-1) 결합을 억제하는 것이 최적이라고는 예상되지 않는데, 이는, 예를 들어, 이의 독특한 수용체를 통하여 매개된 TNF-α의 작용이 IL-1과 많이 중복되는 프로-염증성 기능과 연골 이화작용성 기능을 공유하기 때문이며, 이는 관절에서의 연골 파괴를 유도하는 주요 매개인자로서 인식되고 있다. 유사하게, 이화작용성 과정을 억제시키지 않으면서 연골 동화작용성 과정만을 증강시키는 약제학적 제제를 활용하는 것 또한, 손상된 관절 내에 존재하는 이화작용성 인자를 최적으로 방해하지는 않을 것이다.A first aspect of the present invention provides a method of pharmacologically treating a damaged or surgically treated joint using a combination of locally delivered cartilage protectors to achieve maximum therapeutic benefit. A second aspect of the present invention provides a method for pharmacologically providing a therapeutic treatment by systemically administering a combination of cartilage protective agents. Limitations of existing therapeutic approaches based on the use of a single agent to block the multifactorial cartilage destruction process, whereby the shift between synthesis and degradation occurs to support the catabolic process by using a combination of cartilage protectors Overcome This aspect of the present invention is to inhibit the inflammatory process to the maximum and to maintain the cartilage bio homeostasis to achieve a cartilage protection effect in the joint, to inhibit the upregulated or excessive cartilage catabolic process and promote cartilage assimilation The combination approach of agents running simultaneously on separate molecular targets is uniquely utilized. Inhibiting biochemical mechanisms or single molecule targets known to induce cartilage destruction (catabolism), for example, inhibiting interleukin-1 (IL-1) binding to the IL-1 receptor, is optimal. This is not expected because, for example, the action of TNF-α mediated through its unique receptor shares pro-inflammatory and cartilage catabolic functions that overlap heavily with IL-1, which is cartilage in the joints. It is recognized as a major mediator of destruction. Similarly, utilizing a pharmaceutical agent that enhances only cartilage anabolic processes without inhibiting catabolic processes will also not optimally interfere with catabolic factors present in the damaged joint.

구체적으로 언급하면, 본 발명의 한 국면은 별개의 분자 표적 상에서 동시에 작용하는 2가지 이상의 제제 조합물을 기준으로 한 대사적 활성 연골 보호제의 약제학적 조성물을 제공한다. 대표적인 양태에서는, 적어도 하나의 제제가 소염 활성을 직접적으로 제공해주고/주거나 연골 동화작용성 과정을 증진시키는 사이토킨 또는 성장 인자 수용체 효능제이고, 적어도 제2 제제는 프로-염증성 및/또는 연골 이화작용성 과정을 억제시키는 작용을 하는 수용체 길항제 또는 효소 억제제이다. 대표적인 약물 조합물은 특정 관절에서의 프로-염증성 사이토킨의 역할을 기능적으로 억제시키고, 연골 매트릭스 합성을 증진시키며 매트릭스 분해를 억제시키는 작용을 하는 소염/동화작용성 사이토킨 부류 중에서 선택된 하나 이상의 제제를 포함한다. 이들 수용체 효능제에는 특이적 소염 및 동화작용성 사이토킨, 예를 들면, 인터루킨(IL) 효능제(예: IL-4, IL-10 및 IL-13), 및 형질전환성 성장 인자-β 슈퍼-계열 (예: TGFβ 및 BMP-7), 인슐린-유사 성장 인자 (예: IGF-1) 및 섬유아세포 성장 인자 (예: bFGF)의 특이적 구성원이 포함되지만, 이에 제한되지 않는다. 적어도 제2 제제는 프로-염증성 분자 표적의 활성이나 발현을 억제 및 저하시키는 작용을 하는 수용체 길항제 또는 효소 억제제 부류(예: IL-1 수용체 길항제, TNF-α 수용체 길항제, 사이클로옥시게나제-2 억제제, MAP 키나제 억제제, 산화질소 신타제(NOS) 억제제 및 핵 인자 카파 B (NFκB) 억제제)로부터 선택된다. 대사적 활성 제제에는 세포 표면 상에 국재된 수용체의 기능적 효능제와 길항제 둘 다가 포함될 뿐만 아니라 막 결합되거나 세포외적으로 분비된 효소(예: 스트로멜리신 및 콜라게나제)의 억제제가 포함된다. 또한, 많은 제제는 효소 NOS, COX-2 및 분열 촉진 인자-활성화 단백질 키나제(MAPK)의 억제제와 단백질-DNA 상호작용물, 예를 들면, 전사 인자 NFκB의 억제제를 포함한, 표면 수용체의 시그널을 형질도입하고 통합하는 세포내적으로 국재된 효소와 전사 인자인 신규한 제제를 향하고 있다. 이러한 방법으로, 사이토킨-구동된 동화작용성 과정을 증진시킴과 동시에 이화작용성 과정을 억제함으로써 연골의 원형을 보존할 수 있다.Specifically, one aspect of the present invention provides a pharmaceutical composition of metabolic active cartilage protective agents based on a combination of two or more agents acting simultaneously on separate molecular targets. In an exemplary embodiment, at least one agent is a cytokine or growth factor receptor agonist that directly provides anti-inflammatory activity and / or enhances cartilage anabolic processes, and at least the second agent is pro-inflammatory and / or cartilage catabolic. Receptor antagonists or enzyme inhibitors that act to inhibit the process. Representative drug combinations include one or more agents selected from the class of anti-inflammatory / synergogenic cytokines that function to inhibit the role of pro-inflammatory cytokines in certain joints, enhance cartilage matrix synthesis and inhibit matrix degradation. . These receptor agonists include specific anti-inflammatory and anabolic cytokines such as interleukin (IL) agonists (eg IL-4, IL-10 and IL-13), and transforming growth factor-β super-series (Eg, TGFβ and BMP-7), insulin-like growth factors (eg IGF-1) and specific members of fibroblast growth factor (eg bFGF), but are not limited thereto. At least a second agent is a class of receptor antagonists or enzyme inhibitors (e.g., IL-1 receptor antagonists, TNF-α receptor antagonists, cyclooxygenase-2 inhibitors) that act to inhibit and decrease the activity or expression of pro-inflammatory molecular targets. , MAP kinase inhibitors, nitric oxide synthase (NOS) inhibitors and nuclear factor kappa B (NFκB) inhibitors. Metabolic active agents include both functional agonists and antagonists of receptors localized on the cell surface, as well as inhibitors of membrane bound or extracellularly secreted enzymes such as stromelysin and collagenase. Many formulations also transduce signals from surface receptors, including inhibitors of enzymes NOS, COX-2 and cleavage promoter-activated protein kinases (MAPKs) and protein-DNA interactions, such as inhibitors of the transcription factor NFκB. It is directed towards novel agents that are intracellularly localized enzymes and transcription factors that incorporate and integrate. In this way, the prototype of cartilage can be preserved by promoting cytokine-driven anabolic processes while simultaneously inhibiting catabolic processes.

본 발명의 바람직한 양태의 조성물은 별개의 수용체에서 작용하는 다수의 약리학적 제제 및/또는 효소 분자 표적을 조합함으로써 신규한 치료학적 접근법을 구성한다. 지금까지의 약리학적 전략은 개개의 시그널링 신경전달물질과 호르몬에 대한 반응을 매개하는 개개의 수용체 아유형과 효소 이소형에 대해 선택적인 고도로 특이적 약물 개발에 초점을 맞춰왔다. 더욱이, 단일 수용체 아유형 또는 효소의 불활성화에도 불구하고, 기타 수용체 아유형 또는 효소의 활성화와 이로써 발생된 시그널 형질도입이 종종 캐스케이드 효과를 촉발시킬 수 있다. 이는 다수의 시그널링 매개인자(예: 사이토킨, 성장 인자 또는 에이코소노이드)가 일정 역할을 하는 병리생리학적 과정을 차단시키기 위해 단일 수용체-특이적 약물을 이용하는 것이 상당히 어렵다는 것을 설명해준다. 따라서, 개개의 특이적 수용체 아유형 또는 이소형만을 표적화하는 것이 효과적이지 못한 것으로 예상된다.Compositions of preferred embodiments of the present invention constitute a novel therapeutic approach by combining multiple pharmacological agents and / or enzyme molecular targets that function at separate receptors. To date, pharmacological strategies have focused on the development of highly specific drugs that are selective for individual receptor subtypes and enzyme isotypes that mediate responses to individual signaling neurotransmitters and hormones. Moreover, despite the inactivation of a single receptor subtype or enzyme, activation of other receptor subtypes or enzymes and the resulting signal transduction can often trigger cascade effects. This explains the difficulty of using a single receptor-specific drug to block pathophysiological processes in which multiple signaling mediators (eg cytokines, growth factors or eicosonoids) play a role. Therefore, targeting only individual specific receptor subtypes or isotypes is expected to be ineffective.

약리학적 치료법에 대한 표준 접근법과는 달리, 본 발명의 치료학적 접근법은 병리생리학적 상태 발생의 근간을 이루는 모든 범위의 사건을 억제하는데 있어, 별개의 분자 표적에 대해 동시에 작용하는 약물 조합물이 고도로 효과적이라는 이론적 근거에 기초한다. 추가로, 특이적 수용체 아유형 만을 표적으로 하는 것 대신, 본 발명의 조성물은 통증, 염증 및 연골 분해 발생과 관련된 상이한 세포성 생리학적 과정에 작동하는 공통의 분자 기전을 표적으로 하는 약물을 포함한다(도 1 참조). 이러한 방식으로, 침해 수용, 염증 및 연골 분해 경로에서 부가 수용체와효소의 캐스케이드화가 최소화된다. 이들 병리생리학적 경로에서는, 본 발명의 조성물이 "상단" 과 "하단" 둘 다의 캐스케이드 효과를 억제한다.Unlike standard approaches to pharmacological therapies, the therapeutic approach of the present invention inhibits the full range of events underlying the development of pathophysiological conditions, with drug combinations acting simultaneously on separate molecular targets highly. Based on rationale for being effective. In addition, instead of targeting only specific receptor subtypes, the compositions of the present invention include drugs that target common molecular mechanisms that operate on different cellular physiological processes associated with pain, inflammation, and cartilage development. (See Figure 1). In this way, cascading of additional receptors and enzymes in the invasion uptake, inflammation and cartilage degradation pathways is minimized. In these pathophysiological pathways, the compositions of the present invention inhibit the cascade effect of both "top" and "bottom".

"상단"억제의 예는 통증과 염증 세팅에 있어서의 사이클로옥시게나제 길항제이다. 사이클로옥시게나제 효소 (COX1및 COX2)는 아라키돈산이, 프로스타글란딘, 류코트리엔 및 트롬복산을 포함한 염증성 및 침해 수용성 매개인자의 생합성에 있어 중간체인 프로스타글란딘 H로 전환되는 것을 촉매한다. 사이클로옥시게나제 억제제는 이들 염증성 및 침해 수용성 매개인자의 형성을 "상단" 차단시킨다. 이러한 전략으로 인해, 상기 언급된 7가지 아유형의 프로스타노이드 수용체와 COX 생화학적 경로의 프로스타노이드 생성물과의 상호작용을 차단시켜야 하는 필요성이 미리 배제된다. 유사한 "상단" 억제제는 칼리크레인 억제제인 아프로티닌이다. 세린 프로테아제인 효소 칼리크레인은 혈장 중의 고분자량 키니노겐을 절단시켜 통증과 염증의 중요한 매개인자인 브라디키닌을 생성시킨다. 칼리크레인을 억제시킴으로써, 아프로티닌은 브라디키닌의 합성을 효과적으로 억제시켜, 이들 염증성 매개인자의 효과적인 "상단" 억제를 제공해준다.An example of "top" inhibition is a cyclooxygenase antagonist in pain and inflammation settings. Cyclooxygenase enzymes (COX 1 and COX 2 ) catalyze the conversion of arachidonic acid to prostaglandin H, an intermediate in the biosynthesis of inflammatory and invasive water-soluble mediators, including prostaglandins, leukotrienes and thromboxanes. Cyclooxygenase inhibitors "top" block the formation of these inflammatory and nociceptive water-soluble mediators. This strategy precludes the need to block the interaction of the seven subtypes of the prostanoid receptors mentioned above with the prostanoid products of the COX biochemical pathway. A similar "top" inhibitor is aprotinin, a kallikrein inhibitor. The enzyme kallikrein, a serine protease, cleaves high molecular weight kininogen in plasma to produce bradykinin, an important mediator of pain and inflammation. By inhibiting kallikrein, aprotinin effectively inhibits the synthesis of bradykinin, providing effective "top" inhibition of these inflammatory mediators.

본 발명의 조성물은 병리생리학적 경로를 제어하기 위한 "하단" 억제제를 사용할 수도 있다. 진행성 관절성 연골 분해에 밀접한 영향을 미치는 각종 염증성 사이토킨(예: IL-1β 및 TNFα)으로 처리시킨 활막 세포와 연골 세포 제제에서는, MAP 키나제 억제제가 연골 보호 효과를 가져다 준다. p38 MAP 키나제가 다수의 이화작용성 사이토킨에 대한 시그널링 경로에 있어 운반점이고, 이의 억제가 연골 분해를 매개하는 다수의 세포성 생성물의 상향 조절을 방지시킨다. 따라서, MAP 키나제 억제제는 이동 연골 생체 항상성을 개시하는 사이토킨 수용체 효능제의 생리학적 조합과는 독립적인 "하단" 연골 보호 효과를 제공함으로써 관절 염증 세팅에 상당한 이점을 제공해 준다.The compositions of the present invention may also use "bottom" inhibitors to control pathophysiological pathways. In synovial and chondrocyte preparations treated with various inflammatory cytokines (eg, IL-1β and TNFα), which have a close effect on progressive articular cartilage degradation, MAP kinase inhibitors have a cartilage protective effect. p38 MAP kinase is the transport point in the signaling pathway for many catabolic cytokines, and its inhibition prevents the upregulation of many cellular products that mediate cartilage degradation. Thus, MAP kinase inhibitors provide a significant benefit to the setting of joint inflammation by providing a "bottom" cartilage protective effect independent of the physiological combination of cytokine receptor agonists that initiate mobile cartilage bio homeostasis.

II.연골 보호성 조성물의 국소 전달 II. Local delivery of cartilage protective composition

연골 보호와 외과적 처치에 사용하기 위한 본 발명의 용액의 특정의 바람직한 양태에는 바람직하게, 염증 과정을 최대한도로 억제하고 연골 생체 항상성을 유지시킴으로써 관절 내에서 연골 보호 효과를 달성하기 위해, 상향 조절되거나 과도한 연골 이화작용성 과정을 억제하고 연골 동화 작용을 증진시키는 작용을 별개의 분자 표적 상에서 동시에 수행하는 제제의 조합물이 포함된다.Certain preferred embodiments of the solution of the present invention for use in cartilage protection and surgical treatment are preferably upregulated to achieve a cartilage protection effect in the joints by maximally inhibiting the inflammatory process and maintaining cartilage bio homeostasis. Combinations of agents that simultaneously inhibit excessive cartilage catabolic processes and enhance cartilage assimilation are performed on separate molecular targets.

본 발명의 한 양태의 관주 및 주사 용액은 생리학적 담체 중의, 하나 또는 바람직하게는 하나 이상의 연골 보호제와, 임의로 한 가지 이상의 통증 및/또는 염증 억제제의 묽은 용액이다. 본원에 사용된 바와 같은 담체는 생체 적합성 용매, 현탁액, 중합 가능한 및 비-중합 가능한 겔, 페이스트 및 슬레이브 뿐만 아니라 지속 방출 전달 비히클, 예를 들면, 단백질, 리포솜, 탄수화물, 합성 유기 화합물 또는 무기 화합물로 구성된 미립자, 미소구 또는 나노입자를 포괄하는 액체 용액이다. 바람직하게는 상기 담체가 생리학적 전해질, 예를 들면, 정상 식염수 또는 락테이트화 링거액을 포함할 수 있는 수성 용액이다.The irrigation and injection solution of one aspect of the invention is a dilute solution of one or preferably one or more cartilage protectors and optionally one or more pain and / or inflammation inhibitors in a physiological carrier. Carriers as used herein include biocompatible solvents, suspensions, polymerizable and non-polymerizable gels, pastes and slaves, as well as sustained release delivery vehicles such as proteins, liposomes, carbohydrates, synthetic organic compounds or inorganic compounds. It is a liquid solution encompassing the composed fine particles, microspheres or nanoparticles. Preferably the carrier is an aqueous solution which may comprise a physiological electrolyte, such as normal saline or lactated Ringer's solution.

국소적 전달된 본 발명의 양태의 외과용 용액 각각에서는, 상기 제제가 목적하는 치료학적 효과를 달성하기 위해 약물을 전신 투여하는 방법에서 요구되는 농도와 용량에 비해 낮은 농도로 액체 또는 유체 용액에 포함되고 저 용량으로 국소적으로 전달된다. 본원에 사용된 바와 같은 "액체" 또는 "유체"는 약제학적으로 허용되고 생체 적합한 용매, 현탁액, 중합 가능한 및 비-중합 가능한 겔, 페이스트 및 슬레이브를 포괄한다. 바람직하게는 상기 담체가 생리학적 전해질, 예를 들면, 정상 식염수 또는 락테이트화 링거액을 포함할 수 있는 수성 용액이다. 전신 투여된 약물은 제1- 및 제2-패스 대사 작용되기 때문에 기타 약물 투여 경로(즉, 정맥내, 피하, 근육내 또는 경구)를 통하여 유사하게 투약된 제제를 전달하는 경우에는, 등가의 치료학적 효과를 획득하는 것이 불가능하거나 실제적으로 획득하지 못한다. 각 제제의 농도는 부분적으로는 이의 수용체 해리 상수 Kd또는 효소 억제 상수 Ki를 기준으로 하여 결정한다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 해리 상수는 이의 각각의 효능제-수용체 또는 길항제-수용체 상호작용에 대한 평형 해리 상수와, 이의 각각의 활성화제-효소 또는 억제제-효소 상호작용에 대한 평형 억제 상수 둘 다를 포괄한다. 각 제제는 바람직하게는, Kd또는Ki0.1 내지 10,000배의 저 농도로 포함된다. 바람직하게는, 각 제제가 Kd또는Ki1.0 내지 1,000배의 저 농도, 가장 바람직하게는 Kd또는Ki약 100배의 저 농도로 포함된다. 이들 농도는 국소 전달 부위에서 대사적 변환의 부재 하에 희석을 고려하여 필요에 따라 조정된다. 본 발명의 용액에 사용하기 위해 선택된 정확한 제제와, 이러한 제제의 농도는 다음에기재되는 바와 같이 특정의 적용 분야에 따라서 다양하다.In each of the topically delivered surgical solutions of this aspect of the invention, the formulation is included in the liquid or fluid solution at a concentration lower than the concentration and dose required for the systemic administration of the drug to achieve the desired therapeutic effect. And locally delivered at low doses. "Liquid" or "fluid" as used herein encompasses pharmaceutically acceptable and biocompatible solvents, suspensions, polymerizable and non-polymerizable gels, pastes and slaves. Preferably the carrier is an aqueous solution which may comprise a physiological electrolyte, such as normal saline or lactated Ringer's solution. Equivalent treatment when delivering similarly administered agents via other drug routes of administration (ie, intravenous, subcutaneous, intramuscular or oral) because systemically administered drugs are metabolized first- and second-pass. It is impossible or impossible to obtain a scientific effect. The concentration of each agent is determined in part based on its receptor dissociation constant K d or enzyme inhibition constant K i . As used herein, the term dissociation constant refers to both the equilibrium dissociation constant for each of its agonist-receptor or antagonist-receptor interactions and its equilibrium inhibition constant for each activator-enzyme or inhibitor-enzyme interaction. Comprehensive Each agent is preferably included at a low concentration of 0.1 to 10,000 times K d or K i . Preferably, each agent is included at a low concentration of K d or K i 1.0 to 1,000 times, most preferably at a low concentration of about 100 times K d or K i . These concentrations are adjusted as necessary to account for dilution in the absence of metabolic transformation at the local delivery site. The exact formulation selected for use in the solutions of the present invention and the concentration of such formulations will vary depending upon the particular application, as described below.

본 발명의 국면에 따르는 용액은 단일 또는 다수의 연골 보호제(들), 바람직하게는 다수의 연골 보호제(이들 중의 적어도 하나는 동화작용성 연골 보호제이고, 이들 중의 적어도 하나는 연골 이화 작용의 억제제이다), 또는 연골 보호제(들)와 통증 및/또는 염증 억제제 둘 다의 조합물을 저 농도로 포함할 수 있다. 그러나, 전술된 다수 제제의 상승 효과와, 연골 파괴를 광범위하게 억제시키고 통증과 염증을 임의로 차단시키고자 하는 요망으로 인해, 다수 제제를 활용하는 것이 바람직하다.The solution according to an aspect of the invention is a single or multiple cartilage protector (s), preferably a plurality of cartilage protectors (at least one of which is an anabolic cartilage protector, at least one of which is an inhibitor of cartilage catabolism) Or combinations of both cartilage protective agent (s) with pain and / or inflammation inhibitors at low concentrations. However, due to the synergistic effects of the multiple formulations described above and the desire to broadly inhibit cartilage destruction and to optionally block pain and inflammation, it is desirable to utilize multiple formulations.

다수의 약물 조합물을 단독으로, 또는 조절 펌프에 의하거나 지속 방출 전달 비히클을 사용함으로써 수술 후 지속 전달제(기)와 커플링하여, 외과적 관절경 처치 동안 처치 주위 시기(즉, 수술 전 및/또는 수술 동안 및/또는 수술 후) 투여를 포함한 관절내 주사 또는 주입에 의해 국소적으로 전달할 수 있다. 지속 방출 전달 비히클에는 단백질, 리포솜, 탄수화물, 합성 유기 화합물 또는 무기 화합물로 구성된 미립자, 미소구 또는 나노입자가 포함될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 따라서, 몇몇 양태에서는, 본 발명이 단독으로 전달되거나 또는 진통제 및/또는 소염제와 함께 전달되는, 주사 또는 주입을 통하여 전달될 제제의 조합물을 제공한다. 손상 시점 또는 손상 시점 직후에 연골 보호제를 국소적으로 직접 전달(예: 수술 주위 시기 투여)함으로써 달성된 신속한 작용 개시는 이들이 후속 반응을 촉발시키기 전에 초기 과정을 억제하는 잠재력을 지님으로써, 국소 조직 손상과 후속 연골 상실을 선제적으로 제한할 수 있다.Multiple drug combinations, either alone or with a post-operative sustained delivery agent (gi) by means of a controlled pump or by using a sustained release delivery vehicle, can be used for surgical perioperative treatment (ie, preoperative and And / or by intra-articular injection or infusion, including administration during and / or after surgery). Sustained release delivery vehicles may include, but are not limited to, microparticles, microspheres, or nanoparticles composed of proteins, liposomes, carbohydrates, synthetic organic compounds, or inorganic compounds. Thus, in some embodiments, the present invention provides a combination of agents to be delivered via injection or infusion, delivered alone or in combination with analgesics and / or anti-inflammatory agents. Rapid onset of action achieved by topical direct delivery of cartilage protectants (eg, perioperative administration) immediately after or at the point of injury has the potential to inhibit the initial process prior to triggering a subsequent response, thereby preventing local tissue damage. And subsequent cartilage loss can be restrained preemptively.

본 발명의 이점에는 다음이 포함된다: 1) 조합 약물 요법은 급성 및/또는 만성 질환 동안 연골 파괴의 다인성 원인에 초점을 맞춘 것이고; 2) 연골 보호제의 조합물을 소염제 및 진통제와 조합할 수 있으며; 3) 약물 조합물을 국소 전달함으로써(적용 가능한 경우), 관절 내에서의 연골 보호제의 즉각적인 치료학적 농도를 달성하며; 4) 관주 용액을 처치 주위 시기에 사용하는 것이(적용 가능한 경우), 관절경 이용한 외과적 처치 동안 관절 내의 약물 수준을 치료학적으로 요망되는 범위로 지속적으로 유지시켜 주며; 5) 국소 전달(상기 본 발명의 양태의 경우)은 전신 전달과 비교해서 총 약물 용량과 투약 횟수를 감소시킬 수 있고; 6) 관절에 대한 국소 부위-지시된 전달(상기 본 발명의 양태의 경우)는 전신 독성을 피하고, 부작용을 감소시키며; 7) 관절에 대한 직접적인 국소 전달(상기 본 발명의 양태의 경우)은 전신 투여 경로로 제한된 경우에는 치료학적으로 유용하지 않을 수도 있는 신규한 약제학적 활성 펩티드 및 단백질(사이토킨 및 성장 인자 포함)의 사용을 가능케 한다.Advantages of the present invention include the following: 1) Combination drug therapy focuses on multifactorial causes of cartilage destruction during acute and / or chronic diseases; 2) a combination of cartilage protectors can be combined with anti-inflammatory and analgesics; 3) by topical delivery of the drug combination (if applicable), to achieve an immediate therapeutic concentration of cartilage protectant in the joint; 4) the use of irrigation solution at the time of treatment (if applicable) to maintain drug levels in the joints at therapeutically desirable ranges during arthroscopic surgical treatment; 5) topical delivery (for embodiments of the present invention) may reduce total drug dose and frequency of administration compared to systemic delivery; 6) topical site-directed delivery to the joint (for embodiments of the invention above) avoids systemic toxicity and reduces side effects; 7) Use of novel pharmaceutically active peptides and proteins (including cytokines and growth factors) that may be directly localized to the joint (in the embodiments of the present invention), which may not be therapeutically useful when limited to the systemic route of administration. Makes it possible.

이들 연골 보호제에 대해 규정된 분자 작용 기전과 세포성 작용 기전으로부터, 이들 화합물은 (기타 연골 보호제와 조합되거나 또는 본원에 기재된 기타 진통제 및 소염제와 조합하여) 관주 용액 중에서 수술 주위 시기에 투여되거나, 또는 주입 또는 주사를 통하여 관절에 직접적으로 투여된 경우에 연골 보호 작용을 나타내는 것으로 예상된다. 특히, 이들 제제는 관절경 이용한 외과적 처치 동안 관주 용액에 의해 전달된 경우에 유효한 약물인 것으로 예상된다. 각각의 대사적 활성 연골 보호제는 바람직하게는, 소분자 약물, 펩티드, 단백질, 재조합 키메라 단백질, 항체, 올리고뉴클레오티드 또는 유전자 요법 벡터(바이러스성 및 비-바이러스성)를 포함한 한 가지 이상의 기타 연골 보호제와 조합하여 관절 공간에 전달될 수 있다. MAPK 억제제와 같은 약물은 관절의 정상적인 기능과 관련되거나 병리학적 상태로 인해 존재하는 관절 포함 구조물, 및 관절의 유체 공간과 연합된 모든 세포 상에서 이의 작용을 나타낼 수 있다. 이들 세포 및 구조물에는 유형 A 섬유아세포와 유형 B 매크로파아지 세포 둘 다를 포함한 활액 세포; 관절의 연골성 성분, 예를 들면, 연골아세포 및 연골 세포; 골막 세포, 골세포, 골아세포, 파골 세포를 포함한, 뼈와 연관된 세포; 림프구, 매크로파아지, 비만 세포, 단구, 호산구를 포함한 염증 세포; 및 내피 세포, 평활근 세포, 섬유아세포 및 신경 세포를 포함한 기타 세포; 및 이들의 조합물이 포함되지만, 이에 제한되지 않는다.From the molecular and cellular mechanisms of action defined for these cartilage protectors, these compounds are administered at perioperative time in irrigation solution (in combination with other cartilage protectors or in combination with other analgesics and anti-inflammatory agents described herein), or It is expected to exhibit cartilage protection when administered directly to the joint via infusion or injection. In particular, these agents are expected to be effective drugs when delivered by irrigation solution during arthroscopic surgical procedures. Each metabolic active cartilage protector is preferably combined with one or more other cartilage protectors, including small molecule drugs, peptides, proteins, recombinant chimeric proteins, antibodies, oligonucleotides or gene therapy vectors (viral and non-viral). Can be delivered to the joint space. Drugs, such as MAPK inhibitors, may exhibit their action on joint-containing structures that are associated with or due to pathological conditions of the joint and on all cells associated with the fluid space of the joint. These cells and structures include synovial cells, including both type A fibroblasts and type B macrophage cells; Cartilaginous components of the joint, such as chondrocytes and chondrocytes; Cells associated with bone, including periosteal cells, osteocytes, osteoblasts, osteoclasts; Inflammatory cells, including lymphocytes, macrophages, mast cells, monocytes, eosinophils; And other cells including endothelial cells, smooth muscle cells, fibroblasts and neurons; And combinations thereof, but is not limited thereto.

상기 본 발명의 국면은 또한, 연골 보호제(들)의 전달, 흡수, 안정성 또는 약동학을 증강시킬 수도 있는, 해당 약물을 관절에 도입 및 투여하는데 유용한 제형 중에서 전달될 수 있는 활성 치료제(들)의 제형을 제공한다. 이러한 제형에는 단백질, 리포솜, 탄수화물, 합성 유기 화합물 또는 무기 화합물로 구성된 미립자, 미소구, 나노구 또는 나노입자가 포함될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 본 발명은 연골 보호제의 조합물, 또는 하나 또는 바람직하게는 다수의 연골 보호제의 조합물을, 균질한 비히클 내에 다수의 약제학적 활성 물질로서 존재하거나(예를 들면, 단일 피포성 미소구) 또는 개개 전달 비히클의 별도의 혼합물로서 존재하는(예를 들면, 한 가지 이상의 제제로 피막 형성한 미소구의 그룹) 한 가지 이상의 진통 및/또는 소염제와 함께 전달하는 것을 제공해준다. 제형 분자의 예에는 물질을 특이적 세포 유형, 겔, 서 방출 매트릭스(즉, 지속 전달 비히클, 가용성 및 불용성 입자)에 대해 표적화할 수 있는 항체, 친수성 중합체, 다양이온(예: 프로타민, 스페르미딘, 폴리리신), 및 펩티드 또는 합성 리간드 뿐만 아니라 열거되지 않은 제형 요소가 포함되지만, 이에 제한되지 않는다.This aspect of the invention also provides formulations of the active therapeutic agent (s) which may be delivered in formulations useful for introducing and administering the drug into the joint, which may enhance the delivery, absorption, stability or pharmacokinetics of the cartilage protective agent (s). To provide. Such formulations may include, but are not limited to, microparticles, microspheres, nanospheres or nanoparticles composed of proteins, liposomes, carbohydrates, synthetic organic compounds or inorganic compounds. The present invention provides a combination of cartilage protectors, or one or preferably a combination of multiple cartilage protectors, as a plurality of pharmaceutically active substances in a homogeneous vehicle (eg single encapsulated microspheres) or individually Delivery is provided with one or more analgesic and / or anti-inflammatory agents that exist as separate mixtures of delivery vehicles (eg, groups of microspheres encapsulated with one or more agents). Examples of formulation molecules include antibodies, hydrophilic polymers, polyions (e.g. protamine, spermidine) that can target substances to specific cell types, gels, sustained release matrices (ie, sustained delivery vehicles, soluble and insoluble particles). , Polylysine), and peptide or synthetic ligands, as well as formulation elements not listed, are not limited thereto.

한 국면에서, 본 발명은 치료학적으로 유효한 저 용량으로 존재하고 약물을 병든 조직이나 관절에 직접적으로 전달할 수 있게 해주는 약물 함유 주입액, 관주 용액을 통하여, 2가지 이상의 연골 보호제, 또는 하나 또는 바람직하게는 다수의 연골 보호제의 조합물을 단독으로 국소 전달하거나 또는 한 가지 이상의 진통 및/또는 소염제와 조합하여 국소 전달하는 것을 제공해준다. 이러한 약물 함유 주입액 또는 관주 용액은 외과적 처치와 연계해서 수술 전 및/또는 수술 동안 및/또는 수술 후에 이용할 수 있거나, 또는 외과적 처치와 관련되지 않은 다른 시점에 투여할 수도 있다. 전신 약물 전달 방법(예: 근육내, 정맥내, 피하)에서는, 표적화 관절에서 실재적 치료학적 농도를 달성하기 위해 보다 고 농도의 약물( 및 보다 높은 총 용량)이 환자에게 투여되어야만 한다. 전신 투여는 표적화 관절 이외의 조직에 고농도로 제공될 수도 있는데, 이는 바람직하지 못하며, 용량에 따라서는 불리한 부작용이 유발될 수 있다. 이들 전신 방법은 약물을 제2-패스 대사 작용시키고 신속히 분해시킴으로써, 치료학적 유효 농도 지속 기간을 제한한다. 연골 보호제의 조합물(이는 한 가지 이상의 진통 및/또는 소염제를 동반하거나 동반하지 않음)을 주입 또는 관주에 의해 관절에 직접적으로 투여하기 때문에, 상기 약물을 표적화 조직에 운반하는데 혈관성 관류가 요구되지 않는다. 이러한 실질적인 이점으로 인해, 각종 연골 보호 약물에 대한 보다 낮은 치료학적 유효 총 용량을 국소적으로 전달할 수 있게 된다.In one aspect, the invention provides two or more cartilage protective agents, or one or preferably, via a drug-containing infusion, irrigation solution, which is present in a therapeutically effective low dose and allows the drug to be delivered directly to the diseased tissue or joint. Provides for local delivery of a combination of multiple cartilage protectors alone or in combination with one or more analgesic and / or anti-inflammatory agents. Such drug-containing infusions or irrigation solutions may be used preoperatively and / or during and / or postoperatively in conjunction with surgical procedures, or may be administered at other times not related to the surgical procedure. In systemic drug delivery methods (eg, intramuscular, intravenous, subcutaneous), higher concentrations of drug (and higher total doses) must be administered to the patient to achieve the actual therapeutic concentration in the targeted joint. Systemic administration may be provided in high concentrations in tissues other than the targeted joint, which is undesirable and depending on the dose may cause adverse side effects. These systemic methods limit the duration of therapeutically effective concentrations by metabolic and rapid degradation of drugs. Since a combination of cartilage protective agents (with or without one or more analgesic and / or anti-inflammatory agents) is administered directly to the joint by infusion or irrigation, vascular perfusion is not required to deliver the drug to the targeting tissue. . This substantial advantage enables local delivery of lower therapeutically effective total doses for various cartilage protective drugs.

A.국소 전달 방법 A. Topical Delivery Methods

본 발명의 용액은 외과적, 진단적 및 치료학적 기술을 포함한, 각종 수술/개입 처치에 적용된다. 본 발명의 연골 보호제의 조합물은 주사 또는 관주에 의해 투여할 수 있다. 주사용 용액의 경우에, 단일 투여 형태를 생성시키기 위해 담체 물질과 조합될 수 있는 활성 성분의 양은 치료하고자 하는 환자, 용액 중의 활성 제제의 성질, 및 특정한 투여 방식에 따라서 다양할 것이다. 그러나, 특정한 모든 환자에 대한 특이적 용량 수준은 이용된 특정 화합물의 활성, 환자의 연령, 체중, 일반적인 건강, 성별 및 식이, 투여 시간, 투여 경로, 약물 조합물의 배출률, 및 치료법이 진행되고 있는 특정 질환의 중증도를 포함한 각종 요인에 따라서 결정될 것이라는 것을 인지해야 한다.The solution of the present invention is applied to a variety of surgical / interventional procedures, including surgical, diagnostic and therapeutic techniques. Combinations of cartilage protectors of the invention can be administered by injection or irrigation. In the case of injectable solutions, the amount of active ingredient that can be combined with the carrier materials to produce a single dosage form will vary depending on the patient to be treated, the nature of the active agent in the solution, and the particular mode of administration. However, the specific dose level for all particular patients is determined by the activity of the specific compound employed, the age, body weight, general health, sex and diet of the patient, time of administration, route of administration, rate of release of the drug combination, and the specific progression of therapy. It should be recognized that this will depend on a variety of factors, including the severity of the disease.

적합한 분산제 또는 습윤제와 현탁화제를 사용하여 공지된 기술에 따라서, 주사 가능한 제제, 예를 들면, 멸균성의 주사 가능한 수성 또는 유성 현탁액을 제형화할 수 있다. 이러한 멸균성의 주사 가능한 제제는 또한, 비경구적으로 허용되는 무독성 희석제 또는 용매 중의 멸균성 주사 가능한 용액 또는 현탁액일 수 있는데, 예를 들면, 프로판디올 중의 용액으로서 존재할 수 있다. 이용될 수 있는 허용되는 비히클 및 용매로는 물, 링거액, 및 등장성 염화나트륨 용액이 있다. 또한, 멸균성의 고정유가 용매 또는 현탁화 매질로서 통상적으로 이용된다. 이를 위해, 합성 모노- 또는 디글리세라이드를 포함한 모든 생체 적합성 오일을 이용할 수도 있다. 또한, 올레산 등의 지방산을 주사제의 제조에 사용한다.Suitable dispersing or wetting agents and suspending agents can be used to formulate injectable preparations, for example, sterile injectable aqueous or oily suspensions, according to known techniques. Such sterile injectable preparations may also be sterile injectable solutions or suspensions in a parenterally acceptable non-toxic diluent or solvent, for example, present as a solution in propanediol. Acceptable vehicles and solvents that may be employed include water, Ringer's solution, and isotonic sodium chloride solution. In addition, sterile, fixed oils are conventionally employed as a solvent or suspending medium. For this purpose, all biocompatible oils may be employed including synthetic mono- or diglycerides. In addition, fatty acids such as oleic acid are used in the preparation of injectables.

본 발명의 주사용 용액은 관절경 이용한 외과적 처치와 연계해서 투여하거나 또는 환자 주치의가 바람직할 것으로 결정한 시점에 투여할 수 있다.Injectable solutions of the present invention may be administered in conjunction with an arthroscopic surgical procedure or at a point in time determined by the attending physician to be preferred.

본 발명의 관주 용액은 해부학적 관절의 관절경 수술 동안 수술 주위 시기에 적용할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "수술 주위 시기"는 처치 동안, 처치 전 및 동안, 처치 동안 및 후, 및 처치 전, 동안 및 후에 적용하는 것을 포괄한다. 바람직하게는 본 발명의 용액을 처치 전 및/또는 처치 후 뿐만 아니라 처치 동안 적용한다. 이러한 처치는 통상적으로, 당업자에게 널리 공지된 기술에 의해 외과적 부위에 적용된 생리학적 관주액, 예를 들면, 정상 식염수 또는 락테이트화 링거액을 활용한다. 본 발명의 방법은 통상적으로 적용된 관주액을 본 발명의 진통/소염/연골 보호 관주 용액으로 대체하는 것을 포함한다. 이러한 관주 용액은 처치 개시에 앞서, 바람작하게는 조직 외상 전에 상처 또는 외과적 부위에 적용하고, 처치 기간 내내 지속적으로 적용하여, 통증과 염증, 및 연골 분해를 선제적으로 차단한다. 본원에 전반적으로 사용된 바와 같은 용어 "관주"는 상처 또는 해부학적 구조물을 액체 스트림으로 씻어 내리게 하는 것을 의미한다. 용어 "적용"은 관주 방법과, 본 발명의 용액을 국소적으로 도입하는 기타 방법, 예를 들면, 본 발명 용액의 겔화 가능한 변형물을 수술 부위에 도입하는 방법(이때, 겔화 용액은 처치 내내 수술 부위에 잔존한다)을 포괄한다. 본원에 전반적으로 사용된 바와 같은 용어 "지속적으로"는 적용된 제제의 예정된 치료학적 국소 농도를 유지시키기에 충분한 횟수로 자주 반복적으로 상처에 관주하는 상황과, 수술 기법 상 필요할 수 밖에 없는 관주액 유동의 간헐적인 중단 상황이 포함된다.The irrigation solution of the present invention can be applied at a time around the surgery during arthroscopic surgery of anatomical joints. As used herein, the term “periodical period” encompasses application during, before and during treatment, during and after treatment, and before, during and after treatment. Preferably the solution of the invention is applied before and / or after treatment as well as during the treatment. Such treatment typically utilizes a physiological irrigation solution, such as normal saline or lactated Ringer's solution, applied to the surgical site by techniques well known to those skilled in the art. The method of the invention involves replacing the commonly applied irrigation solution with the analgesic / anti-inflammatory / cartilage protective irrigation solution of the invention. This irrigation solution is applied to the wound or surgical site prior to initiation of the treatment, preferably prior to tissue trauma, and continuously applied throughout the treatment period to preemptively block pain and inflammation, and cartilage degradation. As used herein, the term “irrigation” means flushing a wound or anatomical structure with a liquid stream. The term "application" refers to irrigation methods and other methods of topically introducing a solution of the invention, such as introducing a gelable variant of the solution of the invention into a surgical site, wherein the gelling solution is operated throughout the treatment. Remaining at the site). The term "continuously" as used throughout this application is intended to refer to the situation of frequent irrigation of the wound frequently and often enough to maintain a predetermined therapeutic topical concentration of the applied agent, and to the irrigation flow that may be necessary for surgical techniques. Intermittent interruptions are included.

본 발명의 용액 내의 각각의 제제에 대해 상기 열거된 농도는 수술 부위에서의 예정된 효과 수준을 달성하기 위해, 대사적 변환의 부재 하에 수술 부위에 국소적으로 전달된 제제의 농도이다. 소정의 용액 중의 약물 농도는 전달 시의 국소적 희석률을 고려하여 조정할 필요가 있다. 상기 양태에서의 용액 농도는 전신 분포에 의한 희석률 또는 대사적 변환을 고려하여 조정하지 않는데, 이는 경구, 정맥내, 피하 또는 근육내 적용과는 반대로 국소 전달에 의해서는 이들 상황을 피할 수 있기 때문이다.The concentrations listed above for each agent in the solution of the present invention are the concentrations of the agent delivered locally to the site of surgery in the absence of metabolic transformation to achieve a predetermined level of effect at the site of surgery. The drug concentration in a given solution needs to be adjusted to account for the local dilution at delivery. Solution concentrations in this embodiment are not adjusted to account for the dilution rate or metabolic conversion by systemic distribution, as these situations can be avoided by local delivery as opposed to oral, intravenous, subcutaneous or intramuscular application. to be.

본 발명에 이용될 수 있는 관절경 기술에는 무릎의 부분 반월판 절제술과 인대 복원술, 어깨 견봉성형술 및 회선 건판 창면절제술, 팔꿈치 활막절제술, 및 허리와 발목 관절경 검사법이 포함되지만, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 관주 용액은 관절 낭을 팽창시키고, 수술 찌꺼기를 제거하며 폐색되지 않은 관절내 가시화를 가능하게 하는데 충분한 유속으로 관절에 수술 동안 지속적으로 공급한다.Arthroscopic techniques that may be used in the present invention include, but are not limited to, partial meniscus resection and ligament restoration of the knee, shoulder acroplasty and circumferential plate resection, elbow synovectomy, and waist and ankle arthroscopy. The irrigation solution of the present invention is continuously supplied to the joint during surgery at a flow rate sufficient to swell the articular sac, remove surgical debris and enable intra-articular visualization without occlusion.

이러한 관절경 기술 동안 연골 분해를 억제시키고 통증과 염증을 제어하는데 적합한 관절경 관주 용액이 다음 실시예 1 내지 3에 제공된다.Arthroscopic irrigation solutions suitable for inhibiting cartilage degradation and controlling pain and inflammation during this arthroscopic technique are provided in Examples 1-3 below.

국소적 전달용으로 의도된 본 발명의 각 용액에서는, 상기 제제가 목적하는 치료학적 효과를 달성하기 위해 약물을 전신 투여하는 방법에서 요구되는 농도와 용량에 비해 낮은 농도로 포함되고 저 용량으로 국소적으로 전달된다. 전신 투여된 약물은 제1- 및 제2-패스 대사 작용되고, 종종 전신 순환계로부터 신속하게 제거되기 때문에 기타 약물 투여 경로(즉, 정맥내, 피하, 근육내 또는 경구)를 통하여 유사하게 투약된 제제를 전달하는 경우에는, 등가의 치료학적 효과를 획득하는 것이 불가능하다.In each of the solutions of the present invention intended for topical delivery, the formulation is included at a lower concentration and at a lower dose than the concentration and dose required for the systemic administration of the drug to achieve the desired therapeutic effect. Is passed to. Because systemically administered drugs are first- and second-pass metabolized and are often quickly removed from the systemic circulation, similarly administered agents via other drug administration routes (ie, intravenous, subcutaneous, intramuscular or oral). In the case of delivering, it is impossible to obtain an equivalent therapeutic effect.

본 발명의 실시는 관절경 또는 "개방" 관절(예: 무릎, 어깨 등) 처치 완료시 아편제 및/또는 국소 마취제를 통상적으로 관절내 주사하는 것과 구별되어야 한다. 이러한 본 발명의 국면의 용액은 통증과 염증을 선제 억제하기 위해 외과적 처치 내내 지속적인 주입에 사용된다. 이와는 대조적으로, 현재 사용되고 있는 국소 마취제를 일정하게 주입하여 치료학적 효능을 달성하는데 필요한 고 농도는 현저한 전신 독성을 유발시킬 수 있다.The practice of the present invention should be distinguished from conventional intraarticular injection of opiates and / or local anesthetics upon completion of treatment of arthroscopy or “open” joints (eg knees, shoulders, etc.). This inventive solution is used for continuous infusion throughout surgical procedures to preempt pain and inflammation. In contrast, the high concentrations needed to achieve therapeutic efficacy with constant infusion of current local anesthetics can cause significant systemic toxicity.

본 발명의 처치 완료 시, 아편제에 대한 대체물 또는 보충물로서, 관주 용액에 사용된 바와 동일한 연골 보호제(들) 및/또는 통증 및/또는 염증 억제제를 보다 고 농도로 수술 부위에 주사하거나 달리 적용하는 것이 요망될 수 있다. 또한, 본 발명 용액의 둥근 덩어리(거환)가 외과적 처치 후에 환자의 활액낭에 잔존하도록 하기 위해, 외과적 처치 후 충분한 양의 본 발명의 용액을 관절에 전달하는 것이 바람직할 수 있다.Upon completion of the treatment of the present invention, as a substitute or supplement for opiates, the same cartilage protective agent (s) and / or pain and / or inflammation inhibitors as used in the irrigation solution are injected or otherwise applied to the surgical site at a higher concentration May be desired. In addition, it may be desirable to deliver a sufficient amount of the solution of the invention to the joint after surgical treatment in order for the round mass of the solution of the invention to remain in the synovial sac of the patient after the surgical treatment.

앞서 인지된 바와 같이, 바람직하게는 하나 이상의 이화 작용 억제제와 하나 이상의 동화 작용-증진성 제제를 포함한 다수의 연골 보호제를 포함하는 본 발명의 조성물은 해부학적 관절에 직접 주사하도록 적응시킬 수도 있다. 바람직하게는, 상기 제제를 선택하고; 본 발명의 용액이 연골 이화작용성 과정을 억제시킴과 동시에 연골 동화작용성 과정을 증진시키기 위해 환자의 관절에 국소적으로 전달되는경우에 치료학적으로 유효한 조합물을 제공하기에 충분한 양으로 각 제제가 포함된다. 이러한 조성물은 만성 질환, 예를 들면, 골관절염 또는 류마티스성 관절염, 또는 급성 질환, 예를 들면, 수술로 인한 외상이나 사고로 인한 상해로 고생하는 환자에게 연골 보호 효과를 제공하기 위해 국소적으로 전달될 수 있다. 국소 주사용으로 적합한 하나의 조성물이 다음 실시예 4에 제공된다.As previously recognized, a composition of the present invention, preferably comprising a plurality of cartilage protectors, including one or more catabolic inhibitors and one or more anabolic-enhancing agents, may be adapted for direct injection into anatomical joints. Preferably, the agent is selected; Each agent in an amount sufficient to provide a therapeutically effective combination when the solution of the invention is delivered locally to the patient's joint to inhibit cartilage catabolic processes and at the same time enhance the cartilage anabolic process. Included. Such compositions may be topically delivered to provide cartilage protection to patients suffering from chronic diseases such as osteoarthritis or rheumatoid arthritis, or acute diseases such as trauma or accidental injury from surgery. Can be. One composition suitable for topical injection is provided in Example 4 below.

III.연골 보호성 조성물의 전신 투여 III. Systemic Administration of Cartilage Protective Composition

본 발명의 양태는 지금까지 연골 보호성 조성물의 국소 전달, 예를 들면, 관절내 주사 측면에서 기재되었다. 국소 투여는 전신 투여에 비해 여러 가지 이점(전신 부작용이 없음)을 지니고 있는 것으로 언급하였다. 본 발명의 조성물의 국소 전달이 많은 경우에 있어 바람직하긴 하지만, 몇몇 연골 변성 질환에 대해서는 실제적이지 못할 수 있다. 이는 수개의 부위에서 동시에 연골 분해 위험이 있는 만성 연골 변성 질환, 예를 들면, 류마티스성 관절염, 다관절성 골관절염 및 기타 다발성 관절증에 걸린 환자의 경우에 특히 그러하다. 이러한 환자의 경우에는 연골 보호성 조성물을 각각의 병든 부위(예: 관절)나 대부분의 병든 부위에 주사하는 것이 고통스럽거나, 실제적이지 못하거나, 비용이 많이 들거나 아니면 치료를 단념시키게 만들 수 있다. 국소 전달용으로 상기 언급된 연골 보호성 조성물은 본 발명의 또 다른 국면에 따라서, 전신 경로를 통한 투여용으로 적응시킬 수 있다. 본 발명의 조성물을 전신 전달하는 것은 수개의 부위에서 연골 분해 위험이 있는 환자를 치료하는데 적합하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 다음에 추가로 논의되는다관절성 골관절염과 류마티스성 관절염 이외에도, 상기 본 발명의 국면은 신경병성 관절증, 급성 류마티스성 열, 조직흑변증, 전신 홍반성 낭창, 유아 류마티스성 관절염, 건선성 관절염, 강직성 척추염, 및 기타 척추 관절증 및 결정성 관절증을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 기타 비-염증성 및 염증성 관절성 피진을 치료하는데 유용할 수 있다.Embodiments of the present invention have been described so far in terms of local delivery of cartilage protective compositions, eg, intraarticular injection. Topical administration is said to have several advantages over systemic administration (no systemic side effects). Although topical delivery of the compositions of the present invention is desirable in many cases, it may not be practical for some cartilage degenerative diseases. This is especially true in patients with chronic cartilage degenerative diseases, such as rheumatoid arthritis, polyarthritis osteoarthritis and other polyarthritis, which simultaneously present a risk of cartilage degradation at several sites. In such patients, injecting the cartilage protective composition into each affected area (eg, joints) or most of the affected areas may be painful, impractical, expensive or discourage treatment. The cartilage protective composition mentioned above for topical delivery may be adapted for administration via the systemic route, according to another aspect of the invention. Systemic delivery of the compositions of the present invention is suitable for treating, but not limited to, patients at risk of cartilage degradation at several sites. In addition to polyarticular osteoarthritis and rheumatoid arthritis, which are discussed further below, aspects of the present invention include neuropathic arthrosis, acute rheumatic fever, histopathopathy, systemic lupus erythematosus, infantile rheumatoid arthritis, psoriatic arthritis, ankylosing arthritis. It can be useful for treating spondylitis, and other non-inflammatory and inflammatory arterial pneumonia, including but not limited to spondyloarthropathy and crystalline arthrosis.

A. 관절염 기전A. Arthritis Mechanism

상기 본 발명의 국면은 류마티스학적 관절증(에; 류마티스성 관절염(RA) 및 골관절염(OA))에서 관절성 연골 분해에 관여한 기전을 이해함으로써 보다 잘 인지할 수 있다. RA는 여성의 3%와 남성의 1%에게서 발병하는, 가장 흔히 발생하는 염증성 관절염 형태이다. 대다 수의 환자들은 다발성이고 통상 대칭적인 관절, 특히 손, 팔꿈치, 허리 및 어깨의 소관절에 있어 어려움이 있다. OA는 가장 흔히 발생하는 관절 질환 형태이고, 조기 은퇴와 신체 장애의 한 원인으로서 심혈관계 질환 다음으로 가장 많이 발병된다. OA는 통상적으로 다관절성이다. 초자 관절성 연골 파괴가 OA와 불능성 RA의 특징이다.This aspect of the invention can be better recognized by understanding the mechanisms involved in articular cartilage degradation in rheumatoid arthritis (e.g., rheumatoid arthritis (RA) and osteoarthritis (OA)). RA is the most common form of inflammatory arthritis, affecting 3% of women and 1% of men. The majority of patients have difficulty with multiple and usually symmetric joints, especially the joints of the hands, elbows, lower back and shoulders. OA is the most common form of joint disease and is the second most common cause of premature retirement and physical disability after cardiovascular disease. OA is usually polyarticular. Superarticular cartilage destruction is characteristic of OA and incapable RA.

각종 치료학적 접근법이 증상 경감을 제공할 수 있긴 하지만, 관절성 연골 분해의 진행을 지연시키는 것으로 입증된 치료법은 아직 밝혀진 바 없다. OA에서는, 정상적인 연골 세포 기능이 억제될 수 있거나, 또는 이들 세포가 수복 속도를 매트릭스 분해 증가 속도에 부합시키는 능력을 구성적으로 지니지 못할 수 있다. 각종 사이토킨과 염증성 매개인자가 연골 세포의 합성 기능에 있어 불균형을 창출시키거나, 또는 매트릭스 메탈로프로테이나제(콜라게나제 포함)를 포함한 각종 매트릭스-분해성 효소를 상향 조절함으로써 연골 매트릭스 이화 작용을 증가시키는 것으로 밝혀졌다.Although various therapeutic approaches may provide symptomatic relief, therapies that have been demonstrated to delay the progression of articular cartilage degradation have not yet been identified. In OA, normal cartilage cell function may be inhibited or these cells may not constitutively have the ability to match the rate of repair to the rate of matrix degradation increase. Various cytokines and inflammatory mediators create imbalances in the synthesis of chondrocytes or increase cartilage matrix catabolism by upregulating various matrix-degrading enzymes, including matrix metalloproteinases (including collagenase). It turned out to be.

연골 변성과 관련된 질병을 최적으로 치료하기 위해서는, 동화작용성 과정을 자극함과 동시에 연골 이화 작용을 억제시키는 치료 섭생이 요구될 것으로 예상된다. 따라서, 연골 동화작용성 제제와 연골 이화 작용 억제제의 조합물에 기초한, 관절 질병에서 연골 파괴를 억제하기 위해 앞서 기재된 치료학적 접근법이 OA 및 RA와 같은 관절염 질환의 치료에 유용할 것으로 예상된다. 앞서 인지된 바와 같이, 실제적인 고려 사항들은 체내의 여러 부위에서 동시에 발병하는 상기 질환이 이들 치료학적 제제의 전신 투여에 의해 치료된다는 것을 지시한다.In order to optimally treat diseases related to cartilage degeneration, it is expected that a treatment regimen that stimulates anabolic processes and at the same time inhibits cartilage catabolism. Thus, the therapeutic approaches described above for inhibiting cartilage destruction in joint diseases, based on a combination of cartilage anabolic agents and cartilage catabolic inhibitors, are expected to be useful in the treatment of arthritis diseases such as OA and RA. As previously recognized, practical considerations indicate that the disease occurring concurrently in various parts of the body is treated by systemic administration of these therapeutic agents.

B. 제제의 조합물B. Combinations of Formulations

따라서, 본 발명의 국면은 연골 보호제의 조합물을 포함하는 조성물, 및 이러한 조성물의 전신 투여 방법을 제공한다. 상이한 수용체 또는 분자 표적을 표적으로 하는 제제가 앞서 기재된 바와 같이 다인성 접근법에 활용된다. 바람직하게는, 본 발명의 치료학적 조성물은 연골 동화작용성 활성을 증진시키는 하나 이상의 연골 보호제와, 연골 이화 작용을 억제하는 하나 이상의 제제를 포함한다. 이러한 조합물은 생체 항상성 상태를 최적화하는 것으로 예상되며, 연골 파손에만 역점을 둔 통상적인 치료법이나 연골 합성에만 역점을 둔 약물 개발을 위한 보다 최근의 연구에 비해 바람직할 것으로 예상된다. 국소 투여용으로 적합한 동화작용성 증진제와 이화 작용 억제제가 앞서 기재되었으며, 이는 본 발명의 전신 조성물에도 유용할 것으로 예상된다. 국소 전달과 관련하여 상기 언급된 본 발명의 조성물의 국면과 이점이 본 발명의 전신 양태에도 적용 가능한 정도로 적용될 수 있다는 것을 인지해야 한다.Accordingly, aspects of the invention provide compositions comprising a combination of cartilage protectors, and methods of systemic administration of such compositions. Agents targeting different receptor or molecular targets are utilized in a multifactorial approach as described above. Preferably, the therapeutic composition of the present invention comprises one or more cartilage protectors that enhance cartilage anabolic activity and one or more agents that inhibit cartilage catabolic activity. Such combinations are expected to optimize biocompatibility, and are expected to be preferred over conventional therapies that focus only on cartilage breakdown or more recent studies for drug development that focus only on cartilage synthesis. Anabolic enhancers and catabolic inhibitors suitable for topical administration have been described above and are expected to be useful in the systemic compositions of the present invention. It should be appreciated that the aspects and advantages of the compositions of the present invention mentioned above in connection with topical delivery may also be applied to the systemic aspects of the present invention to the extent applicable.

따라서, 본 발명의 연골 보호성 조성물은 적합하게는, 다음 동화작용성 증진제들(이로써 제한되는 것은 아니다) 중의 하나 이상을 포함할 수 있다: 인터루킨 (IL) 효능제 (예: IL-4, IL-10, IL-13 효능제), TGF-β효능제 (예: TGFβ1, TGFβ2, TGFβ3) 및 뼈 형태발생적 단백질 효능제 (예: BMP-2, BMP-4, BMP-6, BMP-7)을 포함한 형질전환성 성장 인자-b 슈퍼-계열의 구성원, 인슐린-유사 성장 인자 (예: IGF-1) 및 섬유아세포 성장 인자(예: bFGF), 및 이들 천연 제제의 생물학적 특징을 보유하고 있는 단편, 결실물, 부가물, 아미노산 치환물, 돌연변이물 및 변형물.Thus, the cartilage protective composition of the present invention may suitably include one or more of the following anabolic enhancers: but not limited to: interleukin (IL) agonists (eg, IL-4, IL) -10, IL-13 agonists), TGF-β agonists (eg TGFβ1, TGFβ2, TGFβ3) and bone morphogenic protein agonists (eg BMP-2, BMP-4, BMP-6, BMP-7) Members of the transforming growth factor-b super-family, including insulin-like growth factors (eg IGF-1) and fibroblast growth factors (eg bFGF), and fragments retaining the biological characteristics of these natural agents, Deletions, adducts, amino acid substitutions, mutations and modifications.

본 발명의 연골 보호성 조성물은 적합하게는, 다음 연골 이화 작용 억제제들(이로써 제한되는 것은 아니다) 중의 하나 이상을 포함할 수 있다: IL-1 수용체 길항제, TNF-α 수용체 길항제, 사이클로옥시게나제-2 특이적 억제제, MAP 키나제 억제제, 산화질소 신타제 억제제, 핵 인자 κB 억제제, 매트릭스 메탈로프로테이나제의 억제제, 연골 이화 작용을 억제시키는 세포 부착 분자(인테그린 효능제와 인테그린 길항제 포함), 연골 이화 작용을 억제시키는 세포내 시그널링 억제제(단백질 키나제 C 억제제 및 단백질 티로신 키나제 억제제 포함), 및 연골 이화 작용을 억제시키는 SH2 도메인의 억제제.Cartilage protective compositions of the invention may suitably include one or more of the following cartilage catabolic inhibitors, including but not limited to: IL-1 receptor antagonist, TNF-α receptor antagonist, cyclooxygenase -2 specific inhibitors, MAP kinase inhibitors, nitric oxide synthase inhibitors, nuclear factor κB inhibitors, matrix metalloproteinase inhibitors, cell adhesion molecules that inhibit cartilage catabolism (including integrin agonists and integrin antagonists), cartilage Intracellular signaling inhibitors that inhibit catabolism (including protein kinase C inhibitors and protein tyrosine kinase inhibitors), and inhibitors of the SH2 domain that inhibit cartilage catabolism.

앞서 양태에 관해 기재된 바와 같이, 전신 동화작용성 제제/이화 작용 억제제 조합물 중의 연골 이화 작용의 하나 이상의 억제제가 연골 이화 작용을 억제시키는 가용성 수용체, 예를 들면, 가용성 IL-1 수용체 또는 가용성 종양 괴사 인자 수용체일 수 있다. 특정 예에는 재조합 가용성 사람 IL-1 수용체, 가용성 종양 괴사 인자 수용체 및 키메라 rhTNFR:Fc가 포함된다. 본 발명에 혼입시키는데 유용한 가용성 종양 괴사 인자의 예에는 Jacobs 등에게 허여된 미국 특허 제5,605,690호에 기재된 기능적 TNF-α 길항제가 포함되는 반면, 본 발명에 유용한 가용성 사람 IL-1 수용체의 예에는 미국 특허 제6,159,460호(Thompson 등)(이의 전문이 본원에 참조문헌으로써 삽입되어 있다)에 기재된 것들이 포함된다. 본 발명의 상기 국면에 따라서 전신 전달하기 위해 동화작용성 제제와 조합하는데 유용한 특히 두드러진 이화 작용 억제제에는 IL-1ra, TNFR1-IgG1 융합 단백질 및 매트릭스 메탈로프로테이나제의 억제제가 포함된다.As described with respect to the foregoing embodiments, one or more inhibitors of cartilage catabolic activity in the systemic anabolic agent / catabolic inhibitor combination are soluble receptors that inhibit cartilage catabolic, such as soluble IL-1 receptor or soluble tumor necrosis. Factor receptor. Specific examples include recombinant soluble human IL-1 receptors, soluble tumor necrosis factor receptors and chimeric rhTNFR: Fc. Examples of soluble tumor necrosis factor useful for incorporation in the present invention include the functional TNF-α antagonists described in US Pat. No. 5,605,690 to Jacobs et al., While examples of soluble human IL-1 receptors useful in the present invention include US patents. And those described in US Pat. No. 6,159,460 (Thompson et al.), The entirety of which is incorporated herein by reference. Particularly prominent catabolic inhibitors useful in combination with anabolic agents for systemic delivery in accordance with this aspect of the invention include inhibitors of IL-1ra, TNFR1-IgG1 fusion proteins and matrix metalloproteinases.

다음에 추가로 기재되는 바와 같이, 본 발명의 연골 보호성 조성물은 한 가지 이상의 통증 및/또는 염증 억제제 또는 기타 치료제를 포함할 수도 있다. 전신 전달용으로 적합한 연골 보호성 조성물의 예가 다음 실시예 5 내지 20에 제공된다.As further described below, the cartilage protective composition of the present invention may comprise one or more pain and / or inflammation inhibitors or other therapeutic agents. Examples of cartilage protective compositions suitable for systemic delivery are provided in Examples 5-20 that follow.

C.전신 전달C. Whole body delivery

본 발명의 국면은 수개의 관절 부위에 치료학적 효과를 제공하기 위해, 연골 보호제, 및 잠재적으로는 소염 및/또는 진통제 또는 기타 치료제를 전신 전달하는 것을 수반한다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "전신 전달" 및 "전신 투여"에는 경구, 근육내, 피하, 정맥내, 흡입, 설하, 볼내, 국소, 경피, 비내, 및 치료학적작용이 의도된 한 개 또는 수개의 부위에 전달된 제제가 효과적으로 분산되도록 하는 기타 투여 경로가 포함되지만, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 조성물에 대한 바람직한 전신 전달 경로는 정맥내, 근육내, 피하 및 흡입 투여이다. 본 발명의 특정한 조성물에 활용된 선택된 제제에 대한 정확한 전신 투여 경로는 소정의 투여 경로와 연관된 대사 변환 경로에 대한 해당 제제의 감수성을 부분적으로 고려하여 결정될 것이라는 사실을 인지해야 할 것이다. 예를 들어, 펩티드 작동성 제제는 경구 투여 이외의 경로에 의해 가장 적합하게 투여될 수 있다.Aspects of the present invention involve systemic delivery of cartilage protectors, and potentially anti-inflammatory and / or analgesics or other therapeutic agents, to provide a therapeutic effect on several joint sites. As used herein, the terms "systemic delivery" and "systemic administration" include one or a number intended for oral, intramuscular, subcutaneous, intravenous, inhalation, sublingual, intranasal, topical, transdermal, intranasal, and therapeutic actions. Other routes of administration include, but are not limited to, the formulations that are effectively dispersed in dog sites. Preferred systemic delivery routes for the compositions of the present invention are intravenous, intramuscular, subcutaneous and inhaled administration. It will be appreciated that the exact systemic route of administration for the selected agent utilized in the particular compositions of the present invention will be determined in part taking into account the susceptibility of the agent to the metabolic transformation pathways associated with the given route of administration. For example, the peptide agonist may be most suitably administered by a route other than oral administration.

본 발명의 조성물은 목적하는 치료학적 효과 수준을 유지시키는 것으로 결정된 간격 하에 주기적으로 전신 투여할 수 있다. 예를 들어, 조성물을 2 내지 4주 간격으로 피하 주사함으로써 투여할 수 있다. 투여량 섭생은 제제 조합물 작용에 영향을 미칠 수 있는 각종 요인들을 고려하여 담당의에 의해 결정될 것이다. 이들 요인에는 치료하고자 하는 연골 부위, 관절의 크기(필요한 경우), 치료하고자 하는 연골 조직의 양, 연골 손상 부위, 치료시 손상된 연골의 상태, 환자의 연령, 성별 및 체중, 및 기타 임상 요인이 포함될 것이다. 각각의 개개 제제에 대한 투여량은 본 발명의 조성물에 포함되는 기타 동화작용성제와 이화 작용 억제제의 함수로서 다양할 뿐만 아니라 모든 약물 전달 비히클(예: 지속 방출 전달 비히클)의 존재 여부와 종류에 따라 다양할 것이다. 또한, 투여량은 투여 횟수와 전달된 제제(들)의 약동학적 행위 상의 변수를 고려하여 조정할 수 있다. 임상적 평가, 방사선 사진 및 자기 공명 영상화, 전산화 단층촬영술, 생화학적 마커 및 관절경 이용한 평가를 포함한, 당해 분야에 공지된 각종 방법을 통하여, 개개인의 치료 진행 사항을 모니터할 수 있다.The compositions of the present invention can be administered systemically periodically at intervals determined to maintain the desired level of therapeutic effect. For example, the composition may be administered by subcutaneous injection at intervals of two to four weeks. Dosage regimens will be determined by the attending physician taking into account various factors that may affect the formulation combination action. These factors include the cartilage area to be treated, the size of the joint (if necessary), the amount of cartilage tissue to be treated, the cartilage damage site, the condition of the cartilage damaged during treatment, the patient's age, sex and weight, and other clinical factors. will be. Dosages for each individual agent may vary as a function of other anabolic and catabolic inhibitors included in the compositions of the present invention, as well as depending on the presence and type of all drug delivery vehicles (e.g., sustained release delivery vehicles). Will vary. In addition, the dosage may be adjusted taking into account variables of frequency of administration and pharmacokinetic behavior of the delivered agent (s). The treatment progress of an individual can be monitored through various methods known in the art, including clinical assessment, radiographic and magnetic resonance imaging, computed tomography, biochemical markers, and arthroscopic evaluation.

D. 전달 비히클 및 표적화D. Delivery Vehicles and Targeting

각종 전신 투여 경로용의 조성물을 화합하는 방법은 공지되어 있고, 이를 본 발명의 조성물에 사용하도록 적응시킬 수 있다. 연골 보호제, 및 포함되는 경우, 염증과 통증 억제제 또는 기타 치료제를 소정의 전신 투여 경로에 적당한 바와 같은 생리학적 담체 또는 전달 비히클, 예를 들면, 앞서 기재된 바와 같은 것 중에서 화합하는 것이 적합하다. 본 발명의 한 국면에서는, 이들 제제 조합물, 또는 이의 모든 성분(들)의 전신 전달을 약물 전달 비히클, 예를 들면, 지속 방출 전달 비히클 및/또는 데포에 혼입시키거나 또는 이와 조합할 수 있다.Methods of combining compositions for various systemic routes of administration are known and can be adapted for use in the compositions of the present invention. It is suitable to combine cartilage protectors and, if included, inflammation and pain inhibitors or other therapeutic agents in a physiological carrier or delivery vehicle as appropriate for a given systemic route of administration, for example as described above. In one aspect of the invention, systemic delivery of these formulation combinations, or all of the ingredient (s) thereof, may be incorporated into or combined with drug delivery vehicles, eg, sustained release delivery vehicles and / or depots.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "전달 비히클"에는 치료제를 함유하거나, 이와 커플링되거나 또는 이를 수반하는 모든 구조물, 예를 들면, 나노구 및 기타 나노 입자, 미소구 및 기타 미립자, 미셀 및 리포솜이 포함되고, 이에는 단백질, 지질, 탄수화물, 합성 유기 화합물 또는 무기 화합물로 형성된 상기 비히클이 포함된다. 다음에 추가로 기재되는, 본 발명의 표적화 전신 조성물에 대해 바람직한 전달 비히클은 "입자"인데, 이에는 나노구 및 기타 나노 입자, 미소구 및 기타 미립자, 미셀, 및 기타 전달 비히클(단, 다음에 기재되는 바와 같이 덜 바람직한 리포솜은 제외된다)이 포함된다. 용어 "전달 시스템"은 전달 비히클과, 이에 함유되거나 커플링된 하나 이상의 치료제를 지칭한다.As used herein, the term “delivery vehicle” includes all structures containing, coupled to or accompanying a therapeutic agent, such as nanospheres and other nanoparticles, microspheres and other particulates, micelles and liposomes. This includes the vehicle formed of a protein, lipid, carbohydrate, synthetic organic compound or inorganic compound. Preferred delivery vehicles for the targeted systemic compositions of the present invention, further described below, are "particles", which include nanospheres and other nanoparticles, microspheres and other particulates, micelles, and other delivery vehicles, provided that Less preferred liposomes as described are excluded). The term “delivery system” refers to a delivery vehicle and one or more therapeutic agents contained or coupled thereto.

용어 "지속 방출 시스템"은 혼입된 모든 제제의 전달, 작용 기간 또는 이용효율을 연장, 증강 또는 조절해 주기 위한 전달 시스템을 의미한다. 지속 방출 시스템의 예에는 약물 함유 미립자, 미소구, 나노 입자, 단백질, 리포솜, 탄수화물, 합성 유기 화합물, 무기 화합물 및 주사용 하이드로겔, 예를 들어, 미국 특허원 제09/861,182호(Jun Li 등)(본원에 참조문헌으로써 삽입되어 있다)에 기재된 것이 포함되지만, 이에 제한되지 않는다. 기타 약제에 적합한 지속 방출 시스템이 공지되어 있고, 이는 연골 보호제를 비교적 일관된 치료학적 수준으로 전달함으로써, 제제의 거환 전신 전달제와 비교해서 보다 긴 작용 기간을 제공해주고 부작용을 감소하도록 본 발명에 따라서 적응시킬 수 있다.The term "sustained release system" means a delivery system for prolonging, enhancing or regulating the delivery, duration of action or utilization of all incorporated agents. Examples of sustained release systems include drug-containing microparticles, microspheres, nanoparticles, proteins, liposomes, carbohydrates, synthetic organic compounds, inorganic compounds and injectable hydrogels, for example, US Patent Application Serial No. 09 / 861,182 (Jun Li et al. ) (Which is incorporated herein by reference), including, but not limited to. Sustained release systems suitable for other medicaments are known and are adapted according to the invention to deliver cartilage protectants at relatively consistent therapeutic levels, thereby providing a longer duration of action compared to the systemic delivery system of the formulation and reducing side effects. You can.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "데포"는 지속 방출을 위해 치료제의 저장기를 제공해주는, 의도한 작용 부위에 전달되거나 또는 의도한 작용 부위로부터 원격 부위에 전달되는 약물 전달 시스템을 의미한다.As used herein, the term “depot” refers to a drug delivery system delivered to a site of intended action or delivered to a remote site from an intended site of action that provides a reservoir of therapeutic agent for sustained release.

개개의 제제를 균질한 혼합물에서 화합할 수 있거나, 이는 별개의 미립자, 미소구 등의 투여 혼합물일 수 있거나, 또는 연속적 및 별개로 투여할 수 있다.Individual formulations may be combined in a homogeneous mixture, or they may be administration mixtures of separate particulates, microspheres, or the like, or may be administered continuously and separately.

불리하거나 바람직하지 못한 전신 효과를 최소화하기 위해서는, 본 발명의 한 국면에서의 치료학적 전략은 연골을 함유하는 신체 부위(들), 특히 관절을 우선적으로 표적으로 하는 전달 비히클 중에서 제제 조합물을 전달하는 것이다. 본원에 사용된 바와 같은 "표적화 전달 비히클"은 특정 약물을 전신 전달하는데 사용될 수 있고; 적응시키지 않은 전달 비히클을 사용하거나 전달 비히클의 부재하에서 관절 또는 목적하는 국소 작용 부위에 도달하는 경우의 약물의 양 보다 더 큰 양이 관절 또는 목적하는 국소 작용 부위에 도달하도록 적응시킨 전달 비히클이다(즉,약물이 관절에 우선적으로 국재되는데, 이는 표적화 전달 비히클이 이러한 관절의 분자, 세포 또는 해부학적 구조물과 우선적으로 연합되기 때문이다). 마찬가지로, "표적 전달화 시스템"은 하나 이상의 치료제를 함유하는 상기 표적화 전달 비히클이다. "표적화 약물"은 표적화 구조물과 직접적으로 연결 또는 커플링되는 치료제를 지칭한다. 본원에 사용된 바와 같이, 관절 또는 목적하는 국소 작용 부위에 "우선적 효과"를 나타내는 전신 투여된 약물은 신체 내의 대부분의 다른 부위에서 보다도 상기 관절 또는 목적하는 국소 작용 부위에서 더 큰 약리학적 활성을 나타낸다.In order to minimize adverse or undesirable systemic effects, a therapeutic strategy in one aspect of the invention involves delivering a combination of agents in a body part (s) containing cartilage, particularly in delivery vehicles that preferentially target joints. will be. As used herein, a "targeted delivery vehicle" can be used to systemically deliver a particular drug; A delivery vehicle that is adapted to reach the joint or desired local action site (ie, greater than the amount of drug when using an unadapted delivery vehicle or in the absence of the delivery vehicle to reach the joint or desired local action site) The drug is preferentially localized in the joint because the targeted delivery vehicle is preferentially associated with the molecules, cells, or anatomical structures of these joints). Likewise, a "target delivery system" is the targeted delivery vehicle containing one or more therapeutic agents. "Targeting drug" refers to a therapeutic agent that is directly linked or coupled with a targeting construct. As used herein, systemically administered drugs that exhibit a "priority effect" at the joint or desired local action site exhibit greater pharmacological activity at the joint or desired local action site than at most other sites in the body. .

1.표적화에 대한 이론적 근거 1. Theoretical Basis for Targeting

OA에서는, 정상적인 연골 세포 기능이 억제될 수 있거나, 또는 이들 세포가 수복 속도를 매트릭스 분해 증가 속도에 부합시키는 능력을 구성적으로 지니지 못할 수 있다. 각종 사이토킨과 염증성 매개인자가 연골 세포의 합성 기능에 있어 불균형을 창출시키거나, 또는 매트릭스 메탈로프로테이나제(콜라게나제 포함)를 포함한 각종 매트릭스-분해성 효소를 상향 조절함으로써 연골 매트릭스 이화 작용을 증가시키는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 연골 세포외 매트릭스(CEM)의 원형 보존을 상실하는 것은 분해를 유발시키는 이화작용성 활성과 연골 동화작용성 과정의 합성 활성 간의 동적 불균형에 따른 결과이다.In OA, normal cartilage cell function may be inhibited or these cells may not constitutively have the ability to match the rate of repair to the rate of matrix degradation increase. Various cytokines and inflammatory mediators create imbalances in the synthesis of chondrocytes or increase cartilage matrix catabolism by upregulating various matrix-degrading enzymes, including matrix metalloproteinases (including collagenase). It turned out to be. Thus, the loss of the circular preservation of cartilage extracellular matrix (CEM) is a consequence of the dynamic imbalance between the catabolic activity leading to degradation and the synthetic activity of the cartilage anabolic process.

사이토킨, 성장 인자 및 기타 생체 활성 분자를 전신 투여하는 것이 종종 심각한 부작용을 유발시킨다. 예를 들어, 병리학적 효과는 TGF-1 및 기타 인자를 전신 투여하는 것과 상관이 있어왔다. 또한, 앞서 인지된 바와 같은 다관절 관절증에 종종 바람직한 보호되지 않은(노출된) 폴리펩티드를 전신 전달하는 것은, 순환시 이러한 치료학적 단백질의 신속한 분해와 불활성화로 인해 단백질 제제의 안정성과 관련된 문제점에 의해 자주 제한된다.Systemic administration of cytokines, growth factors and other bioactive molecules often causes serious side effects. For example, pathological effects have been correlated with systemic administration of TGF-1 and other factors. In addition, systemic delivery of unprotected (exposed) polypeptides, often desirable for arthrosis arthrosis as previously recognized, is a problem associated with the stability of protein preparations due to the rapid degradation and inactivation of these therapeutic proteins in circulation. Often limited.

OA 및 RA에서의 관절성 연골의 파손은 관절의 미소환경 하에서의 이화작용성 인자의 합성과 방출과 관계가 있는 것으로 예상된다. 선행 연구 결과, 프로-염증성 사이토킨(예: IL-1) 및 유도성 유전자(예: NO 신타제, COX-2, MMPs)가 염증 관절성 피진이 있는 환자로부터의 활막에서 고도로 발현된다는 사실이 입증되었다. 유사하게, 이들 매개인자와 유전자는 OA-발병된 연골 세포에서 자주 발현된다. 양 경우에 있어, 이는 관절성 연골 상태에 결정적으로 영향을 미치는 병리생리학적 환경을 규정하는, 관절의 특수 미소환경이다. 이러한 이유로 인해, 치료학적 분자를 관절 공간 내의 의도한 표적 상에 우선적으로 국재하여 작용하도록 표적화하는 것이 요망된다. 이러한 본 발명의 국면은 전신 투여된 동화작용성 연골 보호제 및/또는 전신 투여된 이화 작용 억제성 연골 보호제, 및 바람직하게는 이들 둘 다를, 관절의 연골 보호를 위해 관절에 대해 표적화시키는 기전을 제공한다.The breakdown of articular cartilage in OA and RA is expected to be related to the synthesis and release of catabolic factors under the microenvironment of the joint. Previous studies demonstrate that pro-inflammatory cytokines (such as IL-1) and inducible genes (such as NO synthase, COX-2, MMPs) are highly expressed in the synovial membrane from patients with inflammatory arthritis. It became. Similarly, these mediators and genes are frequently expressed in OA-infected chondrocytes. In both cases, this is a special microenvironment of the joint, which defines a pathophysiological environment that critically affects articular cartilage conditions. For this reason, it is desirable to target therapeutic molecules to preferentially act locally on the intended target in the joint space. This aspect of the invention provides a mechanism by which systemically administered anabolic cartilage protectors and / or systemically administered catabolic cartilage protectors, and preferably both, are targeted to the joint for cartilage protection of the joint. .

따라서, 바람직한 전달 경로는 이들 단백질 인자를 관절 내의 작용 부위에 표적화하는 것이다. 임상용으로 사용하기 위해서는, 이들 제제를 지속적이면서 국재적인 방식으로 환자의 관절 내에 전달하는 안전한 방법이 필요하다. 관절을 벗어나 있는 동안에도 전신 투여된 동화작용성 인자 및/또는 이화 작용 억제성 인자를 보호하고 안정화시킴과 동시에 관절에 대한 약물 전달 비히클의 독특한 표적화방법을 제공해주는 생물 분해성 약물 전달 비히클이 또한 요망된다.Thus, the preferred route of delivery is to target these protein factors to the site of action in the joint. For clinical use, there is a need for a safe method of delivering these agents into a patient's joints in a continuous and local manner. Also desired is a biodegradable drug delivery vehicle that provides unique targeting of drug delivery vehicles to the joint while protecting and stabilizing systemically administered anabolic and / or catabolic factors while leaving the joint. .

연골 동화작용성 성장 인자는 관절성 연골에서 국소적 생물학적 반응을 유발시키기 위해 미세한 양으로 관절 내에서 국소적으로 신체에 의해 분비되는 강력한 매개인자이다. 정상적인 생리학적 조건 하에서는, 적당한 동화작용성 성장 인자가, 연골 매트릭스 대사에 영향을 미침으로써 건강하고 안정적인 상태로 연골을 유지시키는데 필요한 시그널로서 제공되기에 충분한 농도로 연골 내의 연골 세포 및 기타 관절 구조물 내의 활막 세포에 의해 생성된다.Cartilage anabolic growth factors are potent mediators secreted by the body locally in the joints in fine amounts to induce local biological responses in articular cartilage. Under normal physiological conditions, the appropriate anabolic growth factor, the synovial membrane in cartilage cells and other joint structures in cartilage at a concentration sufficient to provide a signal necessary to maintain cartilage in a healthy and stable state by affecting cartilage matrix metabolism. Produced by the cell.

2.항체 표적화 전달 비히클 2. Antibody Targeted Delivery Vehicles

본 발명의 바람직한 표적화 연골 보호성 조성물은 표적화 전달 비히클 내에 함유되어 있는, 하나 이상의 동화 작용-증진성 연골 보호제 및/또는 하나 이상의 이화 작용 억제성 연골 보호제, 및 바람직하게는 동화-증진성 연골 보호제와 이화 억제성 연골 보호제 둘 다를 포함한다. 이러한 표적화 전달 비히클은 바람직하게는, 연골 보호제 중의 적어도 하나, 및 바람직하게는 이들 모두에 피막 형성시킨 입자, 및 가장 바람직하게는 나노 입자를 포함한다. 상기 입자는 이 입자에 커플링시킨 항체 또는 항체 단편을 표적화함으로써 해당 관절을 표적으로 하는데, 이러한 항체 또는 단편은 관절 내에 국재되는 항원 결정기에 대해 특이적이다(즉, 체내의 대부분의 다른 부위에 비해 해당 관절 내에서 우선적으로 발현되고, 바람직하게는 이러한 관절 내에서 고도로 발현되며, 보다 바람직하게는 이 관절에 대한 발현으로 제한된다). 본원에서 "표적화 면역입자"로서 지칭되기도 하는 항체-표적화입자와, 이 안에 피포된 연골 보호제(들)를 전신 투여한다. 표적화 조성물의 일정 부분이 상기 관절에 의해 흡수된다. 나머지 조성물은 배출되고/되거나 대사된다. 이러한 관절 내에서는 표적화 항체 또는 단편이 표적화 항원과 결합된다. 시간이 지남에 따라, 입자가 관절 내에서 분해되어, 치료학적 농도의 연골 보호제(들)가 예정 시간 동안 지속 방출 방식으로 관절 내에 국소적으로 전달됨으로써 조정하고자 하는 세포(예: 관절의 1차 세포; 활막 세포와 연골 세포 포함) 상에서 국소적으로 작용하도록 한다. 치료제는 확산되거나 활액 내로 방출되어 관절 구조물의 세포 표면과 후속 결합할 수 있거나, 관절 구조물의 세포 내로 흡수 또는 유입될 수 있거나, 또는 활액 내에 존재할 수 있는 사이토킨 및/또는 프로테아제 상에서 직접적으로 작용할 수 있다.Preferred targeting cartilage protective compositions of the invention comprise one or more anabolic-enhancing cartilage protectors and / or one or more catabolic inhibitors, and preferably an anabolic-enhancing cartilage protector, contained within a targeted delivery vehicle. Both catabolic inhibitors. Such targeted delivery vehicles preferably include particles encapsulated in at least one of the cartilage protectors, and preferably both, and most preferably nanoparticles. The particles target the joint by targeting an antibody or antibody fragment coupled to the particle, which antibody or fragment is specific for antigenic determinants localized in the joint (ie, compared to most other sites in the body). Preferentially expressed in the joint, preferably highly expressed in such joint, more preferably limited to expression for this joint). Antibody-targeting particles, also referred to herein as "targeting immunoparticles," and the cartilage protective agent (s) encapsulated therein are systemically administered. A portion of the targeting composition is absorbed by the joint. The remaining composition is excreted and / or metabolized. Within such joints, the targeting antibody or fragment is bound to the targeting antigen. Over time, the particles are degraded within the joint, such that the therapeutic concentration of cartilage protector (s) is delivered locally within the joint in a sustained release manner over a predetermined time period, such as cells that are intended to be controlled (eg, primary cells of the joint (On both synovial cells and chondrocytes). The therapeutic agent may diffuse or be released into the synovial fluid and subsequently bind with the cell surface of the articular structure, may be absorbed or introduced into the cells of the articular structure, or may act directly on cytokines and / or proteases that may be present in the synovial fluid.

상기 본 발명의 국면의 표적화 조성물은 관절 질환의 근간을 이루는 특정한 분자 병리학에 대한 지식 없이도, 본 발명의 따라서 환자의 관절에 대해 표적화할 수 있다. 표적화 항체는 피포성 제제가 관절 내에 우선적으로 국재되고, 보다 바람직하게는 관절성 연골의 구성 성분에 근접하여 국재되거나 이와 결합되도록 해준다.The targeting composition of this aspect of the invention can be targeted to the joints of a patient according to the invention without knowledge of the particular molecular pathology underlying the joint disease. Targeting antibodies allow the encapsulating agent to be preferentially localized in the joint, and more preferably localized to or bound to components of the articular cartilage.

따라서, 이러한 본 발명의 국면은 바람직하게는 연골 동화작용성 제제와 항-이화작용성 제제를 둘 다 함유하는, 표적화 약물 전달 비히클을 포함하는 약제학적 제제를 투여함으로써, 한 개 또는 수개의 관절과 관련된 염증성, 비-염증성 또는 기타 관절 질환으로 고생하는 환자를 치료하는 방법을 제공한다. 이러한 환자는 OA, RA, 또는 기타 관절 질환, 예를 들면, 비염증성 및 염증성 관절성 피진으로 고생할 수 있는데, 이에는 신경병성 관절증, 급성 류마티스성 열, 조직흑변증, 전신 홍반성 낭창, 유아 류마티스성 관절염, 건선성 관절염, 강직성 척추염, 및 기타 척추 관절증 및 결정성 관절증이 포함되지만, 이에 제한되지 않는다. 상기 본 발명의 국면의 표적화 치료 방법과 조성물은 골관절염에 걸린 환자에 특히 잘 적합하다. 관절을 표적으로 하는 담체 중에서 제제 조합물을 전신 전달함으로써, 불리하거나 원하지 않은 전신 효과는 최소화하면서 상기 질환을 치료할 수 있다.Accordingly, this aspect of the invention is directed to administering a pharmaceutical formulation comprising a targeted drug delivery vehicle, preferably containing both cartilage anabolic and anti-catabolic agents, to one or several joints and Methods of treating patients suffering from related inflammatory, non-inflammatory or other joint diseases are provided. Such patients may suffer from OA, RA, or other joint diseases, such as non-inflammatory and inflammatory arthritis, including neuropathic arthrosis, acute rheumatic fever, histopathopathy, systemic lupus erythematosus, infant rheumatism. Arthritis, psoriatic arthritis, ankylosing spondylitis, and other spinal arthritis and crystalline arthrosis. The targeted therapeutic methods and compositions of the present invention are particularly well suited to patients with osteoarthritis. By systemic delivery of a combination of agents in a carrier targeting the joint, the disease can be treated with minimal adverse or unwanted systemic effects.

A.관절 내의 표적물의 동정 및 성상 확인 A. Identification and Characterization of Targets in Joints

본 발명은 약물을 관절에 표적화하는 방법 및 조성물을 제공하고, 관절성 연골의 분자, 세포 및 조직과 기타 관절 조직물과 연합된 항원 결정기를 포함한 관절 내의 바람직한 표적물을 구체화한다. 이러한 표적물의 예는 콜라겐 유형 II 및 소수 콜라겐 유형 V, VI, IX, X 및 XI를 포함한 콜라겐; 큰 응집성 프로테오글리칸, 아그레칸, 데코린, 비글리칸, 피브로모둘린 및 루미칸을 포함한 프로테오글리칸; 연골 올리고머성 매트릭스 단백질, 당단백질-39; 프로테오글리칸 콘드로이틴-설페이트 및 글리코사미노글리칸; 매크로파아지 활막 세포 및 섬유아세포 활막 세포; 및 연골 세포 중에서 선택된다.The present invention provides methods and compositions for targeting drugs to joints and specifies preferred targets in the joints, including antigenic determinants associated with molecules, cells and tissues of articular cartilage and other joint tissues. Examples of such targets include collagen, including collagen type II and minor collagen types V, VI, IX, X and XI; Proteoglycans, including large cohesive proteoglycans, aggrecans, decorin, bigglycans, fibromodulin and lumicans; Cartilage oligomeric matrix protein, glycoprotein-39; Proteoglycan chondroitin-sulfate and glycosaminoglycans; Macrophage synovial cells and fibroblast synovial cells; And chondrocytes.

바람직한 양태에서는, 표적화 면역입자가 관절 내의 관절성 연골(초자 관절로서 공지되기도 함)의 특정 성분과 연합되거나, 비가역적으로 반응되거나, 또는 가역적 방식으로 결합된다. 관절 내의 기타 분자 표적물은 관절성 연골 세포외 매트릭스의 성분, 예를 들면, 콜라겐 유형 II, V, VI, IX, X 및 XI를 포함한 연골 특이적 콜라겐, 아그레칸, 및 기타 작은 루이신-풍부 프로테오글리칸(데코린, 비글리칸, 피브로모둘린 및 루미칸 포함)을 포함할 수 있다. 프로테오글리칸은 단백질과 폴리삭카라이드의 고분자량 복합체이고, 이는 척추류의 구조 조직(예: 연골) 전반에 걸쳐 발견될 뿐만 아니라 세포 표면 상에도 존재한다. 프로테오글리칸의 폴리삭카라이드 단위인 글리코사미노글리칸(GAGs)은 아미노 당 글루코사민 또는 갈락토사민의 유도체를 함유하는 산성 디삭카라이드의 중합체이고, 유용한 표적물이다. 연골 올리고머성 매트릭스 단백질(COMP) 및 당단백질-39(HC-gp39)(YKL-40으로 명명되기도 함)도 유사하게 유용한 표적물이다.In a preferred embodiment, the targeting immunoparticle is associated with, irreversibly reacts to, or bound in a reversible manner with certain components of the articular cartilage (also known as ultrasonable joints) in the joint. Other molecular targets in the joint are components of the articular cartilage extracellular matrix, such as cartilage specific collagen, aggrecan, and other small leucine- including collagen types II, V, VI, IX, X and XI. Abundant proteoglycans (including decorin, bigglycan, fibromodulin and lumican). Proteoglycans are high molecular weight complexes of proteins and polysaccharides, which are found throughout the structural tissues of the vertebrate (eg cartilage) as well as on the cell surface. Glycosaminoglycans (GAGs), the polysaccharide units of proteoglycans, are polymers of acidic disaccharides containing derivatives of amino sugar glucosamine or galactosamine and are useful targets. Cartilage oligomeric matrix protein (COMP) and glycoprotein-39 (HC-gp39) (also called YKL-40) are similarly useful targets.

관절성 연골은 면역입자(상응하는 항체 포함)가 부착될 수 있어 피포성 치료제가 항체 결합 부위에 전달될 수 있도록 해주는 분자 표적물로서 본 발명에 유용한 유전적으로 별개 유형의 여러 가지 콜라겐을 함유한다. 관절성 연골의 1차 콜라겐인 유형 II 콜라겐은 관절성 또는 초자 연골의 총 콜라겐 함량의 90 내지 95%를 차지하고, 이는 전자 현미경으로 인지된 교차-결합된 원섬유성 구조를 형성한다. 유형 II 콜라겐은 또한, 초자 연골의 독특하고 특이적인 마커이다(참조: Hollander, et al.,J. Clin. Invest93Exp. Cell Res.240:58 (1998)). 원섬유 형성 후에 일어나는, 콜라겐 분자의 주요 세포외 변형은 공유 원섬유간 교차-결합물의 발생이다. 유형 II 콜라겐에 대해 특이적인 에피토프와 결합하는 항체가 보고되었다(참조: Kafienah, W. et al.,Tissue Engineering 8:817-826 (2002); Kolettas, E, et al.,Rheumatology 40:1146-1156 (2001)). 유형 II 콜라겐 및 관절성 연골에서의 이의 연합된 에피토프는 본 발명에 대한 바람직한 표적물을 나타낸다.Articular cartilage contains a variety of genetically distinct types of collagen useful in the present invention as molecular targets to which immunoparticles (including corresponding antibodies) can be attached, allowing the encapsulated therapeutic agent to be delivered to the antibody binding site. Type II collagen, the primary collagen of articular cartilage, accounts for 90-95% of the total collagen content of articular or vitreous cartilage, which forms a cross-linked fibrillar structure recognized by electron microscopy. Type II collagen is also a unique and specific marker of chondrocytes (Hollander, et al., J. Clin. Invest 93 Exp. Cell Res. 240: 58 (1998)). The major extracellular modification of collagen molecules, which occurs after fibrillar formation, is the generation of covalent interfiber cross-links. Antibodies that bind to epitopes specific for type II collagen have been reported (Kafienah, W. et al., Tissue Engineering 8 : 817-826 (2002); Kolettas, E, et al., Rheumatology 40 : 1146-) 1156 (2001)). Type II collagen and its associated epitopes in articular cartilage represent a preferred target for the present invention.

예를 들어, 유형 II 콜라겐에 대한 모노클로널 항체, 이소형 IgG1(클론 6B3로 지명됨) (참조: Linsenmayer, T.F. et al.,Biochem. Biophys. Res. Commun 92(2):440-6 (1980))은 동일한 1차 구조를 지닌 α1(II)와 α3(XI) 쇄 둘 다를 인식한다. 웨스턴 블롯팅에서는 이러한 mAb가 포유류 콜라게나제로의 분해 후에 라티리즘(lathyritic) 유형 II 콜라겐의 TCA단편과 반응한다. 이는 또한, 펩신-분해된 유형 II 콜라겐과도 반응한다. 이의 에피토프는 유형 II 콜라겐의 삼중 나선에 국재되고, 유형 I 또는 유형 III 콜라겐과는 어떠한 교차 반응도 나타내지 않는다. 콜라겐 II의 시아노겐 브로마이드(CNBr) 펩티드의 면역블롯팅은 상기 mAb가 본래의 유형 II 분자를 따라 면역원성 에피토프 부위인 CB11 단편과 반응한다는 것을 보여준다.For example, monoclonal antibodies against type II collagen, isotype IgG 1 (designated clone 6B3) (Linsenmayer, TF et al., Biochem. Biophys. Res. Commun 92 (2): 440-6 (1980) recognizes both α1 (II) and α3 (XI) chains with the same primary structure. In western blotting, these mAbs react with TC A fragments of lathyritic type II collagen after digestion with mammalian collagenase. It also reacts with pepsin-digested type II collagen. Its epitope is localized in the triple helix of type II collagen and shows no cross reaction with type I or type III collagen. Immunblotting of the cyanogen bromide (CNBr) peptide of collagen II shows that the mAb reacts with the CB11 fragment, which is an immunogenic epitope site along the original type II molecule.

또 다른 예에서는, 면역원으로서 사람 연골 특이적 CNBr-절단된 콜라겐 II를 사용하여, 유형 II 콜라겐에 대한 모노클로널 항체(이소형 IgG1) (참조: Miller, E.J.,Biochemistry 11: 4903-4909 (1972); Glant, T.T., et al., Histochemistry 82: 149-158 (1985a); British Journal of Haematology 90: 757-766 (1995))를 발생하였다. 공급원(Chemicon International (Temecula, CA))으로부터 시판 중인 상기 mAb는 펩신-가용화 및 CNBr-절단된 사람 및 소의 유형 II 콜라겐 모두와 반응한다. 콜라겐 유형 I, III, V 및 IX를 사용해서는 어떠한 교차-반응성도 관찰되지 않는다. 본 발명의 바람직한 양태에서는, 유형 II 콜라겐에 대한 항체가 0.1 내지10 nM 범위의 해리 상수로 표적 에피토프와 결합된다.In another example, using human cartilage specific CNBr-cleaved collagen II as an immunogen, a monoclonal antibody (isotype IgG 1 ) against type II collagen (Miller, EJ, Biochemistry 11: 4903-4909 ( 1972; Glant, TT, et al., Histochemistry 82: 149-158 (1985a); British Journal of Haematology 90: 757-766 (1995) . The mAb, commercially available from Chemicon International (Temecula, Calif.), Reacts with both pepsin-solubilized and CNBr-cleaved human and bovine type II collagen. No cross-reactivity is observed using collagen types I, III, V and IX. In a preferred embodiment of the invention, the antibody against type II collagen is bound to the target epitope with a dissociation constant in the range of 0.1-10 nM.

정량적으로 소수인 관절성 연골의 콜라겐이 매트릭스의 구조에 영향을 미치기도 하고, 이는 본 발명에 대한 유용한 표적물로서 제공된다. 예를 들어, 짧은 비-원섬유성 콜라겐인 유형 IX 콜라겐(이는 글리코사미노글리칸 쇄를 함유하므로, 프로테오글리칸으로 간주되기도 한다)은 유형 II 콜라겐 원섬유와 공유적으로 결합하고, 원섬유들을 함께 연결하는 것을 도와줄 수 있거나 또는 원섬유를 기타 매트릭스 분자에 결합시킬 수 있다. 소수 원섬유성 콜라겐인 유형 XI 콜라겐은 유형 II 원섬유의 직경을 제어하는데 관여할 수 있다. 유형 V 및 유형 VI를 포함한 기타 콜라겐이 매트릭스의 일부를 형성할 수도 있다. 관절성 연골의 이들 소수 콜라겐은 적당한 항체와의 항체-지시된 면역입자 결합에 대한 표적물로서 작용할 수도 있다.Quantitatively minor collagen of articular cartilage also affects the structure of the matrix, which serves as a useful target for the present invention. For example, type IX collagen, which is short, non-fibrous collagen, which is also considered proteoglycan because it contains glycosaminoglycan chains, covalently binds to type II collagen fibrils and binds the fibrils together. May help to connect or the fibrils may be bound to other matrix molecules. Type XI collagen, which is a minor fibrillar collagen, may be involved in controlling the diameter of type II fibrils. Other collagen, including type V and type VI, may form part of the matrix. These minor collagens of articular cartilage may serve as targets for antibody-directed immunoparticle binding with appropriate antibodies.

본 발명의 또 다른 양태에서는, 관절성 연골에 함유된 별개 유형의 프로테오글리칸이, 면역입자와 결합하여 치료제를 항체 결합 부위에 전달할 수 있게 하기 위한 분자 표적물로서 본 발명에 유용하다. 관절성 연골에서는 프로테오글리칸이 두 번째로 가장 큰 고체 상 부분을 구성하고, 이는 습윤 중량의 5 내지 10%를 차지한다. 연골 매트릭스의 프로테오글리칸은 큰 응집성(50 내지 85%) 프로테오글리칸과 큰 비-응집성(10 내지 40%) 프로테오글리칸으로 주로 구성된다. 별개의 작은 프로테오글리칸이 존재하기도 한다.In another aspect of the invention, a separate type of proteoglycan contained in articular cartilage is useful in the present invention as a molecular target for binding an immunoparticle to enable delivery of a therapeutic agent to an antibody binding site. In articular cartilage, the proteoglycans make up the second largest solid phase portion, which accounts for 5-10% of the wet weight. The proteoglycans of the cartilage matrix consist mainly of large cohesive (50-85%) proteoglycans and large non-aggregating (10-40%) proteoglycans. There are also separate small proteoglycans.

조직의 재료 특성에 가장 실질적인 영향을 미치는 연골의 프로테오글리칸은고분자량의 큰 단량체(분자량 1 내지 4 X 106)이다. 구조적으로, 큰 프로테오글리칸은 다음 몇 가지 별개의 영역을 지닌 연장된 단백질 코어로 구성된다: 케라탄 설페이트에 풍부한 도메인인 2개의 구상 도메인(G1 및 G2)을 지닌 N-말단 영역; 몇 가지 산재된 케라탄 설페이트와 중성 올리고삭카라이드 쇄를 함유할 수도 있는 콘드로이틴 설페이트에 풍부한 보다 긴 도메인; 및 C-말단 구상 도메인 G3. G1 구상 도메인에서 하이알루로네이트 쇄에 대한 많은 프로테오글리칸 단량체 결합에 의해 응집체가 형성된다. 각각의 프로테오글리칸-하이알루로네이트 결합은 별도의 구상 연결 단백질(분자량 41,000 내지 48,000)에 의해 안정화된다. 콘드로이틴 설페이트-풍부 영역의 큰 크기(200-400 nm)와 콘드로이틴-설페이트 프로테오글리칸 응집체의 쇄 존재량은 본 발명의 상기 국면의 표적화 면역입자에 대한 바람직한 표적이 되도록 한다.Cartilage proteoglycans that have the most substantial effect on the material properties of tissues are high molecular weight large monomers (molecular weights 1 to 4 × 10 6 ). Structurally, large proteoglycans consist of an extended protein core with several distinct regions: the N-terminal region with two globular domains (G1 and G2), domains rich in keratan sulfate; Longer domains enriched in chondroitin sulfate, which may contain some interspersed keratan sulfate and neutral oligosaccharide chains; And C-terminal globular domain G3. Aggregates are formed by the binding of many proteoglycan monomers to the hyaluronate chain in the G1 globular domain. Each proteoglycan-hyaluronate bond is stabilized by a separate globular linker protein (molecular weight 41,000 to 48,000). The large size (200-400 nm) of the chondroitin sulfate-rich region and the amount of chain present in the chondroitin-sulfate proteoglycan aggregates make it a preferred target for the targeted immunoparticles of this aspect of the invention.

본 발명의 면역입자와 커플링되는 항체 또는 이의 단편에 대한 부가의 표적이 HC gp-39에 의해 제공된다. 관절 내에서, 적당한 항원 특성을 지닌 의 단편이 또한, 약물 전달 비히클을 표적화하는데 충분하다.Additional targets for antibodies or fragments thereof coupled with immunoparticles of the invention are provided by HC gp-39. Within the joint, fragments of with appropriate antigenic properties are also sufficient to target the drug delivery vehicle.

항체 또는 이의 단편을 사용하여 면역입자를 표적화하여 관절 활막의 특정 구조물과 연합되거나, 비가역적으로 반응되거나 또는 가역적 방식(가장 흔한 방식)으로 결합될 수 있다. 바람직한 표적물인 관절의 특수 세포에는 활막의 2가지 주요 세포 유형인 매크로파아지 활막 세포(유형 A)와 섬유아세포 활막 세포(유형 B)가 포함된다.Antibodies or fragments thereof can be used to target immunoparticles to associate with, irreversibly react, or bind in a reversible fashion (most common) to specific structures of the joint synovial membrane. Special target cells of the joint, which are preferred targets, include the two major cell types of the synovial membrane: macrophage synovial cells (type A) and fibroblast synovial cells (type B).

본 발명의 면역입자와 커플링되는 항체 또는 이의 단편에 대한 부가의 표적은 연골 세포이다. 이들 세포는 이들 표면 상에 존재하고 세포성 표적화에 대한 에피토프로서 제공될 수 있는 각종 단백질을 발현하는 것으로 공지되어 있다.An additional target for an antibody or fragment thereof coupled with an immunoparticle of the invention is chondrocytes. These cells are known to express a variety of proteins that are present on these surfaces and can serve as epitopes for cellular targeting.

본 발명의 또 다른 양태에서는, 관절성 연골과 연합된 콘드로이틴-설페이트 프로테오글리칸이 표적화 약물 전달 시스템에 대한 바람직한 표적을 나타낸다. 콘드로이틴-설페이트 프로테오글리칸에 대해 특이적인 에피토프와 결합하는 본 발명에 유용한 모노클로널 항체가 보고되었다(참조: Morgan Jr., A. et al.,Hybridoma1: 27-36 (1981); Schrappe, M. et al.,Cancer Res52: 3838-3844 (1992); Schrappe, M. et al.,Cancer Res.51:4986-93 (1991)). 이러한 한 예가 마우스-항-사람 콘드로이틴-설페이트 프로테오글리칸 모노클로널 항체[클론 9.2.27 (IgG2a이소형)으로 지명됨]이다. 이러한 9.2.27 항체는 250 kDa의 성숙한 콘드로이틴 설페이트 프로테오글리칸 코어 당단백질 뿐만 아니라 210, 220 및 240 kDa의 전구체 폴리펩티드를 인식한다. 마우스 항-사람 아그레칸 모노클로널 항체, 클론 2A2.1가 또한 본 발명에 적합하고, 이는 공급원(United States Biological ; Swampscott, MA)로부터 시판중이다. 상기 항체는 콘드로이틴 설페이트 연쇄 영역과 반응하지 않는다. 투과형 전자 현미경은 이것이 콘드로이틴 설페이트-부착 영역의 N-말단 부분 내에서 결합된다는 것을 지시해준다.In another embodiment of the invention, chondroitin-sulfate proteoglycans associated with articular cartilage represent a preferred target for a targeted drug delivery system. Monoclonal antibodies useful in the present invention that bind to epitopes specific for chondroitin-sulfate proteoglycans have been reported (Morgan Jr., A. et al., Hybridoma 1: 27-36 (1981); Schrappe, M. et al., Cancer Res 52: 3838-3844 (1992); Schrappe, M. et al., Cancer Res. 51: 4986-93 (1991)). One such example is a mouse-anti-human chondroitin-sulfate proteoglycan monoclonal antibody, designated clone 9.2.27 (IgG 2a isotype). This 9.2.27 antibody recognizes 250 kDa mature chondroitin sulfate proteoglycan core glycoproteins as well as precursor polypeptides of 210, 220 and 240 kDa. The mouse anti-human agrecan monoclonal antibody, clone 2A2.1, is also suitable for the present invention, which is commercially available from United States Biological; Swampscott, Mass. The antibody does not react with the chondroitin sulfate chain region. Transmission electron microscopy indicates that it is bound within the N-terminal portion of the chondroitin sulfate-attachment region.

B.연골 변성과 연관된 네오에피토프의 표적화 B. Targeting Neoepitopes Associated with Cartilage Degeneration

정상적인 성인 연골에서는 존재하지 않거나 극히 낮은 수준으로 존재할 수 있지만, RA 또는 OA의 특정 단계에서 증가되거나 보다 고도로 발현되는 연골의 생체 분자 구성분이 본 발명의 표적화 약물 전달 시스템에 대한 표적물로서 제공될 수도 있다. 연골 변성 질환과 연관된 바람직한 표적물은 OA, RA 또는 기타 변성 관절 질환이 있는 것으로 진단된 환자의 관절성 연골 상에 나타나는 네오에피토프(neoepitope), 예를 들면, 아그레칸 또는 기타 연골 프로테오글리칸의 네오에피토프, 및 구체적으로는 상기 환자의 관절성 연골 표재 층에 면역국재되는 네오에피토프이다.Although not present in normal adult cartilage or may be present at extremely low levels, biomolecular components of cartilage that are increased or more highly expressed at certain stages of RA or OA may be provided as targets for the targeted drug delivery system of the present invention. . Preferred targets associated with cartilage degenerative diseases are neoepitopes that appear on the articular cartilage of patients diagnosed with OA, RA or other degenerative joint diseases, such as neoepitopes of agrecan or other cartilage proteoglycans. And, specifically, neoepitopes immunolocalized to the articular cartilage superficial layer of the patient.

본 발명의 한 국면에서는, 표적화 항체 또는 항체 단편이 유형 II 콜라겐 또는 유형 II 콜라겐 단편의 네오에피토프 또는 절단 부위, 특히 매트릭스 메탈로프로테이나제 (MMP)-1, 3, 8 또는 13, 또는 MMP 단백질 계열의 기타 구성원, 또는 트롬보스폰딘 모티프를 동반한 디스인테그린 및 메탈로프로테이나제 (ADAMTS) 단백질 계열 구성원의 개개 작용 또는 조합 작용에 의해 발생된 상기 네오에피토프 또는 절단 부위와 특이적으로 결합한다. ADMATS는 다음 문헌 (참조: WO 00/04917, EP 0 823 478 및 U.S. 5,811,535 and in Tang, B. et al.,FEBS Lett.445 (2-3):223-225 (1999))에 추가로 기재되어 있다.In one aspect of the invention, the targeting antibody or antibody fragment is a neoepitope or cleavage site of type II collagen or type II collagen fragment, in particular matrix metalloproteinase (MMP) -1, 3, 8 or 13, or MMP protein Specifically binds to said neoepitope or cleavage site caused by the individual or combined action of other members of the family, or members of the disintegrin and metalloproteinase (ADAMTS) protein family members with thrombospondine motifs. ADMATS is further described in WO 00/04917, EP 0 823 478 and US 5,811,535 and in Tang, B. et al., FEBS Lett. 445 (2-3): 223-225 (1999). It is.

유형 II 콜라겐 구조의 특정화 영역에 의해 규정되는 특이적 에피토프에 지시된 항체가 본 발명의 표적화 조성물에 유용하다. 이들 구조 영역은 부분적으로는, OA와 RA에서 발생되는 유형 II 콜라겐의 분해에 의해 병이 든 연골에 있어 중요하다. 유형 II 콜라겐이 분해되면, 연골 매트릭스로부터 방출되는 콜라겐 단백질의 단편이 생성되는데, 이는 활액 내에 보이며, 순환계로 이동하여 뇨를 통해 제거된다. 최대의 유용성을 지니기 위해서는, 본 발명의 조성물이 방출된 단편 상에 잔존하기 보다는 연골 매트릭스와 물리적으로 연합된 채로 잔존하는 에피토프를 표적으로 한다.Antibodies directed to specific epitopes defined by the region of specification of type II collagen structure are useful in the targeting compositions of the invention. These structural regions are important in diseased cartilage, in part, by the breakdown of type II collagen that occurs in OA and RA. When Type II collagen is broken down, fragments of collagen protein are released that are released from the cartilage matrix, which is visible in the synovial fluid and moves to the circulatory system to be removed through urine. For maximum utility, the composition of the present invention targets epitopes that remain physically associated with the cartilage matrix rather than remain on the released fragments.

각각의 콜라게나제 MMP-1 (EC 3.4.24.7), MMP-8 (EC 3.4.24.34), 및 MMP-13 (EC 3.4.24.-)는 삼중-나선형 원섬유-형성성 유형 II 콜라겐을 절단시키는 능력을 지니고 있기 때문에, 큰 (3/4-길이) 아미노-말단 단편과 보다 작은 (1/4-길이) 카복시-말단 단편이 생성된다(참조: Kafienah, W. et al.,Biochem. J.331:727-732 (1998)). 이들 모두는 특이적 Gly-Leu/Ile 결합에서 초기에 절단되어 특징적인 3/4 및 1/4 단편을 생성시킨다. 특이적 콜라게나제 이소형은 연골의 병리학적 손실에 밀접한 영향을 끼쳐 왔다(참조: Billinghurst, R. et al.,J. Clin. Invest. 99:1534-1545 (1997)). 예를 들어, OA의 동물 모델에서는, 콜라게나제 1 및 콜라게나제 3 단백질의 초점 부위를 무릎 관절 내의 OA 병변 부위의 세포외 매트릭스에 국재시켰는데, 이는 3/4-1/4 콜라겐 절단과 동시에 일어난다. 콜라게나제 3 단백질이 병든 관절에서 중앙 경골성 연골 전반에 걸쳐 또한 풍부하다(참조: Huebner, J. et al.,Arthritis & Rheumatism 41:877-890 (1998)).Each of the collagenase MMP-1 (EC 3.4.24.7), MMP-8 (EC 3.4.24.34), and MMP-13 (EC 3.4.24 -. ) Is a triple-the-forming type II collagen-helical fibrillar Because of its ability to cleave, large (3 / 4-length) amino-terminal fragments and smaller (1 / 4-length) carboxy-terminal fragments are produced (Kafienah, W. et al., Biochem. J. 331: 727-732 (1998). All of these are initially cleaved at specific Gly-Leu / Ile binding to produce characteristic 3/4 and 1/4 fragments. Specific collagenase isotypes have had a close effect on the pathological loss of cartilage (Billinghurst, R. et al., J. Clin. Invest. 99 : 1534-1545 (1997)). For example, in an animal model of OA, the focal regions of collagenase 1 and collagenase 3 proteins were localized in the extracellular matrix of the OA lesion site in the knee joint, which is associated with 3 / 4-1 / 4 collagen cleavage and Happen at the same time. Collagenase 3 protein is also abundant throughout the central tibial cartilage in diseased joints (Huebner, J. et al., Arthritis & Rheumatism 41 : 877-890 (1998)).

콜라게나제 1 (MMP-1)은 RA에 걸린 사람과 OA에 걸린 사람으로부터의 활막, 활액 및 연골 샘플에서 탐지되었다. 콜라게나제 3 (MMP-13)은 콜라게나제 1 보다 5 내지 10배 빠른 속도로 콜라겐 유형 II를 절단한다. 중요하게는, 이 RA와 OA에 걸린 사람의 활막에서 뿐만 아니라 사람 OA 연골에서 동정되었다.Collagenase 1 (MMP-1) was detected in synovial, synovial and cartilage samples from people with RA and those with OA. Collagenase 3 (MMP-13) cleaves collagen type II at 5-10 times faster than collagenase 1. Importantly, these have been identified in human OA cartilage as well as in the synovial membrane of people with RA and OA.

원섬유성 콜라겐은 나선 절단으로 인한 변성에 의해 손상을 입을 수 있거나, 또는 텔로펩티드 절단으로 인한 교차-결합물의 제거에 의해 손상을 입을 수 있다. 2가지 연구 결과, 콜라게나제 절단으로 인해 콜라겐 언와인드(unwinding)시 노출되는 유형 II 콜라겐의 나선 영역 내에 숨어 있는 에피토프와, 콜라게나제에 의해 발생된 콜라겐 네오에피토프에 대해 특이적인 폴리클로널 항혈청을 지닌 연골 중의 활성 콜라게나제가 존재하는 것으로 입증되었다. 이들 발견은 콜라게나제 1, 콜라게나제 3, 또는 이들 둘 다가 각종 관절성 피진과 연관된 연골 분해에 관여한다는 것을 지시해준다. 따라서, 콜라게나제 절단으로부터의 유형 II 콜라겐의 특이적 분해는 본 발명의 특이적 표적화 국면에 유용한 항체 표적화를 위한 네오에피토프를 창출시킨다. 이러한 네오에피토프는 AH12L3 및 CB11B에 대한 에피토프(항체 COL2-3/4m에 의해 인식됨)를 함유하는 것으로 공지되어 있는, 알파 (II) 쇄의 N-말단 3/4 단편 서열 내에 국재될 것이다.Fibrillar collagen may be damaged by denaturation due to helical cleavage or by removal of cross-linkages due to telopeptide cleavage. Two studies have shown that epitopes hide within the spiral region of type II collagen exposed to collagen unwind due to collagenase cleavage, and polyclonal antiserum specific for collagen neoepitopes caused by collagenase It has been demonstrated that there is active collagenase in cartilage with. These findings indicate that collagenase 1, collagenase 3, or both, are involved in cartilage degradation associated with various arterial pids. Thus, specific degradation of type II collagen from collagenase cleavage creates neoepitopes for antibody targeting useful for the specific targeting aspects of the invention. Such neoepitopes will be localized in the N-terminal 3/4 fragment sequence of the alpha (II) chain, which is known to contain epitopes for AH12L3 and CB11B (recognized by antibody COL2-3 / 4m).

관절성 피진에서는, 연골 프로테오글리칸인 아그레칸의 이화 작용 증가가 관절성 연골 분해를 유발시키는 주요 병리학적 과정 중의 하나이다. 이에 따른, 아그레칸 분자의 내재된(고유) 성분인 설페이트화 글리코사미노글리칸의 상실은 연골 매트릭스의 기능적 원형 보존과 구조적 원형 보존 모두를 위태롭게 한다. 일정 시간이 지남에 따라 상기 과정은 연골 분해를 유발시킨다. 아그레칸의 원위치 분해는 코어 단백질 내에 국재된 특이적 펩티드 결합에서의 절단과 관련된 단백질 분해 과정이다. 이러한 과정에 영향을 미치는 것으로 가장 널리 확인된 효소적 활성은 메탈로프로테이나제의 특이적 작용 결과이다. 매트릭스 메탈로프로테이나제(MMPs)에 의한 시험관내 아그레칸 부가 분해 반응이 광범위하게 연구되었다. 그러나, 관절성 연골 내의 원위치 아그레칸 분해에 책임이 있는 주요 프로테이나제가 아그레카나제인 것으로 현재 널리 인식되고 있는데, 이들 아그레카나제 중에서 최근에 동정된 2개의 이소형은 트롬보스폰딘 모티프를 동반한 디스인테그린 및 메탈로프로테이나제 (ADAMTS) 유전자 계열 구성원이다. 아그레칸 또는 아그레칸 분해 산물 상의 신규한 네오에피토프를 동정하기 위한 모노클로널 항체 기술이 있다. 추가로, 본 발명의 또 다른 국면은 동화 작용 증진성 제제와 이화 작용 억제제의 조합물을 함유하는 나노 입자를 표적화 하기 위한, 아그레칸 또는 아그레칸 단편 상의 네오에피토프와 결합하는 상기 모노클로널 항체 또는 이의 단편의 용도이다.In articular pidgin, increased catabolism of the aggrecan, the cartilage proteoglycan, is one of the major pathological processes leading to articular cartilage degradation. Accordingly, loss of sulfated glycosaminoglycans, an intrinsic (inherent) component of the aggrecan molecule, endangers both the functional and structural circular preservation of the cartilage matrix. Over time, the process causes cartilage breakdown. In situ degradation of agrecans is a proteolytic process involving cleavage at specific peptide bonds localized in the core protein. The enzymatic activity most widely found to affect this process is the result of the specific action of metalloproteinases. In vitro agrecan addition degradation reactions by matrix metalloproteinases (MMPs) have been extensively studied. However, it is now widely recognized that the major proteinase responsible for in situ aggrecan degradation in articular cartilage is agrecanase, the two recently identified isoforms of which are the thrombospondin motifs. Is a member of the disintegrin and metalloproteinase (ADAMTS) gene family. There is a monoclonal antibody technique for identifying novel neoepitopes on agrecan or agrecan degradation products. In addition, another aspect of the present invention provides such monoclonal binding to neoepitopes on agrecans or agrecan fragments for targeting nanoparticles containing a combination of anabolic enhancing agents and catabolic inhibitors. The use of an antibody or fragment thereof.

아그레카나제가 관절염에 걸린 관절 질환의 초기 단계에서 관절성 연골로부터의 아그레칸의 상실과 이화 작용에 주로 책임이 있다는 측두골 연구가 정립되었다. 연속적이긴 하지만, 상기 과정은 상당 부분 콜라겐 이화 작용 보다 먼저 일어나는 것으로 보인다. 상기 질병 과정의 후기 단계에서 콜라겐 이화 작용이 일어나는 경우, 연골 내에 잔존하는 작은 비율의 아그레칸이 MMP에 의해 매개되어 분해된다는 증거가 있다.A temporal bone study has been established that agrecanase is primarily responsible for the loss and catabolism of agrecans from articular cartilage in the early stages of joint disease with arthritis. Although continuous, the process appears to occur much earlier than collagen catabolism. If collagen catabolism occurs at a later stage of the disease process, there is evidence that a small percentage of agrecan remaining in cartilage is mediated and degraded by MMP.

상이한 계열의 매트릭스 분해성 효소에 특징적이고 독특한 특이적 절단 부위를 동정하기 위해 단백질 분해적 분해 산물 상의 이화작용성 네오에피토프를 동정해주는 모노클로널 항체 기술을 개발하여 사용하는 것이 가능하였다. 이들 연구에서는, 아그레칸의 구간(interglobular; IGD) 도메인 상에서의 아그레카나제(또는 MMPs) 작용에 의해 생성되는 이화작용성 네오에피토프(단백질 분해적 절단 생성물의 특이적 N- 또는 C-말단 아미노산 서열로서 창출된 새로운 에피토프)를 특이적으로 동정한 몇 가지 모노클로널 항체를 성상 확인하였다. 이들 항체를 사용하여 아그레칸과 연결 단백질의 단백질 분해를 모니터하였다. 추가로, 당업자는 연골 이화 작용 동안 발생된 매트릭스 단백질의 분해 산물 상의 네오에피토프를 인식하는 항체를 사용하여 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서도, 면역입자를 관절에 표적화할 수 있다는 사실을 인지할 것이다.It was possible to develop and use monoclonal antibody technology to identify catabolic neoepitopes on proteolytic degradation products to identify specific cleavage sites characteristic and unique to different classes of matrix degrading enzymes. In these studies, catabolic neoepitopes (specific N- or C-terminus of proteolytic cleavage products) produced by the action of agrecanase (or MMPs) on the interglobular (IGD) domain of aggrecan Several monoclonal antibodies were identified that specifically identified new epitopes generated as amino acid sequences. These antibodies were used to monitor proteolysis of agrecan and linker proteins. In addition, those skilled in the art will recognize that antibodies that recognize neoepitopes on degradation products of matrix proteins generated during cartilage catabolism can be used to target immunoparticles to joints without departing from the scope of the present invention.

본 발명의 또 다른 국면에서는, 표적화 항체 또는 항체 단편이 연골 내의 아그레칸 또는 아그레칸 단편의 네오에피토프 또는 절단 부위, 특히 MMP-1, 3, 8 또는 13, 또는 MMP 단백질 계열의 기타 구성원, 또는 ADAMTS 단백질 계열 구성원의 개개 작용 또는 조합 작용에 의해 발생된 상기 네오에피토프 또는 절단 부위와 특이적으로 결합한다. 아그레칸 또는 아그레칸 단편 내의 상이한 구조적 에피토프 또는 네오에피토프를 인식하는 모노클로널 항체의 예가 8-A-4 또는 BC-3이다. MAb 2-B-6를 사용하여, 아그레칸의 코어 단백질을 따라 많은 부위에서 아그레카나제, MMP 또는 기타 단백질 분해 활성으로부터 비롯된 상당 수의 아그레칸 분해 산물을 탐지하였다. MAb 2-B-6은 이들 코어 단백질 단편에 부착되는 콘드로이틴 설페이트의 4-설페이트화 불포화 디삭카라이드를 인식한다. 관련 항체인 MAb 3-8-3를 또한 사용하여, 6-설페이트화 콘드로이틴 설페이트 올리고삭카라이드를 함유하는 상이한 탈글리코실화 아그레칸 대사물을 동정하였다. MAb BC-3은 아그레칸의 IGD 도메인 내에서의 아그레카나제 이화 작용 후에 발생된 아미노산 서열, 알라닌-아르기닌, 글리신 (ARGxx...)에 의해 규정된 N-말단 네오에피토프 서열을 인식한다.In another aspect of the invention, the targeting antibody or antibody fragment is a neoepitope or cleavage site of agrecan or agrecan fragment in cartilage, in particular MMP-1, 3, 8 or 13, or other member of the MMP protein family, Or specifically binds to said neoepitope or cleavage site generated by the individual or combined action of an ADAMTS protein family member. Examples of monoclonal antibodies that recognize different structural epitopes or neoepitopes in agrecans or agrecan fragments are 8-A-4 or BC-3. MAb 2-B-6 was used to detect a significant number of agrecan degradation products resulting from agrecanase, MMP or other proteolytic activity at many sites along the core protein of agrecan. MAb 2-B-6 recognizes 4-sulfated unsaturated dissaccharides of chondroitin sulfate attached to these core protein fragments. The relevant antibody MAb 3-8-3 was also used to identify different deglycosylated aggrecan metabolites containing 6-sulfated chondroitin sulfate oligosaccharides. MAb BC-3 recognizes the N-terminal neoepitope sequence defined by the amino acid sequence, alanine-arginine, glycine (ARGxx ...), generated after agrecanase catabolism in the IGD domain of Agrecan. .

ADAMTS-4 유전자 (유전자뱅크 NM-005099) 및 ADAMTS-5 유전자 (유전자뱅크 007038)는 ADAMTS 단백질 계열 구성원인, 트롬보스폰딘 모티프-4 및 5를 동반한 디스인테그린 및 메탈로프로테이나제를 암호화한다. 이러한 계열 구성원은 프로-펩티드 영역, 메탈로프로테이나제 도메인, 디스인테그린-유사 도메인, 및 트롬보스폰딘 유형 1 (TS) 모티프를 포함한, 몇 가지 별개의 단백질 모듈을 공유한다. 이러한 계열의 개개 구성원은 C-말단 TS 모티프의 수가 상이하고, 몇몇은 독특한 C-말단 도메인을 갖는다. ADAMTS-4 유전자에 의해 암호화된 효소는 C-말단 TS 모티프가 결여되어 있다. ADAMTS-5 유전자에 의해 암호화된 효소는 2개의 C-말단 TS 모티프를 함유하고, 연골의 주요 프로테오글리칸인 아그레칸을 절단시키는 아그레카나제로서 작용한다. 따라서, 이들 효소 둘 다는 아그레칸의 분해와, 아그레칸 및 아그레칸 단편 상에서의 네오에피토프의 생성에 관여한다(참조: Tortorella, M., et al.,J. Biol. Chem. 275(33):25791-25797 (2000); Tortorella, M. et al.,J. Biol. Chem. 275(24):18566-18573 (2000); Abbaszade, I. et al.,J. Biol. Chem. 274(33):23443-23450 (1999)). The ADAMTS-4 gene (genebank NM-005099) and the ADAMTS-5 gene (genebank 007038) encode disintegrin and metalloproteinases with thrombospondin motifs 4 and 5, members of the ADAMTS family of proteins. . This family member shares several distinct protein modules, including pro-peptide regions, metalloproteinase domains, disintegrin-like domains, and thrombospondin type 1 (TS) motifs. Individual members of this family differ in the number of C-terminal TS motifs, and some have unique C-terminal domains. The enzyme encoded by the ADAMTS-4 gene lacks the C-terminal TS motif. The enzyme encoded by the ADAMTS-5 gene contains two C-terminal TS motifs and acts as agrecanase, which cleaves agrecan, the main proteoglycan of cartilage. Thus, both of these enzymes are involved in the degradation of aggrecan and the production of neoepitopes on aggrecan and aggrecan fragments (Tortorella, M., et al.,J. Biol. Chem. 275 (33):25791-25797 (2000); Tortorella, M. et al.,J. Biol. Chem. 275 (24):18566-18573 (2000); Abbaszade, I. et al.,J. Biol. Chem. 274 (33):23443-23450 (1999)).

OA의 세팅에서 사람 연골을 치료하기 위한 본 발명의 또 다른 양태에서는, 3-B-3(-)로 명명된 OA의 초기 생화학적 네오에피토프 마커를 표적으로 하는 항체가 사용된다. 이러한 3-B-3(-) 에피토프는 아그레칸의 콘드로이틴 설페이트(글리코사미노글리칸) 쇄의 말단에서의OA-관련 표현형 변화이다.In another embodiment of the invention for treating human cartilage in the setting of OA, an antibody is used that targets the initial biochemical neoepitope marker of OA, designated 3-B-3 (-). This 3-B-3 (-) epitope is an OA-related phenotypic change at the end of the chondroitin sulfate (glycosaminoglycan) chain of agrecan.

C.표적화 항체 특징 C. Targeting Antibody Features

본원에 사용된 바와 같은 용어 "항체"에는 면역글로불린 분자 및 면역글로불린 분자의 면역학적 활성 부분(즉, 항원과 특이적으로 결합하거나 면역반응하는 항원 결합 부위를 함유하는 분자)이 포함된다. 상기 용어는 천연이거나 아니면 합성적으로 생성되든지 간에 면역글로불린을 설명한 것이다. 항체를 포함하는 단백질은 천연 공급원으로부터 유도될 수 있거나, 또는 부분적 또는 전부 합성적으로 생성될 수 있다. 항체의 예에는 모든 면역글로불린 아유형 및 Fab 및 F(ab')2, scFv, Fv, dAb, Fd 단편 뿐만 아니라 미국 특허 제5,534,254호에 기재된 단편이 포함된다. ScFV는 면역글로불린 분자의 단일 쇄 최소 결합성 도메인을 지칭한다. 용어 "항체"는 또한, 연골 대사를 조절하는 하나 이상의 유전자의 발현이나 활성을 조정하기 위해 세포의 세포내 영역(예: 세포질 또는 핵), 세포외 공간, 또는 세포의 혈장막 내에서 작용하는 항체를 지칭한다. 본 발명에 사용하기 바람직한 항체에는 사람 적응화, 키메라 및 사람 모노클로널 항체가 포함된다.The term “antibody” as used herein includes immunoglobulin molecules and immunologically active portions of the immunoglobulin molecules (ie, molecules containing antigen binding sites that specifically bind or immunoreact with an antigen). The term refers to immunoglobulins, whether natural or synthetically produced. Proteins, including antibodies, may be derived from natural sources or may be produced partially or fully synthetically. Examples of antibodies include all immunoglobulin subtypes and Fab and F (ab ') 2 , scFv, Fv, dAb, Fd fragments, as well as fragments described in US Pat. No. 5,534,254. ScFV refers to the single chain minimum binding domain of an immunoglobulin molecule. The term “antibody” also refers to an antibody that acts in an intracellular region (eg, cytoplasm or nucleus), extracellular space, or plasma membrane of a cell to modulate the expression or activity of one or more genes that regulate cartilage metabolism. Refers to. Preferred antibodies for use in the present invention include human adaptation, chimeric and human monoclonal antibodies.

항체와 관련해서 사용된 용어 "단편"은 기원, 구조 및 기전에 있어 공통의 관련 요소를 갖고 본 발명 내에서 표적화할 목적으로 완전한 항원과 기능적으로 등가인, 상기 규정된 모든 표적화 폴리펩티드의 일부인 아미노산 서열을 지칭한다. 본원에 기재된 조성물 및 방법에 항체를 사용하는 것에는 이러한 항체의 단편 사용도 포함된다.The term “fragment” as used in the context of an antibody is an amino acid sequence which is part of all the targeting polypeptides defined above, which have common relevant elements in origin, structure and mechanism and which are functionally equivalent to the complete antigen for the purpose of targeting within the present invention. Refers to. Use of antibodies in the compositions and methods described herein also includes the use of fragments of such antibodies.

본 발명의 바람직한 양태는 본 발명의 치료학적 연골 보호제가 피포된 나노 입자 또는 기타 입자의 표면에 공유적으로 부착되는 사람 적응화 또는 사람 항체또는 이의 단편을 이용한다. 항체 또는 이의 단편이, 치료학적 연골 보호제가 피포된 입자 표면 상의 표적화 분자로서 바람직한데, 이는 이들이 생체내에서 충분히 안정적이어야만 하고, 세포외 유체 단백질을 함유하는 혈청에 의해 입자 표면으로부터 제거될 가능성이 최소이기 때문이다. 연골 세포외 매트릭스의 모든 분자 또는 관절 세포와 결합하는 완전한 사람 모노클로널 항체 또는 사람 적응화 쥐과 항체가, 투여하고자 하는 치료제(들)를 사람 환자에게 전달하는 것을 지시하는 관절-표적화 항체 유형으로서 가장 유용할 것으로 추정되는데, 이는 이들 항체가 투여시 면역 반응을 유발시키지 않을 것이기 때문이다.Preferred embodiments of the present invention utilize human adaptations or human antibodies or fragments thereof wherein the therapeutic cartilage protectant of the present invention is covalently attached to the surface of the encapsulated nanoparticles or other particles. Antibodies or fragments thereof are preferred as targeting molecules on particle surfaces encapsulated with therapeutic cartilage protectors, which must be sufficiently stable in vivo and have minimal potential for removal from the particle surface by serum containing extracellular fluid proteins. Because it is. Fully human monoclonal antibodies or human adapted murine antibodies that bind to all molecules or articular cells of the cartilage extracellular matrix are most useful as joint-targeting antibody types that direct delivery of the therapeutic agent (s) to be administered to a human patient. It is estimated that these antibodies will not elicit an immune response upon administration.

예를 들어, 쥐과 Fv 영역 (즉, 항원 결합 부위 함유)을 암호화하는 뉴클레오티드 서열을, 사람 불변 도메인 영역과 Fc 영역을 암호화하는 뉴클레오티드 서열과 유전적으로 재조합함으로써, 쥐과 모노클로널 항체를 키메라화할 수 있다. 적당한-표적-부위 결합 특징을 보장하기 위해서는 몇몇 쥐과 잔사가 사람 가변-영역 구축 도메인 내에 유지될 수도 있다. 표적화에 사용하기 위한 사람 적응화 항체는 숙주 수용자에게서 항체 또는 폴리펩티드의 면역 반응성을 저하시키는 이점을 지니고 있는 것으로 인식될 것이며, 이는 생체내 반감기를 증가시키는데 유용하고, 나노 입자 또는 기타 피포성 입자 표면 상의 접합된 항체에 대한 불리한 면역 반응의 가능성을 저하시키는데 유용할 수 있다.For example, murine monoclonal antibodies can be chimerized by genetically recombining nucleotide sequences encoding murine Fv regions (ie, containing antigen binding sites) with nucleotide sequences encoding human constant domain regions and Fc regions. . Some murine residues may be maintained within the human variable-region construct domain to ensure proper-target-site binding characteristics. Human adapted antibodies for use in targeting will be appreciated to have the advantage of lowering the immune reactivity of the antibody or polypeptide in the host recipient, which is useful for increasing half-life in vivo and conjugation on the surface of nanoparticles or other encapsulated particles. It may be useful to reduce the likelihood of an adverse immune response to a given antibody.

사람 환자를 치료하기 위해 완전한 사람 특징을 지닌 항체 또는 이의 동족체를 이용하는 것이 상당히 유리하다. 미국 특허 제6,075,181호, 제6,235,883호 및 제6,492,160호, 및 EP 1 167 537 A1(이들의 전문이 본원에 참조문헌으로써 삽입되어 있다)에 기재된 바와 유사한 방법을 이용할 수 있다. 상기 방법을 기존에 사용하여, 사람 IL-8 및 표피 성장 인자 수용체에 대한 각종의 완전한 사람 항체를 생성하였다. 본 발명의 가장 바람직한 양태에서는, 항체 또는 항체 단편이 0.1 내지 10 나노몰 범위의 해리 상수로 표적 에피토프와 결합한다.It is quite advantageous to use antibodies or their homologues with full human characteristics to treat human patients. Similar methods may be used as described in US Pat. Nos. 6,075,181, 6,235,883 and 6,492,160, and EP 1 167 537 A1, the entirety of which is incorporated herein by reference. The method has previously been used to generate a variety of complete human antibodies against human IL-8 and epidermal growth factor receptors. In the most preferred embodiment of the invention, the antibody or antibody fragment binds the target epitope with a dissociation constant in the range of 0.1 to 10 nanomolar.

완전한 사람 또는 사람 적응화 항체가 사람 환자를 치료하기 위해 본 발명에 사용하는데 바람직하긴 하지만, 본 발명의 방법과 조성물은 또한, 관절 변성에 대해 감수성인 기타 포유류(예: 말 및 개)를 치료하는 수의과 적용에도 유용하다는 것을 인지해야 한다.Although complete human or human adaptation antibodies are preferred for use in the present invention to treat human patients, the methods and compositions of the present invention may also be used in veterinary medicine to treat other mammals (eg, horses and dogs) that are susceptible to joint degeneration. It should be recognized that it is also useful for the application.

D.표적화 전달을 위한 연골 보호제 D. Cartilage Protectors for Targeted Delivery

본 발명의 표적화 양태의 바람직한 국면은 표적화 항체, 항체 단편 또는 기타 표적화 구조물이 부착된 나노 입자 또는 기타 전달 비히클 내에 피포되거나 함유된 하나 이상의 연골 보호제를 포함할 것이다. 피포되거나 함유된 상기 제제는 선택된 나노 입자 또는 기타 전달 비히클에 피포되거나 함유되기에 적합한 것으로 만드는 화학적 또는 구조적 특징을 지닌, 본원에 기재된 동화작용성 연골 보호제 또는 이화 작용 억제성 제제들 중의 어느 하나일 수 있다. 부가적으로, 전신 투여로부터의 대사적 분해에 고도로 감수성인 제제(예: 단백질 및 펩티드), 또는 표적화시키지 않고 전신 투여된 경우에 해로운 부작용을 유발시키는 제제가 표적화에 바람직하다. 예를 들어, 다음에 기재된 동화작용성 연골 보호제 부류(TGF-β효능제 및 뼈 형태발생적 단백질 효능제를 포함한 형질전환성 성장 인자 (TGF)-β 슈퍼-계열, 인슐린-유사 성장 인자 및 섬유아세포 성장 인자 포함) 중의 각각의 제제와, 다음에 기재된 이화 작용 억제성 제제 부류(인터루킨-1 수용체 길항제 및 TNF-α수용체 길항제) 중의 특정 제제가 단백질이므로, 그 자체가 표적화된 피포성 형태로 전달하는데 매우 적합하다.Preferred aspects of the targeting aspect of the invention will include one or more cartilage protectors encapsulated or contained within nanoparticles or other delivery vehicles to which the targeting antibody, antibody fragment or other targeting construct is attached. The formulation encapsulated or contained may be any of the anabolic cartilage protectors or catabolic inhibitors described herein having chemical or structural characteristics that make them suitable for encapsulation or inclusion in selected nanoparticles or other delivery vehicles. have. In addition, agents that are highly sensitive to metabolic degradation from systemic administration (eg proteins and peptides), or agents that cause adverse side effects when administered systemically without targeting, are preferred for targeting. For example, a class of anabolic cartilage protectors (transforming growth factor (TGF) -β super-family, insulin-like growth factor and fibroblast growth, including TGF-β agonists and bone morphogenic protein agonists, as described below) As each agent in the factor) and the particular agent in the catabolic inhibitor classes described below (interleukin-1 receptor antagonists and TNF-α receptor antagonists) are proteins, they are very useful for delivering in targeted encapsulated form. Suitable.

본 발명의 가장 바람직한 표적화 피포성 조성물은 동일한 표적화 면역입자(또는 기타 표적화 입자) 내에 피포된 동화작용성 연골 보호제와 이화 작용 억제성 연골 보호제 둘 다를 포함할 것이며, 바람직하게는 이들 제제 둘 다가 단백질이다. 또 다른 한편으론, 각 제제를 별도로 피막 형성시킬 수 있으며, 2가지 (또는 2가지 이상) 유형의 표적화 입자의 혼합물을 투여할 수 있거나, 덜 바람직하게는 2가지 이상의 표적화 제제를 연속적이거나 순차적으로 별도로 전달하여 관절 내에 상기 제제가 동시에 존재하도록 할 수 있다.Most preferred targeting encapsulant compositions of the invention will include both anabolic cartilage protectors and catabolic cartilage protectants encapsulated within the same targeting immunoparticle (or other targeting particles), preferably both agents are proteins. . Alternatively, each agent may be encapsulated separately and a mixture of two (or more than two) types of targeting particles may be administered, or less preferably two or more targeting agents may be continuously or sequentially separated. Delivery so that the agent is present simultaneously in the joint.

단지 동화작용성 연골 보호제 또는 이화 작용 억제성 제제 만이 피막 형성에 적합할 수 있거나 또는 한 가지 제제가 바람직하지 못한 전신 부작용과 연관되지 않을 수 있는 몇 가지 경우가 있다. 이러한 경우에는, 한 가지 제제를 피포성 표적화 형태로 전달할 수 있는 반면, 다른 제제는 비-표적화, 비-피포성 형태로 전달하는데, 이는 혼합물로서 동일한 투여 형태로 함께 전달하거나 별개로 전달한다.There are some cases where only anabolic cartilage protectors or catabolic inhibitors may be suitable for encapsulation or one agent may not be associated with undesirable systemic side effects. In such cases, one agent may be delivered in encapsulated targeting form, while the other agent is delivered in non-targeted, non-encapsulated form, which are delivered together or separately in the same dosage form as a mixture.

동화작용성 제제와 이화 작용 억제제 둘 다를 투여하는 것처럼 바람직하지 않을 수도 있지만, 상기 언급된 조합물에 의해 제공된 이점 모두가 제공된다면, 관절 내에 국재된 항원을 표적으로 하는 면역입자 내에 피포된 단일 연골 보호제(동화 작용 증진성 또는 이화 작용 억제성)을 전달하는 것도 가능하다.While it may not be desirable to administer both anabolic agents and catabolic inhibitors, provided all of the benefits provided by the combinations mentioned above, a single cartilage protector encapsulated in an immunoparticle targeting an antigen localized in the joint (Promotes assimilation or catabolic).

E.제제의 피막 형성 E. Film Formation of Formulations

특정 물질의 크기는 이것이 활액성 모세관 벽을 침투하여 전신 순환계로부터 관절 내로 이동할 수 있는지를 결정하는 중요한 인자이다. 활액성 모세관 벽을 가로 질로 이동할 수 있는 입자의 최대 직경은 일반적으로 50 나노미터인 것으로 간주된다. 그러나, 직경이 240 나노미터 이하인 레시틴-피복된 폴리스티렌 입자를 사용한 랫트의 활액성 모세관 침투능력에 대한 몇 가지 연구는 트랜스사이토시스(transcytosis)를 통해 활액성 모세관 벽을 가로질러 수송될 수 있는 것으로 나타났다. 본 발명은 바람직하게는, 크기 분포에 있어 제한되는 피막 형성 입자 부류(예: 나노 입자(바람직하게는 나노구))를 이용함으로써, 활액 침투성 장벽에 의해 부가된 한계를 극복한다.The size of a particular material is an important factor in determining whether it can penetrate the synovial capillary wall and move from the systemic circulation into the joint. The maximum diameter of particles that can cross the synovial capillary wall is generally considered to be 50 nanometers. However, several studies on the synovial capillary penetrating ability of rats using lecithin-coated polystyrene particles up to 240 nanometers in diameter have shown that they can be transported across the synovial capillary wall through transcytosis. . The present invention preferably overcomes the limitations imposed by the synovial permeability barrier by using a class of encapsulating particles, such as nanoparticles (preferably nanospheres), which are limited in size distribution.

본 발명의 지속 방출 투여 형태는 치료제가 분산되어 있는 미립자 및/또는 나노 입자를 포함할 수 있거나, 또는 순수한, 바람직하게는 결정성 고체 형태의 치료제를 포함할 수 있다. 이러한 본 발명의 국면의 치료학적 투여 형태는 지속 방출에 적합한 모든 입체 배치일 수 있다. 본 발명의 바람직한 지속 방출 치료학적 투여 형태는 다음 크기, 생물 분해성 및 생체 적합성 특징을 지닐 것이다.Sustained release dosage forms of the invention may comprise particulates and / or nanoparticles in which the therapeutic agent is dispersed, or may comprise the therapeutic agent in pure, preferably crystalline solid form. This aspect of the therapeutic dosage form may be any steric configuration suitable for sustained release. Preferred sustained release therapeutic dosage forms of the invention will have the following size, biodegradability and biocompatibility characteristics.

본 발명의 표적화 전달 시스템은 직경이 약 5 나노미터 내지 약 750 나노미터, 보다 바람직하게는 약 10 내지 약 500 나노미터, 가장 바람직하게는 약 20 내지 약 200 나노미터인 크기로 제한되는 나노 입자를 활용하는 것이 바람직하다. 질병 상태에서 충분한 침투성을 가져다 주는 것으로 입증된 경우에는 유용하긴 하지만 덜 바람직한 것은 직경이 약 1 내지 약 100 마이크로미터, 보다 바람직하게는 약 1 내지 약 25 마이크로미터, 가장 바람직하게는 약 1 내지 약 10 마이크로미터인 크기 범위의 미립자이다.Targeted delivery systems of the present invention provide for nanoparticles that are limited in size to about 5 nanometers to about 750 nanometers in diameter, more preferably about 10 to about 500 nanometers, and most preferably about 20 to about 200 nanometers in diameter. It is desirable to utilize. Useful, but less preferred, when proven to bring sufficient penetration in a disease state is from about 1 to about 100 micrometers in diameter, more preferably from about 1 to about 25 micrometers, most preferably from about 1 to about 10 Particulates in the size range that are micrometers.

바람직한 입자는 일정 시간에 걸쳐, 바람직하게는 약 1 내지 약 150일, 바람직하게는 약 7 내지 약 60일, 보다 바람직하게는 약 14 내지 약 30일에 걸쳐 치료학적 수준으로 부하된 약물을 생물 분해시키고 방출시키는 생물 분해성 구조물이다. 당업자는 확산과 분해를 포함하지만 이에 제한되지 않는 물리적 과정을 조합함으로써 나노 입자 및 미립자로부터의 약물 방출이 발생될 수 있고, 이것이 동화작용성 치료제와 항-이화작용성 치료제의 조합물과 각 담체 제형에 대해 독특한 복잡한 역학 과정으로써 서술될 수 있다는 것을 인지해야 한다.Preferred particles biodegrade the drug loaded at therapeutic levels over a period of time, preferably from about 1 to about 150 days, preferably from about 7 to about 60 days, more preferably from about 14 to about 30 days. Biodegradable structures that release and release. One skilled in the art can combine drug release from nanoparticles and particulates by combining physical processes, including but not limited to diffusion and degradation, which combinations of anabolic and anti-catabolic therapeutic agents and respective carrier formulations. It should be recognized that this can be described as a unique complex dynamics process.

바람직한 입자는 투여 형태가 투여되는 국소 생리학적 환경 및 관절의 표적화 조직과 생체 적합성이다(생체 적합한 생물분해 산물을 산출하는 것 포함). 적합한 조성물은 하이알루로난, 키토산, 콜라겐, 젤라틴 및 알지네이트를 포함한 천연 중합체로부터 제형화된 생물 분해성 입자를 포함한다. 이들 천연 중합체는 기타 중합체와 조합하여 예를 들어, 키토산 및 젤라틴으로 구성된 공중합체 분자를 생성할 수 있다. 합성 생물 분해성 폴리(알파-하이드록시 에스테르), 예를 들면, 폴리락트산 (PLLA), 폴리글리콜산 (PGA) 및 공중합체 PLGA가, 단백질 치료제, 예를 들면, 사람 성장 호르몬이 혼입된 미립자의 생성에 성공적으로 사용되었다. 본 발명의 표적화 입자를 제조하는데 사용하기 적합할 수 있는 생물 분해성 중합체의 또 다른 예는 양친성 ABA 트리블록 공중합체, 예를 들면, 폴리(에틸렌 옥사이드):폴리(3-하이드록시부티레이트):폴리(에틸렌 옥사이드)이다.Preferred particles are biocompatible with the targeting tissue of the local physiological environment and joints in which the dosage form is administered (including producing biocompatible biodegradable products). Suitable compositions include biodegradable particles formulated from natural polymers including hyaluronan, chitosan, collagen, gelatin and alginate. These natural polymers can be combined with other polymers to produce copolymer molecules composed of, for example, chitosan and gelatin. Synthetic biodegradable poly (alpha-hydroxy esters), such as polylactic acid (PLLA), polyglycolic acid (PGA) and copolymer PLGA, produce microparticles incorporating protein therapeutics such as human growth hormone. Used successfully. Another example of a biodegradable polymer that may be suitable for use in preparing the targeting particles of the present invention is an amphiphilic ABA triblock copolymer such as poly (ethylene oxide): poly (3-hydroxybutyrate): poly (Ethylene oxide).

본 발명의 선택된 연골 보호제와 함께 사용하기 위한 중합체 나노 입자 시스템을 선택하는데 있어서, 피포된 약물의 적절한 생체활성을 보장하는 것이 중요할 수도 있다.In selecting polymeric nanoparticle systems for use with selected cartilage protectors of the present invention, it may be important to ensure the proper bioactivity of the encapsulated drug.

표적화된 생물 분해성 중합체성 나노구를 사용하는 것이 피포된 치료제에 대한 선택된 시차 방출 프로필을 제공하는 이점을 지니고 있다. 몇몇 약물 조합물의 경우에는, 최적의 방출 역학이 이중-방출 과정으로 구성될 수 있는데, 각 활성제는 상이한 지속 방출 역학 프로필을 나타내어 관절 내에서 가장 최적의 약물 약동학을 제공해주는 것으로 나타났다. 당업자는 본원 명세서에 기초하여, 나노 입자 또는 미립자로부터의 최적의 방출 역학이 각각의 개개 약물에 대해 다양할 것이고, 이것이 또한 제형화 동안 입자에 부하된 약물의 양, 입자의 크기, 및 입자 조성에 의해 결정되는 기타 물리화학적 특성의 함수일 것이라는 사실을 인지할 것이다. 관절 내에 잔류하는 피포성 입자로부터의 각 약물에 대한 정량적 방출 속도를 조정하여 활액과 관절내 공간에서 최적의 치료학적 농도를 수득함으로써 목적하는 치료학적 농도가 달성될 것이다. 시험관내 연구를 수행하여, 각 성분(예: 동화작용성 약물 및 이화 작용 억제성 약물)이 한 예로써 7 내지 30일에 걸쳐 지속적인 방출을 나타내는 지속 방출 제형에 대해 이중-방출 역학을 확인할 수 있다. 활액 내로 방출된 각 약물의 양을 정량화하는 방법은 당해 분야에 널리 공지되어 있고, 이에는 방사성 표지된 약물을 측정하는 방법이 포함될 수 있다. 또 다른 한편으론, 형광성 또는 기타 광학 리포터 분자를 공유적으로 부착시켜 표지된 약물을 제조하는 것이 가능하다. 당업자는 각 제제에 특이적인 많은 간접적 정량화 방법, 예를 들면, ELISAs 또는 질량 분광법이 존재한다는 것을 인지할 것이다.The use of targeted biodegradable polymeric nanospheres has the advantage of providing selected differential release profiles for encapsulated therapeutics. For some drug combinations, the optimal release kinetics may consist of a dual-release process, where each active agent has been shown to exhibit a different sustained release kinetics profile to provide the most optimal pharmacokinetics in the joint. Those skilled in the art will, based on the present specification, the optimal release kinetics from the nanoparticles or particulates will vary for each individual drug, which also depends on the amount of drug loaded on the particles, particle size, and particle composition during formulation. It will be appreciated that it will be a function of other physicochemical properties determined by. The desired therapeutic concentration will be achieved by adjusting the quantitative release rate for each drug from the encapsulated particles remaining in the joint to obtain optimal therapeutic concentrations in the synovial fluid and intraarticular space. In vitro studies can be performed to confirm double-release kinetics for sustained release formulations in which each component (eg, anabolic drug and catabolic drug) exhibits sustained release over 7-30 days as an example. . Methods of quantifying the amount of each drug released into the synovial fluid are well known in the art and may include methods of measuring radiolabeled drugs. Alternatively, it is possible to covalently attach fluorescent or other optical reporter molecules to prepare labeled drugs. Those skilled in the art will recognize that there are many indirect quantification methods specific to each agent, such as ELISAs or mass spectroscopy.

실제적인 이유로 인해, 많은 동화작용성 및 이화작용성 조합물에 대한 경우처럼, 실질적으로 크기가 다양한 2개 약물에 대해 유사한 방출 역학을 달성하는 것은 어렵다. 예를 들어, 본 발명의 한 가지 바람직한 양태에서는, 분자량 200 내지 500으로써 특징지워질 수 있는 (예를 들면, SB203580, MW = 377) 이화 작용 억제제, 예를 들면, p38 MAP 키나제 억제제를, 길이가 160개 아미노산이고 MW가 대략 18 Kda인 동화작용성 제제, 예를 들면, 사람 IL-10과 함께 전달하는 것이 요망된다. 각 제제에 대한 지속 방출 속도의 독립적인 제어는 해당 입자의 구조적 조성을 다양하게 하고/하거나 2가지 이상의 면역입자의 혼합물을 창출함으로써 달성할 수 있다. 이 혼합물에서는, 한 가지 세트의 입자가 피포된 동화작용성 제제에 대해 균질한 반면, 별개 세트의 입자는 피포된 이화 작용 억제제에 대해 균질하다. 이러한 두 세트의 혼합된 입자는 이들 각각의 크기와 중합체성 조성에 있어 다양할 수 있지만, 경우에 따라, 이들의 활성제에 대한 유사한 방출 속도에 의해 특징지워지거나 또는 일관되는 방출 속도에 의해 특징지워질 수 있어, 각각의 피포성 제제의 국소 치료학적 효과가 각각 최적화될 것이다.For practical reasons, it is difficult to achieve similar release kinetics for two drugs of varying sizes, as is the case for many assimilation and catabolic combinations. For example, in one preferred embodiment of the invention, catabolic inhibitors, such as p38 MAP kinase inhibitors, which are characterized by a molecular weight of 200 to 500 (eg SB203580, MW = 377), may be 160 in length. Delivery with an anabolic agent, eg, human IL-10, of dog amino acid and MW of approximately 18 Kda is desired. Independent control of the sustained release rate for each agent can be achieved by varying the structural composition of the particle in question and / or creating a mixture of two or more immunoparticles. In this mixture, one set of particles is homogeneous for the encapsulated anabolic agent, while a separate set of particles is homogeneous for the encapsulated catabolic inhibitor. These two sets of mixed particles may vary in their respective size and polymeric composition, but in some cases may be characterized by a similar release rate for their active agent or by a consistent release rate. Thus, the topical therapeutic effects of each encapsulant will each be optimized.

리포솜은 본 발명에 따르는 연골 보호제의 표적화 전신 전달에 바람직한 전달 비히클이 아니다. 나노구와 기타 지속 방출 입자 전달 시스템에 비해, 리포솜은 순환계에서 짧은 반감기를 갖는다. 리포솜 약물 접합체는 간과 비장에서 트랩핑되어, 리포솜 파손과 활성제의 방출을 가져다 줄 수 있다. 따라서, 제제가 관절내에 국재될 때까지 보호되지는 않고 오히려 활성 상태로 전신에 분포된다. 표적화 리포솜성 전달 시스템으로부터의 제제 방출은 고도로 지속적이지 않고, 표적화 면역입자 전달 시스템에 대해서 보다 훨씬 덜 국재된다. 이러한 이유들로 인해, 리포솜을 사용하는 것 보다 입자(예: 나노구)를 사용하는 것이 상당히 바람직하다. 그럼에도 불구하고, 표적화가 고도로 요망되는, 전신적으로 전달된 동화작용성 연골 보호제, 또는 동화작용성 제제를 포함한 연골 보호제의 조합물에 대해서는, 표적화 리포솜이 노출된 약물 전달에 비해 적합하고 이점을 제공해주는 것으로 입증될 수 있다.Liposomes are not preferred delivery vehicles for targeted systemic delivery of cartilage protectors according to the present invention. Compared to nanospheres and other sustained release particle delivery systems, liposomes have a short half-life in the circulation. Liposomal drug conjugates can be trapped in the liver and spleen, resulting in liposome breakage and release of the active agent. Thus, the agent is not protected until localized in the joint, but rather distributed throughout the body in an active state. Agent release from the targeted liposome delivery system is not highly persistent and much less localized than for the targeted immunoparticle delivery system. For these reasons, it is highly desirable to use particles (eg nanospheres) rather than liposomes. Nevertheless, for systemically delivered anabolic cartilage protectors, or combinations of cartilage protectors including anabolic agents, where targeting is highly desired, targeted liposomes provide a suitable and advantageous over exposed drug delivery. Can be proved.

F.피포성 제제에 대한 항체 커플링 F. Antibody Coupling for Encapsulating Agents

공유 또는 비-공유 결합을 통하여 표적화 항체를 지속 방출 나노 입자에 연결하기 위한 대표적인 "커플링"방법에는 표적화 항체의 반응성 그룹(예: 하이드록실, 아미노, 아미도 또는 설프하이드릴 그룹)과, 상기 나노 입자 또는 기타 표적화 비히클 표면 상에 존재하는 (유사한 화학적 성질의) 기타 반응성 그룹 간의 결합을 형성하도록 반응하는 화학적 교차-연결제 및 이종-이작용성 교차-연결 화합물(즉, "연결제")가 포함된다. 표적화 항체와 입자 또는 기타 전달 비히클 간에 형성된 상기 결합에는 다음이 포함될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다: 펩티드 결합, 디설파이드 결합, 티오에스테르 결합, 아미드 결합 및 티오에테르 결합.Representative “coupling” methods for linking a targeting antibody to sustained release nanoparticles via covalent or non-covalent bonds include reactive groups of the targeting antibody (eg, hydroxyl, amino, amido or sulfhydryl groups), and Chemical cross-linkers and hetero-bifunctional cross-linking compounds (ie, "linkers") that react to form bonds between other reactive groups (of similar chemical nature) present on the nanoparticles or other targeting vehicle surfaces Included. Such bonds formed between the targeting antibody and the particles or other delivery vehicles may include, but are not limited to: peptide bonds, disulfide bonds, thioester bonds, amide bonds and thioether bonds.

표적화 단백질(항체)에 대한 지속 방출 투여 형태의 직접적인 접합은 변형된 표적화 항체에 의한 표적화 분자 또는 세포의 인식을 붕괴시킬 수 있다. 리간드샌드위치 부착 기술이 지속 방출 투여 형태를 표적화 결합 단백질(항체)에 부착시키는데 유용한 대체 방안이다. 이들 기술은 표적 세포 집단과 결합하지 않는 단백질을 사용하여 1차 펩티드 또는 단백질 쉘을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 이어서, 결합 단백질을 상기 1차 펩티드 또는 단백질 쉘에 결합하여, 이로써 생성된 작용성 결합 단백질/펩티드를 갖는 입자를 제공한다. 리간드 샌드위치 접근법의 예에는 아비딘 또는 스트렙트아비딘을 "직접" 결합 접근법에 대해 상기 언급된 바와 같은 작용성 그룹을 통하여 입자에 공유적으로 부착시키는 방법이 포함된다. 이러한 결합 단백질은 작용성화 바이오틴을 통하여(예: 활성 에스테르, 하이드라지드, 요오도아세탈, 말레이미딜 또는 기타 작용성 그룹을 통하여), 바람직하게는 최소로 유도체화한다. 아비딘/스트렙트아비딘 1차 단백질 쉘의 이용 가능한 바이오틴 결합 부위에 대한 리간드(즉, 결합 펩티드 또는 단백질/작용성화 바이오틴) 부착은 포화 량의 바이오티닐화 단백질/펩티드를 사용함으로써 이루어진다.Direct conjugation of sustained release dosage forms to the targeting protein (antibody) can disrupt the recognition of the targeting molecule or cell by the modified targeting antibody. Ligandsandwich attachment techniques are useful alternatives for attaching sustained release dosage forms to targeting binding proteins (antibodies). These techniques may include forming a primary peptide or protein shell using a protein that does not bind to the target cell population. The binding protein is then bound to the primary peptide or protein shell, thereby providing a particle with the functional binding protein / peptide produced thereby. Examples of ligand sandwich approaches include a method of covalently attaching avidin or streptavidin to a particle via a functional group as mentioned above for the "direct" binding approach. Such binding proteins are derivatized via functionalized biotin (eg, via active esters, hydrazides, iodoacetals, maleimidyl or other functional groups), preferably to a minimum. Ligand (ie, binding peptide or protein / functionalized biotin) attachment to the available biotin binding site of the avidin / streptavidin primary protein shell is achieved by using a saturated amount of biotinylated protein / peptide.

3.대체 표적화 및 우선적 효과 전달 방법 3. Alternative targeting and delivery of preferential effects

본 발명에서 연골 보호제 및 이의 조합물을 표적화하는 기타 방법, 또는 이러한 제제 또는 조합물이 신체의 다른 부위에 비해 관절에 우선적으로 효능을 나타내도록 하는 기타 방법 또한 본 발명의 범위 내에 속한다. 예를 들어, 활막의 2가지 주요 세포 유형인 매크로파아지 활막 세포(유형 A)와 섬유아세포 활막 세포(유형 B), 및 연골 세포는, 이들 세포의 표면 상에 존재하고 특이적 세포성 표적화에 대한 에피토프로서 제공될 수 있는 각종의 독특한 단백질을 발현하는 것으로 공지되어 있다. 관절에서 우선적으로 발현되거나 또는 염증이 발생되었거나 병든 관절에서 우선적으로 발현되는 단백질에 관한 제제, 및 바람직하게는 동화 작용-증진성 제제와 이화 작용 억제성 제제의 조합물을 선택하는 것이 원하지 않는 전신 효과를 최소화하면서 국소 효과를 우선적으로 증가시킬 수 있다.Other methods of targeting cartilage protectants and combinations thereof in the present invention, or other methods by which such agents or combinations preferentially effect joints over other parts of the body, are also within the scope of the present invention. For example, the two major cell types of the synovial membrane, macrophage synovial cells (type A) and fibroblastic synovial cells (type B), and chondrocytes are present on the surface of these cells and for specific cellular targeting. It is known to express a variety of unique proteins that can serve as epitopes. Undesired systemic effects of selecting agents for proteins that are preferentially expressed in the joint or that are inflamed or preferentially expressed in a diseased joint, and preferably a combination of anabolic-enhancing agents and catabolic inhibitors Local effects can be increased preferentially while minimizing

앞서 논의된 바와 같이, 관절 내의 분자 표적물에는 연골 세포외 매트릭스의 성분, 예를 들면, 연골 특이적 콜라겐(콜라겐 유형 II, IX, X, XI 포함), 아그레칸 및 기타 작은 루이신-풍부 프로테오글리칸(예: 데코린, 비글리칸, 피브로모둘린 및 루미칸)이 포함될 수 있다. 또한, 표적물로서 연골 올리고머성 매트릭스 단백질(COMP) 및 당단백질-39 (HC-gp39)(또한, YKL-40로 명명됨)이 포함된다. 이러한 본 발명의 국면에 사용하기 바람직한 표적은 정상적인 성인 연골에서는 존재하지 않거나 극히 낮은 수준으로 존재할 수 있지만, RA 또는 OA의 특정 단계에 존재하는 생화학적 연골 마커일 수 있다. 마찬가지로, 병들었거나 염증 발생된 상태에서 상향 조절되는 수용체에 대해 특이적인 연골 보호제, 및 바람직하게는 동화 작용 증진성 제제와 이화 작용 억제성 제제의 조합물을 선택하는 것이 신체의 기타 부위에 비해 국소 효과를 우선적으로 증가시킬 수도 있다.As discussed above, molecular targets in joints include components of the cartilage extracellular matrix, such as cartilage specific collagen (including collagen type II, IX, X, XI), aggrecan and other small leucine-rich Proteoglycans such as decorin, bigglycan, fibromodulin, and lumican. Also included as targets are cartilage oligomeric matrix proteins (COMP) and glycoprotein-39 (HC-gp39) (also termed YKL-40). Preferred targets for use in this aspect of the invention may be biochemical cartilage markers present at certain stages of RA or OA, although they may be absent or at extremely low levels in normal adult cartilage. Likewise, the selection of cartilage protectors specific for receptors that are upregulated in a diseased or inflamed state, and preferably a combination of anabolic and catabolic agents, may be topical compared to other parts of the body. The effect may be increased preferentially.

앞서 인지된 바와 같이, 피포된 제제(들)를 상응하는 표적화 항체(또는 항체 단편)과 커플링함으로써, 이러한 피포된 제제(들)를 관절 내의 하나 이상의 구조물에 대해 표적화할 수 있다. 잠재적으로, 관절에 전신 투여된 약물의 표적화와 전달을 달성하기 위해 관절의 국소 환경 내에서 절단되는 연결을 이용하여, 상기 항체를 노출된 약물 자체에 커플링할 수도 있다. 유사하게, 본 발명의 동화 작용-증진성 및 이화 작용 억제성 조성물에 포함되는 연골 보호제는, 이들이 신체의 다른 부위에 비해 관절 내의 부위에 대해 우선적으로 작용함으로써 활막 세포 및/또는 연골 세포 및/또는 세포외 매트릭스 성분에 대해 우선적으로 이들의 효과를 발휘하도록 선택될 수 있다.As noted above, by coupling the encapsulated agent (s) with the corresponding targeting antibody (or antibody fragment), such encapsulated agent (s) can be targeted to one or more structures in the joint. Potentially, the antibody may be coupled to the exposed drug itself using a linkage cleaved within the local environment of the joint to achieve targeting and delivery of the drug systemically administered to the joint. Similarly, cartilage protectors included in the assimilation-promoting and catabolic inhibitory compositions of the present invention are characterized in that synovial and / or chondrocytes and / or It may be chosen to exert their effect on extracellular matrix components preferentially.

E. 전달 비히클 및 투여량의 선택 방법E. Methods of Selecting Delivery Vehicles and Dosages

선택된 제제를 전달하기 위해 본 발명에 따라서 사용될 특정의 나노구 시스템과 표적화 항체 또는 단편, 및 표적화 조성물에 포함될 치료제의 정확한 부하 또는 투여량은 본 발명에 따라서 분석적으로 결정할 수 있다. 이러한 분석 방법에는 피포된 치료제를 함유하는 항체-표지된 나노구(또는 기타 표적화 입자)를 이러한 진단 시험이 필요한 환자에게 투여하고, 이 환자를 대상으로 영상화 분석을 수행하여 약물-함유 나노구의 위치를 결정하는 것을 포함한다. 이어서, 영상화 분석을 이용함으로써, 환자 관절 내의 침착 정도를 결정할 수 있다. 영상화 분석은 의학 분야에 널리 공지되어 있고, 이에는 x선 분석, 자기 공명 영상화(MRI) 또는 전산화 단층촬영술(CT)이 포함되지만, 이에 제한되지 않는다. 바람직한 양태에서는, 관절-표적화 항체를, 환자 내에서 영상화할 수 있는 탐지 가능한 제제로 표지시킬 수 있다. 예를 들어, 표적화 항체를 x선 분석에 사용될 수 있는 콘트라스트 제제(예: 바륨), 또는 MRI 또는 CT를 사용하여 탐지할 수 있는 자기 콘트라스트 제제(예: 가돌리늄 킬레이트)로 표지시킬 수 있다. 기타 표지화 제제에는 방사성 동위원소,예를 들면,99Tc가 포함되지만, 이에 제한되지 않는다. 영상화 분석 이외에도, 관절(예: 활액성 조직) 내에서의 입자의 존재 여부와 농도를 결정하기 위해 환자로부터 생검을 획득할 수 있다.The exact loading or dosage of the particular nanosphere system and targeting antibody or fragment to be used in accordance with the present invention to deliver the selected agent and the therapeutic agent to be included in the targeting composition can be determined analytically in accordance with the present invention. This assay involves administering antibody-labeled nanospheres (or other targeting particles) containing the encapsulated therapeutic agent to a patient in need of such a diagnostic test and performing imaging analysis on the patient to determine the location of drug-containing nanospheres. It includes determining. Imaging analysis can then be used to determine the degree of deposition in the patient's joints. Imaging analysis is well known in the medical arts, including but not limited to x-ray analysis, magnetic resonance imaging (MRI) or computed tomography (CT). In a preferred embodiment, the joint-targeted antibody can be labeled with a detectable agent that can be imaged in the patient. For example, the targeting antibody can be labeled with a contrast agent (eg barium) that can be used for x-ray analysis, or a magnetic contrast agent (eg gadolinium chelate) that can be detected using MRI or CT. Other labeling agents include, but are not limited to, radioisotopes, such as 99 Tc. In addition to imaging analysis, biopsies can be obtained from a patient to determine the presence and concentration of particles in the joint (eg, synovial tissue).

본 발명의 국소 전달 양태는 국소적으로 전달될 때, 국소 전달 부위(예: 관절)에서 예정된 수준의 억제 또는 치료학적 효과를 제공하기에 충분한, 치료제에 대한 적합한 농도 측면에서 언급하였다. 전신 전달된 경우에는, 보다 큰 농도 또는 투여량의 제제가 필요할 것이다. 이러한 전신 투여량 및/또는 농도는, 모든 대사적 변환 과정 후에, 목적하는 수준의 국소 치료학적 효과를 달성하는데 필요한 잠재적 연골 분해의 목적 부위에 충분한 활성제(들)를 공급해주는데 요구되는 양이다. 특히, 전신 투여량 및/또는 농도에 적합한 치료학적 및 바람직한 수준은, 앞서 기재된 국소 전달 치료학적 및 바람직한 농도 범위 내에 있는 농도 수준으로 국소 부위(예: 관절)에 활성제를 공급해주는 수준이다.Topical delivery embodiments of the invention are mentioned in terms of suitable concentrations for therapeutic agents, when delivered locally, sufficient to provide a predetermined level of inhibition or therapeutic effect at the local delivery site (eg, joint). If systemically delivered, larger concentrations or dosages of formulation will be needed. Such systemic dosages and / or concentrations are those required to provide sufficient active agent (s) to the target site of potential cartilage degradation necessary to achieve the desired level of topical therapeutic effect after all metabolic transformation processes. In particular, therapeutic and preferred levels suitable for systemic dosages and / or concentrations are those which provide the active agent to a local site (eg joint) at a concentration level within the previously described topical delivery therapeutic and preferred concentration ranges.

표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 목적하는 지속 방출 기간의 상당 기간에 걸쳐 목적하는 수준의 치료학적 효과를 달성시키는 예정된 지속 방출 기간 동안 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 제공하기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다. 따라서, 관절 또는 관절의 국소 환경에 도달하기 전에 일어나는 제제의 모든 대사적 변환을 고려하여, 관절에 의해 흡수되는 예정 량의 피포성 제제를 제공하기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 포함된다. 관절에 도달하는 이와 같은 예정 량의 피포성 제제가 본원 명세 내용에 따라서 결정될 것이므로, 나노구 또는 기타 피포성 전달 시스템이 분해됨에 따라, 목적하는 지속 방출 기간(예를 들면, 1일 내지 4주, 보다 바람직하게는 1일 내지 2주) 동안 상기 제제에 대한 치료학적 농도 범위 내의 국소 농도를 제공하도록 제제가 해당 국소 부위에 방출된다.In the case of a targeted sustained release delivery system, a dosage of the agent sufficient to provide a local concentration at the joint or site of action during a predetermined sustained release period to achieve a desired level of therapeutic effect over a substantial period of the desired sustained release period, or The loading is included in the composition of the present invention. Thus, formulation doses or loadings sufficient to provide a predetermined amount of encapsulated preparation absorbed by the joint are included, taking into account all the metabolic transformation of the formulation that occurs prior to reaching the joint or local environment of the joint. Since such predetermined amount of encapsulating agent reaching the joint will be determined in accordance with the present disclosure, as the nanospheres or other encapsulating delivery systems degrade, the desired sustained release period (eg, 1 to 4 weeks, More preferably from 1 to 2 weeks) to provide a local concentration within the therapeutic concentration range for the agent.

IV.연골 분해 억제용 제제 IV. Formulation for inhibiting cartilage degradation

다음은 본 발명의 조성물에 사용하기 적합한 연골 보호제 부류의 예와 각 부류 내의 약물의 예에 관해 기재한 것이다. 특정 이론에 얽매이는 것은 아니지만, 제제를 작동성이도록 하는 것으로 여겨지는 각종 부류의 제제 선택에 대한 배후 해명도 또한 제시된다.The following describes examples of classes of cartilage protectors suitable for use in the compositions of the present invention and examples of drugs in each class. While not wishing to be bound by any theory, a clarification behind the selection of the various classes of formulations that are believed to render the formulations operable is also presented.

1.인터루킨-1 (IL-1) 수용체 길항제 1. Interleukin-1 (IL-1) Receptor Antagonists

인터루킨 IL-1은 2가지 형태, 즉 IL-1α 및 IL-1β로 존재하는데, 이들은 유사한 스펙트럼의 면역조정 기능과 프로-염증성 기능을 공유하는 별개의 유전자 생성물로부터 유도된 폴리펩티드이다. IL-1은 활액성 섬유아세포 및 매크로파아지, 연골 세포, 내피 세포 및 단구 및 매크로파아지를 포함한, 관절 내의 수 많은 세포 유형에 의해 생성되고 이들에 대해 작용할 수 있는 17 kD 폴리펩티드이다. 이 관절 염증에 있어 결정적인 역할을 하고, 손상된 관절에서 발생하는 관절성 연골의 병리생리학적 손실에 있어 결정적인 역할을 한다는 실재적 증거가 있다.Interleukin IL-1 exists in two forms, IL-1α and IL-1β, which are polypeptides derived from separate gene products that share a similar spectrum of immunomodulatory and pro-inflammatory functions. IL-1 is a 17 kD polypeptide that can be produced and acted on by numerous cell types in the joint, including synovial fibroblasts and macrophages, chondrocytes, endothelial cells and monocytes and macrophages. There is substantial evidence that it plays a decisive role in inflammation of the joints and plays a decisive role in the pathophysiological loss of articular cartilage that occurs in damaged joints.

이러한 연골 파괴성 사이토킨 양 형태의 작용은 2개의 IL-1 수용체(IL-1R), 즉 유형 I IL-1 또는 유형 II IL-1 수용체 중의 하나에 의해 매개된다. IL-1 수용체들은 구조적으로 별개이며, 이들은 면역글로불린 결합 도메인의 존재를 특징으로 하는 별도의 슈퍼-계열에 속한다. 이들 수용체는 면역글로불린 도메인을 함유하는 기타 수용체와 밀접한 아미노산 상동성을 보유하고 있다. 보다 큰 유형 I IL-1 수용체의 발현이 T 세포와 섬유아세포 상에 존재하는 반면, 보다 작은 유형 II IL-1 수용체는 B 세포, 단구, 호중구 및 골수 세포 상에 존재한다.The action of both cartilage destructive cytokine forms is mediated by two IL-1 receptors (IL-1R), either type I IL-1 or type II IL-1 receptors. IL-1 receptors are structurally separate and they belong to a separate super-family characterized by the presence of an immunoglobulin binding domain. These receptors have close amino acid homology with other receptors containing immunoglobulin domains. While expression of larger type I IL-1 receptors is present on T cells and fibroblasts, smaller type II IL-1 receptors are present on B cells, monocytes, neutrophils and myeloid cells.

유형 II IL-1 수용체는 IL-1β와 고 친화도로 결합하지만, IL-1b 결합이 유형 I IL-1 수용체에 대한 결합시 행해진 바와 같은 세포내 시그널 형질도입을 개시하지는 못한다. 이와는 대조적으로, 유형 II 수용체는 세포로부터 떨어진 것으로 밝혀진 가용성 IL-1 결합 인자에 대한 전구체로서 제공되고, 이러한 가용성 수용체는 생리학적 IL-1β 길항제로서 작용한다. 유형 II 수용체의 가용성 외부 부분에 상응하는 천연 IL-1 결합 단백질이 보고되었다.The type II IL-1 receptor binds with high affinity with IL-1β but does not initiate intracellular signal transduction as IL-1b binding is done upon binding to the type I IL-1 receptor. In contrast, type II receptors serve as precursors to soluble IL-1 binding factors found to be separated from cells, and these soluble receptors act as physiological IL-1β antagonists. Natural IL-1 binding proteins have been reported that correspond to the soluble outer portion of the type II receptor.

IL-1 수용체 길항제 (sIL-1RA, IL-1Ra, IL-1ra)로서 지칭되기도 하는, IL-1 수용체와 결합하는 천연의 분비된 가용성 리간드를 클로닝하고, 서열 분석한 결과, 22 kD 단백질을 암호화하는 것으로 밝혀졌다. IL-1Ra는 유형 I IL-1 수용체와 유형 II IL-1 수용체 둘 다에 대한 IL-1α 및 IL-1β의 결합을 경쟁적으로 억제한다. IL-1Ra는 순수한 수용체 길항제인데, 이는 수용체에 대한 이의 결합이 막 관련 IL-1 수용체의 세포성 시그널 형질도입 가동부분을 활성화시키지 않기 때문이다. IL-1Rs에 대한 상기 단백질의 고 친화성 결합에도 불구하고, 유형 I IL-1R을 발현하는 세포의 IL-1 생물학적 반응을 억제시키는 데에는 10 내지 100배 몰 과량이 요구된다. IL-1Ra를 생성하는 것으로 공지된 세포에는 단구, 호중구, 매크로파아지, 활막 세포 및 연골 세포가 포함된다. IL-1Ra는 PGE2합성, 프로-염증성 사이토킨 및MMPs의 유도, 및 산화질소 생성을 억제하는 것으로 밝혀졌다. 분비된 IL-1Ra는 실험적으로 유도된 염증 동안 생체내에서 방출된다. 중요하게는, IL-1Ra가 활액성 조직에서 발현되고 정상적인 사람 활액에 존재한다. 무릎이 손상된 환자에게서는, 활액 중의 IL-1Ra의 수준이 손상 후 급성 기에서 급격하게 증가하고, 연속해서 준급성 상태와 만성 상태에서는 정상 수준 이하로 감소한다 따라서, IL-1Ra는 관절 손상에 반응하여 생리학적 역할을 하는 것을 밝혀졌다.Cloning and sequencing of naturally secreted soluble ligands that bind to IL-1 receptor, also referred to as IL-1 receptor antagonist (sIL-1RA, IL-1Ra, IL-1ra), encodes a 22 kD protein Turned out to be. IL-1Ra competitively inhibits binding of IL-1α and IL-1β to both type I IL-1 receptors and type II IL-1 receptors. IL-1Ra is a pure receptor antagonist because its binding to the receptor does not activate the cellular signal transduction moving parts of the membrane-associated IL-1 receptor. Despite the high affinity binding of these proteins to IL-1Rs, a 10-100 fold molar excess is required to inhibit the IL-1 biological response of cells expressing type I IL-1R. Cells known to produce IL-1Ra include monocytes, neutrophils, macrophages, synovial cells, and chondrocytes. IL-1Ra has been shown to inhibit PGE 2 synthesis, induction of pro-inflammatory cytokines and MMPs, and nitric oxide production. Secreted IL-1Ra is released in vivo during experimentally induced inflammation. Importantly, IL-1Ra is expressed in synovial tissue and is present in normal human synovial fluid. In patients with injured knees, the level of IL-1Ra in synovial fluid increases rapidly in the acute phase after injury, and subsequently decreases below normal levels in subacute and chronic conditions. It has been shown to play a physiological role.

IL-1은 연골 세포와 활막 세포 둘 다에 의한 파괴성 효소와 프로-염증성 사이토킨의 생성을 자극하는 능력으로 인해 관절 파괴에 있어 결정적인 역할을 하는 우점적 연골 파괴성 사이토킨으로 간주된다. 더욱이, IL-1b는 연골 세포에 의한 프로테오글리칸과 콜라겐 합성의 강력한 억제제이다. 세포성 수준에서는, 활액성 섬유아세포의IL-1β-유도된 반응에 PGE2, 콜라게나제 및 기타 중성 프로테아제의 생성 증가, 및 프로-염증성 사이토킨인 IL-6 및 IL-8의 상향 조절이 포함된다.IL-1 is considered a predominant cartilage destructive cytokine that plays a decisive role in joint destruction due to its ability to stimulate the production of destructive enzymes and pro-inflammatory cytokines by both chondrocytes and synovial cells. Moreover, IL-1b is a potent inhibitor of proteoglycan and collagen synthesis by chondrocytes. At the cellular level, IL-1β-induced responses of synovial fibroblasts include increased production of PGE2, collagenase and other neutral proteases, and upregulation of the pro-inflammatory cytokines IL-6 and IL-8 .

관절염에 걸린 환자의 관절액에 존재하는 IL-1은 연골 세포를 자극하여 1) 증가 량의 효소, 예를 들면, 스트로멜리신, 섬유아세포 및 호중구 콜라게나제 및 플라스미노겐 활성화제를 합성하고; 2) 플라스미노겐 활성화제 억제제-1 및 TIMP의 합성을 억제한다. 또한, IL-1β는 관절성 연골 내의 콜라겐 주력(predominant) 형태인 유형 II 콜라겐, 및 프로테오글리칸 등의 매트릭스 구성분 합성에 대한 강력한 억제제이다. 억제제 수준과 프로테아제 수준 간의 불균형은 활성 프로테아제의양 증가를 유발시킨다. 이러한 증가는 매트릭스 생합성 억제와 조합하여 연골 분해를 가져다 준다. 동물 연구에서, IL-1을 래빗트 무릎 관절에 주사한 결과, 관절성 연골로부터 프로테오글리칸이 고갈된다.IL-1 present in the articular fluid of patients with arthritis stimulates chondrocytes to 1) synthesize an increased amount of enzymes such as stromelysine, fibroblasts and neutrophil collagenase and plasminogen activator; 2) inhibits the synthesis of plasminogen activator inhibitor-1 and TIMP. In addition, IL-1β is a potent inhibitor of the synthesis of matrix components, such as type II collagen, a prodominant form in articular cartilage, and proteoglycans. An imbalance between inhibitor levels and protease levels leads to an increase in the amount of active protease. This increase results in cartilage degradation in combination with matrix biosynthesis inhibition. In animal studies, injection of IL-1 into rabbit knee joints results in depletion of proteoglycans from articular cartilage.

IL-1은 만성 활막염과 연골 분해의 병인론에 관련된 주요 사이토킨 중의 하나이기 때문에, 이의 생성을 감소시키거나 이의 작용을 차단시키는 것이 활액성 염증을 저하시키고 연골 보호 효과를 제공하는 새로운 치료법에 대한 적당한 전략을 나타낸다. 1) IL-1Ra 및 가용성 IL-1 수용체를 포함한, 지금까지 성상 확인된 IL-1 활성의 천연 특이적 억제제의 사용; 2) 항- IL-1 Abs의 사용; 3) 펩티드성 또는 비-펩티드성일 수 있는 소분자 길항제의 사용를 포함한, 효능제 IL-1과 이의 천연 막 결합된 수용체와의 상호작용을 길항시키기 위한 각종의 치료학적 접근법을 활용할 수 있다.Since IL-1 is one of the major cytokines involved in the pathogenesis of chronic synovitis and cartilage degradation, reducing its production or blocking its action is a suitable strategy for new therapies that reduce synovial inflammation and provide cartilage protection. Indicates. 1) the use of naturally specific inhibitors of IL-1 activity so far identified, including IL-1Ra and soluble IL-1 receptors; 2) use of anti-IL-1 Abs; 3) Various therapeutic approaches can be utilized to antagonize the interaction of agonist IL-1 with its natural membrane bound receptor, including the use of small molecule antagonists, which may be peptidic or non-peptidic.

이러한 주요 사이토킨의 작용을 차단시키는 능력은 관절 내의 많은 세포 유형(예; 활액성 섬유아세포 및 연골 세포)에 대해 효과를 발휘하여, 후속 병리학적 효과, 예를 들면, 관절 내로의 염증 세포의 침윤, 활액 과형성, 활액 세포 활성화 뿐만 아니라 연골 파손 및 연골 매트릭스 합성 억제를 억제시킬 것이다. IL-1 수용체 길항제는 IL-1에 의한 염증 반응 증식을 차단시킴으로써, 질병 과정을 방해해야 한다. 수 많은 IL-1 수용체 길항제의 치료학적 잠재력이 염증과 관절염(RA 및 OA)의 동물 모델에서 정립되었다. RA 환자는 IL-1Ra를 피하 주사하거나 가용성 유형 I IL-1R을 관절내 주사한 후에 임상적으로 개선되었다.The ability to block the action of these major cytokines exerts effects on many cell types in the joints (eg, synovial fibroblasts and chondrocytes) such that subsequent pathological effects, such as infiltration of inflammatory cells into the joints, It will inhibit synovial hyperplasia, synovial cell activation as well as inhibiting cartilage breakage and cartilage matrix synthesis. IL-1 receptor antagonists should interfere with the disease process by blocking the proliferation of inflammatory responses by IL-1. The therapeutic potential of numerous IL-1 receptor antagonists has been established in animal models of inflammation and arthritis (RA and OA). RA patients were clinically improved after subcutaneous injection of IL-1Ra or intraarticular injection of soluble Type I IL-1R.

IL-1β 및 IL-1Ra의 효과는 이들 각각의 국소 농도에 좌우된다. RA 활막 조각 상등액에서는, IL-1β수준이 IL-1Ra 수준 보다 3배 정도 더 높았다. 따라서, IL-1Ra의 자발적 국소 생성이 IL-1β 효과를 억제하는데 충분하지 못한데, 이는 유형 I IL-1R을 발현하는 세포에서 IL-1-유도된 생물학적 반응을 억제시키기 위해서는 보다 큰(10 내지 100배) 몰 과량의 IL-1Ra가 요구되기 때문이다. 따라서, RA 환자 중에서 사람 자원자 중의 IL-1을 생체내에서 차단하기 위해서는 고 용량의 IL-1Ra가 사용되었다. 활막 내에 국소적으로 존재하는 IL-1Ra는 염증 발생된 조직에서의 백혈구 축적, PGE2생성 및 활액 세포에 의한 콜라게나제 생성과 같은, 활막염에서 IL-1-매개된 과정의 적어도 일부를 하향 조절하는 음성적 시그널을 제공한다. 개의(canine) ACL 모델에서 IL-1Ra를 관절에 직접적으로 주사하고, IL-1Ra 유전자를 사람 활액성 섬유아세포 내로 형질감염시키는 것에 근거한 유전자 요법 접근법을 이용함으로써, IL-1Ra의 연골 보호 효과를 입증하였다.The effects of IL-1β and IL-1Ra depend on their respective local concentrations. In RA synovial fragment supernatant, IL-1β levels were about three times higher than IL-1Ra levels. Thus, spontaneous local production of IL-1Ra is not sufficient to inhibit the IL-1β effect, which is greater (10 to 100) to inhibit IL-1-induced biological responses in cells expressing type I IL-1R. 2) molar excess of IL-1Ra is required. Therefore, high doses of IL-1Ra have been used to block IL-1 in human volunteers in RA in vivo. Locally present in the synovial membrane, IL-1Ra down-regulates at least some of the IL-1-mediated processes in synoviitis, such as leukocyte accumulation, PGE 2 production, and collagenase production by synovial cells in inflamed tissues. To provide a negative signal. Demonstrating the cartilage protection effect of IL-1Ra by using a gene therapy approach based on direct injection of IL-1Ra into the joints and transfecting the IL-1Ra gene into human synovial fibroblasts in a canine ACL model It was.

본 발명은 IL-1R의 세포외 도메인으로 구성되고 용액 중의 IL-1 사이토킨 분자와 결합할 수 있는 IL-1 가용성 수용체 단백질의 국소 및 전신 전달을 기술하고 있다. 예로써 특히, 미국 특허 제5,319,071호 및 제5,726,148호에 기재된 바와 같은 아미노산 서열 1-312를 필수적으로 포함하는 가용성 사람 IL-1 수용체(shuIL-1R) 폴리펩티드가, 소염 부류, 진통 부류 또는 연골 보호 부류 중에서 선택된 하나 이상의 약물과 조합하여 사용되는 것으로 본원에 기재되어 있다. 또 다른 한편으론, sIL-1R 결합 도메인 폴리펩티드로 이루어진 융합 단백질의 국소 또는 전신 전달이 미국 특허 제5,319,071호에 기재된 바와 같이, 연골 보호를 증진시키기 위해사용되는 것으로 제안된다. 또한, 미국 특허 제5,817,306호에 기재된 바와 같은 IL-1 수용체 길항제의 국소 또는 전신 전달이 본 발명에 사용하는 것으로 기술된다. shuIL-1R 가용성 수용체는 IL-1과 나노몰 친화도로 결합하는 것으로 밝혀졌다. 치료학적 유효 농도의 IL-1R 가용성 수용체, 예를 들면, shuIL-1R를 국소적으로 전달하는 것은 하나 이상의 연골 보호 약물, 소염 약물, 또는 진통 약물과 조합하여 관주 용액 중에서(예를 들면, 관절경 이용한 외과적 처치 동안) 또는 관절에 직접적으로 주사함으로써 일어날 수 있고, 이는 각종 염증 질환 또는 병리생리학적 질환의 관절 조직에 국소적으로 적용될 때 연골 보호제로서 본원에 기술된다. 또 다른 한편, 상기 제제는, 예를 들어, 표적화 전신 전달 시스템 중에서 전신 전달될 수 있다. 이러한 치료법은 콜라게나제-1과 스트로멜리신-1 생성의 IL-1 자극을 선제적으로 억제할 것이다. IL-1 및/또는 a에 대한 유형 1 가용성 수용체의 국소 생성을 위한 유전자 전달에 기초한 완전히 상이한 방법을 이용하여, 이들 사이토킨에 대한 가용성 수용체의 존재가 항원-유도된 관절염의 급성 염증 상 동안 래빗트 무릎 관절에 대한 보호를 부여할 있다는 사실을 밝혀내었다.The present invention describes local and systemic delivery of IL-1 soluble receptor proteins composed of the extracellular domain of IL-1R and capable of binding to IL-1 cytokine molecules in solution. By way of example, in particular, soluble human IL-1 receptor (shuIL-1R) polypeptides essentially comprising amino acid sequences 1-312 as described in US Pat. Nos. 5,319,071 and 5,726,148 are anti-inflammatory class, analgesic class or cartilage protecting class. It is described herein for use in combination with one or more drugs selected from. On the other hand, local or systemic delivery of fusion proteins consisting of sIL-1R binding domain polypeptides is proposed to be used to enhance cartilage protection, as described in US Pat. No. 5,319,071. In addition, local or systemic delivery of IL-1 receptor antagonists as described in US Pat. No. 5,817,306 is described for use in the present invention. The shuIL-1R soluble receptor has been shown to bind IL-1 with nanomolar affinity. Local delivery of a therapeutically effective concentration of an IL-1R soluble receptor, such as shuIL-1R, may be achieved in irrigation solution (eg, arthroscopy in combination with one or more cartilage protective drugs, anti-inflammatory drugs, or analgesic drugs). Or by direct injection into the joint, which is described herein as a cartilage protectant when applied topically to joint tissue of various inflammatory or pathophysiological diseases. Alternatively, the agent can be systemically delivered, for example, in a targeted systemic delivery system. This therapy will proactively inhibit IL-1 stimulation of collagenase-1 and stromelysin-1 production. Using completely different methods based on gene delivery for the local production of type 1 soluble receptors for IL-1 and / or a, the presence of soluble receptors for these cytokines is rabbet during the acute inflammatory phase of antigen-induced arthritis It has been found to provide protection for the knee joint.

사람 유형 I IL-1 수용체와 고 친화도로 특이적으로 결합하는 IL-1 수용체 길항제 펩티드(11 내지 15개 아미노산)가 연골 보호제로서 본 발명에 사용하기 적합하다. 이들 작은 펩티드는 보다 큰 재조합 IL-1 가용성 수용체 또는 재조합 IL-1ra에 비해 많은 이점을 제공하는데, 이러한 이점은 합성이 용이하고, 합성 비용이 저렴하며, 생물학적 장벽 침투 능력이 있다는 것이다. 시험관내 효능에 근거하여가장 강력한 펩티드 중의 2개는 Ac-FEWTPGWYQJYALPL-NH2(AF12198, IC50=0.5-2nM) 및 Ac-FEWTPGWYQJY-NH2(AF11567)이다. AF11567은 4 C-말단 잔사가 결여되고 유형 I IL-1 수용체에 대한 약간 낮은 친화도를 나타내지만, 2.3 내지 2.6시간의 유사한 혈장 반감기를 보유하고 있는, AF12198의 절단된 변형물이다. 정맥내 주입을 통하여 전신 투여되는 경우에는, 용해도 불량과 신속한 대사 작용이 AF12198의 생체내 효능을 제한하는 것으로 여겨진다. 이러한 한계점들은 직접적인 국소 전달 방법, 예를 들면, 관절내 관절 공간으로의 주사, 또는 외과적 관주액 또는 기타 주입액 내의 봉입을 통하여, 또는 앞서 기재된 바와 같은 표적화 전달 비히클을 사용하는 전신 전달을 통하여 부분적으로 극복된다. 본 발명에 적합한 IL-1 수용체 길항제 제제의 예가 다음에 열거된다. 국소 전달(즉, 주사, 주입 및 관주)과 전신 전달(표적화 전달 시스템의 사용 포함)의 모든 방식에 대해, 각각의 적합한 제제의 최적의 용량 및/또는 농도는 치료학적으로 유효한 것이다. 한 예로서, 열거된 제제 각각에 대해, 열거된 제제를 함유하는 관주 용액의 바람직한 및 가장 바람직한 농도가 제공된다. 이러한 농도는 치료학적으로 유효한 것으로 예상된다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.IL-1 receptor antagonist peptides (11-15 amino acids) that specifically bind to human type I IL-1 receptors with high affinity are suitable for use in the present invention as cartilage protectors. These small peptides offer many advantages over larger recombinant IL-1 soluble receptors or recombinant IL-1ra, which are easy to synthesize, inexpensive to synthesize, and capable of penetrating biological barriers. Two of the most potent peptides based on in vitro efficacy are Ac-FEWTPGWYQJYALPL-NH 2 (AF12198, IC 50 = 0.5-2 nM) and Ac-FEWTPGWYQJY-NH 2 (AF11567). AF11567 is a truncated variant of AF12198, lacking a 4 C-terminal residue and exhibiting a slightly lower affinity for the type I IL-1 receptor, but having a similar plasma half-life of 2.3 to 2.6 hours. When administered systemically via intravenous infusion, poor solubility and rapid metabolism are believed to limit the in vivo efficacy of AF12198. These limitations may be partially due to direct local delivery methods, such as injection into intraarticular joint spaces, or inclusion in surgical irrigation or other infusions, or through systemic delivery using a targeted delivery vehicle as described above. To be overcome. Examples of IL-1 receptor antagonist formulations suitable for the present invention are listed below. For all modes of local delivery (ie injection, infusion and irrigation) and systemic delivery (including the use of targeted delivery systems), the optimal dose and / or concentration of each suitable agent is therapeutically effective. As an example, for each of the listed formulations, the preferred and most preferred concentrations of irrigation solutions containing the listed formulations are provided. Such concentrations are expected to be therapeutically effective. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

인터루킨-1 수용체 길항제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and Preferred Concentrations of Interleukin-1 Receptor Antagonists 화합물compound 국소 전달 치료학농도(nM)Local delivery therapeutic concentration (nM) 가장 바람직한 국소전달 농도(nM)Most desirable local delivery concentration (nM) rshuIL-1RrshuIL-1R 0.2-20000.2-2000 200200 rhIL-1rarhIL-1ra 0.2-20000.2-2000 200200 항-IL1-항체Anti-IL1-antibody 0.2-20000.2-2000 200200 AF12198AF12198 0.2-20000.2-2000 200200 AF11567AF11567 0.2-20000.2-2000 200200

2.종양 괴사 인자 (TNF) 수용체 길항제 2. Tumor Necrosis Factor (TNF) Receptor Antagonist

활성화된 매크로파아지에 의해 주로 생성되는 사이토킨인TNF-α는 특이적 TNF 수용체에 의해 매개되는 몇 가지 유전자의 전사 조절을 포함한 수 많은 생물학적 작용 뿐만 아니라 면역조절 활성을 지니고 있다. 본래는 및로 명명된 2가지 상이한 수용체를 클론닝하고 서열 분석한 결과, 이것이 가용성 수용체로서 생성된다는 사실을 밝혀내었다.TNF-α, a cytokine produced primarily by activated macrophages, has immunomodulatory activity as well as numerous biological actions, including transcriptional regulation of several genes mediated by specific TNF receptors. Cloning and sequencing of two different receptors, originally named and, revealed that it is produced as a soluble receptor.

이러한 계열의 수용체는 이들의 세포외 도메인에 있어 상당한 상동성을 지닌 반면, 이들의 비교적 짧은 세포내 도메인에 있어서는 서열 상동성을 거의 나타내지 않는 단일 막관통 단백질이다. TNF의 작용은 연구된 거의 모든 세포 유형 상에 존재하는 세포 표면 수용체에 대한 상기 인자 결합의 결과이다. 2개의 수용체를 동정 및 클로닝하였다. TNFR-II (또는 Type A 또는 75kDa)로 명명된 1개의 수용체 유형은 439개 아미노산의 막관통 단백질을 암호화하고 75 kDa의 외견상 분자량을 갖는다. TNFR-I (또는 Type B 또는 55 kDa)로 명명된 두 번째 수용체 유형은 55kDa의 외견상 분자량을 나타내고 426개 아미노산의 막관통 단백질을 암호화한다. TNFR1은 NF-κB 경로를 통하여 시그널링을 개시할 수 있는 세포내 도메인을 함유한다.Receptors of this family are single transmembrane proteins that show significant homology in their extracellular domains, but show little sequence homology in their relatively short intracellular domains. The action of TNF is the result of this factor binding to cell surface receptors present on almost all cell types studied. Two receptors were identified and cloned. One receptor type, designated TNFR-II (or Type A or 75 kDa), encodes a transmembrane protein of 439 amino acids and has an apparent molecular weight of 75 kDa. The second receptor type, designated TNFR-I (or Type B or 55 kDa), has an apparent molecular weight of 55 kDa and encodes a transmembrane protein of 426 amino acids. TNFR1 contains an intracellular domain capable of initiating signaling through the NF-κB pathway.

이러한 TNF 수용체 둘 다는 TNFa 결합에 대한 고 친화성을 나타낸다. 가용성 TNF 수용체 (sTNFR)를 분리하고, 이것이 막 결합된 수용체의 세포외 도메인의 발산 결과로서 야기되는 것으로 입증되었다. 2가지 유형의 sTNFR가 동정되었으며, 이는sTNFR1 (TNF BPI) 및 sTNFRII (TNF BPII)로서 명명되었다. 이들 가용성 수용체 형태 둘 다는 상기 언급된 2가지 유형의 TNFR의 절단된 형태를 나타내는 것으로 밝혀졌다.Both of these TNF receptors exhibit high affinity for TNFa binding. Soluble TNF receptor (sTNFR) was isolated and demonstrated to be caused as a result of the divergence of the extracellular domain of membrane bound receptor. Two types of sTNFRs have been identified, named sTNFR1 (TNF BPI) and sTNFRII (TNF BPII). Both of these soluble receptor forms have been shown to exhibit truncated forms of the two types of TNFR mentioned above.

TNF-α는 염증성 반응과 연골 파괴의 기초가 되는 세포성 및 분자성 사건 순서에 있어 중추적인 역할을 한다. TNF-a 효과의 많은 부분이 IL-1의 프로-염증성 효과와 중복된다. TNF-α의 프로-염증성 작용 중의 하나가 IL-1, IL-6 및 IL-8을 포함한 기타 프로-염증성 사이토킨의 방출 자극이다. TNF-α는 또한, 부분적으로는 콜라게나제의 자극을 통하여, 연골을 분해하는 연골 세포, 호중구 및 섬유아세포로부터의 매트릭스 메탈로프로테이나제의 방출을 유도한다. 추가로, TNF-α는 정상적인 사람 관절성 연골 세포와 활액성 섬유아세포 중의 COX-2를 상향 조절하여 PEG2 생성을 증가시킨다.TNF-α plays a pivotal role in the sequence of cellular and molecular events that underlie inflammatory responses and cartilage destruction. Many of the TNF-a effects overlap with the pro-inflammatory effects of IL-1. One pro-inflammatory action of TNF-α is stimulation of the release of other pro-inflammatory cytokines, including IL-1, IL-6 and IL-8. TNF-α also induces release of matrix metalloproteinases from chondrocytes, neutrophils and fibroblasts that degrade cartilage, in part through stimulation of collagenase. In addition, TNF-α upregulates COX-2 in normal human articular chondrocytes and synovial fibroblasts to increase PEG2 production.

이러한 사이토킨은 IL-1과 함께, 백혈구 침윤, 활액 과형성, 활액 세포 활성화, 연골 파손 및 연골 매트릭스 합성 억제를 포함한, 관절 내의 연골에 대한 병리학적 효과를 개시하고 유발시키는 것으로 간주된다. 특히, 활액성 염증 동안, 증가 수준의 TNF-α가 관절의 활액에서 발견되고, 활액 세포에 의한 TNF-α의 생성 증가가 일어난다. 따라서, 표적화 전달 시스템에서의 전달을 포함한 전신 전달, 또는 관주 용액, 주입액 또는 주사액 중에서의 가용성 TNF-α 수용체의 국소 전달은 자유 TNF-α를 결합시킬 것이며, 이는 주변 조직에서 TNF 수용체의 길항제로서 작용하여, 연골 보호 효과를 제공할 것이다.Such cytokines, along with IL-1, are considered to initiate and induce pathological effects on cartilage within joints, including leukocyte infiltration, synovial hyperplasia, synovial cell activation, cartilage breakdown and inhibition of cartilage matrix synthesis. In particular, during synovial inflammation, increased levels of TNF-α are found in the synovial fluid of joints, and increased production of TNF-α by synovial cells occurs. Thus, systemic delivery, including delivery in targeted delivery systems, or local delivery of soluble TNF-α receptors in irrigation solutions, infusions or injections will bind free TNF-α, which acts as an antagonist of TNF receptors in surrounding tissues. Will act to provide cartilage protection.

본 발명은 단독으로 또는 연골 보호 효과를 제공해주는 기타 제제와 조합하여, 이용 가능한 자유 리간드를 포착하거나 또는 수용체 자체와의 직접적인 경쟁적 상호 작용에 의해, 리간드와 이의 동종 막 수용체와의 상호 작용을 세포외적으로 차단시키는 작용을 하는 TNF-α의 기능적 길항제의 사용을 기술하고 있다. 1) 가용성 TNF-α 수용체를 포함한, 지금까지 성상 확인된 TNF-α 활성의 천연 특이적 억제제의 사용; 2) 항- TNF-α 항체의 사용; 3) 펩티드성 또는 비-펩티드성일 수 있는 소분자 길항제의 사용을 포함한, 효능제 TNF-α과 이의 천연 막 결합된 수용체와의 상호작용을 길항시키기 위한 각종의 치료학적 접근법을 활용할 수 있다.The present invention, either alone or in combination with other agents that provide a cartilage protective effect, captures the available free ligands or direct competitive interactions with the receptors themselves, thereby exchanging the interactions of the ligands with their homologous membrane receptors. It describes the use of functional antagonists of TNF-α that acts to block cell sites. 1) the use of naturally specific inhibitors of TNF-α activity so far identified as soluble, including soluble TNF-α receptors; 2) use of anti-TNF-α antibodies; 3) Various therapeutic approaches may be utilized to antagonize the interaction of agonist TNF-α with its natural membrane bound receptor, including the use of small molecule antagonists, which may be peptidic or non-peptidic.

본 발명은 TNF 분자에 대한 결합 활성을 보유하고 있는 TNF 수용체의 세포외 도메인이 IgG 분자의 도메인에 공유적으로 연결되어 있는 키메라 가용성 수용체 (CSR) 단백질의 사용을 기술하고 있다. 특히, 및 첫 번째 예로써, 마우스 IgG1 중쇄 폴리펩티드의 CH2 및 CH3 영역과 커플링된 TNF 수용체 세포외 폴리펩티드의 세포외 도메인을 포함하는 키메라 폴리펩티드(재조합 키메라)를 미국 특허 제5,447,851호에 기재된 바와 같이 사용할 수 있었다. 키메라 TNF 가용성 수용체(이는 미국 특허 제5,447,851호에서 "키메라 TNF 억제제"로서 명명되기도 함)는 TNF-α와 고 친화도로 결합하는 것으로 밝혀졌으며, TNF-α 생물학적 활성의 억제제로서 고도로 활성인 것으로 입증되었다. 또한, 두 번째 예는 TNF-α에 대해 창출시킨 Fc 항체 부분(Fc 융합 가용성 수용체로 명명됨)을 갖는 TNF 수용체의 리간드 결합 도메인으로 구성된 키메라 융합 작제물이다. 본 발명은 또한, 미국 특허 제5,605,690호에 기재된 바와 같은, 가용성 TNF 수용체:Fc 융합 단백질, 또는 모든 변형 형태의 사용을 기술하고 있다. 활성 가용성 수용체 융합 단백질의 분자 형태는 단량체성 또는 이량체성일 수 있다. 기존의 연구는 상기 가용성 TNF 수용체: Fc 융합 단백질이 TNF-α에 대한 높은 결합 친화도를 보유하고 있다는 것을 정립해준다.The present invention describes the use of chimeric soluble receptor (CSR) proteins in which the extracellular domain of the TNF receptor, which retains binding activity for the TNF molecule, is covalently linked to the domain of the IgG molecule. In particular, and as a first example, a chimeric polypeptide (recombinant chimera) comprising the extracellular domain of a TNF receptor extracellular polypeptide coupled with the CH2 and CH3 regions of a mouse IgG1 heavy chain polypeptide is used as described in US Pat. No. 5,447,851. Could. Chimeric TNF soluble receptors (also termed "chimeric TNF inhibitors" in US Pat. No. 5,447,851) have been shown to bind with high affinity with TNF-α and have been proven to be highly active as inhibitors of TNF-α biological activity. . Also a second example is a chimeric fusion construct consisting of the ligand binding domain of the TNF receptor with the Fc antibody portion (called Fc fusion soluble receptor) created for TNF-α. The invention also describes the use of soluble TNF receptor: Fc fusion proteins, or any modified form, as described in US Pat. No. 5,605,690. The molecular form of the active soluble receptor fusion protein may be monomeric or dimeric. Existing studies establish that the soluble TNF receptor: Fc fusion protein possesses high binding affinity for TNF-α.

가용성 수용체를 약리학적 길항제로서 규정하는 것과 관련해서, 용어 가용성 수용체에는 다음이 포함되지만, 이에 제한되지 않는다: (1) 천연적으로(내인성) 생성된 아미노산 서열에 상응하는 가용성 수용체, 또는 완전한 길이의 막 수용체의 세포외 도메인으로 이루어진 이의 가용성 단편; (2) 동종 리간드와 결합하는 능력을 보유하고 있고 생물학적 활성을 보유하고 있는 완전한 길이의 천연 수용체 아미노산 서열의 부분 또는 절단된 서열인 재조합 가용성 수용체, 및 이의 동족체; 및 (3) 생물학적 활성을 보유하고 있고 동종 리간드와 결합하는 능력을 보유하고 있는 IgG 폴리펩티드의 일정 부분(예: IgG 힌지 및 Fc 도메인)에 상응하는 서열에 올리고머(예: 아미노산)를 통하여 부착된 완전한 길이의 수용체 아미노산 서열의 세포외 결합 도메인의 일정 부분에 상응하는 부분 또는 절단된 서열로 구성된 재조합 가용성 수용체인 키메라 가용성 수용체.With regard to defining soluble receptors as pharmacological antagonists, the term soluble receptors includes, but is not limited to: (1) soluble receptors corresponding to naturally occurring (endogenous) generated amino acid sequences, or of full length; Soluble fragments thereof consisting of the extracellular domain of a membrane receptor; (2) recombinant soluble receptors, and their analogs, which are part or truncated sequences of full-length native receptor amino acid sequences that possess the ability to bind homologous ligands and retain biological activity; And (3) complete attachment of an oligomer (eg, amino acid) to a sequence corresponding to a portion of the IgG polypeptide (eg, IgG hinge and Fc domain) that possesses biological activity and has the ability to bind homologous ligands. A chimeric soluble receptor, which is a recombinant soluble receptor consisting of a truncated sequence or a portion corresponding to a portion of an extracellular binding domain of a receptor amino acid sequence of length.

사이토킨 수용체의 가용성의 세포외 리간드-결합 도메인은 체액 중에서 자연적으로 발생되고, 이는 사이토킨의 생물학적 활성 조절에 관여하는 것으로 여겨진다. 천연 상태로 존재하는, 수 많은 조혈성 사이토킨 수용체의 가용성의 절단된 형태가 보고되었다 (IL-1R, IL-4R, IL-6R, TNFR). 예를 들어, 가용성 TNFR는 건강한 대상체의 혈청과 뇨에서 약 1 내지 2 ng/ml의 농도로 발견된다. 시그널 형질도입 기능이 결여되면, 이들 사이토킨 결합성 단백질은 완전한 수용체 서열(막 결합된 형태)에 대한 mRNA의 대체 스플라이싱의 결과로서, 또는 막 결합된 형태의 수용체의 단백질 분해적 절단과 방출 결과로서 발생된다. 이들 가용성의 절단된 수용체의 생체내 기능이 완전히 정립되지는 않았지만, 이는 이들의 상보적 내인성 사이토킨의 생리학적 길항제로서 작용하는 것으로 보인다. (1) 이의 동종 가용성 수용체에 대한 결합을 통하여 자유 리간드를 포착하는 것이 막-결합된 수용체에 대해 이용 가능한 유효 자유 농도를 감소시킨다는 점과, (2) 사이토킨의 작용이 세포 표면 수용체에 대한 결합의 후속 작용으로만 일어난다는 점 때문에, 상기와 같은 길항 작용이 발생한다.Soluble extracellular ligand-binding domains of cytokine receptors occur naturally in body fluids and are believed to be involved in the regulation of the biological activity of cytokines. Many of the soluble truncated forms of hematopoietic cytokine receptors that exist in their natural state have been reported (IL-1R, IL-4R, IL-6R, TNFR). For example, soluble TNFR is found at a concentration of about 1 to 2 ng / ml in serum and urine of healthy subjects. Lacking signal transduction function, these cytokine binding proteins result from alternative splicing of mRNA to the complete receptor sequence (membrane bound form), or as a result of proteolytic cleavage and release of the receptor in membrane bound form. Is generated as. Although the in vivo function of these soluble cleaved receptors has not been fully established, it appears to act as the physiological antagonist of their complementary endogenous cytokines. (1) the capture of a free ligand through its binding to homologous soluble receptors reduces the effective free concentration available for membrane-bound receptors, and (2) the action of cytokines is associated with the binding of cell surface receptors. Such antagonisms occur because they occur only in a subsequent action.

TNF-α가용성 수용체는 자유 리간드의 공통 풀에 대해 이들 세포 표면 수용체와 경쟁함으로써 TNF-R1 및 TNF-R2의 천연 길항제로서 기능할 것이다. 약리학적으로, TNF 가용성 수용체는 경쟁적 억제 기전(즉, 막 수용체 상의 공통의 결합 부위에 대해 내인성 리간드와 경쟁함)에 의해서가 아니라 자유 리간드 생체 이용 효율을 감소시키는 이의 능력을 통하여 길항제로서 기능할 것이다. 치료학적 유효량의 TNF 가용성 수용체를 관절에 부가하는 것이 리간드의 생물학적 활성을 효과적으로 중화시켜야 한다. 재조합 가용성 수용체를 생체내에서 투여한 실험은 염증 반응을 억제시키고 길항제로서 작용하는 능력을 입증해주었다.TNF-α soluble receptors will function as natural antagonists of TNF-R1 and TNF-R2 by competing with these cell surface receptors for a common pool of free ligands. Pharmacologically, the TNF soluble receptor will function as an antagonist through its ability to reduce free ligand bioavailability, not by competitive inhibitory mechanisms (ie, competing with endogenous ligands for a common binding site on the membrane receptor). . Adding a therapeutically effective amount of TNF soluble receptor to the joint should effectively neutralize the biological activity of the ligand. In vivo administration of recombinant soluble receptors demonstrated the ability to inhibit inflammatory responses and act as antagonists.

본 발명에서, 연골 파괴를 억제하기 위해 기타 연골 보호제, 진통제 및/또는 소염제와 조합하여 사용하기 위한 연골 보호제로서 적합한 제제에는 가용성 TNFR, 사람 IgG1의 Fc 부분에 연결된 TNF-α 수용체 (p80)의 세포외 도메인을 포함하는 사람 키메라 폴리펩티드(재조합 키메라), 및 항- TNF-α 항체가 포함된다. 국소 전달(즉, 주사, 주입 및 관주)의 모든 방식에 대해, 각각의 적합한 제제의 최적의 용량 및/또는 농도는 치료학적으로 유효한 것이다. 한 예로서, 열거된 제제 각각에 대해, 열거된 제제를 함유하는 관주 용액의 바람직한 및 가장 바람직한 농도가 제공되는데, 이러한 농도는 치료학적으로 유효한 것으로 예상된다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.In the present invention, agents suitable as cartilage protectors for use in combination with other cartilage protectors, analgesics and / or anti-inflammatory agents to inhibit cartilage destruction include soluble TNFR, cells of TNF-α receptor (p80) linked to the Fc portion of human IgG1. Human chimeric polypeptides (recombinant chimeras) comprising an extradomain, and anti-TNF-α antibodies. For all modes of topical delivery (ie, injection, infusion and irrigation), the optimal dose and / or concentration of each suitable agent is therapeutically effective. As an example, for each of the listed formulations, a preferred and most preferred concentration of irrigation solution containing the listed formulations is provided, which concentration is expected to be therapeutically effective. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

TNF-수용체 길항제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and preferred concentrations of TNF-receptor antagonist 화합물compound 국소 전달 치료학적농도 (nM)Local delivery therapeutic concentration (nM) 가장 바람직한 국소전달 농도 (nM)Most desirable local delivery concentration (nM) STNFRSTNFR 0.1-20000.1-2000 200200 키메라 rhTNFR:FcChimera rhTNFR: Fc 0.1-20000.1-2000 200200 항-TNF-α항체Anti-TNF-α antibody 0.2-20000.2-2000 200200

3.인터루킨 수용체 효능제 3. Interleukin Receptor Agonists

몇몇 사이토킨은 활액성 염증과 연골 파괴의 중요한 매개인자인 시그널링 당단백질이다. 연골 파괴 기전에 관한 최근의 분석 결과는 절대적 수준의 프로-염증성 마스터 사이토킨 IL-1이 연골 손실을 결정하는데 중요할 뿐만 아니라 연골 생체 항상성의 사이토킨 제어가 이화 작용 및 동화 작용 조절성 사이토킨과 동화작용성 성장 인자 간의 균형에 의해 좌우된다는 사실을 제시해준다. IL-1β 생성과 IL-1Ra 생성 간의 균형이 IL-1β를 위해 염증 상태에서 변하는 경우에는, 이것이 무릎 관절 수술 후에 일어나는 것으로 공지된 바와 같은, 만성 염증 질환과 연골 파괴의 병인론에 기여할 것이다. 관절 내의 염증 부위에서 프로-염증성 사이토킨의 생성을 억제시키는 잠재적 치료제에는 소염 사이토킨 IL-4, IL-10 및 IL-13이 포함된다. 이들 사이토킨은 IL-1의 영향력을 감소시키는 일정 범위의 경로에 대한 이들의 효과를 통하여 시험관내 및 생체내에서 관절성 연골 파괴를 상당히 저하시키는 것으로 관찰되었다. 따라서, IL-4, IL-10 또는 IL-13 등의 소염 사이토킨은 1) 프로-염증성 사이토킨의 생성을 감소시키고, 2) IL-4에 대해 최근에 생체내에서 입증된 바와 같이, 천연 소염 사이토킨(예: IL-1Ra)의 생성을 유도함으로써, 염증을 감소시키는데 유용할 수 있다.Some cytokines are signaling glycoproteins that are important mediators of synovial inflammation and cartilage destruction. Recent analyzes of cartilage destruction mechanisms indicate that absolute levels of pro-inflammatory master cytokine IL-1 are important in determining cartilage loss, as well as cytokine control of cartilage bio homeostasis, which regulates catabolic and anabolic regulatory cytokines. It suggests that it depends on the balance between growth factors. If the balance between IL-1β production and IL-1Ra production changes in the inflammatory state for IL-1β, this will contribute to the pathogenesis of chronic inflammatory disease and cartilage destruction, as is known to occur after knee joint surgery. Potential therapeutic agents that inhibit the production of pro-inflammatory cytokines at inflammatory sites in the joints include anti-inflammatory cytokines IL-4, IL-10 and IL-13. These cytokines have been observed to significantly reduce articular cartilage destruction in vitro and in vivo through their effects on a range of pathways that reduce the effects of IL-1. Thus, anti-inflammatory cytokines such as IL-4, IL-10 or IL-13 1) reduce the production of pro-inflammatory cytokines, and 2) natural anti-inflammatory cytokines, as recently demonstrated in vivo for IL-4. By inducing the production of (eg, IL-1Ra), it may be useful to reduce inflammation.

IL-4는 류마티스성 관절염(RA) 환자 활막에서의 염증성 과정을 약화시키는 것으로 여겨진다. 류마티스성 활막에서는, IL-4가 활막의 일부분으로써 프로-염증성 사이토킨의 생성을 억제하고, 활막 세포의 증식을 억제하며 뼈 흡수를 감소시키는 것으로 밝혀졌다. IL-4는 사람 관절성 연골 세포에서 매트릭스 메탈로프로테이나제-3 (MMP-3) 합성 억제를 통하여 직접적인 연골 보호 효과를 증진시킬 수 있다. 사람 관절성 연골 세포를 이용하는 세포 배양 시스템을 사용하여, 메탈로프로테이나제-1의 조직 억제제 (TIMP-1) 및 MMP-3의 IL-1-유도된 생성에 대한 IL-4의 효과를 평가하였다. IL-4가 IL-1-자극된 MMP-3 단백질 및 효소 활성을 억제한다는 사실을 발견하였다. 또한, IL-4가 IL-1-유도된 MMP-3 mRNA를 억제하였다. iNOS의 유도는 IL-4, IL-10 및 IL-13에 의해 억제될 수 있다. 따라서, IL-4는 염증성 관절 질환에서 관찰된 관절 파괴의 보호성 매개인자로서 성상 확인될 수 있다.IL-4 is believed to attenuate the inflammatory process in the synovial membrane of rheumatoid arthritis (RA) patients. In rheumatic synovial membranes, IL-4 has been found to inhibit the production of pro-inflammatory cytokines, inhibit the proliferation of synovial cells and reduce bone absorption as part of the synovial membrane. IL-4 can enhance the direct cartilage protective effect through inhibition of matrix metalloproteinase-3 (MMP-3) synthesis in human articular cartilage cells. Using a Cell Culture System Using Human Articular Cartilage Cells to Assess the Effect of IL-4 on Tissue Inhibitors of Metalloproteinase-1 (TIMP-1) and IL-1-Induced Production of MMP-3 It was. It has been found that IL-4 inhibits IL-1-stimulated MMP-3 protein and enzyme activity. In addition, IL-4 inhibited IL-1-induced MMP-3 mRNA. Induction of iNOS can be inhibited by IL-4, IL-10 and IL-13. Thus, IL-4 can be identified as a protective mediator of joint destruction observed in inflammatory joint disease.

추가로, IL-1 조절성 사이토킨 수준 간의 균형에 대한 IL-4의 효과가 연골 보호 역할을 지지해주는 것으로 또한 밝혀졌다. IL-4 및 IL-10은 신선하게 제조된 류마티스성 활액 세포에 의해 염증성 사이토킨의 생성을 억제하는 것으로 밝혀졌다. 각 인터루킨이 단독으로 유효하긴 하지만, IL-4와 IL-10의 조합물이 세포 생육성에 영향을 미치지 않으면서, IL-6 및 IL-8의 IL-1 및 TNF-α 자극된 생성을 상승적으로 억제시켰다. IL-4를 RA 활막 배양물에 부가하면, IL-1Ra의 생성이 증가하였고, IL-1β의 생성이 감소하였다. IL-4로의 생체내 처리가 최근에, IL-1β/IL-1Ra 균형에 대해 시차적으로 작용함으로써 실험용 랫트 관절염의 저하를 증진시킨다고 보고되었다. IL-4과 많은 특성을 공유하고 있는 또 다른 사이토킨인 IL-13이 또한, RA 활막에서 IL-1Ra를 유도하였다. 따라서, IL-4과 IL-13 조합물의 전신 또는 국소 전달은 상승적 치료학적 가치를 제공할 수 있다.In addition, the effect of IL-4 on the balance between IL-1 regulatory cytokine levels has also been found to support the cartilage protective role. IL-4 and IL-10 have been shown to inhibit the production of inflammatory cytokines by freshly prepared rheumatic synovial cells. Although each interleukin is effective alone, the combination of IL-4 and IL-10 synergistically stimulates IL-1 and TNF-α stimulated production of IL-6 and IL-8 without affecting cell viability. Suppressed. Addition of IL-4 to RA synovial culture increased production of IL-1Ra and decreased production of IL-1β. In vivo treatment with IL-4 has recently been reported to enhance the degradation of experimental rat arthritis by differentially acting on the IL-1β / IL-1Ra balance. Another cytokine, IL-13, which shares many properties with IL-4, also induced IL-1Ra in the RA synovial membrane. Thus, systemic or local delivery of an IL-4 and IL-13 combination may provide synergistic therapeutic value.

IL-10은 이것이 연골 파괴를 억제시키기 위한 우수한 후보라는 것을 지시해주는 수 많은 특성을 지니고 있다. 이는 IL-1 방출과 TNF-α 방출 모두를 억제하고 TIMP-1 생성을 자극하는 반면, MMP-2는 억제한다. RA 활막 내부에서의 IL-10의 생성이 최근에 보고되었으며, IL-10의 소염 효과가 확인되었다. IL-10은 활막 조각을 이용한 생체외 RA 모델에서 IL-1b 생성을 억제하였지만, IL-4 보다는 덜한 정도이다.IL-10 has a number of properties that indicate that it is a good candidate for inhibiting cartilage destruction. It inhibits both IL-1 release and TNF-α release and stimulates TIMP-1 production, while inhibiting MMP-2. The production of IL-10 in the RA synovial membrane has recently been reported and the anti-inflammatory effect of IL-10 has been confirmed. IL-10 inhibited IL-1b production in an ex vivo RA model using synovial fragments, but to a lesser extent than IL-4.

사이토킨에 대한 비-국소 전달 방법을 이용하여, 연골 파괴에 대한 IL-4와 IL-10 처리의 보호 효과를 관절염 동물 모델에서 밝혀내었다. 콜라겐 유도된 관절염 쥐 모델에서는, IL-4와 IL-10의 조합 처리가 상당한 개선을 가져왔다. 염증의 육안상 징후를 억제하는 것 이외에도, IL-4와 IL-10의 조합 처리는 활액성 조직에서의 세포성 침윤을 저하시켰고, 연골 파괴에 대한 현저한 보호를 유발시켰다. 더욱이, TNF-α와 IL-1에 대한 mRNA 수준은 활액성 조직과 관절성 연골 모두에서 고도로 억제되었다. 이와는 대조적으로, IL-1 수용체 길항제 (IL-1Ra) mRNA의 수준은 상승된 채로 유지되었는데, 이는 보호 기전이 IL-1Ra/IL-1 균형의 상향 조절과 동시에 수반되는TNF-a 및 IL-1 생성 억제와 관련될 수 있다는 사실을 제시해준다. 이들 데이터는 염증성 반응과 관절성 연골 파괴의 내인성 억제에 있어서 IL-10의 우점적 역할과 부합되고, IL-4와 IL-10의 조합 처리는 잠재적인 치료학적 가치를 지닌 것으로 여겨진다.Using a non-local delivery method to cytokines, the protective effect of IL-4 and IL-10 treatment on cartilage destruction has been demonstrated in arthritis animal models. In a collagen-induced arthritis rat model, the combination treatment of IL-4 and IL-10 led to significant improvement. In addition to suppressing the visual signs of inflammation, the combination treatment of IL-4 and IL-10 lowered cellular invasion in synovial tissue and resulted in significant protection against cartilage destruction. Moreover, mRNA levels for TNF-α and IL-1 were highly inhibited in both synovial tissue and articular cartilage. In contrast, the levels of IL-1 receptor antagonist (IL-1Ra) mRNA remained elevated, indicating that the protective mechanism is accompanied by upregulation of the IL-1Ra / IL-1 balance, TNF-a and IL-1. It suggests that it may be related to production suppression. These data are consistent with the predominant role of IL-10 in the endogenous inhibition of inflammatory responses and articular cartilage destruction, and the combination treatment of IL-4 and IL-10 is considered to have potential therapeutic value.

매크로파아지 의존적 쥐과 연쇄상 구균 세포벽 (SCW) 관절염 모델의 초기 단계에서 연골 파괴와 관절 염증에 대한 내인성 IL-4 및 IL-10 부가의 치료학적 효과와, 이들 사이토킨의 역할을 또한 연구 조사하였다. 내인성 IL-10이 SCW 관절염의조절에 일정 역할을 하는 것으로 입증되었다. 외인성 IL-10의 부가가 내인성 IL-10의 억제 효과를 추가로 확대시켰다. IL-4와 IL-10의 조합물을 사용한 경우에는, 심지어 더 뛰어난 효과가 발견되었다. 이 조합물로 인해, 팽윤이 감소되고 연골 세포 프로테오글리칸 합성이 증가하였다. IL-4와 IL-10 조합물로의 처리가 IL-10 단독 처리에 대해 발생된 바와 같이, TNF-α의 수준을 실질적으로 감소시켰을 뿐만 아니라 활막 중의 IL-1β 수준을 강하게 감소시켰으며 잠재적인 임상 이익의 부가 효과도 가져다 주었다. 전반적으로, 이러한 데이터는 연골 파괴를 예방하기 위해 관절에 전신 또는 국소적으로 전달된 연골 보호제로서의 IL-4 및 IL-10의 역할과 부합되며, 이는 IL-4와 IL-10을 함유하는 조합물이 제제 단독으로 사용된 경우 보다 더 큰 잠재적 치료학적 가치를 제공할 수 있다는 점을 지시해준다.The therapeutic effects of endogenous IL-4 and IL-10 addition on cartilage destruction and joint inflammation and the role of these cytokines in the early stages of the macrophage dependent murine streptococcal cell wall (SCW) arthritis model were also investigated. Endogenous IL-10 has been shown to play a role in the regulation of SCW arthritis. The addition of exogenous IL-10 further expanded the inhibitory effect of endogenous IL-10. Even when a combination of IL-4 and IL-10 was used, even better effects were found. This combination reduced swelling and increased chondrocyte proteoglycan synthesis. Treatment with a combination of IL-4 and IL-10 not only substantially reduced the level of TNF-α as occurred for IL-10 alone treatment, but also strongly reduced the level of IL-1β in the synovial membrane and potentially It also has the added benefit of clinical benefit. Overall, these data are consistent with the role of IL-4 and IL-10 as cartilage protectors delivered systemically or locally to the joint to prevent cartilage destruction, a combination containing IL-4 and IL-10. It is indicated that this agent can provide greater potential therapeutic value than when used alone.

심각한 복합 면역결핍증(SCID) 마우스를 모델로서 사용하여, 생체내에서 사람 류마티스성 활막으로의 단핵 세포 (MNC) 동원과 연골 분해에 대한 IL-4 또는 IL-10 주사 효과를 평가하였다. 5명의 류마티스성 관절염 환자로부터의 사람 류마티스성 활막과 연골에 IL-4와 IL-10의 조합물인 재조합 사람 IL-4(rhIL-4, 100ng; rh IL-10, 100ng), 또는 TNF-알파(1000U), 인산염 완충 식염수를 4주 동안 매주 2회씩 주사하였다. IL-4와 IL-10의 조합물이 사람 활액성 조직에 의한 연골 분해와 침입을 억제하였는데, 이는 이들 인터루킨 효능제의 연골 보호 특성을 입증해준다.Severe combined immunodeficiency (SCID) mice were used as models to assess the effect of IL-4 or IL-10 injection on mobilizing mononuclear cells (MNC) and cartilage degradation into human rheumatic synovial membranes in vivo. Recombinant human IL-4 (rhIL-4, 100ng; rh IL-10, 100ng), or TNF-alpha, which is a combination of IL-4 and IL-10 in human rheumatoid synovial and cartilage from five patients with rheumatoid arthritis 1000 U), phosphate buffered saline was injected twice weekly for 4 weeks. The combination of IL-4 and IL-10 inhibited cartilage degradation and invasion by human synovial tissue, demonstrating the cartilage protective properties of these interleukin agonists.

사람 IL-13을 클로닝하고, 서열 분석한 결과, 이는 IL-4의 많은 특성을 공유하고 있는 것으로 밝혀졌다. IL-13은 IL-4와 약 25% 상동률을 나타낸다. IL-4와 마찬가지로, IL-13은 활액 단핵 세포에 의한 프로-염증성 사이토킨(IL-1 및 TNF-α포함)의 생성을 감소시킨다. IL-13은 생체내에서 소염 효과를 나타내므로, 관절 내의 연골 파괴를 치료하는데 있어 치료학적 잠재력을 지니고 있다.Cloning and sequencing of human IL-13 revealed that it shares many of the properties of IL-4. IL-13 exhibits about 25% homology with IL-4. Like IL-4, IL-13 reduces the production of pro-inflammatory cytokines (including IL-1 and TNF-α) by synovial mononuclear cells. IL-13 has an anti-inflammatory effect in vivo and has therapeutic potential in treating cartilage destruction in joints.

IL-4, IL-10 및 IL-13 효능제로서 유용한 화합물에는 천연의 사람 IL-4, IL-10 및 IL-10, 사람 재조합 IL-4(rh IL-4), rhIL-10 및 rhIL-13 뿐만 아니라 이들의 부분 서열, 또는 IL-4, IL-10 및 IL-13 수용체를 인식하도록 재조합 DNA 기술을 사용하여 작제하였고 이들 수용체를 특정 세포 표면 상에서 활성화할 수 있는 펩티드 서열이 포함된다. 이에는 특정하게, 항-Fc 수용체 부분과 항- IL-4, 항- IL-10 및 항- IL-13 수용체 부분(적어도 하나의 부분은 재조합 DNA 기술을 사용하여 작제된다)으로 구성된 다중 특이적 분자가 포함된다. 인터루킨 효능제를 약리학적 효능제로서 규정하는 것과 관련해서, 용어 인터루킨 효능제에는 다음이 포함되지만, 이에 제한되지 않는다: (1) 천연적으로(내인성) 생성된 아미노산 서열에 상응하는 펩티드 서열, 또는 이의 단편; (2) 동종 수용체와 결합하는 능력을 보유하고 있고 생물학적 활성을 보유하고 있는 완전한 길이의 천연 인터루킨 아미노산 서열의 절단된 또는 부분 서열인 재조합 인터루킨 및 이의 동족체; 및 (3) 동종 수용체와 결합하는 능력을 보유하고 있고 생물학적 활성을 보유하고 있는 IgG 폴리펩티드의 일정 부분(예: IgG 힌지 및 Fc 도메인)에 상응하는 서열에 올리고머(예: 아미노산)를 통하여 부착된 완전한 길이의 아미노산 서열의 일정 부분에 상응하는 절단된 또는 부분 서열로 구성된 재조합 폴리펩티드인 키메라 인터루킨.Compounds useful as IL-4, IL-10 and IL-13 agonists include native human IL-4, IL-10 and IL-10, human recombinant IL-4 (rh IL-4), rhIL-10 and rhIL-. 13 as well as their partial sequences, or peptide sequences constructed using recombinant DNA technology to recognize IL-4, IL-10 and IL-13 receptors and capable of activating these receptors on specific cell surfaces. This includes, inter alia, multiple specifics consisting of an anti-Fc receptor moiety and an anti-IL-4, anti-IL-10 and anti-IL-13 receptor moiety (at least one part is constructed using recombinant DNA technology). Molecules are included. With regard to defining an interleukin agonist as a pharmacological agonist, the term interleukin agonist includes but is not limited to: (1) peptide sequences corresponding to naturally occurring (endogenous) generated amino acid sequences, or Fragments thereof; (2) a recombinant interleukin and its analogs that are truncated or partial sequences of full-length native interleukin amino acid sequences that possess the ability to bind homologous receptors and retain biological activity; And (3) complete attachment of oligomers (e.g., amino acids) to sequences corresponding to portions of the IgG polypeptide (e.g., IgG hinge and Fc domain) that possess the ability to bind homologous receptors and retain biological activity. A chimeric interleukin, which is a recombinant polypeptide consisting of a truncated or partial sequence corresponding to a portion of an amino acid sequence of length.

본 발명에 적합한 인터루킨 효능제의 예가 다음에 열거되어 있다. 국소 전달(즉, 주사, 주입 및 관주)의 모든 방식에 대해, 각각의 적합한 제제의 최적의 용량및/또는 농도는 치료학적으로 유효한 것이다. 한 예로서, 열거된 제제 각각에 대해, 열거된 제제를 함유하는 관주 용액의 바람직한 및 가장 바람직한 농도가 제공되는데, 이러한 농도는 치료학적으로 유효한 것으로 예상된다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Examples of suitable interleukin agonists for the present invention are listed below. For all modes of topical delivery (ie injection, infusion and irrigation), the optimal dose and / or concentration of each suitable agent is therapeutically effective. As an example, for each of the listed formulations, a preferred and most preferred concentration of irrigation solution containing the listed formulations is provided, which concentration is expected to be therapeutically effective. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

인터루킨 효능제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and Preferred Concentrations of Interleukin Agonists 화합물compound 국소 전달 치료학적농도 (나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 바람직한 국소전달 농도(나노몰)Preferred Local Delivery Concentration (Nanomol) rh IL-4rh IL-4 0.5-5000.5-500 5-5005-500 rh IL-10rh IL-10 0.5-5000.5-500 5-5005-500 rh IL-13rh IL-13 0.5-5000.5-500 5-5005-500

4.형질전환성 성장 인자-β 슈퍼-계열 효능제 4. Transforming Growth Factor-β Super-Series Agonists

형질전환성 성장 인자-β(TGF-β) 슈퍼-계열 구성원은 각종 세포 기능에 영향을 미칠 수 있는 25 kD 다상유전성의 다작용성 단백질이고, 이는 조직 수복과 재성형에 관여하는 것으로 공지되어 있다. 많은 경우에 있어, 이는 세포외 매트릭스(ECM)와의 세포 상호작용을 증강시키고, ECM 단백질과 프로테아제 억제제의 생성과 분비를 자극함으로써 ECM의 축적을 증가시킨다. TGF-β는 또한, 기타 사이토킨과의상승적 상호작용을 나타내는 것으로 밝혀졌는데, 일반적으로 소염 활성을 나타낸다. 밀접한 아미노산 서열 상동성을 공유하는 TGF-β의 다수의 이소형이 동정되었다. TGF-β1, TGF-β2, 및 TGF-β3 가 사람 조직에서 발견되었으며, 이들은 결합 친화성이 상이하긴 하지만, 포유류 세포에서 활성을 나타낸다.Transforming growth factor-β (TGF-β) super-family members are 25 kD polyphase genetically functional proteins that can affect various cellular functions, which are known to be involved in tissue repair and remodeling. In many cases, this enhances the accumulation of ECM by enhancing cellular interaction with the extracellular matrix (ECM) and stimulating the production and secretion of ECM proteins and protease inhibitors. TGF-β has also been shown to exhibit synergistic interactions with other cytokines, which generally exhibit anti-inflammatory activity. Multiple isotypes of TGF-β have been identified that share intimate amino acid sequence homology. TGF-β1, TGF-β2, and TGF-β3 have been found in human tissues, and although they have different binding affinity, they are active in mammalian cells.

TGF-β슈퍼-계열의 구성원은 연골 세포 증식, 분화 및 세포외 매트릭스 축적의 강력한 조정인자이다. 연골 기관 배양물에서는, TGF-β1이 프로테오글리칸의 대사를 조절하고, 래빗트 관절성 연골 세포에 의한 콜라겐과 글리코사미노글리칸 합성을 자극한다. 또한, TGF-β1은 사람 관절성 연골 세포에서의 TIMP 발현을 증가시키고, 관절성 연골에서의 IL-1 수용체의 발현을 하향 조절한다.Members of the TGF-β super-family are potent modulators of chondrocyte proliferation, differentiation and extracellular matrix accumulation. In cartilage organ cultures, TGF-β1 regulates the metabolism of proteoglycans and stimulates collagen and glycosaminoglycan synthesis by rabbit articular chondrocytes. In addition, TGF-β1 increases TIMP expression in human articular cartilage cells and downregulates expression of the IL-1 receptor in articular cartilage.

뼈 형태발생적 단백질 (BMPs)은 형질전환성 성장 인자 (TGF)-β 슈퍼-계열에 속하는, 세포 성장, 분화 및 세포소멸의 다작용성 조절인자이다. BMP 단백질 계열의 1다스(dozen) 이상의 구성원이 포유류에서 동정되었으며, 이들은 각각의 구조에 따라서 몇 가지 그룹으로 분류될 수 있다. BMP-2 및 BMP-4는 서로 고도로 유사하다. BMP-5, BMP-6, 골원성 단백질 (OP)-1 (BMP-7로 지칭되기도 함), 및 OP-2/BMP-8은 서로 구조적으로 유사하다. 성장-분화 인자 (GDF)-5 (연골-유도된 형태발생적 단백질-1로 지칭되기도 함), GDF-6 (연골 유도된 형태발생적 단백질-2로 지칭되기도 함) 및 GDF-7은 또 다른 관련 그룹을 형성한다. 생체내에서 뼈와 연골 형성을 유도하는 BMP-2, BMP-4, BMP-6, 및 OP-1/BMP-7과는 대조적으로, GDF-5, GDF-6, 및 GDF-7은 생체내에서 연골 및 힘줄-유사 구조물을 보다 효율적으로 유도시킨다 (참조: Wolfman et al., 1997).Bone morphogenic proteins (BMPs) are multifunctional regulators of cell growth, differentiation and apoptosis, belonging to the transforming growth factor (TGF) -β super-family. More than one dozen members of the BMP family of proteins have been identified in mammals, which can be classified into several groups depending on their structure. BMP-2 and BMP-4 are highly similar to each other. BMP-5, BMP-6, osteogenic protein (OP) -1 (also referred to as BMP-7), and OP-2 / BMP-8 are structurally similar to each other. Growth-differentiation factor (GDF) -5 (also referred to as cartilage-derived morphogenic protein-1), GDF-6 (also referred to as cartilage-derived morphogenic protein-2) and GDF-7 Form a group. In contrast to BMP-2, BMP-4, BMP-6, and OP-1 / BMP-7, which induce bone and cartilage formation in vivo, GDF-5, GDF-6, and GDF-7 are in vivo Induce cartilage and tendon-like structures more efficiently (Wolfman et al., 1997).

TGF-β슈퍼-계열 구성원은 2가지 유형의 세린/트레오닌 수용체(이들 둘 다는 시그널 형질도입에 필수적이다)에 대한 결합을 통하여 이들의 효과를 발휘한다 (참조: Massague, 1998). 유형 II 수용체는 리간드 결합시 유형 I 수용체를 인산기 전이 반응시키는 구성적 활성 키나제이다. 유형 I 수용체는 Smad 단백질과 같은 세포내 기질을 활성화시키고, 이는 세포내 시그널 형질도입의 특이성이 발생하는 기전을 통해서이다. 7가지 상이한 유형 I 수용체가 포유류에서 분리되었는데, 이들은 처음에는 활성 수용체-유사 키나제 (ALK)-1-ALK7로 명명되었다. BMP 유형 IA 수용체 (BMPR-IA 또는 ALK-3) 및 BMP 유형 IB 수용체 (BMPR-IB 또는 ALK-6)는 서로 구조적으로 유사하고, 유형 II 수용체와 함께 BMPs와 특이적으로 결합한다. ALK-2는 악티빈과 결합하는 것으로 밝혀졌었지만, 최근의 데이터는 이것이 특정 BMPs (예: OP-1/BMP-7)에 대한 유형 I 수용체인 것으로 나타났다 (참조: Macias-Silva et al., 1998). ALK-1은 ALK-2와 구조적으로 고도로 유사하지만, 이의 생리학적 리간드는 여전히 공지되어 있지 않다. ALK-5 및 ALK-4 는 각각, TGF-β에 대한 유형 I 수용체(TβR-I) 및 악틴에 대한 유형 I 수용체(ActR-IB)이다. ALK-7은 ALK-4 및 ALK-5와 구조적으로 유사하지만, 이의 리간드는 아직까지 결정되지 않았다.TGF-β super-family members exert their effects through binding to two types of serine / threonine receptors, both of which are essential for signal transduction (Massague, 1998). Type II receptors are constitutively active kinases that cause phosphate transfer reactions of type I receptors upon ligand binding. Type I receptors activate intracellular substrates, such as Smad proteins, through the mechanism by which the specificity of intracellular signal transduction occurs. Seven different type I receptors were isolated in mammals, initially named active receptor-like kinases (ALK) -1-ALK7. BMP type IA receptors (BMPR-IA or ALK-3) and BMP type IB receptors (BMPR-IB or ALK-6) are structurally similar to each other and specifically bind BMPs with type II receptors. ALK-2 has been shown to bind actibin, but recent data have shown that it is a type I receptor for certain BMPs (eg OP-1 / BMP-7) (Macias-Silva et al., 1998). ALK-1 is structurally highly similar to ALK-2, but its physiological ligands are still unknown. ALK-5 and ALK-4 are type I receptors for TGF-β (TβR-I) and type I receptors for actin (ActR-IB), respectively. ALK-7 is structurally similar to ALK-4 and ALK-5, but its ligand has not yet been determined.

본 발명의 연골-보호 용액에 사용하는데 적합한 합성 또는 사람 재조합(rh) 효능제 뿐만 아니라 천연의 TGF-β 및 BMP 효능제가 상기 언급된 모든 BMP 수용체와 상호작용할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "TGF-β 및 BMP 효능제"에는 천연의 사람 TGF-β 및 BMP 효능제 리간드의 생물학적 특징을 보유하고 있는 이들의 단편, 결실물, 부가물, 아미노산 치환물, 돌연변이물 및 변형물이 포함된다.TGF-β 또는 BMP 효능제는 단독으로 사용하거나, 동화작용성 연골 제제(연골발생성이거나 또는 연골 매트릭스 수복을 증진시킴)로서 TGF-β 슈퍼-계열의 기타 구성원과 상승적으로 조합하여 사용하거나, 또는 연골 이화 작용을 차단시키는 억제성 제제와 조합하여 사용할 수 있다.Natural TGF-β and BMP agonists as well as synthetic or human recombination (rh) agonists suitable for use in the cartilage-protecting solution of the present invention can interact with all of the BMP receptors mentioned above. As used herein, the term “TGF-β and BMP agonist” includes fragments, deletions, adducts, amino acid substitutions, mutations thereof that retain the biological characteristics of natural human TGF-β and BMP agonist ligands. Water and modifications. TGF-β or BMP agonists may be used alone or as an anabolic cartilage agent (cartilage or promote cartilage matrix repair) and with other members of the TGF-β super-family. It can be used in combination synergistically or in combination with inhibitory agents that block cartilage catabolism.

유형 I 수용체는 유형 II 수용체의 하단 성분으로서 작용한다. 유형 I 수용체에 의한 세포내 시그널의 특이성은 세린/트레오닌 키나제 도메인 내의 특이적 영역(L45 루프로 명명됨)에 의해 결정된다. 따라서, BMPR-IA/ALK-3과 BMPR-IB/ALK-6 (BMPR-I 그룹)의 L45 루프 구조는 서로 동일하고, 이들은 세포 내의 유사한 시그널을 형질도입할 수 있다. 유사하게, TβR-I/ALK-5, ActR-IB/ALK-4, 및 ALK-7 (TβR-I 그룹)의 L45 루프는 서로 동일하고, 이들은 유사한 기질을 활성화시킨다 (참조: Chen et al., 1998). ALK-1 및 ALK-2 (ALK-1 그룹)의 L45 루프는 기타 유형 I 수용체로부터 가장 벗어난 것이지만, 이들은 BMPR-I 그룹의 유형 I 수용체의 것과 유사한 기질을 활성화시킨다 (참조: Armes et al., 1999).Type I receptors act as bottom components of type II receptors. The specificity of intracellular signals by type I receptors is determined by specific regions within the serine / threonine kinase domain (named L45 loops). Thus, the L45 loop structures of BMPR-IA / ALK-3 and BMPR-IB / ALK-6 (BMPR-I group) are identical to each other and they can transduce similar signals in cells. Similarly, the L45 loops of TβR-I / ALK-5, ActR-IB / ALK-4, and ALK-7 (TβR-I group) are identical to one another and they activate similar substrates (see Chen et al. , 1998). The L45 loops of ALK-1 and ALK-2 (ALK-1 group) are the most deviating from other type I receptors, but they activate a substrate similar to that of the type I receptors of the BMPR-I group (Arms et al., 1999).

각종 단백질이 TGF-β 및 BMP 세린/트레오닌 키나제 수용체로부터 시그널을 형질도입할 수 있다. 이들 중에서, 가장 잘 연구된 분자는 Smad 계열의 단백질이다. 8가지의 상이한 Smad 단백질이 포유류에서 동정되었는데, 이들 단백질은 3가지 아그룹, 즉 수용체-조절된 Smad (R- Smad), 공통의 파트너 Smads (Co- Smad), 및 억제성 Smads로 분류된다. R- Smads는 Co- Smads와의 복합체로부터 유형 I 수용체에 의해 직접적으로 활성화되고, 핵 내로 전좌된다. Smad 이종체는 기타 DNA-결합성 단백질을 통하여 직접 및 간접적으로 DNA와 결합하여, 표적 유전자의 전사를 조절한다. Smad1, Smad5 및 Smad8은 BMPs에 의해 활성화되는 반면, Smad2 및 Smad3은 TGF-β에 의해 활성화된다. 예를 들어, Smad2는, Co-Smad로서 작용하는 Smad4와 조합하여 핵으로 전좌되는데, 여기서 이는 TGF의 생물학적 효과를 매개하는 유전자의 전사를 활성화시킨다. Smad6 및 Smad7은 기타 Smad와 구조상 별개로 관련된 것이고, 억제성 Smads로서 작용한다. BMPs가 시험관내 및 생체내에서 새로운 연골과 뼈 형성을 유도하고 연골 세포 성장과 분화를 조절하는 것으로 밝혀졌다. 추가로, 이들 단백질은 연골 수복 과정에 밀접한 영향을 미치기도 한다. BMPs가 또한, 연골발생적 표현형을 증진 및 유지시킨다는 각종 연구 결과가 밝혀졌는데, 이는 병아리 지아(limb bud) 세포 배양액과 태아 랫트 연골아세포에서 뿐만 아니라 래빗트 및 소의 관절성 연골 세포에서의 프로테오글리칸 합성을 자극시키는 이들의 능력으로써 지시된다. 연골과 뼈 형성에 대한 BMPs의 중요성이 특이적 BMP 유전자 녹아웃(knockout)을 연구한 형질전환성 접근법에 의해 입증되었다.Various proteins can transduce signals from TGF-β and BMP serine / threonine kinase receptors. Of these, the best studied molecules are the Smad family of proteins. Eight different Smad proteins have been identified in mammals, which are classified into three subgroups: receptor-regulated Smads (R-Smads), common partners Smads (Co-Smads), and inhibitory Smads. R-Smads are directly activated by type I receptors and complexed into the nucleus from complexes with Co- Smads. Smad heterologs bind DNA directly and indirectly through other DNA-binding proteins to regulate transcription of target genes. Smad1, Smad5 and Smad8 are activated by BMPs, while Smad2 and Smad3 are activated by TGF-β. For example, Smad2 is translocated into the nucleus in combination with Smad4, which acts as Co-Smad, where it activates the transcription of genes that mediate the biological effects of TGF. Smad6 and Smad7 are structurally related to other Smads and act as inhibitory Smads. BMPs have been shown to induce new cartilage and bone formation in vitro and in vivo and to regulate chondrocyte growth and differentiation. In addition, these proteins may have a close effect on the process of cartilage repair. Various studies have shown that BMPs also promote and maintain chondrogenic phenotypes, which stimulate proteoglycan synthesis in rabbit and bovine articular chondrocytes as well as in chick limb bud cell cultures and fetal rat chondrocytes. It is indicated by their ability to let them. The importance of BMPs for cartilage and bone formation was demonstrated by a transgenic approach that studied specific BMP gene knockouts.

BMP 계열의 기타 구성원인 골원성 단백질 (OP-1 또는 BMP-7)이 정상 및 병리학적 상태, 예를 들면, 연골 수복 동안 연골 생체 항상성에 특히 중요한 것으로 여겨진다. OP-1은 연골-유도된 형태발생적 단백질과 함께, 성인 관절성 연골 세포에 의해 발현되는 BMP 계열의 유일한 구성원인 것으로 여겨진다 (참조: Chubinskaya, S.,J. Histochemistry and Cytochemistry 48:239-50 (2000)). OP-1은 뼈 매트릭스로부터 최초로 정제되었으며, 연골과 뼈 형성을 유도하는 것으로 밝혀졌다. 사람 OP-1 유전자를 클로닝하고 생물학적 활성 재조합 OP-1 동종 이량체를 생성하였다. 사람 재조합 OP-1은 시험관내에서 사람 관절성 연골 세포에 의한 아그레칸 및콜라겐 유형 II의 합성을 자극할 수 있다. 이는 또한, 이들 연골 세포의 대사에 대한 IL-1의 유해 효과에 반대작용할 수 있으며, 피브로넥틴 단편에 의해 매개된 소의 연골 손상을 차단할 수 있다. 이러한 효과는 인터루킨-1베타의 존재 하에 배양된 사람 관절성 연골 세포에 의한 프로테오글리칸, 프로스타글란딘 E2, 및 IL-1 수용체 길항제의 생성에 대한 재조합 사람 OP-1의 효과를 연구함으로써 입증되었다. 사람 관절성 연골 세포를 OP-1로 처리하는 것이 저용량의 IL-1β에 의해 유도된 프로테오글리칸 합성의 하향 조절을 극복하는데 유효하였다. 추가로, OP-1이 사람 연골 세포에 의한 매트릭스 어셈블리에 요구되는 기타 분자인 하이알루로난과 CD44의 합성을 자극한다는 연구 결과가 밝혀졌다. 사람 성인 연골에서 OP-1에 대한 조절과 발현에 대한 이들 연구는 연골 보호와 수복에 있어서의 OP-1의 역할을 제시해주며, OP-1가 연골 동화 작용과 사람 관절성 연골의 수복을 증진시키는 치료제로서 사용될 수 있다는 사실을 지시해준다.Osteogenic proteins (OP-1 or BMP-7), other members of the BMP family, are believed to be particularly important for cartilage bio homeostasis during normal and pathological conditions, such as cartilage repair. OP-1, along with cartilage-derived morphogenic proteins, is believed to be the only member of the BMP family expressed by adult articular chondrocytes (Chubinskaya, S., J. Histochemistry and Cytochemistry 48: 239-50 ( 2000)). OP-1 was first purified from the bone matrix and was found to induce cartilage and bone formation. The human OP-1 gene was cloned and produced a biologically active recombinant OP-1 homodimer. Human recombinant OP-1 can stimulate the synthesis of agrecan and collagen type II by human articular chondrocytes in vitro. It may also counteract the deleterious effects of IL-1 on the metabolism of these chondrocytes and may block cartilage damage in cattle mediated by fibronectin fragments. This effect was demonstrated by studying the effect of recombinant human OP-1 on the production of proteoglycans, prostaglandin E2, and IL-1 receptor antagonists by human articular chondrocytes cultured in the presence of interleukin-1beta. Treatment of human articular cartilage cells with OP-1 was effective to overcome the down regulation of proteoglycan synthesis induced by low doses of IL-1β. In addition, studies have shown that OP-1 stimulates the synthesis of hyaluronan and CD44, another molecule required for matrix assembly by human chondrocytes. These studies on the regulation and expression of OP-1 in human adult cartilage suggest a role for OP-1 in cartilage protection and repair, and OP-1 promotes cartilage assimilation and repair of human articular cartilage. It indicates that it can be used as a therapeutic agent.

OP-1 (BMP-7)은 생체내에서 골격내 및 골격외 부위에 이식될 때 연골과 뼈 형성을 유도한다. 전층 관절성 연골 결함을 치유하는데 있어서의 OP-1의 영향력은 래빗트 무릎 관절의 관절성 연골에 2개의 인접한 구멍을 뚫음으로써 연구 조사하였다. OP-1은 성숙한 관절 연골 세포와 닮은 세포가 함유된 관절 표면의 재생과 관절성 연골 치유를 유도하였다.OP-1 (BMP-7) induces cartilage and bone formation when implanted in intraskeletal and extraskeletal sites in vivo. The influence of OP-1 on the healing of penetrating articular cartilage defects was investigated by drilling two adjacent holes in the articular cartilage of the rabbit knee joint. OP-1 induced regeneration of articular surface and healing of articular cartilage containing cells resembling mature articular cartilage cells.

이들 데이터는 외과적 외상 후 사람에게서 관절성 연골의 생물학적 생체 항상성을 유지시키고 연골 분해를 방지하기 위해 본 발명의 실시에 유용한 용액의 한 가지 바람직한 양태가 TGF-β 슈퍼-계열의 구성원, 바람직하게는 TGFβ2, BMP-7(OP-1) 또는 BMP-2, 또는 이들 리간드에 의해 이용된 동일한 수용체를 통하여 작용하는 등가의 효능제의 전신 또는 국소 적용을 포함할 수 있었다는 것을 제시해준다. 이러한 전신 또는 국소 전달은 연골 이화작용성 과정의 억제제 (예: MAP 키나제 억제제, MMP 억제제 또는 산화질소 신타제 억제제) 및/또는 통증과 염증을 억제시키기 위한 기타 제제인 약물(들)과 조합하여 일어날 수 있다.These data indicate that one preferred embodiment of a solution useful in the practice of the present invention for maintaining biological bio homeostasis of articular cartilage and preventing cartilage degradation in humans after surgical trauma is a member of the TGF-β super-family, preferably It suggests that it could include systemic or topical application of TGFβ2, BMP-7 (OP-1) or BMP-2, or equivalent agonists acting through the same receptors used by these ligands. Such systemic or local delivery occurs in combination with inhibitors of cartilage catabolic processes (eg, MAP kinase inhibitors, MMP inhibitors or nitric oxide synthase inhibitors) and / or drug (s), which are other agents for inhibiting pain and inflammation. Can be.

TGF-β 및 BMP 효능제를 약리학적 효능제로서 규정하는 것과 관련해서, 용어 TGF-β 및 BMP 효능제에는 다음이 포함되지만, 이에 제한되지 않는다: (1) 천연적으로(내인성) 생성된 아미노산 서열에 상응하는 펩티드 서열 또는 이의 단편; (2) 동종의 이들 각각의 수용체와 결합하는 능력을 보유하고 있고 생물학적 활성을 보유하고 있는 완전한 길이의 천연 TGF-β 및 BMP 아미노산 서열의 절단된 또는 부분 서열인 재조합 TGF-β 및 BMP, 및 이의 동족체; 및 (3) 동종 수용체와 결합하는 능력을 보유하고 있고 생물학적 활성을 보유하고 있는 IgG 폴리펩티드의 일정 부분(예: IgG 힌지 및 Fc 도메인)에 상응하는 서열에 올리고머(예: 아미노산)를 통하여 부착된 완전한 길이의 아미노산 서열의 일정 부분에 상응하는 절단된 또는 부분 서열로 구성된 재조합 폴리펩티드인 키메라 TGF-β 및 BMP.With regard to defining TGF-β and BMP agonists as pharmacological agonists, the terms TGF-β and BMP agonists include, but are not limited to: (1) naturally occurring (endogenous) amino acids Peptide sequences corresponding to the sequences or fragments thereof; (2) recombinant TGF-β and BMP, which are truncated or partial sequences of full-length native TGF-β and BMP amino acid sequences that possess the ability to bind homologous these respective receptors and retain biological activity, and their Homologues; And (3) complete attachment of oligomers (e.g., amino acids) to sequences corresponding to portions of the IgG polypeptide (e.g., IgG hinge and Fc domain) that possess the ability to bind homologous receptors and retain biological activity. Chimeric TGF-β and BMP, which are recombinant polypeptides composed of truncated or partial sequences corresponding to a portion of an amino acid sequence of length.

본 발명에 적합한 TGF-β 및 BMP 효능제의 예가 다음에 열거되어 있다. 국소 전달(즉, 주사, 주입 및 관주)의 모든 방식에 대해, 각각의 적합한 제제의 최적의 용량 및/또는 농도는 치료학적으로 유효한 것이다. 한 예로서, 열거된 제제 각각에 대해, 열거된 제제를 함유하는 관주 용액의 바람직한 및 가장 바람직한 농도가 제공되는데, 이러한 농도는 치료학적으로 유효한 것으로 예상된다. 유사하게, 본발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Examples of TGF-β and BMP agonists suitable for the present invention are listed below. For all modes of topical delivery (ie, injection, infusion and irrigation), the optimal dose and / or concentration of each suitable agent is therapeutically effective. As an example, for each of the listed formulations, a preferred and most preferred concentration of irrigation solution containing the listed formulations is provided, which concentration is expected to be therapeutically effective. Similarly, systemic compositions according to the present invention will suitably include a dosage or loading of the formulation sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

관절에 대한 외과용 용액 중에서의 국소 전달 또는 국소 작용을 위한 치료학적 농도 범위는 이의 동종 수용체에 대한 각 리간드의 해리 상수(Kd) 값으로부터 추정할 수 있다. 이들 값이 특정한 세포 유형 및 조직에 대해 다양할 것이지만, BMP-4에 대한 다음 예가 제시된다.125I-BMP-4를 이용한 결합 실험 결과, 110 pM의 외견상 해리 상수와 세포당 약 6000개 수용체를 갖는 특이적이면서 고친화성의 결합 부위가 존재하는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 11 nM BMP-4에서, 리간드의 결합은 최대가 될것이며, 이용 가능한 수용체로 완전히 점유(포화)될 것이다. 1차 관절성 연골 세포 상에 BMP-4에 대한 기능적 수용체가 존재하는 것으로 입증되었다.The therapeutic concentration range for local delivery or local action in surgical solutions to the joint can be estimated from the dissociation constant (Kd) value of each ligand for its homologous receptor. While these values will vary for specific cell types and tissues, the following examples for BMP-4 are presented. Binding experiments with 125 I-BMP-4 revealed specific and high affinity binding sites with an apparent dissociation constant of 110 pM and about 6000 receptors per cell. Thus, at 11 nM BMP-4, binding of the ligand will be maximal and fully occupied (saturated) with available receptors. It has been demonstrated that functional receptors for BMP-4 are present on primary articular cartilage cells.

TGF-β 및 BMP-수용체 효능제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and Preferred Concentrations of TGF-β and BMP-Receptor Agonists 화합물compound 국소 전달 치료학적농도 (나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 가장 바람직한 국소전달 농도 (나노몰)Most desirable local delivery concentration (nanomol) TGF-β1TGF-β1 0.05-5000.05-500 0.5-1000.5-100 TGF-β2TGF-β2 0.05-5000.05-500 0.5-1000.5-100 BMP-2BMP-2 0.1-20000.1-2000 1-2001-200 BMP-4BMP-4 0.1-20000.1-2000 1-2001-200 BMP-7(OP-1)BMP-7 (OP-1) 0.1-20000.1-2000 1-2001-200

5.사이클로옥시게나제-2 (COX-2) 억제제 5. Cyclooxygenase-2 (COX-2) Inhibitors

비-스테로이드성 소염 약물 (NSAIDs)이 소염제로서 광범위하게 사용되고 있지만, 연골 보호제로서 특정하게 개발되었거나 치료학적으로 이용되지는 않았다. NSAID 약물에 대한 직접적인 분자 표적은 프로스타글란딘 엔도퍼옥사이드 신타제 또는 지방산 사이클로옥시게나제로서 지칭된, 프로스타글란딘 합성 경로에서의 첫 번째 효소이다. 사이클로나제의 2가지 관련 형태, 즉 사이클로옥시게나제-1 또는 유형 1 (COX-1) 및 사이클로옥시게나제-2 (COX-2)의 성상을 확인하였다. 이들 동위효소(isozyme)는 프로스타글란딘 G/ H 신타제 (PGHS)-1 및 PGHS-2로서 공지되기도 한다. 양 효소는 아라키돈산을 프로스타글란딘 H2로 전환시키는 프로스타노이드 형성에 있어 속도-제한 단계를 촉매한다. COX-1은 혈소판과 내피 세포에 존재하고 구성적 활성을 나타낸다. 이와는 대조적으로, COX-2는 내피 세포, 매크로파아지, 섬유아세포 및 관절 내의 기타 세포에서 동정되었으며, 이의 발현은 프로-염증성 사이토킨, 예를 들면, IL-1 및 TNF-α에 의해 유도된다.Non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) are widely used as anti-inflammatory agents, but have not been specifically developed or therapeutically used as cartilage protective agents. The direct molecular target for NSAID drugs is the first enzyme in the prostaglandin synthesis pathway, referred to as prostaglandin endoperoxide synthase or fatty acid cyclooxygenase. The properties of two related forms of cyclonase, cyclooxygenase-1 or type 1 (COX-1) and cyclooxygenase-2 (COX-2), were identified. These isozymes are also known as prostaglandin G / H synthase (PGHS) -1 and PGHS-2. Both enzymes catalyze the rate-limiting step in the formation of prostanoids that convert arachidonic acid to prostaglandin H2. COX-1 is present in platelets and endothelial cells and exhibits constitutive activity. In contrast, COX-2 has been identified in endothelial cells, macrophages, fibroblasts and other cells in the joints, the expression of which is induced by pro-inflammatory cytokines such as IL-1 and TNF-α.

염증 발생 관절 내에서는, COX-2 발현이 상향 조절되고, 이의 상향 조절과 동시에 COX-2의 활성 증가가 크게 일어나, 염증성 관절증으로 고생하는 환자의 활액 내에 존재하는 프로스타글란딘의 합성이 증가된다. 이러한 관절 내의 프로스타글란딘(PGs)의 세포성 공급원에는 활성화 연골 세포, 유형 A 및 B 활막 세포 및 침윤성 매크로파아지가 포함된다. PGs에 의해 매개된 연골 대사에 중요한 세포성 기능에는 유전자 발현, 세포외 매트릭스 합성 및 증식이 포함된다. COX-2는 염증 발생된 관절 조직에서 발현되거나 또는 염증 매개인자에 대한 노출 후에 발현되기 때문에(예: 손상 또는 외과적 외상 결과로서 일어남), COX-2의 억제제를 사용하는 것이 소염 활성과 연골 보호 활성 둘 다를 제공하는 것으로 예상된다.In inflamed joints, COX-2 expression is upregulated and, at the same time as its upregulation, a significant increase in the activity of COX-2 occurs, leading to an increase in the synthesis of prostaglandins present in the synovial fluid of patients suffering from inflammatory arthrosis. Cellular sources of prostaglandins (PGs) in these joints include activated chondrocytes, type A and B synovial cells, and invasive macrophages. Cellular functions important for cartilage metabolism mediated by PGs include gene expression, extracellular matrix synthesis and proliferation. Since COX-2 is expressed in inflamed joint tissues or after exposure to inflammatory mediators (eg, as a result of injury or surgical trauma), the use of inhibitors of COX-2 prevents anti-inflammatory activity and cartilage protection. It is expected to provide both activity.

염증성 관절증에서의 연골 파괴는 관절 손상의 결과로서 및 관절경 이용한 외과적 처치의 결과로서 촉발될 수 있다. 연골 세포는 관절성 연골 내의 유일한 세포 유형이고, PGs를 포함한 내인성 염증성 매개인자의 방출을 통하여 자신의 매트릭스를 파손시키는 것에 참여하는 것으로 공지되어 있다. 정상적인 사람 관절성 연골 세포에서의 PG 방출, COX-2 유전자 발현 및 단백질 합성이 IL-1, TNF-α 및 IL-6을 포함한 사이토킨에 의해 신속하게 유도된다는 연구 결과가 밝혀졌다. mRNA의 수준은 사이토킨 유도 후 2시간 정도로 단기간 내에 탐지되고, 6시간째에 높은 수준에 도달하며, 72시간 이상의 현저하게 긴 발현 기간을 나타낸다. 유사하게, 사람 활막 세포의 IL-1α 및 TNF-α 활성화에 관한 세포 배양 연구는 COX-2 발현과 프로스타글란딘 E2 (PGE2) 생성의 상당한 증가를 나타내었다. 각종 NSAIDS, 예를 들면, 케토프로펜으로의 처리가 상기 유도된 PEG2 반응을 없앤다. 연골 세포 배양 시스템에서는, 특이적 COX-2 억제제 화합물 NS-398이 사이토킨에 의해 유도된 PEG2 생성 증가를 방지시킨 반면, COX-1 수준은 여전히 안정된 채로 유지된다 (참조: Morisset, S., 1998, J. Rheumatol. 25:1146-53). 따라서, COX-2의 발현과 연관되는, 활성화된 연골 세포에 의한 PG 생성을 차단하는 것이 연골 보호 효과를 제공할 수 있는 것으로 추론할 수 있다.Cartilage destruction in inflammatory arthrosis can be triggered as a result of joint damage and as a result of surgical treatment with arthroscopy. Cartilage cells are the only cell type in articular cartilage and are known to participate in breaking their matrix through the release of endogenous inflammatory mediators, including PGs. Studies have shown that PG release, COX-2 gene expression and protein synthesis in normal human articular chondrocytes are rapidly induced by cytokines including IL-1, TNF-α and IL-6. Levels of mRNA are detected within a short period of time, about 2 hours after cytokine induction, reach high levels at 6 hours, and show a significantly longer expression period of 72 hours or more. Similarly, cell culture studies on IL-1α and TNF-α activation of human synovial cells showed a significant increase in COX-2 expression and prostaglandin E2 (PGE2) production. Treatment with various NSAIDS, such as ketoprofen, eliminates this induced PEG2 response. In a chondrocyte culture system, the specific COX-2 inhibitor compound NS-398 prevents increased cytokine-induced PEG2 production, while COX-1 levels remain stable (Morisset, S., 1998, J. Rheumatol. 25: 1146-53). Thus, it can be inferred that blocking PG production by activated chondrocytes, which is associated with expression of COX-2, can provide a cartilage protective effect.

NSAIDs는 골관절염 또는 류마티스성 관절염 환자의 치료에 통상적으로 사용되지만, 이들 관절염 질환과 관련하여 관절성 연골 대사에 대한 이들의 효과는 여전히 논쟁의 주제이다. 예를 들어, NSAIDs를 사용하여 골관절염과 류마티스성 관절염을 임상적으로 치료하는 것은 염증을 감소시키는데 성공적이긴 하다. 그러나, COX-2에 대해 선택적이지 못한 몇몇 NSAIDs, 주로 살리실레이트 및 인도메타신은 연골 세포에 의한 프로테오글리칸 합성에 손상을 입힘으로써 골관절염성 연골 파괴를 촉진시키는 것으로 생각되는 반면, 기타 NSAIDS는 연골 수복을 자극함으로써 어느 정도의 연골 보호 효과를 지니고 있는 것으로 생각된다. 대부분의 연구는 NSAIDs가 연골에 대해 거의 또는 전혀 효과를 나타내지 않는 것으로 나타났다. 현재에는 외상성 관절 손상과 외과적 외상 후의 연골 파괴 및 활막염의 치료에 이러한 부류의 약물을 사용하지 않기 때문에, 연골 파괴의 원인이 되는 병리생리학적 기전에 대한 각 NSAID의 독특한 특성을 정립할 필요가 있을 것이다.NSAIDs are commonly used in the treatment of patients with osteoarthritis or rheumatoid arthritis, but their effects on articular cartilage metabolism in relation to these arthritis diseases are still a subject of debate. For example, clinical treatment of osteoarthritis and rheumatoid arthritis using NSAIDs has been successful in reducing inflammation. However, some NSAIDs, predominantly salicylate and indomethacin, which are not selective for COX-2, are thought to promote osteoarthritic cartilage destruction by damaging proteoglycan synthesis by chondrocytes, while other NSAIDS are involved in cartilage repair. It is thought to have some degree of cartilage protection effect by stimulation. Most studies have shown that NSAIDs have little or no effect on cartilage. At present, the use of this class of drugs for the treatment of traumatic joint injuries and cartilage destruction and synoviitis after surgical trauma requires the establishment of unique characteristics of each NSAID for the pathophysiological mechanisms responsible for cartilage destruction. will be.

2개의 COX 동위효소는 약리학적으로 별개이기 때문에, 소염 치료법에 유용한 동위효소-특이적(선택적) 사이클로옥시게나제 억제제가 개발되었으며, 이들 동일한 COX-2 억제제 중의 몇 가지가 관절 염증 모델에서 시험되었다. 그러나, 연골 프로테오글리칸의 합성과 분해 뿐만 아니라 IL-1, IL-6 및 IL-8, 및 프로스타노이드의 활액성 생성에 대한 COX-2 억제제의 시험관내 효과는, 특정의 NSAIDs가 인터루킨 및 에오코소노이드의 연골 및 활액성 생성에 대한 이들의 생체내 효과가 상당히 다양할 수 있어, 이들 파라미터의 통합 효과가 연골 원형 보존에 대한 COX-2 억제제의 결과에 영향을 미칠 수 있도록 한다는 것은 지시해준다. 예를 들어, 몇몇 NSAIDS는 프로-염증성 사이토킨의 생성을 증강시키거나 또는 연골 프로테오글리칸 합성을 억제시킴으로써 골관절염에서의 관절 손상을 촉진시킬 수 있다. 그러나,특이적 억제제들 간의 가능한 임상 효과 편차에도 불구하고, C의 억제는 전형적으로, 활막염의 감소를 가져다 주고, 예상되는 연골 손상 위험 감소를 가져다 준다.Because the two COX isoenzymes are pharmacologically distinct, isoenzyme-specific (selective) cyclooxygenase inhibitors useful for anti-inflammatory therapy have been developed, and several of these same COX-2 inhibitors have been tested in joint inflammation models . However, the in vitro effects of COX-2 inhibitors on the synaptic production of IL-1, IL-6 and IL-8, and prostanoids, as well as the synthesis and degradation of cartilage proteoglycans, have shown that certain NSAIDs may be interleukin and eicoso Their in vivo effects on the cartilage and synovial production of the nod can vary considerably, indicating that the combined effects of these parameters can influence the results of COX-2 inhibitors on cartilage prototyping preservation. For example, some NSAIDS can promote joint damage in osteoarthritis by enhancing the production of pro-inflammatory cytokines or by inhibiting cartilage proteoglycan synthesis. However, despite possible clinical effect deviations between specific inhibitors, inhibition of C typically results in a reduction in synovitis and an expected reduced risk of cartilage damage.

COX-1 및 COX-2 이소형에 대한 억제제의 상대적 선택도를 평가하기 위한 각종 생화학적 및 세포성 및 동물 검정이 개발되었다. 일반적으로, 선택도를 규정하는 기준은 소정의 생화학적 또는 세포성 검정 시스템에 대해 수득된 COX-1/ COX-2 억제 상수의 비(또는 COX-2/ COX-1)이다. 이러한 선택도 비는 마이크로솜성 검정 시스템과 세포성 검정 시스템(예를 들면, 재조합 사람 COX 동위효소를 안정적으로 발현하는 혈소판 및 매크로파아지 세포주) 간에 수득되는 효소 활성 억제에 대한 상이한 IC50절대값을 고려한다. 추가로, COX-2의 억제는 세포내 COX-2 합성을 하향 조절하는 연골 보호(억제) 사이토킨, 예를 들면, IL-4에 의해 촉발된 억제 효과를 모의한다. 45개 이상의 NSAIDs 및 선택적 COX-2 억제제의 선택도 비교 (참조:Can. J. Physiol. Pharmacol 75:1088-95 (1997))는 COX-2 대 COX-1에 대한 다음 랭크-순서의 상대 선택도를 나타내었다: DuP 697 > SC-58451= 셀레콕시브 > 니메설리드 = 멜록시캄 = 피록시캄 = NS-398= RS-57067 >SC-57666 > SC-58125 > 플로설리드 > 에토돌락 > L-745,337 > DFU-T-614 ( IC50값은 7 nM 내지 17 μM의 범위이다).Various biochemical and cellular and animal assays have been developed to assess the relative selectivity of inhibitors for COX-1 and COX-2 isotypes. In general, the criterion for defining selectivity is the ratio (or COX-2 / COX-1) of the COX-1 / COX-2 inhibition constant obtained for a given biochemical or cellular assay system. This selectivity ratio takes into account the different IC 50 absolute values for inhibition of enzymatic activity obtained between microsomal assay systems and cellular assay systems (eg, platelet and macrophage cell lines stably expressing recombinant human COX isoenzymes). do. In addition, inhibition of COX-2 simulates the inhibitory effects triggered by cartilage protective (suppressive) cytokines such as IL-4, which downregulate intracellular COX-2 synthesis. Comparison of selectivity of more than 45 NSAIDs and selective COX-2 inhibitors ( Can. J. Physiol. Pharmacol 75 : 1088-95 (1997)) is a relative selection of the next rank-order for COX-2 vs. COX-1. Degrees are shown: DuP 697> SC-58451 = celecoxib> nimesulide = meloxycamp = pyroxicam = NS-398 = RS-57067>SC-57666>SC-58125>florulide> etodolak >L-745,337> DFU-T-614 (IC 50 values range from 7 nM to 17 μM).

선택적인 COX-2 억제제, 예를 들면, 셀레콕시브 및 로테콕시브에 대해 규정된 분자 및 세포성 작용 기전으로부터 뿐만 아니라 동물 연구로부터, 이들 화합물은 관주 용액 또는 주사액 중에서 관절에 직접적으로 수술 주위 시기에 적용될 때 연골 보호 효과를 나타내는 것으로 예상된다. 특히, COX-2 억제제는 관절경 이용한 외과적 처치 동안 관주 용액 중에서 전달되거나, 또는 외과적 처치 또는 관절에 대한 기타 손상 이전, 동안 또는 후에 관절 내로의 직접적인 주사에 의해 전달된 유효 약물인 것으로 예상된다.From animal studies as well as from the molecular and cellular mechanisms of action defined for selective COX-2 inhibitors, such as celecoxib and rotecoxib, these compounds have a perioperative time directly to the joint in irrigation solution or injection It is expected to show a cartilage protective effect when applied to. In particular, the COX-2 inhibitor is expected to be an effective drug delivered in irrigation solution during arthroscopically-assisted surgical treatment, or by direct injection into the joint before, during, or after surgical treatment or other damage to the joint. .

본 발명에 적합한 COX-2 억제제의 예가 다음에 열거되어 있다. 국소 전달(즉, 주사, 주입 및 관주)의 모든 방식에 대해, 각각의 적합한 제제의 최적의 용량 및/또는 농도는 치료학적으로 유효한 것이다. 한 예로서, 열거된 제제 각각에 대해, 열거된 제제를 함유하는 관주 용액의 바람직한 및 가장 바람직한 농도가 제공되는데, 이러한 농도는 치료학적으로 유효한 것으로 예상된다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Examples of COX-2 inhibitors suitable for the present invention are listed below. For all modes of topical delivery (ie, injection, infusion and irrigation), the optimal dose and / or concentration of each suitable agent is therapeutically effective. As an example, for each of the listed formulations, a preferred and most preferred concentration of irrigation solution containing the listed formulations is provided, which concentration is expected to be therapeutically effective. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

사이클로옥시게나제-2 억제제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and Preferred Concentrations of Cyclooxygenase-2 Inhibitors 화합물compound 국소 전달 치료학적바람직한 농도(nM)Topical Delivery Therapeutic Preferred Concentration (nM) 가장 바람직한 국소전달 농도 (nM)Most desirable local delivery concentration (nM) 로페콕시브(MK 966)Lopecoxib (MK 966) 0.3-30,0000.3-30,000 30-3,00030-3,000 SC-58451SC-58451 0.3-30,0000.3-30,000 30-3,00030-3,000 셀레콕시브 (SC-58125)Celecoxib (SC-58125) 0.3-30,0000.3-30,000 30-3,00030-3,000 멜콕시캄Melcock Seacamp 0.5-50,0000.5-50,000 50-5,00050-5,000 니메설리드Nimesulide 0.5-50,0000.5-50,000 50-5,00050-5,000 디클로페낙Diclofenac 0.3-30,0000.3-30,000 30-3,00030-3,000 NS-398NS-398 0.3-30,0000.3-30,000 30-3,00030-3,000 L-745,337L-745,337 0.2-100,0000.2-100,000 20-10,00020-10,000 RS57067RS57067 0.2-100,0000.2-100,000 20-10,00020-10,000 SC-57666SC-57666 0.2-100,0000.2-100,000 20-10,00020-10,000 플로설리드Floslide 0.2-100,0000.2-100,000 20-10,00020-10,000

6.MAP 키나제 억제제 6. MAP Kinase Inhibitors

분열촉진 인자-활성화 단백질 (MAP) 키나제는 시그널을 세포 표면으로부터 핵으로 형질도입하는데 있어서의 각종 세포외 자극과 기능에 반응하여 활성화되는 단백질 세린/트레오닌 키나제 그룹이다. MAP 키나제 캐스케이드는 시그널을 성장 인자, 호르몬 및 염증성 사이토킨으로부터 중간 초기 유전자로 전달하는 주요 세포내 시그널링 경로 중의 하나이다. 기타 시그널링 경로와 조합하여, 이들 활성화된 분열촉진 인자-활성화 단백질-키나제 (MAPKs)는 전사 인자의 인산화 상태와 활성을 시차적으로 변화시키고, 궁극적으로는 세포 증식, 분화 및 환경상 스트레스에 대한 세포성 반응을 조절한다. 예를 들어, MAPK 계열의 한 구성원(p38)은 강력한 프로-염증성 사이토킨인 IL-1 및 TNF-α로부터 주요 생화학적 시그널 형질도입 경로를 매개하여, 사이클로옥시게나제-2(COX-2) 유전자의 전사 조절과 관련된 시스-작용성 인자를 통하여, 자극된 매크로파아지에서의 COX-2 유도를 유발시킨다.Cleavage factor-activated protein (MAP) kinases are a group of protein serine / threonine kinases that are activated in response to various extracellular stimuli and functions in transducing signals from the cell surface to the nucleus. The MAP kinase cascade is one of the major intracellular signaling pathways that deliver signals from growth factors, hormones and inflammatory cytokines to intermediate early genes. In combination with other signaling pathways, these activated proliferation factor-activated protein-kinases (MAPKs) differentially change the phosphorylation status and activity of transcription factors and ultimately are cellular to cell proliferation, differentiation and environmental stress. Regulate the reaction. For example, a member of the MAPK family (p38) mediates major biochemical signal transduction pathways from the potent pro-inflammatory cytokines IL-1 and TNF-α, leading to the cyclooxygenase-2 (COX-2) gene. Through the cis-acting factor associated with the regulation of transcription, COX-2 induction is induced in stimulated macrophages.

MAP 키나제 부류 제제의 구성원은 서열, 활성화 루프 크기, 세포외 자극에 의한 활성화 및 별개의 시그널 형질도입 경로 참여에 있어 상이한 것으로 공지된 3가지 이상 계열로 구성된다. 이들 계열의 MAP 키나제 중에서 뛰어난 구성원에는 세포외 시그널-조절된 키나제 (ERKs), ERK1 및 ERK2 (각각 p44MAPK 및 p42MAPK); JNK 또는 jun N-말단 키나제 계열로서 지칭되기도 하는 스트레스-활성화 단백질 키나제 1 (SAPK1) 계열; 및 스트레스-활성화 키나제 2/3 (SAPK-2/3)으로서 공지되기도 한p38 MAP 키나제 계열이 포함된다. p38 키나제는 스트레스에 의해 활성화되는 가장 뛰어난 프로-염증성 사이토킨이다. p38 계열 내에는, 표준 명칭이 각각 SAPK2a, SAPK2b, SAPK2d, SAPK3, 또는 p38 α, β, δ(SAPK4) 및 γ로서 지칭되는, 4가지 이상의 별개의 상동체(이소형 또는 동위효소)가 있다. 본 발명의 실시에 유용한 MAP 키나제 억제제는 상기 MAP 키나제 중의 어느 하나 또는 이들의 조합물과 상호작용할 수 있다. 특이적 MAP 키나제 억제제의 경우, 정제된 시험관내 효소 검정을 통해서 및 세포성 검정에서 확인된 억제 상수가 광범위한 농도에 걸쳐 다양할 수 있으며, 이는 본원에 유용한 것으로 입증될 수 있다. p38 MAP 키나제의 활성화는 트레오닌과 티로신 잔사의 이중 인산화에 의해 매개된다. 세포를 a와 둘 다로 처리하는 것이 인산화를 신속하게 증가시키고(5분 내) p38 MAP 키나제를 활성화시키는 것으로 밝혀졌다.Members of the MAP kinase family of agents consist of three or more families known to differ in sequence, activation loop size, activation by extracellular stimuli, and participation in separate signal transduction pathways. Outstanding members of this family of MAP kinases include extracellular signal-regulated kinases (ERKs), ERK1 and ERK2 (p44MAPK and p42MAPK, respectively); Stress-activated protein kinase 1 (SAPK1) family, also referred to as JNK or jun N-terminal kinase family; And the p38 MAP kinase family, also known as stress-activated kinase 2/3 (SAPK-2 / 3). p38 kinase is the best pro-inflammatory cytokine that is activated by stress. Within the p38 family there are four or more distinct homologues (isotypes or isoenzymes) whose standard names are referred to as SAPK2a, SAPK2b, SAPK2d, SAPK3, or p38 α, β, δ (SAPK4) and γ, respectively. MAP kinase inhibitors useful in the practice of the present invention may interact with any one or combination of these MAP kinases. For specific MAP kinase inhibitors, the inhibition constants identified through purified in vitro enzyme assays and in cellular assays can vary over a wide range of concentrations, which may prove useful herein. Activation of p38 MAP kinase is mediated by the double phosphorylation of threonine and tyrosine residues. Treatment of cells with both a and was found to rapidly increase phosphorylation (within 5 minutes) and activate p38 MAP kinase.

선행 연구는 소분자 억제제가 p38 MAP 키나제를 특이적으로 억제할 수 있고 (참조: Lee, J. et al.,Nature 372:739-746 (1994)), 생화학적 수준 및 각종 동물 모델에서 소염 효과를 유발시키는 것으로 나타났다. 다음 문헌 (참조: Cuenda, A. et al.,FEBS Lett. 364:229 (1995)) 에는 화합물 SB203580 [4-(4-플루오로페닐)-2-(4-메틸설피닐페닐)-5-(4-피리딜)이미다졸]이 시험관내에서 p38을 억제하였으며(IC50= 0.6μM), MAPK 활성화 단백질 키나제-2를 억제하였으며, 생체내에서 IL-1 및 세포성 스트레스에 반응하여 열 쇽 단백질 (hsp) 27의 인산화를 방지하였다고 보고되었다. p38에 대한 SB203580 억제 작용의 키나제 선택성은 실패하였거나, 또는 PKC, PKA, src 및 수용체 티로신 키나제 계열을 포함한, 시험관내의 15가지 이상의 기타 단백질 키나제의 가장 약한 억제를 나타내는 것으로 입증되었다 (참조: Lee, J.,Pharmacol. Ther 82: 389-397(1999))세포성 연구에서는, SB 203580과의 예비-항온 배양이 상기 효소의 IL-1 및 TNF-α 유도된 인산화와 후속 IL-8 생성을 차단하는 것으로 밝혀졌다. 이는 외과적 처치 동안 상기 억제제들을 전달하는 선제 효과를 뒷받침해준다.Previous studies have shown that small molecule inhibitors can specifically inhibit p38 MAP kinase (Lee, J. et al., Nature 372: 739-746 (1994)), and have anti-inflammatory effects at biochemical levels and in various animal models. It has been shown to cause. The following references (Cuenda, A. et al., FEBS Lett. 364: 229 (1995)) include compound SB203580 [4- (4-fluorophenyl) -2- (4-methylsulfinylphenyl) -5- (4-pyridyl) imidazole] inhibited p38 in vitro (IC 50 = 0.6 μM), inhibited MAPK activating protein kinase-2, and in vivo responded to IL-1 and cellular stress in vivo. It has been reported to prevent phosphorylation of protein (hsp) 27. Kinase selectivity of SB203580 inhibitory action against p38 has failed or has been demonstrated to exhibit the weakest inhibition of at least 15 other protein kinases in vitro, including the PKC, PKA, src and receptor tyrosine kinase families (Lee, J., Pharmacol. Ther 82: 389-397 (1999)) In cellular studies, pre-incubation with SB 203580 blocked IL-1 and TNF-α induced phosphorylation and subsequent IL-8 production of the enzyme. Turned out to be. This supports the preemptive effect of delivering these inhibitors during surgical procedures.

연골 파괴를 야기시키는 생화학적 염증 반응에서의 p38 분열촉진 인자-활성화 단백질 키나제 (MAPK)의 역할은 상기 효소를 특이적으로 억제하는 SB203580을 사용하여 연구하였다. p38 MAPK에 의해 선택적으로 제어되는 IL-1의 작용은 프로스타글란딘 H 신타제-2 (COX-2), 메탈로프로테이나제, 및 IL-6을 조절하는 것이다 (참조: Ridley, S. et al.,J. Immunol. 158:3165-73 (1997))사람 섬유아세포 및 혈관성 내피 세포에서는, SB203580이 기타 공지된 IL-1-활성화된 단백질 키나제 경로 (p42/p44 MAPK, p54 MAPK/c-Jun N-말단 키나제)에는 영향을 미치지 않으면서, 섬유아세포 내의 hsp 27 (p38 MAPK 활성의 지시인자)의 IL-1-유도된 인산화를 억제하였다 (IC50= 0.5μM) . 또한, SB203580 은 IL-1-자극된 IL-6 생성은 상당히 억제하였지만에서(1μM 에서 30 내지 50%), 사람 섬유아세포 및 내피 세포로부터의 IL-8 생성은 억제하지 못하였다.The role of p38 cleavage factor-activated protein kinase (MAPK) in biochemical inflammatory responses leading to cartilage destruction was studied using SB203580, which specifically inhibits the enzyme. The action of IL-1, optionally controlled by p38 MAPK, is to modulate prostaglandin H synthase-2 (COX-2), metalloproteinases, and IL-6 (see Ridley, S. et al. , J. Immunol. 158: 3165-73 (1997)) In human fibroblasts and vascular endothelial cells, SB203580 is a further known IL-1-activated protein kinase pathway (p42 / p44 MAPK, p54 MAPK / c-Jun N -Terminal kinase) inhibited IL-1-induced phosphorylation of hsp 27 (indicator of p38 MAPK activity) in fibroblasts (IC 50 = 0.5 μM). In addition, SB203580 significantly inhibited IL-1-stimulated IL-6 production (30-50% at 1 μM) but did not inhibit IL-8 production from human fibroblasts and endothelial cells.

중요하게는, SB203580이 섬유아세포와 사람 내피 세포에 의한 IL-1-자극된 프로스타글란딘 생성을 강력히 억제하였다. 이는 COX-2 단백질과mRNA의 유도 억제와 연관이 있다. PGE2는 연골 분해의 중요한 매개인자인 매트릭스 메탈로프로테이나제의 발현 증가를 가져다 준다. 활액성 섬유아세포와 연골 세포 둘 다는 사이토킨과 세포외 자극에 의한 활성화시 COX-2 유전자를 높은 수준으로 발현한다. MAPK 억제제는 이들 및 기타 세포 유형에서 발현된 MAP 키나제에 대한 이의 억제 작용으로 인해 연골 보호 활성을 제공해준다.Importantly, SB203580 strongly inhibited IL-1-stimulated prostaglandin production by fibroblasts and human endothelial cells. This is associated with the inhibition of induction of COX-2 protein and mRNA. PGE 2 results in increased expression of matrix metalloproteinases, an important mediator of cartilage degradation. Both synovial fibroblasts and chondrocytes express high levels of COX-2 gene upon activation by cytokines and extracellular stimuli. MAPK inhibitors provide cartilage protective activity due to their inhibitory action on MAP kinases expressed in these and other cell types.

MAPK 억제제는 각종 염증성 또는 병리생리학적 질환의 관절 조직에 전신 또는 국소적으로 적용될 때 연골 보호제로서 유효한 것으로 예상된다. SB 203580은 몇 가지 생체내 약리학적 모델에서 성상 확인되었으며, 이는 장기간의 경구 투약 하에서 활성을 나타내는 것으로 입증되었다. SB203580은 TIMP-1의 합성에 영향을 미치지 않으면서 IL-1에 의한 콜라게나제-1 및 스트로멜리신-1 생성 자극을 억제하는 것으로 밝혀졌다. 추가로, SB203580은 IL-1-자극된 콜라게나제-1 및 스트로멜리신-1 mRNA의 증가를 방지하였다. 연골 파쇄 모델에서는, 단기간 IL-1-자극된 프로테오글리칸 흡수와 프로테오글리칸 합성 억제가 SB203580에 의해 영향을 받지 않는 반면, 보다 장기간 콜라겐 파쇄가 방지되었다. 또한, SB203580은 소의 관절성 연골 체외이식조직 및 연골 세포에서 IL-1-유도된 산화질소 생성을 억제시키는데 유효한 것으로 밝혀졌다(참조: Badger, 1998). 이러한 시험관내 관찰 결과들은 관절 내의 이들 조직에 전신 또는 직접적으로 및 국소적으로 투여된 MAP 키나제 억제제의 연골 보호 활성에 대한 근거를 제공해준다.MAPK inhibitors are expected to be effective as cartilage protective agents when applied systemically or locally to joint tissues of various inflammatory or pathophysiological diseases. SB 203580 has been characterized in several in vivo pharmacological models, which has been shown to show activity under prolonged oral administration. SB203580 has been shown to inhibit stimulation of collagenase-1 and stromelysin-1 production by IL-1 without affecting the synthesis of TIMP-1. In addition, SB203580 prevented the increase of IL-1-stimulated collagenase-1 and stromelysin-1 mRNA. In the cartilage disruption model, short-term IL-1-stimulated proteoglycan uptake and proteoglycan synthesis inhibition were not affected by SB203580, while longer-term collagen disruption was prevented. In addition, SB203580 has been shown to be effective in inhibiting IL-1-induced nitric oxide production in bovine articular cartilage explants and chondrocytes (Badger, 1998). These in vitro observations provide the basis for the cartilage protective activity of MAP kinase inhibitors administered systemically or directly and locally to these tissues in the joint.

p38 MAP 키나제는 TNF-유도된 사이토킨 발현에 관여하고, p38 MAP 키나제 활성 억제제로서 작용하는 약물이 프로-염증성 사이토킨 생성을 차단한다 (참조: Beyaert, R. et al.,EMBO J.15:1914-23 (1996)). 세포를 TNF-α로 처리하는 것이 p38 MAPK 자체의 증가된 인산화와 이의 기질 단백질의 활성화로써 나타난 바와 같이 p38 MAPK 경로를 활성화하였다. 세포를 SB203580로 예비처리하는 것이 MAPK 활성화 단백질 키나제-2의 TNF-α유도된 활성화와 hsp 27 인산화를 완전히 차단하였다. 동일한 조건 하에, SB203580은 또한, IL-6의 TNF-α유도된 합성과, 2개의 NF-6B 요소를 함유하는 최소 프로모터에 의해 구동되는 리포터 유전자의 발현을 완전히 억제하였다. 따라서, 이들 연구 및 기타 p38 억제제에 대한 관련 연구는 p38 MAPK에 대한 억제제, 예를 들면, SB203580 및 FR133605의 작용이 연골 분해와 연계된 각종 단백질의 TNF-α- 및 IL-1-유도된 활성화를 선택적으로 방해한다는 것을 제시해준다. 따라서, 수용체의 키나제 하단 억제에 의한 이들 주요 프로-염증성 사이토킨의 MAP 키나제 시그널링 경로의 선택적인 억제는 MAP 키나제 억제제가 연골 보호 효과를 제공할 수 있다는 것을 지시해준다.p38 MAP kinase is involved in TNF-induced cytokine expression and drugs acting as p38 MAP kinase activity inhibitors block pro-inflammatory cytokine production (see Beyaert, R. et al., EMBO J. 15 : 1914-). 23 (1996)). Treatment of the cells with TNF-α activated the p38 MAPK pathway, as indicated by increased phosphorylation of p38 MAPK itself and activation of its substrate protein. Pretreatment of cells with SB203580 completely blocked TNF-α induced activation and hsp 27 phosphorylation of MAPK activating protein kinase-2. Under the same conditions, SB203580 also completely inhibited TNF-α-induced synthesis of IL-6 and expression of reporter genes driven by a minimal promoter containing two NF-6B elements. Thus, these studies and related studies on other p38 inhibitors suggest that the action of inhibitors, such as SB203580 and FR133605, on p38 MAPKs may inhibit TNF-α- and IL-1-induced activation of various proteins associated with cartilage degradation. Suggest that they interfere selectively. Thus, selective inhibition of the MAP kinase signaling pathway of these major pro-inflammatory cytokines by kinase bottom inhibition of the receptors indicates that MAP kinase inhibitors can provide a cartilage protective effect.

SB 203580을 사이토킨 억제와 염증성 질환의 여러 동물 모델에서 평가하였다. 이는 마우스와 랫트 모두에서 생체내 염증성 사이토킨 생성의 강력한 억제제인 것으로 입증되었는데, IC50값은 15 내지 25 mg/kg이다. SB 203580은 발 염증의상당한 억제를 가져다 주는 50 mg/kg의 용량을 사용할 경우에 DBA/LACJ 마우스의 콜라겐-유도된 관절염에서 치료학적 활성을 나타내었다. SB203580을1일 30 및 60 mg/kg으로 경구 투여한 경우에 루이스 랫트에서 아쥬반트(adjuvant)-유도된 관절염에서 항관절염 활성이 관찰되기도 하였다. 뼈 흡수에 대한 이로운 효과에 대한 부가의 증거가 수득되었다( IC50: 0.6μM).SB 203580 was evaluated in several animal models of cytokine inhibition and inflammatory disease. This has proven to be a potent inhibitor of inflammatory cytokine production in vivo in both mice and rats, with IC 50 values of 15-25 mg / kg. SB 203580 showed therapeutic activity in collagen-induced arthritis of DBA / LACJ mice when using a dose of 50 mg / kg resulting in significant inhibition of foot inflammation. Antiarthritis activity was also observed in adjuvant-induced arthritis in Lewis rats when orally administered SB203580 at 30 and 60 mg / kg per day. Additional evidence of the beneficial effect on bone uptake was obtained (IC 50 : 0.6 μM).

요약하면, 각종 생화학적, 세포성 및 동물 연구는 p38 MAPK가 IL-1 및 TNF-a에 대한 반응 조절에 중요한 역할을 하고, 이것이 몇몇 염증성-반응성 유전자, 예를 들면, COX-2의 mRNA 수준 조절과 관련이 있다는 것을 나타낸다. p38 억제제가 프로-염증성 사이토킨 생성을 차단하고, MMPs 생성을 억제하며, 이는 연골 체외이식조직에서 콜라겐 파쇄를 억제하는 것으로 입증되었다.In summary, various biochemical, cellular and animal studies have shown that p38 MAPK plays an important role in regulating the response to IL-1 and TNF-a, which is responsible for the mRNA levels of several inflammatory-reactive genes, such as COX-2. Indicates that it is related to regulation. p38 inhibitors have been shown to block pro-inflammatory cytokine production, inhibit MMPs production, which inhibits collagen breakdown in cartilage explants.

주요 프로-염증성 사이토킨, 예를 들면, IL-1 및 TNF-a의 작용을 차단하기 위해 MAPK 억제제를 사용하는 것은 활액성 섬유아세포, 매크로파아지 및 연골 세포를 포함한, 관절 내의 수 많은 세포 유형에 대해 유리한 효과를 지닐 것이므로, 관절 내로의 염증 세포 침윤, 활액 과형성, 활액 세포 활성화 및 연골 파쇄와 같은 후속 병리학적 효과들을 억제시킬 것이다. 따라서, MAPK 억제제는 전술된 사이토킨에 의한 염증 반응 증식을 차단시킴으로써, 질병 과정을 차단시켜야 한다.The use of MAPK inhibitors to block the action of major pro-inflammatory cytokines such as IL-1 and TNF-a has been shown to affect numerous cell types in the joints, including synovial fibroblasts, macrophages and chondrocytes. As it will have a beneficial effect, it will inhibit subsequent pathological effects such as inflammatory cell infiltration into the joint, synovial hyperplasia, synovial cell activation and cartilage disruption. Thus, MAPK inhibitors must block disease processes by blocking the proliferation of inflammatory responses by the aforementioned cytokines.

본 발명에 적합한 MAPK 억제제의 예가 다음에 열거되어 있다. 국소 전달(즉, 주사, 주입 및 관주)의 모든 방식에 대해, 각각의 적합한 제제의 최적의 용량 및/또는 농도는 치료학적으로 유효한 것이다. 한 예로서, 열거된 제제 각각에 대해,열거된 제제를 함유하는 관주 용액의 바람직한 및 가장 바람직한 농도가 제공되는데, 이러한 농도는 치료학적으로 유효한 것으로 예상된다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Examples of MAPK inhibitors suitable for the present invention are listed below. For all modes of topical delivery (ie, injection, infusion and irrigation), the optimal dose and / or concentration of each suitable agent is therapeutically effective. As one example, for each of the listed formulations, a preferred and most preferred concentration of irrigation solution containing the listed formulations is provided, which concentration is expected to be therapeutically effective. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

MAP 키나제 억제제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and Preferred Concentrations of MAP Kinase Inhibitors 화합물compound 국소 전달 치료학적농도(나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 국소 전달 바람직한농도 (나노몰)Local delivery preferred concentration (nanomol) SB 203580SB 203580 0.5-50,0000.5-50,000 50-5,00050-5,000 SB 203580 요오드SB 203580 Iodine 0.5-50,0000.5-50,000 50-5,00050-5,000 SB 202190SB 202 190 0.2-20,0000.2-20,000 20-2,00020-2,000 SB 242235SB 242235 0.2-10,0000.2-10,000 20-1,00020-1,000 SB 220025SB 220025 0.2-10,0000.2-10,000 20-1,00020-1,000 RWJ 67657RWJ 67657 0.3-30,0000.3-30,000 30-3,00030-3,000 RWJ 68354RWJ 68354 0.9-90,0000.9-90,000 90-9,00090-9,000 FR 133605FR 133605 1-100,0001-100,000 10-10,00010-10,000 L-167307L-167307 0.5-50,0000.5-50,000 50-5,00050-5,000 PD 98059PD 98059 0.1-10,0000.1-10,000 10-1,00010-1,000 PD 169316PD 169316 1-100,0001-100,000 10-10,00010-10,000

7.매트릭스 메탈로프로테이나제의 억제제 7. Inhibitors of Matrix Metalloproteinases

관절성 연골 파괴는 골관절염과 류마티스성 관절염과 같은 관절 질병에 있어 공통적인 특징일 뿐만 아니라 이는 관절에 대한 손상 이후에 발생된다. 병리생리학적으로, 연골의 생체역학적 특성에 손상을 입히는 프로테오글리칸과 콜라겐의 구조적 파손이 관찰된다. 정상적인 건강한 세포외 매트릭스의 유지는 매트릭스 성분의 생합성 및 혼입 속도와, 이들의 분해 및 연골로부터 활액 내로의 후속 손실 속도와의 균형을 반영해준다. 각종 프로테아제가 연골을 절단하는 잠재력을 지니고 있고, 이는 분해 과정에 관여하는데, 가장 두드러진 것이 매트릭스 메탈로프로테이나제이다.Articular cartilage destruction is not only a common feature for joint diseases such as osteoarthritis and rheumatoid arthritis, but also occurs after damage to the joint. Pathophysiologically, structural breakdowns of proteoglycans and collagen have been observed which damage the biomechanical properties of cartilage. Maintenance of a normal healthy extracellular matrix reflects the balance between the rate of biosynthesis and incorporation of matrix components and the rate of their degradation and subsequent loss from cartilage into the synovial fluid. Various proteases have the potential to cleave cartilage, which is involved in the degradation process, the most prominent being matrix metalloproteinases.

매트릭스 메탈로프로테이나제 (MMPs), 또는 매트릭신은 세포외적으로 작용하고 조직의 병리학적 분해에 중요한 역할을 하는 15개 이상의 아연 엔도펩티다제의 특정 계열이다. MMP 구성원에 대한 현 명칭과 대체명이 표 7에 제공되어 있다. 대부분의 MMPs는 고도로 조절되며, 대부분은 정상 조직에서 구성적으로 발현되지 않는다. 그러나, 프로-염증성 사이토킨, 예를 들면, IL-1 및 TNF-α는 전사와 발현을 개시한다. 조직-분해성 MMPs의 상향 조절과 활성화에 의해 창출된 불균형이, 만성 염증 질환 동안의 연골 파쇄 과정과, 관절 손상 후의 지속된 활액성 염증 반응에 있어 1차적인 유발 요인이다. 무릎에서 전방 십자형 인대 파열 또는 반월 손상이 있는 환자에게서 연골 매트릭스 대사를 연구하였다. 그 결과, 스트로멜리신-1 (MMP-3), 콜라게나제, 메탈로프로테이나제의 조직 억제제 (TIMP-1), 및 프로테오글리칸 단편의 농도가 외상성 무릎 손상 후에 사람 무릎 활액 내에 증가한 것으로 나타났다. 일시적으로, 이들 값은 기준 수준 바로 위로 증가하였으며, 1년 기간에 걸쳐 상당히 상승된 채로 유지되었다(10배 증가). 이들 변화는 무릎 인대 손상 후에 활액에서 관찰되는 프로테오글리칸 단편의 농도 증가를 구동시키는 것으로 예상된다.Matrix metalloproteinases (MMPs), or matrixins, are a specific family of at least 15 zinc endopeptidase that act extracellularly and play an important role in the pathological degradation of tissues. Current and alternate names for MMP members are provided in Table 7. Most MMPs are highly regulated and most are not constitutively expressed in normal tissues. However, pro-inflammatory cytokines such as IL-1 and TNF-α initiate transcription and expression. Imbalances created by upregulation and activation of tissue-degradable MMPs are the primary triggers in the process of cartilage disruption during chronic inflammatory diseases and the sustained synovial inflammatory response after joint injury. Cartilage matrix metabolism was studied in patients with anterior cruciate ligament rupture or meniscus injury in the knee. As a result, concentrations of stromelysin-1 (MMP-3), collagenase, tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMP-1), and proteoglycan fragments have been shown to increase in human knee synovial fluid after traumatic knee injury. Temporarily, these values increased just above the baseline level and remained significantly higher (10-fold increase) over the one-year period. These changes are expected to drive increased concentrations of proteoglycan fragments observed in synovial fluid after knee ligament injury.

매트릭스 메탈로프로테이나제Matrix metalloproteinase MMPMMP 대체명Alternative name EC 번호EC number 기질temperament MMP-1MMP-1 콜라게나제섬유아세포콜라게나제간질성 콜라게나제Collagenase fibroblast collagenase interstitial collagenase EC3.4.24.7EC3.4.24.7 콜라겐 (I, II, II, VII, 및 X);젤라틴; 아그레칸; 하이알루로니다제-처리된 베르시칸; 프로테오글리칸 연결 단백질; 큰 테나신-C; α1-안티트립신/α1-프로테이나제 억제제(α1-AT); α1안티키모트립신(α1-ACHYM); α2M; 랫트 α1M; 임신 영역 단백질; 랫트 α1I31-억제제 3); 오보스타틴; 엔탁틴; MBP; GST-TNF/TNF 펩티드; L-선택; IL-1β; 혈청 아밀로이드 A; IGF-BP5; IGF-BP3; MMP-2; MMP-13Collagen (I, II, II, VII, and X); gelatin; Agrecan; Hyaluronidase-treated versican; Proteoglycan linking protein; Large tenasin-C; α 1 - antitrypsin / α 1 - proteinase inhibitor (α 1 -AT); α 1 antichymotrypsin (α 1 -ACHYM); α 2 M; Rat α 1 M; Pregnancy region protein; Rat α 1 I 31 -inhibitor 3); Ovostatin; Entaxin; MBP; GST-TNF / TNF peptides; L-selection; IL-1β; Serum amyloid A; IGF-BP5; IGF-BP3; MMP-2; MMP-13 MMP-2MMP-2 72-kDa 젤라티나제젤라티나제 A유형 IV 콜라게나제호중구 젤라티나제72-kDa Gelatinase Gelatinase A Type IV Collagenase Neutrophil Gelatinase EC3.4.24.24EC3.4.24.24 콜라겐 (I, IV, V, VI, X, XI, 및 XIV); 젤라틴; 엘라스틴; 피브로넥틴; 라미닌-1, 라미닌-5; 젤락틴-3; 아그레칸; 데코린; 하이알루로니다제-처리된 베르시칸; 프로테오글리칸 연결 단백질; 오스테오넥틴; MBP; GST-TNF/TNF 펩티드; IL-1β; Ab1-40; Ab10-20; APP695; α1-AT; 프롤리실 옥시다제 융합 단백질; IGF-BP5; IGF-BP3; FGF R1; MMP-1; MMP-9; MMP-13Collagen (I, IV, V, VI, X, XI, and XIV); gelatin; Elastin; Fibronectin; Laminin-1, laminin-5; Gelatin-3; Agrecan; Decorin; Hyaluronidase-treated versican; Proteoglycan linking protein; Osteonectin; MBP; GST-TNF / TNF peptides; IL-1β; Ab 1-40 ; Ab 10-20 ; APP 695 ; α 1 -AT; Prolysyl oxidase fusion protein; IGF-BP5; IGF-BP3; FGF R1; MMP-1; MMP-9; MMP-13 MMP-3MMP-3 스트로멜신-1트랜신Trommelin-1Transcin EC3.4.24.17EC3.4.24.17 콜라겐 (III, IV, V, IX); 젤라틴; 아그레칸; 베르시칸 및 하이알루로니다제-처리된 베르시칸; 퍼레칸; 데코린; 프로테오글리칸 연결 단백질; 큰 테나신-C; 피브로넥틴; 라미닌; 엔탁틴; 오스테오넥티온; 엘라스틴; 카세인; α1ACHYM; 안티트롬빈-III; α2M; 오보스타인; 물질 P; MBP; GST-TNF/TNF 펩티드; IL-1β; 혈청 아밀로이드 A; IGF-BP3; 피브리노겐 및 가교 결합된 피브린; 플라스미노겐; MMP-1"초활성화", MMP-2/TIMP-2 복합체; MMP-7; MMP-8; MMP-9; MMP-13Collagen (III, IV, V, IX); gelatin; Agrecan; Versican and hyaluronidase-treated versican; Perecan; Decorin; Proteoglycan linking protein; Large tenasin-C; Fibronectin; Laminin; Entaxin; Osteonecthione; Elastin; casein; α 1 ACHYM; Antithrombin-III; α 2 M; Obostein; Substance P; MBP; GST-TNF / TNF peptides; IL-1β; Serum amyloid A; IGF-BP3; Fibrinogen and crosslinked fibrin; Plasminogen; MMP-1 "superactivation", MMP-2 / TIMP-2 complex; MMP-7; MMP-8; MMP-9; MMP-13

MMP-7MMP-7 매트릴리신PUMPMatlysine PUMP EC3.4.24.23EC3.4.24.23 콜라겐 IV 및 X; 젤라틴; 아그레칸; 데코린; 프로테오글리칸 연결 단백질; 피브로넥틴 및 라미닌; 불용성 피브로넥틴 원섬유; 에낙틴; 큰 및 작은 테나신-C; 오스테오넥틴; β4 인테그린; 엘라스틴; 카세인; 트랜스페린; MBP; α1AT; GST-TNF/TNF 펩티드; 플라스미노겐; MMP-1; MMP-2; MMP-9; MMP-9/TIMP-1Collagen IV and X; gelatin; Agrecan; Decorin; Proteoglycan linking protein; Fibronectin and laminin; Insoluble fibronectin fibrils; Enactin; Large and small tenasin-C; Osteonectin; β4 integrins; Elastin; casein; Transferrin; MBP; α 1 AT; GST-TNF / TNF peptides; Plasminogen; MMP-1; MMP-2; MMP-9; MMP-9 / TIMP-1 MMP-8MMP-8 호중구 콜라게나제콜라게나제Neutrophil Collagenase Collagenase EC3.4.24.34EC3.4.24.34 콜라겐 (I, II, III, V, VII 및X); 젤라틴; 아그레칸; α1AT; α1-ACHYM; α2안티플라스민; 피브로넥틴Collagen (I, II, III, V, VII and X); gelatin; Agrecan; α 1 AT; α 1 -ACHYM; α 2 antiplasmin; Fibronectin MMP-9MMP-9 92kDa 젤라티나제젤라티나제 B92 kDa Gelatinase Gelatinase B EC3.4.24.35EC3.4.24.35 콜라겐 (IV, V, VII, X 및 XIV); 젤라틴; 엘라스틴; 갈렉틴-3; 아그레칸; 하이알루로니다제-처리된 베르시칸; 프로테오글리칸 연결 단백질; 피브로넥틴; 엔탁틴; 오스테오넥틴; α1AT; MBP; GST-TNF/TNF 펩티드; IL-1β; Ab1-40;플라스미노겐Collagen (IV, V, VII, X and XIV); gelatin; Elastin; Galectin-3; Agrecan; Hyaluronidase-treated versican; Proteoglycan linking protein; Fibronectin; Entaxin; Osteonectin; α 1 AT; MBP; GST-TNF / TNF peptides; IL-1β; Ab 1-40; Plasminogen MMP-10MMP-10 스트로멜리신-2Stromelysin-2 EC3.4.24.22EC3.4.24.22 콜라겐 (III, IV and V); 젤라틴; 카세인; 아그레칸; 엘라스틴; 프로테오글리칸 연결 단백질; MMP-1; MMP-8Collagen (III, IV and V); gelatin; casein; Agrecan; Elastin; Proteoglycan linking protein; MMP-1; MMP-8 MMP-11MMP-11 스트로멜리신-3Stromelysin-3 EC3.4.24EC3.4.24 사람 효소: α1AT; α2M; 카세인, 라미닌, 피브로넥틴, 젤라틴, 콜라겐 IV 및 카복시메틸화 트랜스페린Human enzyme: α 1 AT; α 2 M; Casein, laminin, fibronectin, gelatin, collagen IV and carboxymethylated transferrin MMP-12MMP-12 매크로파아지메탈로엘라스타제Macrophage metaloelastase EC3.4.24EC3.4.24 콜라겐IV; 젤라틴; 엘라스틴 및 κ - 엘라스틴; 카세인; α1AT; 피브로넥틴; 비트로넥틴; 라미닌; 에낙틴; 프로테오글리칸 단량체; GST-TNF; MBP; 피브로넥틴; 피브린; 플라스미노겐Collagen IV; gelatin; Elastin and κ-elastin; casein; α 1 AT; Fibronectin; Vitronectin; Laminin; Enactin; Proteoglycan monomers; GST-TNF; MBP; Fibronectin; Fibrin; Plasminogen MMP-13MMP-13 콜라게나제-3Collagenase-3 EC3.4.24EC3.4.24 콜라겐 (I, II 및 III, IV, IX, X 및 XIV); 젤라틴, α1-ACHYM 및 플라스미노겐 활성화제 억제제 2; 아그레칸; 퍼레칸; 큰 테나신-C, 피브로넥틴; 오스테오넥틴;MMP-9Collagen (I, II and III, IV, IX, X and XIV); Gelatin, α1-ACHYM and plasminogen activator inhibitor 2; Agrecan; Perecan; Large tenasin-C, fibronectin; Osteonectin; MMP-9 MMP-14MMP-14 MT-MMP-1MT-MMP-1 EC3.4.24EC3.4.24 콜라겐 (I, II 및 III); 젤라틴, 카세인, κ-엘라스틴, 피브로넥틴, 라미닌, 비트로넥틴 및 프로테오글리칸; 큰 테나신-C, 에낙틴; α1AT, α2M; GST-TNF; MMP-2; MMP-13Collagen (I, II and III); Gelatin, casein, κ-elastin, fibronectin, laminin, vitronectin and proteoglycans; Large tenasin-C, enactin; α 1 AT, α 2 M; GST-TNF; MMP-2; MMP-13 MMP-15MMP-15 MT-MMP-2MT-MMP-2 피브로넥틴, 큰 테나신-C, 엔탁틴, 라미닌, 아그레칸, 퍼레칸; GST-TNF; MMP-2Fibronectin, large tenasin-C, entaxin, laminin, agrecan, perrecan; GST-TNF; MMP-2

이러한 MMP 계열의 효소들은 사람 연골 세포로부터 분비되고 활막 세포, 예를 들면, 활액성 섬유아세포에 의해 분비되는 것으로 밝혀졌다. 추가로, 원위치하이브리드화를 사용한 결과, 사람 활막이 스트로멜리신-1과 콜라게나제 둘 다를 합성하는 것으로 나타났다. 스트로멜리신-1 (MMP-3)은 연골 매트릭스의 모든 성분을 분해할 수 있다. 연골 세포가 매트릭스-분해성 효소인 콜라게나제-3의 방출에 의한 연골 분해에 기여한다는 증거가 있다. 프로-염증성 사이토킨에 의한 활성화시, MMPs는 잠복 형태로 세포로부터 분비되고, 세포외적으로 활성화되며, 메탈로프로테이나제의 조직 억제제 (TIMPs)에 의해 억제된다. MMPs 활성과 TIMPs 활성 간의 균형이 본래의 연골 매트릭스를 유지하는데 중요한 것으로 생각된다. 골관절염 및 류마티스성 관절염과 같은 병리학적 질환 하에서는, 몇 가지 연구가 상승 량의 MMPs를 나타내었으며, 이로써 MMPs와 TIMPs 간의 불균형이 발생되는데, 이는 관찰된 연골 파괴의 원인이 되는 것으로 간주된다.These MMP family enzymes have been found to be secreted from human chondrocytes and secreted by synovial cells, for example, synovial fibroblasts. In addition, the use of in situ hybridization has shown that the human synovial membrane synthesizes both stromelysin-1 and collagenase. Tromelilysin-1 (MMP-3) is able to degrade all components of the cartilage matrix. There is evidence that chondrocytes contribute to cartilage degradation by release of collagenase-3, a matrix-degrading enzyme. Upon activation by pro-inflammatory cytokines, MMPs are secreted from cells in a latent form, activated extracellularly and inhibited by tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs). The balance between MMPs activity and TIMPs activity is believed to be important for maintaining the original cartilage matrix. Under pathological diseases such as osteoarthritis and rheumatoid arthritis, several studies have shown elevated amounts of MMPs, which results in an imbalance between MMPs and TIMPs, which is considered to be responsible for the observed cartilage destruction.

MMPs는 사이토킨, 예를 들면, 인터루킨-1 (IL-1), 및 이들의 프로테아제 생성을 증강시키기 위해 연골 세포 및 활막 세포 상에 작용하는 성장 인자에 의해 조절된다. 기타 프로-염증성 사이토킨, 예를 들면, IL-6, IL-8 및 TNF-a가 또한, 매트릭스-분해성 효소의 생성을 상향 조절한다. 이로써 연골 파괴가 유발되는데, 이는 설페이트화 글리코사미노글리칸 (GAGs)의 손실과 콜라겐의 절단으로서 통상 평가된다. 관절염 환자의 관절액에 존재하는 IL-1은 상승 량의 효소, 예를 들면, 스트로멜리신, 섬유아세포 및 호중구 콜라게나제, 및 플라스미노겐 활성화제를 합성하도록 연골 세포를 자극한다. 또한, IL-1은 플라스미노겐 활성화제 억제제-1 및 TIMP의 합성을 억제하고, 또한 콜라겐과 같은 매트릭스 구성분의 합성을 억제한다. 억제제 수준과 효소 수준 간의 불균형으로 인해, 활성 프로테아제의 양이 증가하게되고, 매트릭스 생합성 억제와 조합하여, 연골 분해를 가져다 준다.MMPs are regulated by cytokines such as interleukin-1 (IL-1), and growth factors acting on chondrocytes and synovial cells to enhance their protease production. Other pro-inflammatory cytokines such as IL-6, IL-8 and TNF-a also upregulate the production of matrix-degrading enzymes. This leads to cartilage destruction, which is commonly assessed as loss of sulfated glycosaminoglycans (GAGs) and cleavage of collagen. IL-1 present in the articular fluid of arthritis patients stimulates cartilage cells to synthesize synergistic amounts of enzymes such as stromelysine, fibroblast and neutrophil collagenase, and plasminogen activator. In addition, IL-1 inhibits the synthesis of plasminogen activator inhibitor-1 and TIMP, and also inhibits the synthesis of matrix components such as collagen. Due to the imbalance between the inhibitor level and the enzyme level, the amount of active protease increases and, in combination with the inhibition of matrix biosynthesis, leads to cartilage degradation.

시험관내 모델로서 연골 슬라이스를 사용한 결과, 콜라게나제 억제제가 류마티스성 활액성 섬유아세포(RSF)에 의한 관절성 연골의 IL-1 또는 IL-8-자극된 침입을 억제할 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 콜라게나제 억제제인 1,10-o-페난트롤린 및 포스포라미돈은 10-150 mM의 농도에서 RSF 세포에 의한 연골의 농도-의존적 침투를 상당히 억제하였다. 프로테이나제 분비에 대한 사이토킨의 선택적 효과는 활액성 섬유아세포-유사 세포-매개된 관절성 분해가 고도로 조절된 과정이라는 사실을 입증해준다. 따라서, 프로테아제 활성을 억제하는 능력과 관절 내에 국소적으로 연관된 매트릭스 분해 능력이 연골 파괴 과정을 억제하는 것으로 예상된다. 제한된 시험관내 시스템에서의 억제제 작용은, 적당한 약동학을 지닌 합성 MMP 억제제의 전신 또는 국소 전달을 사용한 치료학적 개입이 연골 보호제로서 효과적일 것이라는 사실을 제안해준다.Using cartilage slices as an in vitro model has revealed that collagenase inhibitors can inhibit IL-1 or IL-8-stimulated invasion of articular cartilage by rheumatoid synovial fibroblasts (RSF) . Collagenase inhibitors 1,10-o-phenanthroline and phosphoramidone significantly inhibited the concentration-dependent penetration of cartilage by RSF cells at concentrations of 10-150 mM. The selective effect of cytokines on proteinase secretion demonstrates that synovial fibroblast-like cell-mediated articular degradation is a highly regulated process. Thus, the ability to inhibit protease activity and the ability of matrix degradation associated locally within the joint is expected to inhibit the cartilage destruction process. Inhibitor action in a limited in vitro system suggests that therapeutic intervention using systemic or local delivery of synthetic MMP inhibitors with appropriate pharmacokinetics would be effective as cartilage protectors.

본 발명에 적합한 MMP 억제제의 예에는 U-24522 ((R,S)-N-[2-[2-(하이드록실아미노)-2-옥소에틸]-4-메틸-1-옥소펜틸]-L-루이실-L-페닐알라니아미드); BB2516; (N2-[35[하이드록시-4-(N-하이드록시아미노)-2R-이소부틸]-L-루이신-N1-메틸아미드; 마리마스태트로서 공지되기도 함] 펩티드, 예를 들면, MMP 억제제 I 및 MMP-3 억제제, 및 보다 큰 단백질, 예를 들면, TIMP-1 또는 이의 단편이 포함되고, 이들이 다음 표에 열거되어 있다. 국소 전달(즉, 주사, 주입 및 관주)의 모든 방식에 대해, 각각의 적합한 제제의 최적의 용량 및/또는 농도는 치료학적으로 유효한 것이다. 한 예로서, 열거된 제제 각각에 대해, 열거된 제제를 함유하는 관주 용액의 바람직한 및 가장 바람직한 농도가 제공되는데, 이러한 농도는 치료학적으로 유효한 것으로 예상된다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Examples of MMP inhibitors suitable for the present invention include U-24522 ((R, S) -N- [2- [2- (hydroxylamino) -2-oxoethyl] -4-methyl-1-oxopentyl] -L -Louisyl-L-phenylalaniniamide); BB2516; (N 2- [35 [hydroxy-4- (N-hydroxyamino) -2R-isobutyl] -L-leucine-N 1 -methylamide; also known as marimastat] peptide, for example , MMP inhibitor I and MMP-3 inhibitors, and larger proteins, such as TIMP-1 or fragments thereof, are listed in the following table: All of topical delivery (ie, injection, infusion and irrigation) In such a manner, the optimal dose and / or concentration of each suitable agent is therapeutically effective, for example, for each of the listed agents, a preferred and most preferred concentration of the irrigation solution containing the listed agents is provided. Such concentrations are expected to be therapeutically effective.Similarly, systemic compositions according to the invention are suitably formulated with a dosage of an agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges, or Load In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention. .

매트릭스 메탈로프로테이나제(MMPs) 억제제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and preferred concentrations of matrix metalloproteinase (MMPs) inhibitors 화합물compound 국소 전달 치료학적농도 (나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 가장 바람직한 국소전달 농도 (나노몰)Most desirable local delivery concentration (nanomol) 1. BB25161.BB2516 0.2-20000.2-2000 2-2002-200 2. GM14892. GM1489 0.2-4000.2-400 2-1002-100 3. GM60013.GM6001 0.4-8000.4-800 2-2002-200 4. U-245224.U-24522 0.2-2,0000.2-2,000 20-20020-200 미노사이클린Minocycline 30-500,00030-500,000 300-3,000300-3,000 MMP 억제제 I4-Abz-Gly-Pro-D-Ala-NHOHMMP inhibitor I4-Abz-Gly-Pro-D-Ala-NHOH 0.3-3,0000.3-3,000 3-6003-600 MMP-3 억제제Ac-Arg-Cys-Gly-Val-Pro-Asp-NH2 MMP-3 Inhibitor Ac-Arg-Cys-Gly-Val-Pro-Asp-NH 2 0.5-5,0000.5-5,000 5-5005-500 rhuman TIMP1rhuman TIMP1 0.5-5,0000.5-5,000 5-5005-500 rhuman TIMP2rhuman TIMP2 0.3-3,0000.3-3,000 3-6003-600

8.핵 인자 카파 B (NFκB)의 억제제 8. Inhibitors of nuclear factor kappa B (NFκB)

프로-염증성 및 연골-파괴성 세포성 경로는 치료학적 국소 및 전신 약물 전달에 대한 표적인 세포외 및 세포내 시그널링 기전에 의해 조절된다. 전사 인자인 핵 인자 카파 B (NFκB)를 활성화하기 위해 프로-염증성 사이토킨 인터루킨-1 (IL-1)에 의해 활용된 완전한 분자 시그널링 기전은 규정하기가 어렵다. 그럼에도 불구하고, 유전자 전사 수준에서 세포내 시그널링에 관여하는 주요 분자가 프로-염증성 전사 인자 (NFκB)이다. NFκB 활성은 동종이량체 또는 이종이량체 형태의 DNA와 결합하는 전사 인자 소단위체 계열에 의해 매개된다. 이들 소단위체는 IκB로 불리우는 억제성 소단위체의 결합으로 인해 불활성 형태로 세포의 세포질 내에 전형적으로 존재한다. IL-1 수용체와 기타 세포외 시그널을 활성화하면, IκB의 분해가 유도되고, 이와 동시에 억제제로부터 NFκB가 해리된 다음, 핵으로 전좌된다. NFκB는 IL-1 유도된 발현에 관여하는 것으로 밝혀졌으며, 이는 RA 활액성 섬유아세포에서 프로-염증성 COX-2 단백질 발현을 증가시킬 수 있다.Pro-inflammatory and cartilage-destructive cellular pathways are regulated by extracellular and intracellular signaling mechanisms targeted for therapeutic local and systemic drug delivery. The complete molecular signaling mechanisms utilized by pro-inflammatory cytokine interleukin-1 (IL-1) to activate the transcription factor nuclear factor kappa B (NFκB) are difficult to define. Nevertheless, the major molecule involved in intracellular signaling at the gene transcription level is pro-inflammatory transcription factor (NFκB). NFκB activity is mediated by a family of transcription factor subunits that bind to homodimers or heterodimeric forms of DNA. These subunits are typically present in the cytoplasm of cells in inactive form due to the binding of inhibitory subunits called IκB. Activation of the IL-1 receptor and other extracellular signals leads to the degradation of IκB, which simultaneously releases NFκB from the inhibitor and then translocates it to the nucleus. NFκB has been shown to be involved in IL-1 induced expression, which can increase pro-inflammatory COX-2 protein expression in RA synovial fibroblasts.

NFκB를 주요 분자 표적으로서 동정하는 것은, 관절 염증과 연골-파괴성 경로와 연계된 몇 가지 결정적인 염증성 매개인자의 유전자 발현을 조절하는 공통의 하단 시그널링 요소로서의 이의 역할에 기초한다. 많은 유전자 (COX-2, 콜라게나제, IL-6, IL-8)의 반응은 양 NFκB 프로모터 요소를 함유하는 프로모터에 의해 좌우된다. NFκB의 활성화는 염증 과정에 중추적인 많은 단백질, 예를 들면, 사이토킨, 세포-부착 분자, 메탈로프로테이나제, 및 활막 세포에서 프로스타글란딘 및 류코트리엔 (COX-2)의 생성에 참여하는 기타 단백질의 유도를 매개한다. 따라서, 이러한 전사 인자는 사람 활액성 섬유아세포, 사람 관절성 연골 세포 뿐만 아니라 관절 내의 기타 세포의 손상 반응에 지시된 치료법에서 생리학적으로 중요한 표적을나타낸다.Identifying NFκB as a major molecular target is based on its role as a common bottom signaling element that regulates gene expression of several crucial inflammatory mediators associated with joint inflammation and cartilage-destructive pathways. The response of many genes (COX-2, collagenase, IL-6, IL-8) is governed by a promoter containing both NFκB promoter elements. Activation of NFκB leads to the induction of many proteins critical to the inflammatory process, such as cytokines, cell-adherent molecules, metalloproteinases, and other proteins involved in the production of prostaglandins and leukotrienes (COX-2) in synovial cells. Mediate. Thus, these transcription factors represent physiologically important targets in therapies directed at damaging responses of human synovial fibroblasts, human articular chondrocytes, as well as other cells in the joint.

구체적으로 언급하면, 사람 류마티스성 활액성 섬유아세포(RSF)를 인터루킨 1베타 (IL-1베타)에 노출시키면, 85-kD 포스포리파제 A2 (PLA2) 와 유도성 사이클로옥시게나제 (COX-2)를 동등하게 상향 조절할 수 있다. 이들 두 효소는 함께, 관절 내의 1차적인 염증성 매개인자인 PGE2의 후속 생합성을 증진시킨다. 올리고뉴클레오티드 유인물과 안티센스를 사용하여 프로스타노이드-대사화 효소를 조절하는데 있어서의 NFκB의 참여를 입증하였다. 안티센스 올리고뉴클레오티드를 사용하여 NFκB mRNA를 길항시키면, COX 유전자 프로모터에 대한 결합이 감소되었다.Specifically, when human rheumatic synovial fibroblasts (RSF) are exposed to interleukin 1 beta (IL-1 beta), 85-kD phospholipase A2 (PLA2) and inducible cyclooxygenase (COX-2) ) Can be adjusted up equally. Together these two enzymes enhance the subsequent biosynthesis of PGE 2 , the primary inflammatory mediator in the joint. Oligonucleotide handouts and antisenses were used to demonstrate the involvement of NFκB in the regulation of prostanoid-metabolic enzymes. Antagonizing NFκB mRNA with antisense oligonucleotides reduced binding to the COX gene promoter.

해양 천연 생성물인 하이메니알디신이 농도-의존적 방식으로 IL-1-자극된 RSF-억제된 PEG2 생성의 NFkB 활성화와 노출의 억제제로서 최근에 성상 확인되었다 (IC50=1μM). 이러한 분자 표적의 특이성은 동족체인 알디신과, 불활성인 단백질 키나제 C 억제제 RO 32-0432를 사용함으로써 나타났다. IL-1 유도된 NFκB 활성화에 대한 하이메니알디신의 직접적인 작용은 전통적인 κB 콘센서스 모티프에 대한 NFκB 결합의 상당한 감소(대략 80%)와, 처리된 세포 시토졸로부터의 자극된 p65 유주의 억제에 의해 입증되었다. NFκB 전사 조절 억제제에 대해 예상된 바와 같이, 하이메니알디신-처리된 RSF는 IL-1에 반응하여 COX-2 또는 PLA2에 대한 mRNAs를 전사하지 못하였다. 결과적으로, 이들 효소에 대한 감소된 단백질 수준과 PGE2 생성 능력 저하가 관찰되었다. 추가로, NFκB-조절된 사건인 것으로 공지되어 있는 IL-1-자극된 인터루킨-8 (IL-8) 생성이 또한, 하이메니알디신에 의해 억제된 반면, 비- NFκB-조절된 유전자인 혈관성 내피 성장 인자의 IL-1-유도된 생성은 하이메니알디신에 대한 노출에 의해 영향을 받지 않았다. 따라서, 하이메니알디신은 NFκB 활성화에 대한 이의 억제 효과를 통하여, PGE2의 IL-1-자극된 활액성 섬유아세포 형성을 억제한다. 이는 관절 염증과 연골 파괴에 있어서의 NFκB의 역할을 차단시키는 신규한 억제제로서의 이의 용도를 규정하는 근거를 제공해준다.The marine natural product hymenadisycin has recently been identified as an inhibitor of NFkB activation and exposure of IL-1-stimulated RSF-inhibited PEG2 production in a concentration-dependent manner (IC 50 = 1 μM). Specificity of this molecular target was shown by the use of the homologue aldicin and the inactive protein kinase C inhibitor RO 32-0432. The direct action of hymenadisycin on IL-1 induced NFκB activation is evidenced by a significant reduction (approximately 80%) of NFκB binding to traditional κB consensus motifs and the inhibition of stimulated p65 strains from treated cell cytosol. It became. As expected for NFκB transcriptional regulator inhibitors, hymenadisycin-treated RSFs did not transcrib mRNAs for COX-2 or PLA2 in response to IL-1. As a result, reduced protein levels and decreased PGE2 production capacity for these enzymes were observed. In addition, IL-1-stimulated interleukin-8 (IL-8) production, which is known to be an NFκB-regulated event, is also inhibited by hymenadicin, while vascularity is a non-NFκB-regulated gene. IL-1-induced production of endothelial growth factor was not affected by exposure to hymenadisycin. Thus, hymenadisycin inhibits IL-1-stimulated synovial fibroblast formation of PGE2 through its inhibitory effect on NFκB activation. This provides the basis for defining its use as a novel inhibitor that blocks the role of NFκB in joint inflammation and cartilage destruction.

본 발명에 적합한 NFκB 억제제의 예가 다음에 열거되어 있다. 국소 전달(즉, 주사, 주입 및 관주)의 모든 방식에 대해, 각각의 적합한 제제의 최적의 용량 및/또는 농도는 치료학적으로 유효한 것이다. 한 예로서, 열거된 제제 각각에 대해, 열거된 제제를 함유하는 관주 용액의 바람직한 및 가장 바람직한 농도가 제공되는데, 이러한 농도는 치료학적으로 유효한 것으로 예상된다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Examples of NFκB inhibitors suitable for the present invention are listed below. For all modes of topical delivery (ie, injection, infusion and irrigation), the optimal dose and / or concentration of each suitable agent is therapeutically effective. As an example, for each of the listed formulations, a preferred and most preferred concentration of irrigation solution containing the listed formulations is provided, which concentration is expected to be therapeutically effective. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

NFκB의 억제제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and preferred concentrations of inhibitors of NFκB 화합물compound 국소 전달 치료학적농도 (나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 가장 바람직한 국소전달 농도 (나노몰)Most desirable local delivery concentration (nanomol) 카페산 페닐에틸 에스테르(CAPE)Caffeic acid phenylethyl ester (CAPE) 1-100,0001-100,000 50-20,00050-20,000 DM-CAPEDM-CAPE 0.5-50,0000.5-50,000 50-5,00050-5,000 SN-50 펩티드SN-50 Peptide 0.1-100,0000.1-100,000 100-20,000100-20,000 하이메니알디신Hymenicidine 1-100,0001-100,000 100-10,000100-10,000 피롤리돈디티오카바메이트Pyrrolidonedithiocarbamate 1-50,0001-50,000 50-10,00050-10,000

9.산화질소 신타제 억제제 9. Nitric Oxide Synthase Inhibitor

산화질소 (NO)는 몇몇 연결 조직 질환의 병리생리학적 기전에 관여한 광범위한 세포내 및 세포외 매개인자이다. NO는 세포내적으로 국재된 NO 신타제 효소 계열에 의해 L-아르기닌으로부터 형성된다. 3가지 이소형의 NO 신타제를 클로닝하고 서열 분석하였다. 내피 세포 NO 신타제 (ecNOS)와 뇌 NO 신타제 (bNOS)는 구성적으로 활성이다. 별개 이소형의 NO 신타제, 즉 유도성 NOS (iNOS)가 연골 세포를 포함한 수 많은 세포 유형에서 발견된다. 이는 기저 조건 하에서는 존재하지 않지만, IL-1β 및 TNF-α 등의 프로-염증성 매개인자에 반응하여 상향 조절된다. 최근의 연구 결과는 IL-1이 연골 세포 NO 합성의 매우 강력한 자극인자이고, IL-1이 iNOS의 수준을 상향 조절하는 이의 능력을 통하여 작용한다는 것을 보여준다. 관절 내에서는, 연골 세포가 NO의 주요 공급원이고, 프로-염증성 사이토킨에 의해 유도된 연골 세포성 가 염증성 관절증에서 IL-1의 많은 효과를 매개하는 것으로 간주된다.Nitric oxide (NO) is a wide range of intracellular and extracellular mediators involved in the pathophysiological mechanisms of some connective tissue diseases. NO is formed from L-arginine by a family of NO synthase enzymes localized intracellularly. Three isotypes of NO synthase were cloned and sequenced. Endothelial cell NO synthase (ecNOS) and brain NO synthase (bNOS) are constitutively active. Separate isotypes of NO synthase, i.e. inducible NOS (iNOS), are found in many cell types, including chondrocytes. It does not exist under basal conditions but is upregulated in response to pro-inflammatory mediators such as IL-1β and TNF-α. Recent studies show that IL-1 is a very potent stimulator of chondrocyte NO synthesis and that IL-1 acts through its ability to upregulate iNOS levels. In joints, chondrocytes are a major source of NO and chondrocytes induced by pro-inflammatory cytokines are considered to mediate many effects of IL-1 in inflammatory arthrosis.

연골 세포 유도성 NO 신타제 (iNOS)를 특이적으로 억제하는 약물은 관절 손상(예를 들면, 관절과 관련된 외과적 처치)으로 인해 일어나는 연골 파괴를 방지하는데 있어 치료학적 역할을 할 수 있다. 이러한 유리한 치료학적 효과를 뒷받침해주는 증거는, 각종 iNOS 억제제를 대상으로 하여, 골관절염 환자로부터의 연골의 체외이식조직과 배양된 연골 세포에서 유도성 NO 신타제 활성을 억제하는 이들의 능력에 대해 평가한 상당 수의 연구에 기초한다. S-치환된 이소티오우레아로 명명된 특정 화합물 부류가 연골에서 NO 생합성의 강력한 억제제로서 성상 확인되었다. S-메틸 이소티오우레아 및 S-(아미노에틸) 이소티오우레아는 NG-모노메틸-L-아르기닌 보다 2 내지 4배 정도 더 강력하고, 아미노구아니딘 보다 5 내지 10배 정도 더 강력하며, Nw-니트로-L-아르기닌 및 Nw-니트로-L-아르기닌 메틸 에스테르에 비해 300배 이상 더 강력하다. 이들 이소티오우레아 화합물은 연골에서 강력한 비교적 특정 부류의 iNOS 억제제를 제공하므로, 본 발명의 국면에 따라서 전신 또는 국소 전달하는데 적합하다 (참조: Jang, D.,Eur. J. Pharmacol.312:341-347 (1996)).Drugs that specifically inhibit cartilage cell-induced NO synthase (iNOS) can play a therapeutic role in preventing cartilage destruction caused by joint damage (eg, surgical intervention involving the joint). Evidence supporting this beneficial therapeutic effect has been evaluated in various iNOS inhibitors for their ability to inhibit inducible NO synthase activity in cartilage explants and cultured chondrocytes from osteoarthritis patients. Based on a significant number of studies. A specific class of compounds named S-substituted isothioureas has been identified as potent inhibitors of NO biosynthesis in cartilage. S-methyl isothiourea and S- (aminoethyl) isothiourea are 2-4 times more potent than N G -monomethyl-L-arginine, 5-10 times more potent than aminoguanidine, and N w 300 times more potent than -nitro-L-arginine and N w -nitro-L-arginine methyl esters. These isothiourea compounds provide a relatively specific class of iNOS inhibitors that are potent in cartilage and are therefore suitable for systemic or local delivery in accordance with aspects of the present invention (Jang, D., Eur. J. Pharmacol . 312: 341-). 347 (1996)).

연골 매트릭스에 대한 효과를 규정하기 위한 분리된 연골 세포와 같은 시험관내 시스템을 사용하여, NO 신타제 억제제의 연골 보호성 치료학적 잠재력을 또한 평가하였다. 정립된 NO 신타제 억제제인 NG-모노메틸L-아르기닌 (L-NMMA)에 의한 내인성 NO 생성의 억제가, IL-1β-자극된 연골 세포에 의한 젤라티나제, 콜라게나제 및 스트로멜리신 생성 억제를 유발시킨다. NO 생성 억제는 또한 부분적으로, IL-1β에 대한 연골 세포의 노출로부터 발생하는 락테이트 생성 증가를 저하시킨다. 연골 단편을 L-NMMA로 처리하면 부분적으로, 글리코사미노글리칸 합성의 IL-1β 억제 효과가 반전되고, IL-1β-자극된 MMP 활성이 억제되며, IL-1 수용체 길항제 (IL-1ra) 생성이 증가된다. NO는 IL-1β에 노출된 연골 세포에 의한 TGF-β1 생성을 간접적으로 저하시킴으로써 프로테오글리칸 합성을 조정할 수도 있다. 이는 자가분비-자극된 TGF-β 증가를 방지하므로, 연골 세포에서의 상기 사이토킨의 동화작용성 효과를 감소시킨다.In vitro systems such as isolated chondrocytes to define the effect on the cartilage matrix were also used to assess the cartilage protective therapeutic potential of NO synthase inhibitors. Inhibition of endogenous NO production by N G -monomethyl L-arginine (L-NMMA), an established NO synthase inhibitor, inhibits gelatinase, collagenase and stromelysin by IL-1β-stimulated chondrocytes. Causes production inhibition. Inhibition of NO production also partially lowers the increased lactate production resulting from exposure of chondrocytes to IL-1β. Treatment of cartilage fragments with L-NMMA partially reverses the IL-1β inhibitory effect of glycosaminoglycan synthesis, inhibits IL-1β-stimulated MMP activity, and inhibits IL-1 receptor antagonist (IL-1ra) Production is increased. NO can also modulate proteoglycan synthesis by indirectly lowering TGF-β1 production by chondrocytes exposed to IL-1β. This prevents an increase in autosecretory-stimulated TGF-β, thus reducing the anabolic effect of the cytokines on chondrocytes.

프로테오글리칸 합성과 NO 생성에 대한 재조합 사람 IL-1 반응의 억제 효과에 대한 새로운 아미노구아니딘, S-메틸이소티오우레아 (SMT), S-아미노에틸이소티오우레아 (AETU), L-NMMA 및 N-니트로-L-아르기닌 메틸 에스테르 (L-NAME) NOS 억제제의 효능을 비교한 연구를 수행하였다. 상이한 배양 시스템은 상당한 NO 생성 증가와 현저한 프로테오글리칸 합성 억제를 수반한 IL-1β 챌린지에 대해 농도 의존적 방식으로 반응하는 것으로 밝혀졌다. 상기 NOS 억제제(1 내지 1000μM)는 IL-1β로 처리된 연골 세포에 의한 NO 생성을 억제하였으며, 연골 세포에서 프로테오글리칸 합성을 복구하는데 있어 현저한 효과를 나타내었다. 따라서, NO 생성이 치료학적 유효 농도 및 용량을 사용하여 차단될 수 있는 경우에는, 프로테오글리칸 합성의 IL-1β 억제가 방지될 것이다.New aminoguanidine, S-methylisothiourea (SMT), S-aminoethylisothiourea (AETU), L-NMMA and N-nitro on the inhibitory effect of recombinant human IL-1 response on proteoglycan synthesis and NO production A study comparing the efficacy of -L-arginine methyl ester (L-NAME) NOS inhibitors was conducted. Different culture systems have been shown to respond in a concentration dependent manner to IL-1β challenge involving significant increase in NO production and significant inhibition of proteoglycan synthesis. The NOS inhibitors (1 to 1000 μM) inhibited NO production by chondrocytes treated with IL-1β and showed significant effects in restoring proteoglycan synthesis in chondrocytes. Thus, if NO production can be blocked using therapeutically effective concentrations and doses, IL-1β inhibition of proteoglycan synthesis will be prevented.

NO 신타제는 관절염 질환에 걸린 환자의 관절로부터 수득된 연골에서 발현된다. 류마티스성 관절염 또는 골관절염을 나타내는 환자에게서는, 활액 내에 증가된 수준의 아질산염이 관찰되었으며, 이들 환자에게서의 NO 생성의 실질적인 공급원이 관절성 연골로부터 유도되는 것으로 나타났다. 추가로, iNOS의 강력한 억제제인 L-NIL의 지속적인 전신 전달이 개에게서 실험적 OA의 진행을 저하시키며(ACL의 섹션화에 의해 유도됨), IL-1β, PGE2,NO 및 MMP 생성의 실재적 저하를 유발시킨다. 이들 발견은 NO가 IL-1β 효과의 강력한 조절인자이고, 이는 관절 질환의 병리생리학에 기여한다는 것을 제시해준다.NO synthase is expressed in cartilage obtained from the joints of patients with arthritis disease. In patients with rheumatoid arthritis or osteoarthritis, increased levels of nitrite have been observed in the synovial fluid, and a substantial source of NO production in these patients has been shown to be derived from articular cartilage. In addition, sustained systemic delivery of L-NIL, a potent inhibitor of iNOS, slows the progression of experimental OA in dogs (induced by sectioning of ACL) and prevents the substantial degradation of IL-1β, PGE 2, NO and MMP production. Cause. These findings suggest that NO is a potent regulator of IL-1β effect, which contributes to the pathophysiology of joint disease.

따라서, 이들 시험관내 및 생체내 결과는 NO 신타제의 특이적 억제제가 활액성 염증의 임상 치료에 대한 잠재적인 신규 약물이고, 외과적으로 처리된 관절 또는 기타 손상된 관절을 치료하기 위한 소염, 연골 보호 및 진통 부류 중에서 선택된 한 가지 이상의 약물과 조합하여 전신 또는 국소적으로 투여되는 경우에 연골 보호 효과를 제공할 수 있다는 것을 지시해준다.Thus, these in vitro and in vivo results indicate that specific inhibitors of NO synthase are potential new drugs for the clinical treatment of synovial inflammation, and anti-inflammatory, cartilage protection to treat surgically treated joints or other damaged joints. And in combination with one or more drugs selected from the analgesic class, can provide a cartilage protective effect when administered systemically or topically.

본 발명에 적합한 NO 신타제 억제제의 예가 다음에 열거되어 있다. 국소 전달(즉, 주사, 주입 및 관주)의 모든 방식에 대해, 각각의 적합한 제제의 최적의 용량 및/또는 농도는 치료학적으로 유효한 것이다. 한 예로서, 열거된 제제 각각에 대해, 열거된 제제를 함유하는 관주 용액의 바람직한 및 가장 바람직한 농도가 제공되는데, 이러한 농도는 치료학적으로 유효한 것으로 예상된다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다. 한 양태에서는, 본 발명의 용액에 봉입되기에 바람직한 NO 신타제 억제제가 iNOS의 선택적이고, 느리며 단단한 결합 억제제인 1400 W ((N-3-(아미노메틸)벤질)아세트아미딘), 디페닐렌요오디늄 및 1,3-PBIT이다.Examples of NO synthase inhibitors suitable for the present invention are listed below. For all modes of topical delivery (ie, injection, infusion and irrigation), the optimal dose and / or concentration of each suitable agent is therapeutically effective. As an example, for each of the listed formulations, a preferred and most preferred concentration of irrigation solution containing the listed formulations is provided, which concentration is expected to be therapeutically effective. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention. In one embodiment, the preferred NO synthase inhibitor to be encapsulated in the solution of the invention is 1400 W ((N-3- (aminomethyl) benzyl) acetamidine), diphenylene, which is a selective, slow and tight binding inhibitor of iNOS. Orium and 1,3-PBIT.

산화질소 신타제 억제제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and Preferred Concentrations of Nitric Oxide Synthase Inhibitors 화합물compound 국소 전달 치료학적농도 (μM)Local delivery therapeutic concentration (μM) 가장 바람직한 국소전달 농도 (μM)Most Preferred Local Delivery Concentration (μM) NG-모노메틸-L-아르기닌N G -monomethyl-L-arginine 50-50,00050-50,000 3,0003,000 1400W1400 W 0.1-1,0000.1-1,000 1-201-20 디페닐렌요오디늄Diphenyleneiodinium 0.1-1,0000.1-1,000 1-1001-100 S-메틸 이소티오우레아S-methyl isothiourea 1-1,0001-1,000 10-10010-100 S-(아미노에틸)이소티오우레아S- (aminoethyl) isothiourea 1-1,0001-1,000 10-10010-100 L-N6-(1-이미노에틸)리신LN 6- (1-iminoethyl) lysine 1-1,0001-1,000 10-10010-100 1,3-PBITU1,3-PBITU 0.5-5000.5-500 5-1005-100 2-에틸-2-티오슈도우레아2-ethyl-2-thioshudorea 2-20,0002-20,000 20-2,00020-2,000

10.세포 부착 분자 10. Cell adhesion molecule

10a.인테그린 효능제 및 길항제 10a. Integrin agonists and antagonists

인테그린은 세포외 매트릭스 (ECM) 성분이거나 또는 기타 큰 단백질, 예를 들면, 콜라겐, 라미닌, 비트로넥틴, 오스테오폰틴 (OPN) 및 피브로넥틴 (FN)일 수 있는 리간드와 결합하는 α 및 β 소단위체를 함유하는 혈장 막 상에 국재된 이종이량체 수용체이다. 연골 매트릭스의 분해는 이들 세포와 ECM과의 상호작용에 좌우되는 기전을 통하여 연골 세포에 의해 조절된다. 연골 세포 유전자 발현은 부분적으로는, 연골 세포를 둘러싸고 있는 환경에서 인테그린과 ECM 성분들 간의 상호작용과 관련된 세포성 접촉을 통하여 제어된다. 따라서, 연골 세포 상의 인테그린은 연골 생체 항상성 제어에 관여하고, 이러한 계열의 수용체는 연골 분해를 방지하기 위한 치료학적 표적 부류를 나타낸다.Integrins contain α and β subunits that bind to ligands that may be extracellular matrix (ECM) components or other large proteins such as collagen, laminin, vitronectin, osteopontin (OPN) and fibronectin (FN). Heterodimeric receptors localized on the containing plasma membrane. Degradation of the cartilage matrix is regulated by cartilage cells through a mechanism that depends on the interaction of these cells with the ECM. Chondrocyte gene expression is controlled in part through cellular contact associated with the interaction between integrin and ECM components in the environment surrounding the chondrocyte. Thus, integrins on chondrocytes are involved in controlling cartilage bio homeostasis, and this class of receptors represents a class of therapeutic targets for preventing cartilage degradation.

사람 연골 세포는 별개의 α 및 β소단위체로 구성된 인테그린 수용체의 어레이(α1β1, α5β1, αVβ3및 이보다 덜한 양의 기타 포함)를 발현한다. 특히 중요한 것이 αVβ3인테그린인데, 이는 OPN과 결합하는 것으로 공지되어 있다. 모노클로널 항체 (mAb) LM609를 차단하는 αVβ3복합체-특이적 기능은 리간드 OPN과 유사한 방식으로 효능제로서 작용한다. 이는 수 많은 프로-염증성 및 연골 파괴성 매개인자, 예를 들면, IL-1, NO 및 PGE2의 생성을 약화시킨다. 따라서, 효능제성 mAb LM609가 본 발명에 사용하기 적합한 것으로 생각된다.Human chondrocytes express an array of integrin receptors (including α 1 β 1 , α 5 β 1 , αVβ 3 and less, etc.) composed of distinct α and β subunits. Of particular importance is the αVβ 3 integrin, which is known to bind OPN. The αVβ 3 complex-specific function of blocking monoclonal antibody (mAb) LM609 acts as an agonist in a manner similar to the ligand OPN. This attenuates the production of numerous pro-inflammatory and cartilage destructive mediators such as IL-1, NO and PGE2. Thus, agonistic mAb LM609 is considered suitable for use in the present invention.

또한, 2가지 펩티드-모사체인 MK-383 (Merck) 및 RO 4483 (Hoffmann-LaRoche)를 상 II 임상에서 연구하였다. 이들은 둘 다 소분자이기 때문에, 이들은 짧은 반감기와 높은 효능을 지닌다. 그러나, 이들은 덜한 특이성을 지니는 것으로 여겨져, 기타 밀접하게 관련된 인테그린과 상호작용한다. 이들 펩티드-모사체는 또한 본 발명에 사용하기 적합하다.In addition, two peptide-mimetics, MK-383 (Merck) and RO 4483 (Hoffmann-LaRoche), were studied in the Phase II clinic. Because they are both small molecules, they have a short half-life and high potency. However, they are believed to have less specificity and interact with other closely related integrins. These peptide- mimetics are also suitable for use in the present invention.

인테그린의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and Preferred Concentrations of Integrins 제제부류Formulation Category 국소 전달 치료학적농도 (㎍/ml)Topical delivery therapeutic concentration (㎍ / ml ) 국소 전달 바람직한농도 (㎍/ml)Local delivery preferred concentration (µg / ml) 인테그린Integreen αVβ3 mAb LM 609αVβ3 mAb LM 609 0.05-5,0000.05-5,000 5-5005-500 에키스타틴Echistatin 0.1-10,0000.1-10,000 100-1,000100-1,000

11.항-화학주성제 11.Anti -Chemical Agents

항-화학주성제는 염증성 세포의 화학주성을 방지한다. 이들 제제가 작용할 수 있는 항-화학주성 표적물의 대표적인 예에는 F-Met-Leu-Phe 수용체, IL-8 수용체, MCP-1 수용체, 및 MIP-1-I/RANTES 수용체가 포함되지만, 이에 제한되지 않는다. 이러한 부류의 제제에 속하는 약물은 개발 단계의 초기이지만, 이들은 본 발명에 사용하기 적합할 수 있는 것으로 이론화된다.Anti-chemotactic agents prevent chemotaxis of inflammatory cells. Representative examples of anti-chemotactic targets against which these agents can act include, but are not limited to, the F-Met-Leu-Phe receptor, IL-8 receptor, MCP-1 receptor, and MIP-1-I / RANTES receptor Do not. Drugs belonging to this class of formulations are early in the development phase, but it is theorized that they may be suitable for use in the present invention.

12.세포내 시그널링 억제제 12. Intracellular Signaling Inhibitors

12a.단백질 키나제 억제제 12a. Protein kinase inhibitors

i.단백질 키나제 C (PKC) 억제제 i. Protein Kinase C (PKC) Inhibitors

단백질 키나제  C (PKC)는 수 많은 생리학적 과정에 대한 세포-표면 시그널 형질도입에 있어 결정적인 역할을 한다. PKC 동위효소는 G-단백질 커플링된 수용체(예: 세로토닌, 브라디키닌 등) 또는 프로-염증성 사이토킨 수용체의 초기 활성화로부터 비롯되는 하단 표적물로서 활성화될 수 있다. 이들 수용체 부류 둘 다는 연골 파괴를 매개하는데 있어 중요한 역할을 한다.Protein kinase C (PKC) plays a crucial role in cell-surface signal transduction for many physiological processes. PKC isoenzymes can be activated as the bottom target resulting from the initial activation of G-protein coupled receptors (eg serotonin, bradykinin, etc.) or pro-inflammatory cytokine receptors. Both of these receptor classes play an important role in mediating cartilage destruction.

분자 클로닝 분석 결과, PKC가 8개 이상의 아종(동위효소)으로 이루어진 거대 계열로서 존재하는 것으로 나타났다. 이들 동위효소는 특정 세포의 증식성 반응을 변화시키는 연결성 수용체 활성화에 대한 기전과 구조에 있어 실질적으로 상이하다. 특이적 동위효소의 발현이 활막 세포, 연골 세포, 호중구, 골수성 세포,및 평활근 세포를 포함한 광범위한 세포 유형에서 발견된다. 따라서, PKC의 억제제는 이러한 억제제가 동위효소 특이성을 나타내지 않는다면 몇 가지 세포 유형에서 시그널링 경로에 영향을 미치는 것으로 보인다. 따라서, PKC의 억제제는 활막 세포와 연골 세포 활성화를 차단하는데 효과적인 것으로 예상될 수 있고, 이는 호중구 활성화와 후속 부착을 차단하는데 있어 소염 효과를 지닐 수도 있다. 몇 가지 억제제가 보고되었으며, 초기 보고서에는 칼포스틴 C 억제 활성에 대한 IC5050μM 을 지시한다. G-6203 (또한Go 6976으로서 공지됨)은 IC50값이2-10μM 범위인, 특정의 PKC 이소형에 대한 높은 선택도를 지닌 신규하고도 강력한 PKC 억제제이다. 이들 약물의 농도와, 본 발명에서 국소 전달 사용에 적합한 것으로 여겨지는 또 다른 약물인 GF 109203X(또한, Go 6850로서 공지됨) 또는 비신도일말레이미드 I (공급원: Warner-Lambert)이 다음에 제시된다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Molecular cloning analysis revealed that PKC exists as a large family of eight or more subspecies (isozymes). These isoenzymes are substantially different in the mechanism and structure of linked receptor activation that alters the proliferative response of specific cells. Expression of specific isoenzymes is found in a wide range of cell types, including synovial cells, chondrocytes, neutrophils, myeloid cells, and smooth muscle cells. Thus, inhibitors of PKC appear to affect signaling pathways in some cell types unless these inhibitors show isoenzyme specificity. Thus, inhibitors of PKC can be expected to be effective in blocking synovial and chondrocyte activation, which may have an anti-inflammatory effect in blocking neutrophil activation and subsequent adhesion. Several inhibitors have been reported and initial reports indicate IC 50 50 μM for calfostin C inhibitory activity. G-6203 (also known as Go 6976) is a novel and potent PKC inhibitor with high selectivity for certain PKC isotypes with IC 50 values ranging from 2-10 μM. The concentrations of these drugs and GF 109203X (also known as Go 6850) or non-sindoylmaleimide I (Source: Warner-Lambert), which are believed to be suitable for topical delivery use in the present invention, are shown below. do. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

연골 파괴 억제성 제제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and Preferred Concentrations of Inhibitory Agents for Cartilage Destruction 제제 부류Formulation Class 국소 전달 치료학적농도 (나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 국소 전달 바람직한농도 (나노몰)Local delivery preferred concentration (nanomol) 단백질 키나제 C 억제제:Protein Kinase C Inhibitors: 칼포스틴 CCalfostine C 0.5-50,0000.5-50,000 100-5,000100-5,000 GF 10903XGF 10903X 0.1-10,0000.1-10,000 1-1,0001-1,000 G-6203 (Go 6976)G-6203 (Go 6976) 0.1-10,0000.1-10,000 1-1,0001-1,000

ii.단백질 티로신 키나제 억제제 ii. Protein Tyrosine Kinase Inhibitors

수용체 티로신-키나제 (RTK) 계열의 수 많은 구성원들 간에 굉장한 다양성이 존재하긴 하지만, 이들 수용체에 의해 사용된 시그널링 기전은 많은 공통적 특징을 공유하고 있다. 생화학적 및 분자 유전적 연구 결과, RTK의 세포외 도메인에 대한 리간드의 결합이 세포내 도메인 고유의 티로신 키나제 촉매 활성을 신속하게 활성화시키는 것으로 밝혀졌다(도 5 참조). 이러한 활성 증가로 인해, 공통 서열 모티프를 함유하는 수 많은 세포내 기질의 티로신-특이적 인산화가 이루어진다. 결과적으로, 이는 수 많은 "하단" 시그널링 분자의 활성화를 유발시키고, 인지질 대사, 아라키도네이트 대사, 단백질 인산화 (단백질 키나제 이외의 기전 포함), 칼슘 동원 및 전사적 활성화를 조절하는 세포내 경로의 캐스케이드를 유발시킨다(도 2 참조). RTK 세포질성 도메인의 성장 인자-의존적 티로신 키나제 활성은 세포성 증식을 유발하는 세포내 시그널 발생에 대한 1차적 기전이다. 따라서, 억제제는 이러한 시그널링을 차단하는 잠재력을 지님으로써, 활막 세포와 연골 세포 활성화를 방지한다.Although tremendous diversity exists among the numerous members of the receptor tyrosine-kinase (RTK) family, the signaling mechanisms used by these receptors share many common features. Biochemical and molecular genetic studies have shown that binding of ligands to the extracellular domain of RTK rapidly activates the intracellular domain specific tyrosine kinase catalytic activity (see FIG. 5). This increased activity results in tyrosine-specific phosphorylation of numerous intracellular substrates containing consensus sequence motifs. As a result, this leads to the activation of numerous "lower" signaling molecules and to cascades of intracellular pathways that regulate phospholipid metabolism, arachidonate metabolism, protein phosphorylation (including mechanisms other than protein kinases), calcium recruitment and transcriptional activation. Induced (see FIG. 2). Growth factor-dependent tyrosine kinase activity of the RTK cytoplasmic domain is the primary mechanism for the generation of intracellular signals leading to cellular proliferation. Thus, inhibitors have the potential to block this signaling, thereby preventing synovial cells and chondrocyte activation.

이와 관련된 몇 가지 티르포스틴(tyrphostin) 화합물 모두는 티로신 키나제 활성의 특이적 억제제 (시험관내에서의 IC50s은 0.5-1.0μM 범위이다)로서의 잠재력을 지니고 있는데, 이는 이들 화합물이 기타 단백질 키나제와 기타 시그널 형질도입 시스템에 대해서는 거의 영향을 미치지 않기 때문이다. 지금까지, 많은 티르포스틴 화합물들 중의 단지 소수만이 시판되고 있으며, 본 발명에 사용된 바와 같은 이들 제제에 대한 적합한 농도가 다음에 제시되어 있다. 또한, 스타우로스포린이 src 아계열의 몇 가지 단백질 티로신 키나제에 대한 강력한 억제 효과를 나타내는 것으로 보고되었으며, 국소 전달을 위해 본 발명에 사용된 바와 같은 상기 제제에 적합한 농도가 다음에 제시되어 있다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Several tyrphostin compounds in this regard all have the potential as specific inhibitors of tyrosine kinase activity (in vitro, IC 50 s ranges from 0.5-1.0 μM), which has been linked to other protein kinases. This is because it has little effect on other signal transduction systems. To date, only a few of the many tyrphostin compounds are commercially available and suitable concentrations for these formulations as used in the present invention are given below. It has also been reported that staurosporin exhibits a potent inhibitory effect on several protein tyrosine kinases of the src subfamily, and the concentrations suitable for such formulations as used in the present invention for topical delivery are given below. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

억제성 제제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and Preferred Concentrations of Inhibitory Agents 제제부류Formulation Category 국소 전달 치료학적농도 (나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 국소 전달 바람직한농도 (나노몰)Local delivery preferred concentration (nanomol) 단백질 키나제 억제제Protein kinase inhibitors 라벤더스틴 ALavender stin a 10-100,00010-100,000 100-10,000100-10,000 티르포스틴 AG1295Tyrfostin AG1295 10-100,00010-100,000 100-10,000100-10,000 티르포스틴 AG1295Tyrfostin AG1295 10-100,00010-100,000 100-10,000100-10,000 스타우로스포린Staurosporin 1-100,0001-100,000 10-10,00010-10,000 PD 158780PD 158780 0.1-10,0000.1-10,000 10-50010-500 PD 174265PD 174265 0.1-10,0000.1-10,000 10-50010-500

12b.세포내 단백질 티로신 포스파타제의 조정제 12b. Modulators of Intracellular Protein Tyrosine Phosphatase

src-상동성2SH2 도메인을 함유하는 비-막관통 단백질 티로신 포스파타제 (PTPases)는 공지되어 있고, 이들은 SH-PTP1 및 SH-PTP2로서 명명된다. 또한, SH-PTP1은 PTP1C, HCP 또는 SHP로서 공지되기도 한다. SH-PTP2는 또한, PTP1D 또는 PTP2C로서 공지된다. 유사하게, SH-PTP1은 모든 계통과 모든 분화 단계의 조혈 세포에서 높은 수준으로 발현되고, SH-PTP1 유전자는 좀먹은(me) 마우스 표현형에 대해 책임이 있는 것으로 확인되었으며, 이는 이의 세포성 기질과의 상호작용을 차단시킬 수 있는 억제제의 효과를 예상하는 기준을 제공해준다. 호중구를 화학주성 펩티드로 자극하는 것이 호중구 반응을 매개하는 티로신 키나제의 활성화를 가져다 주는 것으로 공지되어 있고(참조: Cui, et al.,J. Immunol.(1994)), PTPase 활성은 세포 자극의 초기 상에서 활성화된 티로신 키나제의 효과를 반전시킴으로써 효능제 유도된 활성을 조정한다. PTPase 활성을 자극할 수 있는 제제는 소염 매개인자로서 잠재적 치료학적 용도를 지닐 수 있다.Non-membrane protein tyrosine phosphatase (PTPases) containing src-homologous 2 SH2 domains are known and are named SH-PTP1 and SH-PTP2. SH-PTP1 is also known as PTP1C, HCP or SHP. SH-PTP2 is also known as PTP1D or PTP2C. Similarly, SH-PTP1 is expressed at high levels in hematopoietic cells of all lineages and all differentiation stages, and the SH-PTP1 gene has been shown to be responsible for the mouse mouse phenotype. It provides a basis for estimating the effects of inhibitors that can block the interaction of Stimulating neutrophils with chemotactic peptides is known to result in the activation of tyrosine kinases that mediate neutrophil responses (Cui, et al., J. Immunol. (1994)), and PTPase activity is an early stage of cell stimulation. Agonist induced activity is modulated by reversing the effects of tyrosine kinases activated in the phase. Agents capable of stimulating PTPase activity may have potential therapeutic uses as anti-inflammatory mediators.

이들 동일한 PTPases는 특정의 RTKs 활성을 조정하는 것으로 또한 밝혀졌다. 이들은 활성화 수용체 키나제 효과의 균형을 맞추는 것으로 여겨지므로, 중요한 약물 표적을 나타낼 수 있다. 시험관내 실험은 PTPase의 주입이 내인성 단백질 상의 티로실 잔사의 인슐린 자극된 인산화를 차단시키는 것으로 나타났다. 따라서, PTPase 활성의 활성화제가 재발 협착증에서 RTK-수용체 작용의 활성화를 반전시키는 작용을 할 수 있으며, 이는 본 발명의 용액에 유용할 것으로 여겨진다. 또한,수용체-연결된 PTPase는 또한, 세포 부착 분자와 유사하게, 세포외 리간드로서 작용한다. 세포외 도메인에 대한 특정 리간드 결합의 기능적 결과가 아직까지 규정되지는 않았지만, 결합이 세포 내의 포스파타제 활성을 조정하는 작용을 할 것으로 추정하는 것이 합리적이다 (참조: Fashena et al.,Current Biology,5;1367-1369 (1995)) . 이러한 작용은 기타 세포 표면 부착 분자 (NCAM)에 의해 매개된 부착을 차단시킬 수 있고, 소염 효과를 제공할 수 있다. 그러나, 아직까지는 이들 적용을 위한 약물이 개발되지 못하였다.These same PTPases have also been found to modulate specific RTKs activity. These are believed to balance the activating receptor kinase effect and may therefore represent important drug targets. In vitro experiments have shown that infusion of PTPase blocks insulin stimulated phosphorylation of tyrosyl residues on endogenous proteins. Thus, activators of PTPase activity may act to reverse the activation of RTK-receptor action in relapsing stenosis, which is believed to be useful in the solution of the present invention. In addition, receptor-linked PTPases also act as extracellular ligands, similar to cell adhesion molecules. Although the functional consequences of specific ligand binding to extracellular domains have not yet been defined, it is reasonable to assume that binding will act to modulate phosphatase activity in cells (Fashena et al., Current Biology , 5 ; 1367-1369 (1995). This action can block attachment mediated by other cell surface adhesion molecules (NCAMs) and can provide an anti-inflammatory effect. However, no drug has yet been developed for these applications.

12c.SH2 도메인 (src 상동성 2 도메인)의 억제제 12c. Inhibitors of the SH2 domain (src homology 2 domain)

단백질 티로신 키나제 (PTKs)의 src 아계열에서 처음으로 동정된 SH2 도메인은 비-촉매적 단백질 서열이고, 이는 각종 시그널 형질도입성 단백질에서 보존된 약 100개 아미노산으로 이루어진다 (참조: Cohen, et al., 1995). SH2 도메인은 포스포티로신-결합성 모듈로서 작용함으로써, 세포 내의 시그널 형질도입 경로에서 결정적인 단백질-단백질 연합을 매개한다 (참조: Pawson,Nature, 573-580, 1995). 특히, SH2 도메인의 역할이 혈소판-유도된 성장 인자 (PDGF) 수용체의 경우에서와 같이 수용체 티로신 키나제 (RTK) 매개된 시그널링에 대해 결정적인 것으로 명백히 규정되었다. 자가인산화 RTKs 상의 포스포티로신-함유 부위가 SH2-단백질에 대한 결합 부위로서 제공됨으로써, 생화학적 시그널링 경로의 활성화를 매개한다(도 2 참조)(Carpenter, G.,FASEB J. 6:3283-3289 (1992); Sierke, S.et al., J.Biochem. 32:10102-10108 (1993)). SH2 도메인은 유전자 발현의 변화, 및 궁극적으로는 세포성 증식의 변화를 포함하는 세포성 반응에 대한 활성화 성장-인자 수용체의 커플링에 책임이 있다. 따라서, 활막 세포의 표면 상에 발현된 특이적 RTKs (IGFR 및 FGFR 제외)의 활성화 효과를 선택적으로 차단시킬 억제제가 관절경 처치 후의 연골 파괴를 차단시키는데 유효할 것으로 예상된다.The SH2 domain, first identified in the src subfamily of protein tyrosine kinases (PTKs), is a non-catalytic protein sequence, consisting of about 100 amino acids conserved in various signal transducing proteins (Cohen, et al. , 1995). The SH2 domain acts as a phosphotyrosine-binding module, thereby mediating protein-protein associations critical in signal transduction pathways in cells (Pawson, Nature , 573-580, 1995). In particular, the role of the SH2 domain has been clearly defined as crucial for receptor tyrosine kinase (RTK) mediated signaling as in the case of platelet-induced growth factor (PDGF) receptors. Phosphotyrosine-containing sites on autophosphorylation RTKs serve as binding sites for SH2-protein, thereby mediating the activation of biochemical signaling pathways (see FIG. 2) (Carpenter, G., FASEB J. 6 : 3283-3289). (1992); Sierke, S. et al., J. Biochem. 32: 10102-10108 (1993)). The SH2 domain is responsible for the coupling of activating growth-factor receptors to cellular responses, including changes in gene expression, and ultimately changes in cellular proliferation. Thus, inhibitors that would selectively block the activating effect of specific RTKs (except IGFR and FGFR) expressed on the surface of synovial cells are expected to be effective in blocking cartilage destruction after arthroscopic treatment.

SH2 도메인을 함유하고 세포내 시그널링에 작용하는 20개 이상의 사이토솔성 단백질을 동정하였다. SH2 도메인의 분포는 특정한 단백질 계열로만 제한되지 않지만, 몇 가지 부류의 단백질, 단백질 키나제, 지질 키나제, 단백질 포스파타제, 포스포리파제, Ras-제어성 단백질 및 몇몇 전사 인자에서 발견된다. 많은 SH2-함유 단백질이 공지된 효소적 활성을 지니고 있지만, 기타 (Grb2 및 Crk) 단백질은 세포 표면 수용체와 "하단" 효과인자 분자 간의 "연결재" 와 "적응재"로서 작용한다 (참조: Marengere, L., et al.,Nature 369:502-505 (1994)). 시그널 형질도입에서 활성화되는 효소적 활성을 지닌 SH2 도메인 함유 단백질의 예에는 src 아계열의 단백질 티로신 키나제 (src (pp60c-src), abl, lck, fyn, fgr 등), 포스포리파제C (PLC), 포스파티딜이노시톨 3-키나제 (PI-3-키나제), p21-ras GTPase 활성화 단백질 (GAP) 및 SH2 함유 단백질 티로신 포스파타제 (SH-PTPases)가 포함되지만, 이에 제한되지 않는다 (참조: Songyang, et al.,Cell 72: 767-778 (1993)). 시그널을 활성화 세포 표면 수용체로부터 부가의 분자 상호작용의 캐스케이드(이는 궁극적으로 세포성 반응을 규정한다) 내로 전달하는데 있어서 이들 각종의 SH2-단백질이 차지하는 중추적인 역할로 인해, 특이적 SH2 단백질 결합을 차단하는 억제제 (예: c-src)가 연골 보호에 잠재적 치료학적으로 적용되는 제제로서 요망된다.More than 20 cytosolic proteins containing SH2 domains and acting on intracellular signaling were identified. The distribution of the SH2 domain is not limited to specific protein families, but is found in several classes of proteins, protein kinases, lipid kinases, protein phosphatase, phospholipases, Ras-controlled proteins and some transcription factors. While many SH2-containing proteins have known enzymatic activity, other (Grb2 and Crk) proteins act as "connectors" and "adapters" between cell surface receptors and "bottom" effector molecules (Marengere, L., et al., Nature 369 : 502-505 (1994)). Examples of SH2 domain containing proteins with enzymatic activity activated in signal transduction include src subtype protein tyrosine kinases (src (pp60 c-src ), abl, lck, fyn, fgr, etc.), phospholipase C (PLC) ), Phosphatidylinositol 3-kinase (PI-3-kinase), p21-ras GTPase activating protein (GAP), and SH2 containing protein tyrosine phosphatase (SH-PTPases), including but not limited to Songyang, et al. , Cell 72 : 767-778 (1993)). Blocks specific SH2 protein binding due to the central role these SH2-proteins play in delivering signals from the activating cell surface receptors into a cascade of additional molecular interactions, which ultimately define cellular responses. Inhibitors (such as c-src) are desired as agents that are potentially therapeutically applied to cartilage protection.

또한, 많은 면역/염증 반응의 조절은 SH2 도메인을 함유하는 비-수용체 티로신 키나제를 통하여 시그널을 전달하는 수용체를 통하여 매개된다. 항원 특이적 T-세포 수용체 (TCR)를 통한 T-세포 활성화는 시그널 형질도입 캐스케이드를 개시하여, 림포카인 분비와 T-세포 증식을 유발시킨다. TCR 활성화 후에 가장 먼저 발생하는 생화학적 반응 중의 하나가 티로신 키나제 활성 증가이다. 특히, 호중구 활성화는 세포 표면 면역글로불린 G 수용체의 반응을 통하여 부분적으로 제어된다. 이들 수용체의 활성화는 SH2 도메인을 보유하는 것으로 공지되어 있는 미확인 티로신 키나제의 활성화를 매개한다. 부가의 증거는 여러 개의 src-계열 키나제 (lck, blk, fyn)가 사이토킨과 인테그린 수용체로부터 유발된 시그널 형질도입 경로에 참여하므로, 몇 가지 독립적인 수용체 구조물로부터 수용된 자극을 통합하는 작용을 할 수 있다는 것을 지시해준다. 따라서, 특이적 SH2 도메인의 억제제가 많은 호중구 기능을 차단시키고 소염 매개인자로서 제공될 잠재력을 지니고 있다.In addition, the regulation of many immune / inflammatory responses is mediated through receptors that signal through non-receptor tyrosine kinases containing the SH2 domain. T-cell activation via antigen specific T-cell receptors (TCR) initiates a signal transduction cascade, leading to lymphokine secretion and T-cell proliferation. One of the first biochemical reactions that occur after TCR activation is increased tyrosine kinase activity. In particular, neutrophil activation is partially controlled through the response of cell surface immunoglobulin G receptors. Activation of these receptors mediates the activation of unidentified tyrosine kinases known to carry the SH2 domain. Additional evidence suggests that several src-family kinases (lck, blk, fyn) participate in signal transduction pathways derived from cytokines and integrin receptors, and thus may act to integrate stimuli received from several independent receptor constructs. Instruct Thus, inhibitors of specific SH2 domains have the potential to block many neutrophil functions and serve as anti-inflammatory mediators.

현재, SH2 도메인을 표적으로 한 약물을 개발하고자 하는 노력들은 생화학적 시험관내 및 세포성 수준에서 수행되고 있다. 이러한 노력들이 성공적이라면, 이로써 생성된 약물은 본 발명의 실시에 유용할 것으로 이론화된다.At present, efforts to develop drugs targeting the SH2 domain are undertaken at the biochemical in vitro and cellular levels. If these efforts are successful, it is theorized that the resulting drug would be useful in the practice of the present invention.

V. 부가 제제V. Additives

상기 언급된 연골 보호제(들) 이외에도, 본 발명의 국소 및 전신적으로 전달된 조성물은 기타 치료제를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 한 가지 이상의 소염 또는 진통제가 포함될 수 있다. 소염 및/또는 진통제의 적합한 예가 다음에 상세히 추가로 기재된다. 추가의 예로서, 본 발명의 조성물은 한 가지 이상의 질병 조절성 항-류마티스성 약물 (DMARDs), 예를 들면, 메토트렉세이트, 설파살라진, 금 화합물, 예를 들면, 구강 금, 금 나트륨 티오르날레이트 및 아우로티오글루코즈, 아자티오프린, 사이클로스포린, 항말라리아제, 스테로이드, 콜키신, 사이클로포스파미드, 하이드록시클로로퀴닌 설페이트, 레플루노미드, 미노사이클린 및 페니실라민을 포함할 수 있다. 소염, 진통 및/또는 DMARD 제제가 본 발명의 조성물에 포함될 수 있거나, 또는 이들을 동시에 또는 순차적으로, 별개로 투여할 수 있다.In addition to the cartilage protective agent (s) mentioned above, the topically and systemically delivered compositions of the present invention may comprise other therapeutic agents. For example, one or more anti-inflammatory or analgesics may be included. Suitable examples of anti-inflammatory and / or analgesics are further described in detail below. As a further example, the compositions of the present invention may be used in combination with one or more disease-controlling anti-rheumatic drugs (DMARDs) such as methotrexate, sulfasalazine, gold compounds such as oral gold, gold sodium thioralate and Aurothioglucose, azathioprine, cyclosporin, antimalarial agents, steroids, colchicine, cyclophosphamide, hydroxychloroquinine sulfate, leflunomide, minocycline and penicillamine. Anti-inflammatory, analgesic and / or DMARD agents may be included in the compositions of the present invention or they may be administered simultaneously or sequentially, separately.

앞서 역점을 두고 다루어 온 국소 투여, 표적화 전신 투여, 및 연골 보호제와 연계한 다수 제제의 사용의 이점에 관한 본 발명의 많은 국면이 기타 제제의 투여에도 적용된다. 수술 후 환자의 통증과 고통을 완화시키는 것이 특히 매년 시행된 외래 환자 수술 횟수가 증가함에 따라 임상 의학에 있어 특별한 초점이 맞춰진 분야이다. 가장 널리 사용되고 있는 전신성 제제인 사이클로옥시게나제 억제제(예: 이부프로펜)와 아편양 제제(예: 모르핀, 펜타닐)은 위장 자극/출혈과 호흡 저하를 포함한 심각한 부작용을 나타낸다. 아편양 제제와 관련된 오심과 구토 발병률이 높다는 것이 수술 후 기간에 특히 문제가 된다. 유해한 부작용은 피하면서 수술 후 통증을 치료하는데 목적을 둔 치료제는 쉽게 개발되지 못하는데, 이는 이들 제제에 대한 분자 표적이 전신에 광범위하게 분포되어 있고 다양한 생리학적 작용들을 매개하기 때문이다. 통증 및 염증 뿐만 아니라 연골 분해를 억제시키고자하는 임상적 필요성이 상당함에도 불구하고, 불리한 전신 부작용은 최소화하면서 통증, 염증 및 연골 분해의 억제제를 유효 투여량으로 전달하는 방법은 개발되지 못하였다. 한 예로서, 치료학적 용량의 아편제를 전신(즉, 정맥내, 경구, 피하 또는 근육내) 투여하는 방법은 종종, 심각한 호흡 저하, 기분 변화, 정신적 혼탁, 심한 오심과 구토를 포함한 상당히 불리한 부작용과 연관이 있다.Many aspects of the present invention regarding the advantages of topical administration, targeted systemic administration, and the use of multiple agents in connection with cartilage protective agents, addressed above, also apply to the administration of other agents. Relieving patient pain and pain after surgery is a particularly focused area of clinical medicine, especially as the number of outpatient surgeries performed annually increases. The most widely used systemic preparations, cyclooxygenase inhibitors (eg ibuprofen) and opioids (eg morphine, fentanyl), have serious side effects including gastrointestinal irritation / bleeding and respiratory depression. The high incidence of nausea and vomiting associated with opioids is particularly problematic in the postoperative period. Therapies aimed at treating postoperative pain while avoiding adverse side effects are not readily developed because the molecular targets for these agents are widely distributed throughout the body and mediate various physiological actions. Despite the significant clinical need to inhibit cartilage degradation as well as pain and inflammation, no method has been developed to deliver effective doses of inhibitors of pain, inflammation and cartilage degradation while minimizing adverse systemic side effects. As one example, methods of administering therapeutic doses of opiates systemically (ie, intravenously, orally, subcutaneously or intramuscularly) often have significant adverse side effects, including severe respiratory depression, mood changes, mental turbidity, severe nausea and vomiting. Is associated with

선행 연구는 통증과 염증을 유발시키는 내인성 제제, 예를 들면, 세로토닌 (5-하이드록시트립타민; 이는 종종 "5-HT"로서 지칭됨), 브라디키닌 및 히스타민의 능력을 입증해 주었다 (참조: Sicuteri, F., et al., Serotonin-Bradykinin Potentiation in the Pain Receptors in Man, Life Sci. 4: 309-316 (1965); Rosenthal, S.R., Histamine as the Chemical Mediator for Cutaneous Pain, J. Invest. Dermat. : 98-105 (1977); Richardson, B.P., et al., Identification of Serotonin M Receptor Subtypes and their Specific Blockade by a New Class of Drugs, Nature 316:, 126-131 (1985); Whalley, E.T., et al., The Effect of Kinin Agonists and Antagonists, Naunyn-Schmiedeb Arch. Pharmacol. 36: 652-57 (1987); Lang, E., et al., "Chemo-Sensitivity of Fine Afferents from Rat Skin In Vitro" J. Neurophysiol. : 887-901 (1990)).Previous studies have demonstrated the ability of endogenous agents, such as serotonin (5-hydroxytrytamine; often referred to as "5-HT"), bradykinin and histamine, to cause pain and inflammation (see Sicuteri, F., et al., Serotonin-Bradykinin Potentiation in the Pain Receptors in Man, Life Sci. 4: 309-316 (1965); Rosenthal, SR, Histamine as the Chemical Mediator for Cutaneous Pain, J. Invest. Dermat .: 98-105 (1977); Richardson, BP, et al., Identification of Serotonin M Receptor Subtypes and their Specific Blockade by a New Class of Drugs, Nature 316 :, 126-131 (1985); Whalley, ET, et al., The Effect of Kinin Agonists and Antagonists, Naunyn-Schmiedeb Arch. Pharmacol. 36: 652-57 (1987); Lang, E., et al., "Chemo-Sensitivity of Fine Afferents from Rat Skin In Vitro" J. Neurophysiol .: 887-901 (1990)).

예를 들어, 사람 수포 기재 (표피박락된 피부)에 적용된 5-HT가 5-HT3수용체 길항제에 의해 억제될 수 있는 통증을 유발하는 것으로 입증되었다 (참조: Richardson et al., (1985)). 유사하게, 말초적으로 적용된 브라디키닌은 브라디키닌 수용체 길항제에 의해 차단될 수 있는 통증을 유발시킨다 (참조:Trends Neurosci. 16)말초적으로 적용된 히스타민은 히스타민 수용체 길항제에 의해 억제될 수 있는 혈관확장, 소양증 및 통증을 유발시킨다 (참조: Sicuteri et al., 1965; Whalley et al., 1987; Dray, A., et al., "Bradykinin and Inflammatory Pain", Trends Neurosci. 16: 99-104 (1993)). 말초적으로 적용된 히스타민은 히스타민 수용체 길항제에 의해 억제될 수 있는 혈관확장, 소양증 및 통증을 유발시킨다 (참조: Rosenthal, 1977; Douglas, W.W., "Histamine and 5 Hydroxytryptamine (Serotonin) and their Antagonists", in Goodman, L.S., et al., ed., The Pharmacological Basis of Therapeutics, MacMillan Publishing Company, New York, pp. 605-638 (1985); Rumore, M.M., et al., Analgesic Effects of Antihistaminics, Life Sci 36, pp. 403-416 (1985)). 이들 3가지 효능제(5-HT, -브라디키닌 및 히스타민)의 조합물을 함께 적용한 결과, 상승적 통증-유발 효과가 나타나 장시간 지속되고 집중적인 통증 시그널이 생성된 것으로 나타났다 (참조: Sicuteri et al., 1965; Richardson et al., 1985; Kessler, W., et al., "Excitation of Cutaneous Afferent Nerve Endings In Vitro by a Combination of Inflammatory Mediators and Conditioning Effect of Substance P," Exp. Brain Res. 91:467-476 (1992)).For example, 5-HT applied to human bleb substrates (epidermal skin) has been shown to cause pain that can be inhibited by 5-HT 3 receptor antagonists (Richardson et al., (1985)). . Similarly, peripherally applied bradykinin causes pain that can be blocked by the bradykinin receptor antagonist ( Trends Neurosci. 16 ) .Histamine, which is applied peripherally, is vasodilatation that can be inhibited by histamine receptor antagonists, Causes pruritus and pain (see Sicuteri et al., 1965; Whalley et al., 1987; Dray, A., et al., Bradykinin and Inflammatory Pain, Trends Neurosci. 16: 99-104 (1993)) ). Peripherally applied histamine causes vasodilation, pruritus and pain that can be inhibited by histamine receptor antagonists (Rosenthal, 1977; Douglas, WW, "Histamine and 5 Hydroxytryptamine (Serotonin) and their Antagonists", in Goodman, LS, et al., Ed., The Pharmacological Basis of Therapeutics, MacMillan Publishing Company, New York, pp. 605-638 (1985); Rumore, MM, et al., Analgesic Effects of Antihistaminics, Life Sci 36, pp. 403-416 (1985)). The combination of these three agonists (5-HT, -bradykinin, and histamine) resulted in a synergistic pain-inducing effect, resulting in long-lasting and focused pain signals (see Sicuteri et al. ., 1965; Richardson et al., 1985; Kessler, W., et al., "Excitation of Cutaneous Afferent Nerve Endings In Vitro by a Combination of Inflammatory Mediators and Conditioning Effect of Substance P," Exp. Brain Res. 91: 467-476 (1992).

체내에서는, 5-HT가 혈소판과 중추 신경원에 국재하고, 히스타민은 비만 세포에서 발견되며, 브라디키닌은 조직 외상, pH 변화 및 온도 변화 동안 보다 큰 전구체 분자로부터 생성된다. 5-HT는 조직 손상 부위에서 혈소판으로부터 다량으로방출되어, 휴지기 수준 보다 20배 정도 더 큰 혈장 수준을 생성시킬 수 있기 때문에 (참조: Ashton, J.H., et al., "Serotonin as a Mediator of Cyclic Flow Variations in Stenosed Canine Coronary Arteries," Circulation 73:572-578 (1986)), 내인성 5-HT가 수술 후 통증, 통각과민 및 염증 유발에 일정 역할을 하는 것이 가능하다. 사실상, 혈소판을 활성화하는 것이 시험관내에서 말초 침해수용기의 흥분을 유발하는 것으로 밝혀졌다 (참조: Ringkamp, M., et al., "Activated Human Platelets in Plasma Excite Nociceptors in Rat Skin, In Vitro," Neurosci. Lett. 170:103-106 (1994)). 유사하게, 히스타민과 브라디키닌은 또한, 외상 동안 조직 내로 방출된다 (참조: Kimura, E., et al., "Changes in Bradykinin Level in Coronary Sinus Blood After the Experimental Occlusion of a Coronary Artery," Am Heart J. 85:635-647 (1973); Douglas, 1985; Dray et al. (1993)).In the body, 5-HT is localized in platelets and central neurons, histamine is found in mast cells, and bradykinin is produced from larger precursor molecules during tissue trauma, pH changes, and temperature changes. Since 5-HT is released in large quantities from platelets at the site of tissue damage, it can produce plasma levels that are about 20 times greater than resting levels (see Ashton, JH, et al., "Serotonin as a Mediator of Cyclic Flow Variations in Stenosed Canine Coronary Arteries, "Circulation 73: 572-578 (1986)), and endogenous 5-HT may play a role in inducing postoperative pain, hyperalgesia and inflammation. In fact, activating platelets has been shown to induce excitability of peripheral invasive receptors in vitro (Ringkamp, M., et al., "Activated Human Platelets in Plasma Excite Nociceptors in Rat Skin, In Vitro," Neurosci Lett. 170: 103-106 (1994)). Similarly, histamine and bradykinin are also released into tissue during trauma (Kimura, E., et al., "Changes in Bradykinin Level in Coronary Sinus Blood After the Experimental Occlusion of a Coronary Artery," Am Heart J. 85: 635-647 (1973); Douglas, 1985; Dray et al. (1993).

또한, 프로스타글란딘 역시 통증과 염증을 유발시키는 것으로 공지되어 있다. 사이클로옥시게나제 억제제(예: 이부프로펜)는 비-외과적 및 수술 후 세팅에 흔히 사용되어 프로스타글란딘의 생성을 차단함으로써 프로스타글란딘-매개된 통증과 염증을 저하시킨다 (참조: Flower, R.J., et al., Analgesic-Antipyretics and Anti-Inflammatory Agents; Drugs Employed in the Treatment of Gout, in Goodman, L.S., et al., ed., The Pharmacological Basis of Therapeutics, MacMillan Publishing Company, New York, pp. 674-715 (1985)). 사이클로옥시게나제 억제제는 전신 투여되는 경우에 몇 가지 불리한 전신 부작용과 연관이 있다.예를 들어, 인도메타신 또는 케토롤락은 널리 인식된 위장 및 신장 부작용을 나타낸다.Prostaglandins are also known to cause pain and inflammation. Cyclooxygenase inhibitors (such as ibuprofen) are commonly used in non-surgical and postoperative settings to reduce prostaglandin-mediated pain and inflammation by blocking the production of prostaglandins (see Flower, RJ, et al., Analgesic-Antipyretics and Anti-Inflammatory Agents; Drugs Employed in the Treatment of Gout, in Goodman, LS, et al., Ed., The Pharmacological Basis of Therapeutics, MacMillan Publishing Company, New York, pp. 674-715 (1985) ). Cyclooxygenase inhibitors are associated with several adverse systemic side effects when administered systemically. For example, indomethacin or ketorolac exhibits widely recognized gastrointestinal and kidney side effects.

논의된 바와 같이, 5-HT, 히스타민, 브라디키닌 및 프로스타글란딘은 통증과 염증을 유발시킨다. 이들 제제가 말초 조직 상에서의 이들 효과를 매개하는 각종 수용체가 공지되어 있고/있거나 지난 20여년 동안 검토되어 왔다. 대부분의 연구는 랫트 또는 기타 동물 모델에서 수행되었다. 그러나, 사람과 동물 종 간에는 약리학과 수용체 서열 상에 차이가 있다.As discussed, 5-HT, histamine, bradykinin and prostaglandins cause pain and inflammation. Various receptors for which these agents mediate these effects on peripheral tissues are known and / or have been reviewed for the last two decades. Most studies have been conducted in rats or other animal models. However, there are differences in pharmacology and receptor sequences between human and animal species.

추가로, 이들 매개인자의 길항제는 현재, 수술 후 통증 치료에 사용되고 있지 않다. 5-HT 및 노르에피네프린 흡수 길항제(아미트립틸린 포함)로 명명된 약물 부류가 만성 통증 질환에 대해 적당한 수준의 성공을 이루면서 경구적으로 사용되어 왔다. 그러나, 만성 통증 상태 대 급성 통증 상태의 기전은 상당히 상이한 것으로 생각된다. 사실상, 아미트립틸린을 수술 주위 시기에 사용하는 급성 통증 세팅에서의 2가지 연구는 아미트립틸린의 통증-경감 효과를 전혀 나타내지 못하였다 (참조: Levine, J.D. et al., "Desipramine Enhances Opiate Postoperative Analgesia, Pain 27:45-49 (1986); Kerrick, J.M. et al., "Low-Dose Amitriptyline as an Adjunct to Opioids for Postoperative Orthopedic Pain: a Placebo-Controlled Trial Period," Pain 52:325-30 (1993)). 양 연구에서는, 약물이 경구적으로 제공된다. 두 번째 연구는 경구용 아미트립틸린이 실제적으로, 수술 후 환자의 전반적인 웰빙 감각을 보다 저하시키는 것으로 나타났는데, 이는 뇌 중의 다수의 아민 수용체에 대한 약물 친화도 때문일 수 있다.In addition, antagonists of these mediators are not currently used to treat postoperative pain. Drug classes, designated 5-HT and norepinephrine uptake antagonists (including amitriptyline), have been used orally with moderate levels of success for chronic pain diseases. However, the mechanism of chronic pain state versus acute pain state is thought to be quite different. In fact, two studies in acute pain settings using amitriptyline at the perioperative period showed no pain-relieving effect of amitriptyline (Levine, JD et al., "Desipramine Enhances Opiate Postoperative Analgesia , Pain 27: 45-49 (1986); Kerrick, JM et al., "Low-Dose Amitriptyline as an Adjunct to Opioids for Postoperative Orthopedic Pain: a Placebo-Controlled Trial Period," Pain 52: 325-30 (1993) In both studies, the drug is given orally, a second study found that oral amitriptyline actually lowers the overall well-being of the patient after surgery, which affects a number of amine receptors in the brain. May be due to drug affinity.

아미트립틸린은 5-HT와 노르에피네프린의 흡수를 차단시킨 것 이외에도, 강력한 5-HT 수용체 길항제이다. 따라서, 앞서 언급된 연구에서 수술 후 통증 저하 효능이 결여된 것은 급성 통증에서의 내인성 5-HT에 대한 역할 제안과 모순되는 것으로 여겨진다. 이들 두 연구에서 아미트립틸린을 사용한 경우에 발견된 급성 통증 경감 결여에 대한 수 많은 이유가 있다. (1) 첫 번째 연구 (참조: Levine et al., 1986)는 수술 전 밤까지 1주 이상 동안 아미트립틸린을 수술 전에 사용한 반면, 두 번째 연구 (참조: Kerrick et al., 1993)는 아미트립틸린을 수술 후에만 사용하였다. 따라서, 실제적 조직 손상 기 동안 수술 부위 조직에 존재하는 아미트립틸린의 수준과, 5-HT가 방출되는 시간은 공지되어 있지 않다. (2) 아미트립틸린은 간에 의해 광범위하게 대사되는 것으로 공지되어 있다. 경구 투여하는 경우, 수술 부위 조직 중의 아미트립틸린의 농도는 두 번째 연구에서 수술 후에 방출된 5-HT의 활성을 억제시키기에 충분한 장시간 동안 충분히 높지 않을 수 있다. (3) 다수의 염증성 매개인자가 존재하고, 이들 염증성 매개인자들 간의 상승 작용을 입증한 연구 결과가 밝혀졌기 때문에, 단지 하나의 제제(5-HT) 만을 차단하는 것이 조직 손상에 대한 염증 반응을 충분히 억제할 수 없다.Amitriptyline is a potent 5-HT receptor antagonist in addition to blocking the absorption of 5-HT and norepinephrine. Thus, the lack of postoperative pain-lowering efficacy in the aforementioned studies appears to contradict the suggestion of a role for endogenous 5-HT in acute pain. There are a number of reasons for the lack of acute pain relief found with amitriptyline in these two studies. (1) The first study (Levine et al., 1986) used amitriptyline preoperatively for at least one week until the night before surgery, while the second study (Kerrick et al., 1993) showed amitripps Tilin was used only after surgery. Thus, the levels of amitriptyline present in surgical site tissue during the actual tissue injury phase and the time at which 5-HT is released are not known. (2) Amitriptyline is known to be widely metabolized by the liver. For oral administration, the concentration of amitriptyline in the surgical site tissue may not be high enough for a long time sufficient to inhibit the activity of 5-HT released after surgery in the second study. (3) Because studies have demonstrated a large number of inflammatory mediators and demonstrate synergy between these inflammatory mediators, blocking only one agent (5-HT) may inhibit the inflammatory response to tissue damage. It cannot be suppressed enough.

외과적 처치에 대한 국소 마취제로서 작용하는 극도로 고농도 (1% 내지 3% 용액 - 즉, 10 내지 30 mg/ml)의 히스타민1(H1) 수용체 길항제의 능력을 나타낸 몇 가지 연구가 있다. 이러한 마취 효과는 H1수용체를 통해서 매개되는 것으로 여겨지지 않고, 오히려 신경원 막 나트륨 채널과의 비-특이적 상호작용(리도카인의 작용과 유사함)에 기인된 것일 수 있다. 이러한 히스타민 수용체 길항제의 높은 "마취성" 농도와 연관된 부작용 (예: 진정 작용)이 생긴다면, 히스타민 수용체 길항제의 국소 투여는 현재 수술 주위 시기 세팅에 사용하지 못한다.There are several studies showing the ability of an extremely high concentration (1% to 3% solution-ie 10 to 30 mg / ml) of histamine 1 (H 1 ) receptor antagonist to act as a local anesthetic for surgical treatment. This anesthetic effect is not believed to be mediated through the H 1 receptor, but rather may be due to non-specific interactions (similar to the action of lidocaine) with neuronal membrane sodium channels. If side effects (eg, sedation) are associated with high “anesthetic” concentrations of these histamine receptor antagonists, topical administration of histamine receptor antagonists is currently not available for setting the time around surgery.

A. 진통 및/또는 소염제와 연골 보호제의 치료학적 조합물로부터 유도된 상승적 상호작용A. Synergistic Interactions Induced from Therapeutic Combinations of Analgesic and / or Anti-inflammatory and Cartilage Protectors

관절경 이용한 치료학적 처치 후의 연골 생체 항상성 상실 및 염증과 연관된 질병 과정의 복잡성, 및 이와 관련된 분자 표적의 다중성이 주어지면, 단일 분자 표적의 봉쇄 또는 억제가 연골 분해와 골관절염 발생을 방지하는데 있어 적절한 효능을 제공하지 못할 것이다. 실제로, 상이한 개개의 분자 수용체 및/또는 효소를 표적으로 하는 수 많은 동물 연구는 동물 모델에서 효과적인 것으로 입증되지 못하였거나 또는 지금까지의 임상 시도에서 효능을 나타내지 못하였다. 따라서, 별개의 분자 표적에 대해 작용하고 국소 또는 전신적으로 전달된 약물의 치료학적 조합물이 연골 보호를 위한 치료학적 접근법에서 임상적 유효성에 바람직한 것으로 보인다. 다음에 기재되는 바와 같이, 이러한 상승적 분자 표적화 요법에 대한 이론적 근거는, 관절경 이용한 처치 동안 활막 세포와 연골 세포에 노출된 자극을 통합하고 활막과 연골에서 이들 활막 세포와 연골 세포를 전달하는 기본적 생화학적 기전을 이해하는 것에 있어서의 최근의 연구 진전으로부터 비롯된 것이다.Given the complexity of the disease process associated with loss of cartilage bio homeostasis and inflammation following arthroscopic treatment and the multiplicity of molecular targets involved, blockade or inhibition of single molecule targets is adequate for preventing cartilage degradation and osteoarthritis development. Will not provide. Indeed, numerous animal studies targeting different individual molecular receptors and / or enzymes have not proven effective in animal models or have shown no efficacy in clinical trials to date. Thus, therapeutic combinations of drugs that act on separate molecular targets and delivered locally or systemically appear to be desirable for clinical effectiveness in therapeutic approaches for cartilage protection. As described below, the rationale for this synergistic molecular targeting therapy is the basic biochemistry that integrates stimuli exposed to synovial cells and chondrocytes during arthroscopic treatment and delivers these synovial cells and chondrocytes in the synovial membrane and cartilage. It is a result of recent research progress in understanding the mechanism.

세포 시그널링에 책임이 있는 분자 스위치는 전통적으로, 분리된 주요 시그널링 경로로 나누어졌었는데, 각각은 특정 세트의 세포외 자극에 대한 변환제로서작용하는 별개 세트의 단백질 계열을 포함하고, 별개의 세포 반응을 매개한다. 이러한 한 가지 경로가 G-단백질 커플링된 수용체 (GPCRs)를 통하여 신경전달물질과 호르몬으로부터 시그널을 형질도입하여 염증성 매개인자, 예를 들면, PGE2의 생성을 포함하는 수축 반응을 유발시킨다. GPCRs은 삼량체성 G 단백질의 활성화를 통하여 세포내 표적과 커플링한다 (도 2 참조). GPCR 경로를 통하여 활막 세포와 연골 세포의 활성화에 관여한 시그널링 분자의 예가 히스타민, 브라디키닌, 세로토닌 및 ATP이다. 두 번째 주요 경로는 키나제 캐스케이드와 NF-6B 단백질을 통하여 프로-염증성 사이토킨, 예를 들면, IL-1로부터 시그널을 형질도입하여, 유전자 발현을 조절하고 이화작용성 사이토킨과 기타 이화작용성 인자(NO 포함)를 생성한다.Molecular switches responsible for cell signaling have traditionally been divided into separate major signaling pathways, each containing a separate set of protein families that act as transducers for a particular set of extracellular stimuli, and separate cellular responses Mediate. One such pathway transduces signals from neurotransmitters and hormones through G-protein coupled receptors (GPCRs) to trigger contractile responses involving the production of inflammatory mediators such as PGE2. GPCRs couple to intracellular targets through activation of trimeric G proteins (see FIG. 2). Examples of signaling molecules involved in the activation of synovial cells and chondrocytes through the GPCR pathway are histamine, bradykinin, serotonin and ATP. The second major pathway is to transduce signals from pro-inflammatory cytokines such as IL-1 via the kinase cascade and the NF-6B protein, regulating gene expression and catabolic cytokines and other catabolic factors (NO). Inclusive).

신경전달물질과 호르몬으로부터 전달된 시그널은 2가지 부류의 수용체, 즉 7개-나선 막관통 영역으로 구성된 GPCRs, 또는 리간드-게이트화 이온 채널을 자극한다. 이들 두 종류의 수용체로부터의 "하단" 시그널은 세포질 Ca2+농도를 제어하는데 집중된다 (도 3 참조). 각각의 GPCR 막관통 수용체는 Gq, Gi등을 포함한 특정 부류의 삼량체성 G 단백질을 활성화시킨다. Gq소단위체는 포스포리파제 Cγ를 활성화하여, 단백질 키나제 C (PKC)를 활성화시키고, 세포질 칼슘 수준을 증가시킨다(도 3). 결국, 세포내 칼슘 상승으로 인해, cPLA2가 활성화되고 아라키돈산 (AA)이 생성된다. 이러한 AA는 활막 세포와 연골 세포 둘 다에서 COX에 대한 기질로서 제공되어, PGE2 생성을 유발시킨다. PKC 활성화로 인해, 또한 MAP 키나제가 활성화되어 NF-B의 활성화가 유발되며, 프로-염증성 사이토킨에 대한 노출에 의해 프라이밍된 세포 및 조직에서는, 연골 이화 작용에 관여한 단백질의 유전자 발현 증가가 조정된다.Signals transmitted from neurotransmitters and hormones stimulate two classes of receptors: GPCRs consisting of seven-helix transmembrane regions, or ligand-gated ion channels. The "bottom" signal from these two types of receptors is focused on controlling cytoplasmic Ca 2+ concentrations (see Figure 3). Each GPCR transmembrane receptor activates a specific class of trimeric G proteins, including G q , G i , and the like. G q subunits activate phospholipase Cγ, activate protein kinase C (PKC) and increase cytosolic calcium levels (FIG. 3). Eventually, due to intracellular calcium elevation, cPLA2 is activated and arachidonic acid (AA) is produced. This AA serves as a substrate for COX in both synovial cells and chondrocytes, causing PGE2 production. PKC activation also activates MAP kinase, leading to activation of NF-B and, in cells and tissues primed by exposure to pro-inflammatory cytokines, regulates increased gene expression of proteins involved in cartilage catabolism. .

별개의 동종 수용체를 통하여 IL-1 및 TNF-α 둘 다에 의해 매개된 바와 같은 프로-염증성 사이토킨 시그널링은 또한, 세포 유전자 발현을 조절하는데 집중된다. 이들 별개의 수용체에 의해 활용된 시그널 형질도입 경로는 이들 수용체에 가장 가까운 별개의 키나제를 이용하긴 하지만, 이 시그널링 경로는 연속해서 MAP 키나제의 수준에 집중된다 (도 3 및 4). 시그널 형질도입은 p38 MAP 키나제와 같은 "하단" 효소를 포함한 키나제의 캐스케이드 내의 잔사의 인산화에 좌우된다. IL-1-수용체와 TNF-수용체를 활성화시키면, 또한 Gq 커플링된 GPCRs에 의해 공유되는 공통의 단계인 MAP 키나제 자극이 유발된다(도 3 참조). 리간드-독립적 "혼선"이 특이적 GPCRs 및 사이토킨, 예를 들면, IL-1의 공동 자극에 반응하여 키나제 경로를 처리함으로써, 상승적 세포성 반응을 유발시킬 수 있는 것으로 지금 인식되고 있다 (도 3 참조). 따라서, 프로-염증성 사이토킨, iNOS, COX-2, 및 MMPs의 유전자 발현 증가를 가져다 주는 공통의 시그널링 경로 처리(도 1 및 2에 도시된 바와 같음)를 차단시키는 선택적 억제제의 조합물이 관절경 이용한 외과적 처치 후의 염증과 연골 분해를 상승적으로 방지하는 작용을 할 것이다.Pro-inflammatory cytokine signaling, as mediated by both IL-1 and TNF-α through distinct homologous receptors, is also focused on regulating cellular gene expression. Although the signal transduction pathways utilized by these separate receptors use the separate kinases closest to these receptors, these signaling pathways are continuously focused on the level of MAP kinase (FIGS. 3 and 4). Signal transduction depends on the phosphorylation of residues in the cascade of kinases, including "bottom" enzymes such as p38 MAP kinase. Activation of the IL-1-receptor and TNF-receptor also leads to MAP kinase stimulation, a common step shared by Gq coupled GPCRs (see FIG. 3). It is now recognized that ligand-independent “confusion” can induce a synergistic cellular response by treating kinase pathways in response to co-stimulation of specific GPCRs and cytokines such as IL-1 (see FIG. 3). ). Thus, a combination of selective inhibitors that block common signaling pathway processing (as shown in FIGS. 1 and 2) resulting in increased gene expression of pro-inflammatory cytokines, iNOS, COX-2, and MMPs was used with arthroscopy. It will act synergistically to prevent inflammation and cartilage degradation after surgical intervention.

B. 소염 및 진통제B. Anti-inflammatory and Analgesics

본 발명의 조성물 및 방법에 사용하기 적합한 부류의 소염 및/또는 진통제에는 다음이 포함된다: (1) 세로토닌 수용체 길항제; (2) 세로토닌 수용체 효능제;(3) 히스타민 수용체 길항제; (4) 브라디키닌 수용체 길항제; (5) 칼리크레인 억제제; (6) 타키키닌 수용체 길항제(뉴로키닌1및 뉴로키닌2수용체 아유형 길항제 포함); (7) 칼시토닌 유전자-관련 펩티드(CGRP) 수용체 길항제; (8) 인터루킨 수용체 길항제; (9) 아라키돈산 대사물에 대한 합성 경로에서 활성인 효소의 억제제[이에는 (a) PLA2이소형 억제제와 PLC 이소형 억제제를 포함한 포스포리파제 억제제, (b) 사이클로옥시게나제 억제제, 및 (c) 리포옥시게나제 억제제가 포함된다]; (10) 에이코사노이드 EP-1 및 EP-4 수용체 아유형 길항제 및 트롬복산 수용체 아유형 길항제를 포함한 프로스타노이드 수용체 길항제; (11) 류코트리엔 B4수용체 아유형 길항제와 류코트리엔 D4수용체 아유형 길항제를 포함한 류코트리엔 수용체 길항제; (12) μ-아편양 제제, δ-아편양 제제, 및 κ-아편양 제제 수용체 아유형 효능제를 포함한 아편양 제제 수용체 효능제; (13) P2X수용체 길항제와 P2Y수용체 길항제를 포함한 푸리노셉터 효능제 및 길항제; 및 (14) 칼슘 채널 길항제.Suitable classes of anti-inflammatory and / or analgesics for use in the compositions and methods of the present invention include: (1) serotonin receptor antagonists; (2) serotonin receptor agonists; (3) histamine receptor antagonists; (4) bradykinin receptor antagonists; (5) kallikrein inhibitors; (6) tachykinin receptor antagonists (including neurokinin 1 and neurokinin 2 receptor subtype antagonists); (7) calcitonin gene-related peptide (CGRP) receptor antagonists; (8) interleukin receptor antagonists; (9) inhibitors of enzymes active in the synthetic route to arachidonic acid metabolites, including (a) phospholipase inhibitors, including PLA 2 isotype inhibitors and PLC isotype inhibitors, (b) cyclooxygenase inhibitors, and (c) lipooxygenase inhibitors; (10) prostanoid receptor antagonists, including eicosanoid EP-1 and EP-4 receptor subtype antagonists and thromboxane receptor subtype antagonists; (11) leukotriene receptor antagonists, including leukotriene B 4 receptor subtype antagonists and leukotriene D 4 receptor subtype antagonists; (12) opioid agent receptor agonists including μ-opioid agents, δ-opioid agents, and κ-opioid agent receptor subtype agonists; (13) Purinoceptor agonists and antagonists, including P 2X receptor antagonists and P 2Y receptor antagonists; And (14) calcium channel antagonists.

다음에는 전술된 소염/진통제 부류 각각에 속하는 적합한 약물 뿐만 아니라 국소적으로 전달될 본 발명의 용액 중에서 사용하기 적합한 농도가 기재되어 있다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다. 특정 이론에 얽매이는 것은 아니지만, 제제를 작동성이도록 하는 것으로 여겨지는 각종 부류의 제제 선택에 대한 배후 해명도 또한 제시된다.In the following, suitable concentrations for use in the solutions of the invention to be delivered locally, as well as suitable drugs belonging to each of the aforementioned anti-inflammatory / analgesic classes, are described. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration to a joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention. While not wishing to be bound by any theory, a clarification behind the selection of the various classes of formulations that are believed to render the formulations operable is also presented.

각 제제는 바람직하게는, 선택된 특정한 억제제에 따라서 보다 큰 농도로 요구될 수도 있는 사이클로옥시게나제 억제제를 제외하고는, 0.1 내지 10,000 배 Kd또는 Ki의 저 농도로 포함된다. 바람직하게는, 각 제제가 1.0 내지 1,000 배 Kd또는 Ki의 농도, 가장 바람직하게는 대략 100 배 Kd또는 Ki의 농도로 포함된다. 이들 농도는 국소 전달 부위에서의 대사적 변환 부재하의 희석을 고려하여 필요에 따라 조정된다. 본 발명의 용액 중에서 사용하도록 선택된 정확한 제제와, 이러한 제제의 농도는 다음에 기재되는 바와 같이 특정 용도에 따라서 다양하다.Each agent is preferably included at low concentrations of 0.1 to 10,000 times K d or K i , except for cyclooxygenase inhibitors, which may be required at higher concentrations depending on the particular inhibitor selected. Preferably, each agent is included at a concentration of 1.0 to 1,000 times K d or K i , most preferably at a concentration of approximately 100 times K d or K i . These concentrations are adjusted as needed to account for the dilution without metabolic transformation at the local delivery site. The exact formulation selected for use in the solutions of the present invention and the concentration of such formulations will vary depending upon the particular application, as described below.

1.세로토닌 수용체 길항제 1. Serotonin Receptor Antagonists

세로토닌 (5-HT)은 말초 내의 침해수용 신경원 상의 세로토닌2(5-HT2) 및/또는 세로토닌3(5-HT3) 수용체를 자극함으로써 통증을 유발시키는 것으로 생각된다. 대부분의 연구원들은 말초 침해수용기 상의 5-HT3수용체가 5-HT 에 의해 야기된 즉각적인 통각을 매개한다는 것에 동의한다 (참조: Richardson et al., 1985). 유도된 통증을 억제하는 것 이외에도,3수용체 길항제는 침해수용기 활성화를 억제함으로써, 신경성 염증을 억제할 수도 있다 (참조: Barnes P.J., et al.,"Modulation of Neurogenic Inflammation: Novel Approaches to Inflammatory Disease", Trends in Pharmacological Sciences 11: 185-189 (1990)). 그러나, 랫트 발목 관절에서의 연구는 5-HT2수용체가 5-HT에 의한 침해수용기 활성화에 책임이 있다고 주장한다 (참조: Grubb, B.D., et al., "A Study of 5 HT Receptors Associated with Afferent Nerves Located in Normal and Inflamed Rat Ankle Joints", Agents Actions 25: 216-18 (1988)). 따라서, 5-HT2수용체의 활성화가 말초 통증과 신경성 염증에 일정 역할을 할 수도 있다.Serotonin (5-HT) is thought to cause pain by stimulating serotonin 2 (5-HT 2 ) and / or serotonin 3 (5-HT 3 ) receptors on peripherally invading neurons. Most researchers agree that 5-HT 3 receptors on peripheral invasive receptors mediate the immediate pain caused by 5-HT (Richardson et al., 1985). In addition to inhibiting the induced pain, and 3 receptor antagonists by inhibiting the infringement of receptor activation, it is also possible to inhibit neurogenic inflammation (See: Barnes PJ, et al,. "Modulation of Neurogenic Inflammation: Novel Approaches to Inflammatory Disease", Trends in Pharmacological Sciences 11: 185-189 (1990)). However, studies in rat ankle joints claim that 5-HT 2 receptors are responsible for 5-HT activation by 5-HT (Grubb, BD, et al., “A Study of 5 HT Receptors Associated with Afferent Nerves Located in Normal and Inflamed Rat Ankle Joints ", Agents Actions 25: 216-18 (1988)). Thus, activation of the 5-HT 2 receptor may play a role in peripheral pain and neurological inflammation.

본 발명의 용액의 한 가지 목적은 통증과 다수의 염증성 과정을 차단하는 것이다. 따라서, 5-HT2및 5-HT3수용체 길항제 둘 다는 후속 기재되는 바와 같이, 본 발명의 용액 중에서 개별적으로 또는 함께 적합하게 사용된다. 이미트립틸린 (ElavilTM)이 본 발명에 사용하기 적합한 5-HT2수용체 길항제이다. 이미트립틸린은 수 년동안 항우울제로서 임상적으로 사용되어 왔으며, 이는 특정의 만성 통증 환자에게 유리한 효과를 나타내는 것으로 밝혀졌다. 메토클로프라미드 (ReglanTM)는 항구토제로서 임상적으로 사용되고 있지만, 이는 5-HT3수용체에 대한 적당한 친화성을 나타내고, 이 수용체에서 5-HT의 작용을 억제할 수 있으므로, 혈소판으로부터의 5-HT 방출로 인한 통증을 억제하는 것이 가능하다. 따라서, 이는 본 발명에 사용하기 적합하다.One object of the solution of the present invention is to block pain and many inflammatory processes. Thus, both 5-HT 2 and 5-HT 3 receptor antagonists are suitably used individually or together in the solution of the invention, as described below. Imitriptyline (Elavil ) is a suitable 5-HT 2 receptor antagonist for use in the present invention. Imitriptyline has been used clinically as an antidepressant for many years, and it has been found to have a beneficial effect on certain chronic pain patients. Metoclopramide (Reglan ) is used clinically as an antiemetic agent, but it exhibits moderate affinity for the 5-HT 3 receptor and can inhibit the action of 5-HT at this receptor, thus reducing It is possible to suppress pain due to -HT release. Therefore, it is suitable for use in the present invention.

기타 적합한 5-HT2수용체 길항제에는 이미프라민, 트라조돈, 데시프라민 및 케탄세린이 포함된다. 케탄세린은 이의 고혈압치료 효과에 대해 임상적으로 사용되어 왔다 (참조: Hedner, T., et al., "Effects of a New Serotonin Antagonist, Ketanserin, in Experimental and Clinical Hypertension", Am J of Hypertension 317s-23s (Jul. 1988)). 기타 적합한 5-HT3수용체 길항제에는 시사프리드 및 온단세트론이 포함된다. 적합한 세로토닌1B수용체 길항제에는 요힘빈, N-[-메톡시-3-(4-메틸-1-피페라지닐)페닐]-2'-메틸-4'-(5-메틸-1, 2, 4-옥사디아졸-3-일)[1, 1-비페닐]-4-카복사미드 ("GR127935") 및 메티오테핀이 포함된다. 본 발명의 특정 국면의 용액 중의 이들 약물의 국소 전달 사용을 위한 치료학적 농도 및 바람직한 농도가 표 14에 제시되어 있다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Other suitable 5-HT 2 receptor antagonists include imipramine, trazodone, desipramine and ketanserine. Ketanserine has been used clinically for its antihypertensive effects (see Hedner, T., et al., "Effects of a New Serotonin Antagonist, Ketanserin, in Experimental and Clinical Hypertension", Am J of Hypertension 317s-). 23 s (Jul. 1988)). Other suitable 5-HT 3 receptor antagonists include cisapride and ondansetron. Suitable serotonin 1B receptor antagonists include yohimbine, N-[-methoxy-3- (4-methyl-1-piperazinyl) phenyl] -2'-methyl-4 '-(5-methyl-1, 2, 4- Oxadiazol-3-yl) [1, 1-biphenyl] -4-carboxamide (“GR127935”) and methiotepine. Therapeutic concentrations and preferred concentrations for the topical delivery use of these drugs in solutions of certain aspects of the invention are shown in Table 14. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

통증 및 염증 억제성 제제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and preferred concentrations of pain and inflammation inhibitory agents 제제부류Formulation Category 국소 전달 치료학적농도 (나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 국소 전달 바람직한농도 (나노몰)Local delivery preferred concentration (nanomol) 세로토닌2수용체 길항제Serotonin 2 receptor antagonist 아미트립틸린Amitriptyline 0.1-1,0000.1-1,000 50-50050-500 MDL-11,939MDL-11,939 0.1-1,0000.1-1,000 50-50050-500 AMI-193AMI-193 0.1-2,0000.1-2,000 50-50050-500 데시프라민Desipramine 0.1-1,0000.1-1,000 50-50050-500 케탄세린Ketanserin 0.1-1,0000.1-1,000 50-50050-500 세로토닌3수용체 길항제Serotonin 3 receptor antagonist 트로피세트론Trophysetron 0.01-1000.01-100 0.05-500.05-50 메토클로프라미드Metoclopramide 10-10,00010-10,000 200-2,000200-2,000 시사프리드Sisafried 0.1-1,0000.1-1,000 20-20020-200 온단세트론Ondansetron 0.1-1,0000.1-1,000 20-20020-200 세로토닌1B(사람 1Dβ) 길항제Serotonin 1B (human 1D β ) antagonist 이사몰타레Isa Maltare 0.1-1,0000.1-1,000 50-50050-500 GR 127935GR 127935 0.1-1,0000.1-1,000 10-50010-500 메티오테핀Methiotepine 0.1-5000.1-500 1-1001-100 SB 216641SB 216641 0.2-2,0000.2-2,000 2-2002-200

2.세로토닌 수용체 효능제 2. Serotonin Receptor Agonists

5-HT1A, 5-HT1B및 5-HT1D수용체는 아데닐레이트 사이클라제 활성을 억제하는 것으로 공지되어 있다. 따라서, 이들 세로토닌1A, 세로토닌1B및 세로토닌1D수용체 효능제가 저 용량으로 본 발명의 용액에 포함되는 것이 신경원 매개성 통증과 염증을 억제시켜야 한다. 세로토닌1E및 세로토닌1F수용체 효능제로부터도 동일한 작용이 예상되는데, 이는 이들 수용체가 또한 아데닐레이트 사이클라제를 억제하기 때문이다.5-HT 1A , 5-HT 1B and 5-HT 1D receptors are known to inhibit adenylate cyclase activity. Therefore, the inclusion of these serotonin 1A , serotonin 1B and serotonin 1D receptor agonists in the solution of the present invention at low doses should inhibit neuronal mediated pain and inflammation. The same action is expected from serotonin 1E and serotonin 1F receptor agonists because these receptors also inhibit adenylate cyclase.

부스피론은 본 발명에 사용하기 적합한 1A 수용체 효능제이다. 수마트립탄은 적합한 1A, 1B, 1D 및 1F 수용체 효능제이다. 적합한 1B 및 1D 수용체 효능제는 디하이드로에르고타민이다. 적합한 1E 수용체 효능제는 에르고노빈이다. 국소적으로 전달된 경우에 이들 수용체 효능제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도가 표15에 제시되어 있다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Buspyrone is a 1A receptor agonist suitable for use in the present invention. Sumatriptan is a suitable 1A, 1B, 1D and 1F receptor agonist. Suitable 1B and 1D receptor agonists are dihydroergotamine. Suitable 1E receptor agonists are ergonobins. Therapeutic and preferred concentrations of these receptor agonists when delivered locally are shown in Table 15. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

통증 및/또는 염증 억제성의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and preferred concentrations of pain and / or inflammation inhibition 제제부류Formulation Category 국소 전달 치료학적농도 (나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 국소 전달 바람직한농도 (나노몰)Local delivery preferred concentration (nanomol) 세로토닌1A효능제Serotonin 1A agonists 부스피론Buspyron 1-1,0001-1,000 10-20010-200 수마트립탄Sumatriptan 1-1,0001-1,000 10-20010-200 세로토닌1B효능제Serotonin 1B agonists 디하이드로에르고타민Dehydroergotamine 0.1-1,0000.1-1,000 10-10010-100 수마트립탄Sumatriptan 1-1,0001-1,000 10-20010-200 나라트립탄Nara Triptan 1-1,0001-1,000 10-20010-200 리자트립탄Lisa Triptan 1-1,0001-1,000 10-20010-200 졸미트립탄Zolmitriptan 1-1,0001-1,000 10-20010-200 L-694,247L-694,247 1-1,0001-1,000 10-20010-200 세로토닌1D효능제Serotonin 1D agonists 디하이드로에르고타민Dehydroergotamine 0.1-1,0000.1-1,000 10-10010-100 수마트립탄Sumatriptan 1-1,0001-1,000 10-20010-200 나라트립탄Nara Triptan 1-1,0001-1,000 10-20010-200 리자트립탄Lisa Triptan 1-1,0001-1,000 10-20010-200 졸미트립탄Zolmitriptan 1-1,0001-1,000 10-20010-200 L-694,247L-694,247 1-1,0001-1,000 10-20010-200 세로토닌1E효능제Serotonin 1E agonists 에르고노빈Ergonobin 10-2,00010-2,000 100-1,000100-1,000 세로토닌1F효능제Serotonin 1F agonists 수마트립탄Sumatriptan 1-1,0001-1,000 10-20010-200

3.히스타민 수용체 길항제 3. Histamine Receptor Antagonists

히스타민 수용체는 일반적으로, 히스타민1(H1) 및 히스타민2(H2) 아유형으로 나누어진다. 히스타민의 말초 투여에 대한 전통적인 염증 반응은 H1수용체를 통하여 매개된다 (참조: Douglas, 1985). 따라서, 본 발명의 용액은 바람직하게는, 히스타민 H1수용체 길항제를 포함한다. 프로메타진 (PhenerganTM)은 H1수용체를 강력히 차단시키는 흔히 사용되는 항구토제이고, 이는 본 발명에 사용하기 적합하다. 흥미롭게도, 상기 약물은 또한 국소 마취 효과를 지니는 것으로 밝혀졌지만, 이러한 효과에 필요한 농도는 H1수용체를 차단시키는데 필요한 농도 보다 몇 차수 높기 때문에, 상기 효과는 상이한 기전에 의해 일어나는 것으로 여겨진다. 본 발명의 용액 중의 히스타민 수용체 길항제 농도는 침해수용기 활성화에 관여한 H1수용체를 억제시키기에 충분하지만, "국소마취" 효과를 달성하기에는 충분치 못하므로, 전신 부작용에 관한 우려가 제거된다.Histamine receptors are generally divided into histamine 1 (H 1 ) and histamine 2 (H 2 ) subtypes. Traditional inflammatory responses to peripheral administration of histamine are mediated through the H 1 receptor (Douglas, 1985). Thus, the solution of the present invention preferably comprises a histamine H 1 receptor antagonist. Promethazine (Phenergan ) is a commonly used antiemetic agent that strongly blocks the H 1 receptor, which is suitable for use in the present invention. Interestingly, the drug has also been found to have a local anesthetic effect, but since the concentration required for this effect is several orders of magnitude higher than the concentration required to block the H 1 receptor, the effect is believed to be caused by a different mechanism. The histamine receptor antagonist concentration in the solution of the present invention is sufficient to inhibit the H 1 receptor involved in nociceptor activation, but not enough to achieve the "local anesthetic" effect, thus removing concerns about systemic side effects.

기타 적합한 H1수용체 길항제에는 테르페나딘, 디펜하이드라민, 아미트립틸린, 메피라민 및 트리폴리딘이 포함된다. 아미트립틸린은 세로토닌2수용체 길항제로서도 유효하기 때문에, 본 발명에 사용된 바와 같은 이중 기능을 지닌다. 국소 전달을 위한 이들 H1수용체 길항제 각각에 대한 적합한 치료학적 농도 및 바람직한 농도가 표 16에 제시되어 있다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Other suitable H 1 receptor antagonists include terpenadine, diphenhydramine, amitriptyline, mepyramine and tripolydine. Since amitriptyline is also effective as a serotonin 2 receptor antagonist, it has a dual function as used in the present invention. Suitable therapeutic concentrations and preferred concentrations for each of these H 1 receptor antagonists for local delivery are shown in Table 16. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

통증 및/또는 염증 억제성 제제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and preferred concentrations of pain and / or anti-inflammatory agents 제제부류Formulation Category 국소 전달 치료학적농도 (나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 국소 전달 바람직한농도 (나노몰)Local delivery preferred concentration (nanomol) 히스타민1수용체 길항제Histamine 1 receptor antagonist 프로메타진Promethazine 0.1-1,0000.1-1,000 50-20050-200 디펜하이드라민Diphenhydramine 0.1-1,0000.1-1,000 50-20050-200 아미트립틸린Amitriptyline 0.1-1,0000.1-1,000 50-50050-500 테르페나딘Terpenadine 0.1-1,0000.1-1,000 50-50050-500 메피라민 (피릴리민)Mepyramine (pyrilimine) 0.1-1,0000.1-1,000 5-2005-200 트리폴리딘Tripolidine 0.01-1000.01-100 5-205-20

4.브라디키닌 수용체 길항제 4. Bradykinin Receptor Antagonists

브라디키닌 수용체는 일반적으로, 브라디키닌1(B1) 및 브라디키닌2(B2) 아유형으로 나누어진다. 브라디키닌에 의해 발생된 급성 말초 통증과 염증이2아유형에 의해 매개되는 반면, 만성 염증의 세팅에서 브라디키닌-유도된 통증은1아유형을 통하여 매개된다는 연구가 발표되었다 (참조: Perkins, M.N., et al., "Antinociceptive Activity of the Bradykinin B1 and B2 Receptor Antagonists, des-Arg9, [Leu8]-BK and HOE 140, in Two Models of Persistent Hyperalgesia inthe Rat", Pain 53: 191-97 (1993); Dray, A., et al., "Bradykinin and Inflammatory Pain", Trends Neurosci. 16: 99-104 (1993); 이들 각각이 본원에 참조문헌으로써 삽입되어 있다).Bradykinin receptors are generally divided into bradykinin 1 (B 1 ) and bradykinin 2 (B 2 ) subtypes. While acute peripheral pain and inflammation caused by bradykinin are mediated by subtype 2 , studies have shown that bradykinin-induced pain in the setting of chronic inflammation is mediated through subtype 1 (see Perkins). , MN, et al., "Antinociceptive Activity of the Bradykinin B1 and B2 Receptor Antagonists, des-Arg9, [Leu8] -BK and HOE 140, in Two Models of Persistent Hyperalgesia in the Rat", Pain 53: 191-97 (1993 Dray, A., et al., "Bradykinin and Inflammatory Pain", Trends Neurosci. 16: 99-104 (1993); each of which is incorporated herein by reference).

현재, 브라디키닌 수용체 길항제는 임상적으로 사용되지 않는다. 이들 약물 중의 일부가 펩티드이므로, 이들을 경구적으로 섭취할 수 없는데, 이는 이들이 분해될 수 있기 때문이다. B2수용체에 대한 길항제는 브라디키닌-유도된 급성 통증과 염증을 차단한다 (참조: Dray et al., 1993). B1수용체 길항제는 만성 염증 질환에서의 통증을 억제한다 (참조: Perkins et al., 1993; Dray et al., 1993). 따라서, 적용 분야에 따라서, 본 발명의 용액은 바람직하게는, 브라디키닌 B1및 B2수용체 길항제 중의 어느 하나 또는 둘 다를 포함한다. 예를 들어, 관절경 검사가 급성과 만성 질환 모두에 대해 수행되므로, 관절경 검사용 관주 용액은 B1및 B2수용체 길항제를 모두 포함할 수 있다.Currently, bradykinin receptor antagonists are not used clinically. Since some of these drugs are peptides, they cannot be taken orally because they can degrade. Antagonists against the B 2 receptor block bradykinin-induced acute pain and inflammation (Dray et al., 1993). B 1 receptor antagonists inhibit pain in chronic inflammatory diseases (Perkins et al., 1993; Dray et al., 1993). Thus, depending on the field of application, the solution of the present invention preferably comprises either or both of bradykinin B 1 and B 2 receptor antagonists. For example, because arthroscopy is performed for both acute and chronic diseases, the irrigation solution for arthroscopy may include both B 1 and B 2 receptor antagonists.

본 발명에 사용하기 적합한 브라디키닌 수용체 길항제에는 다음 브라디키닌1수용체 길항제가 포함된다: D-Arg-(Hyp3-Thi5-D-Tic7-Oic8)-BK의 [des-Arg10] 유도체 ("HOE 140의 [des-Arg10] 유도체", 공급원: Hoechst Pharmaceuticals); 및 [Leu8] des-Arg9-BK. 적합한 브라디키닌2수용체 길항제에는 [D-Phe7]-BK; D-Arg-(Hyp3-Thi5,8-D-Phe7)-BK ("NPC 349"); D-Arg-(Hyp3-D-Phe7)-BK ("NPC 567"); 및 D-Arg-(Hyp3-Thi5-D-Tic7-Oic8)-BK ("HOE 140")가 포함된다. 이들 화합물은 앞서 삽입된 참조문헌(Perkins et al. 1993 및 Dray et al. 1993)에 보다 상세히 기재되어 있다. 국소 전달에 적합한 치료학적 농도 및 바람직한 농도가 표 17에 제시되어 있다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Suitable bradykinin receptor antagonists for use in the present invention include the following bradykinin 1 receptor antagonists: [des-Arg 10 of D-Arg- (Hyp 3 -Thi 5 -D-Tic 7 -Oic 8 ) -BK ] Derivatives (“[des-Arg 10 ] derivatives of HOE 140”, Hoechst Pharmaceuticals); And [Leu 8 ] des-Arg 9 -BK. Suitable bradykinin 2 receptor antagonists include [D-Phe 7 ] -BK; D-Arg- (Hyp 3 -Thi 5,8- D-Phe 7 ) -BK ("NPC 349"); D-Arg- (Hyp 3 -D-Phe 7 ) -BK (“NPC 567”); And D-Arg- (Hyp 3 -Thi 5 -D-Tic 7 -Oic 8 ) -BK ("HOE 140"). These compounds are described in more detail in the earlier incorporated references (Perkins et al. 1993 and Dray et al. 1993). Therapeutic and preferred concentrations suitable for topical delivery are shown in Table 17. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

통증 및/또는 염증 억제성 제제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and preferred concentrations of pain and / or anti-inflammatory agents 제제부류Formulation Category 국소 전달 치료학적농도 (나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 국소 전달 바람직한농도 (나노몰)Local delivery preferred concentration (nanomol) 브라디키닌1수용체 길항제Bradykinin 1 Receptor Antagonist [Leu8] des-Arg9-BKLeu 8 des-Arg 9 -BK 1-1,0001-1,000 50-50050-500 HOE 140의 [des-Arg10] 유도체[Des-Arg 10 ] derivatives of HOE 140 1-1,0001-1,000 50-50050-500 [leu9][des-Arg10] 칼리덴[leu 9 ] [des-Arg 10 ] Caliden 0.1-5000.1-500 10-20010-200 브라디키닌2수용체 길항제Bradykinin 2 Receptor Antagonist [D-Phe7]-BK[D-Phe 7 ] -BK 100-10,000100-10,000 200-5,000200-5,000 NPC 349NPC 349 1-1,0001-1,000 50-50050-500 NPC 567NPC 567 1-1,0001-1,000 50-50050-500 HOE 140HOE 140 1-1,0001-1,000 50-50050-500

5.칼리크레인 억제제 5. Kallikrein Inhibitors

펩티드 브라디키닌은 앞서 언급된 바와 같이, 통증과 염증의 중요한 매개인자이다. 브라디키닌은 혈장 중의 고분자량 키니노겐에 대한 칼리크레인의 작용에 의해 절단 생성물로서 생성된다. 따라서, 칼리크레인 억제제가 브라디키닌 생성과 이로써 유발된 통증 및 염증을 억제하는데 있어 치료학적인 것으로 여겨진다. 본 발명에 사용하기 적합한 칼리크레인 억제제는 아프로티닌이다. 국소적으로 전달되는 경우에 본 발명의 용액 중에서 사용하기 적합한 농도가 다음 표 18에 제시되어 있다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Peptide bradykinin, as mentioned above, is an important mediator of pain and inflammation. Bradykinin is produced as a cleavage product by the action of kallikrein on high molecular weight kininogen in plasma. Thus, kallikrein inhibitors are considered therapeutic in inhibiting bradykinin production and the pain and inflammation caused thereby. Suitable kallikrein inhibitors for use in the present invention are aprotinin. Suitable concentrations for use in the solution of the invention when delivered locally are shown in Table 18 below. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

통증 및/또는 염증 억제성 제제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and preferred concentrations of pain and / or anti-inflammatory agents 제제부류Formulation Category 국소 전달 치료학적농도 (나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 국소 전달 바람직한농도 (나노몰)Local delivery preferred concentration (nanomol) 칼리크레인 억제제:Kallikrein Inhibitors: 아프로티닌Aprotinin 0.1-1,0000.1-1,000 50-50050-500

6.타키키닌 수용체 길항제 6. Takkinin Receptor Antagonists

타키키닌 (TKs)은 물질 P, 뉴로키닌 A (NKA) 및 뉴로키닌 B (NKB)를 포함하는 구조적으로 관계된 펩티드 계열이다. 신경원은 말초 내에서의 TKs의 주요 공급원이다. TKs의 중요한 일반적인 효과는 신경원성 자극이지만, 기타 효과에는 내피-의존적 혈관확장, 혈장 단백질 혈관외 유출, 비만 세포 동원, 및 염증성 세포의 탈과립과 자극이 포함된다 (참조: Maggi, C.A.,Gen. Pharmacol.,  22: 1-24 (1991)). TK 수용체의 활성화에 의해 매개된 생리학적 작용의 조합으로 인해, TK 수용체를 표적화하는 것이 진통 증진과 신경성 염증 치료에 대한 합리적인 접근법이다.Tachykinin (TKs) is a family of structurally related peptides that includes substance P, neurokinin A (NKA), and neurokinin B (NKB). Neurons are the major source of TKs in the periphery. Important common effects of TKs are neurogenic stimulation, but other effects include endothelial-dependent vasodilation, plasma protein extravasation, mast cell recruitment, and degranulation and stimulation of inflammatory cells (see Maggi, CA, Gen. Pharmacol). ., 22: 1-24 (1991)). Because of the combination of physiological actions mediated by the activation of TK receptors, targeting TK receptors is a reasonable approach to pain relief and neurological inflammation treatment.

6a.  뉴로키닌 1 수용체 아유형 길항제 6a. Neurokinin 1 receptor subtype antagonist

물질 P는 NK1로서 지칭된 뉴로키닌 수용체 아유형을 활성화한다. 물질 P는 감각 신경 말단에 존재하는 운데카펩티드이다. 물질 P는 혈관확장, 혈장 혈관외유출 및 비만 세포의 탈과립을 포함한, C-섬유 활성화 후에 말초에 통증과 염증을 유발시키는 다중 작용을 지니는 것으로 공지되어 있다 (참조: Levine, J.D., et al., "Peptides and the Primary Afferent Nociceptor",J. Neurosci. 13:2273 (1993)). 적합한 물질 P 길항제는 ([D-Pro9[스피로-감마-락탐]Leu10,Trp11]피살라에민-(1-11)) ("GR 82334")이다. NK1수용체 상에 작용하는, 본 발명에 사용하기 적합한 기타 길항제는 1-이미노-2-(2-메톡시-페닐)-에틸)-7,7-디페닐-4-퍼하이드로이소인돌론(3aR,7aR) ("RP 67580"); 및 2S,3S-시스-3-(2-메톡시벤질아미노)-2-벤즈하이드릴퀴누클리딘 ("CP 96,345")이다. 국소적으로 전달되는 경우에 이들 제제의적합한 농도가 다음 표 19에 제시되어 있다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Substance P activates neurokinin receptor subtypes referred to as NK 1 . Substance P is an undecapeptide present at the sensory nerve terminus. Substance P is known to have multiple effects causing peripheral pain and inflammation after C-fiber activation, including vasodilation, plasma extravasation and degranulation of mast cells (Levine, JD, et al., "Peptides and the Primary Afferent Nociceptor", J. Neurosci. 13: 2273 (1993)). Suitable substance P antagonist is ([D-Pro 9 [spiro-gamma-lactam] Leu 10 , Trp 11 ] pisalamin- (1-11)) (“GR 82334”). Other antagonists suitable for use in the present invention which act on the NK 1 receptor are 1-imino-2- (2-methoxy-phenyl) -ethyl) -7,7-diphenyl-4-perhydroisoindoleone (3aR, 7aR) ("RP 67580"); And 2S, 3S-cis-3- (2-methoxybenzylamino) -2-benzhydrylquinuclidin (“CP 96,345”). Appropriate concentrations of these agents when delivered locally are shown in Table 19 below. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

통증 및/또는 염증 억제성 제제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and preferred concentrations of pain and / or anti-inflammatory agents 제제부류Formulation Category 국소 전달 치료학적농도 (나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 국소 전달 바람직한농도 (나노몰)Local delivery preferred concentration (nanomol) 뉴로키닌1수용체 아유형 길항제Neurokinin 1 receptor subtype antagonist GR 82334GR 82334 1-1,0001-1,000 10-50010-500 CP 96,345CP 96,345 1-10,0001-10,000 100-1,000100-1,000 RP 67580RP 67580 0.1-1,0000.1-1,000 100-1,000100-1,000

6b.  뉴로키닌 2 수용체 아유형 길항제 6b. Neurokinin 2 receptor subtype antagonist

뉴로키닌 A는 물질 P와 함께 감각 신경원에 국재되고 염증과 통증을 또한 증진시키는 펩티드이다. 뉴로키닌 A는2로서 지칭된 특이적 뉴로키닌 수용체를 활성화한다 (참조: Edmonds-Alt, S., et al., "A Potent and Selective Non-Peptide Antagonist of the Neurokinin A (NK2) Receptor", Life Sci. 50:PL101 (1992)). 적합한 NK2길항제의 예에는 ((S)-N-메틸-N-[4-(4-아세틸아미노-4-페닐피페리디노)-2-(3,4-디클로로페닐)부틸]벤자미드 ("()-SR 48968"); Met-Asp-Trp-Phe-Dap-Leu ("MEN 10,627"); 및 cyc(Gln-Trp-Phe-Gly-Leu-Met) ("L 659,877")이 포함된다. 국소 전달에 적합한 이들 제제의 농도가 표 20에 제시되어 있다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Neurokinin A, along with substance P, is a peptide localized in sensory neurons and also promotes inflammation and pain. Neurokinin A activates a specific neurokinin receptor, referred to as 2 (Edmonds-Alt, S., et al., "A Potent and Selective Non-Peptide Antagonist of the Neurokinin A (NK2) Receptor" , Life Sci. 50: PL101 (1992). Examples of suitable NK 2 antagonists include ((S) -N-methyl-N- [4- (4-acetylamino-4-phenylpiperidino) -2- (3,4-dichlorophenyl) butyl] benzamide ( "() -SR 48968"); Met-Asp-Trp-Phe-Dap-Leu ("MEN 10,627"); and cyc (Gln-Trp-Phe-Gly-Leu-Met) ("L 659,877") The concentrations of these agents suitable for topical delivery are shown in Table 20. Similarly, systemic compositions according to the invention are suitably adapted to bringing local concentrations to joints or sites of action within the listed therapeutic ranges. Sufficient agent dosage or loading will be included In the case of targeted sustained release delivery systems, a dosage or loading of agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period. It is included in the composition of the present invention.

통증 및/또는 염증 억제성 제제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and preferred concentrations of pain and / or anti-inflammatory agents 제제부류Formulation Category 국소 전달 치료학적농도 (나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 국소 전달 바람직한농도 (나노몰)Local delivery preferred concentration (nanomol) 뉴로키닌2수용체 아유형 길항제:Neurokinin 2 Receptor Subtype Antagonists: MEN 10,627MEN 10,627 1-1,0001-1,000 10-1,00010-1,000 L 659,877L 659,877 10-10,00010-10,000 100-10,000100-10,000 (±)-SR 48968(±) -SR 48968 10-10,00010-10,000 100-10,000100-10,000

7.CGRP 수용체 길항제 7. CGRP Receptor Antagonists

칼시토닌 유전자-관련 펩티드 (CGRP)는 물질 P와 함께 감각 신경원에 국재되고, 혈관확장제로서 작용하며 물질 P의 작용을 증강시키는 펩티드이다 (참조: Brain, S., et al.,Br. J. Pharmacol. 99:202 (1985)). 적합한 수용체 길항제의 예가 CGRP의 절단된 변형물인 이다. 이러한 폴리펩티드는 CGRP 수용체의 활성화를억제한다. 국소적으로 전달되는 경우에 이들 제제에 적합한 농도가 표 21에 제시되어 있다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Calcitonin gene-related peptide (CGRP) is a peptide that is localized to sensory neurons with substance P, acts as an vasodilator and enhances the action of substance P (see Brain, S., et al.,Br. J. Pharmacol. 99:202 (1985)). An example of a suitable receptor antagonist is is a truncated modification of CGRP. Such polypeptides inhibit the activation of CGRP receptors. Suitable concentrations for these formulations when delivered locally are shown in Table 21. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

통증 및/또는 염증 억제성 제제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and preferred concentrations of pain and / or anti-inflammatory agents 제제부류Formulation Category 국소 전달 치료학적농도(나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 국소 전달 바람직한농도 (나노몰)Local delivery preferred concentration (nanomol) CGRP 수용체 길항제CGRP Receptor Antagonists I-CGRP-(8-37)I-CGRP- (8-37) 1-1,0001-1,000 10-50010-500

8.인터루킨 수용체 길항제 8. Interleukin Receptor Antagonists

인터루킨은 염증성 매개인자에 반응하여 백혈구와 기타 세포에 의해 생성되는, 사이토킨으로서 분류된 펩티드 계열이다. 인터루킨 (IL)은 말초적으로 강력한 통각 과민성 제제일 수 있다 (참조: Ferriera, S.H., et al.,Nature 334: 698 (1988)). 적합한 IL-1b 수용체 길항제의 예가 Lys-D-Pro-Thr인데, 이는IL-1b의 절단된 변형물이다. 이러한 트리펩티드는 IL-1b 수용체의 활성화를 억제한다. 국소 전달에 적합한 상기 제제의 농도가 표 22에 제시되어 있다. 유사하게, 본 발명에따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Interleukins are a class of peptides classified as cytokines, produced by leukocytes and other cells in response to inflammatory mediators. Interleukin (IL) can be a peripherally potent nociceptive hypersensitivity agent (Feriri, SH, et al., Nature 334 : 698 (1988)). An example of a suitable IL-1b receptor antagonist is Lys-D-Pro-Thr, which is a truncated variant of IL-1b. Such tripeptides inhibit the activation of the IL-1b receptor. The concentrations of the agents suitable for topical delivery are shown in Table 22. Similarly, systemic compositions according to the present invention will suitably include a dosage or loading of the formulation sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the therapeutic ranges listed. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

통증 및/또는 염증 억제성 제제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and preferred concentrations of pain and / or anti-inflammatory agents 제제부류Formulation Category 국소 전달 치료학적농도 (나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 국소 전달 바람직한농도 (나노몰)Local delivery preferred concentration (nanomol) 인터루킨 수용체 길항제Interleukin receptor antagonists Lys-D-Pro-ThrLys-D-Pro-Thr 1-1,0001-1,000 10-50010-500

9.아라키돈산 대사물에 대한 합성 경로에서 활성인 효소의 억제제 9. Inhibitors of Enzymes Active in Synthetic Pathways to Arachidonic Acid Metabolites

9a.  포스포리파제 억제제 9a. Phospholipase inhibitors

포스포리파제 A2(PLA2) 효소 (cPLA2, iPLA2, sPLA2) 및 포스포리파제 C (PLC)에 의한 아라키돈산의 생성으로 인해, 에이코사노이드로서 공지된 수 많은 염증 매개인자를 생성시키는 반응 캐스케이드가 일어난다. 상기 경로 전반에 걸쳐 억제시킬 수 있는 수 많은 단계가 존재하기 때문에, 이들 염증성 매개인자의 생성을 저하시킬 수 있다. 이들 각종 단계에서의 억제 예가 다음에 제시된다.The production of arachidonic acid by phospholipase A 2 (PLA 2 ) enzymes (cPLA 2 , iPLA 2 , sPLA 2 ) and phospholipase C (PLC) produces a number of inflammatory mediators known as eicosanoids. A reaction cascade occurs. Since there are numerous steps that can be inhibited throughout this pathway, it is possible to lower the production of these inflammatory mediators. Examples of inhibition at these various steps are given below.

효소 PLA2이소형을 억제시키면, 세포막으로부터의 아라키돈산의 방출이 억제되므로, 프로스타글란딘과 류코트리엔 생성이 억제되어 염증과 통증을 저하시킨다 (참조: Glaser, K.B., "Regulation of Phospholipase A2 Enzymes: Selective Inhibitors and Their Pharmacological Potential", Adv. Pharmacol. 32:31 (1995)). 적합한 PLA2이소형 억제제의 한 예가 마노알리드이다. 포스포리파제 Cg(PLCg) 이소형의 억제가 또한, 프로스타노이드와 류코트리엔의 생성을 감소시키므로, 통증과 염증을 저하시킬 것이다. PLCg이소형 억제제의 한 예가 1-[6-((17-3-메톡시에스트라-1,3,5(10)-트리엔-17-일)아미노)헥실]-1H-피롤-2,5-디온이다. 국소적으로 전달되는 경우에 이들 제제에 적합한 농도가 표 23에 제시되어 있다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Inhibiting the enzyme PLA 2 isoform inhibits the release of arachidonic acid from the cell membrane, thus inhibiting the production of prostaglandins and leukotrienes, thus reducing inflammation and pain. Glaser, KB, Their Pharmacological Potential ", Adv. Pharmacol. 32:31 (1995). One example of a suitable PLA 2 isotype inhibitor is amanolide. Inhibition of the phospholipase C g (PLC g ) isoform will also reduce the production of prostanoids and leukotrienes, thus reducing pain and inflammation. One example of a PLC g isotype inhibitor is 1- [6-((17-3-methoxyestra-1,3,5 (10) -trien-17-yl) amino) hexyl] -1H-pyrrole-2, 5-dione. Suitable concentrations for these formulations when delivered locally are shown in Table 23. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

통증 및/또는 염증 억제성 제제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and preferred concentrations of pain and / or anti-inflammatory agents 제제부류Formulation Category 국소 전달 치료학적농도 (나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 국소 전달 바람직한농도 (나노몰)Local delivery preferred concentration (nanomol) 포스포리파제 억제제:Phospholipase Inhibitors: 마노알리드Manoalid 100-100,000100-100,000 500-10,000500-10,000 아리스톨로키산Aristoloki acid 40-400,00040-400,000 400-40,000400-40,000 ACAACA 10-100,00010-100,000 100-10,000100-10,000 HELSSHELSS 6-6,0006-6,000 60-6,00060-6,000

9b.사이클로옥시게나제 억제제 9b. Cyclooxygenase inhibitors

비-스테로이드성 소염 약물은 소염제, 해열제, 항혈전제 및 진통제로서 광범위하게 사용되고 있다 (참조: Lewis, R.A., Prostaglandins and Leukotrienes, In: Textbook of Rheumatology, 3d ed. (Kelley W.N., et al., eds.), p. 258 (1989)). 이들 약물에 대한 분자 표적은 유형 I 및 유형 II 사이클로옥시게나제 (COX-1 및 COX-2)이다. 이들 효소는 또한, 프로스타글란딘 H 신타제 (PGHS)-1 (구성성) 및 -2 (유도성)으로서 공지되어 있고, 아라키돈산을 프로스타글란딘과 트롬복산 생합성에 있어 중간체인 프로스타글란딘 H로 전환시키는 것을 촉매한다. 이러한 COX-2 효소는 내피 세포, 매크로파아지 및 섬유아세포에서 동정되었다. 이 효소는 IL-1 및 TNF-a에 의해 유도되고, 이의 발현은 염증 부위에서 상향 조절된다. 의 구성적 활성과 의 유도성 활성 모두는 통증과 염증에 기여하는 프로스타글란딘 합성을 유발시킨다.Non-steroidal anti-inflammatory drugs are widely used as anti-inflammatory, antipyretic, antithrombotic and analgesics (Lewis, RA, Prostaglandins and Leukotrienes, In: Textbook of Rheumatology, 3d ed. (Kelley WN, et al., Eds .), p. 258 (1989)). Molecular targets for these drugs are type I and type II cyclooxygenases (COX-1 and COX-2). These enzymes are also known as prostaglandin H synthase (PGHS) -1 (constitutive) and -2 (inducible) and catalyze the conversion of arachidonic acid to prostaglandin H, an intermediate in prostaglandin and thromboxane biosynthesis. . These COX-2 enzymes have been identified in endothelial cells, macrophages and fibroblasts. This enzyme is induced by IL-1 and TNF-a and its expression is upregulated at the site of inflammation. Both constitutive and inducible activity of prostaglandin synthesis contribute to pain and inflammation.

현재 시판중인 많은 NSAIDs (디클로페낙, 나프록센, 인도메타신, 이부프로펜 등)은 일반적으로, COX의 양 이소형에 대해 비-선택적인 억제제이지만, COX-2에 비해 COX-1에 대해 보다 높은 선택도를 나타내며, 이러한 비율은 상이한 화합물에 대해 다양하다. 프로스타글란딘의 형성을 차단하기 위해 COX-1 및 2 억제제를 사용하는 것이, 천연 리간드와 상기 언급된 7가지 아유형의 프로스타노이드 수용체와의 상호작용을 차단시키고자 시도하는 것 보다 더 우수한 치료학적 전략이다. 에이코사노이드 수용체 (EP-1, EP-2, EP-3)의 길항제로 보고된 것은 거의 드물고, 트롬복산 A2 수용체의 고친화성 특이적 길항제만이 보고되었다 (참조: Wallace, J. et al.Trends in Pharm. Sci.,15:405-406 (1994)).Many NSAIDs currently on the market (Diclofenac, Naproxen, Indomethacin, Ibuprofen, etc.) are generally non-selective inhibitors for both isoforms of COX, but have higher selectivity for COX-1 over COX-2. These ratios vary for different compounds. The use of COX-1 and 2 inhibitors to block the formation of prostaglandins is a better therapeutic strategy than attempting to block the interaction of natural ligands with the seven subtypes of prostanoid receptors mentioned above. to be. Rarely reported as antagonists of eicosanoid receptors (EP-1, EP-2, EP-3), only high affinity specific antagonists of thromboxane A2 receptors have been reported (Wallace, J. et al. Trends in Pharm. Sci. , 15 : 405-406 (1994)).

본 발명의 용액 중에서 국소 전달을 위한 사이클로옥시게나제 억제제의 대표적인 치료학적 농도 및 바람직한 농도가 표 24에 제시되어 있다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Representative therapeutic and preferred concentrations of cyclooxygenase inhibitors for topical delivery in the solutions of the present invention are shown in Table 24. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

통증 및/또는 염증 억제성 제제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and preferred concentrations of pain and / or anti-inflammatory agents 제제부류Formulation Category 국소 전달 치료학적농도 (나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 국소 전달 바람직한농도 (나노몰)Local delivery preferred concentration (nanomol) 사이클로옥시게나제 억제제:Cyclooxygenase Inhibitors: 케토롤락Ketorolac 100-10,000100-10,000 500-5,000500-5,000 인도메타신Indomethacin 1,000-500,0001,000-500,000 10,000-200,00010,000-200,000

9c.리포옥시게나제 억제제 9c. Lipooxygenase inhibitors

효소 리포옥시게나제의 억제가, 염증과 통증의 중요한 매개인자로서 공지된류코트리엔, 예를 들면, 류코트리엔4의 생성을 억제한다 (참조: Lewis, R.A., Prostaglandins and Leukotrienes, In: Textbook of Rheumatology, 3d ed. (Kelley W.N., et al., eds.), p. 258 (1989)). 5-리포옥시게나제 길항제의 한 예가 2,3,5-트리메틸-6-(12-하이드록시-5,10-도데카디이닐)-1,4-벤조퀴논 ("AA 861")이고, 이에 적합한 국소 전달 농도가 표 25에 열거되어 있다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Inhibition of the enzyme lipooxygenase inhibits the production of leukotrienes, such as leukotriene 4 , which are known as important mediators of inflammation and pain (Lewis, RA, Prostaglandins and Leukotrienes, In: Textbook of Rheumatology, 3d ed. (Kelley WN, et al., eds.), p. 258 (1989)). One example of a 5-lipooxygenase antagonist is 2,3,5-trimethyl-6- (12-hydroxy-5,10-dodecadiinyl) -1,4-benzoquinone ("AA 861"), Suitable local delivery concentrations are listed in Table 25. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

통증 및/또는 염증 억제성 제제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and preferred concentrations of pain and / or anti-inflammatory agents 제제부류Formulation Category 국소 전달 치료학적농도 (나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 국소 전달 바람직한농도 (나노몰)Local delivery preferred concentration (nanomol) 리포옥시게나제 억제제:Lipooxygenase Inhibitors: AA 861AA 861 100-10,000100-10,000 500-5,000500-5,000 카페산Caffeic acid 500-50,000500-50,000 2,000-20,0002,000-20,000

10.프로스타노이드 수용체 길항제 10. Prostanoid Receptor Antagonists

아라키돈산의 대사물로서 생성된 특이적 프로스타노이드가 프로스타노이드 수용체의 활성화를 통하여 이들의 염증 효과를 매개한다. 특이적 프로스타노이드길항제 부류의 예는 에이코사노이드 EP-1 및 EP-4 수용체 아유형 길항제 및 트롬복산 수용체 아유형 길항제이다. 적합한 프로스타글란딘 E2수용체 길항제는 8-클로로디벤즈[b,f][1,4]옥사제핀-10(11H)-카복실산, 2-아세틸하이드라지드 ("SC 19220")이다. 적합한 트롬복산 수용체 아유형 길항제는 [15-[1, 2(5Z), 3, 4]-7-[3-[2-(페닐아미노)-카보닐] 하이드라지노] 메틸]-7-옥소바이사이클로-[2,2,1]-헵트-2-일]-5-헵타노산 ("SQ 29548")이다. 국소적으로 전달된 경우에 이들 제제에 적합한 농도가 표 26에 제시되어 있다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Specific prostanoids produced as metabolites of arachidonic acid mediate their inflammatory effects through activation of prostanoid receptors. Examples of specific prostanoid antagonist classes are eicosanoids EP-1 and EP-4 receptor subtype antagonists and thromboxane receptor subtype antagonists. Suitable prostaglandin E 2 receptor antagonists are 8-chlorodibenz [b, f] [1,4] oxazepine-10 (11H) -carboxylic acid, 2-acetylhydrazide ("SC 19220"). Suitable thromboxane receptor subtype antagonists [15- [1, 2 (5Z), 3, 4] -7- [3- [2- (phenylamino) -carbonyl] hydrazino] methyl] -7-oxo Bicyclo- [2,2,1] -hept-2-yl] -5-heptanoic acid ("SQ 29548"). Suitable concentrations for these formulations when delivered locally are shown in Table 26. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

통증 및/또는 염증 억제성 제제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and preferred concentrations of pain and / or anti-inflammatory agents 제제부류Formulation Category 국소 전달 치료학적농도 (나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 국소 전달 바람직한농도 (나노몰)Local delivery preferred concentration (nanomol) 에이코사노이드 EP-1 길항제:Eicosanoid EP-1 Antagonists: SC 19220SC 19220 100-10,000100-10,000 500-5,000500-5,000

11.류코트리엔 수용체 길항제 11. Leukotriene Receptor Antagonists

류코트리엔 (LTB4, LTC4, 및 LTD4)은 효소적으로 발생되고 중요한 생물학적 특성을 지니는, 아라키돈산 대사의 5-리포옥시게나제 경로 생성물이다. 류코트리엔은 염증을 포함한 수 많은 병리학적 질환에 밀접한 영향을 미친다. 현재 많은 제약 회사들은 이들 병리학에 있어 잠재적인 치료학적 개입을 위한 특정의 길항제를 개발하고자 한다 (참조: Halushka, P.V., et al., Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 29:213-239 (1989); Ford-Hutchinson, A., Crit. Rev. Immunol. 10:1-12 (1990)). LTB4수용체는 호산구와 호중구를 포함한 특정의 면역 세포에서 발견된다. 이들 수용체에 대한 LTB4결합으로 인해, 화학주성과 라이소솜성 효소 방출이 유발됨으로써 염증 과정이 발생한다.4수용체의 활성화와 연관된 시그널 형질도입 과정은 포스포티딜이노시톨대사의 G-단백질-매개된 자극과 세포내 칼슘 상승을 포함한다 (도 2 참조).Leukotriene (LTB 4 , LTC 4 , and LTD 4 ) is a 5-lipooxygenase pathway product of arachidonic acid metabolism, which is enzymatically generated and has important biological properties. Leukotriene has a close influence on many pathological diseases, including inflammation. Many pharmaceutical companies now seek to develop specific antagonists for potential therapeutic interventions in these pathologies (Halushka, PV, et al., Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 29: 213-239 (1989) Ford-Hutchinson, A., Crit. Rev. Immunol. 10: 1-12 (1990)). LTB 4 receptors are found in certain immune cells, including eosinophils and neutrophils. LTB 4 binding to these receptors leads to chemotaxis and lysosomal enzyme release leading to inflammatory processes. Signal transduction processes associated with the activation of 4 receptors include G-protein-mediated stimulation of phosphatidylinositol metabolism and intracellular calcium elevation (see FIG. 2).

적합한 류코트리엔 B4수용체 길항제의 한 예가 SC (+)-(S)-7-(3-(2-(사이클로프로필메틸)-3-메톡시-4-[(메틸아미노)-카보닐]페녹시(프로폭시)-3,4-디하이드로-8-프로필-2H-1-벤조피란-2-프로파노산 ("SC 53228")이다. 기타 적합한 류코트리엔 B4수용체 길항제에는 [3-[-2(7-클로로-2-퀴놀리닐)에테닐]페닐] [[3-(디메틸아미노-3-옥소프로필)티오] 메틸]티오프로파노산 ("MK 0571") 및 약물 LY 66,071 및 ICI 20,3219가 포함된다. MK 0571은 또한, LTD4수용체 아유형 길항제로서 작용한다. 본 발명의 국소 전달 방법 실시에 적합한 상기 제제의 농도가 표 27에 제시되어 있다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.One example of a suitable leukotriene B 4 receptor antagonist is SC (+)-(S) -7- (3- (2- (cyclopropylmethyl) -3-methoxy-4-[(methylamino) -carbonyl] phenoxy (Propoxy) -3,4-dihydro-8-propyl-2H-1-benzopyran-2-propanoic acid ("SC 53228") Other suitable leukotriene B 4 receptor antagonists include [3-[-2 (7-chloro-2-quinolinyl) ethenyl] phenyl] [[3- (dimethylamino-3-oxopropyl) thio] methyl] thiopropanoic acid ("MK 0571") and drug LY 66,071 and ICI 20 , 3319. MK 0571 also acts as an LTD 4 receptor subtype antagonist The concentrations of such agents suitable for carrying out the topical delivery methods of the invention are shown in Table 27. Similarly, for systemic use according to the invention The composition will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of a system, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration to a joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

통증 및/또는 염증 억제성 제제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and preferred concentrations of pain and / or anti-inflammatory agents 제제부류Formulation Category 국소 전달 치료학적농도 (나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 국소 전달 바람직한농도 (나노몰)Local delivery preferred concentration (nanomol) 류코트리엔 B4길항제:Leukotriene B 4 Antagonist: SC 53228SC 53228 100-10,000100-10,000 500-5,000500-5,000

12.아편양 제제 수용체 효능제 12. Opiate Receptor Agonists

아편양 제제 수용체를 활성화시키면, 항-침해수용 효과가 나타나므로, 이들 수용체에 대한 효능제가 요망된다. 아편양 제제 수용체에는 μ-, δ- 및 κ-아편양 제제 수용체 아유형이 포함된다. μ-수용체는 말초의 감각 신경원 말단 상에 국재하고, 이들 수용체의 활성화가 감각 신경원 활성을 억제한다 (참조: Basbaum, A.I., et al., "Opiate analgesia: How Central is a Peripheral Target?", N. Engl. J. Med. 325:1168 (1991)). δ- 및 κ-수용체는 교감신경계 원심성 말단 상에 국재하고, 프로스타글란딘의 방출을 억제함으로써, 통증과 염증을 억제한다 (참조: Taiwo, Y.O., et al., "Kappa- and Delta-Opioids Block Sympathetically Dependent Hyperalgesia", J. Neurosci. 11:928 (1991)). 아편양 제제 수용체 아유형은 G-단백질 커플링된 수용체 슈퍼-계열의 구성원이다. 따라서, 모든 아편양 제제 수용체 효능제는 이들의 동종 G-단백질 커플링된 수용체를 통하여 상호작용하고 시그널링을 개시한다. 적합한 μ-아편양 제제 수용체 효능제의 예는 펜타닐 및 Try-D-Ala-Gly-[N-MePhe]-NH(CH2)-OH ("DAMGO")이다. 적합한 δ-아편양 제제 수용체 효능제의 예는 [D-Pen2,D-Pen5]엔케팔린 ("DPDPE")이다. 적합한 κ-아편양 제제 수용체 효능제의 예는 (트랜스)-3,4-디클로로-N-메틸-N-[2-(1-피롤리디닐)사이클로헥실]-벤젠 아세트아미드 ("U50,488")이다. 이들 각 제제의 국소 전달에 적합한 농도가 표 28에 제시되어 있다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Activation of opioid receptors results in anti-invasive effects, so agonists for these receptors are desired. Opiate formulation receptors include μ-, δ- and κ- opioid receptor receptor subtypes. μ-receptors are localized on the peripheral sensory neuronal ends, and activation of these receptors inhibits sensory neuronal activity (Babaum, AI, et al., "Opiate analgesia: How Central is a Peripheral Target?", N Engl. J. Med. 325: 1168 (1991)). δ- and κ-receptors localize on the sympathetic nervous system distal ends and inhibit pain and inflammation by inhibiting the release of prostaglandins (see Taiwo, YO, et al., "Kappa- and Delta-Opioids Block Sympathetically Dependent"). Hyperalgesia ", J. Neurosci. 11: 928 (1991)). The opioid agent receptor subtype is a member of the G-protein coupled receptor super-family. Thus, all opioid receptor receptor agonists interact and initiate signaling through their homologous G-protein coupled receptors. Examples of suitable μ-opioid receptor agonists are fentanyl and Try-D-Ala-Gly- [N-MePhe] -NH (CH 2 ) -OH (“DAMGO”). An example of a suitable δ-opioid receptor receptor agonist is [D-Pen 2 , D-Pen 5 ] enkephalin (“DPDPE”). Examples of suitable κ- opioid receptor agonists include (trans) -3,4-dichloro-N-methyl-N- [2- (1-pyrrolidinyl) cyclohexyl] -benzene acetamide ("U50,488 ")to be. Concentrations suitable for topical delivery of each of these agents are shown in Table 28. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

통증 및/또는 염증 억제성 제제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and preferred concentrations of pain and / or anti-inflammatory agents 제제부류Formulation Category 국소 전달 치료학적농도 (나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 국소 전달 바람직한농도 (나노몰)Local delivery preferred concentration (nanomol) μ-아편양 제제 효능제:μ-opioid preparation agonists: DAMGODAMGO 0.1-1000.1-100 0.5-200.5-20 수펜타닐Sufentanil 0.10-500.10-50 1-201-20 펜타닐Fentanyl 0.1-5000.1-500 10-20010-200 PL 017PL 017 0.05-500.05-50 0.25-100.25-10 δ-아편양 제제 효능제:δ-opioid formulation agonists: DPDPEDPDPE 0.1-5000.1-500 1.01-001.01-00 κ-아편양 제제 효능제:κ-opioid preparation agonists: U50,488U50,488 0.1-5000.1-500 1.0-1001.0-100

13.푸리노셉터 길항제 13. Purinoceptor antagonists

세포외 ATP는 P2푸리노셉터와의 상호작용을 통하여 시그널링 분자로서 작용한다. 한 가지 주요 부류의 푸리노셉터는 Na+, K+, 및 Ca2+에 대해 침투할 수 있는 내재된 이온 채널을 보유하고 있는 리간드-게이트화 이온 채널인 P2x푸리노셉터이다. 감각 신경원에 기재된 P2x수용체는 1차적인 구심성 신경전달과 침해수용에 중요하다. ATP는 감각 신경원을 탈분극시키는 것으로 공지되어 있고, 이는 침해수용기 활성화에 일정 역할을 하는데, 이는 손상된 세포로부터 방출된 ATP가 P2X수용체를 자극하여 침해수용성 신경-섬유 말단의 탈분극을 유발시킨다. P2X3수용체는 고도로 제한된 분포를 나타내는데 (참조: Chen, C.C., et al., Nature, Vol. 377, pp. 428-431 (1995)), 이는 이것이 척수 내로 진행되는 감각성 C-섬유 신경에서 선택적으로 발현되고 많은 이들 C-섬유가 고통스러운 자극에 대한 수용체를 운반하는 것으로 공지되어 있기 때문이다. 따라서, P2X3수용체 소단위체에 대한 발현의 고도로 제한된 국재로 인해, 이들 아유형이 진통 작용에 대한 탁월한 표적이 된다(도 3 및 7 참조).Extracellular ATP acts as a signaling molecule through interaction with P 2 purinoceptors. One major class of purinoceptors is the P 2x purinoceptor, which is a ligand-gated ion channel that has an inherent ion channel that can penetrate against Na + , K + , and Ca 2+ . P 2x receptors described in sensory neurons are important for primary afferent neurotransmission and uptake. ATP is known to depolarize sensory neurons, which play a role in invasive receptor activation, whereby ATP released from damaged cells stimulates P 2X receptors, leading to depolarization of nociceptive nerve-fiber ends. P2X 3 receptors exhibit a highly limited distribution (Chen, CC, et al., Nature, Vol. 377, pp. 428-431 (1995)), which is selective in sensory C-fiber nerves that progress into the spinal cord. This is because many of these C-fibers are known to carry receptors for painful stimuli. Thus, due to the highly limited localization of expression for P2X 3 receptor subunits, these subtypes are excellent targets for analgesic action (see FIGS. 3 and 7).

G-단백질 수용체 슈퍼-계열에 속하는 칼슘-동원성 푸린 수용체가 포유류 관절성 연골 세포 표면 상에 존재하는 것으로 보고되었다. ATP는 분화된 1차 연골 세포에서 칼슘 이온 농도의 용량-의존적인 일시적 상승을 자극하는 것으로 밝혀졌다. 이종 탈감작화 실험 결과, 연골 세포가 ATP로의 초기 자극 후에 UTP에 대한 후속 반응을 전혀 나타내지 않았다는 사실이 입증되었다. 이들 결과는 연골 세포의 세포 표면에 P2Y 수용체가 존재한다는 사실과 부합된다. 계대접종된 연골 세포에서 푸린-유도된 칼슘 동원은 효능제 민감도에 대해 동일한 약리학적 프로필을 나타내었다. ATP와 UTP는 연골 체외이식조직 또는 1차 연골 세포에 의한 [35S]설페이트의 글리코사미노글리칸으로의 혼입률로써 측정된 바와 같이, 연골 매트릭스 합성을 변화시키지 않았다. 연골 체외이식조직으로부터의 글리코사미노글리칸의 방출로써 측정된 매트릭스 분해 역시 어느 하나의 효능제에 의해서도 변화되지 않았다. 1차 관절성 연골 세포의 표면 상에 작용성 P2Y 푸린 수용체가 존재함으로써, 세포외 푸린, 예를 들면, ATP의 농축물이 연골 세포 대사를 활성화할 수 있게 된다.Calcium-mobilized purine receptors belonging to the G-protein receptor super-family have been reported to be present on mammalian articular chondrocyte surfaces. ATP has been shown to stimulate a dose-dependent transient rise in calcium ion concentration in differentiated primary chondrocytes. Heterologous desensitization experiments demonstrated that chondrocytes showed no subsequent response to UTP after initial stimulation with ATP. These results are consistent with the fact that P2Y receptors are present on the cell surface of chondrocytes. Purine-induced calcium mobilization in passaged chondrocytes showed the same pharmacological profile for agonist sensitivity. ATP and UTP did not alter cartilage matrix synthesis, as measured by the rate of incorporation of [35S] sulfate into glycosaminoglycans by cartilage explants or primary chondrocytes. Matrix degradation, measured by release of glycosaminoglycans from cartilage explants, was also unchanged by either agonist. The presence of a functional P2Y purine receptor on the surface of primary articular chondrocytes allows the enrichment of extracellular purines, such as ATP, to activate chondrocyte metabolism.

기타 연구는 사람 관절성 연골 세포에 의한 P1 및 P2 푸린 수용체 유전자 둘 다의 발현을 규정하였고, 리간드-매개된 프로스타글란딘 E2 방출을 프로필화하였다. P2Y2 수용체 효능제 ATP 및 UTP는 사람 IL-1a로의 예비처리 후에 상승적으로 증강된 PGE2의 소방출을 자극하였다. IL-1 예비처리 후에 ATP와 UTP를 함께 부가하는 것에 반응한 PGE2 방출은 포르볼 미리스테이트 아세테이트에 의해 모방되었다. P2Y2 수용체의 기능은 IL-1-매개된 PGE2 방출을 증가시킴으로서, 관절 내의 염증과 통증을 증진시키는 것이다. 따라서, 본 발명에서 P2Y 길항제를 사용하는 것이 활막 세포와 연골 세포 둘 다에 의한 염증성 매개인자 생성의 활성화를 방지시켜야 한다.Other studies have defined the expression of both P1 and P2 purine receptor genes by human articular chondrocytes and profiled ligand-mediated prostaglandin E2 release. The P2Y2 receptor agonists ATP and UTP stimulated fire exit of synergistically enhanced PGE2 after pretreatment with human IL-1a. PGE2 release in response to the addition of ATP and UTP together after IL-1 pretreatment was mimicked by phorbol myristate acetate. The function of the P2Y2 receptor is to promote inflammation and pain in the joints by increasing IL-1-mediated PGE2 release. Therefore, the use of P2Y antagonists in the present invention should prevent the activation of inflammatory mediator production by both synovial cells and chondrocytes.

본 발명에 사용하기 적합한 P2X/ATP 푸리노셉터의 길항제에는 수라민 및 피리독실포스페이트-6-아조페닐-2,4-디설폰산 ("PPADS")이 포함되지만, 이에 제한되지 않는다. 이들 제제의 국소 전달에 적합한 농도가 표 29에 제시되어 있다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Antagonists of P 2X / ATP purinoceptors suitable for use in the present invention include, but are not limited to, suramin and pyridoxylphosphate-6-azophenyl-2,4-disulfonic acid ("PPADS"). Suitable concentrations for topical delivery of these agents are shown in Table 29. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

통증 및/또는 염증 억제성 제제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and preferred concentrations of pain and / or anti-inflammatory agents 제제부류Formulation Category 국소 전달 치료학적농도 (나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 국소 전달 바람직한농도 (나노몰)Local delivery preferred concentration (nanomol) P2X 및/또는 P2Y 길항제:P2X and / or P2Y antagonists: 수라민Suramin 100-100,000100-100,000 10,000-100,00010,000-100,000 PPADSPPADS 100-100,000100-100,000 10,000-100,00010,000-100,000

14.Ca 2+ 채널 길항제 14. Ca 2+ channel antagonist

칼슘 채널 길항제는 신경염증을 매개하는 세포성 반응의 활성화에 요구된 칼슘 이온의 막관통 이상유출을 방해하는 약물의 별개 그룹이다. 활막 세포와 연골 세포로의 칼슘 유입이 이들 세포에서 반응 활성화를 매개하는 중요한 사건이다. 추가로, 신경염증 시그널 형질도입 경로를 매개하는데 있어서의 브라디키닌, 히스타민, 세로토닌 (SHT2) 및 뉴로키닌 수용체 (NK1및 NK2)의 역할에는 세포내 칼슘 증가가 포함되므로, 이로써 혈장 막 상에서 칼슘 채널의 활성화가 유발된다. 많은 조직에서는, 칼슘 채널 길항제, 예를 들면, 니페디핀이 각종 자극에 의해 유발되는 아라키돈산, 프로스타글란딘 및 류코트리엔의 방출을 저하시킬 수 있다 (참조: Moncada, S. et al., Goodman's and Gilman's Pharmacological Basis of Therapeutics, (7th ed.), MacMillan Publ. Inc., 660-5 (1995)).Calcium channel antagonists are a separate group of drugs that interfere with the transmembrane outflow of calcium ions required for activation of cellular responses that mediate neuroinflammation. Calcium influx into synovial cells and chondrocytes is an important event that mediates response activation in these cells. In addition, the role of bradykinin, histamine, serotonin (SHT 2 ) and neurokinin receptors (NK 1 and NK 2 ) in mediating neuroinflammatory signal transduction pathways includes an increase in intracellular calcium and thus plasma Activation of calcium channels is induced on the membrane. In many tissues, calcium channel antagonists, such as nifedipine, can reduce the release of arachidonic acid, prostaglandins and leukotrienes caused by various stimuli (see Moncada, S. et al., Goodman's and Gilman's Pharmacological Basis of Therapeutics, (7th ed.), MacMillan Publ. Inc., 660-5 (1995).

최종적으로, 칼슘 채널 길항제와, 타키키닌, 히스타민 또는 브라디키닌 길항제는 신경염증을 억제하는데 있어 상승적 효과를 나타낸다. 신경염증을 매개하는데 있어서의 뉴로키닌 수용체의 역할이 정립되었다. 뉴로키닌1(NK1) 및 뉴로키닌2(NK2) 수용체 (G-단백질 커플링된 슈퍼-계열의 구성원) 시그널 형질도입 경로에는 세포내 칼슘 증가가 포함되므로, 이로써 혈장 막 상에서 칼슘 채널의 활성화가 유발된다. 유사하게, 브라디키닌2(BK2) 수용체의 활성화는 활막 세포와 연골 세포에서의 세포내 칼슘 증가와 연계된다. 따라서, 칼슘 채널 길항제는 세포내 칼슘(이의 일부가 L-유형 채널을 통하여 유입된다) 상승에 관여하는 공통의 기전을 방해한다. 이는 뉴로키닌, 히스타민, P2Y 및 브라디키닌2수용체에 대한 길항제와 칼슘 채널 길항제 간의 상승적 상호작용의 기초가 된다.Finally, calcium channel antagonists and tachykinin, histamine or bradykinin antagonists have a synergistic effect in inhibiting neuroinflammation. The role of neurokinin receptors in mediating neuroinflammatory has been established. The neurokinin 1 (NK 1 ) and neurokinin 2 (NK 2 ) receptors (members of G-protein coupled super-family) signal transduction pathways include an increase in intracellular calcium, which results in calcium channels on the plasma membrane. Activation is induced. Similarly, activation of bradykinin 2 (BK 2 ) receptors is associated with increased intracellular calcium in synovial cells and chondrocytes. Thus, calcium channel antagonists interfere with a common mechanism involved in raising intracellular calcium (some of which enter through L-type channels). This is the basis for synergistic interactions between antagonists and calcium channel antagonists on neurokinin, histamine, P 2 Y and bradykinin 2 receptors.

본 발명의 실시에 적합한 칼슘 채널 길항제에는 니솔디핀, 니페디핀, 니모디핀, 라시디핀, 이스라디핀 및 암로디핀이 포함된다. 이들 제제의 국소 전달에 적합한 농도가 표 30에 제시되어 있다. 유사하게, 본 발명에 따르는 전신용 조성물은 적합하게는, 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주기에 충분한 제제 투여량 또는 부하량을 포함할 것이다. 표적화 지속 방출 전달 시스템의 경우에는, 예정된 지속 방출 기간에 걸쳐 열거된 치료학적 범위 내에서 관절 또는 작용 부위에 국소 농도를 가져다 주는데 충분한 제제 투여량 또는 부하량이 본 발명의 조성물에 포함된다.Calcium channel antagonists suitable for the practice of the present invention include nisoldipine, nifedipine, nimodipine, lassidipine, isradipine and amlodipine. Suitable concentrations for topical delivery of these agents are shown in Table 30. Similarly, the systemic composition according to the present invention will suitably comprise a dosage or loading of the agent sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges. In the case of targeted sustained release delivery systems, formulation dosages or loadings sufficient to bring a local concentration at the joint or site of action within the listed therapeutic ranges over a predetermined sustained release period are included in the compositions of the present invention.

경련 억제성 제제의 치료학적 농도 및 바람직한 농도Therapeutic and preferred concentrations of anticonvulsant preparations 제제부류Formulation Category 국소 전달 치료학적농도 (나노몰)Topical delivery therapeutic concentration (nanomol) 국소 전달 바람직한농도 (나노몰)Local delivery preferred concentration (nanomol) 칼슘 채널 길항제:Calcium Channel Antagonists: 니솔디핀Nisoldipine 1-10,0001-10,000 100-1,000100-1,000 니페디핀Nifedipine 1-10,0001-10,000 100-5,000100-5,000 니모디핀Nimodipine 1-10,0001-10,000 100-5,000100-5,000 라시디핀Lacidipine 1-10,0001-10,000 100-5,000100-5,000 이스라디핀Isradipine 1-10,0001-10,000 100-5,000100-5,000 암로디핀Amlodipine 1-10,0001-10,000 100-5,000100-5,000

VI.실시예 VI. Example

다음은 특정의 수술 처치에서 관주에 적합하고(실시예 1 내지 3), 전신 전달, 예를 들면, 근육내 또는 피하 주사에 적합한(실시예 4 내지 11) 본 발명의 국면에 따르는 몇 가지 제형이 기재되어 있고, 본 발명의 제제를 활용한 3가지 임상 연구에 관한 요약이 후속 기재되어 있다.The following are several formulations in accordance with aspects of the invention that are suitable for irrigation in certain surgical procedures (Examples 1 to 3) and for systemic delivery, for example intramuscular or subcutaneous injection (Examples 4 to 11). A summary of the three clinical studies utilizing the formulations of the present invention is described below.

실시예 1Example 1

관절경 검사용 관주 용액Irrigation solution for arthroscopy

다음 조성물은 관절경 이용한 처치 동안 해부학적 관절 관주에 사용하기 적합하다. 각 약물은 후속 실시예에 기재된 잔여 용액에서와 같이, 생리학적 전해질, 예를 들면, 정상 식염수 또는 락테이트화 링거액을 함유하는 담체액에서 가용화한다.The following compositions are suitable for use in anatomical joint irrigation during arthroscopic treatment. Each drug is solubilized in a carrier solution containing a physiological electrolyte, such as normal saline or lactated Ringer's solution, as in the residual solution described in the following examples.

제제부류Formulation Category 약물drug 농도 (나노몰)Concentration (nanomol) MAP 키나제 억제제MAP Kinase Inhibitor SB203580SB203580 200200 매트릭스메탈로프로테아나제억제제Matrix Metalloproteinase Inhibitors U-24522U-24522 200200 TGF-β2 효능제TGF-β2 agonists TGF-β2TGF-β2 200200

실시예 2Example 2

또 다른 관절경 검사용 관주 용액Another irrigation solution for irrigation

다음 조성물은 관절경 이용한 처치 동안 해부학적 관절 관주에 사용하기 적합한 또 다른 제형이다.The following composition is another formulation suitable for use in anatomical joint irrigation during arthroscopic treatment.

제제부류Formulation Category 약물drug 농도 (나노몰)Concentration (nanomol) MAP 키나제 억제제MAP Kinase Inhibitor SB203580SB203580 200200 산화질소 신타제 억제제Nitric oxide synthase inhibitor L-NILL-NIL 1,0001,000 인터루킨 수용체 효능제Interleukin Receptor Agonists IL-10IL-10 100100

실시예 3Example # 3

또 다른 관주 용액Another irrigation solution

생리학적 담체액 중의 용액 중에서 다음 약물 및 농도 범위가 본 발명에 사용하기 적합하다.The following drugs and concentration ranges in solutions in physiological carrier fluids are suitable for use in the present invention.

제제부류Formulation Category 약물drug 농도 (나노몰)Concentration (nanomol) MAP 키나제 억제제MAP Kinase Inhibitor SB242235SB242235 200200 산화질소 억제제Nitric oxide inhibitor L-NILL-NIL 10,00010,000 TGF-β효능제TGF-β agonist TGF-β2TGF-β2 100100

실시예 4Example # 4

주사용 연골 보호성 용액Cartilage protective solution for injection

다음 조성은 해부학적 관절 내로의 주사에 적합하다. 각 약물은 생리학적 전해질, 예를 들면, 정상 식염수 또는 락테이트화 링거액을 함유하는 담체액에서 가용화한다 . 상기 용액 20 ml의 투여량이 환자에게 투여하기 적합하다.The following compositions are suitable for injection into anatomical joints. Each drug is solubilized in a carrier solution containing a physiological electrolyte, such as normal saline or lactated Ringer's solution. A dose of 20 ml of this solution is suitable for administration to the patient.

제제부류Formulation Category 약물drug 농도 (나노몰)Concentration (nanomol) BMP 수용체 효능제BMP Receptor Agonists BMP-7BMP-7 100 ng/㎖100 ng / ml 산화질소 신타제 억제제Nitric oxide synthase inhibitor 1,3 PBIT1,3 PBIT 4.4 ㎍/㎖4.4 μg / ml NFκB 효능제NFκB agonists 피롤리딘-디티오카바메이트Pyrrolidine-dithiocarbamate 16.4 ㎍/㎖16.4 μg / ml

실시예 5Example 5

전신 전달용 연골 보호성 조성물Cartilage protective composition for systemic delivery

다음 연골 보호성 조성물은 전신 전달, 예를 들면, 근육내 또는 피하 투여에적합하다. 각 약물은 다음의 의도된 작용 부위에서의 농도를 가져다 줄 농도로 상기 조성물에 포함되고, 생리학적 담체액 또는 전달 시스템에서 가용화된다.The cartilage protective composition is then suitable for systemic delivery, eg intramuscular or subcutaneous administration. Each drug is included in the composition at a concentration that will result in a concentration at the next intended site of action and is solubilized in a physiological carrier fluid or delivery system.

제제부류Formulation Category 약물drug 작용 부위에서의농도 (나노몰)Concentration at the site of action (nanomol) MAP 키나제 억제제MAP Kinase Inhibitor SB203580SB203580 200200 매트릭스메탈로프로테이나제억제제Matrix Metalloproteinase Inhibitors U-24522U-24522 200200 TGF-β효능제TGF-β agonist TGF-β2TGF-β2 200200

실시예 6Example # 6

또 다른 전신 전달용 연골 보호성 조성물Another cartilage protective composition for systemic delivery

다음 연골 보호성 조성물은 전신 전달, 예를 들면, 근육내 또는 피하 투여에 적합하다. 각 약물은 다음의 의도된 작용 부위에서의 농도를 가져다 줄 농도로 상기 조성물에 포함되고, 생리학적 담체액 또는 전달 시스템에서 가용화된다.The cartilage protective composition is then suitable for systemic delivery, eg intramuscular or subcutaneous administration. Each drug is included in the composition at a concentration that will result in a concentration at the next intended site of action and is solubilized in a physiological carrier fluid or delivery system.

제제부류Formulation Category 약물drug 작용 부위에서의농도 (나노몰)Concentration at the site of action (nanomol) MAP 키나제 억제제MAP Kinase Inhibitor SB 203580SB 203580 200200 산화질소 신타제 억제제Nitric oxide synthase inhibitor L-NILL-NIL 1,0001,000 인터루킨 수용체 효능제Interleukin Receptor Agonists IL-10IL-10 100100

실시예 7Example # 7

또 다른 전신 전달용 연골 보호성 조성물Another cartilage protective composition for systemic delivery

다음 연골 보호성 조성물은 전신 전달, 예를 들면, 근육내 또는 피하 투여에 적합하다. 각 약물은 다음의 의도된 작용 부위에서의 농도를 가져다 줄 농도로 상기 조성물에 포함되고, 생리학적 담체액 또는 전달 시스템에서 가용화된다.The cartilage protective composition is then suitable for systemic delivery, eg intramuscular or subcutaneous administration. Each drug is included in the composition at a concentration that will result in a concentration at the next intended site of action and is solubilized in a physiological carrier fluid or delivery system.

제제부류Formulation Category 약물drug 작용 부위에서의 농도(나노몰)Concentration at the site of action (nanomol) MAP 키나제 억제제MAP Kinase Inhibitor SB 242235SB 242235 200200 산화질소 신타제 억제제Nitric oxide synthase inhibitor L-NILL-NIL 10,00010,000 TGF-β효능제TGF-β agonist TGF-β2TGF-β2 100100

실시예 8Example # 8

또 다른 전신 전달용 연골 보호성 조성물Another cartilage protective composition for systemic delivery

다음 연골 보호성 조성물은 전신 전달, 예를 들면, 근육내 또는 피하 투여에 적합하다. 각 약물은 다음의 의도된 작용 부위에서의 농도를 가져다 줄 농도로 상기 조성물에 포함되고, 생리학적 담체액 또는 전달 시스템에서 가용화된다.The cartilage protective composition is then suitable for systemic delivery, eg intramuscular or subcutaneous administration. Each drug is included in the composition at a concentration that will result in a concentration at the next intended site of action and is solubilized in a physiological carrier fluid or delivery system.

제제부류Formulation Category 약물drug 작용 부위에서의농도 (나노몰)Concentration at the site of action (nanomol) 가용성 TNF-α 수용체(sTNFRII:Fc)Soluble TNF-α Receptor (sTNFRII: Fc) 에타네로셉트(EnbrelTM, Immunex)Etanerocept (Enbrel TM , Immunex) 250250 MAP 키나제 억제제MAP Kinase Inhibitor SB 203580SB 203580 500500 TGF-β효능제TGF-β agonist TGF-β2TGF-β2 200200

실시예 9Example # 9

또 다른 전신 전달용 연골 보호성 조성물Another cartilage protective composition for systemic delivery

다음 연골 보호성 조성물은 전신 전달, 예를 들면, 근육내 또는 피하 투여에 적합하다. 각 약물은 다음의 의도된 작용 부위에서의 농도를 가져다 줄 농도로 상기 조성물에 포함되고, 생리학적 담체액 또는 전달 시스템에서 가용화된다.The cartilage protective composition is then suitable for systemic delivery, eg intramuscular or subcutaneous administration. Each drug is included in the composition at a concentration that will result in a concentration at the next intended site of action and is solubilized in a physiological carrier fluid or delivery system.

제제부류Formulation Category 약물drug 작용 부위에서의농도 (나노몰)Concentration at the site of action (nanomol) IL-1 수용체 길항제(IL-1Ra)IL-1 Receptor Antagonist (IL-1Ra) 아나킨라(KineretTM, Amgen)Anakinra (Kineret TM , Amgen) 250250 MAP 키나제 억제제MAP Kinase Inhibitor SB 203580SB 203580 500500 TGF-β효능제TGF-β agonist TGF-β2TGF-β2 200200

실시예 10Example # 10

또 다른 전신 전달용 연골 보호성 조성물Another cartilage protective composition for systemic delivery

다음 연골 보호성 조성물은 전신 전달, 예를 들면, 근육내 또는 피하 투여에 적합하다. 각 약물은 다음의 의도된 작용 부위에서의 농도를 가져다 줄 농도로 상기 조성물에 포함되고, 생리학적 담체액 또는 전달 시스템에서 가용화된다.The cartilage protective composition is then suitable for systemic delivery, eg intramuscular or subcutaneous administration. Each drug is included in the composition at a concentration that will result in a concentration at the next intended site of action and is solubilized in a physiological carrier fluid or delivery system.

제제부류Formulation Category 약물drug 작용 부위에서의농도 (나노몰)Concentration at the site of action (nanomol) MAP 키나제 억제제MAP Kinase Inhibitor SB 203580SB 203580 500500 IGF-1IGF-1 IGF-1IGF-1 250250 BMP 효능제BMP agonists BMP-2BMP-2 200200

실시예 11Example # 11

또 다른 전신 전달용 연골 보호성 조성물Another cartilage protective composition for systemic delivery

다음 연골 보호성 조성물은 전신 전달, 예를 들면, 근육내 또는 피하 투여에 적합하다. 각 약물은 언급된 투여량으로 투여하고, 생리학적 담체액 또는 전달 시스템에서 가용화된다.The cartilage protective composition is then suitable for systemic delivery, eg intramuscular or subcutaneous administration. Each drug is administered at the doses mentioned and solubilized in a physiological carrier fluid or delivery system.

제제부류Formulation Category 약물drug 투여량(mg/kg/일)Dose (mg / kg / day) 가용성 TNF-α 수용체(sTNFRII:Fc)Soluble TNF-α Receptor (sTNFRII: Fc) 에타네로셉트(EnbrelTM, Immunex)Etanerocept (Enbrel TM , Immunex) 0.5-1.00.5-1.0 MAP 키나제 억제제MAP Kinase Inhibitor SB 203580SB 203580 30-6030-60 TGF-β효능제TGF-β agonist TGF-β2TGF-β2 0.1-100.1-10

실시예 12Example # 12

또 다른 전신 전달용 연골 보호성 조성물Another cartilage protective composition for systemic delivery

다음 연골 보호성 조성물은 전신 전달, 예를 들면, 근육내 또는 피하 투여에적합하다. 각 약물은 언급된 투여량으로 투여하고, 생리학적 담체액 또는 전달 시스템에서 가용화된다.The cartilage protective composition is then suitable for systemic delivery, eg intramuscular or subcutaneous administration. Each drug is administered at the doses mentioned and solubilized in a physiological carrier fluid or delivery system.

제제부류Formulation Category 약물drug 투여량(mg/kg/일)Dose (mg / kg / day) IL-1 수용체 길항제(IL-1Ra)IL-1 Receptor Antagonist (IL-1Ra) 아나킨라(KineretTM, Amgen)Anakinra (Kineret TM , Amgen) 2.02.0 MAP 키나제 억제제MAP Kinase Inhibitor SB 203580SB 203580 30-6030-60 TGF-β효능제TGF-β agonist TGF-β2TGF-β2 0.1-100.1-10

실시예 13Example 13

표적화 연골 보호성 약물 전달 시스템Targeted Cartilage Protective Drug Delivery System

다음 연골 보호성 조성물은 전신 전달, 예를 들면, 정맥내, 근육내, 피하 또는 흡입 투여에 적합하다. 약물은 항-사람 유형 II 콜라겐 모노클로널 항체와 커플링된, DL-락티드/글리콜리드 공중합체 (PLGA) 나노구 내에 피포된다. 상기 항체는 관절성 연골 내의 사람 유형 II 콜라겐 상의 에피토프를 표적으로 한다. 각 약물은 나노구의 분해와 지속 방출 기간 동안의 상기 제제 방출시 다음의 의도된 작용 부위에서의 평균 농도를 가져다 주기에 충분한 농도로 상기 조성물에 포함된다.The following cartilage protective compositions are suitable for systemic delivery, eg, intravenous, intramuscular, subcutaneous or inhaled administration. The drug is encapsulated within DL-lactide / glycolide copolymer (PLGA) nanospheres, coupled with anti-human type II collagen monoclonal antibodies. The antibody targets epitopes on human type II collagen in articular cartilage. Each drug is included in the composition at a concentration sufficient to yield a mean concentration at the next intended site of action upon degradation of the nanospheres and release of the agent during the sustained release period.

제제부류Formulation Category 작용 부위에서의 농도(나노몰)Concentration at the site of action (nanomol) 성장 인자Growth factor IGF-1IGF-1 250 nM250 nM MAP 키나제 억제제MAP Kinase Inhibitor SB220025SB220025 1000 nM1000 nM MMP 억제제MMP inhibitor BB2516(마리마스타트)BB2516 (marimar start) 200 nM200 nM

실시예 14Example # 14

표적화 연골 보호성 약물 전달 시스템Targeted Cartilage Protective Drug Delivery System

다음 연골 보호성 조성물은 전신 전달, 예를 들면, 정맥내, 근육내, 피하 또는 흡입 투여에 적합하다. 약물은 항-사람 아그레칸 모노클로널 항체와 커플링된, 생분해 가능한 PLA/PLGA 공중합체성 나노구 내에 피포된다. 상기 항체는 관절성 연골 내의 사람 아그레칸 상의 네오에피토프를 표적으로 한다. 각 약물은 나노구의 분해와 지속 방출 기간 동안의 상기 제제 방출시 다음의 의도된 작용 부위에서의 농도를 가져다 주기에 충분한 농도로 상기 조성물에 포함된다.The following cartilage protective compositions are suitable for systemic delivery, eg, intravenous, intramuscular, subcutaneous or inhaled administration. The drug is encapsulated in biodegradable PLA / PLGA copolymeric nanospheres coupled with anti-human agrecan monoclonal antibodies. The antibody targets neoepitopes on human aggrecan in articular cartilage. Each drug is included in the composition at a concentration sufficient to bring the concentration at the next intended site of action upon degradation of the nanospheres and release of the agent during the sustained release period.

제제부류Formulation Category 작용 부위에서의 농도(나노몰)Concentration at the site of action (nanomol) 성장 인자Growth factor IGF-1IGF-1 250 nM250 nM MAP 키나제 억제제MAP Kinase Inhibitor SB220025SB220025 1000 nM1000 nM MMP 억제제MMP inhibitor BB2516 (마리마스타트)BB2516 (Marima start) 200 nM200 nM

실시예 15Example 15

표적화 연골 보호성 약물 전달 시스템Targeted Cartilage Protective Drug Delivery System

다음 연골 보호성 조성물은 전신 전달, 예를 들면, 정맥내, 근육내, 피하 또는 흡입 투여에 적합하다. 약물은 항-사람 유형 II 콜라겐 모노클로널 항체와 커플링된, 키토산/젤라틴 나노구 내에 피포된다. 상기 항체는 사람 유형 II 콜라겐 상의 네오에피토프를 표적으로 한다. 각 약물은 나노구의 분해와 지속 방출 기간 동안의 상기 제제 방출시 다음의 의도된 작용 부위에서의 농도를 가져다 주기에 충분한 농도로 상기 조성물에 포함된다.The following cartilage protective compositions are suitable for systemic delivery, eg, intravenous, intramuscular, subcutaneous or inhaled administration. The drug is encapsulated in chitosan / gelatin nanospheres, coupled with anti-human type II collagen monoclonal antibodies. The antibody targets neoepitopes on human type II collagen. Each drug is included in the composition at a concentration sufficient to bring the concentration at the next intended site of action upon degradation of the nanospheres and release of the agent during the sustained release period.

제제부류Formulation Category 작용 부위에서의 농도(나노몰)Concentration at the site of action (nanomol) BMP 수용체 효능제BMP Receptor Agonists BMP-7BMP-7 200200 MAP 키나제 억제제MAP Kinase Inhibitor SB203580SB203580 500500

실시예 16Example 16

표적화 연골 보호성 약물 전달 시스템Targeted Cartilage Protective Drug Delivery System

다음 연골 보호성 조성물은 전신 전달, 예를 들면, 정맥내, 근육내, 피하 또는 흡입 투여에 적합하다. 약물은 항-사람 유형 II 콜라겐 모노클로널 항체와 커플링된, 알부민 나노구 내에 피포된다. 상기 항체는 사람 유형 II 콜라겐 상의 네오에피토프를 표적으로 한다. 각 약물은 나노구의 분해와 지속 방출 기간 동안의 상기 제제 방출시 다음의 의도된 작용 부위에서의 농도를 가져다 주기에 충분한 농도로 상기 조성물에 포함된다.The following cartilage protective compositions are suitable for systemic delivery, eg, intravenous, intramuscular, subcutaneous or inhaled administration. The drug is encapsulated in albumin nanospheres, coupled with anti-human type II collagen monoclonal antibodies. The antibody targets neoepitopes on human type II collagen. Each drug is included in the composition at a concentration sufficient to bring the concentration at the next intended site of action upon degradation of the nanospheres and release of the agent during the sustained release period.

제제부류Formulation Category 작용 부위에서의 농도(나노몰)Concentration at the site of action (nanomol) BMP 수용체 효능제BMP Receptor Agonists BMP-7BMP-7 200200 MMP 억제제MMP inhibitor BB2516BB2516 200200

실시예 17Example # 17

표적화 연골 보호성 약물 전달 시스템Targeted Cartilage Protective Drug Delivery System

다음 연골 보호성 조성물은 전신 전달, 예를 들면, 정맥내, 근육내, 피하 또는 흡입 투여에 적합하다. 약물은 항-사람 유형 II 콜라겐 모노클로널 항체와 커플링된, 폴리(락티드-코-글리콜리드)/폴리(에틸렌글리콜) 공중합체 나노구 내에 피포된다. 상기 항체는 관절성 연골 내의 사람 유형 II 콜라겐 상의 네오에피토프를 표적으로 한다. 각 약물은 나노구의 분해와 지속 방출 기간 동안의 상기 제제 방출시 다음의 의도된 작용 부위에서의 농도를 가져다 주기에 충분한 농도로 상기 조성물에 포함된다. The following cartilage protective compositions are suitable for systemic delivery, eg, intravenous, intramuscular, subcutaneous or inhaled administration. The drug is encapsulated within poly (lactide-co-glycolide) / poly (ethyleneglycol) copolymer nanospheres, coupled with anti-human type II collagen monoclonal antibodies. The antibody targets neoepitopes on human type II collagen in articular cartilage. Each drug is included in the composition at a concentration sufficient to bring the concentration at the next intended site of action upon degradation of the nanospheres and release of the agent during the sustained release period.

제제부류Formulation Category 작용 부위에서의 농도(나노몰)Concentration at the site of action (nanomol) BMP 수용체 효능제BMP Receptor Agonists BMP-7BMP-7 200200 MAP 키나제 억제제MAP Kinase Inhibitor SB203580SB203580 500500

실시예 18Example 18

표적화 연골 보호성 약물 전달 시스템Targeted Cartilage Protective Drug Delivery System

다음 연골 보호성 조성물은 전신 전달, 예를 들면, 정맥내, 근육내, 피하 또는 흡입 투여에 적합하다. BMP 수용체 효능제인 BMP-7은 항-사람 유형 II 콜라겐 모노클로널 항체와 커플링된, 폴리(락티드-코-글리콜리드) (PLGA) 나노구 내에 피포된다. IGF 수용체 효능제인 IGF-1은 항-사람 아그레칸 모노클로널 항체와 커플링된 콘드로이텐-6-설페이트/젤라틴 나노구 내에 별도로 피포된다. 각 유형의 나노구를 표적화하는데 사용된 항체는 관절성 연골 내의 사람 유형 II 콜라겐 상의 네오에피토프와 아그레칸 상의 네오에피토프와 결합한다. 각 약물은 나노구의 분해와 지속 방출 기간 동안의 상기 제제 방출시 다음의 의도된 작용 부위에서의 평균 농도를 가져다 주기에 충분한 농도로 상기 조성물에 포함된다.The following cartilage protective compositions are suitable for systemic delivery, eg, intravenous, intramuscular, subcutaneous or inhaled administration. BMP-7, a BMP receptor agonist, is encapsulated within poly (lactide-co-glycolide) (PLGA) nanospheres, coupled with anti-human type II collagen monoclonal antibodies. IGF-1, an IGF receptor agonist, is encapsulated separately in chondroitin-6-sulfate / gelatin nanospheres coupled with anti-human agrecan monoclonal antibodies. Antibodies used to target each type of nanosphere bind to neoepitopes on human type II collagen and neoepitopes on agrecan in articular cartilage. Each drug is included in the composition at a concentration sufficient to yield a mean concentration at the next intended site of action upon degradation of the nanospheres and release of the agent during the sustained release period.

제제부류Formulation Category 작용 부위에서의 농도(나노몰)Concentration at the site of action (nanomol) BMP 수용체 효능제BMP Receptor Agonists BMP-7BMP-7 200200 IGF 수용체 효능제IGF Receptor Agonists IGF-1IGF-1 500500

실시예 19Example # 19

표적화 연골 보호성 약물 전달 시스템Targeted Cartilage Protective Drug Delivery System

다음 연골 보호성 조성물은 전신 전달, 예를 들면, 정맥내, 근육내, 피하 또는 흡입 투여에 적합하다. 약물은 유형 II 콜라겐 모노클로널 항체와 결합하는 항-사람 F(ab')2단편과 커플링된, 알부민 나노구 내에 피포된다. 이러한 F(ab')2항체는 사람 유형 II 콜라겐 상의 네오에피토프를 표적으로 한다. 각 약물은 나노구의 분해와 지속 방출 기간 동안의 상기 제제 방출시 다음의 의도된 작용 부위에서의 농도를 가져다 주기에 충분한 농도로 상기 조성물에 포함된다.The following cartilage protective compositions are suitable for systemic delivery, eg, intravenous, intramuscular, subcutaneous or inhaled administration. The drug is encapsulated in albumin nanospheres, coupled with an anti-human F (ab ') 2 fragment that binds a type II collagen monoclonal antibody. Such F (ab ') 2 antibodies target neoepitopes on human type II collagen. Each drug is included in the composition at a concentration sufficient to bring the concentration at the next intended site of action upon degradation of the nanospheres and release of the agent during the sustained release period.

제제부류Formulation Category 작용 부위에서의 농도(나노몰)Concentration at the site of action (nanomol) BMP 수용체 효능제BMP Receptor Agonists BMP-7BMP-7 200200 MMP 억제제MMP inhibitor BB2516BB2516 200200

실시예 20Example 20

표적화 연골 보호성 약물 전달 시스템Targeted Cartilage Protective Drug Delivery System

다음 연골 보호성 조성물은 전신 전달, 예를 들면, 정맥내, 근육내, 피하 또는 흡입 투여에 적합하다. 약물은 유형 II 콜라겐 모노클로널 항체와 결합하는 면역글로불린 분자의 항-사람 단일쇄 최소 결합 도메인 (scFV)과 커플링된, 알부민 나노구 내에 피포된다. 이러한 scFV 항체는 사람 유형 II 콜라겐 상의 네오에피토프를 표적으로 한다. 각 약물은 나노구의 분해와 지속 방출 기간 동안의 상기 제제 방출시 다음의 의도된 작용 부위에서의 농도를 가져다 주기에 충분한 농도로 상기 조성물에 포함된다.The following cartilage protective compositions are suitable for systemic delivery, eg, intravenous, intramuscular, subcutaneous or inhaled administration. The drug is encapsulated within albumin nanospheres, coupled with an anti-human single chain minimal binding domain (scFV) of an immunoglobulin molecule that binds type II collagen monoclonal antibodies. Such scFV antibodies target neoepitopes on human type II collagen. Each drug is included in the composition at a concentration sufficient to bring the concentration at the next intended site of action upon degradation of the nanospheres and release of the agent during the sustained release period.

제제부류Formulation Category 작용 부위에서의 농도(나노몰)Concentration at the site of action (nanomol) BMP 수용체 효능제BMP Receptor Agonists BMP-7BMP-7 200200 MMP 억제제MMP inhibitor BB2516BB2516 200200

연구 1Study 1

IL-1 및 GPCR 효능제에 대한 노출시 신속한 PGE2 폭발의 상승적 자극.Synergistic Stimulation of Rapid PGE2 Explosion Upon Exposure to IL-1 and GPCR Agonists.

섬유아세포-유사 활막 세포는 염증성 세포의 특징을 나타내고, 관절 염증과 연골 분해의 결정적 조절인자인 것으로 여겨진다. 활막 세포 배양 모델 시스템을 사용하여, 관절경 이용한 수술 동안 조직 손상의 결과로서 발생하는 손상을 포함한 관절 조직 파괴를 조정하는데 있어 중요한 비-사이토킨 염증성 매개인자와 IL-1 간의 상승적 상호작용을 성상 확인하였다. 배양된 사람 활액성 섬유아세포 내에서의 프로스타노이드 생성과 사이토킨 조절에 대한 G-단백질 커플링된 수용체 (GPCR) 효능제(히스타민, 브라디키닌 및 이소프로테로놀)을 조사하고 이러한 시스템에서의 케토프로펜의 활성을 확인하기 위한 실험을 수행하였다. 인터루킨-1 (IL-1)로의 자극에 반응하여 프로스타글란딘 E2 (PGE2), 인터루킨-6 (IL-6) 및 인터루킨-8 (IL-8)이 유도되는 역학이 기재되어 있다. IL-1 프라이밍 후의 사이토킨 생성을 증강시키는 GPCR 리간드의 능력을 연구하였다.Fibroblast-like synovial cells characterize inflammatory cells and are believed to be determinants of joint inflammation and cartilage degradation. A synovial cell culture model system was used to characterize synergistic interactions between IL-1 and non-cytokine inflammatory mediators, which are important in coordinating joint tissue destruction, including damage that occurs as a result of tissue damage during arthroscopic surgery. . Investigate G-protein coupled receptor (GPCR) agonists (histamine, bradykinin and isoproteronol) for prostanoid production and cytokine regulation in cultured human synovial fibroblasts and in these systems An experiment was conducted to confirm the activity of ketoprofen. The kinetics in which prostaglandin E2 (PGE 2 ), interleukin-6 (IL-6) and interleukin-8 (IL-8) are induced in response to stimulation with interleukin-1 (IL-1) are described. The ability of GPCR ligands to enhance cytokine production after IL-1 priming was studied.

연구 1 내지 3에서는, 달리 언급되지 않는 한 다음 실험 방법과 재료가 사용되었다.In studies 1 to 3, the following experimental methods and materials were used unless otherwise stated.

세포 배양.맥닐 병원 (MacNeal Hospital)의 임상 연구 센터를 통하여 관절 대체 수술이 진행되고 있는 골관절염 환자로부터 활액성 조직을 획득하고, 이를 페니실린 (100 단위/ml), 스트렙토마이신 (100 ㎍/ml), 및 푼지존 (0.25 ㎍/ml)을 함유하는 둘벡코 변형 이글스 매질 (DMEM) 중에서 실험실로 수송하였다. 활막을 가위로 절개하고 잘게 썬 다음, L-글루타민 (2 mM), 열 불활성화 태아 소 혈청 (10% v/v), 및 항생제를 함유하는 DMEM으로 구성된 배양 매질 중의 체외이식조직으로서 도말하였다. 배양물을 5% CO2의 흡습 대기 하에 37o C에서 배양하였다. 2 내지 3주 내에 상기 체외이식조직으로부터 점착성 활액 세포가 성장하였고, 이를 트립신 처리함으로써 계대접종하였다. 시드 배양물을 매주 2회씩 공급하고, 밀집되게 계대접종하였다. 계대접종 3-8로부터의 세포 상에서 실험을 수행하였다. 실험 배양물을 2 ml 배양 매질 중의 7.5 X 103세포/cm2밀도로 35 mm 디쉬에 도말하였다. 배양물이 실험용 밀집도에 거의 근접하게 성장하였으며, 이는 2.3+0.3 X 105세포 (평균+S.E.M.,n=3), 및 104+13 ㎍ 단백질 (n=10)을 함유하였다. 성장 매질은 매주 2회씩 대체한다. Cell culture. Acquire synovial tissue from patients with osteoarthritis undergoing joint replacement surgery through the MacNeal Hospital's Clinical Research Center, which has penicillin (100 units / ml), streptomycin (100 μg / ml), and punzione Transported to the laboratory in Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) containing (0.25 μg / ml). The synovial membrane was excised and chopped and plated as explants in culture media consisting of L-glutamine (2 mM), heat inactivated fetal bovine serum (10% v / v), and DMEM containing antibiotics. Cultures were incubated at 37 ° C. under a hygroscopic atmosphere of 5% CO 2 . Sticky synovial cells grew from the explanted tissue within 2 to 3 weeks and were passaged by trypsinization. Seed cultures were fed twice weekly and passaged densely. Experiments were performed on cells from passage 3-8. Experimental cultures were plated in 35 mm dishes at a density of 7.5 × 10 3 cells / cm 2 in 2 ml culture medium. The culture grew almost close to the experimental density, which contained 2.3 + 0.3 X 10 5 cells (mean + SEM, n = 3), and 104 + 13 μg protein (n = 10). The growth medium is replaced twice a week.

2. 실험적 처리.실험적 처리를 개시하기 전날에, 매질을 상기와 같은 2% 열 불활성화 태아 소 혈청, L-글루타민 및 항생제를 함유하는 DMEM으로 구성된 실험용 성장 매질로 변화시켜, 세포를 휴면 상태로 만든다. 그 다음 날, 지시된 바와 같이 구체화된 농도의 IL-1 또는 부가의 리간드를 컨디셔닝된 성장 매질에 12 내지 24시간 간격으로 가함으로써 배양물을 프라이밍하였다. 몇몇 실험에서는, IL-1로의 프라이밍 후 분석을 위해 컨디셔닝된 성장 매질을 수집하였다. 이러한 프라이밍 간격 후 급성 실험적 처리를 다음과 같이 수행하였다. 항온 배양기로부터 배양물을 꺼내고, 이를 2 ml 분취량의 로커 생리학적 완충액 (LB 조성(mM):NaCl, 154; KCl, 2.6; KH2PO4, 2.15; K2HPO4, 0.85; MgCl2, 5; CaCl2, 2; D-글루코즈, 10; HEPES, 10; pH 7.4, BSA, 0.1% w/v)으로 3회 세척한 다음, 37℃ 욕 상에서 10분 동안 특정화된 리간드를 함유하는 부가 분취량의 LB로 평형시킨다. 이 용액을 흡인시켜 제거하고, 이를 37℃ 에서 특정화된 시간 간격으로 지시된 리간드를 함유하는 신선한 완충액 분취량으로 대체시킨다. 약리학적 억제제를 전형적으로, 10분 예비 항온배양 기간 동안 가하면, 3분 챌린지 기간 동안 특정화된 억제제와 효능제가 존재하였다. 2. Experimental treatment. On the day before initiating the experimental treatment, the medium is changed to an experimental growth medium consisting of DMEM containing 2% heat inactivated fetal bovine serum, L-glutamine and antibiotics as described above, bringing the cells to sleep. The following day, the cultures were primed by adding a specified concentration of IL-1 or additional ligand to the conditioned growth medium at 12-24 hour intervals as indicated. In some experiments, conditioned growth medium was collected for analysis after priming with IL-1. After this priming interval, acute experimental treatment was performed as follows. The cultures were withdrawn from the incubator, and 2 ml aliquots of rocker physiological buffer (LB composition (mM): NaCl, 154; KCl, 2.6; KH 2 PO 4 , 2.15; K 2 HPO 4 , 0.85; MgCl 2 , 5; CaCl 2 , 2; D-glucose, 10; HEPES, 10; pH 7.4, BSA, 0.1% w / v), followed by an additional aliquot containing the specified ligand for 10 minutes on a 37 ° C. bath. Equilibrate with the amount of LB. This solution is removed by aspiration and replaced with a fresh buffer aliquot containing the indicated ligands at the specified time intervals at 37 ° C. When pharmacological inhibitors were typically added during the 10 minute preincubation period, specific inhibitors and agonists were present during the 3 minute challenge period.

3. 프로스타글란딘 E2의 측정.지시된 처리 프로토콜을 수행한 후, 분취량의 배양 상등액 (1 ml)을 수집하고, 이를 신속하게 액체 질소에서 동결시킨다. 샘플을 가공 처리할 때까지 -80℃ 에서 저장하였다. 프로스타글란딘 E2와 E1에 대해 등가의 반응성을 나타내는 항체를 사용하여, 제조업자 (Sigma Chemical Co.)에 의해 특정화된 바와 같은 경쟁적 결합 방사성 면역검정에 의해 분취량의 배양 상등액을 분석하였다. 정량화하기 위해, 고정 농도의 [3H]프로스타글란딘 E2와 증가 농도의 본래의 경쟁적 프로스타글란딘 E2를 사용하여 각 검정에 대한 표준 곡선을 제조하였다. 3. Determination of prostaglandin E2. After performing the indicated treatment protocol, an aliquot of the culture supernatant (1 ml) is collected and quickly frozen in liquid nitrogen. Samples were stored at −80 ° C. until processing. Aliquots of culture supernatants were analyzed by competitive binding radioimmunoassay as specified by the manufacturer (Sigma Chemical Co.) using antibodies that showed equivalent reactivity to prostaglandins E2 and E1. For quantification, standard curves were prepared for each assay using fixed concentrations of [ 3 H] prostaglandin E2 and increasing concentrations of the original competitive prostaglandin E2.

4. IL-6의 측정.-80℃ 에서 동결 저장한 분취량의 상등액 배양 매질에서 사이토킨 IL-6의 생성을 또한 측정하였다. IL-6은 제조업자 (Pharmingen)에 의해 기재된 바와 같은 알칼리성 포스파타제 탐지를 이용한 샌드위치 ELISA에 의해 측정하고, 각각의 순수한 재조합 사람 사이토킨을 이용하여 제조한 표준 곡선을 사용하여 정량화하였다. 실험적 결정은 이중 배양 하에 수행하였다. 4. Measurement of IL-6. The production of cytokine IL-6 was also measured in aliquots of supernatant culture medium frozen at -80 ° C. IL-6 was measured by sandwich ELISA using alkaline phosphatase detection as described by the manufacturer (Pharmingen) and quantified using standard curves prepared with each pure recombinant human cytokine. Experimental determinations were made under double culture.

연구 2Study 2

[[ 33 H]티미딘 혼입 및 MTT에 대한 검정H] Thymidine incorporation and assay for MTT

활막 세포주를 대상으로 하여, IL-1에 반응하여 증식하는 능력에 대해 통상적으로 평가하였는데, 이는 [3H]티미딘의 혼입으로서 측정되었다 (참조: Kimball & Fisher, 1988). 이러한 제제에서는, 최대 유효 농도의 IL-1이 2% 혈청에서 유지된 휴면 배양물과 비교해서 10 내지 20배 정도 더 [3H]티미딘 혼입을 자극하였다(데이터는 제시되지 않음).Synovial cell lines were routinely assessed for their ability to proliferate in response to IL-1, which was measured as incorporation of [ 3 H] thymidine (Kimball & Fisher, 1988). In such formulations, the maximum effective concentration of IL-1 stimulated [ 3 H] thymidine incorporation by 10 to 20 times more compared to dormant cultures maintained in 2% serum (data not shown).

1. 데이터 분석.각 배양물로부터의 이중 분취량으로 면역검정을 통상 수행하였다. 실험적 결정은 이중 또는 삼중 배양물 상에서 수행하였다. 각 실혐을 적어도 2개의 세포주에서 반복하였다. 그래프-PAD 프리즘 소프트웨어 (San Diego, CA)를 사용하여, 비-선형 회귀 곡선 고정과 통계적 분석을 수행하였다. 1. Data Analysis. Immunoassays were routinely performed in double aliquots from each culture. Experimental determinations were made on double or triple cultures. Each demonstration was repeated in at least two cell lines. Using Graph-PAD Prism software (San Diego, CA), non-linear regression curve fixation and statistical analysis were performed.

2.재료.세포 배양: 세포 배양 매질을 공급원(Sigma 또는 Gibco/BRL)로부터 획득하였다. 태아 소 혈청은 공급원 (; 로부터 획득하였다약물: 재조합 사람 인터루킨-1은 공급원 (Genzyme; Cambridge, MA)로부터 획득하였다. 케토프로펜은 공급원 (; 에 의해 제공되었다아미트립틸린, 포르스콜린, 5-하이드록시트립타민, 이소프로테레놀, 브라디키닌, 히스타민 및 프로스타글란딘 E2는 공급원 (Sigma)로부터 획득하였다. 방사성 화학물질: [3H]프로스타글란딘 E2는 공급원 (American Radiolabeled Chemicals, Inc.; St. Louis, MO)로부터 획득하였다. 기타 모든 제제는 표준 공급업자로부터 시판중인 가장 높은 순도로 수득하였다.2. Material. Cell Culture: Cell culture medium was obtained from a source (Sigma or Gibco / BRL). Fetal bovine serum was obtained from a source (; Drug: Recombinant human interleukin-1 was obtained from a source (Genzyme; Cambridge, MA). Ketoprofen was provided by the source (; Amitriptyline, Forskolin, 5 -Hydroxytryptamine, isoproterenol, bradykinin, histamine and prostaglandin E2 were obtained from the source (Sigma) Radiochemical: [ 3 H] prostaglandin E2 was obtained from the source (American Radiolabeled Chemicals, Inc .; Louis, MO) All other formulations were obtained in the highest purity available from standard suppliers.

사람 활액 세포에서 PGE2 생성에 대한 GPCR 효능제, 히스타민 및 브라디키닌의 효과를, IL-1에 대한 이전 자극을 수반하거나 수반하지 않으면서 측정하여, 이들 상이한 부류의 수용체를 통한 공통의 약리학적 효과를 매개하는 효능제들 간의 기능적 상호작용을 평가하였다. 배양된 사람 활액성 섬유아세포를 IL-1 (10 U/ml)에 밤새 노출시키면, PGE2 생성이 지연적(4시간)이면서 지속적으로 상당히 증강되는데, 이는 배양 상등액 중에 증가된 PGE2로 면역검정에 의해 측정될 수 있다. 연장된 IL-1 처리 동안(16 내지 24시간) PGE2 생성의 점진적 증가는 cPLA2와 COX-2의 동등한 상향 조절된 발현으로부터 비롯된 것으로 밝혀졌다 (참조: Crofford, 1984, Hulkower et al., 1984). IL-1에 대한 밤새 노출에 의해 프라이밍된 배양물은 PGE2를 부가적으로 신속하면서도(수 분) 힘들게 생성시키면서, 최대 유효 농도의 히스타민 (100 μM) 또는 브라디키닌 (1 μM)으로의 후속 챌린지에 반응한다. 히스타민 또는 브라디킨 자극에 반응한 PGE2 생성 시간 과정에 대한 대표적인 데이터가 도 7에 제시되어 있다. 이들 조건 하에서, 히스타민은 GPCR 효능제가 전혀 부가되지 않은 IL-1 프라이밍된 세포와 비교해서 PGE2 생성을 5 내지 10배 증가시킨다. 브라디키닌은 10 내지 15배 증가시킨다. 2분 동안의 간략한 효능제 챌린지 동안 생성된 PGE2의 절대량은 총 18시간의 IL-1 프라이밍 시간 동안 누적해서 생성되는 양에 근접하거나 이러한 양을 초과한다. 이는 최소의 부가 축적이 후속 60분에 걸쳐 관찰되기 때문에 대다수의 히스타민-유발된 PGE2 생성 폭발이 초기 2분 내에 일어난다는 사실을 도 7이 제시하는 한은 놀랄 만한 일이다. 브라디키닌-자극된 PGE2 반응은 동일한 기간에 걸쳐 지속적으로 증가된다 (2배). IL-1 프라이밍의 부재하에서는, 특정 실험을 받지 않은 활막 세포가 GPCR 효능제 단독으로의 자극에 반응하여 탐지 가능한 어떠한 PGE2 생성도 나타내지 않는다. IL-1 프라이밍 조건 하에서는, 히스타민과 브라디키닌 둘 다가 방출을 상승적으로 증강시킨다.Common pharmacological effects through these different classes of receptors, measured by the effect of GPCR agonists, histamine and bradykinin on PGE2 production in human synovial cells, with or without prior stimulation for IL-1 The functional interactions between agonists that mediate them were evaluated. Exposure of cultured human synovial fibroblasts to IL-1 (10 U / ml) overnight significantly enhanced sustained (4 hours) PGE2 production, which was significantly enhanced by immunoassay with increased PGE2 in the culture supernatant. Can be measured. The gradual increase in PGE2 production during prolonged IL-1 treatment (16-24 hours) was found to result from equivalent upregulated expression of cPLA2 and COX-2 (Crofford, 1984, Hulkower et al., 1984). Cultures primed by overnight exposure to IL-1 produce PGE2 additionally quickly (in minutes), with subsequent challenge to maximum effective concentrations of histamine (100 μM) or bradykinin (1 μM) Reacts to Representative data on the time course of PGE2 production in response to histamine or bradykin stimulation are shown in FIG. 7. Under these conditions, histamine increases PGE2 production by 5-10 fold as compared to IL-1 primed cells with no GPCR agonist added. Bradykinin is increased 10 to 15 times. The absolute amount of PGE2 produced during the brief agonist challenge for 2 minutes is close to or exceeds the amount produced cumulatively over a total of 18 hours of IL-1 priming time. This is surprising as long as FIG. 7 shows that the majority of histamine-induced PGE2 production explosions occur within the initial 2 minutes because minimal additional accumulation is observed over the next 60 minutes. Bradykinin-stimulated PGE2 responses continue to increase (twice) over the same time period. In the absence of IL-1 priming, synovial cells that did not undergo specific experiments showed no detectable PGE2 production in response to stimulation with GPCR agonists alone. Under IL-1 priming conditions, both histamine and bradykinin synergistically enhance release.

골관절염 환자로부터 배양된 활액성 섬유아세포를 사용하여, 본 발명자들은 프로-염증성 사이토킨 IL-1과, 이와 생리학적으로 관련된 PGE2 생성에 대한 G-단백질 커플링된 수용체 간의 시간-의존성 상승적 상호작용을 발견하였으며, 표적 치료제의 작용을 평가하였다. 세포내 칼슘 증가와 연계되는 내인성 활막 세포 수용체, 이노시톨 포스페이트 및 PKC 시그널링 경로를 통하여 작용하는 GPCR 효능제는 IL-1에 의해 미리 프라이밍된 세포에서 PGE2 생성을 신속하면서도 급격하게 증폭시킨다. COX 억제제는 상기 효능제-유발된 신속한 PGE2 폭발과 PGE2의 장기간 축적 모두를 효과적으로 약화시킨다. 따라서, 세포내 시그널 형질도입에 대한 상이한 및경로는, 신속하거나 보다 느리게 반응을 장기간 조절해주는데 상승적으로 상호작용한다.Using synovial fibroblasts cultured from osteoarthritis patients, we found a time-dependent synergistic interaction between pro-inflammatory cytokine IL-1 and G-protein coupled receptors on physiologically related PGE2 production. And the action of the targeted treatment was evaluated. GPCR agonists acting through endogenous synovial cell receptors, inositol phosphate and PKC signaling pathways associated with increased intracellular calcium, amplify PGE2 production rapidly and rapidly in cells pre-primed by IL-1. COX inhibitors effectively attenuate both the agonist-induced rapid PGE2 explosion and long term accumulation of PGE2. Thus, different and pathways for intracellular signal transduction interact synergistically with long-term control of the response either faster or slower.

신속한 PGE2 폭발을 유발시키는 활막 세포에서의 칼슘-조절성 GPCRs와 IL-1 간의 상승 작용은, 많은 세포 유형에 있어서 cPLA2 활성화의 척도인 아라키돈산 방출의 신속한 증가에 의해 부분적으로 설명될 수 있다. COX-2 발현을 유도하는 것이외에도, IL-1은 cPLA2의 발현을 증가시킨다 (참조: Hulkower et al., 1994). 이들 2개의 단백질은 함께 작용하여, COX-2에 대한 자유 아라키돈산 기질을 제공한다. 따라서, IL-1에 의해 유도된 중요한 에이코소노이드 대사화 효소의 상향 조절은 아라키도네이트 방출을 활성화시키는 GPCR 리간드의 능력과 조합하여, 프로스타노이드 합성을 통한 전반적인 기질 이상유출을 증가시키는 것으로 예상할 수 있다. cPLA2는 수용체 조절을 지시하는 기능적 특성을 나타내는 것으로 공지된 유일한 PLA2이고, 이는 에이코소노이드 생성과 세포내 시그널링에 관여하는 것으로 예상된다. cPLA2는 완전한 활성에 대한 칼슘 농도를 증가시킴으로써 활성화되고 브라디키닌 B2와 히스타민 H1 수용체 활성화가 세포내 칼슘 동원과 연계되기 때문에, 이것이 PGE2 생성에 있어 신속한 효능제-자극된 폭발을 조절하는 탁월한 인자인 것으로 추정된다. 최종적으로, B2 또는 H1 수용체 활성화에 의해 촉발된 세포질 칼슘의 극히 신속하고 일시적인 증가는 cPLA2 활성화, 아라키돈산 방출, 및 관찰된 PGE2 폭발에 대해 공지된 역학과 유사하다.The synergy between calcium-regulated GPCRs and IL-1 in synovial cells causing a rapid PGE2 explosion can be partly explained by the rapid increase in arachidonic acid release, which is a measure of cPLA2 activation in many cell types. In addition to inducing COX-2 expression, IL-1 increases the expression of cPLA2 (Hulkower et al., 1994). These two proteins work together to provide a free arachidonic acid substrate for COX-2. Thus, upregulation of important eicosonoid metabolizing enzymes induced by IL-1, in combination with the ability of GPCR ligands to activate arachidonate release, is expected to increase overall substrate aberration through prostanoid synthesis. can do. cPLA2 is the only PLA2 known to exhibit functional properties that direct receptor regulation, which is expected to be involved in eicosonoid production and intracellular signaling. cPLA2 is activated by increasing calcium concentration for full activity, and because bradykinin B2 and histamine H1 receptor activation is linked to intracellular calcium mobilization, it is an excellent factor in controlling rapid agonist-stimulated explosions in PGE2 production. It is estimated. Finally, the extremely rapid and transient increase in cytoplasmic calcium triggered by B2 or H1 receptor activation is similar to the known kinetics for cPLA2 activation, arachidonic acid release, and the observed PGE2 explosion.

연구 3Study 3

사이클로옥시게나제 억제제에 의한 PGE2 폭발 형성의 억제Inhibition of PGE2 Explosion Formation by Cyclooxygenase Inhibitor

PGE2 형성을 약화시키는 사이클로옥시게나제 억제제 케토프로펜의 작용은 도 8에 도시된 바와 같이, 장기간의 노출 (16시간) 동안 IL-1과의 공동 항온배양에 의해 결정되고; 후속 GPCR 효능제 챌린지 간격에 앞서 간단한 예비-항온배양에 의해 결정하였다. IL-1로의 밤새 프라이밍 동안 특정 농도의 케토프로펜을 부가하는 것이 PGE2 형성을 없애주는데, 비-선형 회귀 분석 (평균+SEM, n=4 활막 세포 주)에의해 결정된 IC50= 4.5+0.8 nM을 나타낸다. 사이클로옥시게나제 억제제 에토돌락 (IC50= 15.2+4.6 nM, n=4), 케토롤락 (2.2+0.4 nM, n=4), 및 인도메타신 (3.2+1.5 nM, n=2)을 사용하여 유사한 결정 (데이터는 제시되지 않음)을 수행하였다.The action of the cyclooxygenase inhibitor ketoprofen, which attenuates PGE2 formation, is determined by co-incubation with IL-1 for prolonged exposure (16 hours), as shown in FIG. 8; Determination by simple pre-incubation prior to subsequent GPCR agonist challenge intervals. Adding specific concentrations of ketoprofen during overnight priming with IL-1 eliminates PGE2 formation, with IC 50 = 4.5 + 0.8 nM as determined by non-linear regression analysis (mean + SEM, n = 4 synovial cell lines). Indicates. Using cyclooxygenase inhibitor etodolak (IC 50 = 15.2 + 4.6 nM, n = 4), ketorolac (2.2 + 0.4 nM, n = 4), and indomethacin (3.2 + 1.5 nM, n = 2) Similar decisions were made (data not shown).

도 8은 또한, IL-1 (10 U/ml)로 밤새 프라이밍된 활막 세포에서 100 μM 히스타민 (IC50= 3.4+0.2 nM, n=3) 또는 1 μM 브라디키닌 (IC50= 9.5+2.0 nM, n=3)에 의한 챌린지에 반응한 효능제-유발된 PGE2 폭발의 케토프로펜 농도-의존적 억제를 도시한 것이다. 이들 값은 PGE2의 밤새 IL-1 유도 동안 케토프로펜에 대해 관찰된 값에 필적한다. 이러한 결과는 COX 억제제에 의한 억제 개시가 GPCR 효능제 부가에 앞서 10분 전처리 간격 내에 발생되는데, 이는 COX 활성의 직접적인 가역적 억제와 부합되고, 프로스타노이드 조절성 효소의 발현 수준 변화와 연계된 기전으로 인한 것은 아니라는 사실을 입증해준다. 이러한 즉각적인 억제 효과는 또한, 관절경 이용한 수술 동안 관주 용액 중에서 관절내로 국소적으로 전달된 경우에 상기 약물의 즉각적인 효능에 대한 근거를 제공해준다.8 also shows 100 μM histamine (IC 50 = 3.4 + 0.2 nM, n = 3) or 1 μM bradykinin (IC 50 = 9.5 + 2.0) in synovial cells primed overnight with IL-1 (10 U / ml) nM, n = 3) depicts ketoprofen concentration-dependent inhibition of agonist-induced PGE2 explosion in response to challenge. These values are comparable to those observed for ketoprofen during overnight IL-1 induction of PGE2. These results indicate that initiation of inhibition by COX inhibitors occurs within a 10 minute pretreatment interval prior to GPCR agonist addition, which is consistent with direct reversible inhibition of COX activity and is linked to changes in the expression level of prostanoid regulatory enzymes. Prove that it is not due. This immediate inhibitory effect also provides a basis for the immediate efficacy of the drug when delivered locally into the joint in irrigation solution during arthroscopic surgery.

연구 4Study 4

IL-1 및 GPCR 효능제에 의한 IL-6 생성 유도 및 케토프로펜에 의한 억제.Induction of IL-6 production by IL-1 and GPCR agonists and inhibition by ketoprofen.

IL-1로의 자극에 반응하여 인터루킨-6이 유도되는 역학이 기재되어 있다. 활막 세포 배양물을 대상으로 하여, 이노시톨 트리포스페이트 (InsP3)/단백질 키나제 C 경로를 통하여 시그널링을 활성화시키기 위한 히스타민, 또는 세포내 cAMP의 증가를 활성화시키기 위한 이소프로테레놀이 부가된 IL-1로의 지시된 처리에 노출시킨다. PGE2, IL-6, 및 IL-8의 생성을 1, 2, 4, 6, 및 24 시간 처리 후에 배양 상등액에서 측정하였다. 이 실험에서는, 별도의 배양물에서 각 처리 간격을 수행하였다. 상기 처리 섭생에서는, IL-6의 생성이 24시간 노출 후에 IL-1에 의해 상당히 증가하였지만, 초기 6시간 간격 내에서는 IL-6이 전혀 탐지되지 않았다. IL-1에 반응한 IL-6 생성은 히스타민 부가에 의해 추가로 증가하지 않았으며, 히스타민 단독은 IL-6 생성을 자극하지 못하였다. IL-1은 또한, IL-8의 상당한 상승을 가져다 주었는데 (2000 pg/ml), 이는 처리 6시간째에 처음으로 측정될 수 있었다. IL-8 생성은 IL-1에 대한 24시간 노출에서 상당히 지속적으로 증가되었다.The kinetics that interleukin-6 is induced in response to stimulation with IL-1 are described. Synovial cell cultures are directed to histamine for activating signaling through the inositol triphosphate (InsP3) / protein kinase C pathway, or to isoproterenol-added IL-1 for activating an increase in intracellular cAMP. To the treated process. Production of PGE 2 , IL-6, and IL-8 was measured in culture supernatants after 1, 2, 4, 6, and 24 hours treatment. In this experiment, each treatment interval was performed in a separate culture. In this treatment regimen, production of IL-6 was significantly increased by IL-1 after 24 hours of exposure, but no IL-6 was detected within the initial 6 hour interval. IL-6 production in response to IL-1 was not further increased by histamine addition, and histamine alone did not stimulate IL-6 production. IL-1 also resulted in a significant elevation of IL-8 (2000 pg / ml), which could be measured for the first time at 6 hours of treatment. IL-8 production increased significantly over 24 hours of exposure to IL-1.

IL-1 및 GPCR 효능제에 의한 사이토킨 생성 유도에 대한 케토프로펜의 효과를 검사하였다. 상기 프로토콜은 또한, IL-6 정지 상태 유도에 대한 IL-1 농도 의존성 효과를 시험하였다. 활막 세포 배양물을 지시된 농도의 IL-1 및 GPCR 효능제에 노출시킨다. 배양 상등액을 수집하고, 이를 8시간 간격으로 동일한 효능제 부가물을 함유하는 신선한 매질 분취량으로 대체시킨다. 이러한 상등액 중의 PGE2, IL-6 및 IL-8 을 기재된 바와 같이 검정하였다.The effect of ketoprofen on the induction of cytokine production by IL-1 and GPCR agonists was examined. The protocol also tested the effect of IL-1 concentration dependent on induction of IL-6 stationary state. Synovial cell cultures are exposed to the indicated concentrations of IL-1 and GPCR agonists. The culture supernatant is collected and replaced with fresh medium aliquots containing the same agonist adduct at 8 hour intervals. PGE 2 , IL-6 and IL-8 in this supernatant were assayed as described.

IL-6 생성에 대한 데이터가 도 9에 제시되어 있는데, 이는 지시된 농도의 IL-1 + 부가된 리간드의 존재 하에 16시간째(8 내지 16시간의 처리 간격에 상응함)에 IL-6이 생성되었다는 것을 보여준다. 히스타민 또는 이소프로테레놀의 부가는IL-1 단독과 비교해서 IL-6 생성을 증강시키지 않는다. 1.0 pg/ml IL-1에서는, 케토프로펜이 IL-1-유발된 IL-6 생성의 부분(<50%) 억제를 유발시킨다. 추가로, 케토프로펜은 히스타민 또는 이소프로테레놀/ IL-1 공동자극된 샘플에서 IL-6 생성을 억제하였다.Data for IL-6 production is shown in FIG. 9, which shows that IL-6 is present at 16 hours (corresponding to a treatment interval of 8-16 hours) in the presence of the indicated concentration of IL-1 + added ligand. Shows that it was created. The addition of histamine or isoproterenol does not enhance IL-6 production compared to IL-1 alone. At 1.0 pg / ml IL-1, ketoprofen causes a partial ( < 50%) inhibition of IL-1-induced IL-6 production. In addition, ketoprofen inhibited IL-6 production in histamine or isoproterenol / IL-1 costimulated samples.

활막 세포 배양 모델 시스템을 사용하여, 관절경 이용한 수술 동안 조직 손상의 결과로서 발생하는 손상을 포함한 관절 조직 파괴를 조정하는데 있어 중요한 비-사이토킨 염증성 매개인자와 IL-1 간의 상승적 상호작용을 성상 확인하였다. 이 결과는 다음과 같이 요약될 수 있다: (1) IL-1은 배양된 활막 세포에서 PGE2, IL-6, 및 IL-8의 상당한 증가를 유도하는 반면, 휴지기 배양물은 이들 매개인자의 탐지 가능한 양을 생성하지 못하고; (2) PGE2의 유도가 가장 신속하게 발생하여, 4시간째에 PGE2가 배양 상등액으로 방출되었으며, 8시간 째에는 IL-8이 방출되고, 보다 긴 간격에서는 IL-6이 방출되며; (3) 3가지 매개인자 모두는 24시간 IL-1 노출 후에 배양 상등액 중에서 상승된 채로 유지된다.A synovial cell culture model system was used to characterize synergistic interactions between IL-1 and non-cytokine inflammatory mediators, which are important in coordinating joint tissue destruction, including damage that occurs as a result of tissue damage during arthroscopic surgery. . These results can be summarized as follows: (1) IL-1 induces a significant increase in PGE 2 , IL-6, and IL-8 in cultured synovial cells, while resting cultures have Fail to produce a detectable amount; (2) the induction of PGE 2 occurred most rapidly, with PGE 2 released into the culture supernatant at 4 hours, IL-8 released at 8 hours, and IL-6 released at longer intervals; (3) All three mediators remain elevated in the culture supernatant after 24 h IL-1 exposure.

PGE2생성에 대한 이들 작용과는 대조적으로, GPCR 효능제는 IL-6 또는 IL-8의 IL-1 유도를 증강시키지 않으며, 또한 IL-1로의 프라이밍 후에 IL-6 및 IL-8 방출을 증가시키지도 않는다. IL-6 및 IL-8의 IL-1 유도는 PGE2의 동시 유도에 의해 강화되는 것으로 여겨지는데, 이는 케토프로펜이 IL-1에 반응한 이들 사이토킨의 생성을 저하시키기 때무이다. 이 결과는 케토프로펜이 외과적 처치 동안 관절에전달되는 경우에 치료학적 연골 보호 효과를 제공할 수 있었다는 것을 지시해준다.In contrast to these actions on PGE 2 production, GPCR agonists do not enhance IL-1 induction of IL-6 or IL-8, but also increase IL-6 and IL-8 release after priming to IL-1. I don't even let you. IL-1 induction of IL-6 and IL-8 is believed to be enhanced by simultaneous induction of PGE 2 because ketoprofen degrades the production of these cytokines in response to IL-1. This result indicates that ketoprofen could provide a therapeutic cartilage protective effect when delivered to the joint during surgical treatment.

함께 취할 경우, 이들 결과는 IL-1로의 프로-염증성 자극에 의한 활막 세포의 활성화와 특이적 G-커플링된 수용체 시그널링 경로 간의 상호작용을 입증해준다. 유사한 기전이 연골 세포에서도 작동 가능할 것으로 추정된다. 이들 상호작용은 관절 내의 기타 오토코이드 또는 신경전달물질 수용체 시스템으로부터의 투입량에 따라서 활막 세포와 연골 세포의 프로-염증성 반응을 통합하고 조정하는 수단을 제공해준다. 이러한 발견들은 칼슘 동원, 포스포이노시티드 가수분해 및 PKC 활성화를 통하여 시그널링을 매개하고 관절경 이용한 수술에서 PGE2생성 증가와 연계되는 G-단백질 커플링된 수용체의 억제를 표적으로 하는 치료학적 개입의 이론적 기준과 잠재적 임상 이점의 배경이 된다. 활막 세포와 연골 세포 상의 이들 수용체에는 히스타민 H1, 브라디키닌, 물질 P, 5HT2, 및 푸린작동성 P2Y 수용체가 포함된다.Taken together, these results demonstrate the interaction between the activation of synovial cells by pro-inflammatory stimulation with IL-1 and specific G-coupled receptor signaling pathways. It is believed that similar mechanisms may work in chondrocytes. These interactions provide a means of integrating and modulating the pro-inflammatory response of synovial cells and chondrocytes according to the input from other autocooid or neurotransmitter receptor systems in the joint. These findings suggest a therapeutic intervention that mediates signaling through calcium mobilization, phosphoinositide hydrolysis, and PKC activation and targets the inhibition of G-protein coupled receptors associated with increased PGE 2 production in arthroscopic surgery. It is the background for theoretical criteria and potential clinical benefits. These receptors on synovial cells and chondrocytes include histamine H 1 , bradykinin, substance P, 5HT2, and purinacting P2Y receptors.

본 발명의 바람직한 양태가 예시되고 기재되긴 하였지만, 본 발명의 요지 및 범위를 벗어나지 않고서도 기술된 용액 및 방법에 대한 각종 변화가 이루어질 수 있다는 것을 인지해야 할 것이다. 예를 들어, 본원 명세서에 따라서 기재된 제제, 표적화 항체 및 전달 비히클을 증가 또는 대체할 수 있는, 또 다른 연골 보호제, 항체 및 전달 비히클을 발견할 수 있다. 따라서, 본 특허 범위는 첨부된 청구의 범위 규정에 의해서만 제한되어야 한다.While preferred embodiments of the invention have been illustrated and described, it will be appreciated that various changes can be made to the solutions and methods described without departing from the spirit and scope of the invention. For example, other cartilage protectors, antibodies, and delivery vehicles may be found that can increase or replace agents, targeting antibodies, and delivery vehicles described in accordance with the present disclosure. Accordingly, the scope of this patent should be limited only by the terms of the appended claims.

Claims (48)

관절 내에 국재된 항원 결정기에 대해 특이적인 항체 또는 항체 단편과 커플링된 전달 비히클 내에 함유되어 있는, 하나 이상의 동화작용성 연골 보호제와 하나 이상의 연골 이화 작용 억제제를 포함하는 다수의 연골 보호제(이들 각각은 다수의 연골 보호제가 연골 이화 작용을 억제함과 동시에 연골 동화 작용을 증진시키기에 치료학적으로 유효한 양으로 포함된다)를 포함하는, 연골 보호를 위한 표적화 약물 전달 시스템.A number of cartilage protectors, including one or more anabolic cartilage protectors and one or more cartilage catabolic inhibitors, each contained in a delivery vehicle coupled with an antibody or antibody fragment specific for an antigenic determinant localized in the joint, each of which A plurality of cartilage protectors are included in a therapeutically effective amount to inhibit cartilage catabolism and simultaneously promote cartilage assimilation. 하나 이상의 동화작용성 연골 보호제와 하나 이상의 연골 이화 작용 억제제를 포함하는 다수의 연골 보호제(이러한 다수의 연골 보호제 각각은 다수의 연골 보호제가 연골 이화 작용을 억제함과 동시에 연골 동화 작용을 증진시키기에 치료학적으로 유효한 양으로 포함되고, 연골 보호제들 중의 적어도 하나는 관절을 표적으로 한 전달 비히클 내에 함유되어 있다)를 포함하는, 연골 보호를 위한 표적화 약물 전달 시스템.A number of cartilage protectors comprising at least one anabolic cartilage protector and at least one cartilage catabolism inhibitor (each of these cartilage protectors is treated to enhance cartilage assimilation while simultaneously inhibiting cartilage catabolism. Included in a pharmaceutically effective amount, wherein at least one of the cartilage protectors is contained within a joint-targeted delivery vehicle. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 표적화 전달 비히클이 관절 내에 국재된 항원 결정기에 대해 특이적인 항체 또는 항원 단편과 커플링되는 표적화 약물 전달 시스템.A targeted drug delivery system in which a targeted delivery vehicle is coupled with an antibody or antigen fragment specific for an antigenic determinant localized in a joint. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 표적화 항원 결정기가 관절성 연골 상에 또는 내에 존재하는 표적화 약물 전달 시스템.Targeted drug delivery system wherein the targeting antigenic determinant is on or in articular cartilage. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 표적화 항원 결정기가 관절성 연골의 유형 II 콜라겐 상에 존재하는 표적화 약물 전달 시스템.A targeting drug delivery system wherein the targeting antigenic determinant is on type II collagen of articular cartilage. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 표적화 항원 결정기가 연골 콜라겐 또는 연골 프로테오글리칸 상에 존재하는 표적화 약물 전달 시스템.Targeted drug delivery system wherein the targeting antigenic determinant is on cartilage collagen or cartilage proteoglycans. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 표적화 항원 결정기가 콜라겐 유형 II 및 소수 콜라겐 유형V, VI, IX, X 및 XI를 포함한 콜라겐; 큰 응집성 프로테오글리칸, 아그레칸, 데코린, 비글리칸, 피브로모둘린 및 루미칸을 포함한 프로테오글리칸; 연골 올리고머성 매트릭스 단백질, 당단백질-39; 프로테오글리칸 콘드로이틴-설페이트 및 글리코사미노글리칸; 매크로파아지 활막 세포 및 섬유아세포 활막 세포; 및 연골 세포로 이루어진 그룹 중에서 선택된 세포, 분자 또는 구조물 상에 또는 내에서 발견되는 표적화 약물 전달 시스템.Collagen, wherein the targeting antigenic determinant comprises collagen type II and minor collagen types V, VI, IX, X and XI; Proteoglycans, including large cohesive proteoglycans, aggrecans, decorin, bigglycans, fibromodulin and lumicans; Cartilage oligomeric matrix protein, glycoprotein-39; Proteoglycan chondroitin-sulfate and glycosaminoglycans; Macrophage synovial cells and fibroblast synovial cells; And a targeting drug delivery system found on or within a cell, molecule or structure selected from the group consisting of chondrocytes. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 표적화 항원 결정기가 활막 상에 또는 내에 존재하는 표적화 약물 전달 시스템.Targeted drug delivery system wherein the targeting antigenic determinant is on or in the synovial membrane. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 표적화 항원 결정기가 관절성 연골 분해와 연관된 에피토프 또는 네오에피토프인 표적화 약물 전달 시스템.Targeted drug delivery system wherein the targeting antigenic determinant is an epitope or neoepitope associated with articular cartilage degradation. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 표적화 에피토프 또는 네오에피토프가, 골관절염, 류마티스성 관절염 또는 기타 변성 관절 질환이 있는 것으로 진단된 환자에게서 관절성 연골 표재 층에 면역국재되는 표적화 약물 전달 시스템.A targeting drug delivery system wherein the targeting epitope or neoepitope is immunolocalized to the articular cartilage superficial layer in a patient diagnosed with osteoarthritis, rheumatoid arthritis or other degenerative joint disease. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 표적화 항원 결정기가 관절성 연골의 유형 II 콜라겐 또는 유형 II 콜라겐 단편 상의 네오에피토프인 표적화 약물 전달 시스템.A targeting drug delivery system wherein the targeting antigenic determinant is a neoepitope on a type II collagen or type II collagen fragment of articular cartilage. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 표적화 네오에피토프가 매트릭스 메탈로프로테이나제 (MMP)-1, MMP-3, MMP-8및 MMP-13, 및 MMP 계열의 기타 구성원으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 효소 개개의 작용 또는 조합 작용에 의해 발생된 절단 부위에 면역국재되는 표적화 약물 전달 시스템.Targeted neoepitopes are generated by individual or combination actions of enzymes selected from the group consisting of matrix metalloproteinases (MMP) -1, MMP-3, MMP-8 and MMP-13, and other members of the MMP family Targeted drug delivery system immunolocalized to the cleavage site. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 표적화 에피토프 또는 네오에피토프가 관절성 연골의 아그레칸, 비글리칸, 또는 데코린 상에 존재하는 표적화 약물 전달 시스템.Targeted drug delivery system wherein a targeting epitope or neoepitope is present on aggrecan, aglycan, or decorin of articular cartilage. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 표적화 에피토프 또는 네오에피토프가 관절성 연골의 아그레칸 또는 아그레칸 단편 상에 존재하는 표적화 약물 전달 시스템.Targeted drug delivery system wherein a targeting epitope or neoepitope is present on an aggrecan or aggrecan fragment of articular cartilage. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 표적화 네오에피토프가 트롬보스폰딘 모티프를 동반한 디스인테그린 및 메탈로프로테이나제 (ADAMTS) 계열 및/또는 MMP 계열로 이루어진 그룹에 속하는 효소의 작용에 의해 발생된 절단 부위에 면역국재되는 표적화 약물 전달 시스템.Targeted drug delivery system wherein the targeted neoepitope is immunolocalized to a cleavage site caused by the action of an enzyme belonging to a group consisting of a disintegrin and metalloproteinase (ADAMTS) family and / or a MMP family with a thrombospondin motif . 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 표적화 네오에피토프가 ADAMTS-4 및/또는 ADAMTS-5/11 효소의 개개 작용 또는 조합 작용에 의해 발생된 절단 부위에 면역국재되는 표적화 약물 전달 시스템.Targeted drug delivery system wherein the targeting neoepitope is immunolocalized to a cleavage site generated by the individual or combined action of ADAMTS-4 and / or ADAMTS-5 / 11 enzyme. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 표적화 항체 또는 항체 단편이 사람 적응화, 키메라, 또는 사람 모노클로널 항체인 표적화 약물 전달 시스템.Targeted drug delivery system wherein the targeting antibody or antibody fragment is a human adaptation, chimeric, or human monoclonal antibody. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 동화작용성 연골 보호제가 표적화 절단 비히클 내에 함유되어 있는 표적화 약물 전달 시스템.A targeted drug delivery system wherein an anabolic cartilage protectant is contained within the targeted cleavage vehicle. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 동화작용성 연골 보호제가 연골 동화 작용을 증진시키는 인터루킨 (IL) 효능제; 연골 동화 작용을 증진시키는, TGF-β효능제 및 뼈 형태발생적 단백질 (BMP) 효능제를 포함한 형질전환성 성장 인자-β 슈퍼-계열의 구성원; 연골 동화 작용을 증진시키는 인슐린-유사 성장 인자; 및 연골 동화 작용을 증진시키는 섬유아세포 성장 인자로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 표적화 약물 전달 시스템.Interleukin (IL) agonists in which anabolic cartilage protectors enhance cartilage anabolic action; Members of the transforming growth factor-β super-family, including TGF-β agonists and bone morphogenic protein (BMP) agonists, which enhance cartilage anabolic action; Insulin-like growth factors that promote cartilage anabolic action; And a fibroblast growth factor that promotes cartilage anabolic action. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 동화작용성 연골 보호제가 IL-4, IL-10, IL-13, TGFβ1, TGFβ2, TGFβ3, BMP-2, BMP-4, BMP-6, BMP-7, IGF-1, bFGF, 및 천연 제제의 생물학적 특징을 보유하고 있는 단편, 결실물, 부가물, 아미노산 치환물, 돌연변이물 및 변형물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 표적화 약물 전달 시스템.Anabolic cartilage protectors include IL-4, IL-10, IL-13, TGFβ1, TGFβ2, TGFβ3, BMP-2, BMP-4, BMP-6, BMP-7, IGF-1, bFGF, and natural preparations. Targeted drug delivery system selected from the group consisting of fragments, deletions, adducts, amino acid substitutions, mutations and modifications possessing biological characteristics. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 동화작용성 연골 보호제가 연골 동화 작용을 증진시키는, TGF-β효능제 및 뼈 형태발생적 단백질 (BMP) 효능제를 포함한 형질전환성 성장 인자-β 슈퍼-계열의 구성원; 연골 동화 작용을 증진시키는 인슐린-유사 성장 인자; 및 연골 동화 작용을 증진시키는 섬유아세포 성장 인자로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 표적화 약물 전달 시스템.Members of the transforming growth factor-β super-family, including TGF-β agonists and bone morphogenic protein (BMP) agonists, wherein the anabolic cartilage protectors enhance cartilage anabolic action; Insulin-like growth factors that promote cartilage anabolic action; And a fibroblast growth factor that promotes cartilage anabolic action. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 연골 이화 작용 억제제가 표적화 전달 비히클 내에 함유되어 있는 표적화 약물 전달 시스템.A targeted drug delivery system wherein a cartilage catabolic inhibitor is contained within the targeted delivery vehicle. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 연골 이화 작용 억제제가 연골 이화 작용을 억제하는 IL-1 수용체 길항제; 연골 이화 작용을 억제하는 TNF-α 수용체 길항제; 연골 이화 작용을 억제하는 사이클로옥시게나제-2 특이적 억제제; 연골 이화 작용을 억제하는 MAP 키나제 억제제; 연골 이화 작용을 억제하는 산화질소 신타제 억제제; 및 연골 이화 작용을 억제하는 핵 인자 카파 B 억제제로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 표적화 약물 전달 시스템.IL-1 receptor antagonists in which cartilage catabolism inhibitors inhibit cartilage catabolism; TNF-α receptor antagonists that inhibit cartilage catabolism; Cyclooxygenase-2 specific inhibitors that inhibit cartilage catabolism; MAP kinase inhibitors that inhibit cartilage catabolism; Nitric oxide synthase inhibitors that inhibit cartilage catabolism; And a nuclear factor kappa B inhibitor that inhibits cartilage catabolism. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 연골 이화 작용 억제제가 연골 이화 작용을 억제하는 매트릭스 메탈로프로테이나제의 억제제; 연골 이화 작용을 억제하는, 인테그린 효능제 및 인테그린 길항제를 포함한 세포 부착 분자; 연골 이화 작용을 억제하는, 단백질 키나제 C 억제제 및 단백질 티로신 키나제 억제제를 포함한 세포내 시그널링 억제제; 및 연골 이화 작용을 억제하는 SH2 도메인의 억제제로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 표적화 약물 전달 시스템.Inhibitors of matrix metalloproteinases in which the cartilage catabolism inhibitor inhibits cartilage catabolism; Cell adhesion molecules, including integrin agonists and integrin antagonists, which inhibit cartilage catabolism; Intracellular signaling inhibitors including protein kinase C inhibitors and protein tyrosine kinase inhibitors that inhibit cartilage catabolism; And an inhibitor of the SH2 domain that inhibits cartilage catabolism. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 연골 이화 작용 억제제가 연골 이화 작용을 억제하는 IL-1 수용체 길항제; 및 연골 이화 작용을 억제하는 TNF-α 수용체 길항제 중에서 선택된 제제를 포함하는 표적화 약물 전달 시스템.IL-1 receptor antagonists in which cartilage catabolism inhibitors inhibit cartilage catabolism; And an agent selected from TNF-α receptor antagonists that inhibit cartilage catabolism. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 동화작용성 연골 보호제와 연골 이화 작용 억제제가 각각 단백질을 포함하는 표적화 약물 전달 시스템.Targeted drug delivery system wherein the anabolic cartilage protector and cartilage catabolic inhibitor each comprise a protein. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 동화작용성 연골 보호제와 연골 이화 작용 억제제가 둘 다 표적화 전달 비히클 내에 함유되어 있는 표적화 약물 전달 시스템.A targeted drug delivery system wherein both anabolic cartilage protectors and cartilage catabolic inhibitors are contained within a targeted delivery vehicle. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 동화작용성 연골 보호제와 연골 이화 작용 억제제가 제1 및 제2의 다수의 표적화 전달 비히클 내에 각각 별도로 함유되어 있는 다수의 표적화 전달 비히클을 포함하는 표적화 약물 전달 시스템.A targeted drug delivery system comprising a plurality of targeted delivery vehicles in which anabolic cartilage protectors and cartilage catabolic inhibitors are contained separately in the first and second plurality of targeted delivery vehicles, respectively. 제 28 항에 있어서,The method of claim 28, 제1 및 제2의 표적화 전달 비히클이, 이에 함유된 동화작용성 연골 보호제와 이에 함유된 연골 이화 작용 억제제에 대해 일시적으로 별개의 방출 역학이 발생하도록 선택되는 표적화 약물 전달 시스템.The targeted drug delivery system, wherein the first and second targeted delivery vehicles are selected such that transient release kinetics occur temporarily for the anabolic cartilage protector contained therein and the cartilage catabolic inhibitor contained therein. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 표적화 전달 비히클이 표적화 면역입자를 포함하는 표적화 약물 전달 시스템.Targeted drug delivery system wherein the targeted delivery vehicle comprises a targeting immunoparticle. 제 30 항에 있어서,The method of claim 30, 표적화 면역입자가 나노입자를 포함하는 표적화 약물 전달 시스템.Targeted drug delivery system wherein the targeting immunoparticle comprises nanoparticles. 제 31 항에 있어서,The method of claim 31, wherein 나노입자의 직경 범위가 5 나노미터 내지 750 나노미터인 표적화 약물 전달 시스템 .Targeted drug delivery system wherein the nanoparticles range in diameter from 5 nanometers to 750 nanometers. 제 31 항에 있어서,The method of claim 31, wherein 나노입자의 직경 범위가 10 나노미터 내지 500 나노미터인 표적화 약물 전달 시스템 .Targeted drug delivery system wherein the nanoparticles range in diameter from 10 nanometers to 500 nanometers. 제 31 항에 있어서,The method of claim 31, wherein 나노입자의 직경 범위가 20 나노미터 내지 200 나노미터인 표적화 약물 전달 시스템 .Targeted drug delivery system wherein the nanoparticles range in diameter from 20 nanometers to 200 nanometers. 제 31 항에 있어서,The method of claim 31, wherein 나노입자가 하이알루로난, 키토산, 콜라겐, 젤라틴, 알지네이트, 폴리락트산 (PLLA), 폴리글리콜산 (PGA) 및 PLGA로 이루어진 그룹 중에서 선택된 중합체로부터 형성되는 표적화 약물 전달 시스템.Targeted drug delivery system wherein the nanoparticles are formed from a polymer selected from the group consisting of hyaluronan, chitosan, collagen, gelatin, alginate, polylactic acid (PLLA), polyglycolic acid (PGA) and PLGA. 제 31 항에 있어서,The method of claim 31, wherein 나노입자가 1일 내지 4주 기간에 걸쳐 연골 보호제의 지속적인 방출을 제공해주는 표적화 약물 전달 시스템.Targeted drug delivery system in which the nanoparticles provide sustained release of cartilage protectors over a period of 1 to 4 weeks. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 정맥내, 근육내, 피하 또는 흡입 투여에 적합한 담체를 추가로 포함하는 표적화 약물 전달 시스템.A targeted drug delivery system further comprising a carrier suitable for intravenous, intramuscular, subcutaneous or inhaled administration. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 한 가지 이상의 부가의 치료제를 추가로 포함하는 표적화 약물 전달 시스템.Targeted drug delivery system further comprising one or more additional therapeutic agents. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 한 가지 이상의 통증 또는 염증 억제성 제제를 추가로 포함하는 표적화 약물 전달 시스템.A targeted drug delivery system further comprising one or more pain or inflammation inhibitory agents. 제 39 항에 있어서,The method of claim 39, 통증 또는 염증 억제성 제제가 세로토닌 수용체 길항제, 세로토닌 수용체 효능제, 히스타민 수용체 길항제, 브라디키닌 수용체 길항제, 칼리크레인 억제제, 타키키닌 수용체 길항제, 칼시토닌 유전자-관련 펩티드 (CGRP) 수용체 길항제, 인터루킨 수용체 길항제, 아라키돈산 대사물에 대한 합성 경로에서 활성인 효소의 억제제, 프로스타노이드 수용체 길항제, 류코트리엔 수용체 길항제, 아편양 제제 수용체 효능제, 푸리노셉터 효능제 및 길항제, 아데노신 트리포스페이트 (ATP)-민감성 칼륨 채널 오프너(opener), 및 칼슘 채널 길항제로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 표적화 약물 전달 시스템.Pain or inflammation inhibitory agents include serotonin receptor antagonists, serotonin receptor agonists, histamine receptor antagonists, bradykinin receptor antagonists, kallikrein inhibitors, tachykinin receptor antagonists, calcitonin gene-related peptide (CGRP) receptor antagonists, interleukin receptor antagonists , Inhibitors of enzymes active in the synthetic route to arachidonic acid metabolites, prostanoid receptor antagonists, leukotriene receptor antagonists, opioid receptor agonists, purinoceptor agonists and antagonists, adenosine triphosphate (ATP) -sensitive potassium A targeted drug delivery system selected from the group consisting of channel openers, and calcium channel antagonists. 하나 이상의 동화작용성 연골 보호제와 하나 이상의 연골 이화 작용 억제제를 포함하는 다수의 연골 보호제(이러한 다수의 연골 보호제 각각은 다수의 연골 보호제가 연골 이화 작용을 억제함과 동시에 연골 동화 작용을 증진시키기에 치료학적으로 유효한 양으로 포함되고, 연골 보호제들 중의 적어도 하나는 초자 연골의 분자, 세포 또는 구조물을 표적으로 한 전달 비히클 내에 함유되어 있다)를 포함하는, 연골 보호를 위한 표적화 약물 전달 시스템.A number of cartilage protectors comprising at least one anabolic cartilage protector and at least one cartilage catabolism inhibitor (each of these cartilage protectors is treated to enhance cartilage assimilation while simultaneously inhibiting cartilage catabolism. In a pharmaceutically effective amount, wherein at least one of the cartilage protectors is contained in a delivery vehicle targeted to molecules, cells, or structures of the chondrocytes. 관절 내에 국재된 항원 결정기에 대해 특이적인 항체 또는 항체 단편과 커플링된 표적화 면역입자 내에 함유되어 있는, 동화작용성 연골 보호제 또는 연골 이화 작용 억제제인 하나 이상의 연골 보호제의 치료학적 유효량을 포함하는, 연골 보호를 위한 표적화 약물 전달 시스템.Cartilage, comprising a therapeutically effective amount of one or more cartilage protectors, either anabolic cartilage protectors or cartilage catabolic inhibitors, contained in a targeting immunoparticle coupled with an antibody or antibody fragment specific for an antigenic determinant localized in the joint Targeted drug delivery system for protection. 관절을 표적으로 하는 전달 비히클 내에 함유되어 있는 치료학적 유효량의 동화작용성 연골 보호제를 포함하는, 연골 보호를 위한 표적화 약물 전달 시스템.A targeted drug delivery system for cartilage protection comprising a therapeutically effective amount of anabolic cartilage protectant contained in a delivery vehicle targeting the joint. 초자 연골의 분자, 세포 또는 구조물을 표적으로 하는 전달 비히클 내에 함유되어 있는 치료학적 유효량의 동화작용성 연골 보호제를 포함하는, 연골 보호를 위한 표적화 약물 전달 시스템.A targeted drug delivery system for cartilage protection, comprising a therapeutically effective amount of anabolic cartilage protectant contained in a delivery vehicle that targets molecules, cells, or structures of the chondrocytes. 관절 내에 국재된 항원 결정기에 대해 특이적인 항체 또는 항체 단편과 커플링된 전달 비히클 내에 함유되어 있는, 하나 이상의 동화작용성 연골 보호제와 하나 이상의 연골 이화 작용 억제제를 포함하는 다수의 연골 보호제(이들 각각은 다수의 연골 보호제가 연골 이화 작용을 억제함과 동시에 연골 동화 작용을 증진시키기에 치료학적으로 유효한 양으로 포함된다)를 포함하는 표적화 약물 전달 시스템을, 이를 필요로 하는 환자에게 전달하는 것을 포함하여, 이러한 환자에게서 연골을 보호하는 방법.A number of cartilage protectors, including one or more anabolic cartilage protectors and one or more cartilage catabolic inhibitors, each contained in a delivery vehicle coupled with an antibody or antibody fragment specific for an antigenic determinant localized in the joint, each of which Including delivering a targeted drug delivery system to a patient in need thereof, wherein a number of cartilage protectors are included in a therapeutically effective amount to inhibit cartilage catabolism and simultaneously promote cartilage assimilation. How to protect cartilage in such patients. 하나 이상의 동화작용성 연골 보호제와 하나 이상의 연골 이화 작용 억제제를 포함하는 다수의 연골 보호제(이러한 다수의 연골 보호제 각각은 다수의 연골 보호제가 연골 이화 작용을 억제함과 동시에 연골 동화 작용을 증진시키기에 치료학적으로 유효한 양으로 포함되고, 연골 보호제들 중의 적어도 하나는 관절을 표적으로 한 전달 비히클 내에 함유되어 있다)를, 이를 필요로 하는 환자에게 동시에 투여하는 것을 포함하여, 이러한 환자에게서 연골을 보호하는 방법.A number of cartilage protectors comprising at least one anabolic cartilage protector and at least one cartilage catabolism inhibitor (each of these cartilage protectors is treated to enhance cartilage assimilation while simultaneously inhibiting cartilage catabolism. Contained in a pharmaceutically effective amount, wherein at least one of the cartilage protectors is contained in a delivery vehicle targeted to the joint), including simultaneously administering to the patient in need thereof. . 하나 이상의 동화작용성 연골 보호제와 하나 이상의 연골 이화 작용 억제제를 포함하는 다수의 연골 보호제(이러한 다수의 연골 보호제 각각은 다수의 연골 보호제가 연골 이화 작용을 억제함과 동시에 연골 동화 작용을 증진시키기에 치료학적으로 유효한 양으로 포함되고, 연골 보호제들 중의 적어도 하나는 관절성 연골의 변성과 연관된 네오에피토프를 표적으로 한 전달 비히클 내에 함유되어 있다)를, 이를 필요로 하는 환자에게 동시에 투여하는 것을 포함하여, 이러한 환자에게서 연골을 보호하는 방법.A number of cartilage protectors comprising at least one anabolic cartilage protector and at least one cartilage catabolism inhibitor (each of these cartilage protectors is treated to enhance cartilage assimilation while simultaneously inhibiting cartilage catabolism. In a pharmaceutically effective amount, wherein at least one of the cartilage protectors is contained in a delivery vehicle targeted to a neoepitope associated with degeneration of the articular cartilage) to the patient in need thereof. How to protect cartilage in such patients. 하나 이상의 동화작용성 연골 보호제와 하나 이상의 연골 이화 작용 억제제를 포함하는 다수의 연골 보호제 (이러한 다수의 연골 보호제 각각은 다수의 연골 보호제가 연골 이화 작용을 억제함과 동시에 연골 동화 작용을 증진시키기에 치료학적으로 유효한 양으로 포함되고, 연골 보호제들 중의 적어도 하나는 초자 연골의 분자, 세포 또는 구조물을 표적으로 한 전달 비히클 내에 함유되어 있다)를, 이를 필요로 하는 환자에게 동시에 투여하는 것을 포함하여, 이러한 환자에게서 연골을 보호하는 방법A plurality of cartilage protectors comprising at least one anabolic cartilage protector and at least one cartilage catabolic inhibitor (each of these cartilage protectors is treated to enhance cartilage assimilation while simultaneously inhibiting cartilage catabolic activity. Included in a pharmaceutically effective amount, wherein at least one of the cartilage protectors is contained in a delivery vehicle targeted to the molecule, cell or structure of the chondrocytes) to the patient in need thereof. How to protect cartilage from patients
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