KR20150047606A - 고혈당증 치료를 위한 방법 및 조성물 - Google Patents

고혈당증 치료를 위한 방법 및 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는, 대상의 고혈당증 및/또는 당뇨병, 및 비만을 포함하는 질환 및/또는 장애의 치료를 위한 조성물 및 방법이 제공된다. 본 발명에서는 특히, 건조 분말 경구 흡입 시스템은 PEG화-GLP-1 분자 및 디케토피페라진을 포함하는 GLP-1 유사체의 건조 분말 조성물을 포함하는 것이 제공된다.

Description

고혈당증 치료를 위한 방법 및 조성물{METHOD AND COMPOSITION FOR TREATING HYPERGLYCEMIA}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 본원에서 그의 전체가 참고로 인용된 2012년 8월 29일자 출원된 미국 가 특허 출원 제61/694,741호의 이점을 청구한다.
기술 분야
본원에서는 개질된 형태의 GLP-1을 포함하는 글루카곤-유사 펩티드 1(GLP-1) 분자 요법을 사용한 고혈당증 및/또는 당뇨병을 포함하는 질환 및/또는 장애의 치료를 위한 방법 및 조성물이 개시된다.
순환으로 활성 성분을 도입하는 약물 전달 시스템은 다양하며, 경구, 경피, 피하 및 정맥 투여를 포함한다. 이들 시스템은 많은 질환의 치료를 위해 충분한 약제를 전달할 수 있으며 상당히 오랫동안 사용되어 왔지만, 이들은 수많은 도전에 직면하고 있다. 특히, 특정 질환을 치료하기 위해 유효량의 단백질 및 펩티드를 전달하는 것은 문제가 되어 왔다. 많은 요인들은 적정량의 활성제의 도입을 포함한다. 예를 들어, 약물 전달 제제의 제조는 제제가 그의 타겟 부위(들)에 유효량의 활성제를 전달하도록 도울 수 있다. 활성제는 약물 전달 제제에 안정하여야하며 제제는 순환으로 활성제의 흡수를 허용하여야 하며, 활성을 유지하여 효과적인 치료 수준으로 작용 부위(들)에 도달할 수 있도록 하여야 한다. 그러므로, 약리학적 분야에서, 실행가능한 활성제를 전달할 수 있는 약물 전달 시스템이 가장 중요하다.
질환을 치료하기 위한 치료적으로 적당한 약물 전달 제제의 제조는 환자에게 전달될 활성 성분 또는 제제의 특성에 좌우된다. 이러한 특성은 비제한적인 방식으로, 용해도, pH, 안정성, 독성, 방출 속도, 및 정상적인 생리 과정에 의한 신체로부터의 제거의 용이성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 경구 투여에서, 제제가 산에 민감하다면, 장용성 코팅은 위의 산성 환경에서 활성제가 방출되는 것을 방지할 수 있는 약제학적으로 허용가능한 물질을 사용하여 개발되어 왔다. 예를 들어, 산성 pH에서 가용성이 아닌 중합체는 pH가 중성인 소장으로 산 민감성 제제를 제제화 및 전달하기 위해 사용될 수 있다. 중성 pH에서, 중합체 코팅은 용해되어 장용성 전신 순환으로 흡수되는 활성제를 방출할 수 있다. 경구적으로 투여된 활성제는 전신 순환으로 진입하고 간을 통과할 수 있다. 특정 경우, 투여량의 일부분은 타겟 조직에 도달하기 전에 간 내에서 대사되고/되거나 비활성화된다. 일부 경우, 대사산물은 환자에게 유독할 수 있거나, 또는 원치 않는 부작용을 생성할 수 있다.
유사하게, 약제학적-활성제의 피하 및 정맥 투여는 활성제의 분해 및 불활성화가 제거되지는 않는다. 약물의 정맥 투여에서, 약물 또는 활성 성분은 예를 들어 간에서 타겟 조직에 도달하기 전에 또한 대사될 수 있다. 다양한 단백질 및 펩티드를 포함하는 특정 활성제의 피하 투여로, 약물 전달의 부위에서 말초 및 혈관 조직 효소에 의해 및 정맥 혈류를 통해 이동하는 동안 추가의 분해 및 비활성화가 발생할 수 있다. 활성제의 피하 및 정맥 투여를 통해 치료량을 전달하기 위하여, 투약 요법은 전형적으로 말초 및 혈관 정맥 조직 및 궁극적으로 간에 의한 활성제의 불활성화를 설명하여야 한다. 이들 문제는 예를 들어 글루카곤-유사 펩티드 1(GLP-1)와 같은 특정 활성제로 특히 도전할 만하다.
본원에서는 활성제의 폐 전달을 포함하는 흡입(inhalation)용 조성물, 흡입기 시스템 및 활성제의 전달을 용이하게 하는 질환 및/또는 장애의 치료 방법이 개시된다. 실시양태에서, 방법은 안정화된 GLP-1 및/또는 그의 유도체를 건조 분말 약물 전달 시스템을 사용하여 경구 흡입에 의해 폐순환으로 투여하는 것을 포함한다. 특히, 조성물 및 방법은 질환 및/또는 장애, 예컨대 내분비 기원의 질환 및/또는 장애를 치료하기 위한 흡입기 시스템 및 조성물을 포함할 수 있다. 실시양태에서, 조성물은 그들의 천연 형태를 통해 연장된 반감기를 갖는 안정화된 형태의 활성제를 제공한다. 특정 실시양태에서, 조성물은 예를 들어, 고혈당증, 당뇨병 등을 포함하는 질환의 치료에 적당하다.
한 실시양태에서, 조성물은 디케토피페라진 및 예를 들어, 펩티드, 단백질 및/또는 그의 단편, 면역글로불린, 신경전달물질과 같은 소분자 등을 포함하는 개질된 활성제를 포함한다. 조성물은 예를 들어, 알부민, 또는 PEG("PEG화") 등과 같은 또 다른 분자와 컨쥬게이션에 의해 더 안정한 화합물로 개질된 활성제, 그의 유도체 또는 작용제를 포함한다. 예시적인 실시양태에서, 조성물은 디케토피페라진, 예를 들어, 2,5-디케토-3,6-디(4-X-아미노부틸)피페라진의 건조 분말 및 PEG화 GLP-1을 포함한다. 실시양태에서, 건조 분말은, 예를 들어, 결정질, 비정질, 또는 결정질 및 비정질의 조합일 수 있다. 한 실시양태에서, 조성물은 그의 천연 형태에서 GLP-1의 반감기와 비교시 환자에게 투여되었을 때 전신 순환에서 증가된 반감기를 갖는 것을 특징으로 하는 활성 GLP-1 분자를 포함한다. 한 실시양태에서, 조성물은 폴리에틸렌 글리콜 PEG 개질된 GLP-1 컨쥬게이트 또는 PEG화-GLP-1 및 디케토피페라진을 포함한다. 한 실시양태에서, GLP-1의 PEG화는 펩티드의 N-말단 또는 카르복시 말단에 있을 수 있으며, 여기에서 PEG화 GLP-1은 천연 GLP-1의 증가된 작용제 활성 및 개선된 반감기를 갖는다.
특정 실시양태에서, 건조 분말 조성물을 수용하는 카트리지가 제공된 흡입기를 사용하여 PEG화 활성제 및 디케토피페라진을 포함하는 흡입용 건조 분말 조성물을 포함하는 조성물을 치료가 필요한 환자에게 투여하는 것을 포함하는 치료 방법이 제공된다. 예시적인 실시양태에서, PEG화 GLP-1을 포함하는 PEG화 펩티드 및 푸마릴 디케토피페라진을 포함하는 디케토피페라진을 포함하는 조성물의 치료량을 환자에게 투여하는 것을 포함하는 고혈당증 및/또는 당뇨병의 치료 방법이 제공된다. 실시양태는 글루카곤-유사 펩티드 1(GLP-1)의 피하 및 정맥 내 투여와 일반적으로 연관된 과다 발한, 오심 및 구토와 같은 부작용의 방지 또는 감소를 위한 방법을 포함하며, 이러한 방법은 치료가 필요한 환자에게, PEG화 GLP-1 분자 및 디케토피페라진의 미세입자를 포함하는 조성물을 투여하는 것을 포함한다. 특히, 방법은 건조 분말 약물 전달 시스템을 사용하여 폐의 폐포 모세혈관으로 흡입에 의해 폐순환으로 PEG화 GLP-1 분자의 투여를 포함한다.
조성물이 푸마릴 디케토피페라진을 포함하는 디케토피페라진 및 PEG화 GLP-1을 포함하는 실시양태에서, GLP-1 분자는 하나 이상의 PEG 분자를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, PEG 분자량(MW)은 500 달톤 이상, 또는 1 킬로달톤(kDa) 이상, 또는 2 kDa 이상, 또는 4 kDa 이상, 또는 7 kDa 이상, 또는 10 kDa 이상, 또는 20 kDa 이상, 또는 30 kDa 이상, 또는 40 kDa 이상, 또는 50 kDa 이상, 또는 60 kDa 이상, 또는 70 kDa 이상, 또는 80 kDa 이상, 또는 90 kDa 이상, 또는 100 kDa 이상, 또는 150 kDa 이상, 또는 200 kDa 이상, 또는 250 kDa 이상, 또는 500 kDa 이상 등일 수 있다. 본 발명에서 사용된 폴리에틸렌 글리콜 중합체는 선형일 수 있으며, 또는 분지형기, 예컨대 글리세롤 또는 당 기를 포함할 수 있고, 기술 분야에서 기술된 바와 같이 폴리에틸렌 글리콜 유도체일 수 있다.
한 실시양태에서, GLP-1 분자의 치료적 유효량을 포함하는 흡입 가능한 건조 분말 제제를 치료가 필요한 환자에게 식사로 투여하는 단계를 포함하는 고혈당증 및/또는 당뇨병 환자의 치료 방법이 제공되며, 여기에서 투여는 오심, 구토 및 과다 발한으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 부작용을 초래하지 않는다.
또 다른 실시양태에서, 환자는 제2형 진성 당뇨병이 있는 포유동물이다. 또 다른 실시양태에서, 건조 분말 제제는 약 0.01 mg to 약 5 mg, 또는 0.5 mg 내지 약 3 mg 또는 약 1 mg 내지 약 50 mg의, PEG-GLP-1(7-37), PEG-Val(8) GLP-1 또는 PEG-GLP-1(7-36)를 포함하는 GLP-1 분자를 포함한다.
일부 실시양태에서, 건조 분말 제제는 단일 투여량, 또는 식사 전 또는 식사시 환자의 필요에 따른 간격으로 투여될 수 있는 1 초과의 투여량으로서 투여될 수 있다. 또 하나의 다른 실시양태에서, 흡입 가능한 건조 분말 제제는 DPP-IV 억제제를 더 포함한다.
한 실시양태에서, 고혈당증이 있는 제2형 당뇨병 환자의 글루코오스 레벨 감소를 위한 방법이 제공되며, 그 방법은 치료적 유효량의 GLP-1, 및 디케토피페라진 또는 그의 약제학적으로 허용가능한 염을 포함하는 폐 투여를 위한 흡입 가능한 건조 분말 제제를 치료가 필요한 환자에게 투여하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시양태에서, 흡입 가능한 건조 분말 제제는 디케토피페라진, 예를 들어 2,5-디케토-3,6-디(4-X-아미노부틸)피페라진(여기서 X는 숙시닐, 글루타릴, 말레일, 또는 푸마릴), 또는 칼륨, 마그네슘 및 나트륨을 포함하는 그의 약제학적으로 허용가능한 염, 및 임의로 계면활성제를 포함한다.
또 다른 실시양태에서, GLP-1 분자는 천연 GLP-1, GLP-1 대사산물, GLP-1 유도체, 장기간 작용하는 GLP-1, GLP-1 모방체, 엑센딘 또는 그의 유사체, 또는 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되며, GLP-1 분자는 적어도 천연 GLP-1의 생물학적 활성을 갖는다. 또 다른 실시양태에서, 생물학적 활성은 인슐린분비 활성이다.
또 다른 실시양태에서, 방법은 인슐린 분자의 치료량을 환자에게 투여하는 것을 더 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 흡입 가능한 건조 분말 제제는 인슐린 분자와 공동 제제화된 PEG-GLP-1 분자를 포함한다. 또 하나의 다른 실시양태에서, 인슐린 분자는 흡입 가능한 건조 분말 제제로서 개별적으로 투여된다. 또 다른 실시양태에서 인슐린은 신속히 작용하는 또는 장기 작용 인슐린을 포함한다.
또 다른 실시양태에서, 방법은 GLP-1의 디펩티딜 펩티다제 절단을 억제하는 예를 들어, PEG-GLP-1(7-37) 또는 PEG-GLP-1(7-36) 및 컨쥬게이트를 포함하는 장기 작용 GLP-1 유사체를 포함하는 제제를 투여하는 것을 더 포함한다.
또 다른 실시양태에서, 흡입 가능한 건조 분말 제제는 위 배출의 억제가 결여되어 있다.
한 실시양태에서, 하기를 포함하는 당뇨병 및/또는 고혈당증의 치료를 위한 키트가 제공된다: a) GLP-1 분자, 및 화학식 2,5-디케토-3,6-디(4-X-아미노부틸)피페라진의 디케토피페라진(식 중, X는 숙시닐, 글루타릴, 말레일, 또는 푸마릴로 구성됨) 또는 그의 염을 포함하는 건조 분말 제제를 수용하며, 건조 분말 흡입기에 들어맞도록 작동 가능하게 구성된 약제 카트리지, 및 b) 카트리지에 수취/보유 및 단단히 체결하도록 작동가능하게 구성된 흡입장치.
또 다른 실시양태에서, 하기를 포함하는 폐 약물 전달 시스템을 포함하는 제2형 당뇨병 환자의 고혈당증 치료를 위한 키트가 제공된다: a) PEG화 GLP-1을 포함하는 GLP-1 분자 및 화학식 2,5-디케토-3,6-디(4-X-아미노부틸)피페라진의 디케토피페라진(식 중, X는 숙시닐, 글루타릴, 말레일, 또는 푸마릴로 구성된 군으로부터 선택됨) 또는 그의 염을 포함하는 건조 분말 제제를 수용하며 전달할 수 있는 건조 분말 흡입기에 들어맞도록 작동 가능하게 구성된 약제 카트리지, 및 b) 카트리지를 맞추어 단단히 체결하고 사용시 환자에게 건조 분말 제제를 전달하도록 작동 가능하게 구성된 흡입 장치.
또 다른 실시양태에서, PEG화 GLP-1을 포함하는 GLP-1 분자를 포함하는 흡입 가능한 제제를 대상에게 투여하는 것을 포함하며, 여기에서 대상의 혈중 글루코오스 레벨은 환자에게 흡입 가능한 제제 투여 후 대략 4시간의 기간 동안 약 0.1 mmol/L 에서 약 3 mmol/L로 감소되는 대상의 고혈당증 치료 방법이 제공된다. 기타 실시양태에서, 흡입 가능한 제제는 제2형 당뇨병 환자의 식사로, 식사 전, 식사 후 또는 공복(절식) 상태로 투여된다. 또 다른 실시양태에서, 흡입 가능한 제제는 약 0.01 내지 약 5 mg, 또는 약 0.02 mg 내지 약 3 mg의 GLP-1을 제제 내에 포함한다. 조성물이 예를 들어, PEG-GLP-1(7-37) 또는 PEG-GLP-1(7-36)을 포함하는 GLP-1의 컨쥬게이트 형태를 포함하는 특정 실시양태에서, 제제 내의 활성제의 양은 예를 들어, 약 20 mg, 30 mg, 40 mg, 또는 50 mg일 수 있다.
또 하나의 다른 실시양태에서, 치료적 유효량의 GLP-1 분자 및 디케토피페라진을 포함하는, 흡입 가능한 건조 분말 제제를 더 높이 상승된 공복 혈중 글루코오스 농도(예를 들어, 7 mmol/L 초과, 8 mmol/L 초과, 9 mmol/L 초과, 10 mmol/L 초과 또는 11 mmol/L 초과)를 갖는 대상에게 투여하는 것을 포함하는 고혈당증의 치료 방법이 제공된다. 한 실시양태에서, 고혈당증의 치료 방법은 건조 분말 제제 내에 PEG화 GLP-1과 같은 GLP-1 분자를 포함하는 흡입 가능한 건조 분말 제제의 하나 이상의 투여량을 대상에게 투여하는 것을 포함하며, 여기에서 대상은 제2형 진성 당뇨병 및 7 mmol/L 초과의 혈중 글루코오스 농도를 가지며, GLP-1은 제제 내에 0.5 mg 내지 약 3 mg의 범위이다. 본원의 한 실시양태에서, 방법은 투여될 GLP-1 분자가, 예를 들어, 모노-PEG화, 디-PEG화, 트리-PEG화, 또는 다중 PEG화 부위를 갖는 PEG화-천연 GLP-1(7-37) 또는 GLP-1(7-36) 아미드, 또는 GLP-1의 재조합 형태, 또는 합성 형태, 또는 그의 유사체 등인 제제를 사용하여 대상에게 적용될 수 있다. 이 실시양태에서, 모노-PEG화는 GLP-1 펩티드가 GLP-1의 아미노산 잔기 중의 하나에 공유적으로 부착된 PEG의 단일 분자로 개질된 것이다. 디-PEG화 GLP-1은 GLP-1 펩티드에 공유적으로 부착된 PEG의 두 분자를 의미하며, 트리-PEG화 펩티드는 펩티드 등에 부착된 PEG의 3분자를 의미한다. 이 실시양태 및 다른 실시양태에서, 용어 다중-PEG화는 분자의 수가 지정되어 있지 않을 때 펩티드에 부착된 하나 초과의 PEG 분자를 의미한다.
예시적인 실시양태에서, GLP-1 분자는 펩티드의 C-말단에서 모노-PEG화된 것이다. 한 실시양태에서, 모노-PEG화는 분자 상의 아미노산 라이신 잔기에 공유적으로 부착된다. 또 다른 실시양태에서, 본 방법에서 사용된 건조 분말 제제는 흡입용 건조 분말 형태로 푸마릴 디케토피페라진의 미세입자 및 GLP-1 분자의 N- 또는 C-말단에서 모노-, 디- 또는 트리-PEG화를 갖는 천연 GLP-1(7-37) 또는 GLP-1(7-36) 아미드 또는 그의 유사체를 포함한다.
또 다른 실시양태에서, 고혈당증의 치료 방법은 8 mmol/L 초과의 상승된 공복 혈중 글루코오스 농도를 갖는 대상에게 PEG화-GLP-1 분자 및 푸마릴 디케토피페라진을 포함하는 흡입용 제제를 투여하는 것을 포함한다. 한 실시양태에서, GLP-1 분자는 제제의 약 10% 내지 약 30%를 포함하며, 건조 분말 흡입기를 사용하여 폐 흡입에 의해 투여된다. 한 실시양태에서, 효과적인 투여량이 카트리지에 제공되며, 제제 내 GLP-1의 약 0.01 mg 내지 약 5 mg, 또는 약 0.5 mg 내지 약 3 mg 범위의 양으로 투여될 수 있다. 한 실시양태에서, 고혈당증의 치료 방법은 폐 투여 이후 약 30 내지 약 45 분에 약 0.5 mmol/L 내지 약 1.5 mmol/L로 공복 혈중 글루코오스 농도를 감소시키는 PEG-GLP-1 및 푸마릴 디케토피페라진을 포함하는 건조 분말 제제를 대상에게 투여하는 것을 포함한다. 이 실시양태에서, PEG화 GLP-1을 포함하는 조성물은 메트포르민 등과 같은 경구용 항 고혈당 약물과 같은 치료의 2차 라인과 함께 또는 없이 투여될 수 있다.
한 실시양태에서, GLP-1 및 디케토피페라진을 포함하는 분말 제제의 유효량을 경구 흡입에 의해 환자에게 투여하고 및 환자의 제1단계 인슐린 반응, 또는 초기 단계 인슐린 분비를 복원하는 것을 포함하는 제2형 당뇨병으로 진단된 환자의 고혈당증 치료 방법이 제공되며, 여기에서 환자는 예를 들어, 5 mmol/L, 또는 6 mmol/L, 또는 7 mmol/L, 또는 8 mmol/L, 또는 9 mmol/L 초과, 또는 10 mmol/L 초과 또는 11 mmol/L 초과 등의 혈중 글루코오스 농도를 가지며, GLP-1은 모노-, 디-, 또는 트리-PEG화된 것이고, PEG화의 하나 이상은 펩티드의 라이신 잔기이다. 한 실시양태에서, 건조 분말은 PEG화 GLP-1 및 예를 들어, 비스-3,6-(4-푸마릴-아미노부틸)-2,5-디케토피페라진을 포함하는 디케토피페라진을 포함한다.
또 다른 실시양태에서, 제2형 당뇨병을 갖는 대상에게 박동성 인슐린 방출을 유도하는 방법이 제공된다. 방법은 제2형 당뇨병으로 진단되고 7 mmol/L 초과, 9 mmol/L 초과, 10 mmol/L 초과 또는 11 mmol/L 초과의 혈중 글루코오스 레벨을 나타내는 대상에게, 치료적 유효량의 PEG화 GLP-1 분자 및 디케토피페라진을 포함하는 흡입 가능한 건조 분말 제제를 투여하는 것을 포함하며, 여기에서 건조 분말 제제 내의 PEG-GLP-1 분자는 식사 전 및/또는 식사 동안 하나 이상의 투여량으로 환자에게 투여하고, 이러한 투여량은 제제의 투여 시 대상의 췌장 소도 B-세포로부터 인슐린 분비를 효과적으로 유도한다. 건조 분말 제제가 1회 초과 투약으로 투여되는 실시양태에서, 투약 사이의 간격은 환자에 의존할 수 있으며 식사시 시간 0의 제1 투약에서 식사 후 약 8시간 범위일 수 있다. 한 실시양태에서, 예를 들어, 그 방법은 건조 분말 제제의 제1 투약을 식사시 및 제제의 또 다른 투약을, 예를 들어, 식사 후 15, 30, 45, 및/또는 60 분에 환자에게 투여하는 것을 포함한다. 이 실시양태 및 기타 실시양태에서, 흡입 가능한 건조 분말 제제는 건조 분말 제제를 수용하는 카트리지와 들어맞는 건조 분말 흡입 시스템을 사용하여 환자에게 제공될 수 있다.
특정 실시양태에서, 흡입 가능한 건조 분말 조성물을 포함하는 건조 분말 흡입기를 포함하는 고혈당증 및/또는 제2형 당뇨병 치료에 사용하기 위한 약물 전달 시스템이 제공된다. 약물 전달 시스템은 흡입 가능한 건조 분말 조성물을 수용하기 위한 일회용 카트리지를 더 포함할 수 있으며, 여기에서 카트리지는 분말 수납 용기 및 투약 중에 개폐되도록 구성될 수 있는 덮개를 포함하며, 상기 흡입기는 예를 들어, 대략적으로 분당 0.065 내지 약 0.200(kPa)/리터인 공기 흐름에 대한 높은 내성을 갖는다. 한 실시양태에서, 고혈당증의 치료에 사용하기 위한 약물 전달 시스템은 치료적 유효량의 PEG화 GLP-1 분자, 및 비스-3,6-(4-푸마릴-아미노부틸)-2,5-디케토피페라진 또는 그의 약제학적으로 허용가능한 염을 포함하는 폐 투여를 위한 건조 분말 흡입 가능한 제제를 포함하며, 여기에서 치료될 환자는 7 mmol/L 초과의 공복 혈중 글루코오스 농도를 갖는다.
도 1은 흡입 후 다양한 시간에서 측정된 1.5 mg의 GLP-1 투여량을 함유하는 흡입 가능한 건조 분말 제제로 치료된 대상에서의 활성 글루카곤-유사 펩티드 1(GLP-1)의 평균 혈장 농도를 도시한다.
도 2a는 흡입 후 다양한 시간에서 측정된 1.5 mg의 GLP-1 투여량을 함유하는 흡입 가능한 건조 분말 제제로 치료된 대상에서의 인슐린의 평균 혈장 농도를 도시한다.
도 2b는 GLP-1의 피하 투여로 치료된 대상과 비교된 흡입 후 다양한 시간에서 측정된 1.5 mg의 GLP-1 투여량을 함유하는 흡입 가능한 건조 분말 제제로 치료된 대상에서의 GLP-1의 혈장 농도를 도시한다.
도 2c는 50 ㎍의 정맥 내 GLP-1 투여량으로 치료된 대상 및 피하 GLP-1 투여량으로 치료된 대상과 비교된 다양한 시간에서 흡입 후 측정된 1.5 mg의 GLP-1 투여량을 함유하는 흡입 가능한 건조 분말 제제로 치료된 대상에서의 혈장 인슐린 농도를 도시한다.
도 3은 흡입 후 다양한 시간에서 측정된 1.5 mg의 GLP-1 투여량을 함유하는 흡입 가능한 건조 분말 제제로 치료된 대상에서 C-펩티드의 평균 혈장 농도를 도시한다.
도 4는 흡입 후 다양한 시간에서 측정된 0.05 mg, 0.45 mg, 0.75 mg, 1.05 mg 및 1.5 mg의 GLP-1 투여량을 함유하는 흡입 가능한 건조 분말 제제로 치료된 대상에서 글루코오스의 평균 혈장 농도를 도시한다.
도 5는 0.05 mg, 0.45 mg, 0.75 mg, 1.05 mg 및 1.5 mg의 GLP-1 투여량을 함유하는 흡입 가능한 건조 분말 제제로 치료된 환자의 평균 혈장 인슐린 농도를 도시한다. 자료는 폐 GLP-1 투여에 반응하는 인슐린 분비가 투여량 의존적임을 나타낸다.
도 6은 0.05 mg, 0.45 mg, 0.75 mg, 1.05 mg 및 1.5 mg의 GLP-1 투여량을 함유하는 흡입 가능한 건조 분말 제제로 치료된 환자의 평균 혈장 글루카곤 농도를 도시한다.
도 7은 피하(SC) 투여된 엑센딘-4에 대한 폐 통기(insufflation)에 의해 엑센딘-4/FDKP(푸마릴 디케토피페라진) 분말을 수취한 수컷 주커 당뇨 지방(ZDF) 쥐의 평균 혈장 엑센딘 농도를 도시한다. 폐쇄 사각형은 엑센딘-4/FDKP 분말의 폐 통기에 따른 반응을 나타낸다. 개방 사각형은 SC 엑센딘-4의 투여에 따른 반응을 나타낸다. 자료는 평균 ±SD로서 플롯팅된다.
도 8은 피하 투여된 엑센딘-4에 대한 폐 통기에 의해 공기 대조, 엑센딘-4/FDKP 분말, 또는 GLP-1/FDKP 분말을 수취한 수컷 ZDF 쥐의 베이스라인으로부터 혈중 글루코오스 농도의 변화를 도시한다. 그래프는 또한 쥐가 폐 통기에 의해 GLP-1/FDKP를 포함하는 흡입 분말, 이어서 엑센딘-4/FDKP를 포함하는 흡입 분말이 투여되는 조합 실험을 나타낸다. 그래프에서, 폐쇄 다이아몬드는 엑센딘-4/FDKP 분말의 폐 통기에 따른 반응을 나타낸다. 폐쇄 원은 피하 엑센딘-4의 투여에 따른 반응을 나타낸다. 삼각형은 GLP-1/FDKP 분말의 투여에 따른 반응을 나타낸다. 사각형은 공기 단독의 폐 통기에 따른 반응을 나타낸다. 별표는 2 mg의 GLP-1/FDKP을 통기에 의해 쥐에게 공급하고 이어서 또한 통기에 의한 2 mg의 엑센딘-4/FDKP 분말 투여에 의해 제공된 반응을 나타낸다.
도 9a는 정맥 내(IV) 옥신토모둘린에 대한 폐 통기에 의한 옥신토모둘린/FDKP 분말을 수취한 수컷 ZDF 쥐의 평균 혈장 옥신토모둘린 농도를 도시한다. 사각형은 옥신토모둘린 단독의 IV 투여에 따른 반응을 나타낸다. 상향 삼각형은 5% 옥신토모둘린/FDKP 분말(0.15 mg 옥신토모둘린)의 폐 통기에 따른 반응을 나타낸다. 원은 15% 옥신토모둘린/FDKP 분말(0.45 mg 옥신토모둘린)의 폐 통기에 따른 반응을 나타낸다. 하향 삼각형은 30% 옥신토모둘린/FDKP 분말(0.9 mg 옥신토모둘린)의 폐 통기에 따른 반응을 나타낸다. 자료는 평균 ±SD로 플롯팅된다.
도 9b는 폐 통기에 의한 30% 옥신토모둘린/FDKP 분말(0.9 mg 옥신토모둘린)(1); IV 주사에 의한 옥신토모둘린 단독(1 mg 옥신토모둘린)(2); 또는 공기 대조(3)를 수취한 수컷 ZDF 쥐에서 누적 식품 소비를 도시한다.
도 10a는 공기 대조에 대한 폐 통기에 의한 옥신토모둘린/FDKP 분말을 수취한 수컷 ZDF 쥐에서 평균 혈장 옥신토모둘린 농도를 도시한다. 사각형은 공기 대조의 투여에 따른 반응을 나타낸다. 원은 옥신토모둘린/FDKP 분말(0.15 mg 옥신토모둘린)의 폐 통기에 따른 반응을 나타낸다. 상향 삼각형은 옥신토모둘린/FDKP 분말(0.45 mg 옥신토모둘린)의 폐 통기에 따른 반응을 나타낸다. 하향 삼각형은 옥신토모둘린/FDKP 분말(0.9 mg 옥신토모둘린)의 폐 통기에 따른 반응을 나타낸다. 자료는 평균 ±SD로 플롯팅된다.
도 10b는 공기 대조(4)와 비교하여 폐 통기에 의한 0.15 mg 옥신토모둘린(1); 0.45 mg 옥신토모둘린(2); 또는 0.9 mg 옥신토모둘린(3)을 포함하는 다양한 투여량에서 30% 옥신토모둘린/FDKP 분말을 수취한 수컷 ZDF 쥐의 누적 식품 소비를 나타내는 실험 자료를 도시한다. 자료는 평균 ±SD로 플롯팅된다. 별표(*)는 통계적 유의성을 나타낸다.
도 11은 다양한 시점에서 GLP-1을 함유하는 흡입 가능한 건조 분말 제제의 단일 투여량의 투여에 따른 6명의 공복 제2형 당뇨병 환자로부터 수득된 글루코오스 값을 도시한다.
도 12는 글루코오스 값이 모든 6명의 환자에 대하여 0시(투약)로부터 글루코오스 레벨의 변화로서 표시된, 도 11의 6명의 공복 제2형 당뇨병 환자의 군에 대한 평균 글루코오스 값을 도시한다.
도 13은 ZDF 쥐가 디케토피페라진 또는 디케토피페라진의 염을 포함하는 제제로 엑센딘-4가 투여된 실험으로부터 수득된 자료를 도시하는 것이며, 여기에서 엑센딘-4는 복강내 글루코오스 내성 시험(IPGTT)에서 다양한 투여 경로(액체 점적(LIS), SC, 폐 통기(INS))에 의해 제공되었다. 한 군에서, 쥐는 폐 통기에 의해 GLP-1과의 조합인 엑센딘-4로 처리되었다.
도 14는 폐 통기에 의한 공기 대조, IV 주사에 의한 단백질 YY(3-36)(PYY) 단독, 폐 점적에 의한 PYY 단독, 폐 통기에 의한 10% PYY/FDKP 분말(0.3 mg PYY); 폐 통기에 의한 20% PYY/FDKP 분말(0.6 mg PYY)를 수취한 수컷 ZDF 쥐의 누적 식품 소비를 도시한다. 각각의 군에 대하여, 식품 소비는 투약 30분 후, 투약 1시간 후, 투약 2시간 후, 및 투약 4시간 후 측정되었다. 자료는 평균 ±SD로 플롯팅된다.
도 15는 투여량의 투여 후 다양한 시간에서 정맥내 투여된 PYY에 대한 폐 통기에 의해 PYY/FDKP 분말 투여된 암컷 ZDF 쥐에서 혈중 글루코오스 농도를 도시한다.
도 16은 정맥내 투여된 PYY에 대한 폐 통기에 의해 PYY/FDKP 분말 수취된 암컷 ZDF 쥐에서 PYY의 평균 혈장 농도를 도시한다. 사각형은 PYY 단독(0.6 mg)의 정맥 투여에 따른 반응을 나타낸다. 원은 PYY 단독(1 mg)의 액체 점적에 따른 반응을 나타낸다. 하향 삼각형은 20% PYY/FDKP 분말(0.6 mg PYY)의 폐 통기에 따른 반응을 나타낸다. 상향 삼각형은 10% PYY/FDKP 분말(0.3 mg PYY)의 폐 통기에 따른 반응을 나타낸다. 왼쪽을 가리키는 삼각형은 공기 단독의 폐 통기에 따른 반응을 나타낸다. 자료는 ±SD로 플롯팅된다.
도 17은 피하 및 정맥 투여와 비교된 인슐린, 엑센딘, 옥신토모둘린 또는 PYY를 함유하고 폐 흡입에 의해 투여된 본 발명의 제제의 상대 약물 노출 및 상대 바이오이펙트(bioeffect)를 도시한다.
도 18은 다양하게 흡입된 GLP-1 및 대조 제제가 투여된 환자의 평균 GLP-1 혈장 레벨을 도시한다.
도 19는 다양하게 흡입된 GLP-1 및 대조 제제가 투여된 환자의 혈장 인슐린 레벨을 도시한다.
도 20은 다양하게 흡입된 GLP-1 및 대조 제제가 투여된 환자의 흡입된 GLP-1 제제에 대해 반응하는 위 배출을 도시한다.
도 21은 공복 정상 대상, 및 흡입된 GLP-1 제제 또는 위약이 제공된 제2형 진성 당뇨병이 있는 대상의 평균 혈장 글루코오스 레벨을 도시한다.
용어의 정의
본 발명을 기술하기에 앞서, 이후에 사용될 특정 용어의 이해를 제공하기 위해 이것은 유용할 수 있다:
활성제: 본원에서 사용된 바의 "활성제"는 약물, 약제학적 물질 및 생활성제를 의미한다. 활성제는 예를 들어, 핵산, 합성 유기 화합물, 폴리펩티드, 펩티드, 단백질, 폴리사카라이드 및 기타 당, 지방산, 및 지질을 포함하는 유기 거대분자일 수 있다. 펩티드, 단백질, 및 폴리펩티드는 모두 펩티드 결합에 의해 연결된 아미노산의 사슬이다. 펩티드는 일반적으로 30 아미노산 잔기 미만인 것으로 간주되지만, 그 이상을 포함할 수 있다. 단백질은 30 아미노산 잔기 초과를 함유할 수 있는 중합체이다. 기술 분야에서 공지되어 있고 본원에서 사용된 바의 용어 폴리펩티드는 펩티드, 단백질, 또는 일반적으로 10 이상의 아미노산을 함유하지만 다중 펩티드 결합을 함유하는 임의의 길이의 기타 아미노산의 사슬을 의미할 수 있다. 활성제는 예를 들어, 혈관활성제, 신경활성제, 호르몬, 항응고제, 면역조절제, 세포독성제, 항생제, 항바이러스제, 항원, 및 항체와 같은 다양한 생물학적 활성 부류에 속할 수 있다. 특히 더, 활성제는 비제한적인 방식으로 인슐린 및 그의 유사체, 성장 호르몬, 부갑상선 호르몬(PTH), 그렐린, 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자(GM-CSF), 글루카곤-유사 펩티드 1(GLP-1), 텍사스 레드, 알킨, 시클로스포린, 클로피도그렐 및 PPACK(D-페닐알라닐-L-프롤릴-L-아르기닌 클로로메틸 케톤), 이것으로 제한되는 것은 아니지만 인간화 또는 키메라 항체를 포함하는 항체 및 그의 단편; F(ab), F(ab)2, 또는 단쇄 항체 단독 또는 기타 폴리펩티드에 융합된 것; 암 항원, 사이토카인, 감염원, 염증 매개체, 호르몬, 및 세포 표면 항원에 대한 치료 또는 진단 단일클론 항체를 포함할 수 있다. 일부 경우, 용어 "약물" 및 "활성제"는 상호교환적으로 사용된다.
유사체: 본원에서 사용된 바의, "유사체"는 또 다른 화합물과 구조적으로 유사성을 갖는 화합물을 포함한다. 예를 들어, 항바이러스 화합물 아사이클로비르는 뉴클레오시드 유사체이며 구아닌 염기로부터 유도된 뉴클레오시드 구아노신과 구조적으로 유사하다. 그러므로, 아사이클로비르는 구아노신(생물학적 유사체)을 모방하며 바이러스 핵산 내에서 구아노신을 대체(또는 경쟁)함에 의해 DNA 합성을 방해하고 번역/전사를 방지한다. 그러므로, 모화합물의 생물학적 또는 화학 활성을 모방하는 또 다른(모화합물) 것과 유사한 구조를 갖는 화합물은 유사체이다. 일부 관련 방식으로, 동일하게, 상보적으로 또는 경쟁적으로, 모 화합물의 생물학적 또는 화학 성질을 모방할 수 있도록 제공된 유사체로서의 화합물이 자격이 되도록 필요한 원소 또는 작용기 치환기의 최소 또는 최대 수는 없다. 유사체는 종종 모 화합물의 유도체일 수 있다(하기 "유도체" 참조).　 여기에서 개시된 화합물의 유사체는 그들의 모화합물과 동등하거나, 더 작거나 또는 더 큰 활성을 가질 수 있다.
유도체: 본원에서 사용된 바의 "유도체"는 자연적으로 또는 합성적으로 모화합물로부터 제조(또는 유도)된 화합물이다. 유도체는 유사체(상기 "유사체" 참조)일 수 있으며 따라서 유사한 화학 또는 생물학적 활성을 가질 수 있다. 그러나, 유사체화는 달리, 유도체는 모 화합물의 생물학적 또는 화학 활성을 모방할 필요는 없다. 유도체로서의 화합물이 자격이 되도록 필요한 원소 또는 작용기 치환기의 최소 또는 최대 수는 없다. 예를 들어,　항바이러스 화합물 간사이클로비르가 아사이클로비르의 유도체이지만, 간사이클로비르는 상이한 항바이러스 활성 스펙트럼을 가지며　아사이클로비르와는 상이한 독물학적 성질을 갖는다. 여기에서 개시된 화합물의 유도체는 그들의 모화합물과 비교할 때 동등하거나, 더 작거나, 더 큰 활성을 갖거나, 또는 심지어 유사한 활성을 갖지 않을 수 있다.
디케토피페라진: 본원에서 사용된 바의, "디케토피페라진" 또는 "DKP"는 디케토피페라진 및 염, 유도체, 유사체 및 하기 화학식 1의 범위에 속하는 그의 변형을 포함하며, 하기 화학식 중, 1 및 4 위치에서 고리 원자 E1 및 E2는 O 또는 N이고 각기 3 및 6 위치에 있는 하나 이상의 측쇄 R1 및 R2는 카르복실산(카르복실레이트)기를 함유한다. 화학식 1에 따른 화합물은 제한함이 없이, 디케토피페라진, 디케토모르폴린 및 디케토디옥산 및 그의 치환 유사체를 포함한다.
[화학식 1]
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공기역학적으로 적당한 미세입자를 형성하는 것 이외에, 디케토피페라진은 또한 순환 시스템으로의 빠른 흡수에 의해 약물의 전달을 용이하게 한다. 디케토피페라진은 약물이 흡착될 수 있는 입자 또는 약물을 혼합하는 입자로 형성될 수 있다. 약물 및 디케토피페라진의 조합은 개선된 약물 안정성을 부여할 수 있다. 이들 입자는 다양한 투여 경로로 투여될 수 있다. 건조 분말로서 이들 입자는 흡입에 의해 입자의 크기에 따라 호흡계의 특정 영역으로 전달될 수 있다. 추가로, 입자는 정맥 내 현탁액 제형으로 혼입하기에 충분히 작게 제조될 수 있다. 경구 전달은 또한 현탁액, 정제 또는 캡슐로 혼입된 입자를 사용하여 가능하다. 디케토피페라진은 또한 관련 약물의 흡수를 용이하게 할 수 있다.
한 실시양태에서, 디케토피페라진은 3,6-디(푸마릴-4-아미노부틸)-2,5-디케토피페라진(푸마릴 디케토피페라진, FDKP)이다. FDKP는 현탁액 내에서 투여되거나 또는 에어로졸화될 수 있는 그의 산 형태 또는 염 형태로 미세입자를 포함할 수 있다.
또 다른 실시양태에서, DKP는 아미노산 라이신의 (열)응축에 의해 형성될 수 있는 3,6-디(4-아미노부틸)-2,5-디케토피페라진의 유도체이다. 대표적인 DKP 유도체는 3,6-디(숙시닐-4-아미노부틸)-, 3,6-디(말레일-4-아미노부틸)-, 3,6-디(글루타릴-4-아미노부틸)-, 3,6-디(말로닐-4-아미노부틸)-, 3,6-디(옥살릴-4-아미노부틸)-, 및 3,6-디(푸마릴-4-아미노부틸)-2,5-디케토피페라진을 포함한다. 약물 전달을 위한 DKP의 사용은 기술분야에 공지되어 있다(디케토피페라진 및 디케토피페라진-매개된 약물 전달에 대한 교시는 모두 참고로 본원에서 인용된 예를 들어 미국 특허 제5,352,461호, 제5,503,852호, 제6,071,497호, 및 제6,331,318호 참조). DKP 염의 사용은 2005년 8월 23일자 출원된 함께 계류중인 미국 특허 출원 제11/210,710호에 기술되어 있으며, 디케토피페라진 염에 대한 교시는 모두 참고로 본원에서 인용되었다. DKP 미세입자를 사용한 폐 약물 전달은 미국 특허 제 6,428,771호에 개시되어 있으며, 그의 전체가 참고로 본원에서 인용된다. 결정질 DKP 입자상으로 활성제의 흡착과 관련하여 추가의 상세한 설명은 그의 전체가 참고로 본원에서 인용된 함께 계류 중인 미국 특허 출원 제11/532,063호 및 제11/532,065호에서 확인할 수 있다.
약물 전달 시스템: 본원에서 사용된 바의 "약물 전달 시스템"은 하나 이상의 활성제를 전달하기 위한 시스템을 의미한다.
건조 분말: 본원에서 사용된 바의, "건조 분말"은 추진제, 캐리어, 또는 기타 액체에서 용해되거나 현탁되지 않는 미립자 조성물을 의미한다. 그것은 반드시 모든 물 분자의 완전한 부재를 의미하는 것은 아니다.
초기 단계: 본원에서 사용된 바의, "초기 단계"는 식사에 반응하여 유도된 혈중 인슐린 농도의 신속한 상승을 의미한다. 식사에 반응하여 인슐린의 초기 상승은 때때로 제1 단계로서 언급된다. 더 최근의 자료에서, 제1 단계는 식사관련 반응과 구분하여 글루코오스의 볼러스 IV 주사로 달성할 수 있는 동역학적 프로파일의 혈중 인슐린 농도의 더 신속한 상승을 의미하는 것으로 때때로 사용된다.
내분비 질환: 내분비 시스템은 선(gland)으로부터 호르몬을 방출하여 많고 다양한 유기체의 기능,예컨대, 분위기, 성장 및 개발, 조직 기능, 및 대사, 뿐만 아니라 메시지 발송 및 그에 대한 작용을 조절하는 특정 화학 메신저를 제공하는 정보 신호 시스템이다. 내분비 시스템의 질환은 이것으로 제한되는 것은 아니지만 진성 당뇨병, 갑상선 질환, 및 비만을 포함한다. 내분비 질환은 이상 조절 호르몬 방출(생산적인 뇌하수체 선종), 신호에 부적절한 반응(갑상선 기능 저하증), 선의 결여 또는 파괴(제1형 진성 당뇨병, 만성 신부전의 감소된 적혈구생성), 신호에 감소된 반응성(제2형 진성 당뇨병의 인슐린 저항성) 또는 목과 같은 중요 부위에서 구조적 확대(독성 다결절 갑상선종)에 의해 특징 지워진다. 내분비 선의 기능저하는 예비 손실, 분비감소, 무발생, 위축, 또는 활성 파괴의 결과로서 발생할 수 있다. 기능항진은 과다분비, 억제 손상, 과다형성, 또는 신생물 변화, 또는 과다자극의 결과로서 발생할 수 있다. 용어 내분비 장애는 대사 장애를 포함한다.
엑센딘: 본원에서 사용된 바의, "엑센딘"은 엑센딘 1 내지 4를 포함하는 GLP-1 수용체 작용제인 펩티드를 의미한다. 엑센딘[9-39], 카르복시아미드화 분자, 및 단편 3-39 내지 9-39와 같은 엑센딘의 카르복실 말단 단편도 또한 고려된다.
익스커전: 본원에서 사용된 바의, "익스커전(excursion)"은 식전 베이스라인 또는 기타 출발점 위 또는 아래에 속하는 혈중 글루코오스 농도를 의미할 수 있다. 익스커전은 일반적으로 시간 경과에 따른 혈중 글루코오스 플롯의 곡선 하의 면적(AUC)으로서 표현된다. AUC는 다양한 방식으로 표현될 수 있다. 일부 예에서, 양 및 음의 영역을 생성하는 베이스 라인 아래로의 하락이나 베이스라인 위로의 상승이 존재할 것이다. 일부 계산에서는 양의 AUC에서 음의 AUC를 뺄 것이고, 한편 다른 계산에서는 이들의 절대값을 더할 것이다. 양 및 음의 AUC는 또한 개별적으로 고려될 수 있다. 보다 정교한 통계적인 평가가 또한 사용될 수 있다. 일부 예에서 그것은 또한 정상 범위 밖으로 상승하거나 또는 하락하는 혈중 글루코오스 농도를 또한 의미할 수 있다. 정상 혈중 글루코오스 농도는 일반적으로 공복 개인에서 일반적으로 70 내지 110 mg/dL, 식사 2시간 후 120 mg/dL 미만, 및 식사 후 180 mg/dL 미만이다. 익스커전은 혈중 글루코오스의 관점에서 본원에서 기술되지만, 다른 문맥에서 이 용어는 다른 분석물에 유사하게 적용될 수 있다.
글루카곤-유사 펩티드-1: 본원에서 사용된 바의, 용어 글루카곤-유사 펩티드-1 및 GLP-1은 천연 GLP-1의 활성을 갖는 펩티드 또는 단백질, 서열 번호 1의 아미노산 서열을 갖는 폴리펩티드를 의미한다. 또한 서열 번호 2의 아미노산 서열을 갖는 GLP-1(7-36) 아미드를 포함한다. GLP-1은 예를 들어 고체상 합성을 사용하여 임의의 원료로부터 제조된 또는 화학적으로 합성된 단리, 정제 및/또는 재조합된 GLP-1을 포함하는 서열 번호 1의 서열을 갖는 임의의 원료로부터의 GLP-1을 의미한다. 또한 천연 GLP-1의 보존된 아미노산 치환도 여기에서 포함된다. 예를 들어, 보존적 아미노산 변화는 단백질 또는 펩티드의 일차 서열을 변경하지만, 일반적으로 그의 기능을 변경하지 않는다. 보존적 아미노산 치환은 전형적으로 하기 군 내의 치환을 포함한다: 글리신, 알라닌; 발린, 이소류신, 류신; 아스파르트산, 글루탐산; 아스파라긴, 글루타민; 세린, 트레오닌; 라이신, 아르기닌; 및 페닐알라닌, 티로신. 특정 실시양태에서, GLP-1 분자는 천연 GLP-1에 대하여 적어도 80% 상동성, 85% 상동성, 90% 상동성, 92% 상동성, 95% 상동성, 96% 상동성, 97% 상동성, 98% 상동성, 또는 천연 GLP-1에 대하여 99% 상동성이며 한편 천연 GLP-1의 하나 이상의 생물학적 활성을 보유한다.
GLP-1 분자: 본원에서 사용된 바의, 용어 "GLP-1 분자"는 천연 GLP-1의 하나 이상의 생물학적 활성을 보유하는 GLP-1 단백질, 펩티드, 폴리펩티드, 유사체, 모방체, 유도체, 이소형태, 단편 등을 의미한다. 한 실시양태에서, 천연 GLP-의 하나 이상의 생물학적 활성은 인슐린분비 활성이다. 이러한 GLP-1 분자는 자연적으로 발생하는 GLP-1 폴리펩티드(GLP-1(7-37)OH, GLP-1(7-36)NH2 및 GLP-1 대사산물, 예컨대 GLP-1(9-37)를 포함할 수 있다. GLP-1 분자는 또한 천연 GLP-1, GLP-1 유사체, GLP-1 유도체, 디펩티딜-펩티다제-IV(DPP-IV)-보호된 GLP-1, GLP-1 모방체, GLP-1 펩티드 유사체, 및 생합성 GLP-1 유사체를 포함할 수 있다. 장기 작용 GLP-1 분자는 분해에 대하여 내성이 있으며, "인크레틴 모방체"라고 불리우는 리라글루티드(노보 노디스크(Novo Nordisk), 덴마크 코펜하겐), 엑세나티드(엑센딘-4; BYETTA®)(아밀린 인크.(Amylin Inc.), 미국 캘리포니아주 샌디에고), 및 엑세나티드-LAR(엘리 릴리(Eli Lilly), 미국 인디애나주 인디애나폴리스)를 의미한다. 단기-작용 GLP-1 분자는 인스턴트 조성물을 의미한다.
개질(일반적으로 일차 서열을 변경하지 않음)은 폴리펩티드의 생체 내 또는 시험관 내 화학 유도체화, 예컨대, 아세틸화, 또는 카르복실화를 포함한다. 예를 들어, 그의 합성 및 공정 동안 또는 예컨대 글리코실화에 영향을 주는 효소, 예컨대, 포유동물의 글리코실화 또는 탈글리코실화 효소에 폴리펩티드를 노출함에 의한 추가의 공정 단계에서 폴리펩티드의 글리코실화 패턴을 개질함에 의해 제조될 수 있는, 글리코실화의 개질도 또한 포함된다. 또한 포스포릴화된 아미노산 잔기,예컨대, 포스포티로신, 포스포세린, 또는 포스포트레오닌을 갖는 서열도 포함된다.
또한 단백질분해 저하에 대한 내성을 개선하거나 또는 용해도 성질 최적화를 위해 통상적인 분자 생물학적 기술을 사용하여 개질된 폴리펩티드를 포함한다. 이러한 폴리펩티드의 유사체는 자연적으로 발생하는 L-아미노산 이외의 잔기, 예컨대, D-아미노산 또는 비 자연적으로 발생하는 합성 아미노산을 함유하는 것을 포함한다. 본 발명의 펩티드는 본원에서 기술된 특정의 예시적인 공정의 생성물로 제한되는 것은 아니다.
실질적으로 완전한 길이의 폴리펩티드 이외에, 폴리펩티드의 생물학적으로 활성 단편도 또한 포함된다. 생물학적으로 활성 단편은 천연 GLP-1의 적어도 일부분에서 상동성이며 천연 GLP-1의 하나 이상의 생물학적 활성을 보유한다.
글루코오스 제거 속도: 본원에서 사용된 바의, "글루코오스 제거 속도"는 글루코오스가 혈액으로부터 사라지는 속도이다. 안정한 혈중 글루코오스를 유지하기 위해 필요한 글루코오스의 주입량, 종종 연구 기간 동안 대략 120 mg/dL로 구하여지는 것이 일반적이다. 글루코오스 제거 속도는 글루코오스 주입 속도, 약칭 GIR과 동일하다.
고혈당증: 본원에서 사용된 바의, "고혈당증"은 일반적으로 126 mg/dL 이상인 정상 공복 혈중 글루코오스 농도보다 높은 것이다. 일부 연구에서 고혈당 에피소드는 280 mg/dL(15.6 mM)를 초과하는 혈중 글루코오스 농도로서 정의하였다.
저혈당증: 본원에서 사용된 바의, "저혈당증"은 일반적으로 63 mg/dL(3.5 mM) 미만인 정상 혈중 글루코오스 농도보다 낮은 것이다. 임상적으로 관련 저혈당증은 혈중 글루코오스 농도가 63 mg/dL 미만인 것으로 정의되거나 또는 저혈당증의 인식 증상이며 적당한 열량 섭취에 의해 사라지는 근긴장저하증, 홍조 및 허약과 같은 환자의 증상을 야기한다. 중증의 저혈당증은 글루카곤 주사, 글루코오스 주입, 또는 다른 당사자의 도움이 필요한 저혈당 에피소드로서 정의된다.
근접: 본원에서 사용된 바의, "근접"은 식사와 관련하여 사용된 바의, 식사 또는 간식 시작 시간 근처의 기간을 의미한다.
대사산물: 본원에서 사용된 바의,"대사산물"은 대사의 중간체 또는 생성물이며, 대분자 및 소분자를 포함한다.　본원에서 사용된 바의, 및 적절한 한경우, 정의는 일차 및 이차 대사산물에 적용한다. 일차 대사산물은 직접적으로 생물의 정상 성장, 전개, 및 재생을 포함한다. 이차 대사산물은 이들 과정을 직접적으로 포함하지 않지만, 전형적으로 중요한 생태 기능(예컨대, 항생제)을 갖는다.
미세입자: 본원에서 사용된 바의, 용어 "미세입자"는 일반적으로　직경 0.5 내지 100 마이크론의 입자 및 특히 직경 10 마이크론 미만의 입자를 포함한다. 다양한 실시양태는 보다 구체적인 크기 범위를 수반한다. 미세입자는 전형적으로 DKP산의 pH 조절 침전에 의해 제조되는 것과 같은 불규칙한 표면 및 내부 공극을 갖는 결정질 플레이트의 조립체일 수 있다. 이러한 실시양태에서 활성제는 침전 공정에 의해 포획되거나 또는 미세입자의 결정질 표면상에 코팅될 수 있다. 미세입자는 활성제가 전체적으로 분산된 DKP 염을 포함하는 축소된 구형 쉘 또는 구형 쉘 일 수 있다. 전형적으로 이러한 입자는 DKP와 활성제의 공용액을 분무 건조하여 수득 될 수 있다. 이러한 입자 내에서 DKP염은 비정질일 수 있다. 상술한 설명은 대표적인 것으로서 이해되어야 한다. 미세입자의 다른 형태가 고려되며 그 용어에 의해 포함된다.
비만: 본원에서 사용된 바의, "비만"은 과도한 체지방이 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 범위로 축적된 상태이다. 비만은 전형적으로 30 kg/m2초과의 BMI(체질량 지수)를 갖는 BMI에 의해 평가된다.
본원에서 사용된 바의 "PEG화 GLP-1"은 GLP-1(7-37)OH, GLP-1(7-36)NH2 및 Vale-GLP-1을 포함하는 GLP-1 활성을 갖는 천연, 유사체, 자연적으로 발생하는 유도체, 재조합 또는 합성 기원에 상관없는 GLP-1 분자에 공유적으로 부착된 하나 이상의 폴리에틸렌 글리콜 기를 갖는 모든 형태의 GLP-1을 포함한다.
말초 조직: 본원에서 사용된 바의, "말초 조직"은 기관 또는 혈관과 연관된 연결 또는 간극 조직을 의미한다.
식사기간: 본원에서 사용된 바의, "식사기간(periprandial)"은 식사 또는 간식의 섭취 시작 직전 및 종료 직후의 시간의 기간을 의미한다.
식사 후: 본원에서 사용된 바의, "식사 후"는 식사 또는 간식 섭취 후의 시간의 기간을 의미한다. 본원에서 사용된 바의, 늦은 식사 후는 식사 또는 간식 섭취 후 3, 4, 또는 그 이상의 시간의 기간을 의미한다.
강화: 일반적으로, 강화는 제제가 그렇지 않으면 달성할 레벨 위의 몇몇 제제의 효능 또는 활성을 증가시키는 상태 또는 작용을 의미한다. 유사하게 이것은 증진된 효과 또는 활성을 직접적으로 의미할 수 있다. 본원에서 사용된 바의, "강화"는 특히 예를 들어, 글루코오스 제거 속도를 향상시키는 후속하는 인슐린 레벨의 효능 향상을 위한 상승된 혈중 인슐린 농도의 능력을 의미한다.
식사: 본원에서 사용된 바의, "식사"는 식사 또는 간식을 의미한다.
식사 전: 본원에서 사용된 바의, "식사 전"은 식사 또는 간식의 섭취 전의 시간의 기간을 의미한다.
폐 흡입: 본원에서 사용된 바의, "폐 흡입"은 폐 및 특정 실시양태에서 폐의 폐포 영역에 도달하도록 흡입에 의한 약제학적 제조물의 투여를 의미하기 위하여 사용된다. 전형적으로 흡입은 입을 통해서이지만, 대안적인 실시양태에서 코를 통해 수반 흡입할 수 있다.
부작용 감소:　 본원에서 사용된 바의, 용어 "감소"는 부작용과 관련하여 사용될 때, 환자에게 주목할 만한 하나 이상의 부작용의 중증도의 감소　또는 건강관리 요원의 돌봄 하에서, 부작용이 환자에게 더이상 주목할 만하거나 또는 환자가 더 이상 쇠약해지지 않도록 하나 이상의 부작용 감소를 의미한다.
부작용: 본원에서 사용된 바의, 용어 "부작용"은 활성제 요법으로부터 발생하는 의도하지 않은 및 바람직하지 않은 결과를 의미한다. 비 제한적인 예에서, GLP-1의 일반적인 부작용은 이것으로 제한되는 것은 아니지만 오심, 구토 및 과다 발한을 포함한다.
치료적 유효량: 본원에서 사용된 바의, 용어 조성물의 "치료적 유효량"은 인간 또는 비인간 환자에게 투여되었을 때 증상의 경감과 같은 치료 이익을 제공하는 조성물, 예컨대, 내인성 인슐린의 분비를 자극하기 위한 효과적인 양을 의미한다. 특정 상황에서 환자는 영향을 받는 증상이 존재하지 않는 장애를 앓을 수 있다. 그러므로 조성물의 치료적 유효량은 또한 질환 증상의 발병을 방지하기 위한 충분한 양이다.
상세한 설명
GLP-1은 다양한 투여 경로에 의해 제2형 진성 당뇨병과 연관된 고혈당증의 치료로서 연구되어 왔다. 문헌에서 개시된 바의 GLP-1은 지방, 탄수화물, 및 단백질을 먹어서 반응하는 장 내분비 L-세포로부터 방출되는 30 또는 31 아미노산 인크레틴 호르몬이다. GLP-1은 프로글루카곤의 단백질분해 절단의 결과로서 생성되며, 활성 형태는 GLP-1(7-36) 아미드 및 GLP-1(7-37)로서 확인된다. 이러한 펩티드 호르몬의 분비는 제2형 진성 당뇨병이 있는 환자에게서 손상된 것으로 밝혀졌으며, 이 펩티드 호르몬이 이 질환 및 기타 관련 질환의 잠재적인 치료를 위한 일차 후보자가 된다.
비질환 상태에서, GLP-1은 경구적으로 섭취되는 영양소, 특히 당으로부터 반응하는 장 L-세포로부터 분비된다. GLP-1은 췌장으로부터 식사에 의해 유도된 인슐린 방출을 자극하는 것을 포함하는 위장관(GI) 및 뇌에 영향을 준다. 췌장에서의 GLP-1 효과는 글루코오스 의존적이며 따라서 GLP-1 유도된 저혈당증의 위험은 호르몬이 외인성으로 투여될 때 최소가 된다. GLP-1은 또한 인슐린 생합성의 모든 단계를 촉진하며, β-세포 성장, 생존, 및 분화를 직접적으로 자극한다. 이들 효과의 조합은 췌장 소도에서 증진된 β-세포 질량을 초래한다. 또한, GLP-1 수용체 신호는 β-세포 아포토시스의 감소를 초래하며 증진된 β-세포 질량에 더 기여한다.
위장관에서, 문헌에서 보고된 바와 같이 GLP-1은 운동성을 감소시키고, 글루코오스에 반응하여 인슐린 분비를 증가시키며, 글루카곤 분비는 감소시킨다. 이 효과들은 조합되어 식사 후 글루코오스 익스커전을 감소시킨다. GLP-1가 중추 투여(뇌실내 또는 icv)로 제공된 설치류의 실험은 GLP-1이 식품 섭취를 억제하는 것으로 나타났으며, 이것은 말초 방출된 GLP-1이 전신 순환으로 들어갈 수 있고, 뇌에서 그의 효과를 가질 수 있음을 시사한다. 이 효과는 뇌의 뇌활밑 기관 및 최후야 내에서 GLP-1 수용체에 접근하는 순환하는 GLP-1의 결과일 수 있다. 뇌의 이들 구역은 식욕 및 에너지 항상성 조절을 포함하는 것으로 알려져 있다. 흥미롭게도, 위 팽창은 식욕 억제제로서 중앙 발현된 GLP-1의 역할을 예측하는 고립로의 꼬리핵에서 GLP-1 함유 뉴런을 활성화한다. 이들 가설은 반대 효과를 볼 수 있는 GLP-1 수용체 길항제, 엑센딘(9-39)을 사용한 연구에 의해 지지된다. 인간에서, 투여된 GLP-1은 만족스러운 효과를 가지며, 연속 피하 주입에 의해 6주에 걸친 요법으로 주어질 때, 당뇨병 환자는 유의한 체중 감소를 초래하는 식욕의 감소를 나타낸다.
GLP-1은 또한 제2형 당뇨병 환자에게 연속 정맥 내 주입으로 제공될 때 공복 및 식사 후 양자에서 인슐린 분비 증가 및 정규화가 나타났다. 또한, GLP-1 주입은 비-인슐린 경구 약제로 미리 치료된 환자 및 술포닐우레아 요법 실패 후 인슐린 요법이 필요한 환자에서 더 낮은 글루코오스 레벨을 나타내었다. 그러나, GLP-1의 단일 피하 주사의 효과는 이하에 본원에서 논의되고 기술분야에서 언급된 바와 같이 실망스러운 결과를 제공하였다. 면역반응성 GLP-1의 높은 혈장 레벨이 달성되었지만, 인슐린 분비는 신속하게 전처리 값으로 복귀하며 혈중 글루코오스 농도는 정규화되지 않았다. 반복된 피하 투여는 정맥 투여로 관측되는 것과 필적할 만한 공복 혈중 글루코오스 농도를 달성할 필요가 있다. 6주 동안 GLP-1의 연속 피하 투여는 공복 및 식사 후 글루코오스 농도의 감소 및 낮은 HbA1c 레벨을 나타내었다. GLP-1의 단일 피하주사의 단기 효능은 그의 순환상의 불안정성과 관련된다. GLP-1은 디펩티딜 펩티다제-IV(DPP-IV)에 의해 시험관 내의 혈장에서 대사화된다. GLP-1은 N-말단으로부터 아미노산 7 및 8의 제거로 DPP-IV에 의해 신속하게 분해된다. 분해 생성물, GLP-1(9-36) 아미드는 활성이 아니다. DPP-IV는 혈관 내에서 순환하고, 위장관 및 신장의 혈관구조에서 멤브레인 결합되며 폐의 임파구에서 확인되었다.
제2형 진성 당뇨병과 연관된 고혈당증의 치료로서 GLP-1, 및 GLP-1 유사체의 유용성은 20년에 걸쳐 연구되어 왔다. 임상학적으로, GLP-1은 혈중 글루코오스, 식사 후 글루코오스 익스커전 및 식품 섭취를 감소시킨다. 그것은 또한 포만감도 증가시킨다. 종합적으로, 이들 작용은 잠재적으로 체중 감량의 촉진과 함께 항당뇨병제의 독특하고 매우 바람직한 프로파일을 정의한다. 이러한 장점에도 불구하고, 당뇨병 치료로서의 GLP-1의 유용성은 주사에 의한 투여가 필요하고, GLP-1은 효소 디펩티딜 펩티다제(DPP)-IV에 의해 신속하게 불활성화되기 때문에 매우 짧은 순환 반감기를 가지므로 방해가 된다. 그러므로 GLP-1의 치료적으로 효과적인 농도를 달성하기 위하여 더 높은 GLP-1 투여량이 필요하다. 그러나, 광범위한 문헌의 평가를 기초로, 활성 GLP-1 농도가 혈장에서 100 pmol/L 초과일 때, 과다 발한, 오심, 및 구토를 포함하는 부작용/역효과의 조합이 전형적으로 관측된다.
GLP-1의 제한된 반감기의 문제를 해결하기 위하여, 몇몇 장기 작용 GLP-1 유사체가 현재 개발중에 있거나 개발되었다. 분해에 대한 내성이 있는 리라글루티드(노보 노디스크, 덴마크 코펜하겐), 엑세나티드(엑센딘-4; BYETTA®)(아밀린 인크., 미국 캘리포니아주 샌디에고), 및 엑세나티드-LAR(엘리 릴리, 미국 인디애나주 인디애나폴리스)를 포함하는 장기 작용 GLP-1 유사체는 "인크레틴 모방체"로 불리우며 임상시험에서 연구되었다. 엑세나티드는 제2형 당뇨병에 대하여 승인된 요법이다. 이들 생성물은 피하 투여를 위한 제제이며, 이들 제제는 말초 조직, 혈관 조직 및/또는 간에서의 분해로 인하여 상당한 제한을 갖는 것으로 알려졌다. 예를 들어, GLP-1과 대략 50% 아미노산 상동성을 갖는 화합물인 엑세나티드(BYETTA®)는 GLP-1 보다 더 긴 순환 반감기를 갖는다. 이 생성물은 제2형 진성 당뇨병과 연관된 고혈당증의 치료를 위해 미국 식약청(FDA)에서 승인되었다. 엑세나티드의 순환 반감기가 GLP-1 보다 더 길지만, 여전히 하루에 2회 환자가 약물을 주입할 것이 요구된다. 엑세나티드 요법은 오심, 췌장염, 및 신장 손상의 유의한 발생을 포함하는 불량한 부작용 프로파일에 의해 더 복잡해진다. 게다가, 이러한 장기 작용 치료적 접근법은 환자에게 편리성을 제공하고 컴플라이언스를 용이하게 할 수 있지만, 주사에 의해 투여된 장기 작용 GLP-1 유사체에 대한 약동학적 프로파일은 내인성으로 분비된 호르몬과는 근본적으로 상이할 수 있다. 이 요법은 효과적일 수 있지만, 정상적인 생리기능을 모방하지는 않는다.
피하 주사에 의해 투여된 장기 작용 GLP-1 유사체를 사용한 당뇨병 및/또는 고혈당증 치료에 대한 현재의 접근/진보는 당뇨병에 대한 허용 가능한 치료를 제공하지만, 치료는 신체의 자연적인 생리기능을 모방하지는 않는다. 예를 들어, 건강한 사람에서, 내인성 GLP-1은 식사 후에만 분비되고 필요에 따라 단지 짧게 버스트된다. 반대로, 장기 작용 GLP-1 유사체는 식사 후 단계를 초과하는 기간 동안 약물 노출을 제공한다. 그러므로, 이상적인 GLP-1 요법은 약물이 식사 후 기간으로 제한된 노출로 식사시간에 투여되는 것일 수 있다. 약물 투여의 폐 경로는 이러한 치료를 제공하는 잠재력을 갖지만, 우리의 지식으로는, 폐에서의 DPP-IV의 존재로 인해 이전에 탐구되지 않았다.
GLP-1의 순환 반감기를 연장하기 위한 대안적인 접근은 DPP-IV가 GLP-1 대사에 대한 책임이 있는 효소이기 때문에 DPP-IV 억제제의 개발을 포함한다. DPP-IV의 억제는 내인성 GLP-1의 반감기 증가를 나타내어 왔다. 디펩티딜 펩티다제 IV 억제제는 노바티스(스위스 바젤)에서 개발된 빌다글립틴(GALVUS®) 및 머크(미국 뉴저지주 화이트 하우스 스테이션)에서 개발된 JANUVIA®(시타글립틴)을 포함한다.
장기간 작용하는 GLP-1, 예를 들어, 엑세나티드를 사용한 현재의 고혈당증 치료 방법은 환자의 삶의 질에 영향을 주는 과다 발한, 오심 및 구토와 같은 해롭거나 부정적인 부작용이 없는 것은 아니다. 그러므로, 발명자들은 원치 않는 부작용을 방지하면서 더 낮은 전신 노출에서 약물에 대한 약력학적 반응을 증가시키는 약물 전달 시스템을 사용한 새로운 질환의 치료 방법에 대한 필요를 확인하였다. 게다가, 발명자들은 비침습적 방법을 사용하여 약물을 직접적으로 동맥 순환으로 전달할 필요성을 확인하였다. 이러한 비침습적 방법을 사용한 조성물 및 그의 용도가 그러므로 본원에서 기술된다.
주사용 치료제를 위한 생물학적 활성제, 예컨대 펩티드 및 단백질(항체 및 항체 단편 포함)의 안정화 및 따라서 순환에서 이들 반감기의 증가를 위한 기술은 폴리에틸렌 글리콜(PEG)의 중합체 사슬이 타겟 치료 분자에 공유적으로 부착되고, 따라서 분자의 유체역학적 크기가 증가하는 PEG화이다. 그러므로 수득한 큰 분자는 컨쥬게이트의 큰 분자 크기 때문에 감소된 신장 클리어런스로 인하여 일차적으로 더 긴 전신 순환으로 남아 있는다. 그러나 일부 경우, PEG화는 세포 수용체에 대한 치료 분자의 친화성 또는 그의 흡수 및 분포를 변경할 수 있다. 또한, 안정화된 생물학적 활성제는 주사 부위에 통증 및 자극을 야기할 수 있는 주사제로서 제공된다. 그러므로, 활성제의 전달을 용이하게 하는 새로운 방법이 환자의 컴플라이언스를 개선하기 위해 개발될 필요가 있다.
본원의 실시양태에서, 예를 들어, 당뇨병, 고혈당증, 비만 등과 같은 내분비 질환을 포함하는 질환의 치료 방법이 개시되어 있다. 본 발명자들은 비침습적 양식으로 전신 순환, 특히, 동맥 순환으로 직접적으로 약물을 전달할 필요가 있다는 것을 확인하였다. 동맥 순환으로의 전달은 정맥 시스템을 통해 되돌아가기 전에 타겟 기관(들)로의 약물의 도달을 허용할 수 있다. 이러한 접근은 역설적으로 정맥 내, 피하 또는 기타 비경구적 경로를 통한 유사한 투여의 결과보다 활성제에 더 높은 피이크 타겟 기관 노출의 결과를 초래할 수 있다. 흡수시 활성제가 정맥 순환으로 진입하는, 심지어 소화관에서 분해로부터의 보호를 제공하는 제제로 경구 투여한 것에 비하여 유사한 장점이 수득될 수 있다.
한 실시양태에서, 약물 전달 시스템은 경구, 정맥 내, 경피, 및 피하 투여와 같은 기타 투여 경로와 접하는 말초 또는 혈관 정맥 조직에서 예를 들어 단백질 또는 펩티드의 산화, 포스포릴화 또는 임의의 개질을 포함하는 국소 분해성 효소 또는 기타 분해 메커니즘과의 직접적인 접촉에 의해 신속하게 대사되고/되거나 분해되는 임의의 타입의 활성제와 함께 사용될 수 있다. 실시양태에서, 방법은 경구, 피하 또는 정맥 투여에 의해 대사 또는 분해되는 활성제를 확인 및 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 불안정성으로 인하여, GLP-1의 피하주사는 혈액 내에서 효과적인 GLP-1의 레벨을 유발하지 않았다. 이것은 이러한 투여 방식에 의해 효과적으로 전달될 수 있는 인슐린과 같은 펩티드와는 대조적이다.
특정 실시양태에서, 질환 또는 장애의 치료 방법은 흡입을 위한 적당한 캐리어의 선택 및 폐의 폐포로 활성 물질을 전달하는 단계를 포함한다. 이 실시양태에서, 캐리어는 하나 이상의 활성제와 연관되어 폐의 말초 및 혈관 정맥 조직에서 활성제의 신속한 분해를 방지하는 조성물로서 투여될 수 있는 약물/캐리어 복합체를 형성할 수 있다. 한 실시양태에서, 캐리어는 디케토피페라진이다.
본원에서 기술된 방법은 생물학적 제제를 포함하는 많은 타입의 활성제를 전달하기 위하여 이용될 수 있다. 특정 실시양태에서, 방법은 동맥으로 신속하게 순환하는 펩티드 호르몬을 포함하는 활성제의 치료량을 효과적으로 전달하는 약물 전달 시스템을 이용한다. 한 실시양태에서, 하나 이상의 활성제는 이것으로 제한되는 것은 아니지만 분해 또는 비활성화에 민감한 펩티드 예컨대 GLP-1, 단백질, 리포카인, 소분자 약제, 핵산 등을 포함하며, 디케토피페라진을 포함하는 건조 분말 조성물로 활성제를 제제화하고 활성제(들)을 카트리지 및 건조 분말 흡입기를 사용하여 폐 흡입에 의해 전신 순환으로 전달한다. 한 실시양태에서, 방법은 예를 들어, 진피 및 폐의 국소 혈관 또는 말초 조직에서 효소에 민감한 펩티드를 선택하는 것을 포함한다. 본 발명의 방법은 말초 조직 및 정맥 또는 간 대사 또는 분해와의 접촉을 방지 또는 감소시키는 활성제를 허용한다. 또 다른 실시양태에서, 전신 전달을 위하여 활성제는 폐에서 특이적 수용체를 갖지 않아야 한다.
대안적인 실시양태에서, 약물 전달 시스템은 또한 장애 또는 질환을 치료하기 위한 자연적으로 발생하는, 재조합, 또는 합성 기원의 치료용 펩티드 또는 단백질, 및/또는 그의 개질된 형태의 전달에 사용될 수 있으며, 제한되는 것은 아니지만 아디포넥틴, 콜레시스토키닌(CCK), 세크레틴, 가스트린, 글루카곤, 모틸린, 소마토스타틴, 뇌 나트륨 이뇨 펩티드(BNP), 심방 나트륨 이뇨 펩티드(ANP), 부갑상선 호르몬, 펩티드 관련된 부갑상선 호르몬(PTHrP), IGF-1, 성장 호르몬 방출 인자(GHRF), 과립구-대식세포 콜로니 자극 인자(GM-CSF), 항-IL-8 항체, ABX-IL-8을 포함하는 IL-8 길항제; 인테그린 베타-4 전구체(ITB4) 수용체 길항제, 엔케팔린, 노시셉틴, 노시스타틴, 오르파닌 FQ2, 칼시토닌, CGRP, 안지오텐신, 물질 P, 뉴로키닌 A, 췌장 폴리펩티드, 신경펩티드 Y, 델타 수면 유도 펩티드, PG-12를 포함하는 프로스타글란딩, BIIL 284, CP105696, LY29311을 포함하는 LTB 수용체 차단제; 혈관활성 장 펩티드; 트립탄 에컨대 수마트립탄 및 리포카인 예컨대 C16:1n7 또는 팔미톨리에이트를 포함한다. 또 하나의 다른 실시양태에서, 활성제는 소분자 약물이다.
한 실시양태에서, 치료 방법은 예를 들어, 단독 또는 서로 조합하여, 또는 하나 이상의 활성제와의 조합으로 PEG화 GLP-1(7-36)NH2, 및 PEG화 GLP-(7-37)OH를 포함하는 GLP-1 분자, 옥신토모둘린(OXN), 또는 펩티드 YY(3-36)(PYY)을 포함하는 제제를 사용하는 당뇨병, 고혈당증 및/또는 비만의 치료에 관한 것이다.
본원의 실시양태에서, 고혈당증 및 제2형 당뇨병 환자의 치료 방법은, 식사 후 단계를 초과하는 기간 동안 약물 노출을 제공하는, 장기간 작용하는 PEG화 GLP-1 및 PEG화 Val-8-GLP-1을 포함하는 GLP-1 유사체, 및 임의로 DPP-IV 억제제를 치료를 필요로하는 대상에게 투여하는 것을 포함한다.
특정 실시양태는 1 시간 이상, 바람직하게는 적어도 1, 3, 5, 7, 10, 15, 20, 또는 24시간 이상의 반감기 제거를 갖는 PEG화 GLP-1 화합물을 초래하는, 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 또는 그의 유도체의 하나 이상의 분자에 공유적으로 부착된 GLP-1 화합물을 포함한다. 본 발명의 PEG화 GLP-1 화합물은 200 ml/h/kg 이하, 또는 180 ml/h/kg 이하, 또는 150 ml/h/kg 이하, 또는 120 ml/h/kg 이하, 또는 100 ml/h/kg 이하, 또는 80 ml/h/kg 이하, 또는 60 ml/h/kg 이하 등의 클리어런스 값을 가질 수 있다.
GLP-1 화합물이 일단 제조 및 정제되면, GLP-1 화합물에 PEG 분자를 공유적으로 연결함에 의해 PEG화될 수 있다. 광범위한 방법이 펩티드에 PEG를 공유적으로 컨쥬게이트 하는 것에 대하여 기술분야에 기술되어 있다(검토를 위해 문헌[Roberts, M. et al. Advanced Drug Delivery Reviews, 54:459-476, 2002] 참조). 카르복시-말단에서 펩티드의 PEG화는 전구체로서 재조합 GLP-1 펩티드를 사용한 효소 결합 또는 기술 분야에서 공지되고 기술된 대안적인 방법을 통해 수행될 수 있다. 예컨대 미국 특허 제4,343,898호 또는 문헌[International Journal of Peptide & Protein Research. 43: 127-38, 1994] 참조. PEG화 GLP-1 화합물을 제조하기 위한 한 방법은 펩티드의 티올기에 직접적으로 PEG를 부착시키기 위한 PEG-말레이미드의 사용을 포함한다. 티올 작용기의 도입은 Cys 잔기를 상술한 위치의 펩티드에 또는 그 상에 첨가 또는 삽입하여 달성될 수 있다. 티올 작용기는 또한 펩티드의 측쇄 상에 도입될 수 있다(예컨대 티올 함유 산의 라이신 ε-아미노기의 아실화). 본 발명의 PEG화 공정은 마이클 첨가를 이용하여 안정한 티오에테르 연결기를 형성하는 것이다. 반응은 매우 특이적이며 기타 작용기의 존재 하에 온화한 조건에서 일어난다. PEG 말레이미드는 생체활성 PEG-단백질 컨쥬게이트의 제조를 위한 반응성 중합체로서 사용되었다.
예시적인 실시양태에서, 비만, 당뇨병 및/또는 고혈당증의 치료 방법은 과다 발한, 오심, 및 구토와 같은 원치 않는 부작용을 야기 함이 없이 췌장 β-세포로부터 내인성 인슐린의 신속한 분비를 자극하는 PEG화 GLP-1을 포함하는 GLP-1 분자를 포함하는 건조 분말 조성물 또는 제제를 치료가 필요한 환자에게 투여하는 것을 포함한다. 한 실시양태에서, 질환 치료 방법은 단일 투여량의 제제 내에 약 0.02 내지 약 3 mg 투여량 범위의 GLP-1을 비만, 제2형 진성 당뇨병 및/또는 고혈당증이 있는 포유동물을 포함하는 환자에게 적용할 수 있다. 고혈당증, 당뇨병, 및/또는 비만의 치료 방법은 환자가 식사 또는 간식에 근접하여 하나 이상의 투여량의 GLP-1 제제를 수취할 수 있도록 디자인될 수 있다. 이 실시양태에서, GLP-1의 투여량은 환자의 요구사항에 따라 선택될 수 있다. 한 실시양태에서, GLP-1의 폐 투여는 예를 들어, 제2형 당뇨병 환자의 치료에서 3 mg 초과의 GLP-1 투여량을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시양태에서, GLP-1 제제는 예컨대 폐 투여에 의해 흡입에 의해 투여된다. 이 실시양태에서, 폐 투여는 흡입용 건조 분말 제제 내의 GLP-1 분자를 제공하여 달성될 수 있다. 건조 분말 제제는 안정한 조성물이며 흡입에 적당하고, 폐에서 신속하게 용해하며 GLP-1 분자를 폐 순환으로 신속하게 전달하는 미세입자를 포함할 수 있다. 폐 투여를 위한 적당한 입자 크기는 예를 들어, 10 ㎛ 미만의 직경, 또는 9 ㎛ 미만의 직경, 8 ㎛ 미만의 직경, 7 ㎛ 미만의 직경, 6 ㎛ 미만의 직경, 5 ㎛ 미만의 직경일 수 있다. 폐의 폐포에 도달할 수 있는 대표적인 입자 크기는 직경 약 0.5 ㎛ 내지 약 5.8 ㎛ 범위이다. 이러한 크기는 특히 공기역학적 직경을 의미 하지만, 종종 실제 물리적 직경도 또한 해당한다. 이러한 입자는 폐 모세혈관에 도달할 수 있으며, 폐에서 말초 조직과의 광대한 접촉을 방지할 수 있다. 이 실시양태에서, 약물은 신속한 방식으로 동맥 순환에 전달될 수 있으며 신체에서 그의 타겟 또는 작용 부위에 도달하기 전에 효소 또는 기타 메커니즘에 의해 활성 성분의 분해를 방지한다. 한 실시양태에서, PEG-GLP-1을 포함하는 GLP-1 분자, 및 FDKP를 포함하는 폐 흡입용 건조 분말 조성물은 미세입자를 포함할 수 있고, 여기서 미세입자의 약 35% 내지 약 75%가 5.8 ㎛ 미만의 공기역학적 직경을 가진다. 실시양태에서 이들 건조 분말은, 예를 들어 결정질, 또는 비정질 등일 수 있다.
한 실시양태에서, 본 방법과 함께 사용하기 위한 건조 분말 제제는 디케토피페라진 또는 그의 약제학적으로 허용가능한 염 및 GLP-1 분자를 포함하는 입자를 포함한다. 이 실시양태 및 기타 실시양태에서 본 발명의 건조 분말 조성물은 천연 GLP-1, GLP-1 대사산물, 장기간 작용하는 GLP-1, PEG화 GLP-1을 포함하는 GLP-1 유도체, GLP-1 모방체, 엑센딘, 또는 그의 유사체로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 GLP-1 분자를 포함한다. GLP-1 유사체는 이것으로 제한되는 것은 아니지만 GLP-1 융합 단백질, 예컨대 알부민 GLP-1에 연결된 알부민을 포함한다.
예시적인 실시양태에서, 방법은 고혈당증 및/또는 당뇨병, 및 비만의 치료를 위해 환자에게 펩티드 호르몬 GLP-1의 투여를 포함한다. 방법은 과다 발한, 오심, 및 구토를 포함하는 원치 않는 부작용을 야기함이 없이 췌장 β-세포로부터 내인성 인슐린의 신속한 분비를 자극하는 PEG-GLP-1을 포함하는 GLP-1 분자를 포함하는 건조 분말 제제를 포함하는 흡입 가능한 조성물 또는 제제의 유효량을 치료가 필요한 환자에게 투여하는 것을 포함한다. 한 실시양태에서, 질환 치료 방법은 환자에 따라 건조 분말 제제 내에 약 0.01 mg 내지 약 5 mg, 또는 약 0.5 mg 내지 약 3 mg, 또는 약 1 mg 내지 약 2 mg, 또는 약 1.5 mg 내지 약 1.9 mg 투여량 범위의 GLP-1로 제2형 진성 당뇨병 및/또는 고혈당증을 앓는 포유동물을 포함하는 환자에게 적용될 수 있다. 한 실시양태에서, 치료될 환자 또는 대상은 인간이다. GLP-1 분자는 식사하기 직전(식사 전), 식사 때(식사 시), 및/또는 식사를 한 후(식사 후) 약 15, 30, 45 및/또는 60분에 투여될 수 있다. 한 실시양태에서, GLP-1 분자의 단일 투여량은 식사 직전에 투여될 수 있고 또 다른 투여량은 식사를 한 후 투여될 수 있다. 특정 실시양태에서, 약 0.5 mg 내지 약 1.5 mg의 GLP-1은 식사 직전에 투여되고 이어 식사 후 약 30분에 0.5 mg 내지 약 1.5 mg이 투여될 수 있다. 이 실시양태에서, GLP-1 분자는 약제학적 캐리어 및 부형제와 함께 또는 없이 디케토피페라진과 같은 흡입 입자와 제제화 될 수 있다. 한 실시양태에서, GLP-1 제제의 폐 투여는 환자에게 과다 발한, 오심 및 구토와 같은 원치 않는 불리한 부작용을 유발함이 없이 120 pmol/L 초과, 또는 110 pmol/L 초과, 또는 100 pmol/L 초과, 또는 90 pmol/L 초과, 또는 80 pmol/L 초과, 또는 70 pmol/L 초과의 GLP-1의 혈장 농도를 제공할 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 제2형 당뇨병 및 고혈당증이 있는 인간을 포함하는 환자의 치료 방법이 제공되며, 이 방법은 환자의 혈액 내 글루코오스의 레벨이 환자에게 오심 또는 구토를 유발함이 없이 투약 후 약 20분 내에 85 mg/dL로부터 70 mg/dL로 공복 혈장 글루코오스 농도를 감소시키는 FDKP 미세입자 내에 약 0.5 mg 내지 약 3 mg, 또는 약 1 mg 내지 약 2 mg, 또는 약 1.5 mg 내지 약 1.9 mg의 농도로 GLP-1 분자를 포함하는 흡입 가능한 GLP-1 제제를 환자에게 투여하는 것을 포함한다. 한 실시양태에서, FDKP 미세입자를 포함하는 제제 내의 0.5 mg 초과의 농도에서 GLP-1의 폐 투여는 위 배출의 억제가 결여되어 있다.
한 실시양태에서, GLP-1 분자는 조성물 내의 활성 성분으로서 단독으로, 또는 시타글립틴 또는 빌다글립틴과 같은 디펩티딜 펩티다제(DPP-IV) 억제제와, 또는 하나 이상의 기타 활성제와 함께 투여될 수 있다. DPP-IV는 포스트프롤린 또는 알라닌 펩티다제 활성을 나타내는 편재적으로 발현된 세린 프로테아제이며, 이에 의해 X는 임의의 아미노산을 의미하는 X-프롤린 또는 X-알라닌 후 N-말단 영역에서 절단을 통해 생물학적으로 불활성인 펩티드를 생성한다. GLP-1 및 GIP(글루코오스- 의존적 인슐린분비 펩티드)양자가 2 위치에 알라닌 잔기를 갖기 때문에, 이들은 DPP-IV에 대한 기질이다. DPP-IV 억제제는 인크레틴 호르몬의 신속한 분해를 방지함에 의해 혈당 조절을 개선하는 경구로 투여된 약물이며, 이에 의해 식사 후 생물학적으로 활성인 본래의 GLP-1 및 GIP의 레벨 증가를 초래한다.
실시양태에서, GLP-1 분자의 작용은 더 연장될 수 있거나 또는 필요하다면 DPP-IV 억제제를 사용하여 생체내에서 증강될 수 있다. 고혈당증 및/또는 당뇨병의 치료를 위한 GLP-1 및 DPP-IV 억제제 요법의 조합은 환자의 β-세포로부터 적절한 인슐린 반응을 유도할 필요가 있을 수 있는 활성 GLP-1 양의 감소를 허용한다. 또 다른 실시양태에서, GLP-1 분자는 예를 들어, 메트포르민과 같은 펩티드 이외의 기타 분자와 조합될 수 있다. 한 실시양태에서, DPP-IV 억제제 또는 예를 들어, 메트포르민을 포함하는 기타 분자는 GLP-1 분자와 투여와 동시에 또는 그 전에 투여될 수 있는 그 자신의 건조 분말 제제에서 개별적으로, 또는 공동 제제 내에 GLP-1 분자와 함께 건조 분말 제제 내에서 흡입에 의해 투여될 수 있다. 한 실시양태에서, DPP-IV 억제제 또는 예를 들어, 메트포르민을 포함하는 기타 분자는 경구를 포함하는 기타 투여 경로에 의해 투여될 수 있다. 한 실시양태에서, DPP-IV 억제제는 환자의 필요에 따라 약 1 mg 내지 약 100 mg 범위의 투여량으로 환자에게 투여될 수 있다. 더 작은 농도의 DPP-IV 억제제는 GLP-1 분자와 공동 투여 또는 공동 제제화될 때 사용될 수 있다. 이 실시양태에서, GLP-1 요법의 효능은 현재의 제형과 비교할 때 감소된 투여량 범위에서 개선될 수 있다.
본원에서 기술된 실시양태에서, GLP-1 분자는 식사시간(식사 또는 간식에 근접한 시간)에 투여될 수 있다. 이 실시양태에서, GLP-1 노출은 현재 치료의 장기간 작용하는 효과를 야기하지 않으므로 식사 후 기간으로 제한될 수 있다. DPP-IV 억제제가 공동 투여되는 실시양태에서, DPP-IV 억제제는 식사 시간에 GLP-1 투여 전 환자에게 제공될 수 있다. 투여될 DPP-IV 억제제의 양은 예를 들어, 선택된 투여 경로에 따라 약 0.10 mg 내지 약 100 mg 범위일 수 있다. 추가의 실시양태에서, GLP-1 분자의 하나 이상의 투여량은 식사 또는 간식 시작에 근접하게 투여된 투여량 이외에 또는 그 대신에 식사의 시작 후 투여될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 투여량은 식사의 시작 후 15분 내지 120분에, 예컨대 30, 45, 60, 또는 90 분에 투여될 수 있다.
한 실시양태에서, 약물 전달 시스템은 포유동물과 같은 동물에서 식품 소비를 제어 또는 감소시키도록 하여 비만 치료 방법에 이용될 수 있다. 이 실시양태에서, 비만 또는 치료가 필요한 환자는 기술 분야에서 공지된 추가의 식욕 억제제와 함께 또는 없이 GLP-1 분자, 엑센딘, 옥신토모둘린, 펩티드 YY(3-36), 또는 그의 조합, 또는 그의 유사체를 포함하는 흡입 가능한 조성물 또는 제제의 치료적 유효량이 투여된다. 이 실시양태에서, 방법은 식품 소비 감소, 환자의 식품 소비 억제, 식욕 억제 또는 감소, 및/또는 체중 조절을 타겟으로 한다.
한 실시양태에서, 흡입 가능한 제제는 디케토피페라진, 예를 들어 2,5-디케토-3,6-디(4-X-아미노부틸)피페라진(여기서 X는 숙시닐, 글루타릴, 말레일, 또는 푸마릴), 또는 디케토피페라진의 염과 상술한 활성 성분을 포함하는 건조 분말 제제를 포함한다. 이 실시양태에서, 흡입 가능한 제제는 상술한 공기 역학적 특성을 갖는 활성 성분을 포함하는 흡입용 미세입자를 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 활성 성분의 양은 당업자에 의해 결정될 수 있지만, 본 발명의 미세입자는 환자의 필요에 따라 다양한 양의 활성성분으로 로딩될 수 있다. 예를 들어, 옥신토모둘린에 대하여, 미세입자는 제제 내에 약 1%(w/w) 내지 약 75%(w/w)의 활성 성분을 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 흡입 가능한 제제는 약 10%(w/w) 내지 약 30%(w/w)의 약제학적 조성물을 포함할 수 있으며 약제학적으로 허용가능한 캐리어, 또는 부형제, 예컨대 계면활성제, 예컨대 폴리소르베이트 80도 또한 포함할 수 있다. 이 실시양태에서, 옥신토모둘린은 환자에게 하루에 1회 내지 약 4회 또는 환자의 필요에 따라 제제 내의 약 0.05 mg 내지 약 5 mg 범위의 투여량으로 투여될 수 있다. 특정 실시양태에서, 대상에게 투여될 투여량은 옥신토모둘린 약 0.1 mg 내지 약 3.0 mg 범위일 수 있다. 한 실시양태에서, 흡입 가능한 제제는 제제 내에 약 50 pmol 내지 약 700 pmol의 옥신토모둘린을 포함할 수 있다.
PYY 또는 PEG화 PYY가 활성 성분으로서 사용된 본원에서 개시된 실시양태에서, 폐 전달을 위한 건조 분말 제제는 투여량당 약 0.10 mg 내지 약 3.0 mg의 PYY를 포함하는 것으로 만들어질 수 있다. 특정 실시양태에서, 제제는 제제 내에 약 1% 내지 약 75%(w/w)범위의 펩티드의 양으로 PYY를 포함하는 건조 분말을 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 제제 내의 PYY의 양은 5%, 10%, 15%, 또는 20%(w/w)일 수 있으며 디케토피페라진을 더 포함한다. 한 실시양태에서, PYY는 디케토피페라진, 예컨대 FDKP 또는 나트륨 염을 포함하는 그의 염을 포함하는 제제로 투여된다. 특정 실시양태에서, PYY는 투여 후 PYY의 혈장 농도가 약 4 pmol/L 내지 약 100 pmol/L 또는 약 10 pmol/L 내지 약 50 pmol/L이 되도록 하는 제형으로 대상에게 투여될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, PYY의 양 예를 들어, 제제 내에 약 0.01 mg 내지 약 30 mg, 또는 약 5 mg 내지 약 25 mg 범위의 양으로 투여될 수 있다. PYY의 기타 양은 예를 들어 그의 내용이 참고로 본원에서 인용된 문헌 [Savage et al. Gut 1987 Feb;28(2):166-70]에서 기술된 바와 같이 구할 수 있다. PYY 및/또는 유사체, 또는 옥신토모둘린 및/또는 유사체 제제는 대상에게 식사 전, 식사, 식사 중, 또는 식사 후 또는 필요에 따라 및 환자의 생리적 조건에 따라 투여될 수 있다. PYY 및 옥신토모둘린의 PEG화된 형태가 또한 사용될 수 있다.
한 실시양태에서, 활성 성분을 포함하는 제제는 예를 들어, 건조 분말 흡입기와 관련하여 개시된 모든 내용이 참고로 본원에서 인용된 U.S. 특허 제7,305,986호 및 U.S. 특허 출원 일련번호 제10/655,153호(US 제2004/0182387호), 및 US 제2009/0241949호, US 제2009/0308390호; 제 2009/0308391호 및 US 제2009/0308392호에 개시된 흡입기와 같은 건조 분말 흡입기를 사용하여 흡입에 의해 건조 분말 제제로 환자에게 투여될 수 있다. 예를 들어, 흡입기는 섭취 섹션; 혼합 섹션, 및 마우스피스를 포함하는 건조 분말 흡입기일 수 있다. 마우스피스는 혼합 섹션에 회전 조인트에 의해 연결될 수 있으며, 및 섭취 섹션 상으로 다시 회전될 수 있고 및 커버로 밀봉된다. 섭취 챔버는 스프링 및 테이퍼 피스톤 로드가 있는 특수 피스톤 및 장치를 통해 공기의 흐름을 조절하는 하나 이상의 누설 오리피스를 포함할 수 있다. 섭취 챔버는 공기흐름의 적절한 속도가 달성되었을 때 사용자에게 나타내는 톤을 생성하는 피드백 모듈을 임의로 더 포함할 수 있다. 혼합 섹션은 건조 분말 약제를 수용하는 호울, 및 마우스피스가 섭취 섹션에 특정 각도에 있을 때만 개방될 수 있는 커버를 보유할 수 있다. 혼합 섹션은 섭취 섹션이 마우스피스에 특정 각도로 있을 때 캡슐을 더 개방 및 밀폐할 수 있다. 혼합 섹션은 혼합 챔버를 통해 통과하는 공기에 사이클론 유동을 부여하는 나선형 또는 돌출부에 의해 구성된 벤추리 챔버 일수있다. 마우스피스는 DPI가 올바른 위치에 있다는 것을 사용자에게 알리기 위한 사용자의 입술과 접촉하는 돌출부 및 설압자를 포함할 수 있다. 커버가 있는 임의의 저장 섹션은 추가의 캡슐을 보유할 수 있다. 마우스피스를 위한 커버 및 저장 섹션을 위한 커버는 양자가 투명한 확대 렌즈일 수 있다. 활성 성분을 포함하는 건조 분말 제제의 반복 흡입은 또한 식사 사이에 및 필요에 따라 매일 투여될 수 있다. 일부 실시양태에서, 제제는 하루에 1회, 2회, 3회 또는 4회 투여될 수 있다.
특정 실시양태에서, 조성물은 다중 용도로 재사용할 수 있는 호흡력 건조 분말 흡입 시스템, 또는 건조 분말의 탈응집 및 효율적인 전달을 위한 단일 용도의 일회용으로 전달될 수 있다. 한 실시양태에서, 조성물은 사용 전에 개별적으로 밀봉된 건조 분말 투여량을 수용하는 카트리지가 장착된 흡입기로 전달된다. 한 실시양태에서, 건조 분말 흡입기를 위한 카트리지는 카트리지 상단 및 내부 체적을 한정한 용기를 포함하며; 여기에서 카트리지 상부는 용기 상에서 연장한 하면을 가지며; 하면은 용기를 체결하도록 구성되고, 내부 체적을 수용하는 영역 및 내부 체적을 대기로 노출하는 영역을 포함한다. 이 실시양태의 한 양상에서, 용기는 임의로 하나 이상의 돌출부, 또는 하면 또는 상단의 내면으로부터 용기의 공극으로 연장하는 스템을 가질 수 있다. 돌출부는 직접 또는 편향 흐름, 특히 사용하는 용기 내에서 하향 흐름이 되는 한 임의의 형상 또는 크기일 수 있다. 특정 실시양태에서, 돌출부는 용기의 내부 체적에 직면하는 표면으로부터 투약 구성 내의 공기 유입구에 근접하게 연장하는 카트리지의 덮개로 구성될 수 있다. 대안적으로, 돌출부는 용기의 내부 체적과 접촉하기 위한 마우스피스의 표면에 및 투약 구성에서 용기에 의해 형성된 공기 유입구에 근접하여 디자인될 수 있다.
대안적인 실시양태에서, 하기를 포함하는 건조 분말 전달 장치를 통한 입자의 전달 방법이 제공된다: 입자를 둘러싸는 인클로저, 분배 어퍼처 및 흡입 가스 어퍼처를 포함하는 입자의 수취 및 분배를 위한 카트리지를 전달장치로 삽입하며; 여기에서 인클로저, 분배 어퍼처, 및 흡입 가스 어퍼처는 흡입 가스가 흡입 가스 어퍼처로 진입할 때, 상술한 바와 같이 입자를 분리하는 하나 이상의 탈응집 모드에 의해 입자를 탈응집하고 흡입 가스의 일부와 함께 입자가 분배 어퍼처를 통해 분배되도록 배향되며; 동시에 분배 어퍼처와 연통하는 전달 도관을 통해 흡입 가스가 흡입 가스 어퍼처로 진입하도록 하고, 입자를 탈응집하며, 분배 어퍼처를 통해 흡입 가스의 일부와 함께 입자를 분배하는 단계; 및 장치의 전달 도관, 예를 들어, 흡입기 마우스피스를 통해 입자를 전달하는 단계. 본원에서 기술된 실시양태에서, 분말 탈응집을 실행하기 위하여, 건조 분말 흡입기는 구조적으로 구성되며 하나 이상의 분말 탈응집 구역이 제공될 수 있고, 여기에서 흡입 조작하는 동안 탈응집 구역은 흡입기로 진입하는 공기 흐름에 의한 분말의 텀블링, 분말을 함유하는 공기 흐름의 가속, 분말을 함유하는 흐름의 감속, 분말 입자의 전단, 분말 입자에 포획된 공기의 팽창, 및/또는 그의 조합을 용이하게 할 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 흡입 시스템은 호흡력 건조 분말 흡입기, 약제를 수용하는 카트리지를 포함하며, 여기에서 약제는 예를 들어 폐 전달을 위한 약물 제제, 예를 들어 캐리어, 예를 들어, 사카라이드, 올리고사카라이드, 폴리사카라이드, 또는 디케토피페라진 및 활성제를 포함하는 조성물을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 활성제는 펩티드 및 단백질, 예컨대 인슐린, 글루카곤-유사 펩티드 1, 옥신토모둘린, 펩티드 YY, 엑센딘, 부갑상선 호르몬, 그의 유사체, 백신, 항천식제, 혈관확장제, 혈관수축제, 근육 이완제, 신경전달물질 작용제 또는 길항제를 포함하는 소분자 등을 포함한다. 흡입 시스템은 예를 들어, 약제의 국소 또는 전신 선달이 필요한 상태의 치료를 위한 방법으로, 예를 들어, 당뇨병, 당뇨병 전기 상태, 호흡기 감염, 골다공증, 폐질환, 편두통을 포함하는 두통을 포함하는 통증, 비만, 중추 및 말초 신경 신경계 상태 및 장애를 치료하기 위한 방법으로 및 예방접종과 같은 예방 용도로 사용될 수 있다. 한 실시양태에서, 흡입 시스템은 질환 또는 장애를 치료하기 위한 흡입 시스템의 각각의 성분을 하나 이상 포함하는 키트를 포함한다.
한 실시양태에서, 디케토피페라진을 포함하는 제제를 수용하는 카트리지를 포함하는 흡입기 포함 흡입 시스템을 포함하는 대상의 혈류에 제제를 효과적으로 전달하기 위한 방법에 제공되며, 여기에서 흡입 시스템은 약 2.5 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위의 체적 평균 기하학적 직경(VMGD)을 갖는 디케토피페라진 미세입자를 포함하는 분말 플룸을 전달한다. 예시적인 실시양태에서, 미세입자의 VMGD는 약 2 ㎛ 내지 8 ㎛ 범위일 수 있다. 예시적인 실시양태에서, 분말 입자의 VMGD는 분말 3.5 mg 내지 10 mg 범위의 충진 질량의 제제의 단일 흡입에서 4 ㎛ 내지 약 7 ㎛일 수 있다. 이 실시양태 및 기타 실시양태에서 흡입 시스템은 카트리지로부터 90% 초과의 건조 분말 제제를 전달한다.
또 하나의 다른 실시양태에서, 고혈당증 및/또는 당뇨병의 치료 방법은 화학식 2,5-디케토-3,6-디(4-X-아미노부틸)피페라진(식 중, X는 숙시닐, 글루타릴, 말레일, 및 푸마릴로 구성된 군으로부터 선택됨)을 갖는 디케토피페라진을 포함하는 흡입 가능한 건조 분말 조성물의 투여를 포함한다. 이 실시양태에서, 건조 분말 조성물은 디케토피페라진 염을 포함할 수 있다. 본 발명의 또 하나의 다른 실시양태에서, 약제학적으로 허용가능한 캐리어, 또는 부형제와 함께 또는 없이 디케토피페라진이 2,5-디케토-3,6-디-(4-푸마릴-아미노부틸)피페라진인 건조 분말 조성물을 제공한다.
특정 실시양태에서, 치료 방법은 GLP-1 분자가 천연 GLP-1, 또는 아미드화 GLP-1 분자이고, 아미드화 GLP-1 분자가 GLP-1(7-36) 아미드, 또는 그의 조합인 GLP-1 분자를 포함하는 흡입용 건조 분말 제제를 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, GLP-1은 엑세나티드와 같은 유사체일 수 있다.
한 실시양태에서, 환자는 GLP-1의 양이 제제의 약 0.01 mg 내지 약 5 mg, 또는 약 0.02 mg 내지 약 3 mg, 또는 약 0.02 mg 내지 약 2.5 mg, 또는 약 0.2 mg 내지 약 2 mg인 투약 범위 내에서 흡입 가능한 GLP-1 제제가 투여된다. 한 실시양태에서, 제2형 당뇨병 환자는 3 mg 초과의 GLP-1 투여량이 제공될 수 있다. 이 실시양태에서, GLP-1은 약제학적 캐리어 및 부형제와 함께 또는 없이 디케토피페라진과 같은 흡입 입자로 제제화될 수 있다. 한 실시양태에서, GLP-1 제제의 폐 투여는 환자에게 과다 발한, 오심 및 구토와 같은 원치 않는 불리한 부작용을 유발함이 없이 100 pmol/L 초과의 GLP-1의 혈장 농도를 제공할 수 있다.
또 다른 실시양태에서, PEG화 GLP-1와 같은 장기간 작용하는 유사체를 포함하는 GLP-1 분자는, 조합 요법으로서 인슐린과 함께 투여될 수 있으며 고혈당증 및/또는 당뇨병, 예를 들어, 제2형 진성 당뇨병의 치료를 위해 식사로 제공된다. 이 실시양태에서, GLP-1 분자 및 인슐린은 건조 분말 제제로 공동 제제화 될 수 있거나 또는 그들 자신의 제제로 환자에게 개별적으로 투여될 수 있다. 한 실시양태에서, GLP-1 분자 및 인슐린이 공동 투여되는 경우, 활성 성분 양자는 공동 제제화된다, 예를 들어, GLP-1 분자 및 인슐린은 상술한 바와 같은 디케토피페라진 입자를 사용하여 흡입용 건조 분말 제제로 제조될 수 있다. 대안적으로, GLP-1 분자 및 인슐린은 개별적으로 제제화되며, 여기에서 각각의 제제는 흡입용이고 디케토피페라진 입자를 포함한다. 한 실시양태에서 GLP-1 분자 및 인슐린 제제는 그들의 개별 분말 형태와 함께 혼합되어 투여 전 적절한 용량을 형성할 수 있다. 이 실시양태에서, 인슐린은 단기-, 중간-, 또는 장기 작용 인슐린일 수 있으며 식사로 투여될 수 있다.
GLP-1 분자 및 인슐린의 공동 투여를 사용한 제2형 당뇨병의 치료를 위한 한 실시양태에서, GLP-1 분자의 흡입 가능한 제제는 환자에게 식사로, 동시에, 또는 순차적으로 인슐린/FDKP와 같은 인슐린의 흡입 가능한 제제를 투여할 수 있다. 이 실시양태에서, 제2형 당뇨병에서, GLP-1은 환자의 췌장으로부터 인슐린 분비를 자극할 수 있으며, 이것은 β-세포 기능(예컨대 β-세포 성장 촉진에 의해)을 유지하여 질환 진행을 진연할 수 있고 한편 식사로-투여된 인슐린은 식사에 신체의 정상 반응을 모방하는 인슐린 대체로서 사용될 수 있다. 조합 요법의 특정 실시양태에서, 인슐린 제제는 기타 투여 경로로 투여될 수 있다. 이 실시양태에서, 조합 요법은 정상 혈당 상태를 유지하여 환자의 인슐린 요구를 효과적으로 감소시킬 수 있다. 한 실시양태에서, 조합 요법은 10년 미만 동안 당뇨병이 있었으며 다이어트 및 운동 또는 분비촉진에 대한 제어가 잘 안 되는 비만 및/또는 제2형 당뇨병을 앓는 환자에게 적용될 수 있다. 한 실시양태에서, GLP-1 및 인슐린 조합 요법을 수취한 환자 집단은 정상의 건강한 개인보다 약 25% 초과의 β-세포 기능 및/또는 약 8% 미만의 인슐린 저항성을 갖는 것을 특징으로 할 수 있고/있거나 정상 위 배출을 가질 수 있다. 한 실시양태에서, 흡입 가능한 GLP-1 분자 및 인슐린 조합 요법은 신속히 작용하는 인슐린 또는 장기간 작용하는 인슐린 예컨대 인슐린 글루리신(APIDRA®), 인슐린 리스프로(HUMALOG®) 또는 인슐린 아스파르트(NOVOLOG®),또는 장기간 작용하는 인슐린 예컨대 인슐린 디터머(LEVEMIR®) 또는 인슐린 글라진(LANTUS®)을 포함할 수 있으며, FDKP도 또한 포함하는 흡입 분말에 의해 또는 기타 투여 경로로 투여될 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 제2형 당뇨병을 치료하기 위한 조합 요법은 치료가 필요한 환자에게 인슐린 및 디케토피페라진을 포함하는 유효량의 흡입 가능한 인슐린 제제를 투여하는 것을 포함할 수 있으며, 여기에서 인슐린은 천연 인슐린 펩티드, 재조합 인슐린 펩티드일 수 있고, 또한 환자에게 디케토피페라진을 포함하는 제제로 흡입에 의해 또는 피하 주사와 같은 투여의 또 다른 경로에 의해 제공될 수 있는 장기간 작용하는 인슐린 유사체를 투여할 수 있다. 방법은 유효량의 DPP IV 억제제를 환자에게 투여하는 단계를 더 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 방법은 개별적으로 및/또는 순차적으로 투여될 수 있는 장기간 작용하는 GLP-1을 포함하는 제제와의 조합으로 신속히 작용하는 또는 장기간 작용하는 인슐린 분자 및 디케토피페라진을 포함하는 제제를 치료가 필요한 환자에게 투여하는 것을 포함할 수 있다. 당뇨병 특히, 제2형 당뇨병의 치료를 위한 GLP-1 요법은 건조 분말 흡입 가능한 제제로 GLP-1 분자 단독 또는 인슐린 또는 비-인슐린 치료제와의 조합의 투여가 저혈당증의 위험을 감소시킬 수 있으므로 유리할 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 신속히 작용하는 GLP-1 분자 및 디케토피페라진 제제는 장기간 작용하는 GLP-1, 예컨대 엑센딘과의 조합으로 당뇨병의 치료를 위해 투여될 수 있으며, 이들 양자는 폐 흡입에 의해 투여될 수 있다. 이 실시양태에서, 예를 들어, 제2형 당뇨병을 앓는 당뇨 환자는 인슐린 분비를 자극하기 위해서 GLP-1 분자를 포함하는 유효량의 흡입 가능한 제제를 식사로 투여될 수 있거나, 한편 순차적으로 또는 식사시간 내지 약 45분 후 때때로, 그 후 엑센딘-4의 투여량이 투여될 수 있다. 흡입 가능한 GLP-1 분자의 투여는 β-세포 기능을 유지하여 질환의 진행을 방지할 수 있고 한편 엑센딘-4는 대략 10 시간 간격으로 하루에 2회 투여될 수 있으며, 이것은 환자의 인크레틴 시스템의 정상적인 생리기능 모방할 수 있는 GLP-1의 기저 레벨을 제공할 수 있다. 신속히 작용하는 GLP-1 및 장기간 작용하는 GLP-1 양자는 개별적으로 흡입 가능한 제제로 투여될 수 있다. 대안적으로, 장기간 작용하는 GLP-1은 예를 들어, 경피, 정맥 내 또는 피하를 포함하는 기타 투여 방법에 의해 투여될 수 있다. 한 실시양태에서, 단기간 작용하는 및 장기간 작용하는 GLP-1 조합의 식사 투여는 장기 작용 GLP-1을 단독 투여한 것과 비교시 증진된 인슐린 분비, 더 큰 글루카곤 억제 및 위 배출의 더 긴 지연을 초래할 수 있다. 투여된 장기간 작용하는 GLP-1의 양은 투여 경로에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 폐 전달에 대하여, 장기간 작용하는 GLP-1은 투여당 약 0.1 mg 내지 약 1 mg의 투여량으로 환자에게 투여될 GLP-1의 형태에 따라 식사 직전 또는 식사시간에 투여될 수 있다.
한 실시양태에서, 본 발명의 방법은 비만의 치료에 적용될 수 있다. 흡입 가능한 PEG화 GLP-1 제제의 치료적 유효량은 치료가 필요한 환자에게 투여될 수 있으며, 여기에서 흡입 가능한 건조 분말 GLP-1 제제는 상술한 바와 같은 GLP-1 분자 및 디케토피페라진, 및 임의로 하나 이상의 펩티드를 포함한다. 이 실시양태에서, 흡입 가능한 GLP-1 제제는 비만 치료를 위해 단독으로 또는 하나 이상의 내분비 호르몬 및/또는 항-비만 활성제와의 조합으로 투여될 수 있다. 대표적인 내분비 호르몬 및/또는 항-비만 활성제는 이것으로 제한되는 것은 아니지만, 펩티드 YY, 옥신토모둘린, 아밀린, 아밀린 유사체 예컨대 프람린타이드 아세테이트 등을 포함한다. 특정 실시양태에서, 펩티드 YY, 옥신토모둘린, 아밀린, 및/또는 그의 유사체는 제제 내에서 PEG화된 것으로 제공될 수 있다. 한 실시양태에서, 항비만제는 공동 제제로, 건조 분말 흡입 가능한 조성물 단독으로 또는 GLP-1 분자와 함께 조합으로 또는 흡입을 위해 개별 흡입 가능한 건조 분말 조성물로 투여될 수 있다. 대안적인으로, GLP-1 또는 PEG화-GLP-1 분자와 하나 이상의 항비만제, 또는 포만감을 유발할 수 있는 제제의 조합에서, GLP-1 제제는 건조 분말 제제로 투여될 수 있고, 항비만제는 대안적인 투여 경로로 투여될 수 있다. 이 실시양태에서, DPP-IV 억제제는 폐 동맥 순환으로의 GLP-1 전달을 증강 또는 안정화시키기 위하여 투여될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, DPP-IV 억제제는 디케토피페라진을 포함하는 인슐린 제제와의 조합으로 제공될 수 있다. 이 실시양태에서, DPP-IV 억제제는 흡입을 위해 디케토피페라진에서 제제화될 수 있거나 또는 피하 주사 또는 경구 투여와 같은 다른 투여 경로를 위한 다른 제제로 투여될 수 있다
한 실시양태에서, 카트리지에 들어맞도록 또는 단단히 체결되도록 구성된 흡입 장치 및 GLP-1 제제를 포함하는 흡입용 약제 카트리지를 포함하는 당뇨병 및/또는 고혈당증의 치료를 위한 키트가 제공된다. 이 실시양태에서, 키트는 PEG-GLP-1 분자와의 공동 제제로, 또는 상술한 바와 같은 흡입 또는 경구 투여를 위한 개별 제제로 DPP-IV 억제제를 더 포함할 수 있다. 이 실시양태의 변형에서, 키트는 개별적으로 제공될 수 있는 흡입 장치를 포함하지 않는다.
한 실시양태에서, 약물 전달 시스템을 사용한 본 발명의 조합 요법은 대사 장애 또는 증상을 치료하기 위해 적용될 수 있다. 이 실시양태에서, 약물 전달 제제는 PEG화 GLP-1(7-36) 단독; 또는 PEG화 GLP-1(7-37), 또는 대사 증상을 치료하기 위해 타겟화된 DPP-IV 억제제 및 엑센딘과 같은 하나 이상의 활성제와의 조합을 포함하는 GLP-1 분자 및/또는 장기간 작용하는 GLP-1을 포함하는 활성제 및 디케토피페라진을 포함하는 제제를 포함할 수 있다. 이 실시양태에서, 인슐린 저항성을 나타낼 수 있으며 치료가 필요한 대상에게 제공될 수 있는 하나 이상의 활성제는 폐 흡입에 의해 투여될 수 있다.
또 다른 실시양태에서, GLP-1 또는 PEG화 GLP-1 분자 및 디케토피페라진을 포함하는 흡입 가능한 건조 분말 제제의 폐 투여는 치료될 환자에게 적당한 특정 치료 요법을 확인하기 위하여 당뇨병으로 고통받은 환자에서 제2형 당뇨병의 진행 정도 또는 레벨을 진단하기 위한 진단 도구로서 사용될 수 있다. 이 실시양태에서, 당뇨병이 있는 것으로 확인된 환자에게서 당뇨병 진행의 레벨을 진단하는 방법은 GLP-1 분자 및 디케토피페라진을 포함하는 흡입 가능한 건조 분말 제제의 소정량을 환자에게 투여하고 내인성 인슐린 생성 또는 반응을 측정하는 것을 포함한다. GLP-1 분자를 포함하는 흡입 가능한 건조 분말 제제의 투여는 인슐린 반응의 적절한 레벨이 환자에 의해 요구되는 필요한 치료 요법이 환자에 대하여 수득될 때까지 소정량의 GLP-1 분자로 반복할 수 있다. 이 실시양태에서, 환자가 인슐린 반응이 불충분하다면, 환자는 대안적인 치료가 필요할 수 있다. 민감하거나 인슐린 반응성인 환자는 요법으로서 디케토피페라진을 포함하는 GLP-1 제제로 치료될 수 있다. 이 방식에서, 특정양의 GLP-1 분자는 저혈당증을 방지하기 위하여 적절한 인슐린 반응을 달성하기 위해 환자에게 투여될 수 있다. 이 실시양태 및 기타 실시양태에서 GLP-1은 환자에게서 인슐린 방출의 정상적인 생리 기능을 모방하는 내인성 인슐린의 신속한 방출을 유발할 수 있다.
한 실시양태에서, 본 발명의 약물 전달 시스템은 대사 장애 또는 증상을 치료하기 위하여 적용될 수 있다. 이 실시양태에서, 약물 전달 제제는 PEG화 GLP-1 단독 또는 대사 증상을 치료하기 위해 타겟화된 DPP-IV 억제제 및 엑센딘과 같은 하나 이상의 활성제와의 조합을 포함하는 GLP-1 분자 및/또는 장기간 작용하는 GLP-1을 포함하는 활성제 및 디케토피페라진을 포함하는 제제를 포함할 수 있다. 이 실시양태에서, 치료가 필요한 대상에게 제공될 하나 이상의 활성제는 폐 흡입으로 투여될 수 있다.
[ 실시예]
하기 실시예는 본 발명의 특정 실시양태를 설명하기 위해 포함된 것이다. 실시예에 개시된 기술은 본 발명의 실시에 잘 작용하는 대표적인 기술을 명료하게 하는 것임은 당업자에 의해 이해될 것이다. 그러나, 당업자는 본 발명의 개시를 고려하여 많은 변화가 특정 실시양태에서 이루어질 수 있으며, 여전히 본 발명의 사상 및 범위를 벗어남이 없이 동일하거나 유사한 결과를 얻을 수 있음을 인식하여야 한다.
실시예 1
건강한 성인 남성에게 흡입 가능한 건조 분말 내의 GLP -1의 투여
GLP-1은 정맥 내(iv) 또는 피하(sc) 주입에 의해 또는 다중 피하 주사에 의해 주어질 때 인간에서의 상승된 혈중 글루코오스를 제어하는 것으로 나타났다. 호르몬의 극단적으로 짧은 반감기로 인하여, 연속 피하 주입 또는 다중 매일 피하 주사는 임상 효능을 달성하기 위해 필요하다. 이들 경로 중 어느 것도 장기간 임상적 사용을 위해 실용적이지 않다. 출원인은 GLP-1이 흡입에 의해 투여될 때, 치료 레벨이 달성될 수 있음을 동물 실험에서 밝혀내었다. 그의 개시 내용이 본원에서 참고로 인용된 미국 특허 출원 제11/735,957호(US 20080260838)에서 개시된 바와 같이, GLP-1의 혈장 농도는 GLP-1 용액으로 처리된 군과 비교하여 GLP-1/FDKP 제제로 폐 흡입에 의해 치료된 쥐는 GLP-1의 혈장 농도가 더 지속되었다. 모든 동물은 투약 후 20분 내지 60분에서 GLP-1의 혈장 농도의 점진적인 감소를 나타내었다. 이들 결과는 2일 연속 수행된 2 실험에서 상대적 일관성을 나타냈다.
건강한 개인에게서, 위 배출 감소, 증진된 포만감, 및 적절한 글루카곤 분비의 억제를 포함하는 GLP-1의 몇몇 작용이 식사를 시작으로 방출된 GLP-1의 버스트에 연결된 것으로 나타났다. 흡입 분말로서 GLP-1(GLP-1(7-36)아미드) 및 2,5-디케토-3,6-디(4-푸마릴-아미노부틸)피페라진(FDKP)의 제제로 GLP-1의 초기 서지를 보완함에 의하여, 내인성 인슐린 생성, 글루카곤 및 글루코오스 레벨 감소를 포함하는 약력학적 반응은 당뇨 동물에서 유발될 수 있다. 또한, 증진된 인슐린 분비에 연결된 천연 GLP-1의 후 서지는 GLP-1/FDKP 흡입 분말의 식사 후 투여에 의해 모방될 수 있다.
GLP-1/FDKP 흡입 분말의 단계 1a 임상 시험은 인간을 대상으로 처음으로 새로운 흡입 혈당 조절 치료 제품의 안정성 및 내약성을 시험하기 위하여 디자인되었다. GLP-1/FDKP 흡입 분말은 이전에 시험된 MEDTONE®흡입기 장치를 사용하여 투여되었다. 실험은 폐 흡입에 의한 다양한 투여량의 GLP-1/FDKP 흡입 분말의 안정성 및 내약성을 확인하기 위하여 디자인되었다. 투여량은 본원에서 참고로 인용된 U.S. 출원 일련 번호 제11/735,957호(US 20080260838)에서 기술된 바와 같이 흡입에 의해 투여된 GLP-1/FDKP을 사용하여 쥐 및 영장류에서의 비 임상적 연구로부터의 동물 안정성 연구를 기초로 하여 인간의 사용을 위해 선택되었다.
26 대상은 5 코호트로 등록하여 연구 완료 및 자격 기준에 부합된 각각의 코호트 1 및 2에서 4 이하의 평가 대상 및 각각의 코호트 3 내지 5에서 6 이하의 평가 대상을 제공하였다. 각각의 대상은 하기 투여량 레벨로 GLP-1/FDKP 흡입 분말로서 GLP-1을 1회 투약하였다: 코호트 1: 0.05 mg; 코호트 2: 0.45 mg; 코호트 3: 0.75 mg; 코호트 4: 1.05 mg 및 코호트 5: 1.5 mg의 GLP-1. 누락은 교체되지 않았다. 이들 투여량은 70 kg의 체중으로 가정한 것이다. 당업자는 추가의 투여량 레벨을 본원에서 개시된 연구를 근거로 결정할 수 있다.
이들 실험에서, 건강한 성인 남성 대상에서 GLP-1/FDKP 흡입 분말의 상승적인 투여량의 안정성 및 내약성을 구하였다. GLP-1/FDKP 흡입 분말의 상승적인 투여량의 내약성은 보고된 부작용(AE), 생체 징후, 신체 검사, 임상 실험실 시험 및 심전도(ECG)를 포함하는 변수에 대한 부작용 또는 약리학적 모니터링에 의하여 구하였다.
추가적인 폐 안정성 및 약동학적 파라미터도 또한 평가하였다. 폐 및 기타 부작용의 발생 및 방문 1(스크리닝) 및 방문 3(후속) 사이의 폐기능의 변화로서 표시된 바의 폐 안정성을 연구하였다. GLP-1/FDKP 흡입 분말 투약에 따른 혈장 GLP-1 및 혈청 푸마릴 디케토피페라진(FDKP)의 약동학적(PK) 파라미터는 AUC0 -120분 혈장 GLP-1 및 AUC0 -480분 혈청 FDKP로서 측정하였다. 혈장 GLP-1의 추가의 PK 파라미터는 최대 혈장 GLP-1 농도에 도달하는 시간인 Tmax 혈장 GLP-1; 혈장 내의 GLP-1의 최대 농도인 Cmax 혈장 GLP-1, 및 혈장 내의 GLP-1의 최대 농도에 도달하기 위한 총 시간의 1/2인 T1 /2 혈장 GLP-1을 포함한다. 혈청 FDKP의 추가의 PK 파라미터는 Tmax 혈청 FDKP, Cmax 혈청 FDKP, 및 T1 /2 혈청 FDKP를 포함한다. 임상 시험 엔드포인트는 하기 약리학적 및 안정성 파라미터의 비교를 기준으로 시험 대상 집단에서 구하였다. 일차 엔드포인트는 기침 및 호흡곤란, 오심 및/또는 구토를 포함하는 보고된 AE의 발생 및 중증도, 뿐만 아니라 생체 징후의 스크리닝, 임상 실험실 시험 및 신체 검사로부터의 변화를 포함하였다. 이차 엔드포인트는 혈장 GLP-1 및 혈청 FDKP(AUC0 -120분 혈장 GLP-1 및 AUC0 - 480분혈청 FDKP), 혈장 GLP-1(Tmax 혈장 GLP-1, Cmax 혈장 GLP-1 T1/2 혈장 GLP-1)의 약동학적 처리; 혈청 FDKP(Tmax 혈청 FDKP, Cmax 혈청 FDKP); 폐 기능 시험(PFT), 및 ECG를 포함하였다.
임상 시험은 3 임상 방문으로 구성된다: 1) 1 스크리닝 방문(방문 1); 2) 1 치료 방문(방문 2); 및 3) 1 후속 방문(방문 3) 방문 2 후 8-14 일. GLP-1/FDKP 흡입 분말의 단일 투여량은 방문 2에서 투여하였다.
GLP-1/FDKP 흡입 분말의 다섯 투여량(0.05, 0.45, 0.75, 1.05 및 1.5 mg의 GLP-1)을 평가하였다. 모든 투여 량을 수취하기 위해, 제제화된 GLP-1/FDKP는 활성제 없이 입자를 함유하는 FDKP 흡입 분말과 혼합하였다. GLP-1/FDKP 흡입 분말(중량 GLP-1/FDKP로 15 중량%) 자체로 구성된 또는 적당량의 FDKP 흡입 분말과 혼합된 10 mg 건조 분말을 수용하는 단일 투여량 카트리지는 원하는 투여량의 GLP-1(0.05 mg, 0.45 mg, 0.75 mg, 1.05 mg 및 1.5 mg)를 얻기 위하여 사용되었다. 첫 번째 2개의 가장 낮은 투여량 레벨은 각기 4 대상의 2 코호트로 평가하고, 3개의 높은 투여량 레벨은 각기 6 대상의 3 코호트로 평가하였다. 각각의 대상은 평가된 5 투여량 레벨의 1에서 단지 1 투여량을 수취하였다. GLP-1(활성 및 전체) 및 FDKP 측정에 대한 채혈 이외에, 글루카곤, 글루코오스, 인슐린, 및 C-펩티드를 결정하기 위하여 샘플을 인출하였다. 이들 실험의 결과는 하기 도면 및 표를 참고로 하여 기술된다.
도 1은 1.5 mg의 GLP-1 투여량의 폐 투여 후 코호트 5에서 활성 GLP-1 혈장 농도를 도시한다. 자료는 정맥 내(IV) 볼러스 투여와 거의 비슷한 3분에서 제1 샘플 포인트에 앞서 피이크 GLP-1 농도가 발생한 것을 나타낸다. 일부 대상에서 GLP-1 혈장 농도는 분석 한계인 500 pmol/L 초과이었다. 피이크 활성 GLP-1 혈장 농도는 약 150 pmol/L 내지 약 500 pmol/L 범위이었다. 문헌(Vilsboll et al. 2000)에서 보고된 바의 GLP-1의 정맥 내 볼러스 투여는 이 연구의 코호트 5에서 1.5의 비와 비교하여 3.0-5.0의 전체:활성 GLP-1의 비를 초래한다. 비교 활성 농도에서 대사산물 피이크는 폐 투여와 비교하여 정맥 투여 이후 8-9배 더 컸으며, 이것은 폐 전달이 GLP-1의 적은 분해 및 신속한 전달을 초래한다는 것을 암시하는 것이다.
Figure pct00002
a 모든 파라미터는 tmax를 제외하고 평균(SD)이며, 중간(범위)이다.
AULQ - 투약 군에서 2 이상의 대상은 AULQ인 분석물질의 혈장 농도를 갖는다; NA = 약동학적 프로파일이 짧은 샘플링 시간(20 분)으로 인하여 이 프로파일에 대하여 사양을 충족하지 않는다; ND = 파라미터는 일부 대상에서의 불충분한 자료로 인하여 계산할 수 없었다.
건강한 개인에서, GLP-1의 식사 후 생리적 정맥 혈장 농도는 전형적으로 10-20 pmol/L(Vilsboll et al. J. Clin. Endocr. & Metabolism. 88(6):2706-13, June 2003)범위이다. 이들 레벨은 0.45 mg GLP-1을 수취한 코호트 2의 일부 대상으로 달성된다. GLP-1의 더 높은 투여량은 생리적 피이크 정맥 농도 보다 실질적으로 더 높은 피이크 혈장 GLP-1 농도를 생성하였다. 그러나, GLP-1의 반감기가 짧기 때문에(약 1-2 분), 활성 GLP-1의 혈장 농도는 투여 9분 후에 생리적 범위로 떨어졌다. 피이크 농도가 정맥 순환 내에서 생리적으로 알 수 있는 것보다 훨씬 더 높지만, GLP-1의 국소 농도는 전신적으로 알 수 있는 것보다 훨씬 더 높을 수 있다는 증거가 있다.
표 1은 이 연구로부터 FDKP를 포함하는 제제를 사용한 GLP-1의 약동학적 프로파일을 나타낸다.
FDKP 약동학적 파라미터는 또한 코호트 4 및 5에 대하여 표 1에 나타낸다. 기타 코호트는 분석되지 않았다. 자료는 또한 1.05 mg FDKP 및 1.5 mg GLP-1 치료된 대상의 평균 혈장 농도는 각기 약 184 및 211 pmol/L임을 나타낸다. 최대 혈장 FDKP 농도는 반감기 약 2 시간(127 및 123분)을 갖는 각각의 투여량에 대하여 투여 후 약 4.5 및 6 분에서 얻었다.
도 2a는 투여량 1.5 mg에서 GLP-1의 흡입 가능한 건조 분말 제제로 치료된 대상에서의 평균 인슐린 농도를 도시한다. 자료는 인슐린 농도가 모든 대상에서 검출되었으므로 1.5 mg GLP-1 투여량은 β-세포로부터 내인성 인슐린 방출을 유발하며, 약 380 pmol/L의 평균 피이크 인슐린 농도는 투약 후 6분 또는 그 이전에 발생하는 것을 나타낸다. 혈장 인슐린 농도가 GLP-1에 대한 초기 반응 후 신속하게 저하되므로 인슐린 방출은 신속하지만 지속적이지 않다. 도 2b는 GLP-1 투여량의 피하 투여와 비교된 폐 흡입에 의해 1.5 mg 투여량의 GLP 투여로 처리된 대상의 GLP-1 혈장 농도를 도시한다. 자료는 GLP-1의 폐 투여가 상대적으로 신속하게 발생하며 GLP-1의 피이크 혈장 농도는 피하 투여보다 더 신속하게 발생함을 설명한다. 게다가, GLP-1의 폐 흡입은 피하 투여보다 훨씬 신속하게 기저 레벨로 복귀하는 GLP-1 혈장 농도를 유발한다. 그러므로 본 발명의 약물 전달 시스템을 사용한 폐 흡입에 의해 제공된 GLP-1에 환자의 노출은 피하 투여에 의한 것보다 시간이 더 짧으며, AUC 로 측정된 바와 같은 GLP-1으로의 총 노출은 흡입된 인슐린에 대하여 더 작다. 도 2c는 GLP-1의 건조 분말 제제의 폐 투여는 GLP-1의 정맥 투여 후 수득된 반응과 유사한 인슐린 반응을 유발하지만, 피하 GLP-1 투여와는 생성된 내인성 인슐린의 양 및 피이크 시간이 상이하며, 이것은 본 발명의 제제를 사용한 GLP-1의 폐 투여가 인슐린 반응의 유도에 더 효능이 있음을 설명한다.
도 3은 흡입 후 다양한 시간에서 측정된 1.5 mg의 GLP-1 투여량을 함유하는 흡입 가능한 건조 분말 제제로 치료된 대상에서의 혈장 C-펩티드 농도를 도시한다. 자료는 내인성 인슐린 방출을 확인하는 GLP-1 흡입 이후 C-펩티드가 방출됨을 나타낸다.
건강한 개인에서, 공복 혈중 글루코오스 레벨은 약 3.9 mmol/L 내지 약 5.5 mmol/L 또는 약 70 mg/dL 내지 약 99 mg/dL(American Diabetes Association recommendation)범위이다. 도 4는 GLP-1을 함유하는 GLP-1 제제로 치료된 대상에서 공복 혈장 글루코오스 농도를 도시한다. 평균 공복 혈장 글루코오스(FPG) 농도는 1.5 mg GLP-1 치료된 대상에 대하여 대략 4.7 mmol/L이었다. GLP-1 매개된 인슐린 방출은 글루코오스 의존적이다. 저혈당증은 정상혈당 대상에서 전통적으로 관측되지 않았다. 이 실험에서, 자료는 이들 정상혈당의 건강한 대상에서 글루코오스 농도는 GLP-1의 폐 투여 이후 감소되었음을 명백히 나타낸다. 1.5 mg GLP-1 투여량에서, 6명의 대상 중 2명은 저혈당증을 규정하는 실험실 값인 3.5 mmol/L 미만으로 GLP-1에 의해 저하된 글루코오스 농도를 가졌다. 혈장 글루코오스는 1.5 mg GLP-1 투여량을 수취한 6명의 대상 중 2명에서 1.5 mol/L 초과로 감소되었다. 더욱이, 혈장 글루코오스의 감소는 GLP-1 투여량과 관련되어 있었다. 가장 작은 글루코오스 농도의 감소는 0.05 mg 투여량에서 볼 수 있으며, 가장 큰 감소는 1.5 mg 투여량으로 볼 수 있었다. GLP-1의 세 중간체 투여량은 혈장 글루코오스에서 거의 동일한 감소를 생성하였다. 자료는 GLP-1 글루코오스-의존성이 생리학적 범위보다 위의 GLP-1 농도를 근거로 극복되었음을 나타낸다. 정상 개인에서 GLP-1(7-36) 아미드에 대한 생리학적 범위는 공복 동안 5-10 pmol/L의 범위인 것으로 보고되었으며, 15 내지 50 pmol/L 섭취 후 신속하게 증가한다(Drucker, D. and Nauck, M. The Lancet 368:1696-1705, 2006).
도 5는 GLP-1 폐 투여 후 혈장에서 인슐린 농도가 투여량 의존적임을 더 도시한다. 대부분의 대상에서, 인슐린 방출은 혈장 인슐린 농도가 GLP-1 투여에서 초기 반응 후 신속하게 저하되므로 지속적이지 않다. 대부분의 대상에서, 피이크 혈장 인슐린 반응은 700 pmol/L을 초과하는 피이크 혈장 인슐린 레벨을 나타내는 한 대상과 함께 피이크 혈장 인슐린 반응은 200-400 pmol/L 범위이다. 그러므로, 자료는 인슐린 반응이 GLP-1 투여량 의존적임을 나타낸다.
도 6은 다양한 투약 군에서 GLP-1 폐 투여 후 혈장에서의 글루카곤 농도를 도시한다. 베이스라인 글루카곤 레벨은 다양한 투여량 군에서 13.2 pmol/L 내지 18.2 pmol/L이다. 혈장 글루카곤에서의 최대 변화는 투약 후 12분에서 볼 수 있다. 혈장 글루카곤의 가장 큰 감소는 대략 2.5 pmol/L 이었고 1.5 mg 투여량 군에서 볼 수 있었다. 글루카곤 분비의 최대 억제는 최소값이 항상 12 분에서 발생하지 않았기 때문에 잠재적으로 과소 평가되었다.
표 2 및 표 3은 연구에서 환자 집단에 대하여 기록된 역효과 또는 부작용 증상이다. 주사에 의해 투여된 GLP-1에 대한 문헌에서 보고된 부작용의 목록은 다양하지 않으며, 보고된 것은 경증 또는 중등도 및 허용으로 기술되었다. 보고된 일차 부작용은 활성 GLP-1 농도가 100 pmol/L 초과일 때 과다 발한, 오심 및 구토로 보고되었다. 표 1 및 표 3, 및 도 1에서 나타낸 바와 같이, 1.05 mg 및 1.5 mg의 투여량에서 폐 투여는 비경구적(피하, 정맥 내 [볼러스 또는 주입]) GLP-1로 일반적으로 관측되는 부작용 없이 100 pmol/L를 상당히 초과하는 활성 GLP-1 농도를 초래한다. 이 연구에서 대상의 어느 누구도 오심, 과다 발한 또는 구토의 증상을 보고하지 않았다. 코호트 5에서 대상은 대부분의 대상이 유의한 부작용을 보고한 50 ㎍/kg IV 볼러스 자료(Vilsboll 등에 의해 보고됨. 2000)로 관측된 것과 비교할만한 Cmax에 도달되었다.
Figure pct00003
Figure pct00004
†Vilsboll et al. Deabetes Care, June 2000; *비교 Cmax
표 2 및 표 3은 폐 흡입에 의해 GLP-1을 수취한 연구에서 임의의 대상에 의해 보고된 심하거나 또는 중증 부작용이 없음을 나타낸다. 건조 분말의 흡입과 연관된 가장 일반적으로 보고된 부작용은 기침 및 인후 자극이다. 놀랍게도, 폐 흡입에 의해 치료된 환자에서, 어떠한 대상도 오심 또는 불쾌감에 대하여 보고하지 않았으며, 이들 대상과 연관된 구토가 없었다. 본 발명자들은 또한 건조 분말 제제 내의 GLP-1의 폐 투여는 상기 대상에서 위 배출의 억제가 결여되어 있음을 밝혀내었다(자료는 나타내지 않음). 위 배출의 억제는 GLP-1의 주입된 표준 제제와 연관된 일반적으로 접하는 원치 않는 부작용이다.
요약하면, 임상적인 GLP-1/FDKP 분말은 10 mg의 분말 내에 1.5 mg GLP-1의 최대 투여량을 제공하는 최대 15 중량% GLP-1을 함유하였다. 앤더슨 캐스케이드 측정은 입자의 35-70%가 < 5.8 ㎛의 공기역학적 직경을 갖는 것임을 나타내었다. 1.5 mg GLP-1의 투여량은 제1 샘플링 시간(3분)에서 > 300 pmol/L의 활성 GLP-1의 평균 피이크 농도를 생성하며; 제1 측정 시점(6 분)에서 375 pmol/L의 평균 피이크 인슐린 농도를 초래하며; 투약 20분 후 85 mg/dL에서 70 mg/dL로 평균 공복 혈장 글루코오스를 감소시키며; 및 우수한 내약성이 있었고 오심 또는 구토를 야기하지 않았다.
실시예 2
수컷 주커 당뇨 지방 쥐에서 GLP -1 및 엑세나티드 의 폐 투여, 및 익스에나티의 피하 투여의 비교
임상적으로 유용한 치료에 도달하도록 긴 순환 반감기를 갖는 GLP-1 유사체의 개발에 많은 노력을 기울여왔다. 본원에서 나타낸 바와 같이 GLP-1(GLP-1(7-36)아미드)의 폐 투여는 임상적으로 의미 있는 활성도 또한 제공하였다. 그러므로 이들 두 접근을 비교하는 것은 관심이 있었다.
FDKP 입자의 제조
푸마릴 디케토피페라진(FDKP) 및 폴리소르베이트 80을 묽은 암모니아수에 용해하여 2.5 중량% FDKP 및 0.05 중량% 폴리소르베이트 80을 함유하는 용액을 수득하였다. FDKP 용액은 폴리소르베이트 80을 함유하는 아세트산 용액과 혼합하여 입자를 형성하였다. 입자는 세척하고 접선 유동 여과에 의해 농축하여 대략 11 중량% 고체를 달성하였다.
GLP -1 저장 용액의 제조
10 중량% GLP-1 저장 용액은 451 mg 탈이온수와 60 mg GLP-1 고체(86.6% 펩티드)를 배합하여 탈이온수에서 제조하였다. 약 8 ㎕ 빙초산을 첨가하여 펩티드를 용해하였다.
GLP -1/ FDKP 입자의 제조
저장 FDKP 현탁액(108 mg 입자)의 1 g의 부분은 2 mL 폴리프로필렌 관으로 전송하였다. 적당량의 GLP-1 저장 용액(표 1)을 현탁액에 첨가하고 서서히 혼합하였다. 현탁액의 pH는 50%(v/v)수산화암모늄의 앨리쿼트 1 ㎕를 첨가하여 pH ~3.5 내지 pH ~4.5로 조정하였다. GLP-1/FDKP 입자 현탁액은 그 후 액체 질소로 펠릿화하고 동결건조 하였다. 건조 분말은 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)로 분석하였고 이론값과 비교하였다.
엑세나티드 저장 용액의 제조
10 중량% 엑센딘 저장 용액은 2219 mg 2 중량% 아세트산과 281 mg 엑센딘 고체(88.9% 펩티드)를 배합하여 2 중량% 아세트산에서 제조하였다.
엑세나티드/ FDKP 입자의 제조
저장 FDKP 입자 현탁액(171 mg 입자)의 1533 mg의 부분은 4 mL 유리 바이알에 전송하였다. 엑센딘 저장 용액의 304 mg의 부분을 현탁액에 첨가하고 서서히 혼합하였다. 현탁액의 pH는 25%(v/v)수산화암모늄의 앨리쿼트 3-5 ㎕를 첨가하여 ~3.7에서 pH ~4.5로 조정하였다. 엑세나티드/FDKP 입자 현탁액은 그 후 액체 질소로 펠릿화하고 동결건조 하였다. 건조 분말은 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)로 분석하였고 이론값과 비교하였다.
쥐의 약동학적 및 약력학적 평가
수컷 주커 당뇨 지방(ZDF) 쥐(5/군)는 네 개의 시험 군 중 하나에 할당되었다. 동물은 밤새 절식시키고 그 후 시험 물질 투약 직전 복강내 주사에 의해 글루코오스(1 g/kg)을 투여하였다. 대조군 동물은 폐 통기에 의해 공기를 수취하였다. 1군의 동물은 피하(SC) 주사에 의해 염수(0.1 mL) 중 엑세나티드(0.3 mg)를 수취하였다. 2군에서 동물은 폐 통기에 의해 15 중량% 엑세나티드/FDKP(2 mg)를 수취하였다. 3군의 동물은 폐 통기에 의해 15 중량% GLP-1/FDKP(2 mg)를 수취하였다. 혈액 샘플은 투약 전 및 투약 후 15, 30, 45, 60, 90, 120, 240, 및 480분에 꼬리로부터 수집하였다. 혈장을 수확하였다. 혈중 글루코오스 및 혈장 GLP-1 또는 혈장 엑세나티드 농도를 구하였다.
엑세네티드 약물동태는 도 7A에서 보고된다. 이들 자료는 엑세네티드가 엑세네티드/FDKP 분말의 통기에 이어 신속하게 흡수된다는 것을 나타낸다. 흡입된 엑세네티드의 생물학적 이용가능성은 피하주사와 비교하여 94%이었다. 이것은 폐 투여가 특히 엑세나티드에 유리함을 나타낼 수 있다. 최대 피이크 순환 엑세네티드 농도의 시간은(Tmax) 흡입 엑세네티드를 수취한 쥐 <15 분과 비교하여 피하 엑세네티드를 수취한 쥐에서 30분이었다. 이 Tmax는 통기로 치료된 GLP-1/FDKP와 유사하였다(자료에 나타내지 않음).
비교 약력학은 도 8에 나타낸다. 이들 자료는 모든 4가지 시험군에 대한 혈중 글루코오스의 변화를 나타낸다. 글루코오스 내성 시험 후의 글루코오스 익스커전은 SC 엑세네티드를 수취한 동물과 비교하여 흡입 엑세네티드/FDKP를 수취한 동물에서 더 낮았다. 엑세네티드 노출이 양자의 군에서 필적하였으며(도 7), 이들 자료는 엑세네티드/FDKP군에서 더 짧은 시간의 피이크 엑세네티드 농도가 더 우수한 글루코오스 제어를 제공한다는 것을 암시한다. 게다가, 글루코오스 익스커전은 GLP-1/FDKP 또는 엑세네티드/FDKP를 수취한 동물과 필적하였다. 이들 자료는 엑세네티드(89분)의 순환 반감기가 GLP-1(15분)보다 상당히 길기 때문에 놀라운 것이다. 실제로, 엑세네티드는 효율 증가의 목적을 위하여 순환 반감기를 최대화하도록 개발되었다. 이들 자료는 엑세네티드의 더 긴 순환 반감기가 폐 투여를 사용하였을 때 고혈당증 제어에 장점을 제공하지 않는 것임을 시사하는 것이다. 더욱이 두 분자의 폐 투여는 SC 엑세나티드의 우수한 혈중 글루코오스 제어를 제공한다.
도 7은 피하 엑센딘-4에 대한 폐 통기에 의해 투여된 엑센딘-4/FDKP 분말 제제를 수취한 수컷 ZDF 쥐의 평균 혈장 엑센딘 농도를 도시한다. 폐쇄 사각형은 엑센딘-4/FDKP 분말의 폐 통기 이후 반응을 나타낸다. 개방 사각형은 피하 투여된 엑센딘-4의 투여 이후 반응을 나타낸다. 자료는 ± 표준편차로 플롯팅된다. 자료는 2.3, 4.9 및 10.2 nM의 최대 혈장 GLP-1 농도(Cmax) 및 각기 57.1 nM·분, 92.6 nM·분, 및 227.9 nM·분(tmax=10분, t1/2=10분)의 노출(AUC)을 생성하는 0.12, 0.17, 및 0.36 mg의 GLP-1 투여량을 제공하는 분말로 쥐가 흡입 치료된 것을 나타낸다. 0.3 mg GLP-1/일의 4 연속일 투약 후 수행된 복강내 글루코오스 내성 시험에서, 치료된 동물은 대조군과 비교하여 유의하게 낮은 글루코오스 농도를 나타내었다(p < 0.05). 챌린지 30분 후에, 대조 동물에서 47%의 글루코오스 증진이 있었지만 치료 동물에서는 단지 17%이었다.
도 8은 폐 통기에 의해 투여된 엑센딘-4 및 피하 엑센딘-4에 대한 폐 통기를 통한 공기 대조, 엑센딘-4/FDKP 분말, 또는 GLP-1/FDKP 분말를 수취한 수컷 ZDF 쥐의 베이스라인으로부터의 혈중 글루코오스 변화를 도시한다. 폐쇄 다이아몬드는 엑센딘-4/FDKP 분말의 폐 통기 이후의 반응을 나타낸다. 폐쇄 원은 피하 엑센딘-4의 투여 이후의 반응을 나타낸다. 폐쇄 삼각형은 GLP-1/FDKP 분말의 투여 이후의 반응을 나타낸다. 폐쇄 사각형은 공기 단독의 폐 통기 이후 반응을 나타낸다. 개방 사각형은 통기에 의해 쥐에게 제공된 2 mg의 GLP-1/FDKP에 이어 통기에 의해 또한 투여된 2 mg 엑센딘-4/FDKP 분말에 의해 제공된 반응을 나타낸다.
실시예 3
옥신토모둘린 / FDKP 분말 제조물
글루카곤-37로서도 알려진 옥신토모둘린은 37 아미노산 잔기로 구성된 펩티드이다. 펩티드는 미국 캘리포니아주 서니베일의 American Peptide Company, Inc로부터 제조되고 획득할 수 있다. 현탁액 내의 FDKP 입자는 옥신토모둘린 용액과 혼합되고, 그후 액체 질소 내에서 펠릿으로 급속 냉동 및 동결건조하여 샘플 분말을 생성하였다.
여섯 분말은 5% 내지 30%의 타겟 펩티드 함량으로 제조하였다. HPLC에 의해 구하여진 실제 펩티드 함량은 4.4% 내지 28.5%이었다. 10% 펩티드-함유 분말의 공기역학적 성질은 캐스케이드 충돌을 사용하여 분석하였다.
FDKP 용액은 폴리소르베이트 80을 함유하는 아세트산 용액과 혼합하여 입자를 형성하였다. 입자는 세척하여 접선 유동 여과로 농축하여 대략 11% 고체 중량을 달성하였다.
FDKP 입자 현탁액(1885 mg x 11.14% 고체 = 210 mg FDKP 입자)는 4 mL 투명 유리 바이알을 통해 칭량하였다. 바이알은 캡핑하고 침강 방지를 위해 자기 교반기를 사용하여 혼합하였다. 옥신토모둘린 용액(2 중량% 아세트산 내의 10% 펩티드 909 mg)은 바이알에 첨가하고 혼합을 허용하였다. 최종 조성비는 대략 30:70 옥신토모둘린:FDKP 입자이었다. 옥신토모둘린/FDKP 현탁액은 1:4(v/v) 수산화암모늄/물의 2-10 ㎕ 증분을 첨가하여 pH 4.48로 조정한 4.00의 초기 pH를 갖는다. 현탁액은 액체 질소를 함유하는 작은 결정화 접시로 펠릿화 하였다. 접시는 동결 건조기에 넣고 200 mTorr에서 동결건조 하였다. 저장 온도는 0.2℃/분으로 -45℃에서 25℃로 증가시키고, 그 후 대략 10시간 동안 25℃로 유지하였다. 수득한 분말은 4 mL 투명 유리 바이알로 전송하였다. 바이알로 전송 후 분말의 총 수율은 309 mg(103%)이었다. 샘플은 중탄산 나트륨에서 옥신토모둘린 제조물을 희석하고 및 220 및 280 nm에서 파장 검출 세트를 사용하여 이동상으로서 0.1% TFA와의 아세토니트릴 및 0.1% 트리플루오로아세트산(TFA)으로 탈이온화를 사용하는 Waters 2695 분리 시스템에서 고압 액체 크로마토그래피에 의해 검정함에 의해 옥신토모둘린 함량에 대하여 시험하였다. 자료는 WATERS EMPOWERTM 소프트웨어 프로그램을 사용하여 분석하였다.
쥐에서의 약동학적 및 약력학적 평가
수컷 ZDF 쥐(10/군)는 4군 중의 한 군으로 할당하였다. 한 군에서 동물은 정맥 내 주사에 의해 옥신토모둘린을 수취하였다. 다른 세 군에서 동물은 폐 통기에 의해 5% 옥신토모둘린/FDKP 분말(0.15 mg 옥신토모둘린 함유), 15% 옥신토모둘린/FDKP 분말(0.45 mg 옥신토모둘린 함유), 또는 30% 옥신토모둘린/FDKP 분말(0.9 mg 옥신토모둘린 함유)을 수취하였다. 혈액 샘플은 혈장 옥신토모둘린 농도를 측정하기 위하여 투약전 꼬리로부터 및 투약 후 다양한 시간에서 수집하였다(도 9a). 식품 소비도 또한 옥신토모둘린 투약 후 다양한 시간에서 모니터링하였다(도 9b).
도 9a는 수컷 ZDF 쥐에게 다양한 양으로 흡입 가능한 건조 분말 제제의 투여 후 옥신토모둘린의 혈장 농도 및 정맥 내 주사에 의해 옥신토모둘린 수취한 대조 쥐를 비교한 그래프이다. 이들 자료는 옥신토모둘린/FDKP 분말의 통기 이후에 옥신토모둘린이 신속하게 흡수되는 것을 나타낸다. 최대 피이크 순환 옥신토모둘린 농도의 시간(Tmax)은 흡입된 옥신토모둘린을 수취한 쥐에서 15분 미만이었다. 이 연구는 옥신토모둘린의 반감기가 폐 투여 후 약 22 내지 약 25분임을 나타낸다.
도 9b는 공기 흐름을 수취한 대조 동물과 비교된 정맥 내 옥신토모둘린 또는 폐 통기에 의해 투여된 옥신토모둘린/FDKP 분말로 치료된 수컷 ZDF 쥐에서의 누적 식품 소비를 나타내는 막대 그래프이다. 자료는 단일 투여량의 공기 대조 또는 정맥 내 옥신토모둘린보다 폐 투여의 옥신토모둘린/FDKP이 더 큰 정도로 식품 소비가 감소됨을 나타낸다.
유사한 실험의 세트에서, 쥐는 대조(1군)로서 폐 통기에 의해 공기 흐름 또는 30% 옥신토모둘린/FDKP 분말을 수취한다. 쥐에게 상술한 바와 같이 제조된 0.15 mg 옥신토모둘린(0.5 mg의 옥신토모둘린/FDKP 분말, 2군), 0.45 mg 옥신토모둘린(1.5 mg의 옥신토모둘린/FDKP 분말, 3군) 또는 0.9 mg 옥신토모둘린(3 mg의 옥신토모둘린/FDKP 분말, 4군)의 옥신토모둘린/FDKP 흡입 분말 수취된 투여량을 투여한다. 연구는 실험 시작 전에 24시간 동안 절식된 ZDF 쥐에서 수행하였다. 쥐는 실험 투여량을 수취 후 식사를 허용하였다. 소정량의 식품을 쥐에게 제공하고 쥐가 소비한 식품의 양을 실험 시작 후 다양한 시간에서 측정하였다. 옥신토모둘린/FDKP 건조 분말 제제를 폐 통기에 의해 쥐에게 투여하고, 식품 측정 및 혈액 샘플은 투약 후 다양한 시점에서 취하였다.
도 10a 및 도 10b는 각기 대조로 부터 식품 소비 변화 및 모든 시험 동물에 대한 순환 옥신토모둘린 농도를 나타낸다. 옥신토모둘린이 제공된 쥐는 투약 후 6시간 까지 동안 대조 쥐보다 유의하게 감소된 식품을 소비하였다. 더 높은 투여량의 옥신토모둘린은 낮은 투여량보다 더 유의하게 식욕을 억제하는 것으로 나타났으며, 이것은 더 높은 투여량이 제공된 쥐가 투약 후 측정된 모든 시점에서 최소한의 양의 식품을 소비한 것과 같이 이것은 식욕 억제가 투여량 의존성임을 나타낸다.
혈액 내 옥신토모둘린의 최대 농도는 10 내지 30분에서 검출되었으며, 1.5 mg의 옥신토모둘린을 수취한 쥐가 311 ㎍/mL의 최대 혈장 농도를 가지며 3 mg의 옥신토모둘린을 수취한 쥐가 660 ㎍/mL의 최대 혈장 농도를 가지므로 옥신토모둘린의 최대 농도는 투여량 의존적이다. 폐 통기에 의한 투여 후 스프라그 돌리(Sprague Dawley) 쥐에서 옥신토모둘린의 반감기(t1 /2)는 약 25 내지 51분 범위이다.
실시예 4
제2형 당뇨병 환자에게 흡입 가능한 건조 분말 중의 GLP -1의 투여
GLP-1/FDKP 흡입 분말의 단계 1 임상 시험은 폐 흡입에 의해 GLP-1 건조 분말 제제로 치료 전 및 후의 환자의 글루코오스 레벨을 평가하기 의해 제2형 진성 당뇨병을 앓는 환자에서 수행하였다. 이들 연구는 본원에서 기술된 바 및 실시예 1에 따라 수행하였다. GLP-1 흡입 분말은 본원에서 참고로 인용한 미국 특허 출원 제11/735,957호에 기술된 바와 같이 제조하였다. 건조 흡입 분말은 단일 투여량 카트리지 내에 FDKP를 함유하는 총 10 mg 건조 분말 제제 내에 1.5 mg의 인간 GLP-1(7-36) 아미드를 함유한다. 이 연구를 위하여, 성인 남성 및 폐경후 여성을 포함하는 제2형 당뇨병이 있는 20명의 환자를 밤새 절식시키고 GLP-1 흡입 분말 투여 후 4시간 동안 공복을 유지하였다. 건조 분말 제제는 MEDTONE® 건조 분말 흡입기(MannKind Corporation)를 사용하여 투여하였고, 본원에서 그의 전체를 참고로 인용한 미국 특허 출원 제10/655,153호에 기술되어 있다.
치료된 환자로부터 혈청 글루코오스 레벨 평가를 위한 혈액 샘플은 GLP-1 투약 전 30분에, 투약시(0분)에, 및 투여 이후 대략 2, 4, 9, 15, 30, 45, 60, 90, 120 및 240 분에서 수득하였다. 혈청 글루코오스 레벨은 각각의 샘플에 대하여 분석하였다.
도 11은 이들 연구 결과를 나타내는 그래프이며, 다양한 시점에서 GLP-1을 함유하는 흡입 가능한 건조 분말 제제의 단일 투여량 투여 후 제2형 당뇨병이 있는 6명의 공복 환자로부터 수득된 글루코오스 값을 도시한다. 6명의 환자 모두의 글루코오스 값은 GLP-1 투여 후 감소되었으며 연구의 종료에서 투여 후 적어도 4시간 동안 감소된 것이 유지되었다.
도 12는 글루코오스 값이 도 11에 나타낸 제2형 당뇨병이 있는 6명의 공복 환자의 군에 대한 평균 글루코오스 값을 나타내는 그래프이다. 도 12에서, 글루코오스 값은 6명의 환자 모두에 대한 0시간(투여)으로부터의 글루코오스 레벨의 평균 변화로서 표시된다. 도 12는 30분 시점에서 달성된 것으로, 대략 약 18 mg/dL 내지 약 20 mg/dL에 해당하는 대략 1 mmol/L의 평균 글루코오스 강하를 나타낸다. 이러한 글루코오스 레벨의 평균 강하는 120분 동안 지속되었다. 더 큰 베이스라인 글루코오스를 갖는 대상에서의 변화가 더 컸으며 더 연장된 반면, 가장 낮은 베이스라인 공복 혈중 글루코오스를 갖는 6명의 대상 중 2명은 이러한 시간프레임에서 글루코오스 레벨의 일시적인 저하만을 나타내었다(자료는 나타내지 않음). 더 높은 공복 글루코오스의 대상은 더 낮은 값을 갖는 대상과 동일한 인슐린 반응을 전형적으로 나타내지 않았으며, 따라서 자극될 때, 더 공복 글루코오스의 대상은 전형적으로 글루코오스 값이 정상에 가까운 대상보다 더 큰 반응을 나타낸다는 것이 관측되었다.
실시예 5
뇌 및 간에서 본래의 GLP -1의 제1 통과 분포 모델
폐 전달 및 정맥 내 볼러스 투여 이후 전신 순환을 통한 GLP-1의 제1 통과 분포는 GLP-1 투여의 양자의 방법에 대한 전달의 효능을 구하기 위하여 계산하였다. 모델은 하기 가정을 기반으로 개발되었다: (1) 폐에서 폐 정맥으로의 GLP-1의 흡수는 0차 동역학이다; (2) 뇌 및 뇌 내에서 GLP-1의 분포는 순간적으로 일어난다, 및 (3) 뇌 및 간 분포로부터 GLP-1의 클리어런스는 오로지 기저 혈류에 의해서만 구동된다. 이들 가정을 근거로 하여, 뇌 및 간에서 GLP-1의 양을 구하기 위한 분석은 특정 조직 및 기관에 의해 GLP-1의 추출에 관하여 발표된 자료(Deacon, C.F. et al. "Glucagon-like peptide 1 undergoes differential tissue-specific metabolism in the anesthetized pig". American Physiological Society, 1996, pages E458-E464), 및 신체의 혈류 분포 및 인간의 심박출량으로 인한 속도 연구에 관하여 발표된 자료(Guyton Textbook of Physiology, 10thEdition; W.B. Saunders, 2000, page 176)를 근거로 하였다. 휴식시 혈압과 같은 정상 생리적 파라미터를 갖는 정상 대상(70 kg)에서, 뇌 및 간으로의 기저 유속은 각기 700 mL/분 및 1350 mL/분이었다. 심박출량을 근거로, 신체의 혈류 분포는 뇌에서 14%, 간에서 27% 및 나머지 신체 조직에서 59%로 계산되었다(Guyton).
상술한 파라미터를 사용하여, 폐 및 정맥 투여에 의해 제공된 1 mg 투여량에 대하여 뇌 및 간으로 분포될 GLP-1의 상대량을 구하였다. 1 mg의 GLP-1은 60초에 분할되었으며, 수득한 수는 뇌에 14% 유동 분포로 곱하였다. 그러므로, 투여량의 분획이 매 초 뇌에서 나타난다. 뇌의 혈액은 150 mL이며 클리어런스 속도는 700 mL/분을 나타내는 이용가능한 자료로부터, GLP-1의 클리어런스에 대한 계산은 약 12 mL/초이며, 이것은 혈액량의 대략 8%가 초당 뇌로부터 클리어된다는 것과 동일하다. Deacon 등에 의해 보고된 돼지의 정맥 내 연구에서, 40%의 GLP-1은 정맥 내에서 순간적으로 대사되며 10%도 또한 폐의 탈산소화된 혈액에서 대사된다. 따라서, 총 GLP-1의 40%와 이에 이어 또 다른 10%은 정맥 내 자료 분석에 관한 계산에서 총 투여량으로부터 차감하였다.
간에서 추정된 GLP-1 양에 대하여, 동일한 분해 가정은 정맥 내 및 폐 투여 경로에 대하여 40%에 이어 또 다른 10% 총량 손실이 IV 투약에 대하여 이루어졌다. 잔류하는 GLP-1의 27%가 먼저 포털 베드를 통과하는 혈액의 75%와 함께 간에 분포하는 것으로 가정하였다. 간에서의 혈액의 순간적인 분포를 가정하였다. 계산은 하기와 같다: 1 mg의 GLP-1은 60초로 나누고, 총 GLP-1의 40%와 이에 이어 또 다른 10%은 정맥 내 자료 분석에 대하여 투여된 총량으로부터 차감하였다. 폐 투여에 대하여 분해는 가정하지 않았다. 수득한 수는 먼저 포털 베드를 통과하는 양의 75%와 함께 양자의 투여 경로에 대하여 간에서 27% 유동 분포를 곱하였다. Deacon 등에 의해 보고된 돼지의 정맥 내 연구에서 포털 베드에 의한 20% 추출이 보고되었다; 그러므로 75%의 GLP-1의 양은 간에 도입되기 전에 20% 감소된 것이었다. 그러므로, 매초 나타나는 GLP-1의 총량은 포털 베드에서 진행된 대사를 갖는 분획으로 구성된다. 간의 혈액량은 750 mL이며 클리어런스 속도는 1350 mL/분을 나타내는 이용가능한 자료로부터, GLP-1의 클리어런스에 대한 계산은 약 22.5 mL/초이며, 이것은 혈액량의 대략 3%가 초당 간으로부터 클리어된다는 것과 동일하다. Deacon등은 간에서의 45% 분해를 보고하였으며, 이에 따라 45%의 총 GLP-1은 간에서 나타나는 총량으로부터 차감하였으며, 나머지는 총 잔류량에 더하였다.
계산 결과는 하기 표 4 및 표 5에 나타내었다. 폐 투여 후 뇌 및 간에서 계산된 GLP-1 분포는 하기에 나타낸다(표 4):
Figure pct00005
정맥 내 볼러스 투여 후 GLP-1의 분포를 나타내는 결과는 하기 표 5에 나타낸다:
Figure pct00006
상기 자료는 내인성 효소에 의한 GLP-1의 분해 후 신체의 특이 조직에서 GLP-1의 분포의 대표적인 실례이다. 상기 결정을 근거로 하여, 폐 투여 후 뇌 및 간에서 GLP-1의 양은 정맥 내 볼러스 투여 후 GLP-1의 양보다 약 1.82 내지 약 1.86배 더 높다. 그러므로, 자료는 투여 후 다양한 시간에서 GLP-1의 양이 정맥 투여로 수득된 양의 약 2배가 될 것이므로 GLP-1의 정맥 투여와 비교할 때, GLP-1의 폐 전달은 더 효과적인 전달 경로일 수 있음을 나타낸다. 그러므로 폐 투여에 의한 GLP-1을 포함하는 질환 또는 장애의 치료는 동일하거나 유사한 효과를 얻는데 필요한 정맥 내 GLP-1 투여량의 총량보다 작거나 또는 거의 반이 필요할 것이다.
실시예 6
이 실시예에서의 연구는 ZDF 쥐에게 폐 통기에 의해 투여된 FDKP, FDKP 이나트륨염, 숙시닐-치환-DKP(SDKP, 또는 화합물 1로서 본원에서 지칭됨) 또는 비대칭 (푸마릴-모노치환)-DKP(또는 화합물 2로서 본원에서 지칭됨)를 포함하는 제제 및 피하 투여에 의한 다양한 활성제의 약동학적 파라미터를 측정하기 위하여 수행하였다. 쥐는 8개의 군으로 나누고 5마리의 쥐는 각각의 군으로 할당하였다. 1군에서 각각의 쥐는 폐 액체 점적에 의해 인산염 완충 염수 용액 중의 엑센딘-4의 0.3 mg 투여량을 수취하였으며; 2군은 피하 주사에 의해 인산염 완충 염수 중의 0.3 mg의 엑센딘-4를 수취하였다.
3-8군의 쥐는 하기와 같이 폐 통기에 의해 활성제 또는 엑센딘-4의 그들의 투여량을 수취하였다: 3군의 쥐는 폐 통기에 의해 GLP-1/FDKP의 제제 2 mg에 이어 2 mg 투여량의 엑센딘-4를 수취하고; 4군은 엑센딘-4/FDKP의 제제를 수취하며; 5군의 쥐는 FDKP의 이나트륨염 내에 9.2% 로드로서 제제화된 3 mg 투여량의 엑센딘-4를 수취하고; 6군의 쥐는 FDKP의 이나트륨염 내에 13.4% 로드로서 제제화된 2 mg 투여량의 엑센딘-4를 수취하며; 7군의 쥐는 SDKP 내에 14.5% 로드로서 제제화된 2 mg 투여량의 엑센딘-4를 수취하고, 및 8군의 쥐는 비대칭(푸마릴-모노-치환) DKP 내에 13.1% 로드로서 제제화된 2 mg 투여량의 엑센딘-4를 수취하였다.
동물의 투약은 대상의 높은 수치를 수용하는 이틀에 걸쳐 일어났다. 다양한 시험 제품이 동물에게 투여되었으며 혈액 샘플은 투약 후 다양한 시간에서 취하였다. 엑센딘-4 농도는 혈장 단리에서 측정하였으며; 그의 결과는 도 13에 제공하였다. 그래프에서 도시된 바와 같이, FDKP를 함유하는 제제 내의 엑센딘-4를 수취한 4군의 치료된 쥐는 30분 내에 혈액에서 엑센딘-4의 레벨이 높은 것으로 나타났으며 피하 투여에 의해 엑센딘-4를 수취한 2군의 쥐보다 더 높은 레벨을 나타내었다. 모든 군에서, 엑센딘-4의 레벨은 투여 후 약 1시간에서 급격히 감소한다.
ZDF 쥐의 폐 통기에 의한 엑센딘-4/FDKP의 투여는 유사한 투여량 정규화 Cmax, AUC, 및 피하 주사로서 투여된 엑센딘-4로서의 생물학적 이용가능성을 나타내었다.　폐 통기에 의해 투여된 엑센딘-4/FDKP은　피하 주사에 의한 엑센딘-4와 비교시 반감기가 2배 더 큰 것으로 나타났다. 푸마릴(모노-치환)DKP로서 투여된 엑센딘-4, 또는 SDKP 제제는 피하 주사(대략 50% 미만)와 비교시 더 낮은 투여량 정규화 Cmax, AUC, 및 생물학적 이용가능성을 나타내었지만 폐 점적보다는 높은 레벨이었다.　　　
공복 하룻밤 후, ZDF 쥐는 복강내 주사(IPGTT)로 글루코오스 챌린지를 제공하였다.　엑센딘-4/FDKP를 사용한 치료는 피하 경로에 의한 엑센딘-4와 비교하여 IPGTT 이후 혈중 글루코오스　레벨에서 더 큰 감소를 나타내었다.　 공기 대조 동물과 비교하여, 혈중 글루코오스 레벨은 각기 피하 주사에 의한 엑센딘-4 및 폐 투여에 의한 엑센딘-4/FDKP 분말로 투여된 동물에서 30분 및 60분 동안 IPGTT 이후 유의하게 저하되었다.　복강내 글루코오스 투여(IPGTT)로 치료 후 폐 통기에 의한 엑센딘-4/FDKP 및 GLP-1으로 치료된 3군의 ZDF 쥐는 투약 후 30분에서 단독으로 치료된 것과 비교하여 IPGTT 이후 혈중 글루코오스 레벨은 놀라울 정도로 더 저하됨을 나타내었다 (-28% vs. -24%).
실시예 7
이 실시예의 연구는 정맥 내 주사와 비교된 ZDF 쥐에서 폐 투여에 의한 펩티드 YY(3-36) 제제의 약동학적 및 약력학적 프로파일을 측정하기 위하여 수행되었다.
폐 전달을 위한 PYY/FDKP 제제의 제조: 이들 실험에서 사용된 펩티드 YY(3-36)(PYY)는 American Peptide로부터 수득되며 pH의 함수로서 FDKP 입자 상에 흡착시켰다. 10% 펩티드 저장 용액은 8 ml 투명한 바이알에서 85.15 mg의 PYY를 칭량하고 2% 수성 아세트산을 762 mg의 최종 중량으로 첨가하였다. 펩티드를 서서히 혼합하여 투명한 용액을 수득하였다. FDKP 현탁액(4968 mg, 424 mg의 FDKP 미리 형성된 입자 함유)은 PYY/FDKP 입자 현탁액을 형성한 PYY 용액을 함유하는 바이알에 첨가하였다. 샘플은 자기 교반기 상에 놓고 실험을 통해 완전히 혼합하였다. 마이크로 pH 전극은 혼합물의 pH를 모니터하기 위하여 사용되었다. 14-15% 암모니아 수용액의 2-3 ㎕의 앨리쿼트는 샘플의 pH를 증진시키기 위하여 사용되었다. 샘플 체적(상청액의 분석에 대하여 75 ㎕; 현탁액에 대하여 10 ㎕)은 각각의 pH점에서 제거되었다. 상청액 분석을 위한 샘플은 1.5 ml, 0.22 ㎛ 필터 튜브로 전송 및 원심분리하였다. 현탁액 및 여과된 상청액 샘플은 990 ㎕의 50 mM 중탄산 나트륨 용액을 함유하는 HPLC 오토샘플러 바이알로 전송하였다. 희석된 샘플은 HPLC로 분석하여 제조물의 특성을 평가하였다. 실험은, 예를 들어, 10.2%의 PYY 용액이 pH 4.5에서 FDKP 입자 상에 흡착될 수 있음을 나타내었다. 이러한 특정 제조물에서, 예를 들어, 수득한 분말의 PYY 함량은 HPLC에 의해 14.5%(w/w)인 것으로 구하여졌다. 분말의 공기역학적 특성의 캐스케이드 측정은 MEDTONE® 건조 분말흡입기(MannKind Corporation)를 통해 방출될 때 98% 카트리지 배출과 함께 52% 호흡 분획을 나타내었다. 상기 결과를 근거로, 5%, 10%, 15% 및 20% PYY를 포함하는 PYY/FDKP 분말의 다수 샘플 제조물을 제조하였다.
약동학적 및 약력학적 연구: 암컷 ZDF 쥐가 이들 실험에 사용되었으며 7군으로 분할하였다; 1군에 3마리 쥐를 할당하였다는 것만 제외하고 5마리 쥐는 각각의 군에 할당하였다. 쥐는 그들의 할당된 투여량을 제공받기 전에 24시간 동안 절식시켰으며 투약 후 식품을 즉시 제공받고 실험기간 동안 원하는 대로 먹을 수 있게 하였다. 1군에서 각각의 쥐는 인산염 완충 염수 용액 내의 0.6 mg IV 투여량의 PYY를 섭취하고; 2군 쥐는 1.0 mg의 PYY 폐 액체 점적을 수취하며; 3군 쥐는 대조로서 지정되었고 공기의 흐름을 수취하였으며; 4-7군의 쥐는 하기와 같이 폐 통기에 의해 투여된 흡입용 건조 분말 제제를 수취하였다: 4군 쥐는 5% PYY(w/w) 로드의 3 mg PYY/FDKP 분말 제제 내에 0.15 mg의 PYY를 수취하고; 5군 쥐는 10% PYY(w/w) 로드의 3 mg PYY/FDKP 분말 제제 내에 0.3 mg의 PYY를 수취하며; 6군 쥐는 15% PYY(w/w) 로드의 3 mg PYY/FDKP 분말 제제 내에 0.45 mg의 PYY를 수취하고; 7군 쥐는 20% PYY(w/w) 로드의 3 mg PYY/FDKP 분말 제제 내에 0.6 mg의 PYY를 수취하였다.
식품 소비는 투약 후 30, 60, 90, 120, 240분 및 24시간에서 각각의 쥐에 대하여 측정하였다. PYY 혈장 농도 및 글루코오스 농도는 투약 전 및 투약 후 5, 10, 20, 30, 45, 60 및 90분에 쥐로부터 취한 혈액 샘플로부터 각각의 쥐에 대하여 구하였다. 이들 실험의 결과는 도 14-16 및 하기 표 6에 나타내었다. 도 14는 다양한 투여량에서 푸마릴-디케토피페라진을 포함하는 제제에서 폐 투여에 의해 및 정맥 투여에 의해 PYY 제제를 수취한 암컷 ZDF 쥐의 식품 소비를 측정하는 실험으로부터의 대표적인 자료의 막대 그래프이다. 자료는 점적에 의해 PYY를 수취한 2군을 제외하고 대조와 비교할 때 PYY-치료된 모든 쥐에 대하여 식품 소비가 감소되었음을 나타낸다. 쥐에 의한 식품 소비의 감소는 대조와 비교할 때 PYY-투약 후 30, 60, 90 및 120분에서 폐 통기에 의해 치료된 쥐에 대하여 통계적으로 유의한 것이었다. 도 14의 자료도 또한 IV 투여(1군)가 쥐에서 식품 소비 감소에 상대적으로 효과적인 것이지만, FDKP 제제의 폐 경로에 의해 투여된 동일 양의 PYY(0.6 mg)(7군)는 더 장기간 동안 식품 섭취의 양 감소 또는 식욕 억제에 더 효과적인 것을 나타낸다. 폐 PYY-FDKP 분말을 수취한 PYY-치료된 모든 쥐는 대조와 비교하였을 때 식품 소비가 더 적었다.
도 15는 IV 투여에 의해; 푸마릴-디케토피페라진을 포함하는 다양한 제제의 폐 투여에 의해 PYY 제제가 제공된 암컷 ZDF 쥐 및 공기 대조 쥐에서 측정된 혈중 글루코오스 레벨을 도시한다. 자료는 폐 흡입에 의한 PYY-치료된 쥐의 혈중 글루코오스 레벨이 PYY IV로 치료된 1군 쥐를 제외하고 상대적으로 대조와 유사한 것으로 남아있음을 나타낸다. 1군 쥐는 투약 후 약 15분까지 기타 쥐와 비교하였을 때 혈중 글루코오스 레벨이 초기에 저하되었다.
도 16은 투여 후 다양한 시간에서 취한 IV 투여에 의해; 푸마릴-디케토피페라진을 포함하는 다양한 제제의 폐 투여에 의해 PYY 제제가 제공된 암컷 ZDF 쥐, 및 공기 대조 쥐에서 PYY의 혈장 농도를 측정하는 실험으로부터의 대표적 자료를 도시한다. 이들 측정은 표 6에서도 나타낸다. 자료는 PYY IV가 투여된 1군 쥐는 폐 통기에 의해 치료된 쥐보다 더 높은 혈장 PYY 농도(30.7 ㎍/mL)를 얻었음을 나타낸다. PYY에 대한 피이크 혈장 농도(Tmax)는 1, 6 및 7군의 쥐에 대하여 약 5분이었고 2, 4 및 5군의 쥐에 대하여는 10분이었다. 자료는 PYY/FDKP 제제로 폐 통기에 의해 치료된 모든 쥐는 그들의 혈장 샘플에서 측정할 수 있는 양의 PYY를 갖지만, 7군 쥐는 가장 높은 혈장 PYY 농도(4.9 ㎍/mL)를 가지며 값은 투약 후 약 35분까지 다른 군 보다 더 높게 유지됨을 나타낸다. 자료는 또한 폐 통기에 의해 투여된 PYY의 혈장 농도가 투여량 의존적임을 나타낸다. IV 주사에 의한 투여가 PYY/FDKP의 폐 투여보다 PYY의 더 높은 정맥 혈장 농도를 유발하는 한편, 식품 소비의 더 큰 억제는 그럼에도 불구하고 PYY/FDKP의 폐 투여로 달성되었다.
Figure pct00007
도 17은 본원에서 예시된 것 및 인슐린, 엑센딘, 옥신토모둘린 및 PYY를 포함하는 몇몇 활성제에 대하여 측정된 바의 본 발명의 약물 전달 시스템의 효능을 설명한다. 구체적으로, 도 17은 상술한 활성제의 IV 및 SC 투여와 비교된 폐 약물 전달 시스템의 약물 노출 및 바이오이펙트 사이의 관계를 나타내는 것이다. 도 17에서 자료는 본 발명의 폐 약물 전달 시스템이 정맥 내 또는 피하 투여보다 더 적은 양의 약물 노출로 더 큰 바이오이펙트를 제공함을 나타낸다. 그러므로 더 적은 양의 약물 노출은 표준 요법과 비교할 때 유사하거나 또는 더 큰 효과의 원하는 약물을 수득할 필요가 있을 수 있다. 그러므로, 한 실시양태에서, 하나 이상의 활성제 및 디케토피페라진을 포함하는 흡입 가능한 제제를 치료가 필요한 대상에게 투여하여 치료 효과를 얻는 것을 포함하는 당뇨병, 고혈당증 및 비만을 포함하는 질환의 치료를 위하여 펩티드 예컨대 GLP-1, 옥신토모둘린, PYY를 포함하는 활성제를 전달하는 방법은 다른 방식의 투여로 유사한 효과를 달성하기 위해 필요한 것 다 더 낮은 활성제의 노출을 볼 수 있다. 한 실시양태에서, 활성제는 펩티드, 단백질, 리포카인을 포함한다.
실시예 8
식사 후 제2형 진성 당뇨병의 GLP -1 활성 평가
이 연구의 목적은 식사 후 글루코오스 농도에 대한 GLP-1 건조 분말 제제의 효과의 평가 및 부작용, GPL-1 활성, 인슐린 반응, 및 위 배출을 포함하는 그의 안정성 평가이다.
실험 디자인: 연구는 두 기간으로 분할하였으며 20 내지 64 연령 범위의 제2형 당뇨병으로 진단된 20명의 환자가 등록하였다. 기간 1은 밤새 절식 후 투여된 FDKP 중의 1.5 mg의 GLP-1을 포함하는 건조 분말 제제를 수취한 15명의 환자에서의 개방-라벨 단일 투여량 시험이었다. 대조로서, 5명의 대상은 밤새 절식 후 FDKP 흡입 분말을 수취하였다. 기간 2는 기간 1의 완료 후 수행되었다. 연구의 이러한 부분에서, 환자는 마커로서 13C-옥타노에이트로 표지되며 475 Kcal로 구성된 식사 챌린지로 각기 4연속 치료가 제공되었다. 연구는 대조로서 염수 및 엑세나티드는 식사 15분 전에 주사로서 제공되었으며, 흡입 가능한 GLP-1의 건조 분말 제제 또는 GLP-1이 없는 건조 분말 제제로 구성된 위약은 식사 직전에 투여되고 식사 30분 후 반복한 이중 맹검, 이중 더미, 크로스 오버, 식사 챌린지 연구로서 디자인되었다. 4가지 치료는 하기와 같다: 치료 1은 GLP-1가 없는 건조 분말 제제 1.5 mg의 위약을 수취하는 모든 환자로 구성되었다. 치료 2에서, 모든 환자는 FDKP를 포함하는 건조 분말 제제 내에 1.5 mg의 GLP-1의 1회 투여량을 수취하였다. 치료 3에서, 모든 환자는 1회 투여량은 식사 직전 및 1회 투여량은 식사 30분 후인 FDKP를 포함하는 건조 분말 제제 내의 1.5 mg의 GLP-1을 2회 투여량으로 수취하였다. 치료 4에서, 환자는 피하 주사에 의해 10 ㎍의 엑세나티드를 수취하였다. 각각의 환자로부터 혈액 샘플은 투약 전 및 후의 다양한 시간에서 취하였으며 GLP-1 농도, 인슐린 반응, 글루코오스 농도 및 위 배출을 포함하는 몇몇 파라미터에 대하여 분석하였다. 이 연구의 결과는 도 18-20에 도시된다.
도 18은 상술한 바와 같은 치료 군에 의한 혈액 내의 평균 GLP-1 레벨을 도시한다. 자료는 FDKP 내의 1.5 mg의 GLP-1을 포함하는 건조 분말 제제를 수취하는 환자는 패널 A, B 및 C에서 나타낸 바와 같이 투여 직후 혈액 내에서 유의하게 높은 레벨의 GLP-1을 가지며 GLP-1의 레벨은 급식 또는 절식한 개인에게서 투여 후 급격히 감소되었음을 나타낸다. 엑세나티드-치료된 군에서(패널 D), 또는 건조 분말 제제를 수취하는 대조에서(패널 E) GLP-1의 측정가능한 레벨은 없었다.
도 19는 치료 전 및 후의 연구에서 환자의 인슐린 레벨을 도시한다. 자료는 위약을 수취한 절식 대조 환자(패널 C)를 제외하고 식사 챌린저 연구(패널 B)에서 위약-치료된 환자를 포함하는 치료 후의 모든 환자에서 내인성 인슐린이 생성되었음을 나타낸다. 그러나, 인슐린 반응은 FDKP를 포함하는 건조 분말 조성물 내에 GLP-1을 수취한 환자에서 더 중요하며, 인슐린 반응은 급식 및 절식한 양자의 군(패널 D-F)에서 치료 즉시 관측되었다. 절식된 대상에서, 평균 피이크 내인성 인슐린 방출은 폐 전달에 의해 GLP-1 투여 후 대략 60 μU/mL이었다(패널 E). 결과는 글루코오스 레벨이 GLP-1의 건조 분말 제제로 치료된 환자에게서 감소되는 것으로 또한 나타났다. GLP-1의 건조 분말 제제의 투여는 혈중 글루코오스의 지연된 상승 및 글루코오스에 전체 노출(AUC) 감소를 초래하였다. 지연된 상승 및 줄어든 노출 양자는 GLP-1 흡입 분말의 제2 투여를 수취한 대상에서 더 뚜렷하다(자료는 나타내지 않음). 인슐린 방출의 크기는 환자 중에서 변하며, 생리적으로 관련된 인슐린 레벨이 어떤 사람들은 작지만 반면 다른 사람들은 더 큰 인슐린 방출을 나타낸다. 환자 사이에 인슐린 반응이 상이함에도 불구하고, 글루코오스 반응은 유사하다. 인슐린 반응에서 이러한 차이는 질환의 진행 및 인슐린 저항성의 정도의 편차를 반영할 수 있다. 이러한 반응의 평가는 더 큰 인슐린 저항성 및 질환의 진행을 나타내는 더 큰 방출(혈중 글루코오스 레벨 조절에서 더 큰 효능 결여)을 갖는 질환 진행의 진단 표시자로서 사용될 수 있다.
도 20은 치료군에 의한 위 배출 퍼센트를 도시한다. 패널 A(치료 3의 환자) 및 패널 B(치료 2의 환자) 환자는 패널 D(GLP-1 없이 FDKP를 포함하는 건조 분말 제제로 위약 치료된 환자)에서 나타낸 대조 환자와 유사한 위 배출 특성 또는 백분율을 갖는다. 자료는 또한 심지어 10 ㎍ 투여량에서 엑세나티드로 치료된 환자는 대조와 비교할 때 위배출에서 유의한 지연 또는 억제를 보여주는 것으로 나타났다. 섭취된 13C -옥타노에이트로부터 90% 초과의 13C는 식사 4 시간 후 흡수되지 않았다. 반면, 섭취된 13C -옥타노에이트의 60% 미만은 식사 4 시간 후에 흡입 GLP-1/FDKP로 치료된 환자에서 흡수되지 않았다. 자료는 또한 FDKP 및 GLP-1을 포함하는 활성제 전달을 위한 본 발명의 시스템은 위 배출 억제가 결여되어 있으며; GLP-1 전달 이후의 신속한 인슐린 방출을 유발하고 글루코오스 AUC 레벨의 감소를 야기한다는 것을 나타낸다.
실시예 9
GLP -1 투여의 반응은 베이스라인 글루코오스 레벨에 의존한다.
이 실시예에서, 자료는 GLP-1이 정상 공복 대상에게 및 제2형 당뇨병(T2DM)이 있는 대상에게 투여된 상기 기술된 실시예 1 및 8에 존재하는 연구로부터 제시된다. 모든 대상은 정상 폐기능을 갖는 비흡연자이었다. 대상은 공복 동안 흡입을 통해 FDKP를 포함하는 제제 중의 1.5 mg GLP-1을 수취하였다. 제1 연구에서, 6명의 정상 대상은 GLP-1을 수취하였다. 제2 연구에서, T2DM이 있는 15명의 대상은 GLP-1을 수취하였으며, T2DM이 있는 5명의 대상은 위약을 수취하였다. 모든 대상에서 혈중 글루코오스 레벨은 상기 실시예 1 및 8에서 기술된 것과 같이 측정하였으며 자료는 도 21에 나타낸다.
정상 대상에서, 대조는 실험 전반에 걸쳐 약 4 mmol/L 내지 약 5 mmol/L 범위의 베이스라인 글루코오스 레벨을 나타내었다. 흡입에 의해 투여된 GLP-1은 0.8 mmol/L의 글루코오스에서 일시적인 감소를 생성하였다. 최소 글루코오스 레벨은 GLP-1 제제 흡입 후 대략 15분에서 발생하였다. 글루코오스 레벨의 감소 이후, 글루코오스 레벨은 1 시간까지 베이스라인 레벨로 복귀하였다. 반응의 기간은 GLP-1(≤2 분)의 t1 /2 보다 훨씬 더 길었다.
T2DM이 있는 대상에서 GLP-1에 대한 반응은 혈중 글루코오스 농도에 의존한다. GLP-1을 수취한 T2DM이 있는 15명의 대상 중, 11명은 9 mmol/L 초과의 베이스라인 혈장 글루코오스 농도(BlGlu) 를 가지며 4명은 9 mmol/L 미만의 BlGlu을 갖는다. 9 mmol/L 미만의 혈중 글루코오스 레벨이 있는 대상은 0.75 mmol/L의 평균 최대 감소를 갖는다. 최소에 도달하는 시간은 약 1/2시간이었다. 글루코오스 값은 복원되었지만, 4시간 후 베이스라인 레벨로 복귀하지 않았다. 9 mmol/L 초과의 혈중 글루코오스 레벨을 갖는 대상은 글루코오스에서 1.2 mmol/L 감소를 갖는다. 최소 레벨로 복귀함이 없이 흡입 45분 후에 최소가 발생하므로 반응 기간은 더 길다. 위약 치료된 대상은 흡입 후 처음 2시간에 걸쳐 글루코오스의 변화가 없었다.
자료는 디케토피페라진을 포함하는 제제 내의 GLP-1의 흡입은 급격한 스파이크를 생성하거나 또는 시험된 대상에서 혈장 인슐린을 증가시키며, 이것은 췌장 β-세포에서 내인성 인슐린 생성을 나타낸다. 인슐린의 신속한 펄스는 더 상승된 공복 혈장 글루코오스 레벨을 갖는 T2DM이 있는 대상에서 혈장 글루코오스 농도의 더 현저한 감소 및 장기간 지속이 생성될 수 있다.
실시예 10
GLP -1의 제조
GLP-1은 American Peptide(미국 캘리포니아주 서니베일) 또는 AnaSpec(미국 캘리포니아주 산호세)으로부터 구매하거나, 또는 하우스(MannKind Corporation, 미국 캘리포니아주 발렌시아)에서 제조하였다. 다양한 농도의 수성 GLP-1 샘플은 (특별히 언급하지 않는 한) pH 4.0 및 20℃에서 분석하였다. 샘플은 일반적으로 각각의 실험 전에 새로 제조되며 및 적절한 첨가제(예컨대, 있다면 염, pH 완충액, H2O2 등)와 함께 혼합하였다. 다양한 조건 하에서 GLP-1의 2차 구조 측정은 원자외선 CD 및 전송 푸리에 변환 적외선 분광법(FTIR)으로 수집하였다. 또한, 근자외선 CD 및 고유 형광 양자는 그의 방향족 잔기, 즉 트립토판 주위의 환경을 모니터닝하여 GLP-1의 삼차 구조를 분석하기 위해 사용하였다.
실시예 11
GLP -1의 PEG 화
전형적인 형태에서, PEG는 말단 히드록시기를 갖는 선형 중합체이며, n이 약 8 내지 약 4000인 화학식 HO-CH2CH2-(CH2CH2O)n-CH2CH2-OH을 갖는다. 말단 수소는 알킬 또는 아릴기와 같은 보호기로 치환될 수 있다. 바람직하게는, PEG는 하나 이상의 히드록시기를 가지며, 더 바람직하게는 말단 히드록시기를 갖는 것이다. 펩티드와 반응하도록 활성화된 히드록시가 바람직하다. GLP-1의 PEG화를 위해 유용한 많은 형태의 PEG가 있다. PEG의 다수의 유도체가 기술 분야에 존재하며 GLP-1의 peg 화를 위해 적당하다.(예컨대 U.S. 특허 제5,445,090호; 제5,900,461호; 제5,932,462호; 제6,436,386호; 제6,448,369호; 제6,437,025호; 제6,448,369호; 제6,495,659호; 제6,515,100호 및 제6,514,491호 및 Zalipsky, S. Bioconjugate Chem. 6:150-165, 1995 참조). GLP-1에 공유적으로 결합된 PEG 분자는 특정 타입으로 제한되는 것은 아니다.
GLP-1 화합물이 제조 및 정제되면, PEG 분자를 GLP-1 화합물에 공유적으로 연결하여 PEG화된다. 광범위한 방법이 PEG를 펩티드에 공유적으로 컨쥬게이트 하기 위하여 기술 분야에 기술되어 있다(논문 검토를 위하여 Roberts, M. et al. Advanced Drug Delivery Reviews, 54:459-476, 2002 참조). 카르복시-말단에서 펩티드의 PEG화는 전구체로서 재조합 GLP-1 펩티드를 사용한 효소 커플링 또는 기술분야에서 공지되고 설명된 대안적인 방법을 통해 수행될 수 있다. 예컨대 U.S. 특허 제4,343,898호 또는 문헌[International Journal of Peptide & Protein Research. 43: 127-38, 1994] 참조. 본 발명의 PEG화 GLP-1 화합물을 제조하기 위한 한 방법은 펩티드의 티올기에 PEG를 직접적으로 부착하기 위한 PEG-말레이미드의 사용을 포함한다. 티올 작용기의 도입은 펩티드 상에 또는 그 위에 Cys 잔기를 첨가 또는 삽입에 의해 달성될 수 있다. 티올 작용기는 또한 펩티드의 측쇄 상에 도입될 수 있다.(예컨대 티올 함유 산의 라이신ε-아미노기의 아실화). 본 발명의 PEG화 공정은 안정한 티오에테르 연결기를 형성하는 마이클 첨가를 이용할 수 있다. 반응은 매우 특이적이며 기타 작용기의 존재 하에 온화한 조건하에 일어난다. PEG 말레이미드는 잘 정의된, 생체활성 PEG-단백질 컨쥬게이트 제조를 위한 반응성 중합체로서 사용되어 왔다. 절차가 반응의 완결을 유도하기 위하여 PEG 말레이미드 대하여 과잉몰의 티올 함유 GLP-1 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 반응은 바람직하게는 pH 4.0 내지 9.0 사이에서 1 내지 40시간 동안 실온에서 수행된다. 과잉 비PEG화 티올 함유 펩티드는 종래의 분리 방법에 의해 PEG화 생성물로부터 용이하게 분리될 수 있다. 시스테인 PEG화는 PEG 말레이미드 또는 2 분기형 PEG 말레이미드를 사용하여 수행될 수 있다.
PEG화 GLP-1 화합물은 광범위한 질환 및 상태의 치료에 사용될 수 있다. PEG화 GLP-1 화합물은 "GLP-1 수용체"로서 언급되는 수용체에서의 작용에 의한 그들의 생물학적 효과를 발휘할 수 있다. GLP-1 수용체 자극 또는 GLP-1 화합물의 투여에 바람직하게 반응하는 질환 및/또는 상태가 있는 대상은 그러므로 본 발명의 PEG화 GLP-1 화합물로 치료될 수 있다. 이들 대상은 "GLP-1 화합물로 치료할 필요가 있는" 또는 "GLP-1 수용체 자극의 필요가 있는"으로 불리운다. 비인슐린 의존 당뇨병, 인슐린 의존 당뇨병, 뇌졸증(WO 00/16797 참조), 심근경색(WO 98/08531 참조), 비만(WO 98/19698 참조), 수술 후 이화 변화(U.S. 특허 제6,006,753호 참조), 기능성 소화 불량 및 과민성 대장 증후군(WO 99/64060 참조)이 있는 대상이 포함된다. 또한 포함되는 것은 GLP-1 화합물로 예방적 치료가 필요한 대상, 예컨대, 비인슐린 의존 당뇨병 전개 위험이 있는 대상이다(WO 00/07617 참조). 손상된 글루코오스 내성 또는 손상된 공복 글루코오스가 있는 대상, 체중이 대상의 키 및 체격에 대하여 정상 체중보다 약 25% 초과인 대상, 부분 췌장절제가 있는 대상, 한분 이상의 부모가 비인슐린 의존 당뇨병이 있는 대상, 임신 당뇨병이 있는 대상 및 급성 또는 만성 췌장염이 있는 대상은 비인슐린 의존 당뇨병이 전개될 위험이 있다.
본원에서 기술된 PEG화 GLP-1 화합물의 유효량은 GLP-1 수용체 자극이 필요한 대상에게 투여되었을 때 받아들 일수 없는 부작용을 야기함이 없이 원하는 치료 및/또는 예방 효과를 초래하는 양이다. "원하는 치료 효과"는 하기를 하나 이상 포함한다: 1) 질환 또는 상태와 연관된 증상(들)의 경감; 2) 질환 또는 상태와 연관된 증상의 발병 지연; 3) 치료의 부재와 비교하여 증진된 장수; 및 4) 치료의 부재와 비교하여 삶의 질 향상. 예를 들어, 당뇨병의 치료를 위한 PEG화 GLP-1 화합물의 "유효량"은 치료의 부재에서보다 혈중 글루코오스 농도를 더 잘 조절하도록 초래하여, 망막 병증, 신경 병증 또는 신장 질환과 같은 당뇨 합병증의 발병을 지연을 초래하도록 하는 양을 포함한다. 당뇨병의 방지를 위한 PEG화 GLP-1 화합물의 "유효량"은 치료의 부재와 비교하여 술포닐 우레아, 티아졸리딘온, 메트포르민, 인슐린 및/또는 비스구아니딘과 같은 항과혈당 약물로 치료가 필요한 상승된 혈중 글루코오스 레벨의 발병을 지연하는 양이다. 전형적으로, 본 발명의 PEG화 GLP-1 화합물은 혈장 레벨이 약 5 피코몰/리터 내지 약 200 피코몰/리터의 범위내에 있도록 투여될 것이다. Val8-GLP-1(7-37)OH에 대한 최적 혈장 레벨은 30 피코몰/리터 내지 약 200 피코몰/리터가 되도록 결정되었다.
정규화된 환자의 혈중 글루코오스에 효과적인 PEG화 GLP-1 화합물의 투여량은 다수의 인자에 의존할 것이며, 그중 제한함이 없이 대상의 성별, 체중 및 연령, 혈중 글루코오스 조절 무능력의 중증도, 투여의 경로 및 생물학적 이용가능성, PEG화 GLP-1 화합물의 약동학적 프로파일, 잠재력, 및 제제를 포함한다. 본 발명의 PEG화 GLP-1 화합물의 전형적인 투여량 범위는 성인에 대하여 약 0.01 mg/일 내지 약 1000 mg/일 범위일 것이다. 바람직하게는, 투여량 범위는 약 0.1 mg/일 내지 약 100 mg/일, 더 바람직하게는 약 1.0 mg/일 내지 약 10 mg/일이다.
실시예 12
PEG화 GLP-1 / DKP 의 제조
약물 전달을 위한 디케토피페라진 입자가 다양한 방법에 의해 형성되고 활성제와 함께 로드될 수 있다. 디케토피페라진 용액은 PEG화 GLP-1의 용액 또는 현탁액과 혼합되고, 그후 침전되어 활성제를 포함하는 입자를 형성할 수 있다. 대안적으로 DKP는 침전되어 입자를 형성하고 후속하여 활성제의 용액과 혼합될 수 있다. 입자 및 활성제간의 회합은 자발적으로 용매 제거에 의해 구동될 수 있으며, 건조 전에 특정 단계가 포함될 수 있거나, 또는 이들 메커니즘의 임의의 조합이 회합을 촉진시키기 위하여 적용될 수 있다. 이러한 방식을 따라 추가의 변형이 당업자에게는 명백할 것이다.
하나의 특정 프로토콜에서 침전된 디케토피페라진 입자가 세척되고, PEG화 GLP-1 용액이 첨가되며, 액체 질소에 적가에 의한 혼합물 냉동 및 수득한 냉동 액적을 동결건조하여 디케토피페라진-PEG화 GLP-1 건조 분말을 수득한다.
실시예 13
PEG화 GLP-1 / DKP 의 약리학적 연구
PEG화 GLP-1/DKP 흡입 분말(0.05, 0.45, 0.75, 1.05 및 1.5 mg의 GLP-1)의 5가지 투여량이 평가된다. 모든 투여량을 수취하기 위해, 제제화된 PEG화 GLP-1/DKP를 활성제가 없는 입자 함유 DKP 흡입 분말과 함께 혼합하였다. 적당량의 DKP 흡입 분말과 혼합하여 또는 PEG화 GLP-1/DKP 흡입 분말(PEG화 GLP-1/DKP에 대하여 15% 중량) 자체로 구성된 10 mg 건조 분말을 수용하는 단일 투여량 카트리지는 PEG화 GLP-1(0.05 mg, 0.45 mg, 0.75 mg, 1.05 mg 및 1.5 mg)의 원하는 투여량을 수득하기 위해 사용된다. 처음 가장 낮은 2 투여량 레벨은 각기 6 대상의 2 코호트로 평가하고 더 높은 3 투여량 레벨은 각기 5 대상의 3 코호트로 평가한다. 각각의 대상은 평가된 5 투여량 레벨의 1에서 단지 1 투여량만을 수취한다. GLP-1(활성 및 전체) 및 DKP 측정을 위한 혈액 흡인 이외에, 샘플은 글루카곤, 글루코오스, 인슐린, 및 C-펩티드 결정을 위해 흡인된다.
수집된 자료는 PEG화 GLP-1/DKP 조성물이 그의 천연 형태에서 GLP-1의 반감기와 비교로서 환자에게 투여되었을 때 전신순환에서 증진된 반감기를 제공함을 나타낸다.
실시예 14
PEG화 GLP-1 / DKP 의 약리학적 연구
PEG화 GLP-1/DKP 흡입 분말의 임상 시험은 폐 흡입에 의해 PEG화 GLP-1/DKP 건조 분말 제제로 치료 전 및 후에 환자의 글루코오스 레벨을 평가하기 위하여 제2형 진성 당뇨병을 앓는 환자에서 수행된다. 이들 연구는 본원에서 기술된 바 및 실시예 1에 따라 수행된다. PEG화 GLP-1/DKP 흡입 분말은 본원에서 기술된 바와 같이 제조된다. 건조 흡입 분말은 단일 투여량 카트리지 내에 DKP를 함유하는 총 10 mg 건조 분말 제제 내에 1.5 mg의 PEG화 인간 GLP-1(7-36) 아미드를 함유한다. 이러한 연구를 위하여, 성인 남성 및 폐경기 여성을 포함하는 제2형 당뇨병이 있는 20명의 환자는 밤새 절식하고 PEG화 GLP-1/DKP 흡입 분말 투여 후에 4시간 동안 절식을 유지한다. 건조 분말 제제는 MEDTONE® 건조 분말 흡입기(MannKind Corporation)를 사용하여 투여되고, 그의 전체 개시 내용이 본원에서 참고로 인용된 미국 특허 출원 제10/655,153호에 기술된다.
치료된 환자로부터 혈청 글루코오스 레벨을 평가하기 위한 혈액 샘플은 투약 30분 전, 투약 시(0분) 및 GLP-1 투여 이후 대략 2, 4, 9, 15, 30, 45, 60, 90, 120 및 240분에 수득된다. 혈청 글루코오스 레벨은 각각의 샘플에 대하여 평가하였다.
모든 환자에 대한 글루코오스 값은 PEG화 GLP-1의 투여 이후 감소되며 및 비-PEG화 GLP-1의 투여 이후 볼 수 있는 장기간 동안 하락을 유지한다.
실시예 15
쥐에서 PEG화 GLP-1/ DKP 의 약리학적 연구
GLP-1은 식품 섭취 감소 및 포만감의 감각을 유발하는 뇌의 작동에 관한 기술 분야에서도 또한 공지되어 있다. 식품 섭취의 감소 및 포만감에서 이러한 GLP-1의 역할을 기초로, 실험은 본 발명의 PEG화 GLP-1/DKP 제제가 급식을 감소시키는 제제로서 효과적이며 이에 따라 비만 제어에 잠재력이 있는지를 결정하기 위하여 수행된다.
2군의 암컷 스프라그 돌리 쥐는 폐 통기에 의해 2 mg/일(0.32 mg GLP-1/투여량)의 투여량에서 15.8% PEG화 GLP-1/DKP 제제 또는 대조(공기)로 투약된다. 대조군은 5마리의 쥐로 구성되며 시험 군은 10마리의 쥐로 구성된다. 각각의 쥐는 5 연속일 동안 단일 투여량으로 제공되며 식품 섭취는 각각의 투약 후 2 및 6 시간을 측정한다. 각각의 쥐의 체중은 매일 기록한다.
자료는 투약 후 2 및 6시간에서 GLP-1/FDKP 제제로 투약된 쥐의 누적 식품 소비가 전반적으로 감소되었음을 나타낸다. 감소는 투약 후 4일 2시간에 더 뚜렷하다(p=0.01). 6시간에 감소는 1일 및 2일에서 더 뚜렷하다(p<0.02). 투약 후 24시간에서 식품 소비에 대한 효과는 없었다.
특정 실시양태를 참고로 하여 본 발명을 특별히 나타내고 기술하였지만, 상기 개시된 및 기타 특징 및 기능의 변화, 또는 그의 변경은 많은 다른 상이한 시스템 또는 적용과 바람직하게 조합될 수 있음은 알 수 있을 것이다. 또한 다양한 현재 예상하지 못했거나 또는 예측하지 못한 그 안에서의 대안, 변형, 변동 또는 개선이 하기 청구 범위에 의해 포함되도록 당업자에 의해 계속해서 이루어질 수 있다.
달리 명시하지 않으면, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 성분, 성질 예컨대 분자량, 반응 조건 등의 양을 표현하는 모든 숫자는 용어 "약"에 의해 모든 경우에서 변형되는 것으로 이해된다. 따라서, 달리 지시되지 않는 한, 본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 기재된 수치 파라미터는 본 발명에 의해 얻고자 하는 원하는 성질에 따라 변할 수 있는 근사치이다. 청구 범위에 대한 균등론의 적용을 적어도 제한하려는 시도 없이, 각각의 수치 파라미터는 적어도 기록된 유효 숫자의 수에 비추어, 및 통상적인 반올림 기법을 적용하여 해석되어야한다. 발명의 넓은 범위를 기술하는 수치 범위 및 파라미터가 근사치임에도 불구하고, 구체적인 실시예에 기술된 수치 값은 가능한 한 정확하게 보고된다. 그러나, 임의의 수치는 본래 적으로 각각의 시험 측정에서 발견되는 표준 편차로부터 필수적으로 발생하는 특정 오차를 함유한다.
본 발명의 문맥에서(특히 하기 청구항의 문맥에서) 사용된 단수 표현 및 유사한 지시 대상은 본원에서 달리 나타내지 않거나 또는 문맥상 명백하게 부인하지 않는 한 단수 및 복수 양자를 커버 하는 것으로 해석되어야한다. 본원에서 값 범위의 기술은 단지 범위 내에 속하는 각각의 개별 값에 개별적으로 적용하는 간략한 방법으로서 작용하려는 의도이다. 본원에서 달리 언급하지 않는 한, 각각의 개별 값은 본원에서 개별적으로 인용된 것처럼, 각각의 개별 값은 본 명세서에 포함된다. 본원에서 기술된 모든 방법은 본원에서 달리 명시되지 않는 한 또는 그렇지 않으면 문맥상 명백하게 부인하지 않는 한 임의의 적당한 순서로 수행될 수 있다. 본원에서 제공된 임의의 및 모든 예, 또는 대표적인 언어 (예를 들어, "와 같은")의 사용은 단지 본 발명을 더 명백히 하고자 하는 것이며 그렇지 않으면, 본 발명의 청구 범위를 제한하는 것은 아니다. 명세서의 어떤 언어도 본 발명의 실시에 필수적인 임의의 청구되지 않은 요소를 나타내는 것으로서 해석되어서는 안 될 것이다.
본원에서 기술된 본 발명의 대안적인 요소 또는 실시양태의 그룹화는 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 각 그룹의 구성원은 개별적으로 또는 그룹의 다른 구성원 또는 본원에서 알아낸 다른 요소와의 조합을 청구하며 지칭할 수 있다. 그룹의 하나 이상의 구성원은 편의 및/또는 특허성의 이유로 그룹에 포함되거나 삭제될 수 있는 것으로 예측된다. 임의의 이러한 포함 또는 삭제가 발생할 때, 명세서는 변형으로서 그룹을 함유하는 것으로 간주되며 따라서 첨부된 청구범위에서 사용된 모든 마쿠쉬 그룹의 기재된 설명을 이행하는 것이다.
본 발명의 특정 실시양태는 발명을 수행하기 위하여 본 발명자들에게 공지된 최상의 방식을 포함하여 본원에서 기술된다. 물론, 이러한 기술된 실시양태의 변화는 상술한 기술을 읽을 때 당업자에 의해 명백해 질 것이다. 발명자는 당업자가 이러한 변화를 적합하게 사용하기를 기대하고, 발명자는 본원에서 구체적으로 기술된 것 이외에 본 발명이 실행되기를 의도한다. 따라서, 본 발명은 적용가능한 법이 허용되는 바에 따라 첨부된 청구범위에서 인용된 주제의 변형 및 등가물 모두를 포함한다. 더욱이, 그의 가능한 모든 변화에서 상술한 요소의 임의의 조합은 본원에서 달리 명시되지 않는 한 또는 그렇지 않으면 문맥상 명백하게 부인하지 않는 한 본 발명에 의해 포함된다.
또한, 다수의 참고 문헌은 이 명세서 전체에 걸쳐 특허 및 출판물로 이루어졌다. 상기 인용된 각각의 참고 문헌 및 출판물은 개별적으로 그의 전체가 참고로 본원에서 인용된다.
끝으로, 본원에서 개시된 발명의 실시양태는 본 발명의 원리를 예시하는 것으로 이해되어야한다. 사용될 수 있는 다른 변형이 본 발명의 범위 내에 있다. 따라서, 제한되는 것은 아니지만, 예로서 본 발명의 대안적인 구성은 본원에서의 교시에 따라 이용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 도시되고 기술된 바와 같이 정확하게 한정되지 않는다.
본원에서 개시된 특정 실시양태는 언어의 본질적으로 구성된 또는 구성된을 사용하여 청구범위에서 더 제한될 수 있다. 청구범위에서 사용될 때, 출원한 대로 또는 보정에 의해 첨가된 것에 상관없이, 전이 용어 "구성된"은 청구범위에서 구체화하지 않은 임의의 요소, 단계, 또는 성분을 배제한다. 전이 용어 "본질적으로 구성된"은 구체화된 물질 또는 단계 및 기본적이고 새로운 특징(들)에 실질적으로 영향을 주지 않는 것으로 청구범위를 제한한다. 이와 같이 청구된 본 발명의 실시양태는 본질적으로 또는 명시적으로 본원에서 기술되고 사용될 수 있다.
본원에서 개시된 특정 실시양태는 언어의 본질적으로 구성된 또는 구성된을 사용하여 청구범위에서 더 제한될 수 있다. 청구범위에서 사용될 때, 출원한 대로 또는 보정에 의해 첨가된 것에 상관 없이, 전이 용어 "구성된"은 청구범위에서 구체화 하지 않은 임의의 요소, 단계, 또는 성분을 배제한다. 전이 용어 "본질적으로 구성된"은 구체화된 물질 또는 단계 및 기본적이고 새로운 특성(들)에 실질적으로 영향을 주지 않는 것으로 청구범위를 제한한다. 이와 같이 청구된 본 발명의 실시양태는 본질적으로 또는 명시적으로 본원에서 기술되고 사용될 수 있다.

Claims (14)

  1. PEG화 글루카곤 유사 펩티드-1(GLP-1) 분자 및 디케토피페라진을 포함하는 흡입 가능한 건조 분말 조성물.
  2. 제1항에 있어서, PEG화 GLP-1 분자는 GLP-1(7-37)OH, 또는 GLP-1(7-36)NH2인 흡입 가능한 건조 분말 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 약 0.01 mg 내지 약 5 mg, 또는 약 0.02 mg 내지 약 3 mg의 건조 분말의 GLP-1의 양으로 하나 이상의 폴리에틸렌 글리콜 분자를 갖는 PEG화 GLP-1을 포함하는 것인 흡입 가능한 건조 분말 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 디케토피페라진은 비스-3,6-(4-X-아미노부틸)-2,5-디케토피페라진, 또는 그의 약제학적으로 허용가능한 염이며, 여기서 X는 숙시닐, 글루타릴, 말레일, 또는 푸마릴인 흡입 가능한 건조 분말 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 디케토피페라진은 비스-3,6-(4-푸마릴-아미노부틸)-2,5-디케토피페라진인 흡입 가능한 건조 분말 조성물.
  6. 제1항에 있어서, PEG화 GLP-1 분자는 분자량 100 킬로달톤 미만의 폴리에틸렌 글리콜 부분을 포함하는 것인 흡입 가능한 건조 분말 조성물.
  7. 제4항에 있어서, 약제학적으로 허용가능한 염은 디케토피페라진의 이나트륨염, 이칼륨염, 또는 마그네슘염인 흡입 가능한 건조 분말 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 디케토피페라진은 미리 형성된 미세입자를 포함하고, 여기서 미세입자의 약 35% 내지 약 75%가 5.8 ㎛ 미만의 공기역학적 직경을 갖는 것인 흡입 가능한 건조 분말 조성물.
  9. 제1항에 있어서, PEG화 GLP-1은 투여량당 0.02 mg 내지 3 mg 분말 범위의 양의 PEG화 GLP-1(7-36)NH2인 흡입 가능한 건조 분말 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 흡입 가능한 건조 분말 조성물을 포함하는 건조 분말 흡입기를 포함하는 고혈당증 및/또는 제2형 당뇨병의 치료에 사용하기 위한 약물 전달 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 흡입 가능한 건조 분말 조성물을 수용하기 위한 일회용 카트리지를 더 포함하는 것인 약물 전달 시스템.
  12. 치료적 유효량의 PEG화 GLP-1 분자, 및 비스-3,6-(4-푸마릴-아미노부틸)-2,5-디케토피페라진 또는 그의 약제학적으로 허용가능한 염을 포함하는, 폐 투여를 위한 건조 분말 흡입 가능한 제제를 포함하는 고혈당증의 치료에 사용하기 위한 약물 전달 시스템으로서, 환자가 7 mmol/L 초과의 공복 혈중 글루코오스 농도를 갖는 것인 약물 전달 시스템.
  13. PEG화 GLP-1 분자 및 디케토피페라진을 포함하는 입자를 형성하는 방법으로서, 1) PEG화 GLP-1 분자를 제공하는 단계; 2) 입자 형성 디케토피페라진, 디케토피페라진 입자, 및 그의 조합으로부터 선택된 형태의 디케토피페라진을 제공하는 단계; 및 3) 상기 PEG화 GLP-1 분자 및 상기 디케토피페라진을 공용액의 형태로 배합하는 단계로서, 상기 PEG화 GLP-1 분자 및 상기 디케토피페라진을 포함하는 상기 입자가 형성되는 것인 단계를 포함하는 방법.
  14. 1) PEG화 GLP-1 분자 및 화학식 2,5-디케토-3,6-디(4-X-아미노부틸)피페라진을 갖는 디케토피페라진(식 중, X는 숙시닐, 글루타릴, 말레일, 및 푸마릴로 구성된 군으로부터 선택됨) 또는 그의 염을 포함하는 건조 분말 제제를 수용하며, 건조 분말 흡입기에 들어맞도록 작동 가능하게 구성된 약제 카트리지 및 2) 상기 건조 분말 제제의 전달을 위해 상기 카트리지를 맞추어 단단히 체결하도록 작동 가능하게 구성된 흡입 장치를 포함하는 고혈당증의 치료에 사용하기 위한 키트.
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