KR20210013047A - 프레그네놀론의 비강내 전달을 위한 조성물 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감소된 아세틸콜린 활성과 연관된 질환 또는 병태를 치료하기 위해 특정 뇌 영역에서 신경전달물질 아세틸콜린의 활성을 증가시키는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 방법은 한 콧구멍에 해당하는 편도체에서만 아세틸콜린 활성을 증가시켜 아세틸콜린 활성의 동측 증가를 제공하는, 한쪽 콧구멍만으로의 프레그네놀론의 비강 내 투여에 관한 것이다.

Description

프레그네놀론의 비강 내 전달을 위한 조성물 및 방법

관련 출원의 교차 참조

본 출원은 2018년 4월 17일에 출원된 미국 임시출원 제62/658,946호의 우선권을 청구하며, 그 전체 내용은 본원에 참조로 포함된다.

기술분야

예를 들어, 특정 뇌 영역에서 아세틸콜린 활성을 증가시키는데 유용한 프레그네놀론(pregnenolone)의 비강 내 전달 조성물 및 방법이 본원에 기재된다.

신경스테로이드 및 신경전달물질은 인지, 급식, 감정, 동기 부여 및 운동 능력의 조절을 비롯한 정상적인 뇌 기능의 조절에 있어서 특정 역할을 갖는 뇌에서 활성인 화합물이다. 문헌[Zheng, P., "Neuroactive steroid regulation of neurotransmitter release in the CNS: action, mechanism and possible significance," Prog. Neurobiol., 89, 134-152 (2009)]을 참조한다. 비정상적인 신경스테로이드 및 신경전달물질 기능 및/또는 농도는 정신분열증, 뇌졸중, 우울증, 파킨슨 질환 및 알츠하이머 질환과 같은 수많은 중추 신경계(CNS) 장애와 관련있다. 신경스테로이드 프레그네놀론은 뇌에서 아세틸콜린(Ach) 방출을 증가시킨다. 아세틸콜린은 콜린성 전달 시스템의 탁월한 신경전달물질이며, 편도체에서 증가된 아세틸콜린 방출은 기억 처리 및 학습에 필수적이다. 뇌는 각기 구별되는 기능을 가진 다수의 콜린성 영역을 포함한다. 그것들은 각성, 주의력, 기억력 및 동기부여에서 중요한 역할을 한다. 문헌[Hasselmo, M.E., "The role of acetylcholine in learning and memory," Curr. Opin. Neurobiol., 16, 710-715 (2006)]을 참조한다. 아세틸콜린 활성은 건강한 인지 기능에 필수적이며, 증거에 따르면, 알츠하이머 질환 환자에게 있어서 아세틸콜린의 농도 및 기능은 모두 손상되어 아세틸콜린이 알츠하이머 질환 치료에 핵심 표적이 된다. 문헌[Francis, P.T., "The interplay of neurotransmitters in Alzheimer's disease," CNS Spectr., 10, 6-9 (2005)]을 참조한다. 현재, 감소된 아세틸콜린 전파로 고통받고 있는 환자의 뇌에서 아세틸콜린 활성을 증가시키기 위한 주요 전략은 아세틸콜린에스테라아제 저해제를 투여하는 것이지만, 이것들의 적용가능성은 이것들의 독성으로 인해 제한적이다. 문헌[Colovic M.B. et al., "Acetylcholinesterase inhibitors: Pharmacology and Toxicology," Current Neuropharmacology 11, 315-335 (2013)]을 참조한다.

따라서 뇌의 특정 영역에서 아세틸콜린 활성을 증가시키기 위한 조성물 및 방법이 요구된다.

필요로 하는 대상체, 특히 비(非)설치류 대상체의 뇌 조직에서 아세틸콜린 활성을 동측(同側)으로 증가시키는 방법으로서, 프레그네놀론 제형물을 상기 대상체에 비강 내 투여하는 것을 포함하는 방법이 본원에서 기재되는데, 여기서 프레그네놀론 제형물은 약제학적으로 허용가능한 담체 중 유효량의 프레그네놀론을 포함하는 비강 내 투여에 적합화된 약제학적 조성물이다. 대상체는 인간, 비인간 영장류, 개, 고양이, 소, 양, 말, 또는 토끼일 수 있다.

일부 구현예에서, 프레그네놀론 제형물은 한쪽 콧구멍만으로 투여되고, 아세틸콜린 활성은 상기 콧구멍의 동측 뇌 반구에서 증가되고; 일부 구현예에서, 아세틸콜린 활성은 상기 콧구멍의 반대측 뇌 반구에서는 실질적으로 증가되지 않는다.

일부 구현예에서, 본 방법은 대상체의 편도체에서 증가된 아세틸콜린 활성을 도모한다. 일부 구현예에서, 본 방법은 대상체의 해마에서 증가된 아세틸콜린 활성을 도모한다.

일부 구현예에서, 아세틸콜린 활성은 10분 이내에 증가된다. 일부 구현예에서, 뇌 조직 내 아세틸콜린 활성은 60분 이상 동안, 또는 100분 이상 동안 유지된다.

일부 구현예에서, 프레그네놀론의 유효량은 대상체의 체중 1 킬로그램 당 약 0.01 mg 내지 약 2.0 mg이다.

일부 구현예에서, 약제학적으로 허용가능한 담체는 (a) 제형물 중 약 60 중량% 내지 약 98 중량%의 양으로 존재하는 하나 이상의 친유성 또는 부분 친유성 담체; (b) 제형물 중 약 1 중량% 내지 약 20 중량%의 양으로 존재하는 표면 장력 감소화 활성을 갖는 하나 이상의 화합물; 및 (c) 제형물 중 약 0.5 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 존재하는 하나 이상의 점도 조절제를 포함한다.

일부 구현예에서, 프레그네놀론은 다공성 부형제의 기공 내부에 위치된 다공성 부형제의 표면 상에 로딩된다.

일부 구현예에서, 대상체는 정신분열증, 파킨슨 질환, 알츠하이머 질환, 루이체 치매, 무감동, 자폐증, 불안, 스트레스, 류마티스 관절염, 외상성 뇌 손상, 뇌졸중, 뇌졸중 후 신경보호, 양극성 장애, 우울증, 주의력 결핍 과잉행동 장애 또는 수면 장애와 같은 뇌에서 감소된 아세틸콜린 활성과 연관된 질환 또는 병태를 앓고 있다.

일부 구현예에서, 본 방법은 기억 및 학습 결손과 같은 인지 기능을 개선하는데 효과적이다.

또한, 필요로 하는 대상체, 특히 비설치류 대상체의 뇌 조직에서 아세틸콜린 활성을 동측으로 증가시키는데 사용되기 위한, 또는 정신분열증, 파킨슨 질환, 알츠하이머 질환, 루이체 치매, 무감동, 자폐증, 불안, 스트레스, 류마티스 관절염, 외상성 뇌 손상, 뇌졸중, 뇌졸중 후 신경보호, 양극성 장애, 우울증, 주의력 결핍 과잉행동 장애 또는 수면 장애로부터 선택된 필요로 하는 대상체의 질환 또는 병태를 치료하는데 사용되기 위한 프레그네놀론 제형물이 제공되며, 여기서 프레그네놀론 제형물은 약제학적으로 허용가능한 담체 중 유효량의 프레그네놀론을 포함하는 비강 내 투여에 적합화된 약제학적 조성물이다. 일부 구현예에서, 프레그네놀론 제형물은 대상체의 한쪽 콧구멍만으로의 비강 내 투여를 위해 적합화된다. 일부 구현예에서, 프레그네놀론 제형물은 한쪽 콧구멍만으로 투여되고, 아세틸콜린 활성은 상기 콧구멍의 동측 뇌 반구에서 증가된다. 일부 구현예에서, 아세틸콜린 활성은 상기 콧구멍의 반대측 뇌 반구에서는 실질적으로 증가되지 않는다. 일부 구현예에서, 사용은 추가적으로 또는 대안적으로 대상체의 편도체에서 아세틸콜린 활성 증가를 도모한다. 일부 구현예에서, 사용은 추가적으로 또는 대안적으로 대상체의 해마에서 아세틸콜린 활성 증가를 도모한다. 일부 구현예에서, 아세틸콜린 활성은 10분 이내에 증가된다. 일부 구현예에서, 뇌 조직 내 아세틸콜린 활성은 60분 이상 동안 유지된다. 일부 구현예에서, 뇌 조직 내 아세틸콜린 활성은 100분 이상 동안 유지된다. 일부 구현예에서, 프레그네놀론의 유효량은 대상체의 체중 1 킬로그램 당 약 0.01 mg 내지 약 2.0 mg이다. 임의의 구현예에서, 약제학적으로 허용가능한 담체는 (a) 제형물 중 약 60 중량% 내지 약 98 중량%의 양으로 존재하는 하나 이상의 친유성 또는 부분 친유성 담체; (b) 제형물 중 약 1 중량% 내지 약 20 중량%의 양으로 존재하는 표면 장력 감소화 활성을 갖는 하나 이상의 화합물; 및 (c) 제형물 중 약 0.5 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 존재하는 하나 이상의 점도 조절제를 포함할 수 있다. 임의의 구현예에서, 프레그네놀론은 다공성 부형제의 기공 내부에 위치된 다공성 부형제의 표면 상에 로딩될 수 있다. 임의의 구현예에서, 대상체는 인간, 비인간 영장류, 개, 고양이, 소, 양, 말, 또는 토끼일 수 있다. 임의의 구현예에서, 대상체는 뇌에서 감소된 아세틸콜린 활성과 연관된 질환 또는 병태를 앓고 있을 수 있다. 임의의 구현예서, 질환 또는 병태는 정신분열증, 파킨슨 질환, 알츠하이머 질환, 루이체 치매, 무감동, 자폐증, 불안, 스트레스, 류마티스 관절염, 외상성 뇌 손상, 뇌졸중, 뇌졸중 후 신경보호, 양극성 장애, 우울증, 주의력 결핍 과잉행동 장애 및 수면 장애로부터 선택될 수 있다. 임의의 구현예에서, 사용은 기억 및 학습 결손과 같은 인지 기능을 개선하는데 효과적일 수 있다.

또한, 정신분열증, 파킨슨 질환, 알츠하이머 질환, 루이체 치매, 무감동, 자폐증, 불안, 스트레스, 류마티스 관절염, 외상성 뇌 손상, 뇌졸중, 뇌졸중 후 신경보호, 양극성 장애, 우울증, 주의력 결핍 과잉행동 장애 및 수면 장애로부터 선택된 필요로 하는 대상체의 질환 또는 병태를 치료하기 위한, 또는 필요로 하는 대상체, 특히 비설치류 대상체의 뇌 조직에서 아세틸콜린 활성을 동측으로 증가시키기 위한 약제의 제조에 있어서 프레그네놀론의 용도가 제공되는데, 여기서 약제는 약제학적으로 허용가능한 담체 중 유효량의 프레그네놀론을 포함하는 비강 내 투여를 위해 적합화된 약학적 조성물이다. 일부 구현예에서, 약제는 대상체의 한쪽 콧구멍만으로의 비강 내 투여를 위해 적합화된다.

도 1은 프레그네놀론을 한쪽 콧구멍에 투여하는 것이 이 콧구멍에 대한 동측 편도체에서 아세틸콜린을 증가시키나 반대측 편도체에서는 그렇지 않음을 보여준다. 편도체에서 세포외 아세틸콜린 수준에 대한 프레그네놀론의 측방 비강 내 투여의 효과는 마취된 래트에서 생체 내 미세투석으로써 측정되었다. 값은 6개의 기준선 샘플을 100(평균 + SE)으로 하여 기준선%로 제시된다. 프레그네놀론은 오일-기반 제형물(비히클)에 11.2 mg/mL의 농도로 투여된다. 5 μl의 약물 제형물은 한쪽 콧구멍(동측 반구)에 비강 내 투여되었고, 5 μl 비히클이 다른 쪽 콧구멍(반대측 반구)에 투여되었다. 비강 내 투여는 0분, 시점에서 수행되었다. 그래프는 투여 전후에 두 반구 내 편도체에서 방출된 아세틸콜린의 수준을 보여준다. 다른 시점 (약물 치료 후 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100분)에서 동측 반구 그룹과 반대측 그룹 간의 통계학적으로 유의미한 차이 (p< 0.005)가 존재한다.
도 2는 프레그네놀론을 좌측 콧구멍만으로 또는 우측 콧구멍만으로 투여함으로써 동측 아세틸콜린 방출이 달성될 수 있음을 보여준다. 동측 편도체에서 세포외 아세틸콜린 수준에 대한 프레그네놀론의 측방 비강 내 투여의 효과는 마취된 래트에서 생체 내 미세투석으로써 측정되었다. 값은 6개의 기준선 샘플을 100(평균 + SE)으로 하여 기준선%로 제시된다. 프레그네놀론은 지질-기반 제형물(비히클)에 11.2 mg/mL의 농도로 투여된다. 5 μl의 약물 제형물은 한쪽 콧구멍(동측 반구)에 비강 내 투여되었고, 5 μl 비히클이 다른 쪽 콧구멍(반대측 반구)에 투여되었다. 비강 내 투여는 0분, 시점에서 수행되었다. 그래프는 투여 전후에 동측(오른쪽 및 왼쪽) 반구 내 편도체에서 방출된 아세틸콜린의 수준을 보여준다. 약물 치료 후 오른쪽 동측 반구 그룹과 왼쪽 동측 그룹 간의 통계학적 유의성(p> 0.05)은 없다. 오른쪽 동측 편도체의 경우 n=7이고; 왼쪽 동측 편도체의 경우 n=3이다.
도 3은 마취된 동물에서 생체 내 미세투석에 의해 측정된 바와 같이, 전두엽 피질(A), 해마(B) 및 편도체(C)에서 세포외 아세틸콜린 수준에 대한 프레그네놀론의 비강 내 투여의 효과를 나타낸다. 아세틸콜린 농도 값은 6개의 기준선 샘플을 100(평균 + SE)으로 하여 기준선%로 제시된다. 프레그네놀론은 0분 시점에서, 양쪽 콧구멍에 각각 5 μl 부피로 비강 내 투여되었다. 시간은 x-축에 제시되고, 아세틸 콜린 농도의 평균 및 표준 오차는 (기준선의 %로서 표시됨) y-축에 제시된다. 안을 채운 검정색 원은 비히클을 나타내고, 안을 채우지 않은 백색 원은 5.6 mg/mL 프레그네놀론 용량을 나타내고, 삼각형은 11.2 mg/mL 프레그네놀론 용량을 나타낸다.
도 4는 미세투석 프로브 디자인의 개략도를 나타낸다. 반투과성 막은 6 KDa 보다 작은 분자를 통과시킨다. 활성 막의 길이는, 전두엽 피질 및 편도체의 경우 2 mm이고, 해마의 경우 4 mm이다.

본원에서는 필요로 하는 대상체의 뇌 조직에서 아세틸 콜린 활성을 동측으로 증가시키기 위한 조성물 및 방법이 기재된다. 방법은 프레그네놀론을 비강 내 투여하는 것을 포함한다. 일부 구현예에서, 프레그네놀론은 한쪽 콧구멍만으로 투여되고, 아세틸콜린 활성은 상기 콧구멍에 동측인 뇌 반구에서 증가된다. 일부 구현예서, 방법은 정신분열증, 파킨슨 질환, 알츠하이머 질환, 루이체 치매, 무감동, 자폐증, 불안, 스트레스, 류마티스 관절염, 외상성 뇌 손상, 뇌졸중, 뇌졸중 후 신경보호, 양극성 장애, 우울증, 주의력 결핍 과잉행동 장애 및 수면 장애와 같은 아세틸콜린 결핍과 연관된 질환 또는 장애의 치료를 위한 것이다. 일부 구현예에서, 방법은 기억 및 학습 결손과 같은 인지 기능을 개선하기 위한 것이다.

I. 정의

본원에 사용된 기술 용어 및 과학 용어는 달리 정의하지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 공통적으로 이해되는 의미를 갖는다. 다음의 상세한 설명 및 실시예에서 언급되는 물질 및 시약 등은 달리 주목되지 않는 한, 시판하는 출처로부터 획득될 수 있다.

본원에서 사용되는 단수 형태("a," "an," 및 "the")는 단지 단수를 지정하기 위해 명시적으로 기술하지 않는 한, 단수 및 복수 둘 모두를 지정한다.

용어 "약"은 파악되는 수가 본원에 제시된 정확한 수에 한정되지 않으며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서 실질적으로 인용된 수 근처의 수를 말하도록 의도된다. 본원에 사용된 바, "약"은 당업자에 의해 이해될 것이며, 이것이 사용되는 맥락에 따라 어느 정도 가변적일 것이다. 당업자에게 명확하지 않은 용어의 사용이 있으면, 이것이 사용되는 문맥을 고려하여, "약"은 특정한 용어의 최대 ±10%를 의미할 것이다.

본원에 사용된 바와 같이, "대상체"는 인간을 비롯한 임의의 비설치류 포유 동물을 의미한다. 대상체는 뇌의 한 반구에서만 증가된 아세틸콜린 활성을 필요로 하는 것을 포함해, 뇌에서 증가된 아세틸콜린 활성이 필요할 수 있다. 대상체는 뇌의 한 반구에서만 감소된 아세틸콜린 활성과 연관된 질환 또는 장애를 포함해, 뇌에서 감소된 아세틸콜린 활성과 연관된 질환 또는 장애의 치료를 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 정신분열증, 파킨슨 질환, 알츠하이머 질환, 루이체 치매, 무감동, 자폐증, 불안, 스트레스, 류마티스 관절염, 외상성 뇌 손상, 뇌졸중, 뇌졸중 후 신경보호, 양극성 장애, 우울증, 주의력 결핍 과잉행동 장애 및 수면 장애를 앓고 있을 수 있다.

본원에서 사용된 바와 같이, "동측" 또는 "동측으로"는 대상체의 특정 콧구멍과 동일측면에 위치된 뇌의 영역을 특정하는데 사용된 상대적인 용어이다. 예를 들어, 뇌의 우측은 오른쪽 콧구멍에 대해 동측이다.

본원에서 사용된 바와 같이, "반대측" 또는 "반대측으로"는 대상체의 한 콧구멍에 반대편에 위치된 뇌의 영역을 특정하는데 사용된 상대적인 용어이다. 예를 들어, 뇌의 우측은 왼쪽 콧구멍에 대해 반대측이다.

본원에 사용된 바, 용어 "투여"는 또 다른 대상에게 직접적 투여, 자가-투여 및 본원에 개시된 바와 같은 제제의 투여를 처방 또는 지시하는 것을 포함한다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 어구 "유효량" 및 "치료적 유효량"은 활성제가 이러한 치료를 필요로 하는 대상체에서 투여되는 특이적 약리학적 효과를 제공하는 대상체에서의 활성제 용량 또는 혈장 농도를 각각 의미한다. 이러한 용량이 당업자에 의해 유효량인 것으로 간주되더라도, 활성제의 유효량이 본원에 기술된 병태/질환을 치료하는데 항상 효과적일 수 없음이 강조되어야 한다.

본원에 사용된 바와 같이, 용어 "약제학적 조성물"은 약제학적으로 허용가능한 담체, 부형제 또는 희석제와 함께 제형화된 하나 이상의 활성제를 말한다.

어구 "약제학적으로 허용가능한"은 본원에서 건전한 의학적 판단의 범위 내에서 과도한 독성, 자극, 알레르기 반응 또는 기타 문제점 또는 합병증 없이 합리적인 유익/위험 비율에 해당하는 생체내 사용에 적합한 이들 화합물, 물질, 조성물 및/또는 투여 형태를 말하도록 사용된다.

본원에서 문서의 인용 또는 식별은 그러한 문서가 본 발명에 대한 선행 기술이라는 것을 인정하는 것은 아니다.

II. 프레그네놀론

프레그네놀론(PREG)은 아세틸콜린 방출을 유도하는 내인성 신경스테로이드의 기능을 모방하는데 사용될 수 있다. PREG는 성상세포 및 뉴런에서 발현된, 사이토크롬 P450 콜레스테롤 측쇄 절단 효소 (CYP450scc)에 의해 콜레스테롤로부터 중추 신경계 및 말초 신경계 모두에서 합성된다. PREG는 DHEA, 테스토스테론, 프로게스테론, 에스트로겐 및 코티솔과 같은 상이한 신경활성 스테로이드로 전환될 수 있다. 문헌[Melcangi, R.C. et al., "Role of neuroactive steroids in the peripheral nervous system," Front. Endocrinol., 2, 104 (2011)]을 참조한다. PREG는 또한 술포트랜스퍼라아제에 의해 프로그네놀론 술페이트(PREG-S)로 자연적으로 전환될 수 있다. 문헌[Robel, P. et al., "Biosynthesis and assay of neurosteroids in rats and mice: functional correlates," J. Steroid Biochem. Mol. Biol., 53, 355-360 (1995)]; 문헌[Dufort, I. et al., "Isolation and characterization of a stereospecific 3beta-hydroxysteriod sulfotransferase (pregnenolone sulfotransferase) cDNA," DNA Cell Biol., 15, 481-487 (1996)]; 문헌[Kohjitani, A. et al., "Regulation of SULT2B1a (pregnenolone sulfotransferase) expression in rat C6 glioma cells: relevance of AMPA receptor-mediated NO signaling," Neurosci. Lett., 430, 75-80 (2008)]을 참조한다.

PREG-S는 해마로 돌출하는 내측 격막 대각 섬유줄 콜린 뉴런을 (γ-아미노부티르산(GABA_A) 수용체의 음성 조절을 통해) 저해하고 (N-메틸-D-아스파르테이트(NMDA) 수용체의 양성 조절을 통해) 활성화한다. 문헌[Flood, J.F. et al., "Pregnenolone sulfate enhances post-training memory processes when injected in very low doses into limbic system structures: the amygdala is by far the most sensitive," Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 92, 10806-10810 (1995)]을 참조한다. PREG-S는 기억 과정에 관여하는 콜린 전달에서 중심의 신경 전달물질인 아세틸콜린 활성을 증가시킬 수 있다고 보고되어 있으며, PREG-S 투여는 노화된 래트에서 기억력을 강화시키는 것으로 보고되어 있다. 문헌[Vallee, M. et al., "Steroid structure and pharmacological properties determine the anti-amnesic effects of pregnenolone sulphate in the passive avoidance task in rats," Eur. J. Neurosci., 14, 2003-2010 (2001)]을 참조한다.

또한, PREG는 그 자체 또는 이것의 PREG-S로의 자연적인 전환에 의해 기억력을 향상시킬 수 있다고 보고되어 있다. 문헌[Liyou, N.E. et al., "Localization of a brain sulfotransferase, SULT4A1, in the human and rat brain: an immunohistochemical study," J. Histochem. Cytochem. Off. J. Histochem. Soc., 51, 1655-1664 (2003)]; 문헌[Salman, E.D. et al., "Expression and localization of cytosolic sulfotransferase (SULT) 1A1 and SULT1A3 in normal human brain," Drug Metab. Dispos. Biol. Fate Chem., 37, 706-709 (2009)]; 문헌[Nuwayhid and Werling, "Steroids modulate N-methyl-D-aspartate-stimulated [3H] dopamine release from rat striatum via sigma receptors," J. Pharmacol. Exp. Ther., 306, 934-940 (2003)]을 참조한다. 예를 들어, Nuwayid 및 Werling (2003, 상기)는 PREG가 시그마 수용체를 통해 줄무늬체에서 NMDA-자극된 [³H] 도파민 방출을 저해하고, 커플링된-PKCβ 경로도 또한 관련되어 있다고 보고했다.

CNS 장애를 치료하기 위한 PREG 및 PREG-S의 의학적 용도는 특정 뇌 조직에 대한 이들 약물의 제어되고 표적화된 전달 시스템의 개발을 요구한다. PREG 또는 PREG-S를 뇌 조직으로 전달하려는 이전의 시도들은 뇌혈관내 주사를 통해 약물의 전신 전달을 포함했다. 예를 들어, 문헌[Flood, J.F. et al., "Memory-enhancing effects in male mice of pregnenolone and steroids metabolically derived from it," Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 89, 1567-1571 (1992)]은 PREG-S의 훈련 후 즉시 뇌혈관내 투여를 통한 마우스에서의 기억력-강화 효과를 보고했다. 설치류에서 PREG-S의 뇌혈관내 주사는 문헌[Meziane, H. et al., "The neurosteroid pregnenolone sulfate reduces learning deficits induced by scopolamine and has promnestic effects in mice," Psychopharmacology (Berl.), 126, 323-330 (1996)]에서 시각적 식별에서 스코폴라민-유도 학습 결함을 보상하는 것으로 보고되어 있다. 부가적으로, PREG-S의 복강 내 또는 양측 해마 내 주사는 문헌[Vallee, M. et al., "Neurosteroids: deficient cognitive performance in aged rats depends on low pregnenolone sulfate levels in the hippocampus," Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 94, 14865-14870 (1997)]에서 래트의 기억력 결함을 일시적으로 교정하는 것으로 보고했다. PREG-S의 뇌혈관 내 주사는 문헌[Darnaudery, M., et al., "Pregnenolone sulfate increases hippocampal acetylcholine release and spatial recognition," Brain Res., 852, 173-179 (2000)]에서 해마에서의 아세틸콜린 방출 증가와 함께 부수적으로 공간 기억력을 개선시키는 것으로 보고되어 있다.

또한 정신분열증을 앓고 있는 인간 환자에게 프레그네놀론을 경구 투여하면 인지 기능이 개선되었음이 보고되어 있다. 문헌[Marx C.E. et al., "Proof-of-concept trial with the neurosteroid pregnenolone targeting cognitive and negative symptoms in schizophrenia," Neurophsycopharmacology, 34: 1885-903 (2009)]을 참조한다.

프레그네놀론의 비강 내 전달은 문헌[Ducharme, N. et al., "Brain distribution and behavioral effects of progesterone and pregnenolone after intranasal or intravenous administration," Eur. J. Pharmacol., 641, 128-134 (2010)]에 보고되어 있다. 문헌[Ducharme, N. et al. (2010)]에서, 방사능 표지된 프레그네놀론을 마우스의 양쪽 콧구멍에 비강 내 투여하고, 프레그네놀론의 혈액 및 뇌로의 전달을 방사능 표지된 프레그네놀론의 측정에 의해 검사하였다. 이 연구는 마우스의 양쪽 콧구멍에 프레그네놀론의 비강 내 투여가 프레그네놀론의 혈액 내로의 흡수를 도모하고, 다양한 수준의 프레그네놀론이 뇌의 모든 검사된 영역에서 관찰되었음을 보여주었다. 따라서, 문헌[Ducharme, N. et al. (2010)]에 따르면, 양쪽 콧구멍으로의 프레그네놀론의 투여가 프레그네놀론의 혈액 및 뇌의 양쪽 반구로의 전신 전달을 도모하였다.

III. 아세틸콜린 활성을 동측으로 증가시키기 위한 프레그네놀론의 비강 내 투여

전술한 바와 같이, 본원에서는 필요로 하는 대상체의 뇌 조직에서 아세틸 콜린 활성을 동측으로 증가시키기 위한 조성물 및 방법이 기재된다. 뇌의 한쪽 반구에서 아세틸콜린 활성을 선택적으로 증가시키는 능력은 지금까지 설명되지 않았으며, 뇌졸중, 정신분열증, 우울증, 파킨슨 질환 및 알츠하이머 질환의 맥락에서 발생할 수 있는 바와 같이, 뇌의 특정 반구에서와 같은 뇌의 특정 영역에서 증가된 아세틸콜린 활성이 요구되는 경우 뚜렷한 이점을 제공한다.

본원에 기재된 방법은, 대상체의 한쪽 콧구멍만으로의 프레그네놀론의 비강 내 전달이 그 콧구멍에 대해 동측에 있는 뇌의 반구에서만 아세틸콜린 활성을 증가시킨다는 놀라운 발견을 기반으로 한다. 설치류 동물 모델에서 인지 기능을 개선시키기 위해, 프레그네놀론이 비강 내로 뇌에 전달 수 있다는 것이 앞서 보고되어 있지만, 이들 연구는 프레그네놀론이 혈액 뇌 장벽을 통해 전신 전달되었음을 제안했다. 문헌[Ducharme, N. et al., "Brain distribution and behavioral effects of progesterone and pregnenolone after intranasal or intravenous administration," Eur. J. Pharmacol., 641, 128-134 (2010)]; 문헌[Abdel-Hafiz, L., et al., "Promnestic effects of intranasally applied pregnenolone in rats," Neurobiol. Learn. Mem., 133, 185-195 (2016)]을 참조한다. 실제로, 문헌[Ducharme et al. (2010, 상기)]에서 관찰된 프레그네놀론 분포는 혈액-뇌 장벽을 손쉽게 가로지를 수 있는 작은 친유성 약물인 프레그네놀론과 일치한다. 따라서, 혈액-뇌 장벽을 가로지르는 약물이 선택적으로 다른 쪽 반구보다 한쪽 반구를 표적으로 삼을 것으로 예상되지 않기 때문에, 한쪽 콧구멍만으로 프레그네놀론을 투여하는 것이 동측 반구에서만 아세틸콜린 활성을 증가시킬 수 있다는 것은 매우 뜻밖의 일이었다.

이에 따라, 본 발명의 일부 양태는 프레그네놀론을 한쪽 콧구멍만으로 투여하는 것을 포함하고, 상기 콧구멍의 동측 뇌 반구에서 아세틸콜린 활성의 증가를 달성하는 방법에 관한 것이다. 일부 구현예에서, 아세틸콜린 활성은 상기 콧구멍의 반대측 뇌 반구에서는 실질적으로 증가되지 않는다. 본원에서 사용된 바와 같이, "실질적으로 증가되지 않은"은 측정된 매개변수가 프레그네놀론 투여 전과 비교 시 프레그네놀론의 투여 후 통계적으로 유의미하게 증가하지 않음을 의미한다. 따라서, 아세틸콜린 활성이 프레그네놀론의 투여 전과 비교 시 투여 후에 통계학적으로 유의미하게 증가되지 않으면 아세틸콜린 활성의 실질적인 증가가 존재하지 않는다.

방법은 어느 한 반구에서 아세틸콜린 활성을 증가시키기에 효과적이다. 즉, 왼쪽 콧구멍에 프레그네놀론을 투여함으로써 왼쪽 반구에서 아세틸콜린 활성이 증가될 수 있고, 오른쪽 콧구멍에 프레그네놀론을 투여함으로써 오른쪽 반구에서 아세틸콜린 활성이 증가될 수 있다.

일부 구현예에서, 방법은 해마에서 아세틸콜린 활성을 증가시킨다.

일부 구현예에서, 방법은 동측 편도체에서 아세틸콜린 활성을 증가시킨다. 일부 구현예에서, 콧구멍에 프레그네놀론의 투여는 투여 1분, 5분, 10분, 20분, 30분, 40분, 50분 또는 60분 이내에 동측 편도체에서 아세틸콜린 활성을 증가시킨다. 일부 구현예에서, 콧구멍에 프레그네놀론의 투여는 투여 10 분 이내에 동측 편도체에서 아세틸콜린 활성을 증가시킨다. 일부 구현예에서, 동측 편도체에서 아세틸콜린 활성은 적어도 10 분, 20 분, 30 분, 40 분, 50 분, 60 분, 70 분, 80 분, 90 분, 100 분, 110 분, 120 분, 130 분, 140 분, 150 분, 160 분, 170 분, 180 분, 190 분, 200 분, 또는 210 분 동안 초기 수준에 비해 증가한 채로 유지된다. 일부 구현예에서, 동측 편도체에서 아세틸콜린 활성은 적어도 100분 동안 초기 수준에 비해 증가한 채로 유지된다.

이론에 얽매이지 않고, 비강 내 프레그네놀론 투여의 신속한 효과는, 프레그네놀론이 혈액-뇌 장벽을 가로지르는 데 더 많은 시간이 필요할 것으로 예상되기 때문에, 혈액-뇌 장벽을 가로지르기 보다는 (또는 이에 부가적으로) 직접적인 후각/삼차 신경 경로를 통해 운반된다는 점을 시사한다. 문헌[Wang, Y. et al., "Brain uptake of dihydroergotamine after intravenous and nasal administration in the rat," Biopharm. Drug Dispos., 19, 571-575 (1998)]; 문헌[Chou, K.-J. and Donovan, M.D., "Lidocaine distribution into the CNS following nasal and arterial delivery: a comparison of local sampling and microdialysis techniques," Int. J. Pharm., 171, 53-61(1998)]; 문헌[Sakane, T. et al., "Transport of cephalexin to the cerebrospinal fluid directly from the nasal cavity," J. Pharm. Pharmacol., 43, 449-451 (1991)]을 참조한다. 이론에 얽매이지 않고, 본원에 기술된 방법의 동측 특이성은 또한 후각 또는 삼차 신경 경로를 통한 운반과 일치한다.

IV. 프레그네놀론의 비강 내 투여를 위한 조성물

본원에서 기재된 방법에 따르면, 프레그네놀론은 비강 내 투여에 적합한 임의의 조성물, 예컨대 프레그네놀론 및 비강 내 투여를 위한 약제학적으로 허용가능한 담체를 포함하는 조성물에서 비강 내 투여될 수 있다.

프레그네놀론은 그 자체로 소수성인 프레그네놀론일 수 있거나, 술페이티드 유도체인 프레그네놀론 술페이트 (이는 수용성임)가 이용될 수 있다.

비강 내 투여에 적합한 조성물은 비강 내 투여에 적합한 약제학적으로 허용가능한 담체 중 프레그네놀론의 용액, 현탁액 또는 분말 제형물을 포함한다. 비강 내 투여를 위한 조성물은 수용액, 수성 겔, 수성 현탁액, 수성 리포솜 분산액, 수성 에멀젼, 수성 마이크로에멀젼, 및 이들의 조합을 포함하는 수성 제형물일 수 있다. 대안적으로, 비강 내 조성물은 비수성 제형물, 예컨대 비수성 용액, 비수성 겔, 비수성 현탁액, 비수성 리포솜 분산액, 비수성 에멀젼, 비수성 마이크로에멀젼 및 이들의 조합일 수 있다. 비강 내 조성물은 수성 성분 및 비수성 성분을 포함할 수 있다. 대안적으로 비강내 투여에 적합한 조성물은 분말 제형물일 수 있다. 분말 제형물은 단순 분말 혼합물, 분말 미소구, 코팅된 분말 미소구, 리포솜 분산액 및 이들의 조합일 수 있다.

임의의 구현예에 따르면, 비강 내 조성물은 또한 바이오-접착 특성을 갖는 부형제를 포함할 수도 있다.

제형물은 하나 이상의 유기 용매, 현탁제, 등장화제, 버퍼, 에멀젼화제, 안정화제 및 방부제를 포함할 수 있다.

일부 구현예에서, 프레그네놀론은 테스토스테론을 위한 미국 특허 제8,574,622호에 기술된 바와 같은 올레오겔 비강 내 약제학적 조성물, 예컨대, 활성제(들)을 포함하고, (a) 제형물 중 약 60 중량% 내지 약 98 중량%의 양으로 존재하는 적어도 하나의 친유성 또는 부분 친유성 담체; (b) 제형물 중 약 1 중량% 내지 약 20 중량%의 양으로 존재하는 표면 장력 감소화 활성을 갖는 적어도 하나의 화합물; 및 (c) 제형물 중 약 0.5 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 존재하는 적어도 하나의 점도 조절제를 추가로 포함하는 조성물로 제형화된다.

이러한 올레오겔 구현예에서, 친유성 또는 부분 친유성 담체는 비강 약제학적 조성물을 위한 담체 또는 비히클로서 적합한 임의의 이러한 담체, 예컨대 피마자유, 수소화된 피마자유, 대두유, 참기름 또는 땅콩유와 같은 식물성 오일과 같은 오일, 또는 친유성 또는 부분 친유성인 하기에 논의된 임의의 비히클 또는 임의의 기타 적합한 친유성 또는 부분 친유성 담체일 수 있다.

이러한 올레오겔 구현예에서, 표면 장력을 감소시키는 활성을 갖는 화합물(들)은 레시틴, 다가의 알코올, 소르비탄, 폴리옥시에틸렌소르비탄, 폴리옥시에틸렌, 수크로오스, 폴리글리세롤의 지방산 에스테르와 같은 하나 이상의 계면활성제 및/또는 소르비톨, 글리세린, 폴리에틸렌 글리콜 및 마크로골 글리세롤 지방산 에스테르와 같은 하나 이상의 습윤제 또는 하나 이상의 올레오일 마크로골글리세리드 (예컨대 LABRAFIL® M 1944 CS, Gattefosse (프랑스)로부터 시판됨) 또는 하기에 논의된 임의의 계면활성제 또는 임의의 기타 적합한 계면활성제일 수 있다.

이러한 올레오겔 구현예에서, 점도 조절제(들)는 셀룰로스 및 셀룰로스 유도체, 다당류, 카보머, 폴리비닐 알코올, 포비돈, 콜로이드성 이산화규소, 세틸 알코올, 스테아르산, 밀랍, 바셀린, 트리글리세리드 및 라놀린과 같은 비후제 및 겔화제, 또는 하기에 논의된 임의의 점도 조절제, 또는 임의의 기타 적합한 계면활성제로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 프레그네놀론은 미국 특허 출원 공개번호 제2018/0008615호에 기재된 바와 같은 비강 내 약제학적 조성물, 예컨대 프레그네놀론이 다공성 제제 상에 로딩되는 비강 내 약제학적 조성물로 제형화될 수 있다. 그러한 구현예에서, 프레그네놀론은 다공성 제제의 기공 내부에 위치된 다공성 제제의 표면 상에 로딩될 수 있다. US 2018/0008615에 기술된 바와 같이, 활성제 로딩된 다공성 제제는 자체로 미국 특허 제8,574,622호에 기재된 것과 같은 올레오겔 조성물로 제형화될 수 있다.

이러한 다공성 제제 구현예에서, 다공성 제제는 콜로이드성 이산화규소, 미세다공성 이산화규소, 중간-다공성 이산화규소, 거대-다공성 이산화규소, 폴리오르가노실록산, 약제학적 점토, 이산화규소 나노튜브, 이산화규소 겔, 마그네슘 알루모실리케이트 (예컨대 Vanderbilt Minerals, LLC로부터의 Veegum®, 이에 한정되지 않음), 활성탄, 무수 칼슘 포스페이트, 칼슘 카보네이트, 알루미나 및 이들 중 임의의 둘 이상의 조합과 같은 무기 다공성 물질을 포함할 수 있다. 예시적인 무기 다공성 물질은 W.R. Grace & Co.로부터의 SYLOID® 브랜드 하에 시판되는 다공성 이산화규소 (예컨대 SYLOID® 244FP, 72FP, XDP6035 (SILSOL^TM 6035으로도 알려짐), XDP3050, XDP3150, AL-1FP 및 이들 중 임의의 둘 이상의 조합, 이에 한정되지는 않음), Evonik Industries, Corp.로부터의 AEROPERL® 브랜드 하에 입수가능한 다공성 이산화규소 (예컨대AEROPERL® 300, 약 260 내지 320 m²/g (예컨대 약 300 m²/g)의 표면적, 약 1.5 내지 1.9 ml/g의 공극 부피 및 약 20 내지 약 60 μm의 평균 입자 크기를 갖음), EMD 밀리포아사로부터의 이산화규소 PARTECK® SLC, 후지화학사로부터의 NEUSILIN® (마그네슘 알루미노메타실리케이트의 합성 무정형 형태), 제올라이트 소코니 모빌-5, 물질 번호 41의 모빌 조성물, SBA-15, FDU-11, OMS-7, OMS-레몬 7 및 IITM-56을 포함한다. 일부 구현예에서, 다공성 제제는 예로 이들의 표면에 화학적으로 결합된 기에 따라 소수성 또는 친수성일 수 있는 규소계 분말을 포함한다.

일부 구현예에서, 다공성 제제는 금속-유기 구조틀 (MOF)과 같은 유기-무기 하이브리드를 포함한다. 예시적인 하이브리드 물질은 다좌 브리징 리간드 및 금속 연결 지점의 자가-조립에 의해 형성될 수 있다.

일부 구현예에서, 다공성 제제는 미세다공성 유기 중합체, 폴리스티렌, 셀룰로오스 및/또는 폴리(메틸 메타크릴레이트)와 같은 유기 중합체를 포함한다. 일부 구현예에서, 미세다공성 유기 중합체는 탄소-탄소 커플링 반응에 의해 형성되고 탄소, 수소, 산소, 질소 및/또는 붕소와 같은 비금속 원소를 포함한다. 일부 구현예에서, 유기 중합체는 에멀젼 중합 및 과다가교화, 이어지는 희생 SiO₂ 코어의 화학적 에칭에 의해 생산된다. 일부 구현예에서, 유기 중합체의 네트워크는 작은 유기 빌딩 블록으로부터 제작된다.

일부 구현예에서, 다공성 제제는 이온 교환 수지 (예컨대 교차결합된 폴리스티렌, 이에 한정되지 않음) 또는 흡착제 (예컨대 β-사이클로 덱스트린계 다공성 실리카, α-사이클로덱스트린계 다공성 실리카, 하이드록시프로필-β-사이클로덱스트린계 다공성 실리카 및 기타 흡착 수지계 다공성 물질, 이에 한정되지는 않음)과 같은 착화 제제를 기초로 하는 다공성 물질을 포함한다.

일부 구현예에서, 다공성 제제의 표면은 내부 공극 표면을 포함하여 일정 시간 이후 또는 자극에 반응하여 활성제(들)에 결합하고/거나 활성제(들)의 방출을 조절하도록 기능화된다.

활성제 로딩된 다공성 제제는 비강 약제학적 조성물을 위한 비히클로서 적합한 임의의 비히클로 제형화될 수 있다. 일부 구현예에서, 다공성 제제를 위한 비히클은 친수성 비히클이다. 일부 구현예에서, 비히클은 하나 이상의 지방, 오일, 왁스, 인지질, 스테로이드 (예로, 콜레스테롤), 스핑고지질, 세라마이드, 스핑고신, 프로스타글란딘 및/또는 지방-오일 비타민을 포함하는 비히클과 같은 친유성 또는 부분 친유성 비히클이다. 일부 구현예에서, 비히클은 식물성 오일, 피마자유, 수소화된 피마자유, 대두유, 참기름 또는 땅콩유와 같은 오일 또는 오일의 혼합물; 에틸- 및 올레일-올레에이트, 이소프로필미리스테이트와 같은 지방산 에스테르; 중간 사슬 트리글리세리드; 지방산의 글리세롤 에스테르; 폴리에틸렌 글리콜; 인지질; 백색 연질 파라핀; 또는 이들 중 임의의 둘 이상의 조합을 포함한다.

비히클은 비강 투여를 위한 바람직한 특성, 바람직한 물리적 특성, 바람직한 방출 특성, 바람직한 약동학 등을 제공하는데 효과적인 양과 같은 임의의 적합한 양으로 존재할 수 있다. 일부 구현예에서, 조성물은 비히클을 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 약 15 중량% 내지 약 98 중량%, 약 30 내지 약 98 중량%, 약 50 중량% 내지 약 95 중량%, 약 75 중량% 내지 약 95 중량%, 약 80 중량%, 또는 약 90 중량%의 양으로 포함한다. 일부 구현예에서, 조성물은 비히클을 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 15 중량% 내지 98 중량%, 30 내지 98 중량%, 50 내지 95 중량%, 75 내지 95 중량%, 80 중량% 또는 90 중량%의 양으로 포함한다.

활성제 로딩된 다공성 제제는 표면 활성을 감소시키는 하나 이상의 화합물, 예로 계면활성제와 함께 제형화될 수 있다. 존재하는 경우, 계면활성제는 비강 약제학적 조성물에서 계면활성제로서 사용하기에 적합한 임의의 계면활성제일 수 있다. 일부 구현예에서, 계면활성제는 음이온성, 양이온성, 양극성 및 비이온성 계면활성제, 예컨대 이에 한정되지 않지만 레시틴, 다가의 알코올의 지방산 에스테르, 소르비탄의 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄의 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌의 지방산 에스테르, 수크로오스의 지방산 에스테르, 폴리글리세롤의 지방산 에스테르, 올레오일 폴리옥실글리세리드 (예컨대 살구씨 오일 PEG-6-에스테르, 이에 한정되지는 않음), 올레오일 마크로골글리세리드 및/또는 습윤제, 예컨대 소르비톨, 글리세린, 폴리에틸렌 글리콜, 마크로골 글리세롤 지방산 에스테르 및 이들 중 임의의 둘 이상의 조합으로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 계면활성제는 올레오일 마크로골글리세리드 (예컨대 LABRAFIL® M 1944 CS (Gattefosse, Saint-Priest, 프랑스)) 또는 올레오일 마크로골글리세리드의 혼합물을 포함한다.

활성제 로딩된 다공성 제제는 하나 이상의 점도 조절제와 함께 제형화될 수 있고, 이는 비강 약제학적 조성물에서 점도 조절제로서 사용하기에 적합한 임의의 점도 조절제일 수 있다. 일부 구현예에서, 점도 조절제는 중간다공성 실리카를 포함한다 (활성제와 함께 로딩되거나 로딩되지 않을 수 있음). 일부 구현예에서, 점도 조절제는 셀룰로오스, 셀룰로오스-함유 물질, 다당류, 카보머, 폴리 비닐 알코올, 포비돈, 콜로이드성 이산화규소, 세틸 알코올, 스테아르산, 밀랍, 바셀린, 트리글리세리드, 라놀린, 또는 이들 중 임의의 둘 이상의 조합을 포함한다. 일부 구현예에서, 점도 조절제는 콜로이드성 이산화규소 (예컨대 AEROSIL® 200 (Evonik) 및/또는 CAB-O-SIL® M5 (Cabot), 이에 한정되지는 않음)를 포함한다. 일부 구현예에서, 점도 조절제는 W.R. Grace & Co.로부터의 SYLODENT® (약 110 kg/m³의 압축된 벌크 밀도, 약 190 m²/g의 비표면적 및 약 18 μm의 평균 입자 크기를 갖는 침전된 실리카) 또는 SYLOBLANC® 실리카 (약 1.6 ml/g의 공극 부피 및 약 3 μm의 평균 입자 크기를 갖는 다공성 실리카 겔)와 같은 합성 실리카를 포함한다. 일부 구현예에서, 점도 조절제는 AEROSIL® 200와 같은 친수성 연무된 실리카 및/또는 AEROSIL® R972와 같은 친유성 이산화규소 (디메틸디클로로실란으로 처리된 이후 연무된 실리카이고, 약 90 내지 약 130 m²/g의 표면적을 갖음)를 포함한다. 이론에 구애받지 않지만, 친수성 연무된 실리카는 다른 점도 조절제로 생산된 비슷한 겔과 비교하여 고온 안정성을 갖는 틱소트로피성 겔 조성물을 제조하는데 사용될 수 있는 것으로 여겨진다.

점도 조절제는 존재하는 경우, 조성물의 점도를 원하는 수준으로 조절하는데 효과적인 양으로 존재할 수 있다. 일부 구현예에서, 조성물은 점도 조절제를 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.5 중량% 내지 약 20 중량%, 약 0.5 내지 약 10 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 7 중량%, 약 1 중량% 내지 약 4 중량%, 약 4 중량%, 또는 약 2 중량%의 양으로 포함한다. 일부 구현예에서, 조성물은 점도 조절제를 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 0.5 중량% 내지 20 중량%, 0.5 내지 10 중량%, 0.5 중량% 내지 7 중량%, 1 중량% 내지 4 중량%, 4 중량%, 또는 2 중량%의 양으로 포함한다.

사용된 특정 제형물에 관계 없이, 프레그네놀론은 한쪽 또는 양쪽 콧구멍에 투여하기에 적합한 조성물의 부피와 같은 투여 경로에 적합한 용량으로 치료적 유효량의 활성제를 제공하도록 제형화된다.

V. 치료 방법 및 용도

본원에서는 필요로 하는 대상체의 뇌 조직에서 아세틸콜린 활성을 동측으로 증가시키는 치료 방법, 예컨대 뇌의 한쪽 반구에서만 아세틸콜린을 증가시키는 치료 방법뿐 아니라 이러한 방법에서의 사용을 위한 프레그네놀론 제형물이 기재된다.

일부 구현예에서, 방법은 필요로 하는 대상체에 비강 내 프레그네놀론을 투여하는 것을 포함한다. 일부 구현예에서, 프레그네놀론은 대상체의 한쪽 콧구멍만으로 투여된다.

일부 구현예서, 대상체는 정신분열증, 파킨슨 질환, 알츠하이머 질환, 루이체 치매, 무감동, 자폐증, 불안, 스트레스, 류마티스 관절염, 외상성 뇌 손상, 뇌졸중, 뇌졸중 후 신경보호, 양극성 장애, 우울증, 주의력 결핍 과잉행동 장애 및 수면 장애와 같은 아세틸콜린 결핍과 연관된 질환 또는 장애를 앓고 있다. 일부 구현예에서, 대상체는 기억 및/또는 학습 결손에 대한 치료를 필요로 하는 것과 같이 인지 기능의 개선을 필요로 한다.

전술한 바와 같이, 대상체는 임의의 비설치류 포유 동물, 예컨대 인간, 비인간 영장류, 개, 고양이, 소, 양, 말 또는 토끼일 수 있다.

전술한 바와 같이, 프레그네놀론은 비강 내 투여에 적합하거나 적합화된 임의의 약제학적 조성물에 투여될 수 있다.

또한 전술한 바와 같이, 프레그네놀론은 상기 논의된 바와 같이 아세틸콜린 활성을 증가시키는데 효과적인 양으로 투여될 수 있다. 본원에 사용된 바, 용어 "아세틸콜린 활성"은 뇌 조직에서 아세틸콜린의 방출을 지칭한다. 뇌 조직에서 아세틸콜린의 방출은 하기 실시예에서 기재된 바와 같은 미세투석 및 아세틸콜린 검정과 같은 방법에 의해 평가될 수 있으나, 본원에 기재된 방법은 아세틸콜린 활성을 평가하기 위한 이들 또는 다른 특정 방법에 의해 제한되지 않는다.

일부 구현예에서, 프레그네놀론은 대상체의 체중 kg 당 약 0.01 내지 약 2.0 mg의 용량으로 투여된다. 즉, 일부 구현예에서, 대상체의 체중 1 kg 당 약 0.01 내지 약 2.0 mg의 용량이 아세틸콜린 활성을 증가시키는데 효과적이다.

전술한 바와 같이, 일부 구현예에서, 방법은 투여 1분, 5분, 10분, 20분, 30분, 40분, 50분 또는 60분 이내에 아세틸콜린 활성을 증가시키는데 유효하다. 일부 구현예에서, 콧구멍에 프레그네놀론의 투여는 투여 10 분 이내에 동측 편도체에서 아세틸콜린 활성을 증가시킨다. 일부 구현예에서, 동측 편도체에서 아세틸콜린 활성은 적어도 10 분, 20 분, 30 분, 40 분, 50 분, 60 분, 70 분, 80 분, 90 분, 100 분, 110 분, 120 분, 130 분, 140 분, 150 분, 160 분, 170 분, 180 분, 적어도 190 분, 200 분, 또는 210 분 동안 초기 수준에 비해 증가한 채로 유지된다. 일부 구현예에서, 프레그네놀론의 양은 100분 이상 동안 뇌 조직에서 증가된 아세틸콜린 활성을 유지하는데 효과적이다.

다음의 실시예는 본 발명을 설명하도록 제공되지만, 본 발명이 이들 실시예의 특정 조건 또는 세부사항에 제한되는 것이 아님을 이해해야 한다.

VI. 용도

또한, 필요로 하는 대상체의 뇌 조직에서 아세틸콜린 활성을 동측으로 증가시키는데 사용하기 위한 또는 필요로 하는 대상체의 정신분열증, 파킨슨 질환, 알츠하이머 질환, 루이체 치매, 무감동, 자폐증, 불안, 스트레스, 류마티스 관절염, 외상성 뇌 손상, 뇌졸중, 뇌졸중 후 신경보호, 양극성 장애, 우울증, 주의력 결핍 과잉행동 장애 및 수면 장애로부터 선택된 질환 또는 병태를 치료하는데 사용하기 위한 프레그네놀론 제형물이 제공된다. 일부 구현예에서, 대상체는 비-설치류 대상체이다. 프레그네놀론 제형물은 본원에 기재된 바와 같은 임의의 프레그네놀론 제형물을 비롯한, 유효량의 프레그네놀론을 약제학적으로 허용가능한 담체에서 포함하는 비강 내 투여를 위해 적합화되고 약제학적 조성물로서 사용하기에 적합한 임의의 프레그네놀론 제형물일 수 있다. 일부 구현예에서, 프레그네놀론 제형물은 대상체의 한쪽 콧구멍만으로 비강 내 투여를 위해 적합화된다.

일부 구현예에서, 프레그네놀론 제형물은 한쪽 콧구멍만으로 투여되고, 아세틸콜린 활성은 상기 콧구멍의 동측 뇌 반구에서 증가된다. 일부 구현예에서, 아세틸콜린 활성은 상기 콧구멍의 반대측 뇌 반구에서는 실질적으로 증가되지 않는다. 일부 구현예에서, 사용은 추가적으로 또는 대안적으로 대상체의 편도체에서 아세틸콜린 활성 증가를 도모한다. 일부 구현예에서, 사용은 추가적으로 또는 대안적으로 대상체의 해마에서 아세틸콜린 활성 증가를 도모한다. 일부 구현예에서, 아세틸콜린 활성은 10분 이내에 증가된다. 일부 구현예에서, 뇌 조직 내 아세틸콜린 활성은 60분 이상 동안 유지된다. 일부 구현예에서, 뇌 조직 내 아세틸콜린 활성은 100분 이상 동안 유지된다.

일부 구현예에서, 프레그네놀론의 유효량은 대상체의 체중 1 킬로그램 당 약 0.01 mg 내지 약 2.0 mg이다. 임의의 구현예에서, 약제학적으로 허용가능한 담체는 (a) 제형물 중 약 60 중량% 내지 약 98 중량%의 양으로 존재하는 하나 이상의 친유성 또는 부분 친유성 담체; (b) 제형물 중 약 1 중량% 내지 약 20 중량%의 양으로 존재하는 표면 장력 감소화 활성을 갖는 하나 이상의 화합물; 및 (c) 제형물 중 약 0.5 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 존재하는 하나 이상의 점도 조절제를 포함할 수 있다. 임의의 구현예에서, 프레그네놀론은 다공성 부형제의 기공 내부에 위치된 다공성 부형제의 표면 상에 로딩될 수 있다.

임의의 구현예에서, 대상체는 인간, 비인간 영장류, 개, 고양이, 소, 양, 말, 또는 토끼일 수 있다. 임의의 구현예에서, 대상체는 뇌에서 감소된 아세틸콜린 활성과 연관된 질환 또는 병태를 앓고 있을 수 있다. 임의의 구현예서, 질환 또는 병태는 정신분열증, 파킨슨 질환, 알츠하이머 질환, 루이체 치매, 무감동, 자폐증, 불안, 스트레스, 류마티스 관절염, 외상성 뇌 손상, 뇌졸중, 뇌졸중 후 신경보호, 양극성 장애, 우울증, 주의력 결핍 과잉행동 장애 및 수면 장애로부터 선택될 수 있다. 임의의 구현예에서, 사용은 기억 및 학습 결손과 같은 인지 기능을 개선하는데 효과적일 수 있다.

또한, 필요로 하는 정신분열증, 파킨슨 질환, 알츠하이머 질환, 루이체 치매, 무감동, 자폐증, 불안, 스트레스, 류마티스 관절염, 외상성 뇌 손상, 뇌졸중, 뇌졸중 후 신경보호, 양극성 장애, 우울증, 주의력 결핍 과잉행동 장애 및 수면 장애로부터 선택된 질환 또는 병태를 치료하기 위한, 또는 필요로 하는 대상체의 뇌 조직에서 아세틸콜린 활성을 동측으로 증가시키기 위한 약제의 제조에서 프레그네놀론의 용도가 제공된다. 일부 구현예에서, 대상체는 비-설치류 대상체이다. 약제는 본원에 기재된 바와 같은 임의의 프레그네놀론 제형물을 비롯한, 유효량의 프레그네놀론을 약제학적으로 허용가능한 담체에서 포함하는 비강 내 투여를 위해 적합화되고 약제학적 조성물로서 사용하기에 적합한 임의의 프레그네놀론 제형물일 수 있다. 일부 구현예에서, 약제는 대상체의 한쪽 콧구멍만으로 비강 내 투여를 위해 적합화된다.

실시예

재료 및 방법

대상체. 수술 당시 몸무게가 400 내지 500 g인 총 10마리의 다 자란 3-4개월령의 수컷 Wistar 래트를, 지역 동물 시설(Tierversuchsanlage, University of Dusseldorf, Germany)에서 얻었다. 이들을 케이지 당 4 마리로 그룹화하고 (Makrolon 케이지, 유형 IV, 60.0 x 20.0 x 38.0 센티미터), 수술 후 개별 사례로 분리하였다. 이들에게 음식 및 물에 대해서는 자유롭게 이용하게 하여 역 명암 주기(오전 7시(AM) 부터 오후 7시(PM)에 소등함) 하에서 수용하였다. 실내 온도는 섭씨 20 ± 2도이고, 환경은 습도가 조절되었다. 적응 2주 후, 하기와 같이 동물은 미세투석을 받았다. 모든 실험은 동물 복지에 관한 유럽 공동체위원회 지침(European Communities Council Directive (86/609/EEC))을 준수하여 실행하고, 독일 동물 보호법 당국-LANUV Nordrhein-Westfalen의 승인을 받았다.

수술. 래트는 특정 뇌 영역에 미세투석 프로브를 이식받았다. 이들을 케타민 히드로클로라이드(90.0 밀리그램/킬로그램(mg/kg); Pharmacia & Upjohn) 및 자일라진 히드로클로라이드(8.0 mg/kg; Bayer)의 혼합물로 마취시키고, 정위(stereotaxic) 프레임(David Kopf Instruments)에 놓았다. 부가적으로, 부피바카인(2.5 밀리그램/밀리리터(mg/mL), 두개골 위 주입 부피 0.1 밀리리터 (mL); Bucain, Deltaselect HmbH)을 국소 마취제로서 적용하였다. 미세투석 프로브를 위한 2개의 가이드 캐뉼라 (14 밀리미터 (mm) 길이, 26 게이지)를, 오른쪽 및 왼쪽 편도체 양쪽에 이식했다(전후 (AP): - 2.5 mm; 중외측 (ML): ± 4.6 mm; 배복 (DV): - 7.2 mm). 모든 좌표는 래트 뇌 지도에 따라 브레그마에 상대적인 것이었다(Paxinos G, Watson C (1986) The Rat Brain in Stereotactic Coordinates (Academic, New York), 2nd Edition). 이식물의 추가적인 고정을 위해, 2개의 2.6 mm의 스테인레스 스틸 나사를 두개골에 고정하였다. 수술 후 통증을 줄이기 위해, 인산염 완충 식염수(Dulbecco's Phophate Buffered Saline (PBS), Life Technologies Ltd)에 의해 운반된 카르프로펜(Carprofen) (5 mg/kg Rimadyl, Pfizer)을, 1 mg/kg (0.1 밀리리터/킬로그램 카르프로펜 및 0.9 밀리리터/킬로그램 인산염 완충 식염수(PBS))의 주사량으로 두경부 부위에 주입하였다. 동물은 미세투석이 수행되기 전 3 내지 6일 동안 수술로부터 회복되게 하였다.

미세투석. 미세투석 프로세스 전에, 동물을 우레탄 복강 내 주사로 마취시켰다. (1.25 그램/킬로그램, Sigma Aldrich). 동물과의 물리적인 접촉 없이, 유체 공급 (관류 액체) (20분 마다 링거 용액 0.2 밀리리터)을 허용하기 위해, 카테터를 복강 내 구멍에 넣었다 동물을 아크릴 상자(45 × 25 × 22 센티미터)에 넣고, 체온을 모니터링하고, 온도 조절기(CMA/150) 및 가열 패드로 섭씨 36.5± 0.5도에서 안정적으로 유지시켰다. 유입 튜브를 미세주입 펌프(CMA/100)에 연결하고, 2 마이크로리터/분(관류액)의 속도로 네오스티그민(Neostigmine) (10 마이크로몰)을 함유하는 링거 용액으로 관류했다. 프로브를 통해 흐르는 유체의 유속은 그에 따라 시린지 펌프에 의해 제어되었다. 네오스티그민은 현재 이용가능한 HPLC 방법으로 용이하게 검출가능한 수준의 아세틸콜린을 수득하기 위해 관류된 콜린에스테라아제 저해제이다(민감도 한도 50-100 펨토몰/주입). 콜린에스테라아제의 저해는 무스카린성 시냅스전 저해 수용체의 지속적인 점유를 야기시켜, 콜린 말단으로부터 아세틸콜린 방출을 제어하는 저해 톤을 유지한다. 문헌[de Boer, P. et al., "The effect of acetylcholinesterase inhibition on the release of acetylcholine from the striatum in vivo: interaction with autoreceptor responses," Neurosci. Lett., 116, 357-360 (1990)]. 관류액은 프로브를 둘러싼 영역에 비해 더 낮은 농도를 갖도록 설계되어, 플럭스(flux) 유동이 프로브 내로 들어가고 주위 다른 방향으로 흐르지 않게 보장했다. 일단 유체가 막을 통해 유동하면, 이제 투석액인 관류액은 문헌[Kho, C.M. et al., "A Review on Microdialysis Calibration Methods: the Theory and Current Related Efforts," Mol. Neurobiol., 54, 3506-3527 (2017)]에 기술된 바와 같은 해당 영역의 세포외 유체에서 관심 있는 신경전달 물질의 농도를 반영해야 한다. 2시간의 안정화 기간 후, 기준 샘플(각각 10분의 시간 창에 해당함)을 수집하였다. 6번째 기준 샘플 후, 한쪽 콧구멍(동측)에 5 마이크로리터(μL)의 11.2 밀리그램/밀리리터 (mg/mL) 프레그네놀론(PREG) 및 반대쪽 콧구멍(반대측)에 5 μL의 비히클 지질 겔을 비강 내 투여하였다. 처리 후, 또 다른 10개의 샘플(각각은 또한 10분의 시간 창에 해당함)을 수집하였다. 각 샘플에 대해 수집된 부피는 20 μL였다. 프로브의 효율성을 저하시킬 수 있는 외부 요인에 의해 야기된 회수율 변화(프로브 주변 영역에서의 아세틸콜린 농도와 수집된 투석액 내 아세틸콜린 농도 간의 관계)를 측정하기 위해, 10 μL의 내부 표준물질을 각 바이알에 배치하였다(100 mL의 NaOH 희석제 중 25 μL의 에틸호모콜린 스톡 용액).

미세투석 프로브. 미세투석 프로브를, 문헌[Boix, F. et al., "Substance P decreases extracellular concentrations of acetylcholine in neostriatum and nucleus accumbens in vivo: possible relevance for the central processing of reward and aversion," Behav. Brain Res., 63, 213-219 (1994)] 및 문헌[Boix, F. et al., "Relationship between dopamine release in nucleus accumbens and place preference induced by substance P injected into the nucleus basalis magnocellularis region. Neuroscience," 64, 1045-1055 (1995)]에 기재된 바와 같이 반투과성 막이 부착된 융합 실리카 개방형 튜브로 제조하였다. 이 막은 분자가 확산을 통해 이것의 기공을 통과하도록 허용하였다. 막의 기공 크기는 6 킬로달톤(kDa)이었다. 막의 작은 세그먼트를 금속 튜브의 1/3 안에 배치하고, 이것들을 접착제 2 Tor Epoxy와 함께 접착하였다. 실리카 외부의 막 (활성 막) 길이는 2.4 mm였다. 이어서, 막의 끝(tip)을 접착제 2 Tor Epoxy로 접착하였다(0.4 mm). 프로브가 제조되면, 이것을 실리카 튜브에 접착시켰다. 프로브 내부에는, 용융 실리카 모세관이 배출구로서 작동하였다. 캐뉼라의 길이에 따라, 적절한 프로브의 길이를 정의하기 위해 금속 소켓을 특정 거리에서 접착하였다.

약물. 지질-기반 겔 제형물에 혼합된 프레그네놀론(PREG) (Bayer HealthCare Pharmaceuticals)을 이용했다. 11.2 mg/mL 프레그네놀론을 함유하는 겔 제형물의 조성은 1.12 % 미분화 프레그네놀론, 90.88% 피마자유, 4.0% 올레오일 폴리옥실글리세리드 및 4.0% 콜로이드성 이산화규소였다. 5.6 mg/mL 프레그네놀론 겔 제형물의 조성은 0.56 % 미분화 프레그네놀론, 91.44 % 피마자유, 4.0% 올레오일 폴리옥실글리세리드 및 4.0% 콜로이드성 이산화규소였다. 겔 제형물은 미분화 프레그네놀론을 피마자유에 첨가하고, 분 당 13000 회전수(rpm)로 10분 동안 혼합함으로써 제조되었다. 이어서, 올레오일 폴리옥시글리세리드를 첨가하고 2분 동안 13000 rpm으로 혼합했다. 마지막으로, 콜로이드성 이산화규소를 첨가하고 2분 동안 13000 rpm으로 혼합하였다. 프레그네놀론 없는 동일한 겔 제형물(겔 비히클)을 대조군으로서 이용했다. 모든 투여에 대해, 각 동물은 각각 한쪽 콧구멍에 5 μL의 겔 비히클 제형물을 수여받았고, 다른 쪽 콧구멍에 5 μL의 11.2 mg/mL 또는 5.6 mg/mL 프레그네놀론(PREG)를 수여받았다. 투여는 Transferpettor 피펫(GMBH + CO KG, Wertheim, Germany)으로 행했다. 수술 당시 동물의 평균 체중이 450 그램이므로, 사용된 용량은 0.373 밀리그램/킬로그램(mg/kg)인데, 이는 래트 당 총 0.112 밀리그램/밀리리터 (mg/mL)를 의미한다.

아세틸콜린 검정. 미세투석 샘플에서 아세틸콜린의 양을 정량화하기 위한 목적으로, 문헌[de Souza Silva, M.A. et al., "Differential modulation of frontal cortex acetylcholine by injection of substance P into the nucleus basalis magnocellularis region in the freely-moving vs. the anesthetized preparation," Synap. N. Y. N, 38, 243-253 (2000)]에 기재된 대로 전기화학적 검출(EC)을 하는 고압 액체 크로마토그래피(HPLC) 기술을 이용했다. 아세틸콜린은 ChromSpher 5C18 (Merck KGaA, Darmstadt, Germany)로 충전된 75 mm 길이의 역상 컬럼에서 분리되었고, 소듐도데실술페이트(Sigma-Aldrich, Saint Louis, Missouri, US)로 로딩되었다. 컬럼에 연결된 효소 반응기를 사용하여 검출은 행해졌다. 효소 반응기를 글루타르알데히드(Merck, Darmstadt, Germany)로 활성화된 LiChrosorb-NH2 (Merck)로 충전한 다음 아세틸콜린에스테라아제(Sigma-Aldrich, Saint Louis, Missouri, US)로 로딩하였다. 효소는 고정상에 공유 결합되었다. 효소 반응기는 아세틸콜린을 과산화수소로 전환하였으며, 이는 0.350 밀리볼트(mV)의 전위로 설정된 백금 전극에서 전기화학적으로 검출되었다. 기준 전극은 제자리(in situ) Ag/AgCl (ISAAC) 전극 (Antec, Fremont, California, US) 전극이었다. 이동상은 문헌[de Souza Silva, M.A., et al., "Neurokinin3 receptor as a target to predict and improve learning and memory in the aged organism," Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 110, 15097-15102 (2013)]에 기술된 바와 같이 1 밀리몰(mM) 테트라메틸암모늄 클로라이드 및 0.18 몰 (M) K2HPO4로 구성되었고, KH2PO4 (Merck, Darmstadt, Germany)로 pH 8.0으로 조정하였다.

시스템을 통해 흐르는 이동상(용리액)의 pH를, pH=8로 조절하여 효소 전환을 촉진시키고 더 나은 검출 감도를 수득했다. 이동상 또는 용리액은 고압 액체 크로마토그래피(HPLC) 펌프(Merck, Darmstadt)를 이용하여 0.3 마이크로리터/분(μl/분)의 속도로 유동시켰다. 크로마토그램을 완료하는데 요구되는 시간은 8-9분이었다. 신경전달물질 함량은 Chrom Perfect Software (Justice Laboratory Software, Denville, NJ, USA)의 도움으로 분석되었다.

조직학 분석. 미세투석 과정을 끝마친 후, 래트에 펜토바르비탈 과량(0.5 - 1 밀리리터 (mL))을 주입하고, 인산염 완충 식염수 (PBS) 및 몸의 10% 포르말린으로 관류를 수행하였다. 뇌를 조심스럽게 제거하고, 10% 포르말린 + 30% 수크로오스 (고정)가 담긴 바이알에 넣고, 추가 조직학적 분석을 위해 4℃에서 보관했다. 정확한 미세투석 이식 위치를 확인하기 위해 사후 조직학 분석을 이용하였다. 뇌를 저온유지장치 (Leica CM1900)로 슬라이스하고, 젤라틴화된 현미경 유리 위에 위치시켰다. 젤라틴(Amresco)으로 젤라틴화된 현미경 유리는 앞서 제조하였다. 조직 동결 배지를 이용하여 뇌를 저온유지장치 받침대 상에 고정시켰다. 소뇌 영역을 제외한 모든 뇌를 슬라이스하였다. 하루 후, 크레실 바이올렛(Sigma-Aldrich)으로 염색을 수행하는 것이 가능했다. 염색 절차는 마지막 단계로서, 에탄올(100 %, 95 %, 80 %, 또는 70%), 크레실 바이올렛 염료 용액 및 자일롤의 상이한 희석을 필요로 하였다. 뇌 지도("The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates - 6th Edition," 2017)를 프로브 배치의 정확성을 결정하는데 이용하였다. 캐뉼라 이식을 성공한 뇌만 통계 분석에 고려했다.

통계학적 분석. 고압 액체 크로마토그래피(HPLC) 분석으로부터의 데이타를 IBM SPSS Statistics 24.0 소프트웨어로 추가 처리하였다. 각 뇌 영역으로부터의 데이터를 분석하였다. 이어서, 이원 ANOVA를 "시간" 인자 내 "측면"에 대해 수행하였다. 더욱이, 편도체 반구에서 아세틸콜린의 농도 (11.2 mg/mL 약물 치료에 대한 동측 및 반대측) 및 비강 내 투여 후 미세투석 프로세스 동안 시간에 따른 변화를 나타내는 그래프를 이어서 SigmaPlot 12.0을 이용하여 제조하였다.

실시예 1: 프레그네놀론을 한쪽 콧구멍에 비강내 투여하면 아세틸콜린 활성이 동측으로 증가한다.

대상체의 분산 분석 내에서 반복 측정에 대한 이원 ANOVA 쌍별 비교를 수행하여, 프레그네놀론 (11.2 밀리그램/밀리리터 (mg/mL)), 동측 반구, 및 비히클, 반대측 반구의 측방 비강 내 투여의, 도 1에 나타낸 바와 같이 각 동물의 편도체에서 세포외 아세틸콜린(Ach)의 방출에 대한 영향을 평가하였다. 편도체에서 분석을 위해 조사된 동물의 수는 n=10이다.

각 동물 내 두 개의 편도체 반구(동측 및 반대측)에서 Ach의 세포외 방출 간 통계학적으로 유의미한 차이가 존재하였다, F(1/9)=40.195; Wilks' Lambda=.183, p<0.005, 부분 에타 제곱=.817. 아세틸콜린의 세포외 수준의 동측 편도체에서 더 높은 증가가 발견되었다.

독립적 t-테스트 (양쪽 꼬리)를 수행하여, 한쪽 콧구멍(동측 하위그룹)에는 5 마이크로리터(μl) 11.2 mg/mL 프레그네놀론(PREG) 및 반대쪽 콧구멍(반대측 그룹)에는 5 μl 비히클의 비강 내 투여 전 및 비강 내 투여 후 시점에서, 두개의 편도체 반구에서의 세포외 아세틸콜린(ACh)의 차이를 평가하였다.

반대측 편도체에 비해 11.2 mg/mL 투여 후 동측 편도체와 반대쪽 콧구멍 내 비히클 투여 사이에는 유의미한 차이가 존재했다. 이들 통계적 유의한 차이는 하기 표 1에 나타낸 대로 치료 후 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 및 100분 후에 발견되었다.

나아가, 우측 대 좌측 후각 시스템 내로의 비강 내 전달과 관련된 차이가 존재하는지 여부에 대해 조사하였다. 도 2에서와 같이, 프레그네놀론(PREG)을 오른쪽 콧구멍에 투여하면, 아세틸콜린(ACh)이 우측 편도체에서 방출되고, 프레그네놀론을 왼쪽 콧구멍에 투여하면, ACh는 좌측 편도체에서 방출되었다. 도 2에 도시된 바와 같이, 프레그네놀론을 왼쪽 또는 오른쪽 후각 시스템으로 투여시 ACh 방출 간에는 통계학적으로 유의한 차이가 발견되지 않았다. 따라서, 한쪽 콧구멍에만 프레그네놀론을 투여하면, 아세틸콜린의 동측 증가가 오른쪽 또는 왼쪽 콧구멍으로 국한되지 않으며, 오히려 둘 중 어느 한쪽의 콧구멍에 프레그네놀론을 투여하는 것이 편도체 내 아세틸콜린의 동측 증가를 달성할 수 있다.

실시예 2: 양쪽 콧구멍에 프레그네놀론을 투여하는 것은 편도체와 해마 모두에서 아세틸콜린 활성을 증가시킨다.

전두엽 피질, 해마 및 편도체에서, 프레그네놀론(PREG) (5.6 밀리그램/밀리리터 (mg/mL), 11.2 밀리그램/밀리리터 (mg/mL)) 또는 비히클의 비강 내 투여의 영향을 평가하기 위해 대상체간 및 대상체 내 분산 분석을 수행하였다. 전두엽 피질의 분석을 위해 조사된 동물의 수는: 비히클 그룹의 경우, n=7이고, PREG 5.6 mg/mL 투여량 그룹의 경우 n=5이고, PREG 11.2 mg/mL 투여량 그룹의 경우 n=6이다. 해마의 분석을 위해 조사된 동물의 수는: 비히클 그룹의 경우, n=6이고, PREG 5.6 mg/mL 투여량 그룹의 경우 n=7이고, PREG 11.2 mg/mL 투여량 그룹의 경우 n=5이다. 편도체의 분석을 위해 조사된 동물(동물 38 및 39는 제외)의 수는: 비히클 그룹의 경우, n=7이고, PREG 5.6 mg/mL 투여량 그룹의 경우 n=5이고, PREG 11.2 mg/mL 투여량 그룹의 경우 n=4이다.

투여량 5.6 mg/mL 또는 11.2 mg/mL으로의 프레그네놀론(PREG)은 도 3A에서 나타낸 바와 같이 전두엽 피질에서 아세틸콜린 방출에 대해 영향을 미치지 않았다. 시간에 대한 유의한 주요 효과는 없었으며, Wilks' Lambda = 0.076, F(15,1) = 0.810, p > 0.05, 부분 에타 제곱 = 0.924, 시간과 약물 효과 사이의 상호작용은 부재하였다, Wilks' Lambda = 0.021, F(30,2) = 0.393, p > 0.05, 부분 에타 제곱 = 0.924. 더욱이, 도 3A에 나타낸 바와 같이, 약물에 대한 유의한 주요 효과는 없었다, F(2,15) = 0.002, p > 0.05, 부분 에타 제곱 < 0.001.

11.2 mg/mL 투여량의 PREG는 해마에서 아세틸콜린 방출에 영향을 미쳤으나, 이 효과는 유의하지 않았다. 편도체에서와 같이, BBB를 가로지름/전신 순환을 통한 추가적인 전달로 인해 제2의 피크가 존재한다. 도 3B를 참조한다. 5.6 mg/mL 에서의 PREG는 효과가 없었다. 시간에 대한 유의한 주요 효과는 없었다, Wilks' Lambda = 0.003, F(15,1) = 19.415, p > 0.05, 부분 에타 제곱 = 0.997. 그러나, 시간과 약물 효과 사이의 상호작용은 존재하였다, Wilks' Lambda < 0.001, F(30,2) = 84.209, p < 0.05, 부분 에타 제곱 = 0.999. 또한, 해마에서 아세틸콜린 방출에 대한 고 투여량 및 저 투여량 간의 차이는 유의미하지 않았다 F(15,2)=1.501 p> 0.05, 부분 에타 제곱 = 0.167.

시간과 약물 사이의 상호작용 효과가 발견되었고, 일원 ANOVA를 수행하여 11.2 mg/mL 프레그네놀론 투여량을 투여한 후 상이한 시점에서 아세틸콜린 수준을 비교했다; Wilks' Lambda = 0.01, F(4,1) = 232.984, p < 0.05. 5.6 mg/mL 투여량 및 비히클 약물에 대한 일원 ANOVA는 유의미한 결과를 보여주지 않았다;Wilks' Lambda = 0.086, F(4,1) = 1.762, p > 0.05, 및 Wilks' Lambda = 0.104, F(4,1) = 1.720, p > 0.05 (도 3B에 나타낸 바와 같이, 각각 5.6 mg/mL 및 비히클의 경우임).

11.2 mg/mL 투여량의 PREG는, 편도체에서 아세틸콜린(ACh) 방출에 대한 비강 내 프레그네놀론 투여의 유의미한 효과를 보였다. 약물에 대한 대상체 간 유의한 효과가 있었다, F (14,2) = 4.281, p = 0.035, 부분 에타 제곱 = .379. 프레그네놀론(PREG) 11.2 mg/mL 약물 투여량 및 비히클 사이의 Dunnett 2-측 다중 비교로의 사후 검정은 M = 101.51 및 SE = 37.42, p = 0.031을 나타냈다. 상이한 시점에 대한 일원 ANOVA를 수행하여, PREG 11.2 mg/mL 및 비히클 사이의 차이를 추가로 분석하였다. PREG 11.2 mg/mL와 비히클 간의 유의한 차이는 하기 표 2에 나타낸 바와 같이 치료 후 40, 50, 60, 70, 80, 90분 후에 존재하였다.

Dunnett 2-측 추가의 사후 검정은, PREG 11.2 mg/mL와 비히클 간의 유의한 차이를 하기 표 3에 나타낸 바와 같이 치료 후 40, 50, 60, 70, 80, 90분 후에 보였다.

따라서, PREG 11.2 mg/mL은 도 3C에 나타낸 바와 같이, 편도체에서 아세틸콜린 방출의 증가를 유도하였다.

Claims (33)

1. 필요로 하는 비(非)설치류 대상체의 뇌 조직에서 아세틸콜린 활성을 동측(同側)으로 증가시키는 방법으로서, 비설치류 대상체에 프레그네놀론(pregnenolone) 제형물을 비강 내 투여하는 것을 포함하며, 여기서 프레그네놀론 제형물은 약제학적으로 허용가능한 담체 중 유효량의 프레그네놀론을 포함하는 비강 내 투여에 적합화된 약제학적 조성물인, 방법.
2. 제1항에 있어서, 프레그네놀론 제형물은 한쪽 콧구멍에만 투여되고, 아세틸콜린 활성은 상기 콧구멍의 동측 뇌 반구에서 증가되는, 방법.
3. 제2항에 있어서, 아세틸콜린 활성은 상기 콧구멍의 반대측 뇌 반구에서는 실질적으로 증가되지 않는, 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 방법은 대상체의 편도체에서 증가된 아세틸콜린 활성을 도모하는, 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 방법은 대상체의 해마에서 증가된 아세틸콜린 활성을 도모하는, 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 아세틸콜린 활성은 10분 이내에 증가되는, 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 뇌 조직 내 아세틸콜린 활성은 60분 이상 동안 유지되는, 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 뇌 조직 내 아세틸콜린 활성은 100분 이상 동안 유지되는, 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 프레그네놀론의 유효량은 대상체의 체중 1 킬로그램 당 약 0.01 mg 내지 약 2.0 mg인, 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 약제학적으로 허용가능한 담체는 (a) 제형물 중 약 60 중량% 내지 약 98 중량%의 양으로 존재하는 하나 이상의 친유성 또는 부분 친유성 담체; (b) 제형물 중 약 1 중량% 내지 약 20 중량%의 양으로 존재하는 표면 장력 감소화 활성을 갖는 하나 이상의 화합물; 및 (c) 제형물 중 약 0.5 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 존재하는 하나 이상의 점도 조절제를 포함하는, 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 프레그네놀론은 다공성 부형제의 기공 내부에 위치된 다공성 부형제의 표면 상에 로딩되는, 방법.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 대상체는 인간, 비인간 영장류, 개, 고양이, 소, 양, 말 또는 토끼인, 방법.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 대상체는 뇌에서 감소된 아세틸콜린 활성과 연관된 질환 또는 병태를 앓고 있는, 방법.
14. 제13항에 있어서, 질환 또는 병태는 정신분열증, 파킨슨 질환, 알츠하이머 질환, 루이체 치매, 무감동, 자폐증, 불안, 스트레스, 류마티스 관절염, 외상성 뇌 손상, 뇌졸중, 뇌졸중 후 신경보호, 양극성 장애, 우울증, 주의력 결핍 과잉행동 장애 및 수면 장애로부터 선택되는, 방법.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 기억 및 학습 결손과 같은 인지 기능을 개선하는데 효과적인, 방법.
16. 필요로 하는 비설치류 대상체의 뇌 조직에서 아세틸콜린 활성을 동측으로 증가시키는데 사용되기 위한, 또는 정신분열증, 파킨슨 질환, 알츠하이머 질환, 루이체 치매, 무감동, 자폐증, 불안, 스트레스, 류마티스 관절염, 외상성 뇌 손상, 뇌졸중, 뇌졸중 후 신경보호, 양극성 장애, 우울증, 주의력 결핍 과잉행동 장애 및 수면 장애로부터 선택된 필요로 하는 대상체의 질환 또는 병태를 치료하는데 사용되기 위한 프레그네놀론 제형물로서, 여기서 프레그네놀론 제형물은 약제학적으로 허용가능한 담체 중 유효량의 프레그네놀론을 포함하는 비강 내 투여에 적합화된 약제학적 조성물인, 프레그네놀론 제형물.
17. 제16항에 있어서, 프레그네놀론 제형물은 대상체의 한쪽 콧구멍만으로의 비강 내 투여를 위해 적합화된, 사용되기 위한 프레그네놀론 제형물.
18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 프레그네놀론 제형물은 한쪽 콧구멍만으로 투여되고, 아세틸콜린 활성은 상기 콧구멍의 동측 뇌 반구에서 증가되는, 사용되기 위한 프레그네놀론 제형물.
19. 제18항에 있어서, 아세틸콜린 활성은 상기 콧구멍의 반대측 뇌 반구에서는 실질적으로 증가되지 않는, 사용되기 위한 프레그네놀론 제형물.
20. 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사용은 대상체의 편도체에서 증가된 아세틸콜린 활성을 도모하는, 사용되기 위한 프레그네놀론 제형물.
21. 제16항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사용은 대상체의 해마에서 증가된 아세틸콜린 활성을 도모하는, 사용되기 위한 프레그네놀론 제형물.
22. 제21항에 있어서, 아세틸콜린 활성은 10분 이내에 증가되는, 사용되기 위한 프레그네놀론 제형물.
23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 뇌 조직 내 아세틸콜린 활성은 60분 이상 동안 유지되는, 사용되기 위한 프레그네놀론 제형물.
24. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 뇌 조직 내 아세틸콜린 활성은 100분 이상 동안 유지되는, 사용되기 위한 프레그네놀론 제형물.
25. 제16항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 프레그네놀론의 유효량은 대상체의 체중 1 킬로그램 당 약 0.01 mg 내지 약 2.0 mg인, 사용되기 위한 프레그네놀론 제형물.
26. 제16항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 약제학적으로 허용가능한 담체는 (a) 제형물 중 약 60 중량% 내지 약 98 중량%의 양으로 존재하는 하나 이상의 친유성 또는 부분 친유성 담체; (b) 제형물 중 약 1 중량% 내지 약 20 중량%의 양으로 존재하는 표면 장력 감소화 활성을 갖는 하나 이상의 화합물; 및 (c) 제형물 중 약 0.5 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 존재하는 하나 이상의 점도 조절제를 포함하는, 사용되기 위한 프레그네놀론 제형물.
27. 제16항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 프레그네놀론은 다공성 부형제의 기공 내부에 위치된 다공성 부형제의 표면 상에 로딩되는, 사용되기 위한 프레그네놀론 제형물.
28. 제16항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 대상체는 인간, 비인간 영장류, 개, 고양이, 소, 양, 말 또는 토끼인, 사용되기 위한 프레그네놀론 제형물.
29. 제16항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 대상체는 뇌에서 감소된 아세틸콜린 활성과 연관된 질환 또는 병태를 앓고 있는, 사용되기 위한 프레그네놀론 제형물.
30. 제29항에 있어서, 질환 또는 병태는 정신분열증, 파킨슨 질환, 알츠하이머 질환, 루이체 치매, 무감동, 자폐증, 불안, 스트레스, 류마티스 관절염, 외상성 뇌 손상, 뇌졸중, 뇌졸중 후 신경보호, 양극성 장애, 우울증, 주의력 결핍 과잉행동 장애 및 수면 장애로부터 선택되는, 사용되기 위한 프레그네놀론 제형물.
31. 제16항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 사용이 기억 및 학습 결손과 같은 인지 기능을 개선하는데 효과적인, 사용되기 위한 프레그네놀론 제형물.
32. 정신분열증, 파킨슨 질환, 알츠하이머 질환, 루이체 치매, 무감동, 자폐증, 불안, 스트레스, 류마티스 관절염, 외상성 뇌 손상, 뇌졸중, 뇌졸중 후 신경보호, 양극성 장애, 우울증, 주의력 결핍 과잉행동 장애 및 수면 장애로부터 선택된 필요로 하는 대상체의 질환 또는 병태를 치료하기 위한, 또는 필요로 하는 비설치류 대상체의 뇌 조직에서 아세틸콜린 활성을 증가시키기 위한 약제의 제조에 있어서 프레그네놀론의 용도.
33. 제18항에 있어서, 약제는 대상체의 한쪽 콧구멍만으로의 비강 내 투여를 위해 적합화된, 용도.

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