MX2011002255A - Formulaciones de peptidos liberados controlados. - Google Patents

Abstract

Aquí se describen los métodos y composiciones para modular las características de liberación y/o carga de fármacos de agentes bioactivos encapsulados en sistemas de suministro de polímeros por medio de la modificación directa del punto isoeléctrico y/o la carga neta del agente bioactivo.

Description

FORMULACIONES DE PÉPTIDO DE LIBERACIÓN CONTROLADA CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a formulaciones de péptido, y más específicamente a métodos y composiciones para modificar las características de liberación o carga de fármaco de dichas formulaciones.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La importancia de los polímeros biocompatibles o biodegradables como vehículos para agentes terapéuticamente activos está bien establecida. Los polímeros biocompatibles, biodegradables y relativamente inertes, tales como poli(láctido) (PL) o poli(láctido-co-glicólido) (PLGA), que contienen un agente bioactivo, se utilizan comúnmente en sistemas de suministro de liberación controlada (para una revisión véase M. Chasin, "Biodegradable polymers for controlled drug delivery" en: J. O. Hollinger Editor, "Biomedical Applications of Synthetic Biodegradable Polymers" CRC, Boca Ratón, Florida (1995), p. 1-15; T. Hayashi, "Biodegradable polymers for biomedical uses", Prog. Polym. Sci. 19 4 (1994), p. 663-700; y Harjit Tamber, Pal Johansen, Hans P. Merkle y Bruno Gander, "Formulation aspects of biodegradable polymeric microspheres for antigen delivery", Advanced Drug Delivery Reviews, volumen 57, 3, 10 de enero de 2005, p. 357-376).

Con respecto al suministro de péptidos terapéuticos en particular, sin embargo, todavía existen muchos retos para el diseño de sistemas de suministro eficaces de liberación controlada basados en polímero. Un requisito básico de dichos sistemas de suministro es el control apropiado sobre la liberación del agente activo encapsulado, un objetivo que se complica por variaciones en la cinética de liberación de los sistemas poliméricos. Generalmente, una fase inicial de liberación por difusión o explosión del sistema de polímero intacto va seguida por una fase de retraso más lenta que conduce a una fase de liberación por erosión conforme el sistema polimérico empieza a degradarse. Es importante mantener la concentración de la molécula de péptido dentro de una ventana terapéuticamente efectiva durante las principales fases de liberación del péptido, y para evitar las concentraciones excesivas, particularmente una explosión inicial durante la fase de liberación por difusión que puede conducir a efectos secundarios adversos o resultados no deseados. Sin embargo, a este respecto, la amplia variación en el tamaño, carga eléctrica y conformación de las diferentes moléculas de péptido han impedido hasta ahora una aproximación más uniforme a su encapsulación eficaz.

La técnica anterior describe varias estrategias para mejorar el suministro de liberación controlada de sistemas de suministro basados en polímero, que incluyen el uso de materiales poliméricos y mezclas de polímeros nuevos, o la incorporación de aditivos en dichos sistemas para facilitar la liberación del fármaco. Por ejemplo, la patente de EE. UU. No. 7,326,425, describe un sistema de suministro basado en polímeros mezclados, que tiene un primer polímero capaz de formar enlaces de hidrógeno con un agente bioactivo deseado para impedir explosiones, y un segundo polímero cuyos productos de degradación activan la liberación del agente activo del primer polímero. Alternativamente, la publicación de patente de EE. UU. No. 2007/0092574 describe la adición de algunos iones orgánicos a sistemas de suministro basados en polímero que encapsulan agentes bioactivos solubles en agua para reducir la liberación de explosión y la degradación del agente bioactivo, en donde el ion orgánico se selecciona para neutralizar la carga general de un agente bioactivo particular.

Sin embargo, en cada uno de estos ejemplos y en la técnica anterior en general, el enfoque primario de estas estrategias es sobre la manipulación del sistema del suministro basado en polímero para adecuarlo a los requerimientos de un agente bioactivo particular, a diferencia de la manipulación o adaptación del agente bioactivo mismo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En oposición a la metodología de formulación convencional de manipular el sistema de suministro basado en polímero para adecuar el agente encapsulado, la presente invención provee métodos y composiciones para modular las características de liberación o carga de un agente bioactivo encapsulado mediante la modificación directa del agente bioactivo mismo. Como se muestra aquí, la modificación del punto isoeléctrico de un agente bioactivo, tal como una molécula de péptido, por ejemplo la alteración de la carga eléctrica general del péptido, puede modificar predeciblemente las características de liberación o carga de los sistemas de suministro basados en polímero en formas clínicamente significativas que incluyen, por ejemplo, reducir o incrementar la liberación inicial por difusión del péptido desde el sistema de suministro basado en polímero; modular la velocidad de liberación por erosión de los sistemas biodegradables; y/o incrementar la eficiencia de encapsulación de dichos péptidos.

En un aspecto se proveen métodos para incrementar la eficiencia de carga de agente bioactivo en sistemas de suministro basados en polímero, que comprenden modificar el punto isoeléctrico del agente antes de encapsularlo en un sistema de suministro basado en polímero. En una modalidad, el punto isoeléctrico del agente se modifica de modo que el agente lleve una carga mas positiva en comparación con la molécula de origen en el medio del sistema de suministro basado en polímero que se desea.

En una modalidad se proveen métodos para incrementar la eficiencia de carga del agente bioactivo en sistemas de suministro basados en polímero, que comprenden agregar carga positiva adicional a una molécula de origen.

En un aspecto se proveen métodos para modular la velocidad de liberación por erosión de un agente bioactivo de un sistema de suministro basado en polímero biodegradable, que comprenden cambiar el punto isoeléctrico del agente antes de encapsularlo en el sistema de suministro basado en polímero. En una modalidad, el punto isoeléctrico de un agente se aumenta o se disminuye cuantitativamente de modo que lleve una carga neta positiva o negativa mayor, respectivamente, en comparación con la molécula de origen, en el medio del sistema de suministro basado en polímero que se desea.

En una modalidad se proveen métodos para incrementar la velocidad de liberación por erosión de una agente bioactivo de un sistema de suministro basado en polímero biodegradable, que comprenden agregar carga positiva o negativa adicional a una molécula de origen para producir un aumento o disminución estequiométrica, respectivamente, de la carga eléctrica neta con respecto a la molécula de origen. En una modalidad, se agrega carga positiva adicional a una molécula de origen neutra o catiónica para incrementar la velocidad de liberación por erosión. En otra modalidad, se agrega carga negativa adicional a una molécula de origen neutra o aniónica para incrementar la velocidad de liberación por erosión. En una modalidad preferida se utilizan sistemas de suministro basados en polímero terminado con ácido para realzar el efecto.

Sorprendentemente, los presentes inventores han determinado que un aumento en la carga neta positiva de un agente bioactivo con respecto a una molécula de origen catiónica puede funcionar tan bien, y en algunos casos aún mejor, que una disminución o neutralización de la carga eléctrica neta para incrementar la velocidad de liberación por erosión de dicho agente desde un sistema de suministro basado en polímero biodegradable. Significativamente, como también se muestra aquí por primera vez, la creación de una densidad de carga mayor en un agente bioactivo cargado con respecto a una molécula de origen, provee un efecto mayor.

En un aspecto, también se proveen métodos para modular la liberación inicial por difusión de un agente bioactivo de un sistema de suministro basado en polímero, que comprenden cambiar el punto isoeléctrico del agente antes de encapsularlo en el sistema de suministro basado en polímero. En una modalidad, el punto isoeléctrico del agente se aumenta o se disminuye de modo que lleve una carga neta positiva o negativa mayor, respectivamente, con respecto a la molécula de origen, en el medio del sistema de suministro basado en polímero que se desea.

En una modalidad se proveen métodos para incrementar la liberación inicial por difusión de un agente bioactivo de un sistema de suministro basado en polímero, que comprenden agregar carga positiva adicional a la molécula de origen para producir un aumento estequiométrico de la carga eléctrica neta con respecto a la molécula de origen. En una modalidad preferida, se utilizan sistemas de suministro basados en polímero terminado en éster para un mayor efecto.

En una modalidad se proveen métodos para reducir la liberación inicial por difusión de un agente bioactivo de un sistema de suministro basado en polímero, que comprenden agregar carga negativa adicional a la molécula de origen para producir una disminución estequiométrica de la carga eléctrica neta con respecto a la molécula de origen. En una modalidad preferida se utilizan sistemas de suministro basados en polímero terminado en éster para un mayor efecto.

Se puede utilizar cualquier medio adecuado para modificar el punto isoeléctrico de un agente bioactivo en conjunto con los presentes métodos, que incluyen por ejemplo modificación química, sustitución de aminoácidos, conjugación de moléculas accesorias cargadas positiva o negativamente, y muy preferiblemente moléculas accesorias separables, etc. La carga positiva o negativa adicional se puede distribuir de forma uniforme o no uniforme a través del agente bioactivo, y preferiblemente se realiza en un sitio distante del sitio de acción conocido de la molécula de origen, por ejemplo del sitio de unión, etcétera. En una modalidad, la distribución de carga adicional se agrupa en los extremos amino o carboxi. En otra modalidad, la carga adicional se conjuga con una cadena lateral de aminoácido.

La modificación del punto isoeléctrico aquí descrita también se puede utilizar en conjunto con una o mas técnicas convencionales tales como conversión a sales de adición insolubles en agua (por ejemplo, patente de EE. UU. No. 5,776, 886), pegilación (patente de EE. UU. No. 6,706, 289), etcétera, para modular más la cinética de liberación o la eficiencia de carga. En un aspecto adicional se proveen composiciones farmacéuticas mejoradas de liberación controlada, que comprenden agentes bioactivos modificados de acuerdo con los métodos anteriores y encapsulados en sistemas de suministro basados en polímero.

En una modalidad, la composición farmacéutica de liberación controlada comprende un agente bioactivo modificado encapsulado por un polímero, en donde el punto isoeléctrico del agente bioactivo modificado se ha aumentado con respecto a la molécula de origen para incrementar la eficiencia de carga del fármaco, o para incrementar la velocidad de liberación por erosión del agente bioactivo modificado, preferiblemente desde un sistema de polímero terminado con ácido, o para incrementar la liberación por difusión del agente bioactivo modificado, preferiblemente desde un sistema de polímero terminado con éster. En una de estas modalidades, la molécula de origen es neutra o catiónica.

En otra modalidad, la composición farmacéutica de liberación controlada comprende un agente bioactivo modificado encapsulado por un polímero biodegradable, en donde el punto isoeléctrico del agente bioactivo modificado se ha disminuido con respecto a la molécula de origen para incrementar la velocidad de liberación por erosión del agente bioactivo modificado, preferiblemente desde un sistema de polímero terminado con ácido, o para reducir la velocidad de liberación por difusión del agente bioactivo modificado, preferiblemente desde un sistema de polímero terminado con éster, con respecto a la molécula de origen. En una de estas modalidades, la molécula de origen es neutra o aniónica.

A menos que se especifique de otra manera, las composiciones aquí descritas pueden comprender un sistema de suministro basado en polímero no biodegradable, por ejemplo un sistema de polímero que comprende un polímero no biodegradable. En un aspecto, el polímero no biodegradable se selecciona del grupo que consiste en poliacrilatos, polímeros de etileno-acetato de vinilo y otros acetatos de celulosa sustituidos con acilo, poliuretanos no degradables, poliestirenos, cloruro de polivinilo, fluoruro de polivinilo, poli(vinilimidazol), poliolefinas de clorosulfonato, óxido de polietileno, mezclas y copolímeros de los mismos.

En otros aspectos, las composiciones aquí descritas pueden comprender un sistema de suministro basado en polímero biodegradable, por ejemplo un sistema de polímero que comprende un polímero biodegradable. En otro aspecto, el polímero biodegradable se selecciona del grupo que consiste en homopolímeros de poli(ácido láctico) (PLA), poliláctido (PL) o poli(ácido glicólico) (PGA), poliglicólido (PG), poli(ácido láctico)-co-(ácido glicólico (PLGA), poli(láctido-co-glicólido) (PLG), poli(ortoésteres), y polianhídridos. Debido a la biocompatibilidad y la larga historia de sus aplicaciones clínicas, se usan más generalmente PLGA y PLA. Otros polímeros biodegradables que se pueden usar incluyen policaprolactona, policarbonatos, poliesteramidas, poli(aminoácidos), poli(dioxanonas), poli(alquilen-alquilatos), poliacetales, policianoacrilatos, poliuretanos biodegradables, mezclas y copolímeros de los mismos.

Las presentes composiciones y métodos son de mucha utilidad para una variedad de agentes bioactivos que incluyen proteínas terapéuticas, ácidos nucleicos, péptidos, polipéptidos, oligonucleótidos, etcétera.

En otro aspecto, la invención provee métodos de tratamiento de un paciente en necesidad de tratamiento, que comprenden administrar una cantidad terapéuticamente eficaz de una composición farmacéutica de la invención al paciente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es un esquema ejemplar de la liberación de fármaco trifásica hipotética de una matriz degradable.

La figura 2 muestra la carga real (eje Y) de cinco péptidos (DP1 , DP2, DP3, DP4 y DP5) con una carga general neutra, positiva (+) o negativa (-) (eje X). A menos que se indique de otra manera, cada molécula de péptido fue cargada en el polímero como una sal de acetato.

La figura 3 muestra el porcentaje teórico de la eficiencia de carga (eje Y) de cinco péptidos (DP1 , DP2, DP3, DP4 y DP5) con una carga general neutra, positiva (+) o negativa (-) (eje X). A menos que se indique de otra manera, cada molécula de péptido fue cargada en el polímero como una sal de acetato.

La figura 4 muestra el tamaño de partícula medio (pm) de cinco péptidos (DP1 , DP2, DP3, DP4 y DP5) con una carga general neutra, positiva (+) o negativa (-) (eje X). A menos que se indique de otra manera, cada molécula de péptido fue cargada en el polímero como una sal de acetato.

La figura 5 muestra la velocidad de liberación como porcentaje de liberación (eje Y) de cinco péptidos (DP1 , DP2, DP3, DP4 y DP5) con una carga general neutra, positiva (+) o negativa (-) durante 35 días (eje X), desde una formulación basada en polímero de micropartícula que contiene un poli(láctído-co-glicólido) 50:50 terminado con ácido, con una v.i. aproximada de 0.2 dl/g, medida en cloroformo a una concentración de 0.5 g/dl a 30 °C. A menos que se indique de otra manera, cada molécula de péptido fue cargada en el polímero como una sal de acetato.

La figura 6 muestra la velocidad de liberación como porcentaje de liberación (eje Y) de cinco péptidos (DP1 , DP2, DP3, DP4 y DP5) con una carga general neutra, positiva (+) o negativa (-) durante 14 días (eje X), desde una formulación basada en polímero de micropartícula que contiene un poli(láctido-co-glicólido) 50:50 terminado con ácido, con una viscosidad intrínseca (v.i.) aproximada de 0.2 dl/g, medida en cloroformo a una concentración de 0.5 g/dl a 30 °C. A menos que se indique de otra manera, cada molécula de péptido se cargó en el polímero como una sal de acetato.

La figura 7 muestra la velocidad de liberación como porcentaje de liberación (eje Y) de cuatro péptidos (DP1 , DP2, DP3 y DP5) con una carga general neutra, positiva (+) o negativa (-) durante 17 días (eje X), desde una formulación basada en polímero de micropartícula que contiene un poli(láctido-co-glicólido) 50:50 terminado con éster, con una v.i. aproximada de 0.2 dl/g, medida en cloroformo a una concentración de 0.5 g/dl a 30 °C. A menos que se indique de otra manera, cada molécula de péptido fue cargada en el polímero como una sal de acetato.

La figura 8 muestra la velocidad de liberación como porcentaje de liberación (eje Y) de cinco péptidos (DP1 , DP2, DP3, DP4 y DP5) con una carga general neutra, positiva (+) o negativa (-) durante 29 días (eje X), desde una formulación basada en polímero de micropartícula que contiene un poli(láctido-co-glicólido) 85:15 terminado con ácido, con una v.i. aproximada de 0.25 dl/g, medida en cloroformo a una concentración de 0.5 g/dl a 30 °C. A menos que se indique de otra manera, cada molécula de péptido se cargó en el polímero como una sal de acetato.

La figura 9 muestra la velocidad de liberación como porcentaje de liberación (eje Y) de cinco péptidos (DP1 , DP2, DP3, DP4 y DP5) con una carga general neutra, positiva (+) o negativa (-) durante 65 días (eje X), desde una formulación basada en polímero de micropartícula que contiene un poli(láctido-co-glicólido) 85:15 terminado con éster, con una v.i. aproximada de 0.25 dl/g, medida en cloroformo a una concentración de 0.5 g/dl a 30 °C. A menos que se indique de otra manera, cada molécula de péptido se cargó en el polímero como una sal de acetato.

La figura 10 muestra la velocidad de liberación como porcentaje de liberación (eje Y) de cinco péptidos (DP1 , DP2, DP3, DP4 y DP5) con una carga general neutra, positiva (+) o negativa (-) durante 15 días (eje X), desde una formulación basada en polímero de micropartícula que contiene un poli(láctido-co-glicólido) 85:15 terminado con éster, con una v.i. aproximada de 0.25 dl/g, medida en cloroformo a una concentración de 0.5 g/dl a 30 °C. A menos que se indique de otra manera, cada molécula de péptido se cargó en el polímero como una sal de acetato.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Se proveen métodos y formulaciones para la liberación controlada de agentes bioactivos desde sistemas de suministro basados en polímero, mediante la modificación directa del agente bioactivo. Como se describe aquí, el punto isoeléctrico del agente bioactivo modificado se puede cambiar con respecto a la molécula de origen, o la carga eléctrica neta del agente bioactivo modificado se puede cambiar con respecto a la molécula de origen, etc. Las formulaciones encapsuladas que comprenden dichos agentes bioactivos modificados tienen propiedades de liberación controlada mejoradas, por ejemplo una liberación inicial por difusión o explosión más baja, una velocidad de liberación por erosión más alta, una eficiencia de encapsulación más alta, etc., en comparación con formulaciones que comprenden la molécula original encapsulada similarmente.

La liberación de un agente bioactivo de un polímero, por ejemplo un polímero biodegradable tal como una micropartícula de PLG, generalmente sigue un perfil de liberación trifásico como el que se ejemplifica en la figura 1. Generalmente la fase 1 se puede caracterizar como una liberación por difusión o efecto de "explosión", durante la cual la velocidad de liberación inicial de la molécula de péptido modificada puede ser rápida y puede depender de la hidratación del polímero (que ocurre en unos minutos), el hinchamiento de la matriz (horas), la disolución de la molécula de péptido modificada (minutos), y la difusión desde la matriz (horas).

La segunda fase de liberación (fase 2, figura 1) puede ser referida como la fase de inducción o retraso, y se puede caracterizar por un periodo de liberación más lenta o nula. La fase 2 se puede asociar con el tiempo requerido para que se formen poros o canales, o el tiempo requerido para que el agua llene dichos poros o canales en la matriz de polímero, permitiendo así el acceso a la molécula de péptido modificada atrapada dentro de la matriz de polímero.

Cuando se usa un sistema de suministro basado en polímero biodegradable, y conforme continúa la degradación del polímero biodegradable, se pueden formar rutas de difusión a través de la matriz en erosión, lo que puede permitir que la molécula de péptido modificada viaje a través de un gradiente de concentración y escape de la matriz. Esta liberación por erosión corresponde a la tercera fase de liberación como se muestra en la figura 1.

La liberación de un agente bioactivo de un polímero no biodegradable generalmente sigue un perfil de liberación bifásico, en el cual la fase 1 corresponde a una liberación por difusión del péptido bioactivo y la fase 2 corresponde a una fase de retraso. Por consiguiente, los técnicos expertos generalmente están familiarizados con las velocidades de liberación típicas de los agentes bioactivos de dichos sistemas de suministro basados en polímero.

En una modalidad, se proveen composiciones y métodos de liberación controlada mejorados, en donde el punto isoeléctrico de una molécula de origen se aumenta para producir un agente bioactivo modificado que tiene una carga neta o densidad de carga más positiva que, como se muestra en la presente, puede incrementar la eficiencia de carga de fármaco, incrementar la velocidad de liberación por erosión del agente bioactivo modificado, particularmente desde sistemas basados en polímero terminado con ácido, o incrementar la liberación por difusión del agente bioactivo modificado, particularmente desde sistemas basados en polímero terminado con éster, con respecto a la molécula de origen. En una de tales modalidades la molécula de origen es neutra o catiónica.

En otra modalidad se proveen composiciones y métodos de liberación controlada mejorados, en donde se disminuye el punto isoeléctrico de una molécula de origen para producir un agente bioactivo modificado que tiene una carga neta o densidad de carga más negativa que, como se muestra en la presente, puede incrementar la velocidad de liberación por erosión del agente bioactivo modificado, particularmente de sistemas basados en polímero terminado con ácido, o reducir la velocidad de liberación por difusión del agente bioactivo modificado, particularmente desde sistemas basados en polímero terminado con éster, con respecto a la molécula de origen. En una de tales modalidades la molécula de origen es neutra o aniónica.

Como se usa aquí, el "agente bioactivo" se refiere a cualquier proteína terapéutica, anticuerpo terapéutico, ácido nucleico, péptido, polipéptido, oligonucleótido, aptámero u otro compuesto biológicamente activo para su administración a un sujeto.

Por "molécula de péptido", como se usa aquí, se entiende una molécula polimérica que comprende por lo menos dos aminoácidos unidos covalentemente por un enlace peptídico, e incluye una proteína, un polipéptido, un oligopéptido y un péptido. Una molécula de péptido puede estar formada de aminoácidos naturales y enlaces peptídicos, o estructuras peptidomiméticas sintéticas, esto es, "análogos" tales como peptoides (véase Simón et al., 1992, Proc Nati Acad Sci USA 89(20):9367, que se incorpora aquí como referencia).

Como se usa aquí, por "aminoácido" e "identidad de aminoácido" se entiende uno de los 20 aminoácidos naturales o cualquier análogo no natural que pueda estar presente en una posición específica definida. De esta manera, como se usa aquí, "aminoácido" o "residuo de péptido" significa tanto aminoácidos naturales como sintéticos (incluso análogos de aminoácidos naturales). Por ejemplo, para los fines de la invención, se consideran aminoácidos la homofenilalanina, citrulina, ácido 2-amino-3-guanidinopropiónico, ácido 2-amino-3-ureidopropiónico, Lys(Me), LyS(Me)2, Lys(Me)3, ornitina, omega-nitro-arginina, Arg(Me)2, a-metil-Arg, a-metil-Lys, ß-homolisina, ß-homoarginina, norleucina, etcétera. Un "aminoácido" también incluye residuos de iminoácido tales como prolina e hidroxiprolina. La cadena lateral puede estar en la configuración (R) o (S), y pueden ser isómeros D o L. En la modalidad preferida, los aminoácidos están en la configuración (S) o L, aunque se pueden usar los isómeros D para mejorar la estabilidad en el suero. Si se usan cadenas laterales no naturales, se pueden usar sustituyentes no aminoácidos, por ejemplo para prevenir o retardar la degradación in vivo.

Como se usa aquí, la "molécula de origen" se refiere a un agente bioactivo que es modificado subsiguientemente de acuerdo con las enseñanzas de la invención para generar un "agente bioactivo modificado". En algunas modalidades, una molécula de origen puede ser cualquier molécula de agente bioactivo que requiere una formulación de liberación controlada basada en polímero para su uso terapéutico. Como se describe aquí, la encapsulacion y liberación de los polímeros se pueden manipular por modificación de la molécula de origen, por ejemplo modificación del punto isoeléctrico, carga eléctrica neta, solubilidad, etc., de la molécula de origen.

Similarmente, como se usa aquí, por una "molécula de péptido de origen", "polipéptido de origen", "proteína de origen", etcétera, se entiende un polipéptido, proteína, etcétera, que son modificados subsiguientemente para generar una "molécula de péptido modificada". Por ejemplo, una molécula de péptido de origen, un polipéptido de origen, una proteína de origen, o similares, pueden servir como un molde o como base para al menos una modificación aquí descrita, por ejemplo modificación del punto isoeléctrico, modificación de la carga eléctrica neta, modificación de la solubilidad, etc. Dicha molécula de péptido de origen puede ser un péptido natural, una variante o una versión construida por una ingeniería de un polipéptido natural. El polipéptido de origen se puede referir al polipéptido mismo, composiciones que comprenden el polipéptido de origen, o la secuencia de aminoácidos que lo codifican.

Como se usa aquí, el "punto isoeléctrico", "pl", o similares, significa el pH al cual una molécula de péptido no lleva carga eléctrica neta. El punto isoeléctrico se puede determinar usando métodos muy conocidos, por ejemplo por enfoque isoeléctrico. En el caso de moléculas de péptido más pequeñas también se puede calcular el pl aproximado. En general, el pl de una molécula de péptido depende de los valores de pKa de sus grupos básicos y ácidos, por ejemplo en el caso de un péptido formado solo con aminoácidos codificados, la amina primaria del extremo N o la cadena lateral de lisina, el grupo guanidina de la cadena lateral de arginina, el sistema de anillo de imidazol de la histidina y los grupos de ácido carboxílico del extremo C del péptido, la cadena lateral de ácido aspártico y la cadena lateral de ácido glutámico.

La modificación del pl de una molécula de péptido de origen puede ocurrir, por ejemplo, por modificación química. Ejemplos no limitativos de dichas modificaciones incluyen acilación, alquilación u otra modificación química del grupo amino N-terminal; amidación, esterificación u otra modificación química del grupo de ácido carboxílico C-terminal; sustitución de un residuo de aminoácido no ionizable por una lisina, histidina, arginina, ácido glutámico, ácido aspártico u otro aminoácido no codificado con grupos de cadena ácidos o básicos; acilación, alquilación u otra modificación química de grupos de cadena lateral de Usina, histidina, arginina o funciones básicas de otros aminoácidos no codificados; amidación, esterificación u otra modificación química de grupos de ácido carboxílico de cadena lateral, conjugación con moléculas accesorias de cambio de pl, etc. En el caso de péptidos ionizados, el pl de la forma de sal también depende del pKa del contraion.

Como se usa aquí, "la carga eléctrica neta" de una molécula de péptido de origen depende de su pl y el pH de la solución del péptido. La carga eléctrica neta de una molécula de péptido de origen se puede modificar mediante cualquiera de los siguientes ejemplos no limitativos: acilación, alquilación u otra modificación química del grupo amino N-terminal; amidación, esterificación u otra modificación química del grupo de ácido carboxílico C-terminal; sustitución de un residuo de aminoácido no ionizable por una lisina, histidina, arginina, ácido glutámico, ácido aspártico u otro aminoácido no codificado con grupos de cadena ácidos o básicos; modificación del punto isoeléctrico del péptido de origen; conjugación con moléculas accesorias cargadas positivamente o negativamente, etcétera.

Como se describe aquí, también se puede considerar la modificación de la distribución o densidad de carga eléctrica para modular la encapsulación del polímero y las propiedades de liberación del péptido de origen. La densidad de carga añadida se puede distribuir uniformemente o no uniformemente a través de la molécula de péptido modificada. En una modalidad, una distribución no uniforme de carga negativa o positiva adicional comprende agrupar la carga negativa o positiva adicional, respectivamente, en una o más posiciones dentro de la cadena de péptido. Los agrupamientos de carga negativa o positiva adicional pueden estar en cualquier parte a lo largo del péptido, por ejemplo cerca o en el extremo del péptido, cerca o en el centro del péptido, etc., pero preferiblemente están colocados distantemente del sitio activo del péptido, lo que puede ser determinado fácilmente tomando como referencia las características conocidas de la molécula de origen. Alternativamente, la carga negativa o positiva adicional se puede distribuir uniformemente a lo largo del polímero.

En una modalidad, una molécula de péptido modificada puede comprender una carga negativa o positiva adicional con respecto a su molécula de péptido de origen, por ejemplo por medio de sustitución de los aminoácidos apropiados. En una modalidad, la adición de carga positiva se hace por sustitución de aminoácidos negativos o no ionizables en la molécula del péptido de origen con lisina, arginina, histidina, o análogos de los mismos. En otra modalidad, la adición de carga negativa se hace por sustitución de aminoácidos positivos o no ionizables en la molécula de péptido de origen con glicina, ácido aspártico, ácido glutámico, o análogos de los mismos (por ejemplo cualquier ácido alfa- o beta-aminoalcanodioico) (por ejemplo, ácido aminosubérico).

En una modalidad, una molécula de péptido modificada puede comprender una carga negativa o positiva adicional con respecto a su molécula de péptido de origen, por ejemplo mediante conjugación con una o más moléculas accesorias cargadas negativamente o moléculas accesorias cargadas positivamente, respectivamente. Como se usa aquí, la "conjugación" se refiere al enlace covalente de dos moléculas, a diferencia de la sola formación de complejo u otra asociación física cercana. Las moléculas accesorias cargadas negativamente ejemplares incluyen conjugaciones en general de cualquier grupo funcional químico de un péptido, tal como el grupo hidroxilo de cadenas laterales de tirosina, treonina y serina, el grupo tiol de la cadena lateral de cisteína o el grupo animo N-terminal o grupos amino de las cadenas laterales de arginina y lisina con fosfolípidos (unidos por fosfoamido), mono-, di-, o trifosfatos, sulfatos, citratos, ácidos tartáricos, ácido poliaspártico, ácido poliglutámico y diácidos (por ejemplo, ácidos oxálicos, ácidos malónicos, ácidos succínicos, etc.). Las estructuras cargadas negativamente ejemplares también incluyen, sin limitación, poli(ácido glutámico), lípidos amónicos, poli(ácido aspártico), y alginatos. En algunos casos la funcionalidad química del péptido también se puede inducir o introducir para facilitar la conjugación (por ejemplo, la formación de tioésteres reactivos, aldehidos, hidroxilaminas, bromuros de alquilo, maleimidas, etc.). Las moléculas accesorias cargadas positivamente ejemplares incluyen polilisina, poliarginina, polihistidina, poli(alilamina), poli(etilimina), quitosán o estructuras de lípido cargadas positivamente.

Las moléculas accesorias también pueden comprender una "cola" de aminoácidos positivos o negativos, y se pueden conjugar con el agente bioactivo por medio de una porción enlazadora más neutra, por ejemplo polietilenglicol (PEG), poli-CH2-, etcétera.

Las moléculas de péptido modificadas también pueden incluir contraiones farmacéuticamente aceptables cuyos ejemplos representativos se indican más abajo en el cuadro 1.

CUADRO 1 Clase de sal Ejemplos ácidos inorgánicos clorhidrato, sulfato, nitrato, fosfato ácidos sulfónicos tosilato, mesilato, esilato, isetionato ácidos carboxílicos acetato, propionato, maleato, benzoato, salicilato, fumarato hidroxiácidos citrato, lactato, succinato, tartrato, glicolato aminoácidos glutamato, aspartato aniónicos ácidos grasos estearato, hexanoato, octanoato, decanoato, oleato También se pueden utilizar la modificación de la solubilidad en agua o disolventes orgánicos, así como también la alteración de la hidrofilicidad de una molécula de péptido de origen en conjunto con los presentes métodos para modular más las características de encapsulación y liberación de un péptido en un sistema de suministro basado en polímero. La solubilidad o hidrofilicidad de un péptido terapéutico se pueden modificar cambiando su forma de sal, o por medio de pegilación como se describe por ejemplo en la patente de EE. UU. No. 5,776,885 y No. 6,706,289, cuyas descripciones se incorporan expresamente como referencia.

Como se usa aquí, "con respecto a una molécula de péptido de origen" se refiere a un cambio (un aumento o disminución) de una característica cuantificable, por ejemplo el punto isoeléctrico, la carga eléctrica neta, etc., en un péptido modificado en comparación con la molécula de péptido de origen (por ejemplo, la molécula de péptido que fue modificada subsiguientemente para generar la molécula de péptido modificada), cuando las cantidades de la molécula de péptido modificada y la molécula de péptido de origen son esencialmente las mismas en la misma prueba.

Se describen aquí métodos y composiciones para modular las características de liberación o de carga de moléculas de péptido encapsuladas en sistemas de suministro basados en polímero, mediante la modificación directa de las propias moléculas de péptido. Los sistemas de suministro basados en polímero descritos en la presente generalmente son sistemas de suministro basados en polímero biocompatible. Los sistemas de suministro basados en polímero aquí descritos pueden comprender un polímero biodegradable o no biodegradable, mezclas o copolímeros de los mismos. Un sistema de suministro basado en polímero, o un polímero, es biocompatible si el polímero y cualquier producto de degradación del polímero son inocuos para el receptor y no presentan efectos nocivos o indeseables significativos en el cuerpo del receptor.

Los polímeros biocompatibles no biodegradables adecuados para encapsular los agentes bioactivos (por ejemplo moléculas de péptido) incluyen, sin limitación, polímeros no biodegradables seleccionados del grupo que consiste en poliacrilatos, polímeros de etileno-acetatos de vinilo y otros acetatos de celulosa sustituidos con acilo, poliuretanos no degradables, poliestirenos, cloruro de polivinilo, fluoruro de polivinilo, poli(vinilimidazol), poliolefinas de clorosulfonato, óxido de polietileno, mezclas y copolímeros de los mismos.

También se pueden usar polímeros biodegradables para encapsular los agentes bioactivos (por ejemplo moléculas de péptido), por ejemplo para formulaciones de liberación controlada. En una modalidad se usan polímeros biodegradables cuyos productos de degradación son inocuos o biocompatibles. Por consiguiente, tales polímeros biodegradables no necesitan ser retirados quirúrgicamente al final de un tratamiento. Los polímeros biodegradables usados comúnmente, que han sido investigados para la liberación controlada de moléculas de péptido, incluyen homopolímeros de poli(ácido láctico) (PLA), poliláctido (PL) o poli(ácido glicólico) (PGA), poliglicólido (PG), poli(ácido láctico)-co-(ácido glicólico (PLGA), poli(láctido-co-glicólido) (PLG), poli(ortoésteres), y polianhídridos. Debido a la biocompatibilidad y la larga historia de sus aplicaciones clínicas, se usan más generalmente PLG y PL. Otros polímeros biodegradables que se pueden usar incluyen policaprolactona, policarbonatos, poliesteramidas, poli(aminoácidos), poli(dioxanonas), poli(alquilen-alquilatos), poliacetales, policianoacrilatos, poliuretanos biodegradables, mezclas y copolímeros de los mismos.

En un aspecto, los sistemas de suministro polimérico pueden ser micropartículas que incluyen, sin limitación, microesferas, microcápsulas, nanoesferas y nanopartículas que comprenden excipientes poliméricos biodegradables, excipientes poliméricos no biodegradables, o mezclas de excipientes poliméricos de los mismos, o los sistemas de suministro poliméricos, pueden ser, sin limitación, varillas u otros implantes conformados, obleas, fibras, películas, bolos que se forman in situ, etcétera, que comprenden excipientes poliméricos biodegradables, excipientes poliméricos no biodegradables, o mezclas de los mismos. Estos sistemas se pueden hacer de un solo excipiente polimérico o de una mezcla o combinación de dos o más excipientes poliméricos.

Como se usa aquí, el término "micropartícula" incluye nanopartículas, microesferas, nanoesferas, microcápsulas, nanocápsulas y partículas en general. Por lo tanto, el término micropartícula se refiere a partículas que tienen una variedad de estructura y organizaciones internas que incluyen matrices homogéneas tales como microesferas (y nanoesferas) o matrices heterogéneas de núcleo-cubierta (tales como microcápsulas (y nanocápsulas)), partículas porosas, partículas de multicapa, entre otras. Las micropartículas son partículas que tienen tamaños en la escala de aproximadamente 10 nanometros a aproximadamente 1000 micrometros (mieras).

Se puede utilizar una variedad de técnicas conocidas para formar micropartículas, que incluyen por ejemplo emulsión en un solo paso o en doble paso, seguido por separación del disolvente. La separación del disolvente se puede hacer por extracción, evaporación o secado por atomización, entre otros métodos.

En el método de extracción de disolvente, el polímero se disuelve en un disolvente orgánico que es por lo menos parcialmente soluble en el disolvente de extracción tal como agua. El agente bioactivo modificado, ya sea en forma soluble o disperso como partículas finas, se agrega entonces a la solución de polímero, y la mezcla se dispersa en una fase acuosa que contiene un agente tensoactivo tal como poli(alcohol vinílico). La emulsión resultante se agrega a un volumen más grande de agua en donde el disolvente orgánico se separa del polímero/agente bioactivo para formar micropartículas endurecidas.

En el método de evaporación de disolvente, el polímero se disuelve en un disolvente orgánico volátil. El agente bioactivo, en forma soluble o disperso como partículas finas, se agrega entonces a la solución de polímero, y la mezcla se suspende en una fase acuosa que contiene un agente tensoactivo tal como poli(alcohol vinílico). La emulsión resultante se agita hasta que la mayor parte del disolvente orgánico se evapora, dejando internamente micropartículas sólidas.

En el método de secado por atomización, el polímero se disuelve en un disolvente adecuado tal como cloruro de metileno (por ejemplo, 0.04 g/ml). Después, una cantidad conocida del agente bioactivo modificado se suspende (si es insoluble) o se codisuelve (si es soluble) en la solución de polímero. La solución o la dispersión se secan entonces por atomización. Se pueden obtener micropartículas con diámetros que varían entre una y diez mieras con una morfología que depende de la selección del polímero.

Se conocen otros métodos que también se pueden utilizar en la presente invención, tales como separación de fase y coacervación, y variaciones de los anteriores.

Un excipiente polimérico adecuado incluye, sin limitación, un poli(dieno) como poli(butadieno), etcétera; un poli(alqueno) como polietileno, polipropileno, etcétera; un poli(acrílico) como poli(ácido acrílico), etcétera; un poli(metacrílico) como poli(metacrilato de metilo), poli(metacrilato de hidroxietilo), etcétera; un pol¡(éter vinílico); un poli(alcohol vinílico); una poli(vinilcetona); un poli(halogenuro de vinilo) como poli(cloruro de vinilo), etcétera; un poli(vinilnitrilo); un poli(éster vinílico) como poli(acetato de vinilo), etcétera; una poli(vinilpiridina) como poli(2-vinil-piridina), poli(5-metil-2-vinil-piridina), etcétera; un poli(estireno); un poli(carbonato); un poli(éster); un poli(ortoéster) incluso un copolímero; una poli(esteramida); un poli(anhídrido); un poli(uretano); una poli(amida); un éter de celulosa como metilcelulosa, hidroxietilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa, etcétera; un éster de celulosa como acetato de celulosa, acetatoftalato de celulosa, acetatobutirato de celulosa, etcétera; un poli(sacárido), una proteína, gelatina, almidón, goma, una resina, etcétera. Estos materiales se pueden usar solos, como mezclas físicas o como copolímeros. También se contemplan derivados de cualquiera de los polímeros listados arriba.

En un aspecto, el excipiente polimérico del sistema de suministro incluye un polímero biocompatible no biodegradable tal como por ejemplo un silicón, un poliacrilato; un polímero de etileno-acetato de vinilo; un acetato de celulosa sustituido con acilo; un poliuretano no degradable; un poliestireno; un cloruro de polivinilo; un fluoruro de polivinilo; un poli(vinilimidazol); una poliolefina de clorosulfonato; un óxido de polietileno; o una mezcla o copolímero de los mismos.

En otro aspecto, el excipiente polimérico incluye un polímero biocompatible biodegradable tal como por ejemplo un poli(láctido); un poli(glicólido); un poli(láctido-co-glicólido); un poli(ácido láctico); un poli(ácido glicólico); un poli(ácido láctico-co-ácido glicólico); una poli(caprolactama; un poli(ortoéster); un poli(fosfazeno); un poli(hidroxibutirato) o un copolímero que contiene poli(hidroxibutirato); un poli(láctido-co-caprolactona); un policarbonato; una poliesteramida; un polianhídrido; una poli(oxanona); un poli(alquilenalquilato); un copolímero de polietílenglicol y poliortoéster; un poliuretano biodegradable; un poli(aminoácido); un poli(éter-éster); un poliacetal; un policianoacrilato; un copolímero de poli(oxietileno) / poli(oxipropileno), o una mezcla o copolímero de los mismos.

En un aspecto, el sistema de suministro basado en polímero comprende un polímero no biodegradable. En otro aspecto, el sistema de suministro basado en polímero comprende un polímero biodegradable en donde el péptido se incrusta dentro del polímero del sistema de suministro. En un aspecto, el péptido se encapsula en un sistema de suministro compuesto de poli(láctido-co-glicólido), poli(láctido), poli(glicólido), policaprolactona, poli(láctido-co-caprolactona), poli(láctido-co-glicólido-co- caprolactona), poli(glicólido-co-caprolactona), o una mezcla de los mismos. Los polímeros de láctido/glicólido para formulaciones de suministro de fármaco típicamente se hacen por medio de polimerización en estado fundido mediante la apertura del anillo de los monómeros de láctido y glicólido. Algunos polímeros están disponibles con o sin grupos de extremo de ácido carboxílico. Algunos polímeros están disponibles con un bloque de polietilenglicol (PEG). Cuando el grupo de extremo del poli(láctido-co-glicólido), poli(láctido) o poli(glicólido) no es un ácido carboxílico, por ejemplo un éster, entonces al polímero resultante se le llama bloqueado o tapado. Inversamente, el polímero no bloqueado tiene un grupo carboxílico terminal.

En un aspecto se usan polímeros de láctido/glicólido lineales; sin embargo también se pueden usar polímeros ramificados. En algunos aspectos, para dispositivos médicos se pueden usar polímeros de peso molecular alto (por ejemplo, v.i. > 1 dl/g, medida en cloroformo a una concentración de 0.5 g/dl a 30 °C), por ejemplo para satisfacer los requerimientos de resistencia. En otros aspectos se pueden usar polímeros de peso molecular bajo (por ejemplo, v.i. < 1 dl/g, medida en cloroformo a una concentración de 0.5 g/dl a 30 °C) en productos de suministro de fármaco y suministro de vacuna en donde es muy importante el tiempo de resorción y no la resistencia del material. La porción de láctido del polímero tiene un carbono asimétrico. Están disponibles comercialmente polímeros racémicos DL y polímeros L y D. Los polímeros L son más cristalinos y tienen una resorción más lenta que los polímeros DL. Además de los copolímeros que comprenden glicólido y DL-láct¡do o L-láctido, están disponibles copolímeros de L-láctido y DL-láctido. También están disponibles homopolímeros de láctido o glicólido. Además, el monómero láctido también puede contener grupos alquilo.

Cuando el polímero biodegradable es poli(láctido-co-glicólido), poli(láctido) o poli(glicólido), la cantidad de láctido y glicólido en el polímero puede variar. En un aspecto, el polímero biodegradable contiene de 0 a 100 mol %, de 40 a 100 mol %, de 50 a 100 mol %, de 60 a 100 mol %, de 70 a 100 mol %, o de 80 a 100 mol % de láctido, y de 0 a 100 mol %, de 0 a 60 mol %, de 10 a 40 mol %, de 20 a 40 mol %, o de 30 a 40 mol % de glicólido, en donde la cantidad de láctido y glicólido es de 100 mol %. En un aspecto, el polímero biodegradable puede ser poli(láctido), poli(láctido-co-glicólido) 85:15, poli(láctido-co-glicólido) 75:25, o poli(láctido-co-glicólído) 65:35, en donde las proporciones son proporciones molares.

En un aspecto, cuando el polímero biodegradable es poli(láctido-co-glicólido), poli(láctido) o poli(glicólido), el polímero tiene una viscosidad intrínseca de 0.15 a 1.5 dl/g, de 0.25 a 1.5 dl/g, de 0.25 a 1.0 dl/g, de 0.25 a 0.8 dl/g, de 0.25 a 0.6 dl/g, o de 0.25 a 0.4 dl/g, medida en cloroformo a una concentración de 0.5 g/dl a 30 °C.

Composiciones farmacéuticas En una modalidad adicional de la presente invención, los péptidos modificados y los sistemas de suministro basados en polímero de acuerdo con la presente invención se mezclan con un vehículo farmacéutico adecuado para administración en primates, especialmente humanos, para proveer composiciones farmacéuticas.

Los vehículos farmacéuticamente aceptables que se pueden usar en las presentes composiciones farmacéuticas pueden ser cualquier disolvente, medio de dispersión, agente isotónico, etcétera. Excepto cualquier medio, agente, diluente o vehículo convencional que sea nocivo para el receptor, o para la eficacia terapéutica del sistema de suministro basado en polímero o péptido terapéutico u otro agente bioactivo encapsulado en el mismo, su uso en las composiciones farmacéuticas de la presente invención es adecuado.

El vehículo puede ser líquido, semisólido, por ejemplo pastas, o sólido. Los ejemplos de los vehículos incluyen aceites, agua, soluciones salinas, alcoholes, azúcares, geles, lípidos, liposomas, resinas, matrices porosas, aglutinantes, rellenos, recubrimientos, conservadores, etcétera, o combinaciones de los mismos.

En una modalidad adicional de la presente invención, los péptidos modificados y los sistemas de suministro basados en polímero de acuerdo con la presente invención se pueden administrar como un polvo sin vehículo.

Métodos de tratamiento En un aspecto adicional de la presente invención se proveen métodos para tratar una enfermedad en un vertebrado, preferiblemente un mamífero, preferiblemente un primate, los sujetos humanos en una modalidad especialmente preferida, administrando una formulación del péptido de la invención conveniente para tratar dicha enfermedad.

Parte experimental EJEMPLO 1 Formulación de péptidos modelo Procedimiento de fabricación: Las micropartículas cargadas de péptido se prepararon usando un método estándar de extracción de disolvente. Se disolvieron aproximadamente 200 mg del péptido en 2 g de DMSO. Separadamente, se disolvieron 2 g de poli(láctido-co-glicólido) (PLG) en 10 g de diclorometano. La solución de péptido se agregó entonces a la solución de polímero, homogeneizando a un número alto de revoluciones por minuto (rpm) en un homogeneizador IKA. Después, la fase de péptido/polímero se dispersó en una fase continua que consistía en 3 g de poli(alcohol vinílico) (PVA) y 2.7 g de diclorometano en 150 mi de agua destilada, por homogeneización a 700 rpm usando un ensamble de mezclado Silverson L4RT. Una vez que se formaron suficientes gotitas (3 minutos), la emulsión se diluyó con 1 I de agua destilada y se agitó sobre una placa agitadora durante 1 hora, permitiendo la extracción del diclorometano y la solidificación de las micropartículas de PLG.

Posteriormente las micropartículas se aislaron pasando la suspensión a través de un tamiz de 125 mieras y recogiendo las micropartículas sobre un tamiz de 20 mieras. Las micropartículas recogidas se liofilizaron entonces para eliminar el agua residual. El producto terminado era un polvo blanco a blanquecino de libre flujo, y se guardó subsiguientemente a -20 °C.

Contenido de fármaco: El contenido de fármaco se determinó extrayendo cuidadosamente el péptido de las formulaciones de micropartículas de PLG. Típicamente, las formulaciones de PLG se disuelven en un disolvente orgánico adecuado (o el polímero se hidroliza), y el fármaco se extrae en un amortiguador acuoso adecuado. Después, el extracto se cuantifica por HPLC. Se usa el valor de la concentración para determinar la cantidad de fármaco contenida en la micropartícula, que se reporta como porcentaje en peso (% en peso).

Liberación in vitro: Los análisis de liberación in vitro consistieron en poner muestras de las formulaciones de micropartículas en un fluido de recepción adecuado (PBS a pH 7.4) mantenido a 37 °C, con agitación leve. El pH del fluido de recepción se revisó rutinariamente para asegurar que el PBS se mantuviera a un pH de 7.4. El fluido de recepción se intercambió en varios puntos de tiempo y la cantidad de péptido liberada en el fluido de recepción se cuantificó por HPLC. Se hicieron estudios de control para asegurar la estabilidad del péptido en el fluido de recepción una vez liberado.

Tamaño de la micropartícula: El tamaño medio y la distribución de tamaño de las formulaciones de micropartículas se determinaron usando un analizador de láser de tamaño de partícula LS 13 320 de Beckman Coulter.

Las figuras 2 y 3 muestran el efecto de la carga eléctrica sobre la carga de fármaco y la eficiencia de carga de fármaco. Dentro de la variación de los datos, la carga de fármaco y la eficiencia de carga de fármaco fueron consistentes y similares con los péptidos neutros y cargados positivamente. El péptido cargado negativamente (DP5) se incorporó (se cargó) menos eficientemente en comparación con los otros péptidos estudiados.

La figura 4 muestra que, excepto DP2, en la formulación de micropartículas que contiene un poli(láctido-co-glicólido) 50:50 terminado con éster con una v.i. aproximada de 0.2 dl/g, medida en cloroformo a una concentración de 0.5 g/dl a 30 °C, el tamaño de partícula no fue afectado por el péptido incorporado.

Las figuras 5 y 6 muestran el efecto de la carga eléctrica del péptido sobre la liberación de una formulación de micropartículas que contiene un poli(láctido-co-glicólido) 50:50 terminado con ácido, con una v.i. aproximada de 0.2 dl/g, medida en cloroformo a una concentración de 0.5 g/dl a 30 °C. Los péptidos cargados tienen una velocidad de liberación consistentemente más alta en comparación con el péptido neutro. También se puede notar que los péptidos con densidad de carga más alta (DP3, DP4, DP5 contra DP2) se liberaron más rápidamente. También es de notar que no se observó "explosión" de este sistema de suministro basado en polímero.

La figura 7 muestra los perfiles de liberación de una formulación similar de micropartículas basada en polímero, un poli(láctido-co-glicólido) 50:50 terminado con éster, con una v.i. aproximada de 0.2 dl/g, medida en cloroformo a una concentración de 0.5 g/dl a 30 °C. Aunque el péptido neutro y cargado negativamente mostraron muy poca liberación durante el periodo estudiado, el péptido cargado positivamente mostró una explosión significativa de la formulación. Además, a mayor carga positiva (mayor densidad de carga) el efecto sobre la velocidad de liberación es más significativo.

La figura 8 muestra la liberación de los péptidos de una formulación de micropartículas que contiene un poli(láctido-co-glicólido) 85:15 terminado con ácido, con una v.i. aproximada de 0.25 dl/g, medida en cloroformo a una concentración de 0.5 g/dl a 30 °C. Durante el periodo estudiado no se observó liberación del péptido de ninguna formulación de micropartículas.

La figura 9 muestra la liberación de los péptidos de una formulación de micropartículas que contiene un poli(láctido-co-glicólido) 85:15 terminado con éster, con una v.i. aproximada de 0.25 dl/g, medida en cloroformo a una concentración de 0.5 g/dl a 30 °C. Aunque el péptido neutro y cargado negativamente mostraron muy poca liberación durante el periodo estudiado, el péptido cargado positivamente mostró una liberación más significativa de la formulación de micropartículas. A mayor carga positiva (mayor densidad de carga) el efecto sobre la velocidad de liberación es más significativo.

EJEMPLO 2 Modificaciones ejemplares de péptidos de origen Calcitonina La calcitonina es una hormona usada en el tratamiento de la osteoporosis. La secuencia de aminoácidos de la calcitonina humana es: Cys-Gly-Asn-Leu-Ser-Thr-Cys-Met-Leu-Gly-Thr-Tyr-Thr-Gln-Asp-Phe-Asn-Lys-Phe-His-Thr-Phe-Pro-GIn-Thr-Ala-lle-Gly-Val-Gly-Ala-Pro (indicada como SEQ ID NO:1).

El pl de la calcitonina se modifica para aumentar su uso en una formulación de liberación controlada, añadiendo una porción de tri-lisina en el extremo N para aumentar su eficiencia de encapsulación (indicada como SEQ ID NO:2). Alternativamente, para aumentar su explosión inicial de un poliéster terminado con ácido, los residuos de glicina se reemplazan con residuos de lisina (indicado como SEQ ID NO:3). Para aumentar la liberación por erosión de un poliéster terminado con ácido, los residuos de glicina se reemplazan con residuos de ácido aspártico (indicado como SEQ ID NO:4).

Leuprolida La leuprolida es un agonista de la hormona liberadora de gonadotropina que se puede usar en el tratamiento del cáncer de próstata o la endometriosis. La secuencia de aminoácidos de la leuprolida es Glu-His-Trp-Ser-Tyr-DLeu-Leu-Arg-Pro-NHEt (indicada como SEQ ID NO:5).

El pl de la leuprolida se modifica para aumentar su uso en una formulación de liberación controlada, reemplazando el ácido glutámico con glutamina (indicado como SEQ ID NO:6) para aumentar su velocidad por difusión de un poliéster terminado con éster, o reemplazando la arginina con ácido aspártico (indicado como SEQ ID NO:7) para reducir la liberación por difusión de un poliéster terminado con éster.

Octreótido El octreótido es un octapéptido que se puede usar como inhibidor de la hormona de crecimiento o en el tratamiento de la acromegalia. La secuencia de aminoácidos del octreótido es DPhe-Cys-Phe-DTrp-Lys-Thr-Cys-Thr (indicada como SEQ ID NO:8).

La treonina se reemplaza con lisina (indicado como SEQ ID NO:9) para modificar el pl del octreótido y para aumentar su uso en una formulación de liberación controlada, por ejemplo para aumentar la eficiencia de encapsulación y la carga del octreótido en la formulación.

Todas las citas se incorporan aquí expresamente en su totalidad como referencia.

Claims (40)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Una formulación farmacéutica de liberación controlada que comprende un agente bioactivo modificado encapsulado por un polímero, en donde el punto isoeléctrico de dicho agente bioactivo modificado se ha incrementado con respecto a la molécula de origen para aumentar la eficiencia de carga del fármaco.

2.- La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque el agente bioactivo modificado comprende carga positiva adicional con respecto a la molécula de origen.

3. - La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada además porque dicho agente bioactivo modificado está conjugado con una molécula accesoria cargada positivamente.

4. - La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada además porque dicho agente bioactivo modificado comprende sustituciones de aminoácidos cargados positivamente.

5. - La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada además porque dicho agente bioactivo modificado es un péptido que tiene la secuencia de aminoácidos indicada como SEQ ID NO:2.

6. - La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada además porque dicho agente bioactivo modificado es un péptido que tiene la secuencia de aminoácidos indicada como SEQ ID NO:9.

7. - Una formulación farmacéutica de liberación controlada que comprende un agente bioactivo modificado encapsulado por un polímero biodegradable, en donde el punto isoeléctrico de dicho agente bioactivo modificado se ha aumentado o se ha disminuido con respecto a la molécula de origen para incrementar su velocidad de liberación por erosión.

8. - La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque el agente bioactivo modificado comprende carga positiva adicional con respecto a la molécula de origen.

9. - La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada además porque dicho agente bioactivo modificado está conjugado con una molécula accesoria cargada positivamente.

10.- La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada además porque dicho agente bioactivo modificado comprende sustituciones de aminoácidos cargados positivamente.

11. - La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizada además porque dicho polímero es un polímero terminado con ácido.

12. - Una formulación farmacéutica de liberación controlada que comprende un agente bioactivo modificado encapsulado por un polímero, en donde el punto isoeléctrico de dicho agente bioactivo modificado se ha disminuido con respecto a la molécula de origen para reducir la velocidad de difusión inicial del agente desde el polímero.

13. - La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada además porque el agente bioactivo modificado comprende carga negativa adicional con respecto a la molécula de origen.

14. - La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada además porque dicho agente bioactivo modificado está conjugado con una molécula accesoria cargada negativamente.

15. - La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada además porque dicho agente bioactivo modificado comprende sustituciones de aminoácidos cargados negativamente.

16. - La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizada además porque dicho polímero es un polímero terminado con éster.

17. - Una formulación farmacéutica de liberación controlada que comprende un agente bioactivo modificado encapsulado por un polímero, en donde el punto isoeléctrico de dicho agente bioactivo modificado se ha incrementado con respecto a la molécula de origen para aumentar la velocidad de difusión inicial del agente desde el polímero.

18. - La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada además porque el agente bioactivo modificado comprende carga positiva adicional con respecto a la molécula de origen.

19.- La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque dicho agente bioactivo modificado comprende una molécula accesoria cargada positivamente.

20. - La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque dicho agente bioactivo modificado comprende sustituciones de aminoácidos cargados positivamente.

21. - La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque dicho agente bioactivo modificado comprende un contraion de acetato.

22. - La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 21 , caracterizada además porque dicho polímero es un polímero terminado con éster.

23.- La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, y 12 a 22, caracterizada además porque dicho polímero es un polímero no biodegradable.

24.- La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, y 12 a 22, caracterizada además porque dicho polímero es un polímero biodegradable.

25. - La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, 8 a 1 1 , y 18 a 22, caracterizada además porque dicha carga positiva adicional se distribuye uniformemente a través del agente bioactivo.

26. - La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, 8 a 1 1 , y 18 a 22, caracterizada además porque dicha carga positiva adicional se distribuye de manera no uniforme a través del agente bioactivo.

27. - La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13-16, caracterizada además porque dicha carga negativa adicional se distribuye uniformemente a través del agente bioactivo.

28.- La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13-16, caracterizada además porque dicha carga negativa adicional se distribuye de manera no uniforme a través del agente bioactivo.

29. - La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 28, caracterizada además porque dicho agente bioactivo es una molécula de péptido.

30. - La formulación farmacéutica de liberación controlada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 29, caracterizada además porque está en forma de micropartículas.

31. - Un método para aumentar la eficiencia de carga de un agente bioactivo en un sistema de suministro basado en polímero, que comprende modificar el punto isoeléctrico del agente bioactivo antes de su encapsulación en el sistema de suministro basado en polímero.

32. - El método de conformidad con la reivindicación 31 , caracterizado además porque el punto isoeléctrico del agente bioactivo se incrementa de modo que lleve una carga más positiva en el medio del sistema de suministro basado en polímero.

33.- Un método para modular la velocidad de liberación por erosión de un agente bioactivo desde un sistema de suministro basado en polímero, que comprende modificar el punto isoeléctrico del agente antes de su encapsulación en el sistema de suministro basado en polímero.

34.- El método de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado además porque la velocidad de liberación por erosión se incrementa aumentando o disminuyendo cuantitativamente el punto isoeléctrico del agente bioactivo de modo que lleve una carga neta positiva o negativa mayor, respectivamente, en comparación con la molécula de origen, en el medio del sistema de suministro basado en polímero.

35. - El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado además porque el punto isoeléctrico del agente bioactivo se aumenta o se disminuye agregando carga positiva o negativa adicional a la molécula de origen, para producir un aumento o disminución estequiométrica de la carga eléctrica neta con respecto a la molécula de origen.

36. - El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado además porque se agrega carga positiva adicional a una molécula de origen neutra o catiónica para incrementar su velocidad de liberación por erosión.

37. - El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado además porque se agrega carga negativa adicional a una molécula de origen neutra o aniónica para incrementar su velocidad de liberación por erosión.

38.- Un método para modular la liberación inicial por difusión de un agente bioactivo de un sistema de suministro basado en polímero, que comprende modificar el punto isoeléctrico del agente antes de su encapsulación en el sistema de suministro basado en polímero.

39.- El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado además porque se aumenta o se disminuye el punto isoeléctrico del agente bioactivo de modo que lleve una carga neta positiva o negativa mayor, respectivamente, con respecto a la molécula de origen, en el medio del sistema de suministro basado en polímero que se desea.

40.- El método de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado además porque la velocidad de liberación inicial por difusión se incrementa agregando carga positiva adicional a la molécula de origen, para producir un aumento estequiométrico de la carga eléctrica neta con respecto a la molécula de origen.