COMPOSICIÓN DE FÁRMACO DE TIPO MICELA POLIMÉRICA ESTABLE Y MÉTODO PARA LA PREPARACIÓN DE LA MISMA
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una composición de fármaco polimérica estable y biocompatible y capaz de formar una micela en un ambiente acuoso, comprendiendo la composición un copolimero de bloque anfifilico de -un componente de poli (alquilenglicol) hidrofilico y componente biodegradable hidrofóbico en donde el componente biodegradable hidrofóbico del copolimero se corona con un grupo modificador que tienen una afinidad o atracción por un fármaco hidrofóbico, y en donde un fármaco hidrofóbico se atrapa físicamente en el núcleo hidrofóbico de la micela. Esta composición que forma micela puede solubilizar el fármaco hidrofóbico en un ambiente hidrofilico para formar una solución de micela que contiene fármaco hidrofóbico estable. Muchos fármacos importantes son hidrofóbicos y tienen solubilidad limitada en agua. Para lograr el efecto terapéutico esperado de tal fármaco, se requiere normalmente que se administre una forma solubilizada del fármaco a un paciente. Para este propósito, se ha desarrollado un número de métodos que se basan en el uso de: solventes auxiliares; tensioactivos; formas solubles del fármaco, por ejemplo sales y solvatos; formas químicamente modificadas del
fármaco, por ejemplo, pro-fármacos, complejos de fármac polimeros solubles; portadores de fármaco especiales tale como liposomas; y otros. Cada uno de los métodos anteriore está limitado por uno o más problemas particulares, po ejemplo, el método basado en el uso de tensioactivo par solubilizar los fármacos hidrofóbicos tienen problemas porqu la mayoría de los tensioactivos son relativamente tóxicos ocurre precipitación del fármaco hidrofóbico cuando se somet a dilución. La Patente Europea EP 0645145 describe un métod para solubilizar un fármaco deficientemente soluble en agu típico, paclitaxel, por el uso de Cremophor EL™, un derivad del aceite de ricino de polioxietileno. El uso de esto tensioactivos, sin embargo, está restringido debido a lo efectos secundarios tóxicos, tales como hipersensibilidad Tienen limitaciones porque su deficiente capacidad par estabilizar las micelas puede ocasionar la precipitación de fármaco cuando la solución micelar se almacena o deb permanecer en un lugar_ durante un periodo prolongado d tiempo. En años recientes, se han investigado micela poliméricas como portadores potenciales para fármaco deficientemente solubles en agua. Se han hecho esfuerzos par la preparación, caracterización y aplicación farmacéutica d las icelas pcliméricas por ejemplo, véase M. Jones, et al. Polymeric micelles - a new generation of colloidal dru
carriers, Eur. J. Pharm, Biopharm. 48(1999) 101-111. Las micelas poliméricas proporcionan características atractivas en dos aspectos principales: (a) pueden solubilizar fármacos hidrofóbicos o deficientemente solubles en agua en su núcleo interior hidrofóbico; y (b) pueden evitar la captación del fármaco por el RES (sistema reticuloendotelial) o el MPS (sistema de fagocitos mononuclear) in vivo. Las micelas poliméricas se caracterizan por una estructura del núcleo - cubierta en un medio acuoso que resulta de los copolimeros de bloque anfifilicos que tienen segmentos hidrofóbicos (núcleo) e hidrófilicos (cubierta) . Un fármaco deficientemente soluble en agua se atrapa dentro del núcleo hidrofóbico de la micela. Ha existido considerable investigación para el desarrollo de copolimeros de bloque A-B, A-B-A, o B-A-B que tienen un bloque A hidrofilico y un bloque B hidrofóbico. Como un portador de fármaco, se prefiere que el B hidrofóbico (bloque del núcleo de micela interior) comprenda un polimero biodegradable tal como poli-DL-lacturo, poli-?-caprolactona o poli v (-bencii-L- =partato) y el A hidrofilico (cloque de cubierta de micela exterior) sea un polimero que sea capaz de interactuar con la proteínas del plasma y las membranas celulares, tales como el polietilenglicol . Las micelas poliméricas pueden proporcionar tiempo de circulación sistémico prolongado debido a su tamaño
pequeño (<100nm) , su cubierta hidrofilica que minimiza l captación por el MPS, y su alto peso molecular que evita l excreción renal (K. Katao a, Design of nanoscopic vehicle for drug targeting based on micellization of amphiphili block copolymers, J. Macromol . Sci . - Puré Appl . Che A31(1994) 1759-1769). Adicionalmente, H. Maeda mostr evidencia experimental que soporta la permeabilidad mejorad y el efecto de retención (EPR) de las macromoléculas en l quimioterapia de cáncer. Los recipientes de tumor son má permeables y menos permiseiectivos que los recipiente normales, y la acumulación de micelas poliméricas en lo tumores se explica por esta permeabilidad vacular aumentada la carencia de drenaje linfático en los tumores (H. Maeda, The tumor blood vessel as an ideal target for macromolecula anticancer agents, J. Control . Reí . 19(1992) 315-324). Entre las diversas aplicaciones farmacéuticas d las micelas poliméricas, la investigación se ha enfocado e la administración parenteral de fármacos anticáncer usand micelas poliméricas debido a las ventajas descrita anteriormente, tales como un largo tiempo de circulación i vivo, y selección de fármaco por el efecto EPR. Los taxanos, incluyendo paclitaxel y sus análogos, que ejercen actividad antitumoral debido a la inhibición d la proliferación celular al evitar el ensamble d microtúbulos, son agentes anticáncer promisorios y su
métodos de preparación y aplicación para quimioterapia se han estudiado ampliamente. Están ahora disponibles a partir de diversas rutas de suministro tales como la extracción a partir de la corteza o agujas del árbol de tejo del pacifico, métodos biológicos de cultivo de tejidos o síntesis químicas. Puesto que el paclitaxel es prácticamente insoluble en agua (solubilidad menor de O.Olmg/mL), se han propuesto diversas composiciones para solubilizar o dispersar el fármaco en el fluido de infusión para admiíiistració^ j ,-renteral al paciente. Bristol-Myers Squibb introdujo una composición inyectable que contiene paclitaxel, Taxol® y esta formulación es la única que se ha aprobado para uso humano por la FDA. El Taxol® es una solución en la cual una mezcla de paclitaxel y aceite de ricino polietoxilado (Cre ophor® EL, BASF Aktiengesellschaft) se disuelve en alcohol. Sin embargo, Cremophor® EL tiene un potencial para inducir diversos efectos secundarios que incluyen reacciones anafilácticas. Adicionalmente, el Cremophor® EL en la formulación de Taxol® ocasiona la fuga ae piastificantes perjudiciales denLr d-.l fluido de infusión a partir de las bolsas de infusión o tubo de plástico. Se han hecho estudios intensos para un esfuerzo para superar las desventajas de la formulación de Taxol®, y como un resultado, se conocen diversas composiciones que contienen paclitaxel como sustitutos de la formulación de
Taxol®. La Patente Norteamericana No. 5,877,205 describe una composición formulada en tal forma de manera que el paclitaxel se disuelve en un solvente orgánico seguido después con solventes secundarios para estabilizar el fármaco en solución para la dilución final subsecuente en una emulsión lipida acuosa. La Patente Norteamericana No. 5,922,754 describe otra composición que comprende paclitaxel, un ácido, agua, y mezcla de algunos solventes orgánicos tales como triacetina, alcohol, y Solutol™ .'BA.SF, éster polietilenglicol del ácido 12-hidroxiesteárico) . Aunque la solución de la formulación anterior es estable sin precipitación durante más de 72 horas (3 dias) a temperatura ambiente mientras que la solución de la formulación de Taxol® es estable durante 27 horas, existe una importante limitación a su uso en el cuerpo debido a que las formulaciones aún contienen solventes orgánicos, tales como dimetilacetamida o cantidades excesivas de Solutol™ (LD50 [ratón, iv] de estearato de Polioxiol 20 = 0.87g/kg), que es más tóxico que Cremophor EL (LD5Ü[ratón, iv] - 2.5g/kg) . [LD50 a partir de Handbook of Pharmaceutical Exipients, 2na ed. , American Pharmaceutical Association]. Por lo tanto, mientras que las micelas poliméricas parecen ser uno de los portadores más ventajosos para el suministro de fármacos deficientemente solubles en agua, tales como paclitaxel u otros agentes anticáncer, existen
problemas debido a su estabilidad en fluido de infusión fluido corporal. X. Zhang et al. reportaron que un copolimer dibloque de polilacturo y monometoxipolietilenglicol (mPEG fue útil para un portador de paclitaxel (X. Zhang et al. Development of amphiphilic diblock copolymers as micela carriers of taxol, Jnt. J. Pharm. 132(1996) 195-206). L formulación disuelve el paclitaxel al incorporar el fármac dentro de una micela polimérica en un medio acuoso. Est formulación tiene una ventaja porque los materiales empleado en esta formulación no son tóxicos y sus productos d hidrólisis se eliminan fácilmente del cuerpo, superando as las desventajas de la técnica anterior en las composicione que contienen paclitaxel tales como la formulación Taxol® las formulaciones mostradas en las Patentes Norteamericana Nos. 5,877,205 y 5,922,754. La formulación mostrada en Zhan et al., sin embargo, tiene aún una desventaja porque, debid a la formación micelar inestable, el fármaco se precipita d la micela en el fluido de infusión acuoso dentro de las 4 horas . Aunque las micelas poliméricas parecerían se portadores ideales para fármacos deficientemente solubles e agua debido a sus distintas ventajas, tales como tamañ pequeño, alta solubilidad, esterilización simple, liberació controlada de fármacos, la estabilidad fisica de tale portadores limita su aplicación para uso farmacéutico.
La presente invención proporciona un fármaco hidrofóbico estable mejorado que contiene micela polimérica en un medio acuoso. La composición de la presente invención puede almacenarse durante más de tres años en un recipiente esterilizado, sin ninguna desnaturalización de los compuestos y las micelas poliméricas formadas en el fluido de infusión acuoso de la presente invención son estables durante más 72 horas (3 dias) . Además, la formulación de la presente invención no ocasiona efectos secundarios a un aci nte y la administración intravascular de la formulación proporciona biodisponibilidad mejorada con alta concentración en plasma de fármaco, por ejemplo paclitaxel, lográndose. La presente invención proporciona una composición de fármaco de tipo micela polimérica biodegradable estable que comprende: una micela portadora de fármaco polimérica biodegradable modificada que tiene un fármaco hidrofóbico físicamente atrapado dentro, pero no unido covalentemente a la micela portadora de fármacos. La micela es capaz de disolverse en agua para formar una solución inyectable estable de la misma. La micela portadora de fármaco comprende un copolimero de bloque anfifilico que tiene un componente de bloque A de poli (alquilenglicol) hidrofilico y un componente de bloque B polimérico hidrofóbico biodegradable, seleccionados a partir del grupo que consiste de poli (ácido láctico), poli (ácido glicólico), poli (ácido láctico-co-
glicólico) , poli (D-caprolactona) , y en donde el copolimero de bloque anfifilico tiene extremos terminales modificados por grupos terminales que tienen una atracción o afinidad por el fármaco hidrofóbico contenido en el núcleo de la micela. La presente invención proporciona también un método para preparar una composición farmacéutica, que comprende los siguientes pasos: 1) preparar un copolimero de bloque anfifilico modificado para tener agrupaciones extremas que tenga una afinidad o atracción por un fármaco hidrofóbico; 2) preparar una matriz de fármaco - polimero al disolver un fármaco hidrofóbico y el copolimero de bloque modificado en un solvente orgánico seguido por evaporación del solvente; 3) preparar una solución de micela acuosa al disolver la matriz de fármaco/polimero modificado en agua; y 4) preparar una formulación final liofilizando la solución de micela seguido por la esterilización apropiada. La composición de micela de copolimero de bloque anfifilico de la presente invención es muy efectiva para solubilizar fármacos hidrofóbicos por medio de incorporarlos físicamente dentro de la micela y mejorar la estabilidad del fármaco por medio de la afinidad o atracción proporcionada por las modificaciones del grupo extremo al copolimero. La composición de micela polimérica biodegradable .resultante que contiene fármaco hidrofóbico es soluble en agua para formar una solución y es adecuado para la liberación sostenida del
fármaco in vivo, mejorando con eso el efecto terapéutico de fármaco. Tal efecto terapéutico puede maximizarse a controlar los pesos moleculares y las relaciones relativas d los bloques hidrofilicos e hidrofóbicos. Además, l composición de la presente invención puede almacenars durante más de tres años en un recipiente esterilizado si ninguna desnaturalización de los compuestos y las micela poliméricas formadas en el fluido de infusión acuosa de l presente invención son estables durante más de 72 horas ( dias) . Además, la formulación de la presente invenció ocasiona efectos secundarios mínimos o ninguno a un pacient y la administración intravascular de la formulació proporciona biodisponibilidad mejorada lográndose alta concentraciones en plasma del fármaco. La composición de fármaco de tipo micela poliméric biodegradable de la presente invención, que es capaz d formar una micela polimérica estable en fluidos acuosos corporales, comprende un copolimero de bloque anfifilic modificado biodegradable que tiene físicamente atrapado en e mismo uno o más fármacos hidrofóbicos, y cuando s administra, el polímero biodegradable hidrofóbico s descompone in vivo por hidrólisis simple en molécula pequeñas no tóxicas. El copolimero de bloque anfifilico modificad comprende un componente de poli (alquilenglicol) hidrofilico
un componente polimérico biodegradable hidrofóbico. El polialquilenglicol adecuado para el componente hidrofilico en el copolimero de bloque de la presente invención es un miembro seleccionado a partir del grupo que consiste de polietilenglicol, monoalcoxi polietilenglicol y monoaciloxi polietilenglicol, en donde el peso molecular del polialquilenglicol está preferiblemente dentro del rango de 200~20,000 Daltons y de mayor preferencia, dentro del rango de 1, 000-15, 000 Daltons. El componente de polimero biodegradable hidrofóbico del copolimero de la presente invención es un miembro seleccionado del grupo que consiste de polilacturos, policaprolactona, copolimeros de lacturo y glicoluro, copolimeros de lacturo y caprolactona, copolimeros de lacturo y 1, 4-dioxan-2-ona, poliortoésteres, polianhidridos, polifosfazinas, poli (aminoácidos) y policarbonatos. Preferiblemente, el componente de polimero biodegradable hidrofóbico del copolimero de la presente invención es un miembro seleccionado dei grupo que consiste de poiil-cturo. policaprolactona, un copolimero de lacturo y glicoluro, un copolimero de lacturo y caprolactona, y un copolimero de lacturo y 1, 4-dioxan-2-ona. El peso molecular del componente de polimero biodegradable hidrofóbico está preferiblemente dentro del rango de 500~20,000 Daltons y de mayor preferencia dentro del rango de 1,000-10,000 Daltsns.
Como se describirá más completamente junto con la Fórmula I que sigue, el grupo hidroxi encontrado convencionalmente en el extremo de un polialquilenglicol hidrofilico puede bloquearse o coronarse por un grupo alquilo de C?-C formando con el mismo un éter coronado, tal como se encuentra en los monometoxi polialquilenglicoles (mMPEG) o por acilo de C?-C formando con el mismo un éster coronado tal como se encuentra en los monoaciloxi polialquilenglicoles. El grupo hidroxilo en el extremo del bloque do polímero hidrofóbico, tal como un polilacturo, se corona por acilación formando con el mismo un éster coronado en donde el grupo acilo contiene de 2 a 10 átomos de carbono tales como alquilo, arilo, alcarilo o aralquilo como se explicará más completamente. Preferiblemente, el coronado de un bloque hidrofílico será un grupo metoxi y el coronado extremo de un bloque hidrofóbico será un grupo acetiloxi o benzoiloxi. Los copolimeros de bloque anfifílicos pueden prepararse de acuerdo a los métodos descritos en las Patentes Norteamericanas Nos. 5,683,723 y 5,702,717, iiic?ijj? adü= completamente por la presente para referencia. Por ejemplo, puede prepararse por medio de polimerización en masa de abertura de anillo de uno de losH monómeros de lacturo, caprolactona, 1, 4-dioxan-2-ona, o ~un glicoluro, con un derivado de polietilenglicol en la presencia de un octoato estañoso como un catalizador. Los copolímeros de bloque que
tienen un bloque poli (aminoácido) se preparan por la reacció de un anhídrido de aminoácido de N-carboxi con un derivado d polietilenglicol. El bloque de polietilenglicol hidrofilic está preferiblemente en el rango de 30-70% en peso de copolímero de bloque, y de mayor preferencia 40~60% en peso. La estabilidad mejorada atribuible a la present invención es por medio de modificar el copolimero del bloqu de tal manera que al menos un extremo de los grupo terminales extremos tenga una afinidad o atracción por u fármaco hidrofóbico lo cual mejora significativamente l estabilidad de las micelas y los fármacos atrapados en e mismo . Puede usarse cualquier fármaco que tenga un solubilidad en agua de menos de lOmg/ml como el "fármac hidrofóbico" o "fármaco deficientemente soluble en agua" par incorporarse en la micela polimérica de la present invención. Ejemplos de fármacos hidrofóbicos que puede usarse incluyen agentes anticáncer, agente antiinflamatorios, agentes antifúngicos, antieméticos agentes antihipertensivos, hormonas sexuales y exteroides Ejemplos típicos de los fármacos hidrofóbicos son agente anticáncer, tales como paclitaxel, taxotano, camptotecina doxorubicina, daunomicina, cisplatina, 5-fluoroacilo mitomicina, metotrexat , y etopósido; agente antiinflamatorios tales como indometacina, ibuprofen
quetoprofen, flubiprofen, diclofenaco, piroxicam, tenoxicam, naproxen, aspirina, y acetaminofen; los agentes antifúngicos tales como itraconazol, quetoconazol, anfotericina; hormonas sexuales tales como testosterona, estrógeno, progestona, y estradiol; esteroides tales como dexametasona, prednisolona, y triamcinolona; agentes antihipertensivos tales como captopril, ramipril, terazosina, minoxidil, y parazosina; antieméticos tales como ondansetron y granisetron; antibióticos tales como metronidazol, y acide fusídico; ciclosporina; prostagladinas; y ácido bifenildimetildicarboxílico. La presente invención es particularmente útil para administrar fármacos anticáncer tales como paclitaxel, taxotano, doxorubicina, cisplatina, carboplatina, 5-FU, etoposido, y camptotecina; hormonas sexuales tales como testosterona, estrógeno, y estradiol; agentes antifúngicos tales como itraconazol, ketoconazol y amfotericina; esteroides tales como acetonuro de triamcinolona, hidrocortisona, dexametasona, prednisolona, y betametasona; ciclosporina; y prostagladinas. 51 fánaacc hidrofóbico puede incorporarse en la composición de micela polimérica hasta a 50% en peso con base en el peso total del copolímero de bloque y el fármaco. Una modalidad de la presente invención proporciona una composición farmacéutica, que es capaz de formar una micela pólimérica estable en fluidos acuosos o corporales,
que comprende : a) un análogo de taxano; y b) un copolímero de bloque que se representa por l fórmula (I) siguiente:
O CH3 O CH3 O II I II I II Rl—O—(CH2CH2-0)?—CH2CH2—O—(C-CH-0)y—C-CH-O—C-R2
en donde Ri es H, un alquilo de Ci a C4, un acilo d
C? a C4 o O CH3 O CH3 O II I II I II R2—C-O—CH-C—(O—CH—C)y
R2 es un miembro de Ci a C9 seleccionado a partir d consistiendo el grupo de alquilo, arilo, alcariio aralquilo, x es un número entero de 20-300, y y es un númer entero de 15-70. Son representativos del grupo alquilo, metilo, etilo, propilo, y butilo. Es representativo del arilo e fenilo así como los grupos neLerociciicos funcio.^ilraep equivalentes tales como tienilo, furilo, piridinilo, similares. Es representativo de una agrupación de aralquil el bencilo y es representativo de una agrupación alcarilo e tolilo. Preferiblemente R_- es metilo _,y R_ es metilo o fenilo. El copolímero de bloque de la presente invenció puede prepararse por medio de la polimerización en masa d
abertura de anillo de compuestos de éster heterociclo (lactonas) , tales como DL-lacturo, glicoluro, e-caprolactona o p-dioxanona, con polietilenglicol o monometox polietilenglicol en la presencia de octoato estanoso y lo extremos terminales del copolimero se coronan en la form descrita con un grupo tal como un 'grupo benzoilo o grup acetilo que tiene afinidad o atracción por un fármac hidrofóbico tal como paclitaxel. Un ejemplo de copolimero d bloque resultante de esta invención se representa por l fórmula (I) . Los métodos para agregar un grupo extremo a extremo del copolimero de bloque se describieron en lo "Ejemplos de Preparación la, Ib, y 2" : [Para el grupo benzoilo] PEG + DL-lacturo -» mPEG-PLA-OH (copolimero de bloque qu tiene un grupo hidroxilo) mPEG-PLA-OH + Cl- (C=0) -C6H5 (cloruro de benzoilo) ? mPEG-PLA-O- (C=0) -C6H5 (copolímero de bloque que tiene el grup benzoiloxi) [Para el grupo acetiloj mPEG-PLA-OH + Cl- (C=0) -CH (cloruro de acetilo) -mPEG-PLA-O- (C=0) -CH3 (copolímero de bloque que tiene el grup acetiloxi) En este caso, el copolimero de bloque y el grup extremo se enlazan por un enlace de éster [-0-(C=0)-], puede expresarse como mPEG-PLA-O- (C=0) -R, en donde R podri
ser CH3, C0H, etilo, propilo, u otros. Un método alternativo para modificar el copolimero de bloque de la presente invención es usar isocianato: mPEG-PLA-OH + 0=C=N-CH2CH3 (isocianato de etilo) -» mPEG-PLA-O- (C=0) -NH-CH2CH3 (copolimero de bloque que tiene un grupo etilcarbamoiloxi) , o mPEG-PLA-OH + 0=C=N-C6H5C (=0) -0-CH3 (isocianato-benzoato de metilo) — mPEG-PLA-O- (C=0) -NH-C6HeC (=0) -0-CH3 (copolímero de bloque que tiene un grupo metoxicarbonil fenilo carbamoiloxi) En este caso, el copolimero de bloque y grupo extremo se enlazan por un enlace carbamato (uretano) [-0- (C=0)-N-], y puede expresarse como mPEG-PLA-O- (C=0) -NH-R, en donde R es un miembro de Ci a C9 seleccionado a partir del grupo que consiste alquilo, arilo, alcarilo y aralquilo. Grupos representativos de alquilo son el metilo, etilo, propilo, y butilo. Representativo de arilo es fenilo así como grupos heterocíclicos funcionalmente equivalentes tales como tieniio, furilo, piridinilc, y similares. Representad ,tos <-^ una agrupación aralquilo es el bencilo y representativo de una agrupación alcarilo es tolilo. Preferiblemente R: es metilo y R2 es metilo o fenilo. Ilustrativamente, el copólímero (10~200 mg) preparado como se describió se disuelve después en un solvente orgánico (1~5 L) tal como acetonitrilo, diclometano
o tetrahidrofurano (THF) . Un fármaco deficientemente soluble en agua (2~50 mg) tal como paclitaxel, se disuelve en el mismo solvente orgánico, y se mezcla después con la solución polimérica. Se obtiene una matriz de fármaco-polimero homogénea al evaporar el solvente orgánico a una temperatura elevada. La matriz de fármaco-polímero se disuelve en agua para producir una solución de micela a una concentración polimérica mayor que la concentración de micela critica (CMC) . La micela polimérica que tiene una forma esférica en un medio acuoso consiste de dos regiones diferentes, un núcleo interior hidrofóbico y una cubierta exterior hidrofílica. La estructura particular se debe a las propiedades anfifílicas del polímero que consiste de un bloque de polilactona hidrofóbico y un bloque de polietilenglicol hidrofilico. El fármaco hidrofóbico, tal como paclitaxel, se entrampa en el núcleo interior de la micela esférica. La composición de micela estable que contiene paclitaxel, en el núcleo hidrofóbico formado por los segmentos hidrofóbiccs dei copolímerc, se prepara deshidratando al liofilizar la solución de micela acuosa. La composición liofilizada preparada por el método anterior puede diluirse en un medio acuoso, tal como 0.9% de cloruro de sodio (solución salina normal) , 5% de dextrosa, 5% de dextrosa y 0.9% de cloruro de sodio en agua para inyección, o 5° de dextrosa en inyección de Ringer, para
lograr una concentración de paclitaxel final de 0.1-3.0 mg/mL, de mayor preferencia 0.2-1.5 mg/mL. La solución diluida se coloca ea un termostato a 25°C. A intervalos de tiempo predeterminados, se toma 0.5 mL de la solución con una jeringa isofílica a través de un filtro de jeringa PVDF de 0.45 µm (Milipore, Cat No. SLHV004NL) . La concentración de fármaco de la solución transparente de determina después por una prueba de cromatografía liquida de alto rendimiento (HPL . El Paclitaxel se administra tradicionalmente a una dosis de aproximadamente 175mg/m2. Para un adulto humano con un peso corporal de 70 Kg, el área de superficie y el volumen sanguíneo total son aproximadamente 1.8m2 y 5L, respectivamente. Cuando se administra paclitaxel por una inyección intravenosa de bolo a la dosis indicada, las concentraciones en plasma iniciales de paclitaxel están en el rango de 0.04~0.08mg/mL. Por lo tanto, la prueba de estabilidad para una concentración diluida de 0.04-0.08g/mL también se lleva a cab a la temperatura corporal (37°C', . El sistema de HPLC serie HP1100 (Hewlett-Packard) se usa para la determinación de la concentración de fármacos. La detección del pico y la integración se realiza con HP Chemstation para LC Rev.A.06.01. La separación cromatográfica se logra con una 00G-4012-EO (Phenomenex) columna (250 X 4.6 mm, 5 µm) . El paclitaxel y el estándar interno se eluyeron
con la fase móvil de actonitrilo-agua (45:55, v/v) usando un velocidad de flujo de 1.5mL/min. El análisis ultraviolet (UV) se realizó en una longitud de onda de 227nm. Se us propil-p-hidroxibenzoato para el estándar interno. Los grupos de corona de extremo terminales en e copolimero de bloque juegan un papel importante en l estabilidad del fármaco hidrofóbico atrapado en la región d núcleo de una micela formada en un medio acuoso. La formulaciones que emplean los copolímeros de bloque d polietilenglicol y polilactona que no tienen los extremo coronados con grupos que tienen una atracción o afinidad po el fármaco hidrofóbico tiene una desventaja porque el fármac se precipita a partir de la micela en el fluido de infusió acuoso dentro de 48 horas debido a la formación de la micel inestable. Para superar la precipitación de un fármaco en e fluido de infusión, el copolímero de bloque de la present invención modifica el grupo hidroxilo terminal con un grup de corona extremo que tiene afinidad o atracción con e fármaco hidrofóbico. Asi, el fármaco hidrofóLico permanece c el núcleo hidrofóbico de la micela durante un periodo d tiempo más largo debido a la afinidad o atracción entre e fármaco y el grupo de corona de extremo terminal de polímero Como resultado, la composición proporciona estabilidad largo plazo para terapia de infusión. Además, la composició farmacéutica de la presente invención incorpora paclitaxe
hasta a 40% en peso. Tradicionalmente, las formulaciones de la técnica anterior se suministran como una composición de solución concentrada en solventes orgánicos, y se diluyen en un medio acuoso antes de usarse. Al contrario, la formulación final de la presente invención es una composición liofilizada en un recipiente esterilizado. Se disuelve fácilmente a una concentración de 0.1-3.0 mg/mL, de mayor preferencia 0.2-1.5 mg/mL en un fluido de inyección convencional apropiado antes de la infusión. Como la composición no contiene solvente si se almacena en un estado sólido liofilizado muy estable, la composición de la presente invención elimina cualquier posible desnaturalización o precipitación del fármaco por cambios de temperatura durante el almacenamiento, esto es, la composición proporciona vida de anaquel más larga que aquellas de la técnica anterior. La solución de micela polimérica de la presente invención es estable sin precipitación en el fluido de infusión durante maG de 72 oras { días) a temperatura ambiente (25°C) . Cuando la composición se diluye a una concentración de paclitaxel de 0.04-0.08mg/mL, es decir la concentración de plasma inicial a una inyección iv de bolo de la dosis recomendada de Taxol® Inj . , la composición es más estable que las composiciones formuladas con los polímeros que no tienen los grupos de corona de extremo terminal
descritos anteriormente. Además, la composición de la presente invención mejoró la concentración en plasma de paclitaxel en experimentos farmacocinéticos con ratas, como se describe posteriormente. La formulación de la presente invención no contiene ningún material potencialmente perjudicial para uso en el cuerpo humano, tal como un solvente orgánico o Cremophor EL que induce a diversos efectos secundarios . Los polímeros incorporados en la composición son bioco pafibles, ya están aprobados para uso en el cuerpo humano por la FDA, y sus productos de hidrólisis se eliminan fácilmente del cuerpo. Se realizó un experimento farmacocinético con ratas Sprague-Dawley que tienen un peso corporal de 200~250g. La composición liofilizada formulada por el método anterior se disolvió a una concentración de paclitaxel de 1.0 mg/mL en solución salina normal y la formulación se inyectó dentro de la vena de la cola con una dosis de paclitaxel de 20mg/kg. A intervalos de tiempo dados, se tomaron muestras de sangre en tubos heparinizados d«= ia vepu de la cola. 3" centri ^-G^-TG o 2000rpm durante 5 minutos para la separación. El estándar interno, difenil dimetil -dicarboxilato, se agregó al plasma separado para la prueba de HPLC. El fármaco se extrajo a partir del plasma usando acetato de etilo, y se secó por evaporación del solvente. El producto seco se disolvió en actonitrilo-agua y la concentración en plasma de paclitaxel
se determinó por HPLC como se describió anteriormente. Se preparó una solución estándar disolviendo una cantidad conocida de paclitaxel en el plasma, acetonitrilo, y el estándar interno. La prueba de HPLC para la prueba de estabilidad se realizó con el sistema de HPLC descrito anteriormente. Se logró la separación cromatográfica con una C18 218MR54 de VYDAC (Hesperia) columna (250 X 4.6mm, 5µm) . El paclitaxel y el estándar interno se eluyeron con la fase móvil de actonitrilo-agua con un gradiente lineal de 30:70 (v/v) a 60:40 (v/v) durante 40 minutos, usando una velocidad de flujo de l.OmL/min. El análisis ultravioleta (UV) se realizó a una longitud de onda de 227nm. Se usó bifenil dimetil dicarboxilato para el estándar interno. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es el espectro de NMR de mPEG-PLA-Bz; la Figura 2 es el espectro de NMR de mPEG-PLA-Ac;
la Figura 3 es el espectro de NMR de mPEG-PLA. En lu siguiente, la p.ressnte invención se explicará en más detalle por medio de ejemplos, que no restringen sin embargo el alcance de la presente invención. Ejemplos Ejemplo de preparación la: Copolimero dibloque de monometoxi polietilenglicol y polilacturo que tiene un grupo terminal
benzoiloxi. (mPEG-PLA-Bz) Se agregó 25 gramos de monometoxi polietilenglicol a (mPEG con un peso molecular de 2, 000) y DL-lacturo que s recristalizó a partir de acetato de etilo, y 0.25 g d octoato estanoso que se disolvió en 5 mL de tolueno, a u reactor equipado con un agitador mecánico y un aparato d destilación. El exceso de tolueno se evaporó a 120°C. L reacción se llevó a cabo bajo vacío (25 mmHg) . Después de 6 horas de la reacción de la polimerización, se liberó e vacio y se agregó 50mL de cloruro de benzoilo para ocasionar la sustitución del átomo de hidrógeno del grupo hidroxil terminal con un grupo benzoilo. La mezcla de reacción se agitó después durante 5 horas a 100 °C. El producto de reacción se disolvió en cloroformo y se vertió en éte dietílico frío (4°C) para precipitar el polimero. El polimero precipitado se lavó dos veces con éter dietílico y se secó bajo vacio (O.lmmHg) durante 24 horas. Se determinó el peso molecular del copolímero de bloque (mPEG-PLA-Bz) con espectroscopia dz resonancia mag ífic nuclear (N . , Fl espectro de NMR es como se muestra en la Figura 1. Ejemplo de Preparación lb: Copolímero dibloque de monometoxi polietilenglicol y polilacturo que tiene un grupo bezoiloxi terminal (mPEG-PLA-Bz) Se agregó 25 gramos de monometoxi polietilenglicol (mPEG con un peso molecular de 2,000) y DL-lacturo que se
recristalizó a partir de acetato de etilo, y 0.25 g de octoato estanoso que se disolvió en tolueno (5 L) , dentro de un reactor equipado con un agitador mecánico y un aparato de destilación. El exceso de tolueno se evaporó a 120°C. La reacción se llevó a cabo bajo vacío (25 mmHg) . Después de 6 horas de la reacción de polimerización, el producto de reacción se disolvió en cloroformo y se vertió en éter dietílico frió (4°C) para precipitar el polímero. El polímero precipitado (mPEG-PLA) se la^ dos veces con éter dietilico y se secó bajo vacío (0.1 mmHg) durante 24 horas. Para sustituir el átomo de hidrógeno del grupo hidroxilo terminal por un grupo benzoilo, el polimero obtenido anterior (mPEG-PLA) (30g) y el cloruro de benzoilo (60 mL) se agregaron dentro de un reactor y se agitó durante 5 horas a 100°C. El producto de reacción se disolvió en cloroformo y se vertió en éter dietílico frío (4°C) para precipitar el polimero. El polímero precipitado se lavó dos veces con éter dietílico y se secó bajo vacío (0.1 mmHg) durante 21 oia . Ei peso clo ala^ del copel 1' : c 1< bloque (mPEG-PLA-Bz) se determinó por espectroscopia de resonancia magnética nuclear (NMR) . El espectro de NMR es como se muestra en la Figura 1. Ejemplo de Preparación 2: Copolimero dibloque del monometoxi polietilenglicol y poli lacturo que tiene un grupo acetiloxi terminal.
Se preparó un copolímero dibloque (mPEG-PLA-Ac) y se determinó el peso molecular por el mismo procedimiento descrito en el Ejemplo de preparación la, usando cloruro de acetilo (50 mL) en lugar de cloruro de benzoilo, y se agregó para ocasionar la sustitución del átomo de hidrógeno del grupo hidroxilo terminal por un grupo acetilo. El espectro de NMR es como se muestra en la Figura 2. Ejemplo de Preparación Comparativo 1: Copolimero dibloque de monometoxi polietilenglicol y polilacturo Se agregaron 25 gramos monometoxi polietilenglicol
(mPEG con un peso molecular (pm) de 2,000) y DL-lacturo que se recristalizó a partir de acetato de etilo, y 0.25 gramos de octato estanoso que se disolvió en 5 mL de tolueno, dentro de un reactor equipado con un agitador mecánico y un aparato de destilación. El exceso de tolueno se evaporó a 120 °C. La reacción se llevó a cabo bajo vacio (25 mmHg) . Después de 6 horas de la reacción de polimerización, el producto de reacción se disolvió en cloroformo y se vertió en éter dietiiicc frío ? ? ~C) paia prc^ipitax. el polímero. El polímero precipitado se lavó dos veces con éter dietílico y se secó bajo vacío (0.1 mmHg) durante 24 horas. Se determinó el peso molecular del copolimero dibloque (mPEG-PLA) por espectroscopia de resonancia magnética nuclear (NMR) el espectro de NMR es como se muestra en la Figura 3. Ejemplo la~2 : Estabilidad de la Composición en el Fluido de
Infusión Los polímeros (190 mg) preparados en los Ejemplos de preparación, la, lb, y 2, se disolvió en acetonitrilo (2 mL) . Se mezcló paclitaxel (10 mg) que se disolvió en acetonitrilo (1 mL) con la solución de polímero. Se obtuvo una matriz de fármaco-polímero homogénea al evaporar el solvente orgánico a 60°C bajo el flujo de nitrógeno seguido por secado al vacío (0.1 mmHg) durante 24 horas. Se preparó la solución de micela acuosa al disolver la matriz de fármaco-polímero en agua destilada (2 mL) . La solución se liofilizó después a -50°C durante 24 horas. Para diluir la formulación a una concentración para infusión (concentración de paclitaxel de 1.0 mg/mL), la composición liofilizada (100 mg) preparada como se describió anteriormente y una solución salina (5 mL) se agregaron dentro de una ampolleta y se mezcló con un Vortex Mixer. Esta solución diluida se colocó después en un termostato a 25°C. A intervalos de tiempo dados, se extrajo 0.2 mL de solución, jeringa, y se filtró a través de un filtro ? jeringa AAF Je 0.45 µm (Milipore, Cat No. SLHV004NL) . La concentración de fármaco en la solución se determinó después por la prueba de HPLC como se describió anteriormente. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo Comparativo 1 Las composiciones liofilizadas y las soluciones d micela se prepararon por el mismo procedimiento descrito e el Ejemplo 1, usando los polimeros preparados en el Ejempl de preparación comparativo 1. Los resultados de la prueba d estabilidad se muestran en la Tabla 1. Ejemplo Comparativo 2 (Formulación de Taxol®) La formulación de Taxol® (Britol-Myers Squibb) s diluyó a una concentración para infusión (concentración d paclitaxel de 1.0 mg/mL) en solución salina normal, y l prueba de estabilidad se llevó a cabo por el mism procedimiento descrito en el Ejemplo 1. Los resultados s muestran en la Tabla 1. Tabla 1. Estabilidad de la Composición en el Fluido d Infusión (1.0 mg/mL) a 25°C No. Polímero Fármaco Restante (%) Ohr 4hr 48hr 72hr
Ejemplo la mPEG--P.LA-BZ 100 100 99.3 98.7
Ib PEG--PLA-Bz 100 100 99.5 98.7
2 mPEG--PLA-Ac 100 99.5 98.7 97.5
Comparación 1 PEG--PLA 100 98.0 75.3 62.4
2 Cremc )phor E: A 100 95.0 82.7 67.0 a) Prueba llevada a cabo usando la formulación de Taxol
(Britol-Myers Squibb)
Como se muestra en la Tabla 1, cuando el paclitaxel se incorporó en la composición empleando un polimero con un grupo funcional en su extremo que tiene una atracción química con el paclitaxel, más de 90% del fármaco permaneció en las micelas poliméricas a una concentración del fluido de infusión de (l.Omg/mL) durante 3 dias a 25°C, mientras que menos del 70% del fármaco permaneció en el caso de la formulación Taxol® (Britol-Myers Squibb) que contiene Cremophor EL o las composiciones que no emplean los g.rupos funcionales. Ejemplos 3~ : Estabilidad de la Composición a una Concentración del Plasma 0.5 mL de la solución de micela acuosa preparada en los Ejemplos 1 y 2 se diluyó con solución salina normal (12.5 mL) para dar una concentración de paclitaxel de 0.4 mg/mL que está por debajo de la concentración en plasma cuando se administra por inyección iv de un bolo en la dosis normal de paclitaxel (175 mg/m2) . Esto solución diluida se colocó después en un termostato . 31 ' A in i va tiempo dados, se extrajo con una jeringa 0.5 mL de la solución, y se filtró a través de un filtro de jeringa PVDF de 0.45 µm (Milipore, Cat No. SLHV004NL) . La concentración del fármaco en la solución se determinó después por la prueba de HPLC como se describió anteriormente. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo Comparativo 3 La prueba de estabilidad se llevó a cabo por el mismo procedimiento descrito en el Ejemplo 3, usando la solución de micela acuosa preparada en el Ejemplo Comparativo 1. Los resultados se muestran en la Tabla 2. Ejemplo Comparativo 4 (Formulación de Taxol®) Se diluyó una formulación de Taxol® (Britol-Myers Squibb) a una concentración de 0.04 mg/mL en solución salina normal, y la prueba de estabilidad-?'" "ll vó a cabo por el mismo procedimiento descrito en el Ejemplo 3. Los resultados se muestran en la Tabla 2. Tabla 2. Estabilidad a una concentración de plasma (paclitaxel 0.04mg/mL), 37°C No. Polímero Fármaco Restante (%) Ohr 6hr 12hr 24hr 48hr 72hr Ejemplo 3 mPEG-PLA-Bz 100 100 100 100 100 95.6 4 mPEG-PLA-Ac 100 100 100 100 100 94.2 Comparación 3 mPEG-FlA 10C 91.6 i o r f 4 Cremophor ELai 100 90.3 58.0 43.5 31.8 27.7 a) Prueba llevada a cabo usando la formulación de Taxol® (Britol-Myers Squibb) . Como se muestra en la Tabla 2, la formulación de la presente invención presentó mejor estabilidad a una concentración por debajo de la concentración -en plasma de
fármaco inicial que corresponde a la inyección iv de bolo en la dosis normal de paclitaxel ( 175mg/pr) . Ejemplos 5~6: Concentración en Plasma de Paclitaxel en Rata Las composiciones de Paclitaxel para inyección se prepararon al disolver la composición liofilizada preparada en los Ejemplos la y 2 en la solución salina normal para dar una concentración de 1.0 mg/mL. De acuerdo con el procedimiento descrito en el experimento farmacocinético las composiciones se inyectaron dentro de le vena de cola de la rata Sprague-Dawley, que tienen pesos corporales de 200-250 g, con una dosis de paclitaxel de 20 mg/kg. A intervalos de tiempo dados, se tomaron muestras de sangre en tubos heparinizados de la vena de cola. La concentración en plasma del fármaco se determinó por HPLC por el procedimiento anterior y los resultados se muestran en la Tabla 3. Ejemplo Comparativo 5 Los experimentos farmacocinéticos se llevaron a cabo por el mismo procedimiento descrito en el Ejemplo 5, usando la solución da micela acuosa preparado en ei l ampio Comparativo 1. Los resultados se muestran en la Tabla 3. Ejemplo Comparativo 6 (formulación Taxol®) La formulación de Taxol® (Britol-Myers Squibb) se diluyó a una concentración de 1.0 mg/mL en solución salina normal, y el experimento farmacocinético se llevó a cabo por
el mismo procedimiento descrito en Ejemplo 5. Los resultados se muestran en la Tabla 3. Tabla 3. Concentración en Plasma de Paclitaxel en Rata No. Polímero Concentración de plasma de Paclitexel (D/mL) 3min 30 min 120 240 360 min min min
Ejemplo 5 mPEG-PLA-Bz 212.2 61.9 20.7 6.1 2.4
6 mPEG-PLA-Ac 175.8 47,3 14.5 5.0 2.1
Comparación 5 mPEG-PLA 40.6 23.4 7.4 2.2 0.1
6 Cremophor ELa) 105.5 43.0 13.8 5.3 2.1 a) Prueba llevada a cabo usando formulación de Taxol® (Britol-Myers Squibb) . Como se muestra en la Tabla 3, la formulación de la presente invención presentó, en ratas, concentración en plasma de fármaco superior en comparación con la formulación de Taxol® o las composiciones que no emplean grupos hidrofóbicos en los extremos del pclíir&ro- ?n otras pn."1 eb s., la formulación de la presente invención proporciona mejorada biodisponibilidad del paclitaxel cuando se administra por infusión intravenosa. Por lo tanto, lo anterior muestra evidentemente los beneficios de la composición que contiene fármaco estable biocompatible de la presente invención, que forma una
solución de micela polimérica inyectable en fluidos acuosos o corporales, es un producto liofilizados que comprende paclitaxel y un copolímero de bloque anfifílico en donde se incorpora un grupo que atrae fármaco hidrofóbico en sus extremos. La composición de la presente invención proporciona i) una vida de anaquel de más de tres años en un recipiente esterilizado, ii) estabilidad de más de tres días en un fluido de infusión, iii) efectos secundarios mínimos debido al no uso de ningún excipiente tóxico o solvente orgánico, y iv) mejorada biodisponibilidad indicada por la alta concentración de paclitaxel en plasma. Mientras que la invención se ha descrito con respecto a las modalidades específicas anteriores, debe reconocerse que pueden hacerse diversas modificaciones y cambios a la invención por aquellos expertos en la técnica que también caen dentro del alcance de la invención como se define por las reivindicaciones anexas .