NL1004643C2 - Werkwijze voor het bereiden van kristallen van AspB28-menselijk insuline en protamine en deze kristallen bevattende farmaceutische formuleringen. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Werkwijze voor het bereiden van kristallen van

AspP28-menselijk insuline en protamine en deze kristallen bevattende farmaceutische fornule-ringen.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bereiden van kristallen van AspB28-inenselijk insuline-prota-mine.

Een dergelijke werkwijze is in de niet-vóórgepubliceerde oc-5 trooiaanvrage WO 95/00550 beschreven, waarbij men uitgaat van een AspP28-menselijk insuline en protamine bevattende oplossing.

Sinds de introductie van insuline in de twintiger jaren zijn ononderbroken stappen gezet om de behandeling van diabetes mellitus te verbeteren. Belangrijke vooruitgangen zijn geboekt met betrekking 10 tot de zuiverheid van insuline en de beschikbaarheid daarvan onder invloed van de ontwikkeling van DNA recombinant technologie. Verscheidene formuleringen met verschillende tijdswerkingen zijn eveneens ontwikkeld. Tegenwoordig zijn er in het algemeen zeven in de handel verkrijgbare insulineformuleringen: gewoon insuline, semi-15 lente (halfvertraagd) insuline, globine-insuline, isofaan-insuline, insuline-zink-suspensie, protamine-zink-insuline en ultralente (zeer vertraagd) insuline.

Ondanks deze reeks aan beschikbare fonruleringen schiet therapie met subcutane inspuiting tekort voor het aan de patiënt ver-20 strekken van een geschikt voorschrift en genormaliseerde glycemiere-geling. Frequente afwijkingen van gebruikelijke glycemiewaarden gedurende het leven van een patiënt leiden tot hyper- of hypoglycemie en corrplicaties op lange termijn met inbegrip van retincpathie, neuropathie, nefropathie en micro- en macroangicpathie.

25 Om bij te dragen aan het vermijden van deze buitengewone gly cemiewaarden worden diabetici vaak met een therapie met meervoudige injektie behandeld, waarbij insuline bij elke maaltijd wordt toegediend. Deze therapie is echter nog niet geoptimaliseerd. Het snel-stwerkende insuline, dat in de handel verkrijgbaar is, piekt te laat 30 na inspuiting en duurt te lang om glucosewaarden cp optimale wijze te regelen. Zodoende is een aanzienlijke inspanning verricht om insulinef ornuleringen en formuleringen van insuline-analogen te vor- 1 π n a o * o 2 men, die de kinetiek van het subcutane absorptieproces veranderen.

Omdat alle in de handel verkrijgbare farmaceutische insuline-fornuleringen insuline in de aan zichzelf gebonden toestand en overheersend in de hexameervorm bevatten, wordt aangenomen dat de snel-5 heidsbeperkende stap voor de absorptie van insuline vanaf de plaats van de subcutane injektie naar de bloedbaan de dissociatie van het zelf-geaggregeerde insulinehexameer is. Onlangs zijn monomere insuline-analogen ontwikkeld, die minder neiging tot associatie tot vormen met hoger molekuulgewicht bezitten dan menselijk insuline. Dit 10 gemis aan zelf-associatie is te wijten aan modificaties in de amino-zuurreeks van menselijk insuline, die de associatie verminderen door primair de vorming van dimeren te onderbreken. Zie bijvoorbeeld Brems et al., Protein Engineering. 5:6, blz. 527-533 (1992) en Bran-ge et al., Nature. 333:blz. 679-682 (1988). Dienovereenkomstig be-15 zitten monomere insul ine - analogen een vergelijkenderwijs vlugger begin van de activiteit, terwijl deze de biologische aktiviteit van natuurlijk menselijk insuline behouden. Deze insuline-analogen geven een snelle absorptie om de injektietijd en piekwerking van insuline dichter bij de glucose-afwijking na het eten te brengen, welke af-20 wijking met de respons op een maaltijd is verbonden.

De fysische eigenschappen en kenmerken van monomere analogen zijn niet gelijk aan die van insuline. Bijvoorbeeld openbaren Brems et al. dat verscheidene monomere analogen geen of weinig door Zn veroorzaakte zelf-associatie vertonen. De associatie, die wordt 25 waargenomen, is tot een veelvoud van vormen met hoger molecuulge-wicht. Dit verschilt drastisch van insuline, dat in de aanwezigheid van zink nagenoeg volledig in een geordende hexameercanformatie verkeert. Brange et al. in Diahpt.es Carp 13: 923-954 (1990) . Het gemis aan associatie draagt bij aan de snelwerkende eigenschappen van de 30 analogen. Omdat de analogen een kleinere neiging tot samengaan bezitten, is het nogal verrassend dat een monomeer insul ine-anal oog kan worden samengesteld, dat een gemiddelde werkingsduur geeft.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bereiden van kristallen van Asp628-menselijk insuline - pro-35 tamine, die wordt gekenmerkt doordat de werkwijze omvat het combineren van een waterige oplossing van Asp828-menselijk insuline in een als hexameer gebonden toestand met een protamine-oplossing bij een 1004643 3 tenperatuur van ongeveer 5° tot ongeveer 22 °C, waarbij de waterige oplossing ongeveer 0,35 tot ongeveer 0,9 gew.% zink, AspP8-menselijk insuline en een fenolische derivaat bij een pH van ongeveer 7,1 tot ongeveer 7,6 omvat, en waarbij de protamine - cploss ing protamine bij 5 een pH van ongeveer 7,1 tot ongeveer 7,6 omvat, zodat de eindconcen-tratie van protamine ongeveer 0,27 tot ongeveer 0,32 mg protami-ne/100 I.E. AspP28-menselijk insuline bedraagt.

De nieuwe protaminekristallen worden insuline-analoog-NPD genoemd. Cp het tijdstip van de uitvinding was het bekend, dat moncme-10 re insuline-anal ogen een geringere neiging tot associatie en hexa-meervorming bezitten. De omstandigheden, die nodig zijn om de mono-mere insuline-analogen zich te laten verbinden met protamine om kristallen te vormen, waren vroeger in het vak niet bekend. Eerdere onderzoeken hebben betrekking cp insuline. De leer met betrekking 15 tot de bereiding van insuline-NPH (neutrale protamine formulering volgens Hagedom) of isofaaninsuline formuleringen door Krayenbühl en Rosenberg, STENO MEMORIAL HOSPITAL REPORT (KOPENHAGEN) , 1:60 (1946) zijn niet relevant met betrekking tot de verschillende eigenschappen van de monomere insuline-analogen. In feite wordt bij het 20 commerciële proces voor het bereiden van Humulin-N™ (insuline-NPH), een zuur-neutraal proces, geen kristallijn insuline-analoog-NPD gevormd.

Het meest belangrijk is, dat gevonden is dat de parameters van de onderhavige werkwijze, namelijk de tenperatuur van de kristalli-25 satie en de vorming van een hexameerconplex van het insuline-ana-loog, zink en het fenolische derivaat, kritische beperkingen zijn voor de vorming van stabiele AspPe-hI-NED kristallen.

De tenperatuur van de kristallisatie dient ongeveer 8° tot 22 °C te bedragenr bij voorkeur 13 °C tot 17 °C. Indien de tenperatuur 30 buiten dit gebied ligt, wordt een grotendeels amorf insuline-analoog - protamine formulering verkregen.

Eveneens is kritisch dat het insuline-analoog in een hexamsre toestand wordt getransformeerd, voorafgaande aan de kristallisatie. De kristallisatie leidt tot een amorf produkt, wanneer de werkwijze 35 wordt uitgevoerd met een monomere associatietoestand. Kristallen vormen zich zonder roeren in vijf tot zesendertig uur. Kristallen met een goede kwaliteit worden in het algemeen in 24 uur gevormd.

*10046 4 3 4

Oplosbaar tnonomeer insuline-analoog wordt tot een conplex met een hexamere associatietoestand gevormd door vast tnonomeer analoog in een verdunningsmiddel te suspenderen, welk verdunningsmiddel het fenolische derivaat bevat, en het toevoegen van zink, totdat de con-5 centratie daarvan ongeveer 0,35 tot ongeveer 0,9 % op gewichtsbasis bedraagt. Zink wordt bij voorkeur als een zout toegevoegd. Representatieve voorbeelden van zinkzouten omvatten zinkacetaat, zinkbromi-de, zinkchloride, zinkfluoride, zinkjodide en zinksulfaat. De vakman zal herkennen dat er vele andere zinkzouten zijn, die eveneens kun-10 nen worden toegepast bij de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding. Bij voorkeur wordt zinkacetaat of zinkchloride toegepast.

Het oplossen van het analoog kan worden verbeterd met behulp van wat algemeen bekend staat als een "zure cplossingswerkwijze", d.w.z. de pH wordt tot ongeveer 3,0 tot 3,5 verlaagd met een fysio-15 logisch aanvaardbaar zuur, bij voorkeur HC1, om de oplosbaarheid van het monomere analoog te vergroten. Andere fysiologisch aanvaardbare zuren omvatten azijnzuur, citroenzuur en fosforzuur. De pH wordt vervolgens met een fysiologisch aanvaardbare base, bij voorkeur natriumhydroxide, cp ongeveer 7,1 tot 7,6 voor de kristallisatie inge-20 steld. Andere fysiologisch aanvaardbare basen omvatten kaliumhy-draxide en ammoniurrhydraxide.

Het meest belangrijk is dat de werkwijze voor het bereiden van AspB28-hI-NPD conplex gevoelig is voor de concentratie van NaCl. Indien de concentratie ongeveer 4 mg/ml overschrijdt, zijn de insuli-25 ne-analoog-NED kristallen gemengd met amorf produkt. Zodoende heeft het de voorkeur dat het monomere analoog wordt cpgelost bij een neutrale pH om de vorming van zoutianen te vermijden. Anderzijds kan het analoog worden cpgelost in het verdunningsmiddel bij een zure pH, voorafgaande aan de toevoeging van de buffer. Dit verlaagt de 30 concentratie van zouten, die worden gevormd ten gevolge van de pH-regeling. De volgorde van de toevoeging van de bestanddelen is echter niet kritisch voor de vorming van het hexameer of de amorfe formulering.

Tevens heeft de onderhavige uitvinding betrekking cp een pa-35 renterale farmaceutische formulering, die kristallen van Asp628-menselijk insuline en protamine omvat, die volgens de werkwijze volgens de uitvinding zijn bereid.

1 η n 4 5 4 3 5

Ben dergelijke fontulering van een monaneer insuline-analoog geeft bij toepassing een gemiddelde werkingsduur. Volgens een voor-keursuitvoeringsvorm omvat de formulering een mengsel van insuline-analoog-NPD en een oplosbaar monomeer insuline-analoog. Dit mengsel 5 geeft een vlug begin van de werking en een gemiddelde werkingsduur. Zodoende bezit het mengsel voordelen ten opzichte van zowel insuline als het monomere analoog. De formjleringen zijn mengsels van monomeer insuline-analoog en kristallijn insuline-analoog-NPD, waarin de gewichtsverhouding van de twee bestanddelen ongeveer 1-99:99-1 belt) draagt.

Een kristallijn ccnplex van insuline-analoog en protamine wordt als het insuline-analoog-NED gedefinieerd.

De produkten volgens de uitvinding kunnen bij een werkwijze voor het behandelen van een patiënt, die aan diabetes mellitus 15 lijdt, worden toegepast, welke werkwijze het aan de patiënt toedienen van een farmaceutische formulering omvat, die kristallen van insuline-analoog en protamine bevat.

De uitvinding zal verder worden toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden en tekening, waarin de enige Figuur 1 een foto 20 van Asp828-menselijk insuline-protamine-kristallen, bereid volgens de werkwijze volgens de uitvinding voorstelt. De foto werd gemaakt onder een vergroting van 1000 X net differentieel fasecontrast.

Zoals hierboven is cpgemerkt, verschaft de uitvinding verscheidene formuleringen van een monomeer insuline-analoog. De termen 25 "monaneer insuline-analoog" of "insuline-analoog", zoals die hierin worden gebruikt, betekenen een snelwerkend insuline-analoog, dat minder neiging heeft tot dimerisatie of zelf-associatie. Monomeer insuline-analoog is menselijk insuline, waarin Pro cp positie B28 is gesubstitueerd door Asp. Monomere insuline-analogen zijn beschreven 30 in de Europese octrooiaanvrage publikatienurrmer 383 472 van Chance et al. en de Europese aanvrage publikatienurrmer 214 826 van Brange et al. en zijn hierin door verwijzing opgenomen.

De vakman zal herkennen dat andere modificaties van het monomere insuline-analoog mogelijk zijn. Deze modificaties zijn in het 35 vak breed geaccepteerd en omvatten vervanging van de histidinerest cp positie B10 door aspartinezuur; vervanging van de fenylalanine-rest cp positie BI door aspart inezuur; vervanging van de threonine- 1004643 6 rest op positie B30 door alanine; vervanging van de serinerest cp positie B9 door aspartinezuur,- verwijdering van aminozuren cp positie BI alleen of in korrbinatie met een verwijdering cp positie B2; en verwijdering van threonine van positie B30.

5 Alle afkortingen van aminozuren, die in deze beschrijving wor den gebruikt, zijn die, welke door de United States Patent & Trademark Office zijn geaccepteerd, zoals is vastgestel! in 37 C.F.R. § 1.822(b) (2).

De term "moncmeer insuline-analoog-NFD" of " insuline-analoog-10 NED" is een suspensie van kristallijn insuline-analoog en protamine in een formulering. NFD staat voor Neutrale Protamine fornulering volgens DeFelippis. De samenstelling wordt bereid volgens de hierin beschreven werkwijze volgens de uitvinding. Verwante termen "insu-line-analoog-NFD-kristallen", "kristallijn insuline-analoog-NPD" of 15 Asp026-menselijk insuline-protamine kristallen" verwijzen naar de insuline-analoog - protamine kristallen in de NPD-formulering.

De term "behandeling", zoals deze hierin wordt toegepast, beschrijft de behandeling van en zorg voor een patiënt met als doel de ziekte, conditie of aandoening te bestrijden en omvat de toediening 20 van een verbinding volgens de onderhavige uitvinding om het begin van de symptomen of ccnplicaties te voorkomen, het verlichten van de syrrptomen of complicaties, of het elimineren van de ziekte, conditie of aandoening.

De term "isotonisch middel" verwijst naar een middel, dat fy-25 siologisch aanvaardbaar is en een geschikte toniciteit aan de formi-lering geeft om een netto waterstroom door het celmembraan te voorkomen. Verbindingen, zoals glycerine, worden gebruikelijk voor dergelijke doeleinden in bekende concentraties toegepast. De concentratie van het isotonisch middel ligt in het gebied, dat in het vak 30 voor insulineforrrulering bekend is.

De term "fenolisch derivaat" of "fenolische verbinding" is m-cresol, fenol of bij voorkeur een mengsel van m-cresol en fenol.

De term "vrije base-basis" duidt de hoeveelheid protamine in de formulering aan. De vrije base-basis is een correctie voor het 35 water- en zoutgehalte van protaminezouten, die in de handel verkrijgbaar zijn en die gebruikelijk in parenterale formuleringen worden toegepast. Het voorkeursprotamine, protaminesulfaat, bevat onge- 1004643 7 veer 80% protamine.

De term "I.E." of "E" betekent internationale eenheid.

De term " isof aanverhouding" is de evenwichtshoeveelheid van protamine, die nodig is om met het analoog een complex te vormen, 5 zoals wordt geleerd door Krayeribühl en Rozenberg in STENO MEMORIAL HOSPITAL REPORT (KOPENHAGEN), 1:60 (1946). De isof aanverhouding wordt door middel van titratie op een in het vak welbekende wijze bepaald en is beschreven door Krayeribühl et al..

De fomulering van insuline-analoog en protamine volgens de 10 uitvinding omvat: een monomeer insuline-analoog, protamine, zink en een fenolische derivaat. De concentratie van protamine bedraagt bij voorkeur ongeveer 0,2 tot ongeveer 1,5 mg protamine per 100 E insuline-analoog op vrije base-basis. Het meest bij voorkeur bedraagt het concentratiegebied van protamine ongeveer 0,27 mg/100 E tot an-15 geveer 0,35 mg/100 E. De zinkconcentratie bedraagt ongeveer 0,35 tot ongeveer 0,9 % cp gewichtsbasis. Bij voorkeur bedraagt de zinkconcentratie ongeveer 0,7 %.

Het fenol ische derivaat is m-cresol, fenol of een mengsel van m-cresol en fenol. Bij voorkeur is het fenolische derivaat m-cresol 20 en fenol. De concentratie van het fenolische derivaat is voor de vakman welbekend. De concentraties dienen voldoende te zijn om de verduurzamende doelmatigheid te handhaven, dat wil zeggen microbiologische groei te vertragen. In het algemeen ligt de concentratie van de fenolische verbinding bijvoorbeeld in het gebied van 1,0 25 mg/ml tot 6,0 mg/ml, bij voorkeur meer dan ongeveer 2,5 mg/ml. De concentratie, die de meeste voorkeur heeft, is ongeveer 3 mg/ml. De aanwezigheid van het fenolische derivaat is kritisch, omdat het fungeert om het analoog, protamine en zink te conplexeren naast het dienen als verduurzamingsmiddel. Aangenomen wordt echter dat slechts 30 één molekuul fenol per molekuul insuline-analoog aan de kristalstructuur is gebonden.

Bij voorkeur wordt een isotonisch middel aan de formulering toegevoegd. Het isotonisch middel, dat de voorkeur heeft, is glycerine. De concentratie van het isotonisch middel bedraagt bijvoor-35 beeld 14 mg/ml tot 18 mg/ml, bij voorkeur ongeveer 16 mg/ml.

De pH van de formulering kan worden gebufferd met een fysiologisch aanvaardbare buffer, bij voorkeur een fosfaatbuffer, zoals i l v 4 o *i 8 natriumdiwaterstoffosfaat. Andere fysiologisch aanvaardbare buffers omvatten HUS, natriumacetaat of natriumnitraat. De keuze en concentratie van de buffer zijn in het vak bekend. In het algemeen bedraagt de concentratie bijvoorbeeld ongeveer 1,5 mg/ml tot 5,0 5 mg/ml, bij voorkeur 3,8 mg/ml.

De onderhavige uitvinding geeft de specifieke omstandigheden, waaronder het insuline-analoog - protamine als een stabiel kristal bestaat. Forrtuleringen van deze kristallen worden als insuline-analoog-NPD gedefinieerd. Insuline-analoog-NPD is een geformuleerde 10 suspensie van insuline-analoog-NPD kristallen en geeft bij toepassing een gemiddelde werkingsduur. Het werkingsprofiel van insuline-analoog-NPD is nogal verrassend in het licht van het gemis aan zelf-associatie van het manamere analoog.

Het NFD-profiel is vergelijkbaar met insuline-NPH. De wer-15 kingsduur van de NPD-foimilering en de insuline-NPH-formulering zijn ongeveer gelijk. Het meest significant neemt echter de werking van de onderhavige formulering sneller toe en blijft gedurende een langere periode stabiel dan insuline-NPH. Dit verschil is nogal onverwacht uit het oogpunt van het snelwerkende profiel van het manamere 20 analoog.

Zoals hiervoor is gesteld, kan een isotonisch middel worden toegevoegd aan de formuleringen volgens de onderhavige aanvrage. De toevoeging van het isotonisch middel kan aan de analoog oplossing, aan de protamine-oplossing of aan de eindfornulering van insuline-25 analoog-NED plaatsvinden. Op gelijke wijze kan de toevoeging van de fysiologisch aanvaardbare buffer aan de analoogoplossing, aan de protamine-oplossing, of aan de eindformulering van insuline-analoog-NPD plaatsvinden. Het heeft echter de voorkeur dat zowel de analoog-cplossing als de protamine-cplossing het isotonisch middel en de 30 buffer bevatten, voorafgaande aan het combineren van de waterige oplossing en het protamine. Vanwege de NaCl-effecten cp de werkwijze voor het bereiden van kristallijn insuline-analoog-NPD, is glycerine het isotonisch voorkeursmiddel.

De uitvinding verschaft eveneens insuline-analoog formulerin-35 gen, die mengsels van insuline-analoog-NPD als een kristallijne vaste stof en oplosbaar insuline-analoog omvatten. Deze mengsels worden bereid met een volumeverhouding van gesuspendeerd insuline-analoog- 1004643 9 NPD tot oplosbaar insuline-analoog in een gebied van ongeveer 1:99 tot 99:1. Het oplosbaar insuline-analoog is een monameer insuline-analoog, dat in een waterig verdunningsmiddel is opgelost, dat omvat: zink, een fenolische derivaat, een isotonisch middel en buffer.

5 De voor het verdunningsmiddel voorgeschreven concentraties zijn dezelfde als de hiervoor geopenbaarde waarden. Bij voorkeur bedraagt de verhouding van insuline-analoog-NED tot oplosbaar insuline-ana-loog 25:75 tot 75:25, en het meest bij voorkeur 50:50. De mengsels worden gemakkelijk bereid door het mengen van de afzonderlijke be-10 standdelen.

De mengfornuleringen volgens de onderhavige uitvinding zijn in het bijzonder geschikt voor de behandeling van diabetes mellitus vanwege de combinatie van een vlug begin van de werking en een verlengde duur. Deze mengsels maken een "fijne regeling" mogelijk door 15 het variëren van de hoeveelheid van elk afzonderlijk bestanddeel, gebaseerd op de behoefte, dieet en fysieke activiteit van de patient. Het mengsel van gesuspendeerd insuline-analoog-NED en oplosbaar insuline-analoog is eveneens voordelig, omdat dit homogeen is, d.w.z. elke evenwicht suitwisseling tussen de gesuspendeerde kristal-20 len en oplosbaar insuline-analoog is transparant.

De insuline-analogen volgens de onderhavige uitviinding kunnen met behulp van een verscheidenheid aan erkende pept idesynthese -technieken worden bereid met inbegrip van klassieke (oplossings) -werkwijzen, vaste fasewerkwijzen, semi-synthetische werkwijzen en de 25 meer recente recombinant DNA-werkwijzen. Bijv. openbaren Chance et al. in de Europese octrooiaanvrage publikatienunmer 383 472 en Bran-ge et al. in de Europese octrooiaanvrage publikatienummer 214 826 de bereiding van verscheidene mooomere analogen.

De volgende voorbeelden zijn slechts gegeven om de bereiding 30 van de insuline-analogen en de uitvinding verder te verduidelijken. Het bereik van de uitvinding is niet tot alleen de volgende voorbeelden beperkt.

Voorbeeld 1 (niet volcuens onderhavige uitvinding)

35 Bereiding van LysB28PrcP9-hI-NED

Een oplossing van LysB28Prcf29-menselijk insuline (Lys^PrcP9-hl) met een concentratie van 200 I.E./ml (E200) werd bereid door het 1 004643 10 oplossen van zink-bevattende kristallen van LysE28ProB29-hI in een verduurzamingsmiddel/buffersysteem, dat bevatte: 1,6 mg/ml m-cresol, 0,73 mg/ml fenol (equivalent aan 0,65 mg/ml fenol, berekend als 89 %), 16 mg/ml glycerine en 3,78 mg/ml natriumdiwaterstoffosfaat buf-5 fer. Het endogene zinkgehalte in de kristallen werd aangevuld door het toevoegen van een juist volume van een zure ZnO-oplossing (10 mg/ml) cm een eindconcent rat ie van 0,025 mg/100 I.E. (0,7 %) te bereiken. Het oplossen van LysB28PrcP9-hI werd bij crrgevingstenperatuur uitgevoerd door de pH tot ongeveer 3 te verlagen met μΐ -volumes van 10 5 M HC1. Nadat de oplossing helder was geworden, werd de pH opnieuw ingesteld cp 7,5 met μΐ-volumes van 5 M NaOH.

Een protamine-cplossing werd bereid door het oplossen van genoeg vast protaminesulfaat in de verduur zamingsmiddel /buf fer - cpl os -sing om een eindconcentratie van 0,6 mg/100 I.E., berekend cp vrije 15 base-basis, te bereiken. De pH-waarde van deze oplossing werd op 7,5 ingesteld en deze werd bij 15 °C in evenwicht gebracht.

Beide oplossing werden verdund tot de eindconcentratie met water voor injectie en gefiltreerd. Fracties van 5 ml van het gedeelte van Lys^PrcP9-!!! werden in afzonderlijke glazen medicijn-20 flesjes afgevuld en de monsters werden in een waterbad bij 15 °C geïncubeerd. Na een geschikte tijd om het evenwicht te laten instellen (15 minuten) werd het neerslaan gestart door het snel toevoegen van 5 ml van de protamine-oplossing aan de monsters van Lys^PrcP29-hl. Men liet de kristallisatie ongeveer 24 uur bij 15 °C voortduren. 25

Voorbeeld 2 (niet volgens onderhavige uitvinding)

Bereiding van LysB2ePrcP9-hI-NFD

De werkwijze was gelijk aan Voorbeeld 1, behalve dat het oplossen van Ly^28PrcP9-hI bij neutrale pH plaatsvond. De werkwijze 30 werd zodanig uitgevoerd, dat de eindwaarde van de pH 7,4 bedroeg.

Voorbeeld 3 (niet volgens onderhavige uitvinding^

Bereiding van LysB28ProB29 -hl -NFD

Insuline-analoog-NPD werd op een aan Voorbeeld l gelijke wijze 35 bereid, naar de zure oplossing van LysB28ProB29-hI werd in de aanwezigheid van alle toevoegsels behalve de natriumdiwaterstoffosfaat buffer uitgevoerd. Vast natriumdiwaterstoffosfaat werd toegevoegd, 1004643 11 nadat de oplossing van het insuline-analoog opnieuw tot pH=7,4 was teruggebracht. De toevoeging van natriumdiwaterstoffosfaat maakte de oplossing helder.

5 Voorbeeld 4 (niet volgens onderhavige uitv-indinch

Bereiding van preparaten van insuline-analoog-NPD mengsels Mengsels van Lys^PrcP29-!!! formuleringen net gemiddelde en snelle werking werden als volgt bereid. De suspensie formulering net gemiddelde werking werd bereid met de in Voorbeeld 3 beschreven 10 werkwijzen en dient als het gedeelte met gemiddelde werking voor het mengsel. Een afzonderlijke oplossing van LysB28PrcP9-hI (100 I.E.) werd bereid door het oplossen van zink bevattende Lys^Prcf29-]!! kristallen bij omgevingstenperatuur in het in Voorbeeld 1 beschreven verdunningsmiddel. Het endogene zinkgehalte van LysB28Prc?29-hI in 15 deze oplossing werd aangevuld door het toevoegen van een zure ZnO-cplossing om het gehalte in het suspensiegedeelte (d.w.z. 0,025 mg/100 I.E. (0,7 %)) te evenaren, water voor injectie werd toegepast om de oplossing tot de eindcancentratie te verdunnen, nadat de pH was ingesteld cp 7,4 ander toepassing van 10 %'s oplossingen van HC1 20 en/of NaOH. Deze oplossing is het gedeelte met snelle werking van de mengsels. Het eindmengsel werd bereid door het combineren van geschikte volumes van de gedeelten met gemiddelde, respectievelijk snelle werking om de gewenste verhouding te verkrijgen. Een 50/50-mengsel werd bereid door het combineren van 1 volumedeel van het 25 gedeelte met gemiddelde werking met 1 volumedeel van het gedeelte met snelle werking.

Voorbeeld 5 (niet volgens de onderhavige uit-vindincO Effect van iansterkte cp kristallisatie van LysB28PrcP9-hI 30 protamine

Het effect van de iansterkte cp de kristallisatie werd onderzocht door de toevoeging van NaCl aan het LysB28PrcP29-hI gedeelte, voorafgaande aan het mengen met protamine. NaCl werd toegevoegd. 35 zodat de totaalcancentratie 20, 30 en 40 nM (1,2, 1,8 en 2,3 mg/ml) bedroeg. De volume-deeltjesgrootte vertoonde meervoudig gedrag (aanvullende pieken bij kleine deeltjesgrootten), als de NaCl-concentra- 1 n ^ 6 4 0 12 tie werd verhoogd. De volume gemiddelde deeltjesgrootte nam af, als de NaCl-concentratie werd verhoogd, hetgeen een toename van amorf materiaal aanduidt. De resultaten van de deeltjesgrootte tegen de NaCl-concentratie waren als volgt: 5 [NaCl] Volume gemiddelde deeltjesgrootte (μια) 13 nM 3,9 20 πΜ 3,5 30 πΜ 3,3 10 40 πΜ 3,2

De microscopische analyse toonde dat alle monsters een mengsel van amorf en kristallijn materiaal bevatten. Het manster, dat 40 trM NaCl bevatte, bezat het meest amorf materiaal en weinig kristallen.

15

Voorbeeld 6 (niet volgens de onderhavige m'tvind-ing^ Vergelijkende dynamica van LysB2ePrcP29-hI-NPD en menselijk insuline-

NPH

Dit onderzoek werd uitgevoerd in een bij bewustzijn zijnde 20 hond. Voorafgaande aan het begin van het onderzoek werden drie referent iemonsters genomen. Een infuus van saratostatine (0,3 μg/kg.min) werd opgestart. Na een interval van 10 minuten werd een subcutane injectie van ofwel NED ofwel NPH toegediend. Het frequent bewaken van het plasmaglucose werd cpgestart en een variabel glucose-infuus 25 (20%) werd gegeven om glycemie cp nagenoeg normale waarde te houden.

Monsters werden steeds genomen en geanalyseerd cp iimunoreactief insuline (Linco-antilichaam) en glucose.

Voorbeeld 7 30 Bereiding van Asp(B28)-analoog-protamine kristallen

Een gedeelte van Asp(B28) -hl met een concentratie van 200 I.E./ml (E200) werd bereid door het oplossen van een gevriesdroogde massa (zuiverheid 95 %) in een verduurzamingsmiddel/buffersysteem, dat bevatte: 1,6 mg/ml m-cresol, 0,73 mg/ml fenol (equivalent aan 1004643 13 0,65 mg/ml fenol, berekend als 89 %), 16 mg/ml glycerine en 3,78 mg/ml nat riundiwaters tof fosfaat. Zink werd toegevoegd aan het stelsel onder toepassing van een juist volume van een zure ZnO-oplossing (10 mg/ml) om een eindcancentratie van 0,025 mg/100 I.E. te benei-5 ken. Het oplossen van Asp(B28) werd bij omgevingstemperatuur bij neutrale pH uitgevoerd. De eindwaarde van de pH van het gedeelte bedroeg 7,4.

Kristallisatie werd uitgevoerd, zoals in Voorbeeld 2 is beschreven. Eindcancentraties van protamine van 0,3 mg/100 E, 0,35 10 mg/100 E en 0,4 mg/100 E werden onderzocht. Deze protamine concen traties komen overeen met respectievelijk 2,9%, 9,3% en 10,5%, berekend op gewichtsbasis. Incubatietenperaturen omvatten 5 °C (alleen 0,3 mg/100 E), 15 °C en 22 °C. Na 24 uur bij deze tarperaturen werden de monsters op kristalvorming geanalyseerd. Met behulp van 15 microscopie bepaalde resultaten tonen een mengsel van enkele kristallen en amorf produkt.

Voorbeeld 8

Bereiding van Asp(B28) -analoog-protamine kristallen 20 De kristallisatie van Asp(B28) protamine werd uitgevoerd, zo als in Voorbeeld 7 is beschreven, behalve dat het eiwit eerst in een buffer-vrij verdunningsmiddel werd opgelost. De toevoeging van de zure ZnO-voorraad was voldoende om het manster tot pH = 2,0-2,5 aan te zuren. Nadat de oplossing helder was geworden, werd de pH opnieuw 25 op ongeveer 7 ingesteld met μΐ-volumes van 5 N NaOH. Natriumdiwater-stoffosfaat werd toegevoegd onder toepassing van een geconcentreerde voorraadcplossing van 47,25 mg/ml om de eindcancentratie van 3,78 mg/ml te bereiken. Het gedeelte werd op een pH van 7,4 ingesteld door toepassing van μΐ-hoeveelheden van HC1.

30 Kristallisatie werd geïnitieerd door het combineren van de fracties van Asp(B28) en protamine, zoals in de voorgaande voorbeelden is beschreven. Eindcancentraties van protamine van 0,3 mg/100 E, 0,35 mg/100 E en 0,4 mg/100 E werden onderzocht. Incubatietemperatu-ren omvatten 15 °C en 22 °C. Na 24 uur bij deze temperaturen werden 35 de monsters cp kristalvorming geanalyseerd. Met behulp van microscopie bepaalde resultaten tanen een mengsel van kristallen en amorf materiaal.

< O I''*·, V. I '' .

14

Voorbeeld 9 (niet volcrens de onderhavige uitvinding) Bereiding van Leu(B28)Pro(B29) -analcog-protamine kristallen

Een gedeelte van Leu(B28)Pro(B29) (zuiverheid 93 %) met een concentratie van 200 I.E./ml (E200) werd bereid, zoals beschreven is 5 in Voorbeeld 8, onder toepassing van zure oplossing van de massa, gevolgd door instelling van de pH met 5 N NaOH op 7,4. Kristallisatie was gelijk aan de hierboven beschreven kristallisatie. Eindcon-centraties van protamine van 0,3 mg/100 E, 0,35 mg/100 E en 0,4 mg/100 E werden onderzocht. Incubatietemperaturen omvatten 5 °C, 15 10 °C en 22 °C. Na 24 uur bij deze temperaturen bevatten alle monsters enige kristallen, maar waren in hoofdzaak amorf, zoals met microscopie werd bepaald.

Voorbeeld 10 (niet volgens de onderhavige uitvinding) 15 Des (B2 7) hl-protamine kristallen

Een gedeelte van DesIhr(B27) (zuiverheid 97,37 %) met een concentratie van 200 I.E./ml (E200) werd bereid, zoals beschreven is in Voorbeeld 8, onder toepassing van zure oplossing van de massa, gevolgd door instelling van de pH met 5 N NaOH cp 7,4. Kristallisatie 20 werd uitgevoerd zoals is beschreven in Voorbeeld 8. Eindconcentra-ties van protamine van 0,3 mg/100 E, 0,35 mg/100 E en 0,4 mg/100 E werden onderzocht. Incubatietemperaturen omvatten 15 °C en 22 °C. Na 24 uur bij deze temperaturen waren alle monsters in hoofdzaak amorf, zoals met microscopie werd bepaald. Kwalitatief werden kristallen 25 waargenomen.

Voorbeeld ll (niet volgens de onderhavige uitvinding)

Des (B28-B30) hl-protamine

Een gedeelte van Des(B28-30) (zuiverheid 96,3 %) met een con-30 centratie van 200 I.E./ml (E200) werd bereid, zoals beschreven is in Voorbeeld 8, onder toepassing van zure oplossing van de massa, gevolgd door instelling van de pH met 5 N NaOH cp 7,4. Kristallisatie werd geprobeerd ander toepassing van de hierboven beschreven werkwijze van het combineren van neutrale oplossingen van de eiwit- en 35 protaminegedeelten. Eindconcentraties van protamine van 0,3 mg/100 E, 0,35 mg/100 E en 0,4 mg/100 E werden onderzocht. Incubat ietenpe-raturen omvatten 15 °C en 22 °C. Na 24 uur bij deze temperaturen 1004643 15 waren alle monsters in hoofdzaak amorf, zoals met microscopie werd bepaald. Kwalitatief werden kristallen waargenomen. De kristallen waren goed gedefinieerd.

5 Voorbeeld 12

Asp(B28)-analoog-protamine

Een insuline-cplossing van Asp(B28) -menselijk insuline analoog werd bereid door het oplossen van 16,6 mg eiwit in 1 ml van een oplossing, die 3,2 mg/ml m-cresol, 1,3 mg/ml fenol en 32 mg/ml glyce-10 rine bevatte. Een fractie van 14,4 μΐ van een zure voorraadoplossing van zink (10 mg/ml Zn2+, bereid door het oplossen van 0,311 g zink-cocide in 5 ml 10 %'s HC1 en verdunnen tot 25 ml met water) werd toegevoegd. De pH van de oplossing bedroeg 2,3, hetgeen het volledig oplossen van het eiwit toeliet. Een fractie van 10 μΐ 10 %'s NaOH 15 werd toegevoegd om de pH qp 7,06 in te stellen. Aan de oplossing werden 100 μΐ van 0,028 M natriumdiwaterstoffosfaat (pH = 7, 0) toegevoegd, waardoor de pH van de oplossing toenam tot 7,27. Een fractie van 870 μΐ van water voor injectie werd aan de oplossing toegevoegd. Aanvullend werden 10 %'s HC1 (1 μΐ) en NaOH (0,7 μΐ) toege-20 voegd en het eindvolume van de oplossing werd op 2 μΐ gébracht met water voor injectie, hetgeen tot een eindwaarde van de pH van 7,26 leidde. De oplossing werd gefiltreerd door een 0,2 μιη filter (Supor® Acrodisc® 13, Gelman Sciences) voorafgaande aan het gébruik.

Voorraadoploss ingen van protamine werden bereid door het cp-25 lossen van protaminesulfaat in een oplossing, die 1,6 mg/ml m-cresol, 0,65 mg/ml fenol, 16 mg/ml glycerine en 14 nM natriumdiwaterstof fosfaat bevatte. De eindwaarde van de pH van de oplossing werd op 7,3 ingesteld. De eindcancentratie van protamine bedroeg 0,60 mg/100 I.E. cp vrije base-basis. Beide oplossingen werden gefil-30 treerd door 0,22 μτη filtereenheden (Millipore Stevirex™ -GV) voorafgaande aan gébruik.

Kristallisatie werd bereikt door het mengen van de oplossing van Asp(B28) -menselijk insuline in een verhouding van 1:1 bij geregelde tenperatuur, zoals in label l is weergegeven. De eindcandities 35 van het mengsel bedroegen 3,94 mg/ml Asp(B28) -menselijk insuline, 0,0359 mg/ml (0,9 %) zinkionen, 1,6 mg/ml m-cresol, 0,65 mg/ml fenol, 16 mg/ml glycerine, 14 nM natriumdiwaterstof fosfaat en 0,30 1004643 16 mg/100 E protamine bij pH = 7,3. Specifiek werden delen van 50-200 μΐ van de oplossing van het Asp828-menselijk insuline in glazen medici jnflesjes overgebracht en de monsters werden in evenwicht gebracht bij 4, 8, 15 of 23 (omgevingstemperatuur) °C. Delen van beide prota-5 mine-oplossingen werden eveneens in evenwicht gebracht bij deze temperaturen. Na 15-20 minuten werd een equivalent volume van elke pro-tamine-cplossing gepipetteerd in monsters van Asp(B28)-menselijk insuline. Het mengsel werd zachtjes randgedraaid, afgesloten en men liet deze vervolgens rusten bij geregelde tetrperatuur tijdens de 10 kristallisatieperiode. Alle monsters werden met behulp van microscopie onderzocht na 24 uur en gevonden werd dat ze overheersend amorf waren. Na 48 uur vertoonde het monster, dat 0,30 mg/100 E protamine bevatte en dat bij 15 °C was geïncubeerd grote hoeveelheden naaldachtige kristallen en enig amorf materiaal.

15

Voorbeeld 13

Een insuline-oplossing van insuline Asp(B28) -menselijk insu-line-analoog werd bereid door het oplossen van 10,62 mg van het eiwit in 0,71 ml van een oplossing, die 3,2 mg/ml m-cresol, 1,3 mg/ml 20 fenol en 32 mg/ml glycerine bevatte. Een fractie van 10,2 μΐ van een zure voorraadoplossing van zink (10 mg/ml Zn2+, bereid door het oplossen van 0,311 g zinkcod.de in 5 ml van 10 %'s HC1 en verdunnen tot 25 ml met water) werd toegevoegd. De pH van de oplossing bedroeg 2,3, hetgeen het volledig oplossen van het eiwit toeliet. Een frac-25 tie van 6,5 μΐ van 10 %'s NaOH werd toegevoegd om de pH cp 7,00 in te stellen. Aan de oplossing werden 71 μΐ van 0,28 M natriumdiwater-stoffosfaat (pH = 7, 0) toegevoegd, waardoor de pH van de oplossing toenam tot 7,26. Een fractie van 620 μΐ van water voor injectie werd aan de oplossing toegevoegd. Aanvullend werden 10 %'s HC1 (0,2 μΐ) 30 en NaOH (0,6 μΐ) toegevoegd en het eindvolume van de oplossing werd op 1,42 ml gebracht met water voor injectie, hetgeen tot een eindwaarde van de pH van 7,42 leidde. De oplossing werd gefiltreerd door een 0,2 μπι filter (Supor® Acrodisc® 13, Gelnan Sciences) voorafgaande aan het gebruik.

35 Een voorraadoplossing van protamine werd bereid door het op lossen van protamine sulfaat in een oplossing, die 1,6 mg/ml m-cresol, 0,65 mg/ml fenol, 16 mg/ml glycerine en 14 rrM natriumdiwater- 1004643 i 17 stof fosfaat bevatte. De eindwaarde van de pH van de oplossing werd op 7, 4 ingesteld en de eindconcentratie van protamine bedroeg 0,60 mg/100 I.E. cp vrije base-basis. De oplossing werd gefiltreerd door 0,22 μπι filtereenheden (Millipore Stevirex™-GV) voorafgaande aan 5 gebruik.

Kristallisatie werd bereikt door het mengen van de oplossing van Asp(B28)-msnselijk insuline in een verhouding van 1:1 met de protamine-cplossing, zoals in Voorbeeld 12 is beschreven, bij geregelde temperaturen van 13 °C, 15 °C, 17 °C en 23 °C. De resultaten 10 zijn in label 1 weergegeven. De eindcandities van het mengsel bedroegen 3,74 mg/ml Asp(B28)-menselijk insuline, 0,0359 mg/ml (0,9 %) zinkianen, 1,6 mg/ml m-cresol, 0,65 mg/ml fenol, 16 mg/ml glycerine, 14 trM natriumdiwaterstoffosfaat en 0,30 mg/100 E protamine bij pH = 7,4. Vier verschillende kristal 1isatietemperaturen werden geëvalu- 15 eerd. Een fractie van 1 ml van het AspP28-menselijk insuline, dat bij 15 °C in evenwicht was gebracht, werd met 1 ml van de protamine - oplossing gemengd, die cp dezelfde temperatuur was ingesteld. Na zachtjes ronddraaien liet men het preparaat rusten bij 15 °C. Een ander monster werd bereid door het in evenwicht brengen van 100 μΐ 20 van de oplossing van AspP28-menselijk insuline bij 13 °C en vervolgens het combineren daarvan met 100 μΐ van de protamine - oplossing, die cp dezelfde temperatuur was ingesteld. Het eindmengsel werd bij 13 °C geïncubeerd. Het derde mengsel werd op een vergelijkbare wijze bereid, behalve dat de twee fracties van 100 μΐ werden geëquili-25 breerd, gecombineerd en vervolgens geïncubeerd bij 17 °C. De laatste oplossing werd bereid door het mengen van bij omgevingstemperatuur geëquilibreerde fracties van 80 μΐ van de Asp828-menselijk insuline en protamine - oplossingen en het incuberen bij omgevingstemperatuur (23 °C) . Alle monsters werden onderzocht met behulp van microscopie 30 na 24 uur en andere tijdsintervallen daarna, zoals in Tabel 1 is vermeld.

1004ed3 18

Tabel 1

Kristallisatie-crnstandighederf en resultaten van microscopie.

[Asp®28 Protamine Tenp Tijd Resultaten van (mg/ml) (mg/100 IE) (°C) (uren) microscopie1 5 3,94 0,30 15 24 amorf 48 kristallijn 72 kristallijn 96 kristallijn 120 kristallijn 10 3,94 0,30 23 24 amorf 48 amorf 72 amorf 3.74 0,30 13 24 amorf 40 kristallijn/amorf 15 48 kristallijn/amorf 69 kristallijn/amorf 3.74 0,30 15 24 amorf /kristallijn 40 kristallijn 48 kristallijn 20 69 kristallijn 3.74 0,30 17 24 amorf/enkele kristallen 40 kristallijn/amorf 48 kristallijn/amorf 69 kristallijn/amorf 25 3,74 0,30 23 24 amorf 40 amorf/enkele kristallen 48 amorf/enkele kristallen 69 amorf/enkele kristallen

1 Q

^ 19 a Alle oplossingen bevatten eveneens 0,9 % zinkionen, 1,6 irg/ml m-cresol, 0,65 mg/ml fenol, 16 mg/ml glycerine en 14 rrM natriumiLwa-terstoffosfaat, pH = 7,4.

5 b Kristallisatieresultaten werden met behulp van microscopie onderzocht bij een vergroting van 600 X (Nikon Cptiphot 66 microscoop) of 1000 X (Zeiss Axicplan microscoop met differentieel tussenvlak contrast) . Beide microscopen waren voorzien van middelen voor fotografie.

10

Kristallen, die volgens de werkwijze volgens de uitvinding zijn bereid, zijn in Figuur 1 getoond.

Claims (12)

1. Werkwijze voor het bereiden van kristallen van AspP28-menselijk insuline - protamine, met het kenmerk dat de werkwijze omvat het combineren van een waterige oplossing van AspF8-menselijk insuline in een als hexameer gebonden toestand met een protamine-cplossing 5 bij een tenperatuur van ongeveer 5° tot ongeveer 22 °C, waarbij de waterige oplossing ongeveer 0,35 tot ongeveer 0,9 gew.% zink, AspP28-menselijk insuline en een fenolische derivaat bij een pH van ongeveer 7,1 tot ongeveer 7,6 omvat, en waarbij de protamine-cplossing protamine bij een pH van ongeveer 7,1 tot ongeveer 7,6 omvat, zodat 10 de eindcancentratie van protamine ongeveer 0,27 tot ongeveer 0,32 mg protamine/100 I.E. AspP28-menselijk insuline bedraagt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de werkwijze wordt uitgevoerd bij een tenperatuur vanaf ongeveer 8°C tot ongeveer 22 °C.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk dat de werkwij ze wordt uitgevoerd bij een tenperatuur vanaf ongeveer 13 °C tot ongeveer 17 °C.

4. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies 3, met het kenmerk dat de werkwijze wordt uitgevoerd in minder dan ongeveer 4 20 mg/ml natriumchloride.

5. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het fenolische derivaat fenol of m-cresol is.

6. Parenterale farmaceutische formulering van een analoog van menselijk insuline en protamine, met het kenmerk dat de fomulering

25 AspP28-menselijk insuline-protamine kristallen omvat, die volgens de werkwijze volgens één van de conclusies 1-5 zijn bereid.

7. Parenterale farmaceutische fomulering volgens conclusie 6, met het keranerk dat de formulering verder oplosbaar insuline-analoog omvat.

8. Parenterale farmaceutische formulering volgens conclusie 7, met het kenmerk dat het oplosbaar menselijk insul ine-anal oog Asp528-menselijk insuline is.

9. Parenterale farmaceutische formulering volgens conclusie 7 of 8. met het kenmerk dat de gewichtsverhouding van insuline-analoog 35 tot AspP28-menselijk insuline-protamine kristallen ongeveer 1:99 tot 1. n 4 6 4 3 i 99:1 bedraagt.

10. Parenterale farmaceutische formulering volgens conclusie 9, met het kenmerk dat de gewichtsverhouding van de twee bestanddelen ongeveer 75:25 tot 25:75 bedraagt.

11. Parenterale farmaceutische forrrulering volgens conclusie 10, met het kenmerk dat de gewichtsverhouding van de twee bestanddelen 50:50, 75:25 of 25:75 bedraagt.

12. Parenterale farmaceutische formulering volgens één van de voorgaande conclusies 6-11 voor toepassing bij de behandeling van 10 diabetes mellitus. ï 0 0 4 0 4 3