NO319370B1 - Fremgangsmate for fremstilling av formulering for behandling eller forebyggelse av type 1 diabetes ved oral administrering av insulin - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av formulering for behandling eller forebyggelse av type 1 diabetes ved oral administrering av insulin. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen krever ikke parenteral administrering av terapeutiske midler.

Diabetes mellitus skilles i to vide grupper basert på kliniske manifestasjoner, nemlig den ikke-insulinavhengige eller aldersbetingede formen, også kjent som type 2; og den insulinavhengige formen som starter i ungdomsårene, også kjent som type 1. Klinisk er hovedmengden av type 2 diabetes som starter i moden alder overvektige, med manifestasjoner på kliniske symptomer av sykdommen som vanligvis fremtrer ved en alder over 40. Derimot er pasienter med type 1 som inntrer i tidlig alder ikke overvektige i forhold til deres alder og høyde, med rask inntreden av sykdommen ved et tidlig alderstrinn, ofte før 30, selv om type 1 diabetes kan opptre ved en hvilken som helst alder.

Diabetes mellitus er en metabolisk sykdomstilstand i mennesker med en forekomst på ca. 1% i den generelle populasjonen, en fjerdedel av disse er av type 1, den insulinavhengige kategorien (Foster, D.W., Harrison' s Princi<p>les of Internat Medicine. kap. 114, s. 661-678,10. utgave, McGraw-Hill, New York). Sykdommen manifesterer seg som en serie av hormoninduserte metaboliske anormaliteter som kan føre til alvorlige, langvarige og svekkende komplikasjoner innbefattende flere organsystemer omfattende øynene, nyrene, nervene og blodkarene. Patologisk er sykdommen kjennetegnet ved lesjoner av basalmembranene, hvilket kan demonstreres under elektronmikroskop.

Type 1 diabetikere viser karakteristisk meget lavt eller umålbart plasmainsulin med forhøyet glukagon. Uavhengig av hva den nøyaktige etiologien er har de fleste type 1 pasienter sirkulerende antistoffer rettet mot deres egne bukspyttkjertelceller innbefattende antistoffer mot insulin, mot cellecytoplasma av Langerhanske øyer og mot enzymet glutaminsyredekarboksy-lase. En immunrespons spesifikt rettet mot betaceller (insulinproduserende celler) fører til type 1 diabetes. Denne spesifisiteten understøttes av det ovenfor angitte kliniske bildet, siden betaceller utskiller insulin mens alfaceller utskiller glukagon.

Nåværende terapeutiske behandlingsmåter for type 1 diabetes innbefatter modifikasjoner i dietten for å minimalisere hypoglykemi som resulterer fra mangelen på naturlig insulin, som i sin tur er resultatet av ødelagte betaceller. Diett modifiseres også med hensyn på insulinadministrering for å motvirke de hypoglykemiske effektene av hormonet. Uansett behandlingsformen er parenteral administrering av insulin påkrevd for alle type 1 diabetikere, følgelig betegnelsen "insulinavhengig" diabetes.

Konvensjonell insulinbehandling er begrenset til den parenterale (d.v.s. subkutane) administreringen av insulin. Oral administrering av insulin har ikke vært mulig fordi insulinmolekylet ikke kan passere gjennom fordøyelseskanalen i tilstrekkelig intakt form til å tilveiebringe dets terapeutiske fordel. Det har av fagfolk vært foretatt en stadig pågående leting etter alternative fremgangsmåter for å eliminere eller redusere behovet for insulin på grunn av de tallrike problemene forbundet med subkutan administrering av legemidlet. Blant fremgangsmåtene som har vært undersøkt er implanterbare insulinpumper og transplantasjon av bukspyttcelleøyer.

Fordi type 1 diabetes vanligvis manifesterer seg i ungdomsårene og fordi subkutan avlevering av insulin krever strikt selvdisiplin, er samarbeidsvilje ofte et alvorlig problem. I tillegg kan selve handlingen ved parenteral administrering være svært traumatisk for unge mennesker. For legen er det vanskelig nøyaktig å regulere mengden av insulin som er påkrevd ved et hvilket som helst gitt tidspunkt under pasientens dag. Videre er det nær umulig å regulere blodglukosenivåer i diabetiske pasienter med parenteral insulin i det omfang som blodglukose reguleres i normale individer.

I de tidlige trinnene av behandling av type 1 diabetes blir pasienter følgelig ofte enten hyper-glykemiske eller hypoglykemiske fordi den nøyaktige tidsreguleringen av insulininjeksjonene og de påkrevede insulinnivåene ikke er kjente. Etter som behandlingen skrider frem tilpasser legen og, viktigere, pasienten seg til den daglige rutinen, men det foreligger alltid fare for ketoacidose eller hypoglykemi.

I tillegg produserer noen pasienter antistoffer mot det injiserte insulinet selv om de fleste pasienter nå behandles med humant insulin fremstilt ved rekombinant teknologi. Dette kan føre til behovet for høyere insulindoser. Frem til i dag har det ikke foreligget noen vellykket oral doseringsform inneholdende insulin.

Innen teknikken har man lenge søkt etter en fremgangsmåte for å forebygge og/eller behandle type 1 diabetes som ikke innbefatter parenteral administrering av insulin. Forskjellige forsøk med alternative avleveringsfremgangsmåter for insulin har vært mislykkede eller har ikke funnet anvendelse på et praktisk nivå. F.eks. har oral insulin, transkutan insulinavlevering og nasal insulin ikke vært klinisk utnyttet. Oral insulin påvirker ikke blodglukosenivåene. Fordi det har vært nødvendig å injisere lipider i pattedyr som mottar nasal insulin for å få insulinet gjennom neseslimhinnen har denne administreirngsmåten for insulin vært begrenset.

Andre doseringsformer for behandling av type 2 diabetes er tilgjengelige (f.eks. orale sulfonylurearer). Disse oralt administrerte midlene innbefatter ikke insulin, men stimulerer derimot bukspyttkjertelen til å produsere insulin, og er bare effektive for behandling av visse former av type 2 diabetes. Når det gjelder type 1 diabetes er orale midler så som sulfonylurear ineffektive på grunn av den markert reduserte eller ødelagte betacellemassen (Foster, D.W., " Harrison' s Princi<p>les of Internal Medicine". kap. 114, s. 668,10. utgave, McGraw-Hill, New York).

Type 1 diabetes anses som en sykdom av autoimmun etiologi (Eisenbarth, G.S., New Engl. J. Med. 314: 1360-1368, 1986). Forskjellige dyremodeller er tilgjengelige for undersøkelsen av type 1 diabetes som en autoimmun sykdomstilstand. Disse innbefatter BB mus (Nakbookda, A.F., et al., Diabetolojac 14: 199-207,1978) og NOD (non-obese diabetic) mus hvori diabetes utvikler seg spontant (Prochazka et al. Science 237: 286,1987). ¥ycelle spesifikke, CD4 og CD8 T-lymfocytter har vært implikert som forårsakende midler for å skade betaceller, demonstrert ved nedsatt forekomst av type 1 diabetes i NOD mus ( J. Exp. Med. 166:823.1987).

Andre terapier utvikles for behandlingen av autoimmunsykdommer generelt.

Weiner et al., U.S. patentsøknad nr. 460.852 inngitt 21. februar 1990 (det nasjonale trinnet av PCT-søknad nr. PCT/US88/02139, inngitt 24. juni 1988), som er en c-i-p søknad av US patentsøknad nr. 065.734 inngitt 24. juni 1987, beskriver behandlingen av autoimmunsykdommer ved oral administrering av autoantigener.

Weiner et al., US patentsøknad nr. 454.486 inngitt 20. desember 1989, beskriver aerosol administrering av autoantigener, sykdomsundertrykkende fragmenter av nevnte autoantigener og analoger derav som en effektiv fremgangsmåte for å behandle T-celle medierte autoimmunsykdommer.

Weiner et al., US patentsøknad nr. 487.732, inngitt 2. mars 1990, beskriver synergister

(enhancers) for anvendelse med oral administrering av autoantigener, sykdomsundertrykkende fragmenter og analoger derav som effektive behandlinger for T-celle medierte autoimmunsykdommer.

Weiner et al., US patentsøknad nr. 551.632 inngitt 10. juli 1990, som en c-i-p søknad i henhold til regel 62 av US patentsøknad nr. 379.778, inngitt 14. juli 1989 (nå oppgitt), beskriver fremgangsmåter for å forebygge eller behandle uveoretinitis i pattedyr ved oral administrering av renset S antigen.

Nagler-Anderson, et. al., ( Proe. Nati. Acad. Sei ( VSA ) 83: 7443-7446,1986), beskriver den orale administreringen av kollagen for å undertrykke kollagenindusert arthritis i en musemodell.

Imidlertid kan ingen av de ovenfor nevnte behandlingene for autoimmunsykdommer anvendes ved behandling av type 1 diabetes fordi antigenene som er innbefattet i frembringelsen og opprettholdelsen av type 1 sykdom ikke er identifisert.

Det er derfor et formål ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåter for fremstilling av en formulering for behandling eller forebygging av B-celledestruksjon hos et pattedyr som har manifesterte symptomer eller har risiko for å utvikle type I diabetes, kjennetegnet ved at en mengde av et middel utvalgt fra insulin, automimmunresponssuppressive fragmenter av insulin og analoger derav, nevnte mengde varierer fra 1 mg til 100 mg og er effektiv for behandling eller forebygging av nevnte p-celledestruksjon, blir blandet med minst en bærer eller fortynningsmiddel tilpasset innføring og deretter oppmaling, sammenpressing eller innkapsling av nevnte formulering til en fast oral formulering, hvori formuleringen ikke har en endokrinologisk effekt etter innføring.

Et annet formål ved foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av en formulering tilpasset administrasjon ved inhalering for behandling eller forebygging av B-celledestruksjon hos et pattedyr som har manifesterte symptomer eller har risiko for å utvikle type I diabetes, hvori medikamentet ikke har en endokrinologisk effekt, kjennetegnet ved at et middel utvalgt fra insulin, autoimmunresponssuppressive fragmenter av insulin og analoger derav, blandes med minst en bærer eller fortynningsmiddel og males til et fast pulver som innbefatter partikler med et inhalerbart størrelsesområde, nevnte partikler pakkes i en inhalerbar fast pulverformulering som inneholder en mengde av nevnte middel varierende fra 1 mg til 1000 mg og effektiv til å behandle eller forebygge nevnte p-celledestruksjon, hvori nevnte pulverformulering ikke har en endokrinologisk effekt etter dens innføring.

Et ytterligere formål ved oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av en flytende inhalerbar doseringsform for å behandle eller forebygge B-celledestruksjon hos et pattedyr som har manifesterte symptomer eller har risiko for å utvikle type I diabetes, kjennetegnet ved at en mengde av et middel utvalgt fra insulin, autoimmunresponssuppressive fragmenter av insulin og analoger derav blandes med minst en flytende bærer eller fortynningsmiddel for å danne en vandig løsning, hvori det blir tatt ut en alikvot av nevnte løsning som inneholder en mengde av nevnte middel innenfor området 1 til 1000 mg som er effektiv til å behandle eller undertrykke nevnte p-celledestruksjon, og deretter introdusere nevnte løsning inn i en spray- eller aerosolanordning og suspendere nevnte alikvot av nevnte løsning i inhalerbare aerosol- eller spraydråper i en bærergass, hvori nevnte flytende inhalerbare formulering er uten en endokrinologisk effekt etter inhaleringen.

Disse og andre formål ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå for fagmannen i lys av det følgende.

Det er uventet oppdaget at oral administrering av insulin er en effektiv behandling for å eliminere eller redusere behovet for insulin i type 1 diabetikere. Oral insulin kan forhindre eller redusere betacelleødeleggelse og derved redusere eller eliminere tradisjonell parenteral insulinbehandling.

Oralt administrerbare farmasøytiske preparater inneholdende insulin fremstilles og administreres til pattedyr som har manifesterte symptomer på type 1 diabetes og/eller er diagnostisert som de har type 1 diabetes. I tillegg behandles objekter som er i fare for å utvikle type 1 diabetes (d.v.s. som har demonstrert en disposisjon for å utvikle type 1 diabetes ved egnede bestemmelsesmåter, så som genetiske undersøkelser og analyse) med tilsvarende orale preparater av insulin.

Farmasøytiske preparater for oral eller enteral administrering for å behandle type 1 diabetes fremstilles fra kommersielt tilgjengelig insulin og en farmasøytisk akseptabel bærer som er egnet for oralt inntak. Mengden insulin i hver dose kan være mellom 1 mg og 1000 mg. Imidlertid varierer den samlede dosen som er påkrevd for behandling i henhold til individet. Generelt er den samlede mengden insulin som er påkrevd ved utførelse av foreliggende oppfinnelse en langt større dose enn dosen som administreres parenteralt for å beskytte et individ som er angrepet av type 1 diabetes mot ketoacidose.

I tillegg kan et aerosol avleveringssystem fremstilles med tilsvarende doser av insulin som angitt ovenfor med en farmasøytisk egnet bærer eller et fortynningsmiddel. Disse og andre forbedringer vil bli beskrevet i den følgende beskrivelsen, tegningene og de etterfølgende kravene. Fig. 1 er en grafisk fremstilling som viser effektene av oralt administrert insulin fra svin på diabetes i NOD mus. Fig. 2 er en grafisk fremstilling som viser effektene av oralt insulin fra svin på serum glukosekonsentrasjoner etter administrering av oralt insulin i NOD mus. Fig. 3 er en grafisk fremstilling som viser effekten av oral administrering av pankreatiske ekstrakter tilført med ukentlige intervaller på utviklingen av diabetes i NOD mus.

Alle patentsøknader, patenter og litteraturreferanser som det her er vist til er innbefattet heri som henvisning i sin helhet.

Foreliggende oppfinnelse er rettet mot behovet for et alternativ til eksisterende fremgangsmåter. Fordi type 1 pasienter overveiende er unge mennesker, er det antatt at langvarig insulinbehandling ikke lenger vil være påkrevd på grunn av bevarelse av uskadet betacellefunksjon dersom behandling initieres ved utbruddet av sykdommen ved anvendelse av fremgangsmåtene ifølge foreliggende oppfinnelse. Dersom fremgangsmåtene ifølge foreliggende oppfinnelse initieres ved et tidspunkt hvor en viss betacellefunksjon fremdeles eksisterer, kan parenteral insulinbehandling i tillegg reduseres. Følgelig tilveiebringer foreliggende oppfinnelse fremgangsmåter hvorved langvarig insulinbehandling kan reduseres eller ikke lenger være påkrevd.

Det er nå overraskende oppdaget at oral og/eller aerosol administrering av insulin (eller sykdomsundertrykkende fragmenter av insulin eller analoger derav) er effektiv for behandling og forebyggelse av type 1 diabetes. Dette er en radikal forskjell fra tradisjonell (parenteral) insulinterapi ved at insulin administreres for å dempe eller stenge av vertens autoimmunrespons og ikke på grunn av dets endokrinologiske (metaboliske) effekt. Oral administrering av insulin har ikke vist seg effektivt ved behandling av noen form for diabetes fordi proteolytiske enzymer som er til stede i magen og fordøyelsessystemet nedbryter polypeptidet før det kan nå blod-strømmen. I tillegg er intranasal administrering av insulin heller ikke påvist effektivt ved behandling av noen form for diabetes.

Uten ønske om å være bundet til noen spesiell teori for virkningen antas det at oral eller aerosol administrering av insulin ifølge foreliggende oppfinnelse påvirker den immunologiske patogenesen av type 1 diabetes ved fremkallingen av suppressor T-celler.

I de følgende diskusjonene skal de følgende betegnelsene ha betydningene angitt nedenfor.

"Behandling" skal bety behandlingen av aktiv sykdom i pasienter med et visst nivå av uskadede, insulinproduserende betaceller så vel som profylaktisk administrering for anvendelse i pasienter som har en høy fare for å utvikle sykdommen.

"Oral administrering" skal bety både oral administrering og enteral administrering (direkte inkubering i magen).

"Individer i fare" for type 1 diabetes skal bety a) individer som har en blodsslektning med type 1 diabetes; b) autoantistoffpositive individer uten åpen type 1 diabetes. Disse autoantistoffene innbefatter cytoplasmiske øycelle autoantistoffer, insulin antistoffer og glutaminsyre-dekarboksylase autoantistoffer; c) individer med histokompatibilitet (HLA) type DR3 eller DR4DQW8; d) individer med glukose anormaliteter, så som mangel på første fase insulin-utskillelse ved glukose toleransetester.

"Pattedyr" skal bety en hvilken som helst organisme som har et immunsystem og derfor er mottagelig for type 1 diabetes.

"Aktiv sykdom" skal bety autoimmun ødeleggelse av øy betaceller.

"Aerosol" refererer til finfordelte faststoff eller flytende partikler som kan dannes ved anvendelse av et system satt under trykk, så som en forstøver. Det flytende eller faste kildematerialet inneholder insulin og/eller sykdomsundertrykkende fragmenter av insulin og analoger derav som definert heri.

"Sykdomsundertrykkende fragmenter" av insulin innbefatter et hvilket som helst peptid eller polypeptid inneholdende partielle aminosyresekvenser eller enheter av insulin og som har evnen til å behandle eller forebygge en sykdom som har egenskapene for type 1 diabetes. Slike fragmenter behøver ikke å inneha de autoantigeniske eller endokrinologiske (metaboliske) egenskapene for hele insulinmolekylet.

"Analoger" av insulin eller sykdomsundertrykkende fragmenter derav refererer til forbindelser som er strukturelt beslektet med insulin eller sykdomsundertrykkende fragmenter derav som har den samme biologiske aktiviteten, d.v.s. evnen til å undertrykke eller forebygge sykdoms-symptomer på type 1 diabetes ved oral- eller aerosoladministrering. Som et ikke-begrensende eksempel innbefatter betegnelsen peptider som har aminosyresekvenser som adskiller seg fra aminosyresekvensen av insulin eller sykdomsundertrykkende fragmenter derav med en eller flere aminosyrerester mens de fremdeles bevarer den sykdomsundertrykkende aktiviteten av insulin eller dets evne til å forebygge eller lette symptomene av type 1 diabetes. Disse analogene har ikke nødvendigvis de endokrinologiske effektene av insulin.

Ifølge foreliggende oppfinnelse ble det utført forsøk hvori NOD (non-obese diabetic) mus, som utvikler diabetes spontant mellom 11 og 52 ukers alder, hadde en lavere forekomst av diabetes ved alle doser av oralt administrert insulin på en doseavhengig måte. I alle dyrene som mottok den høyeste dosen av oralt insulin (1 mg) unnlot 100 % av de behandlede dyrene å utvikle diabetes.

Selv om det er relativt enkelt å kontrollere symptomene på type 1 diabetes med parenteralt insulin, er det vanskelig å normalisere en pasients blodsukker gjennom 24 timer ved å anvende tradisjonell insulinbehandling gitt som en eller to injeksjoner pr. dag.

Det bør bemerkes at fremgangsmåtene ifølge foreliggende oppfinnelse ikke vil eliminere behovet for parenteral insulinbehandling i pasienter med ødelagte betaceller som ikke produserer nok insulin til å regulere deres blodsukker. Ved anvendelse av fremgangsmåtene ifølge foreliggende oppfinnelse vil imidlertid nylig diagnostiserte type 1 diabetiske pasienter eller de som står i fare for å utvikle sykdommen (som definert ovenfor), som har i det vesentlige intakte (uskadede) betaceller, ikke fortsette å utvikle type 1 diabetes og parenteral insulinadministrering kan elimineres.

Insulin for anvendelse ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan oppnås fra tallrike kommersielle kilder så som Novo Laboratories (Danbury, CT), Nordisk-USA (Rockville, MO) og Eli Lilly og Co. (Indianapolis, IN). Svineavledet insulin, humant semisyntetisk insulin (Nordisk-USA) og klonet rekombinant insulin (Eli Lilly) kan benyttes ved utførelse av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse.

Sykdomsundertrykkende fragmenter og analoger av insulin for anvendelse ved foreliggende oppfinnelse kan syntetiseres ved å anvende velkjente synteseteknikker i fast fase (Merrifield, R.B. Fed. Proe. Am. Soc. Ex. Biol. 21:412,1962 oe J. Am. Chem. Soc. 85: 2149,1963; Mitchel A.R. et al., J. Am. Chem. Soc. 98: 7357, 1976; Tam, J. et al., J. Am. Chem. Soc. 105: 6442, 1983). Analoger kan konstrueres ved å identifisere en ekvivalent aminosyresekvens og anvende peptid synteseteknikkene beskrevet ovenfor.

Analoger kan tilveiebringes ved å anvende den kjente aminosyresekvensen av insulin som beskrevet i " Atlas of Protein Sequence and Structure", Nati. Biochem. Res. Foundation, bind 5, sider 209-211.

Sykdomsundertrykkende analoger og fragmenter kan også oppnås ved å anvende rekombinante DNA-teknikker som er velkjente innen teknikken.

Sykdomsundertrykkende fragmenter av insulin og analoger derav kan identifiseres ved å anvende rutineforsøk ved anvendelse av egnede in vivo systemer, som de som er angitt i eksemplene 1-5 nedenfor.

Insulin eller sykdomsundertrykkende fragmenter eller analoger anvendes oralt eller enteralt, i en mengde på mellom ca. 2 mg pr. kg kroppsvekt av nevnte pattedyr og ca. 10 mg pr. kg kroppsvekt av nevnte pattedyr pr. dag, og kan administreres i en enkeltdoseform eller flerdoseformer. Fortrinnsvis administreres insulinet i en mengde mellom ca. 2,5 mg og ca. 5,0 mg pr. kg kroppsvekt av nevnte pattedyr pr. dag. Den nøyaktige mengden som skal administreres vil variere avhengig av alvoret og trinnet av pasientens sykdom og den fysiske tilstanden for pasienten.

Orale preparater som kommer til anvendelse ifølge oppfinnelsen kan i tillegg innbefatte inerte bestanddeler innbefattende farmasøytisk akseptable bærere, fortynningsmidler, fyllstoffer, oppløseliggjørende eller emulgerende midler og salter som velkjent innen teknikken. F. eks. kan

tabletter formuleres i henhold til konvensjonelle fremgangsmåter ved anvendelse av faste bærere som er velkjente innen teknikken. Kapsler anvendt kan fremstilles fra et hvilket som helst farmasøytisk akseptabelt materiale så som gelatin eller cellulosederivater. Orale avleveringssy-stemer med vedvarende frigivelse og/eller enteriske belegg for oralt administrerte doseringsformer er også innbefattet, så som de som er beskrevet i US patent nr. 4.704.295, utstedt 3. november 1987, US patent nr. 4.556.552, utstedt 3. desember 1985, US patent nr. 4.309.404, utstedt 5. januar 1982, og US patent nr. 4.309.406, utstedt 5. januar 1982.

Eksempler på faste bærere innbefatter bentonitt, silisiumoksid og andre vanlig anvendte bærere. Ytterligere ikke-begrensende eksempler på bærere og fortynningsmidler som kan anvendes i preparatene ifølge foreliggende oppfinnelse innbefatter saltvann og en hvilken som helst fysiologisk bufret saltvannsoppløsning så som fosfatbufret saltvann (PBS) og vann.

Det skal understrekes at enhetsinnholdet av aktiv bestanddel eller bestanddeler inneholdt i en individuell dose av hver doseringsform ikke i seg selv må utgjøre en effektiv mengde, idet den nødvendige effektive mengden kan nås ved administrering av et stort antall doseringsenheter.

Den foretrukne administreirngsmåten av doseringsformene ifølge foreliggende oppfinnelse er oralt eller enteralt. Foretrukne orale eller enterale farmasøytiske preparater eller doseringsformer kan f.eks. innbefatte mellom ca. 1 mg og ca. 1000 mg insulin.

Alternativt kan farmasøytiske preparater eller doseringsformer også administreres til pattedyr som lider av sykdommer som har egenskapene for type 1 diabetes i aerosol form. Det er ventet at lavere mengder av insulin, sykdomsundertrykkende fragmenter eller analoger derav vil være påkrevd ved anvendelse av aerosol administrering for behandling eller forebyggelse av type 1 diabetes, som funnet ved behandling av eksperimentell allergisk encefalomyelinitt (EAE) med myelin basal protein (MBP) og adjuvant arthritis med kollagen som beskrevet i US patentsøknad nr. 454.486 inngitt 20. desember 1989. Mengdene av insulin eller sykdomsundertrykkende fragmenter eller analoger derav som kan administreres i en aerosol doseringsform vil være mellom ca. 0,1 mg og 10 mg pr. kg kroppsvekt av et pattedyr pr. dag, og kan administreres i en enkeltdoseform eller flerdoseformer. Den nøyaktige mengden som skal administreres vil variere avhengig av tilstanden og alvoret i pasientens sykdom og pasientens fysiske tilstand. Farmasøytiske aerosolformuleringer kan, som valgfrie bestanddeler, innbefatte farmasøytisk akseptable bærere, fortynningsmidler, oppløseliggjørende eller emulgerende midler, og salter av typen som er velkjente innen teknikken. Eksempler på slike stoffer innbefatter normale saltvannsoppløsninger, så som fysiologisk bufrede saltvannsoppløsninger, og vann.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan utøves der insulin eller sykdomsundertrykkende fragmenter eller analoger derav er i en aerosol eller inhalert form. Insulinet og beslektede forbindelser kan administreres som et tørt pulver eller i en vandig oppløsning. Foretrukne farmasøytiske aerosol-preparater kan f.eks. innbefatte en fysiologisk akseptabel bufret saltvannsoppløsning inne-holdende mellom ca. 1 mg og ca. 1000 mg insulin, sykdomsundertrykkende fragmenter eller analoger derav.

Tørr aerosol i form av finfordelte faste partikler av insulin, sykdomsundertrykkende fragmenter eller analoger derav som ikke er oppløst eller suspendert i en væske er også nyttige ved utførelsen av foreliggende oppfinnelse. Insulinet kan være i form av støvpulvere og innbefatte finfordelte partikler som har en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på mellom ca. 1 og 5 um, fortrinnsvis mellom 2 og 3 um. Finfordelte partikler kan fremstilles ved pulverisering og siktfiltrering ved anvendelse av teknikker som er velkjente innen fagområdet. Partiklene kan administreres ved inhalering av en på forhånd bestemt mengde av det finfordelte materialet, som kan være i form av et pulver.

Spesifikke, ikke-begrensende, eksempler på bærerne og/eller fortynningsmidlene som er nyttige i de farmasøytiske aerosolpreparatene innbefatter vann og fysiologisk akseptable bufrede salt-vannsoppløsninger, så som fosfatbufrede saltvannsoppløsninger, pH 7,0 - 8,0.

De farmasøytiske preparatene kan administreres i form av en aerosolspray ved anvendelse av f.eks. en forstøver som beskrevet i US patent nr. 4.624.251 utstedt 25. november 1986; 3.703.173 utstedt 21. november 1972; 3.561.444 utstedt 9. februar 1971 og 4.635.627 utstedt 13. januar 1971. Aerosolmaterialet inhaleres av objektet som behandles.

Andre systemer for aerosol avlevering, så som utmålingsdoseinhalatoren (MDI) under trykk og tørrpulveirnhalatoren beskrevet i Newman, S.P. " Aerosols and the Lung", Clarke, S.W. og Davia, D. red. side 197-224, Butterworths, London, England, 1984, kan anvendes ved utførelse av foreliggende oppfinnelse.

Aerosolavleveirngssystemer av typen som her er beskrevet er tilgjengelige fra tallrike kommersielle kilder innbefattende Fisons Corporation (Bedford, MA), Schering Corp. (Kenilworth, NJ) og American Pharmoseal Co., (Valencia, CA).

Det er ventet at fremgangsmåtene ifølge foreliggende oppfinnelse er spesielt velegnede for anvendelse ved pediatriske eller unge pasienter som utvikler type 1 diabetes eller det første året etter inntreden av hyperglykemi, hvor de sekundære effektene av sykdommen (så som vaskulær skade, nyreskade og diabetisk retinopati) ikke er totalt manifestert. Dette er også de pasientene hvor de traumatiske effektene av daglige insulininjeksjoner vanligvis er mest påtagelige.

Som vist i eksemplene angitt nedenfor, reduserte oral administrering av insulin til NOD mus antallet av disse musene som senere fortsatte å utvikle diabetes ved alle undersøkte doseringer. Ved den høyeste anvendte dosen (1 mg) utviklet i tillegg ingen av musene diabetes. I tillegg, som vist i eksempel 2, var effektene av oralt insulin ikke forårsaket av en reduksjon i serumglukose-konsentrasjonene i disse dyrene og var følgelig ikke en metabolisk effekt. Som vist i eksempel 3 nedenfor førte i tillegg foring av NOD mus med pankreatisk ekstrakt også til en reduksjon i antallet dyr som utviklet diabetes, om enn i mindre grad enn for de som fikk oralt insulin.

Innledende forsøk har vist at NOD mus tilført 1 mg insulin hadde færre inflammatoriske immunsystemceller som omga bukspyttkjertelen (en tilstand kjent som insulinitis) enn PBS-tilførte NOD mus (data ikke vist). Derfor synes oral administrering av insulin til NOD mus å påvirke infiltreringen av immunsystemceller i bukspyttkjertelen og følgelig stoppe sykdoms-fremtreden ved å bevare betacellefunksjon.

Foreliggende oppfinnelse er beskrevet ytterligere nedenfor i arbeidseksempler som er ment å illustrere foreliggende oppfinnelse uten å redusere dens omfang.

Eksempel 1:

Virkningen av tilførsel av svineinsulin på spontan diabetes i NOD mus

NOD (non-obese diabetic) mus ble oppnådd fra Taconic Laboratories (Germantown, MA) ved 4 ukers alder. Det var totalt 30 dyr i hver av gruppene nevnt nedenfor ved begynnelsen av forsøket. Ved 414 ukers alder ble dyrene oralt administrert svineinsulin (Novo Laboratories, Danbury, CT). Hvert dyr fikk to behandlinger oralt to ganger i uken inntil 9 ukers alder. Dyrene ble deretter tilført enten saltvannsoppløsning (kontroll) eller 10 mikrogram, 100 mikrogram eller 1 milligram av svineinsulin. Dyrene ble tilført (gavaged) med en 18 gauge nål med kulespiss (Popper and Sons, Inc., New Hyde Park, NY). Med begynnelse ved 10 uker fikk dyrene deretter tilførsel en gang i uken i totalt 33 uker. Med begynnelse etter 12 uker ble urinen undersøkt hver uke med henblikk på nærvær av glukose ved anvendelse av "Glucosuria" forsøkstape (Eli Lilly, Indianapolis, IN). Dersom et dyr hadde +3 eller høyere på glukoseuirntesten ble det tatt en serumprøve og blodglukose ble målt ved anvendelse av en gtukoseanalysator (Beckman). Dersom blodglukose var 220 eller høyere, ble dyrene klassifisert som diabetiske og deretter avlivet.

Som vist i Fig. 1 utviklet det seg ikke noe diabetes i noen av dyrene tilført 1 mg insulin, mens diabetes utviklet seg i kontrollgruppen og i gruppene som fikk 10 mikrogram og 100 mikrogram på en doseavhengig måte. P-verdien som sammenligner tilførselen på 1 mg med kontrollen er p<0,008, mens i tilførselen på 100 mikrogram er p<0,09.

Det normale blodinsulinnivået i et dyr er mellom 120 til 170 mg/dekaliter eller mg/dl. Blodsukrene i dyrene som ble tilført PBS som utviklet diabetes var: 575,485,459, 500, 375,400, 362, 395,480 mg/dl.

Blodsukkeret i dyrene som ble tilført 10 mikrogram insulin som utviklet diabetes var: 330, 420,315,459, 520, 487 mg/dl.

Blodsukkeret i dyr tilført 100 mikrogram insulin som ble diabetiske var:

290, 600,450, 500 mg/dl.

Dyrene som ble tilført 1 mg insulin ble også undersøkt med tanke på blodsukker. Ingen av dyrene utviklet diabetes målt ved urintesting, men blodsukkeret ble undersøkt som en bekreftelse. Blodsukker på 10 representative dyr fra gruppen tilført 1 mg insulin var: 174, 128, 125, 125, 145, 123, 136, 155, 115, 130 mg/dl.

Eksempel 2:

Glukose etter oral insulin i fastende 7 uker gamle NOD mus

For å bestemme om noen endokrinologiske (d.v.s. direkte nedsetning av blodsukker) effekter fant sted etter tilførsel av insulin ble 7 uker gamle NOD mus (5 mus pr. gruppe) tilført 1 mg svineinsulin eller 1 mg av myelin basal protein (oppnådd fra Pel Freez, Rogers, AR) som et kontrollprotein. Blodglukose ble deretter målt over den neste 24 timers perioden. Som en positiv kontroll ble en separat gruppe dyr subkutant injisert med 20 mikrogram svineinsulin. Alle dyrene ble holdt i fastende tilstand.

Som vist i Fig. 3, hadde dyrene som ble gitt subkutant insulin et øyeblikkelig fall i glukosenivået med en reduksjon på ca. 80 mg % som vedvarte over en 4 timers periode og som deretter langsomt returnerte til det normale. Dyr som mottok oralt insulin eller oralt myelin basal protein hadde intet fall i blodglukose; det var derimot en økning i blodglukose som trolig er forbundet med proteinbelastningen. Over de neste 24 timene var det en gradvis reduksjon i blodglukose i alle gruppene av dyr siden dyrene var i fastende tilstand. Dette ble observert både i dyr tilført insulin og dyr tilført myelin basal protein.

Disse resultatene demonstrerer at det ikke var noen endokrinologiske (metaboliske) effekter fra tilførsel av oralt insulin. På bakgrunn av publiserte data når det gjelder generering av immuno-logisk toleranse og immunologiske effekter etter oral administrering av proteiner antyder disse resultatene sterkt at oral administrering av insulin påvirker den immunologiske patogenesen av diabetes i NOD musene.

Eksempel 3:

Virkning av oral administrering av bukspvttkjertelekstrakt tilført med ukentlige intervaller

Et identisk forsøk med eksempel 1 ble utført hvori NOD mus (14-17 pr. gruppe) ble tilført en homogenisert bukspyttkjertel avledet fra Lewis rotter i 0,5 ml PBS. Som vist i Fig. 3, var det en reduksjon i utviklingen av diabetes i ekstrakttilførte dyr sammenlignet med kontroller. Ikke desto mindre er effekten ikke så dramatisk og fullstendig som den som observeres i dyr tilført insulin. Disse resultatene viser en viss effekt ved tilførsel av bukspyttkjertelvev og fremhever potensen av insulinforsøkene beskrevet ovenfor.

Eksempel 4:

Virkning av aerosol administrering av insulin på diabetes i NOD mus

Insulin (0 til 1 mg som i eksempler 1 og 2) administreres til NOD mus som beskrevet ovenfor i eksempler 1 og 2 bortsett fra i aerosolform ved hjelp av forstøver.

Det er ventet at insulin i aerosolform vil være mer effektivt ved forebyggelse av manifestasjonen på symptomer (d.v.s. hypoglykemi) av type 1 diabetes i de behandlede musene.

Eksempel 5:

Behandling av innledende trinn av diabetes i NOD mus

Insulin (0 til 1 mg som i eksempler 1 og 2) administreres til NOD mus som lider av hypoglykemi i en oral og aerosol form. Behandlingene begynner ved 12-20 ukers alder, hvorved serum-glukosenivåene er ved hypoglykemiske konsentrasjoner i en viss prosentandel av dyr før inntreden av diabetes.

Det er ventet at både oral og aerosol administrering av insulin vil føre til reduksjon i serumglukosenkonsentrasjoner til nær normale nivåer og bevarelse av betacellefunksjon.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en formulering for behandling eller forebygging av JJ-celledestruksjon hos et pattedyr som har manifesterte symptomer eller har risiko for å utvikle type I diabetes, karakterisert ved at en mengde av et middel utvalgt fra insulin, automirnmunresponssuppressive fragmenter av insulin og analoger derav, nevnte mengde varierer fra 1 mg til 100 mg og er effektiv for behandling eller forebygging av nevnte p-celledestruksjon, blir blandet med minst en bærer eller fortynningsmiddel tilpasset innføring og deretter oppmaling, sammenpressing eller innkapsling av nevnte formulering til en fast oral formulering, hvori formuleringen ikke har en endokrinologisk effekt etter innføring.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at nevnte faste formulering er utvalgt fra en tablett, en kapsel og en kaplett.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at bæreren eller fortynningsmidlet er utvalgt fra gelatin, cellulosederivater, bentonitt og silika.

4. Fremgangsmåte for fremstilling av en formulering tilpasset administrasjon ved inhalering for behandling eller forebygging av 6-celledestruksjon hos et pattedyr som har manifesterte symptomer eller har risiko for å utvikle type I diabetes, hvori medikamentet ikke har en endokrinologisk effekt, karakterisert ved at et middel utvalgt fra insulin, autoimmunresponssuppressive fragmenter av insulin og analoger derav, blandes med minst en bærer eller fortynningsmiddel og males til et fast pulver som innbefatter partikler med et inhalerbart størrelsesområde, nevnte partikler pakkes i en inhalerbar fast pulverformulering som inneholder en mengde av nevnte middel varierende fra 1 mg til 1000 mg og effektiv til å behandle eller forebygge nevnte p-celledestruksjon, hvori nevnte pulverformulering ikke har en endokrinologisk effekt etter dens innføring.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at den ytterligere innbefatter å drive nevnte faste pulverformulering inn i en inhalerbar fast pulversuspensjon i en bærergass ved anvendelse av en aerosol-anordning.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at den faste pulverformuleringen er en aerosol.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at den faste pulverformuleringen ytterligere er karakterisert ved at partiklene har en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 1 til 5 mikron.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at den faste pulverformuleringen ytterligere er karakterisert ved at partiklene har en foretrukket gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 2 til 3 mikron.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at aerosolen inneholder en mengde av nevnte middel som korresponderer til 0,1 mg til 10 mg per kg kroppsvekt av pattedyret.

10. Fremgangsmåte for fremstilling av en flytende inhalerbar doseringsform for å behandle eller forebygge B-celledestruksjon hos et pattedyr som har manifesterte symptomer eller har risiko for å utvikle type I diabetes, karakterisert ved at en mengde av et middel utvalgt fra insulin, autoimmunresponssuppressive fragmenter av insulin og analoger derav blandes med minst en flytende bærer eller fortynningsmiddel for å danne en vandig løsning, hvori det blir tatt ut en alikvot av nevnte løsning som inneholder en mengde av nevnte middel innenfor området 1 til 1000 mg som er effektiv til å behandle eller undertrykke nevnte P-celledestruksjon, og deretter introdusere nevnte løsning inn i en spray- eller aerosolanordning og suspendere nevnte alikvot av nevnte løsning i inhalerbare aerosol- eller spraydråper i en bærergass, hvori nevnte flytende inhalerbare formulering er uten en endokrinologisk effekt etter inhaleringen.