NO330079B1 - Anvendelse av erytropoietin for fremstilling av et legemiddel - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører anvendelse av erytropoietin for fremstilling av et legemiddel for behandling av slaganfall hos mennesker.

I tilfellet av et ischemisk hjerneinfarkt, oppdeles de skadede områder i den ischemiske kjernesone og den såkalte penumbra som omgir kjernen. Størrelsen på den ischemiske kjerne pluss penumbra bestemmer omfanget av skaden etter den ischemiske hendelse.

Erytropoietin, også betegnet "EPO" for korthets skyld, er et glykoprotein som forekommer naturlig i kroppen med molekylvekt på 30 000 Dalton (W. Jelkman, "Erythropoietin: Structure, Control of Production and Function", Physiological Reviews, 1992, volum 72, side 449 til 489). Det er en essensiell vekstfaktor for produksjon av erytrocytter og ble isolert for første gang i 1977.

Erytropoietin har i mange år vært anvendt klinisk ved nyredialyse i tilfellet av pasienter med renal anemi, for å oppnå større mengder autologt blod før planlagte operasjoner og det har også vært i nyhetene som et bloddopingsmiddel.

Erytropoietin har vist seg å være svært godt tolererbart. Bivirkningene som er relevante er særlig den ofte terapeutisk ønskede stimulering av hematopoesen med polyglobuli og en arteriell hypertensjon som sjelden ses. Begge effekter forventes hovedsakelig etter kronisk erytropoietinadministrering. Om nødvendig er de relativt enkle å avhjelpe ved medisinsk behandling eller ved tapping av blod.

Intoleransereaksjoner eller anafylaktiske reaksjoner er sjeldenheter i forbindelse med erytropoietin.

Opp til nå er der ingen effektiv terapi for cerebral ischemi, som for eksempel for behandling av slagpasienter uten at man opererer pasientens hoderegion.

I PNAS 1998, volum 95, nr. 8, side 4635 til 4640, Sakanaka M. et al er det angitt at den sentrale administrering av erytropoietin i dyreforsøk gir en beskyttende effekt på cerebrale nevroner. På grunn av kunnskapen om at blod-hjernebarrieren ikke kan gjennomtrenges av større proteiner, er resultatet i alle tester at erytropoietin admini-streres direkte og sentralt inn i den laterale ventrikkel. Slik direkte intraventrikulær administrering av erytropoietin, det vil si direkte infusjon av erytropoietin inn i hjernevevet, er imidlertid utelukket i mennesker på grunn av de høye risikoer som er forbundet med anvendelsen og opprettholdelsen av en temporær ventrikkeldrenasje, for eksempel infeksjoner eller blødning.

DelMastro L. et al omtaler i Oncologist 1998, 3/5, side 314-318 at den preventive administrering av erytropoietin kan forhindre anemi i cancerpasienter som er blitt behandlet med kjemoterapi og kan følgelig preventivt redusere slike pasienters risiko med hensyn til cerebral ischemi som et resultat av anemi bevirket med kjemoterapi. En terapi for en allerede tilstedeværende cerebral ischemi, særlig i tilfellet av pasienter som ikke er behandlet med kjemoterapi, er ikke omtalt deri.

Albayrak S. et al. Effect of transient focal ischemia on blood-brain barrier permeability in the rat: correlation to cell injury. Acta Neuropathol. 1997, Vol. 94, side 158-163 viser blod-hjernebarrierens permeabilitet overfor albumin.

Marti H.H. et al. Detection of erythropoietin in human liquor: intrinsic erythropoietin production in the brain. Kidney International. 1997, Vol. 51, side 416-418 viser at erytropoietin kan passere en ødelagt blod-hjemebarnere.

Det er således et formål for den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe anvendelse av erytropoietin for fremstilling av et legemiddel for behandling av slaganfall, som kan anvendes på enkel måte og med så få bivirkninger som mulig og som også er uten risiko.

Dette formål er oppnådd ved anvendelsen ifølge krav 1. Fordelaktige utviklinger av anvendelsen ifølge oppfinnelsen er angitt i de respektive underkrav.

Utgangspunktet for anvendelsen av erytropoietin ifølge oppfinnelsen er at, etter en ischemi har funnet sted etter et slaganfall, bør så mye som mulig av det skadede hjernevev, særlig penumbra, reddes så fort som mulig. Man har funnet at perifer administrering av erytropoietin har en klar beskyttende effekt på det cerebrale vev som er rammet av ischemi. Erytropoietin har derved den effekt at området av skadet cerebralt vev, særlig i penumbra, reduseres dramatisk i forhold til konvensjonelle foranstaltninger i tilfellet av cerebral ischemi uten erytropoietinadministrering.

Denne uventede vevs-reddende effekt av perifert administrert erytropoietin i forbindelse med cerebral ischemi i mennesker etter et slaganfall bør ikke tas for gitt da erytropoietin vanligvis ikke er i stand til å trenge igjennom blod-hjernebarrieren da det er kjent som et større protein med en molekylvekt på omtrent 30 000 Dalton. En direkte intraventrikulær administrering av erytropoietin, det vil si direkte infusjon av erytropoietin inn i hjernevevet, er imidlertid utelukket i mennesker, vanligvis på grunn av risikoen som er forbundet med anvendelse og opprettholdelse av en temporær ventrikkeldrenasje, slik som infeksjoner eller blødning.

Den foreliggende oppfinnelse har bidratt med å detektere og gjøre det mulig, som overraskende for behandlingen av en cerebral ischemi som har inntruffet etter et slaganfall, at erytropoietin kan gis perifert som et legemiddel direkte etter skade-forekomsten og hvor det deretter passerer inn i det skadede hjerneområdet og blir effektivt.

Perifer administrering av erytropoietin, det vil si på denne siden av blod-hjernebarrieren, gjennomføres fordelaktig intramuskulært er vaskulært. En direkte vaskulær administrering, som er kjent at med legemidler fordelaktig bør generelt gjennomføres intravenøst, presenteres her direkte for å bringe erytropoietin i kontakt med det skadede cerebrale vev i en høy dose innen en kort tidsperiode, det vil si så hurtig som mulig etter at skaden har inntruffet.

Fra dette kan man således gå ut fra at erytropoietin kan overvinne blod-hjernebarrieren i de skadede områder direkte etter skade på hjernevevet ved ischemi. Det er derfor mulig å administrere et legemiddel som inneholder erytropoietin til pasienten som er blitt skadet i forbindelse med et slaganfall, idet erytropoietinet i realiteten når det skadede hjernevev.

For første gang er således et effektivt terapeutisk middel tilgjengelig for cerebral ischemi hos mennesker etter et slaganfall.

Dette er videre fordelaktig ved at den intakte blod-hjernebarrieren i de ikke-skadede cerebrale vevsområder effektivt videre forhindrer penetrering av erytropoietinet som ikke kreves der, og derfor vil vevsregionene som ikke er rammet av det ischemiske infarkt ikke påvirkes av terapien, det vil si at ingen bivirkninger eller kun svært reduserte bivirkninger kan forekomme.

Erytropoietin anvendes fordelaktig som et legemiddel med en dosering i en mengde fra 5 000 til 100 000 enheter, særlig 35 000 enheter, pr dose, eventuelt med en daglig dose de første dagene, og første gang eventuelt innen 8 timer etter slaganfallet. Kun noen få doser av erytropoietin er derved tilstrekkelig for å oppnå den terapeutiske effekt. Videre har dette den fordel at bivirkninger og risiko, som hovedsakelig obser-veres i behandlinger av andre syndromer som går kontinuerlig over lengre tid i henhold til den ovenfor anvendte kjente teknikk, ikke kan forekomme eller kun i liten grad når man anvender erytropoietin for behandling av cerebral ischemi.

Erytropoietin er kjent fra teknikkens stand. Humant erytropoietin ble først isolert fra urin (T. Miyake et al 1977, J- Biol. Chem., volum 252, side 5558-5564). I dag gjen- nomføres produksjonen ved DNA rekombinering. Ved anvendelse av denne metode kan det produseres i passende mengder og kan anvendes ifølge oppfinnelsen. Ytterligere varianter av erytropoietin med en endret aminosyresekvens eller struktur eller også fragmenter med dimensjonelle sekvensdeler som er relevante for erytro-poietinets biologiske funksjon kan anvendes i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse og bør være inkludert i betegnelsen "erytropoietin" som anvendt i denne søknad. Variabilitet av erytropoietinvariantene som kan anvendes ifølge oppfinnelsen er videre produsert fra modifikasjoner i glykosilenng av erytropoietin.

Følgelig kan erytropoietinet for anvendelse ifølge oppfinnelsen blant annet omfatte humant erytropoietin, da dette forekommer naturlig, eller forøvrig erytropoietinprodukter eller erytropoietinanaloger (generelt: erytropoietinvarianter eller derivater), som har modifikasjoner i forhold til naturlig humant erytropoietin, som for eksempel modifikasjoner i sekvensen som delesjoner og substitusjoner, eller forøvrig modifikasjoner i karbohydratsammensetnmgene. Slike erytropoietinprodukter kan fremstilles med forskjellige metoder. Slike fremstillingsmetoder for erytropoietinvarianter, derivater eller analoger som kan anvendes i overensstemmelse med oppfinnelsen er for eksempel beskrevet i patentsøknader WO 86/03520, WO 85/02610; WO 90/11354, WO 91/06667, WO 91/09955, WO 93/09222, WO 94/12650, WO 95/31560 og WO 95/05465, hvortil det henvises for detaljer.

I det etterfølgende er det gitt eksempler på anvendelsene i henhold til oppfinnelsen. Der er vist: Fig. 1 forekomst av erytropoietin i serum og i cerebrospinalfluidet etter et slaganfall,

og

fig. 2 størrelsen av lesjonen etter cerebral ischemi.

I fig. IA er gjennomsnittet av serumkonsentrasjonen for fire pasienter med slaganfall gitt, det vil si hvis perifere konsentrasjon av erytropoietin er målt over flere dager og hvor det ved omtrent 8 timer, omtrent 24 timer og igjen omtrent 48 timer etter slaganfallet ble gitt en dose på henholdsvis 35 000 IE humant rekombinant erytropoietin intravenøst (preparat "Neorecormon" fra Hoffman LaRoche AG). Man vil se at serumkonsentrasjonen når sitt maksimum innen de første få dager og at den deretter faller raskt.

I fig. IB er konsentrasjonen av EPO angitt for seks kontrollpasienter med ikke-ischemiske nevrologiske sykdommer ("nevrologiske sykdomskontroller") etter infusjon av erytropoietin, i to ubehandlede slagpasienter ("slagkontroller") uten infusjon av erytropoietin og også i fire slagpasienter ("EPO pasienter") etter infusjon av erytro poietin som i tilfellet av kontrollpasientene. Ved dette er der representert gjennomsnittet av EPO konsentrasjonen i cerebrospinalfluidet, som gjennomsnittlig ble bestemt 6,4 timer etter den første infusjon av 35 000 IE humant rekombinant erytropoietin (preparat "Neorecormon" fra Hoffman LaRoche AG). De fire slagpasienter ("EPO pasienter") er de samme pasienter som i fig. IA.

Under hensyntagen til den logaritmiske skala som anvendes i illustrasjonen i fig. IB kan man direkte se at konsentrasjonen av erytropoietin i cerebrospinalfluidet i slagpasienter ("EPO pasienter") er omtrent 100 ganger høyere enn i kontrollpasienter behandlet på samme måte ("nevrologiske sykdomskontroller") eller også de ubehandlede slagpasienter ("slagkontroller").

Den foreliggende oppfinnelse bidrar med å anerkjenne at i tilfellet av en cerebral ischemi er blod-hjernebarneren permeabel for erytropoietin slik at, for å behandle en cerebral ischemi etter et slaganfall direkte etter skadehendelsen, kan erytropoietin passere perifert som et legemiddel inn i det skadede hjerneområdet og kan bli effektiv.

Fig. 2 viser omfanget av lesjonen etter et slaganfall hos en 73 år gammel pasient. Bildene ble produsert ved hjelp av magnetisk kjerneresonansspektroskopi ("diffusion weighted MRI").

Det ble foretatt intravenøs infusjon på pasienten omtrent 8 timer etter slaganfallet av 35 000 IE humant rekombinant erytropoietin (preparat "Neorecormon" fra Hoffman LaRoche AG). Omtrent 24 timer og 48 timer etter slaganfallet ble en ytterligere og like stor dose av erytropoietin gitt.

Fig. 2A viser tre snitt-bilder tatt fra undersiden under terapiforløpet igjennom pasientens hjerne omtrent 7 timer etter slaganfallet. Områdene som er skadet ved slaganfallet fremgår klart ved deres hvite farging.

I fig. 2B kan de skadede områder detekteres omtrent 3 dager etter slaganfallet, like-ledes ved deres hvitaktige farging (med et mørkt sentrum).

Fig. 2C viser de samme snitt-bilder etter 18 dager. Det fremgår klart at resultatet var en markert reduksjon i den primære lesjonen. Denne reduksjon i det ischemiske infarktområdet kan blant annet tilskrives behandling med erytropoietin.

Claims (6)

1. Anvendelse av erytropoietin for fremstilling av et legemiddel for perifer tilførsel for behandling av slaganfall hos mennesker.

2. Anvendelse som angitt i det foregående krav for fremstilling av et legemiddel for vaskulær tilførsel.

3. Anvendelse som angitt i det foregående krav for fremstilling av et legemiddel for intravenøs tilførsel.

4. Anvendelse som angitt i ett eller flere av kravene 1 til 3 i en dose på 5 000 IE til 100 000 IE pr. administrering og/eller pr. døgn.

5. Anvendelse som angitt i ett eller flere av kravene 1 til 4 i en dose på 35 000 IE pr. dose og/eller pr. døgn.

6. Anvendelse som angitt i ett eller flere av kravene 1 til 5 hvor et nativt eller rekombinant, humant eller animalsk erytropoietin eller en variant derav anvendes som erytropoietin.