NO338765B1 - Kombinasjon av metylxantinforbindelser og steroider for å behandle kroniske respirasjonssykdommer - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en metylxantinforbindelse og et steroid for anvendelse i behandlingen av en kronisk luftveissykdom valgt fra gruppen som består av kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS), cystisk fibrose, steroid resistent astma, alvorlig astma og pediatrisk astma i et menneske, samt en farmasøytisk sammensetning og et kitt omfattende samme. Administreringen av et metylxantin og et steroid i kombinasjon administrert via inhalering for lungeavlevering resulterer i en terapeutisk, synergistsk, betennelsesdempende respons i lungene.

Introduksjon

Teofyllin er et billig hvitt krystallinsk pulver som anvendes som et oralt middel for kroniske luftveissykdommer slik som astma og KOLS. Aminofyllin, eller teofyllinetylendiamin, er en kombinasjon av teofyllin og etylendiamin og har lignende egenskaper. Teofyllin er kjent for å ha bronkodilaterende virkning og en mild betennelsesdempende virkning, delvis på grunn av sin aktivitet som en svak ikke-selektiv fosfodiesterase- (PDE) inhibitor. Medikamentet har hittil værtkarakterisert vedlav terapeutisk indeks, og toksisiteten til middelet, markert ved gastrointestinal uro, tremor, hjertearytmier, og andre komplikasjoner, er vanlig i klinisk praksis. Andre medikamenter for kroniske luftveissykdommer, slik som inhalerte beta-agonister og inhalerte steroider, blir ofte foreskrevet i stedet for teofyllin for å unngå middelets bivirkninger. Frem til i dag har der imidlertid vært begrensede undersøkelser av det terapeutiske potensialet til inhalert teofyllin i behandlingen av kroniske luftveissykdommer slik som KOLS og astma.

Selv om teofyllin har vært i klinisk anvendelse i mange år, forblir dets molekylære virkningsmekanisme og -sted usikker. Flere molekylære virkningsmekanismer har blitt foreslått, inkludert den følgende.

Teofyllin er en svak og ikke-selektiv inhibitor av fosfodiesteraser, som bryter ned sykliske nukleotider i cellen, og fører derved til en økning i intracellulære sykliske AMP- og GMP-konsentrasjoner. Teofyllin beroliger luftveienes glatte muskulatur ved inhibering av PDE-aktivitet (PDE3, PDE4 og PDE5), men relativt høye konsentrasjoner trengs for maksimal beroligelse (Rabe, et al. Eur Respir J 1999, 8: 637-42). Graden av PDE-inhibering er veldig liten ved teofyllin-konsentrasjoner som er terapeutisk relevante. Det finnes ingen bevis for at teofyllin har noen selektivitet for et bestemt isoenzym, slik som, for eksempel, PDE4B, predominant PDE-isoenzym i betennelsesceller som medierer betennelsesdempende virkninger i luftveiene.

Teofyllin øker interleukin-10-frigiving som har et bredt spekter av betennelsesdempende virkninger. Denne virkningen kan bli mediert via PDE-inhibering, selv om dette ikke har vært sett ved doser som er effektive for astma (Oliver, et al. Allergy 2001, 56: 1087-90).

Teofyllin hindrer translokasjon av pro-betennelses-transkripsjonsfaktoren nukleær faktor-KB (NF-kB) inn i kjernen, og reduserer dermed potensielt ekspresjonen av betennelsesgener i astma og KOLS (Tomita, et al. Arch Pharmacol 1999, 359: 249-55). Disse virkningene er sett ved høye konsentrasjoner og kan også bli mediert ved inhibering av PDE. Det er derfor sannsynlig at PDE-inhibering ikke er en virkningsmekanisme for teofyllin når den administreres i lave orale doser (<10mg/l).

Teofyllin er også en potent inhibitor overfor adenosinreseptorer ved terapeutiske konsentrasjoner, med antagonisme av Ar og A2-reseptorer, selv om den er mindre effektiv mot A3-reseptorer (Pauwels & Joos, Arch Int Pharmacodyn Ther 1995, 329: 151-60). Det er rapportert at monoterapi med inhalert teofyllin kan motvirke bronkokonstriktoraktiviteten av inhalert adenosin i astmaterapi (Cushley et al, Am Rev Resp Disease 1984, 129, 380-4). I tillegg er det vist at inhalert teofyllin (gitt som aminofyllin) virker som bronkodilatator i astmapasienter (Kokubu H. Arerugi. 1995, 44(12): 1379-86).

Dessuten har det nylig vist seg at teofyllin å aktiverer histondeacetylase (HDAC). Acetylering av histonproteiner forbindes med aktivering av genfunksjon, og det antas at pro-betennelses-transkripsjonsfaktorer som aktiverer betennelsesgener også forårsaker en økning i histon acetyltransferaseaktivitet. Ved å øke HDAC-aktiviteten og deretter deacetylere histonproteiner, antas teofyllin å undertrykke ekspresjon av betennelsesgener (se Barnes PJ, Am J Respir Crit Care Med, 2003, 167:813-818). Teofyllin antas å påvirke en nøkkelregulerende kinase eller fostfataseenzym i den molekylære banen som resulterer i øket HDAC-aktivitet selv om dette enda må klargjøres.

Minimal, men signifikant, betennelsesdempende aktivitet i lungene er vist ved oral teofyllin monoterapi i KOLS-pasienter ved å anvende doser med teofyllin som gir plasmanivåer £10 mg/l, men >5 mg/l (Culpitt et al. Am.J.Respir.Crit Care Med, 2002, 165(10): 1371-1376, Kobayashi et al., Respirology 2004, 9:249-254).

Glukokortikoid-medikamenter (steroider) har blitt den foretrukne terapiformen ved astma og er mye brukt i behandling av KOLS, vanligvis i inhalert form. Inhalerte steroider administreres vanligvis én eller to ganger daglig i en bestemt dose avhengig av egenskapene til steroidet som administreres. For eksempel administreres budesonid typisk i doser på 200^g, 400 \ ig eller 800^g én eller to ganger daglig. Flutikason administreres typisk i doser på 50 \ ig, 100 \ vg, 250^g eller 500^g én eller to ganger daglig. Ciclesonid administreres typisk i doser på 80^g, 160^g eller 320^g én eller to ganger daglig. Den absolutte dosen avlevert i lungene avhenger av mange faktorer (inkludert egenskapene til steroidet som anvendes, egenskaper ved inhaleringsanordningen, inhaleringsformuleringen, pasientegenskaper og inhaleringsteknikk), men er normalt signifikant mindre enn den totalt administrerte dosen.

Selv om inhalerte steroider er effektive for mesteparten av astmapasientene, er imidlertid bruken deres overfor KOLS omstridt grunnet deres manglende dokumenterte betennelsesdempende virkning i oppspyttprøver (Keatings et al. Am.J Respir. Crit Care Med, 1997, 155(2):542-8, Culpitt et al. Am. J Respir. Crit Care Med. 1999, 160, 5(1): 1635-1639, Loppowef al. Respir.Med. 2001, 95(2): 115-121) og deres tilsynelatende manglende påvirkning på sykdomsprogresjon (Burge, et al (2000). BMJ 320: 1297-1303). Andre studier som undersøker oppspytt foreslår at lengre behandlingsperioder spesielt med høy dose inhalerte steroider har målbare, men minimale betennelsesdempende effekt i lungene hos noen pasienter (Confalonieri et al. Thorax, 1998, 53(7): 583-585, Mirici et al. Clinical Drug Investigation. 2001, 21:835-842, Yildiz et al. Respiration. 2000, 67:71-76).

Måling av betennelsesdempende aktivitet ved å undersøke biopsier fra bronkier i stedet for oppspytt fra KOLS-pasienter har imidlertid også vært skuffende. I motsetning til det som er vist hos astmapasienter, Hattatowa et al. (Am. J Respir. Crit Care Med. 2002, 165:1592-1596), ble det ikke registrert signifikante reduksjoner i de viktige betennelsescellene for KOLS etter 3 måneders behandling med et inhalert steroid (500^g flutikason administrert to ganger daglig). På tross av minimal samlet betennelsesdempende aktivitet i lungene, reduserer ICS ofte forverringsfrekvensen i KOLS-pasienter med 20-30%.

Det er sannsynlig at å forbedre denne minimale betennelsesdempende aktiviteten i lungene for inhalerte steroider ville tilveiebringe en stor fordel for KOLS-pasienter resulterende i forbedret helsetilstand, forbedret lungefunksjon, forbedring i måling av kortpustethet og videre redusert forverringsfrekvens.

Astmapasienter som ikke responderer på lave doser av steroidene får administrert en høyere dose, i tilfellet budesonid opp til 1600^g daglig. Evans et al., (2004) NEJM 337:1412, antyder at høye doser av inhalerte steroider kan erstattes av administrasjon av en normal glukokortikoiddose sammen med en lav dose oral teofyllin til bruk for astma. Pasienter fikk to ganger daglig administrert 400^g budesoid (standarddosen) sammen med 250 eller 375 mg teofyllin, eller 800^g budesoid pluss placebo. Plasmakonsentrasjonene av teofyllin som ble oppnådd i dette studiet gikk fra 2,5 til 17,1 mg/l med en medianverdi på

8,7mg/l. Virkningene av disse to behandlingsparadigmene antydet tilsvarende at teofyllin har dosebesparende virkning når det ble gitt med et steroid. Ved dosene som ble anvendt, pådro imidlertid pasientene seg medikamentbivirkninger, inkludert gastrointestinalt ubehag, palpita-sjoner, sår hals og andre bivirkninger forbundet med steroider og/eller teofyllinbehandling.

Forfatterne fastslo ingen effekter av medikamentkombinasjonen overfor betennelse. Lignende studier som undersøker potensiell dosebesparing av inhalerte steroider med oral teofyllin er ikke gjennomført for KOLS-pasienter.

Cazzola et al, (2004) Pulm Pharm Ther 17:141-145 sammenlignet kombinasjonen av bronkodilatatoren salmeterol og steroidet flutikason med kombinasjonen av oral teofyllin og inhalert flutikason (500^g to ganger daglig) i KOLS-pasienter over en periode på 4 måneder. Den orale teofyllindosen ble titrert for å oppnå plasmakonsentrasjoner på 10-20 mg/l fordi disse plasmanivåene er nødvendige for klinisk effektivitet når det gjelder bronkodilatering. Betennelsestilstanden til disse pasientene ble ikke undersøkt ved noen av terapiene.

US20030134865 vedrører en screeningmetode for å identifisere medikamentlignende forbindelser for behandling av astma eller andre betennelsessykdommer. Den omfatter et xantin eller lignende forbindelse for å modulere aktiviteten eller ekspresjonen av HDAC. Oppfinnelsen beskriver steroidenes rolle i undertrykking av betennelsesgener. Den forutsier at teofyllin bør forsterke glukokortikoid-virkninger ved å la glukokortikoider rekruttere HDAC med økt aktivitet. Teofyllin anvendes i synergistisk effekt med steroidene dexametason og budesonid i å forsterke celle-HDAC-aktivitet og undertrykke betennelsesgener in vitro.

US patentskrift 6.025.360 vedrører anvendelsen av teofyllin som tilleggsterapi eller for helt eller delvis å erstatte behandling med kortikosteroider for kronisk, profylaktisk, betennelsesdempende behandling ved astma for å gi et gjennomsnittelig stabilt plasmanivå på 1

til mindre enn 5 mg/l. Plasmanivåene oppnås ved å formulere teofyllin administrert via oral veg i en doseform for dosering på 50 til 600 mg/dag.

Barnes (Am J Respir Crit Care Med, 2003, 167:813-818) omtaler anvendelsen av teofyllin og steroider i kombinasjon for KOLS og foreslår at kombinasjonen kan ha synergistisk effekt i å redusere betennelse. Intet doseregime er imidlertid gitt, ei heller er anvendelsen med å administrere teofyllin ved inhalering omtalt.

For tydelighets skyld presenterer Tabell 1 en oppsummering av kjent teknikk med hensyn på orale doser av administrerte metylxantiner og korresponderende teofyllinplasmanivåer målt i pasienter.

For klarhets skyld presenterer Tabell 2 en oppsummering av de begrensede data i kjent teknikk med hensyn på inhalerte doser av administrerte metylxantiner og korresponderende teofyllinplasmanivåer målt i astma-pasienter.

WO 2006/013359 beskriver anvendelse av en metylxantinforbindelse og et steroid i en synergistisk kombinasjon for behandling av en respiratorisk sykdom.

Rivington et al. (American Journal of Rspiratory and Critical Care Medicine, 1995, 151, 325-332) beskriver et klinisk stadium som tilsatte teofyllin, albutamol eller begge midler til høye doer av inhalerte steroider. Kombinasjonsterapi ble sammenlignet med terapi med høy dose av inhalerte steroider alene (placebogruppe).

Evans et al. (New England Journal of Medicine, 1997, 337, 1412-1418) beskriver en klinisk sammenligning i astmapasienter av høy dose av inhalert budesonid alene (800 ug) med en lavere dose av inhalert budesonid (400 ug) sammen med behandling med oral teofyllin (250-375 mg).

EP 0421587 beskriver en fremgangsmåte for behandling og/eller profylakse av sykdommer assosiert med et økt antall eosinofiler og allergiske forstyrrelser assosiert med atopi, omfattende administrering av xantinderivater.

Lim et al. (Americal Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 1998, 157. A415) undersøkte effekten av (a) lav dose inhalerte steroider alene (200 ug av beklometason dipropionat), (b) lav dose beklometason dipropionat (200 ug) og lav dose teofyllin (400 mg) og (c) høy dose beklometason dipropionat alene (500 ug).

Ukenda et al. (European Respiratory Journal, 1997, 10, 2754-2760) beskriver et studium som sammenligner behandling av astmapasienter med beklometason dipropionat (200 ug to ganger daglig) pluss teofyllin (250 mg to ganger daglig) med beklometason dipropionat alene (400 ug to ganter per dag).

Det er dermed et medisinsk behov for et terapeutisk regime for KOLS som tilveiebringer effektiv betennelsesdempende aktivitet og unngår bivirkninger forbundet med eksisterende behandlingsformer. Kombinasjonen av inhalert teofyllin med et inhalert steroid i fremstil-lingen av et medikament er omfattet i vår samtidige internasjonale patentsøknad PCT/GB05/003039, men er ikke beskrevet i publisert litteratur. Et slikt medikament tilveiebringer en kombinasjonsterapi for KOLS og andre kroniske luftveissykdommer som kan forbedre den betennelsesdempende aktiviteten i lungene for det inhalerte steroidet. Denne inhalerte kombinasjonen produserer minimal systemisk eksponering for metylxantin (plasmanivå < 1mg/l) og resulterer derfor i en attraktiv bivirkningsprofil sammenlignet med kronisk oral administrering.

Kort beskrivelse av oppfinnelsen

De foreliggende oppfinnerne har funnet ut at steroider administrert sammen med metylxantinforbindelser ved inhalering i doser som alene ikke er effektive i behandling av betennelser indusert av tobakksrøyk (TR) i en dyremodell for KOLS, har en synergistisk effekt og klarer markert å redusere betennelse i nevnte modeller, for eksempel med 44% eller mer i testene beskrevet nedenfor. TR-eksponering er utbredt akseptert som hovedårsaken til KOLS hos mennesker.

I et første aspekt er det derfor tilveiebrakt en metylxantinforbindelse og et steroid for anvendelse i behandlingen av en kronisk luftveissykdom valgt fra gruppen som består av kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS), cystisk fibrose, steroid resistent astma, alvorlig astma og pediatrisk astma i et menneske, hvor blandingen administreres ved inhalering for avlevering i lungene, og metylxantinforbindelsen administreres i en dose mellom 0,1 og 25 mg/dag.

Det inhalerte steroidet administreres fordelaktig i en dose som, isolert sett, ikke er effektiv i å redusere betennelsen forbundet med nevnte luftveissykdom. Det inhalerte steroidet kan også administreres i en dose som, isolert sett, har minimal effektivitet med hensyn på forbedringer i lungefunksjon og betennelse i behandling av nevnte luftveissykdom.

Oppfinnelsen vedrører også anvendelsen av den inhalerte blandingen hvor det inhalerte steroidet administreres i en lavere dose enn det som, isolert sett, har signifikant effektivitet med hensyn på forbedringer i lungefunksjon og betennelse i behandling av nevnte luftveissykdom (steroidsparing).

Å forbedre denne minimale betennelsesdempende aktiviteten i lungene til inhalerte steroider (slik som budesonid, flutikason eller ciclesonid) ved å anvende et inhalert metylxantin (slik som teofyllin) i kombinasjon tilveiebringer en stor fordel for pasienter som lider av kroniske luftveissykdommer slik som KOLS ved å resultere i forbedret helsetilstand, forbedret lungefunksjon, forbedring i måling av kortpustethet og videre redusert forverringsfrekvens.

Oppfinnelsen omfatter en synergistisk aktivitet mellom en metylxantinforbindelse og steroidmedikamenter som resulterer i en ekstremt høy betennelsesdempende aktivitet. Denne synergien oppnås ved å anvende medikamentdoser som var ineffektive da de ble administrert alene. Effekten er ikke additiv, men synergistisk, i det at to medikamenter som har liten eller ingen effekt kan administreres samtidig for å oppnå i høyeste grad signifikant inhibering av betennelsesresponsen.

En metylxantinforbindelse, som anvendt heri, henviser til teofyllin og farmakologisk ekvivalente forbindelser og salter, inkludert aminofyllin og okstrifyllin. Slike forbindelser er metylxantiner som inkluderer kaffein, acepifyllin, bamifyllin, bufyllin, kafaminol, kafedrin, diprofyllin, dihydroksypropylteophyllin, doxofyllin, enprofyllin, etamifyllin, etofyllin, proksyfyllin, suxamidofyllin, teobromin, furafyllin, 7-propyl-teofyllindopamin, pentoksifylline, reproterol, denbufyllin, IBMX, arofyllin, cipamfyllin, HWA448, SDZ MKS 492, BB-1502 og lignende.

Steroidmedikamenter inkluderer glukokortikoider, kortikosteroider og mineralkortikoider slik som deksametason og budesonid, beklometason, beklometason dipropionat, flunisolid, flutikason, ciclesonid, mometason, hydrokortison, prednison, prednisolon, metyl prednisolon, naflokort, deflazacort, halopredon acetat, fluocinolone acetonid, fluocinonid, klokortolon, tipredan, prednikarbat, alklometason dipropionat, halometason, rimexolon, deprodon propionat, triamcinolon, betametason, fludrokortison, desoksykortikosteron, rofleponid, etiprendnol dicloacetat og lignende. Steroidmedikamenter kan i tillegg inkludere steroider under klinisk eller pre-klinisk utvikling for luftveissykdommer slik som GW-685698, GW-799943, NCX-1010, NCX-1020, NO-deksametason, PL-2146, NS-126 (tidligere ST-126) og forbindelser referert til i de internasjonale patentsøknadene WO0212265, WO0212266, WO02100879, WO03062259, WO03048181 og WO03042229. Steroidmedikamenter kan i tillegg inkludere neste generasjons molekyler under utvikling, med reduserte bivirkningsprofiler, slik som selektive glukokortikoidreseptoragonister (SEGRA), inkludert ZK-216348 og forbindelser referert til i de internasjonale patentsøknadene WO-00032585, WO-000210143, WO-2005034939, WO-2005003098, WO-2005035518 og WO-2005035502.

Det foretrukne metylxantinet er teofyllin.

Det foretrukne steroidet er budesonid, flutikason eller ciclesonid.

Ifølge oppfinnelsen, kan steroidet administreres i en standarddose, eller i en dose som ville ha en minimal virkning hvis den ble administrert uavhengig av metylxantinforbindelsen til et individ.

Steroidet er med fordel ineffektivt i å redusere betennelse overfor nevnte luftveissykdom ved doseringen som anvendes. Enkelte luftveissykdommer, inkludert KOLS, er resistente overfor steroidbehandling, og steroidmedikamenter er minimalt effektive for å redusere lungebetennelse. Sammen med et metylxantin slik som teofyllin observeres imidlertid en betennelsesdempende effekt i lungene.

Administrering skjer ved inhalering forutsatt at det passer for pasienten å motta måldosene sine av en inhalert metylxantinforbindelse og inhalert steroid, med eller uten et langtidsvirkende bronkodilatatormedikament, fra en enkelt anordning. Det langtidsvirkende bronkodilatatormedikamentet er typisk enten en langtidsvirkende B-agonist, slik som salmeterol eller formoterol, eller et langtidsvirkende antimuskarin, slik som tiotropium. Administrering av steroidet kan også være via oral veg med metylxantinforbindelsen gitt ved inhalering.

Kombinasjonene i oppfinnelsen kan eventuelt omfatte én eller flere ytterligere aktive substanser som er kjent for å være nyttige i behandlingen av sykdommer i luftveiene slik som PDE4-inhibitorer, PDE5-inhibitorer, PDE7-inhibitorer, leukotrien D4-inhibitorer, leukotrien B4-inhibitorer, inhibitorer av egfr-kinase, p38 MAP kinase-inhibitorer, NF-KB-bane-inhibitorer slik som kK-inhibitorer, A2A adenosinreseptoragonister, TNFa-signallerings-inhibitorer (slik som ligandbindende midler, reseptorantagonister), interleukin-1-signallerings-inhibitorer, CRTH2-reseptorantagonister, proteaseinhibitorer (slik som neutrofile elastase-inhibitorer, MMP-inhibitorer, catepsin-inhibitorer), IL-8-signalleringsmolekyler, CXCR1-inhibitorer, CXCR2-inhibitorer, iNOS-modulatorer, PPAR-agonister, anti-oksidanter (inkludert N-acetylcystein og superoksid dismutase-hermere) og/eller NK-1-reseptorantagonister.

Ifølge et annet aspekt vedrører oppfinnelsen en farmasøytisk sammensetning omfattende en metylxantinforbindelse og et steroid i behandlingen av en kronisk luftveissykdom valgt fra gruppen som består av kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS), cystisk fibrose, steroidresistent astma, alvorlig astma og pediatrisk astma, hvor sammensetningen er tilpasset for administrering ved inhalering for avlevering i lungene og hvor metylxantinforbindelsen administreres i en dose på 0,1 til 25 mg/dag.

Dessuten vedrører oppfinnelsen en metylxantinforbindelse og et steroid for samtidig, samtidig separat eller sekvensiell anvendelse i behandlingen av en kronisk luftveissykdom valgt fra gruppen som består av kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS), cystisk fibrose, steroidresistent astma, alvorlig astma og pediatrisk astma, hvor sammensetningen er tilpasset for administrering ved inhalering for avlevering i lungene og hvor metylxantinforbindelsen administreres i en dose på 0,1 til 25 mg/dag.

Metylxantinforbindelsen er foretrukket tilveiebrakt i en mengde fra 0,1 til 25 mg, eller fra 0,05 til 13 mg, eller fra 0,033 til 9 mg per enhetsdose av blandingen, der nevnte enhetsdoser henholdsvis korresponderer til én gang daglig, to ganger daglig eller tre ganger daglig per dag med behandling. Den daglige dosen er foretrukket mellom 1 og 24 mg, 23 mg, 22 mg, 21 mg eller 20 mg. For eksempel kan den daglige dosen være 5, 10, 15, 16, 17, 18, eller 19 mg. Enhetsdoseringene kan beregnes for én, to eller tre ganger daglig anvendelse.

Den foretrukne metylxantinforbindelsen er teofyllin. Fortrinnsvis administreres teofyllin i en dosering som beskrevet ovenfor.

Andre metylxantiner enn teofyllin kan administreres i doseringene ovenfor eller i doseringer som kan tilpasses ut fra det ovennevnte av fagkyndige på området.

Steroidet kan generelt sett tilveiebringes i doseringer fra omkring 40 ug til 1600 ug, enten i en enkelt daglig dose eller i multiple enhetsdoser som til sammen summeres opp til den nevnte dosen. For eksempel kan steroidet tilveiebringes i en daglig dose på 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 750, 800, 900 eller 1000 ug.

Fortrinnsvis er steroidet budesonid og tilveiebringes i en mengde fra 200 ug til 1600 ug, eller fra 100 ug til 800 ug, eller fra 65 ug til 525 ug per enhetsdose av blandingen, der nevnte enhetsdoser henholdsvis korresponderer til én gang daglig, to ganger daglig eller tre ganger daglig per dag med behandling. Den daglige dosen er foretrukket mellom 200 ug og 1600, 1500, 1400, 1300, 1200, 1100 eller 1000 ug; for eksempel er den daglige dosen 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850 eller 900 ug. Enhetsdoseringene kan beregnes for én, to eller tre ganger daglig anvendelse.

I en videre utførelsesform er steroidet flutikason og tilveiebringes i en mengde fra 44 ug til 1000 ug, eller fra 22 ug til 500 ug, eller fra 15 ug til 335 ug per enhetsdose av blandingen, der nevnte enhetsdoser henholdsvis korresponderer til én gang daglig, to ganger daglig eller tre ganger daglig per dag med behandling. Den daglige dosen er foretrukket mellom 44 ug og 900, 880, 800, 700, 660, 600 eller 500 ug; for eksempel kan den daglige dosen være 50, 60, 88, 100, 110, 125, 150, 200, 220, 250, 300, 350, 375, 400, 440 eller 450 ug. Enhetsdoseringene kan beregnes for én, to eller tre ganger daglig anvendelse.

Dessuten kan steroidet være ciclesonid og tilveiebringes i en mengde fra 40 ug til 500 ug,

eller fra 20 ug til 250 ug, eller fra 17 ug til 170 ug per enhetsdose av blandingen, der nevnte enhetsdoser henholdsvis korresponderer til én gang daglig, to ganger daglig eller tre ganger daglig per dag med behandling. Den daglige dosen er foretrukket mellom 40 ug og 480, 450, 400, 350, 320 eller 300 ug; for eksempel er dosen 80, 100, 120, 150, 160, 200 eller 250 ug. Enhetsdoseringene kan beregnes for én, to eller tre ganger daglig anvendelse.

Slike enhetsdoseringer kan pakkes for å tilveiebringe et kit for behandlingen av nevnte sykdom i luftveiene, omfattende en metylxantinforbindelse og et steroid i enhetsdoseringsform, hvor blandingen administreres ved inhalering for avlevering i lungene. For eksempel kan et kitt i følge oppfinnelsen omfatte metylxantinforbindelsen og steroidet i en sammenblanding, i riktig forhold, for samtidig administrering. Alternativt kan forbindelsene tilveiebringes som separate blandinger for samtidig separat eller sekvensiell administrering.

Ifølge en spesielt foretrukket utførelse tilveiebringes metylxantinforbindelsen og steroidet i form av en inhalator for administrering ved inhalering. Inhalatoren kan være en enkelt-beholder-inhalator, med forbindelsene tilveiebrakt i en sammenblanding, eller i en dobbelt-beholder-inhalator hvor forbindelsene tilveiebringes separat, men administreres sammen.

Et slikt kitt kan, for eksempel, omfatte instruksjoner for anvendelse som anviser brukeren til å administrere medikamentene hovedsakelig samtidig, slik at de er tilstede i pasientens kropp, spesielt lungene, på samme tid.

I kittene eller enhetsdoseringene i følge oppfinnelsen, er steroidet foretrukket tilstede i en dose som utilstrekkelig til å være effektiv i behandlingen av nevnte sykdom i luftveiene hvis den administreres uavhengig.

Det er viktig at plasmanivåene oppnådd med de anvendte dosene fra en metylxantinforbindelse slik som teofyllin (totalt administrert daglig dose 0,1-25 mg) faller under dem som fortiden betraktes å være nødvendige for klinisk effektivitet (10-20mg/l) (Cazzola et al, Pulmonary Pharmacology & Therapeutics, 2004, 17, 141-145) og under dem som anvendes for å utvise betennelsesdempende aktivitet (5 mg/L) (Culpitt et al. Am.J.Respir.Crit Care Med, 2002, 165(10): 1371-1376, Kobayashi et al., Respirology, 2004, 9:249-254). Den nevnte nominelle dosen som leveres kan overstige dette tallet avhengig av anordningens karakteristikk og den anvendte formuleringen; oppfinnelsen vedrører imidlertid at en effektiv dose som resulterer i plasmanivå mellom 1 pg/l og 1mg/l metylxantin bestemt 1 time etter administrering er effektiv i å behandle luftveislidelser når administrert ved inhalering for avlevering i lungene i kombinasjon med et steroidmedikament.

Plasmanivået av metylxantinforbindelse, oppnådd som beskrevet ovenfor, er foretrukket mellom 1ug og 1mg, fortrinnsvis 100ug/l-1mg/l, 250ug/l-1mg/l, 500ug/l-1mg/l eller 750ug/l-1mg/l. Det er fortrinnsvis 950ug/l eller lavere, 900ug/l eller lavere, 850ug/l eller lavere eller 800ug/l eller lavere.

I de foregående aspektene av oppfinnelsen, er doseringen av steroidet som ikke utviser noen åpenbar farmakologisk virkning i dyremodellen for KOLS, fortrinnsvis under 0,5 mg/kg, foretrukket mellom 0,1 og 0,4 mg/kg, mest foretrukket mellom 0,1 og 0,3 mg/kg. Fortrinnsvis er steroiddosen 0,1 mg/kg eller mindre.

Det er dessuten tilveiebrakt en anvendelse for behandling av en kronisk luftveissykdom valgt fra gruppen som består av kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS), cystisk fibrose, steroidresistent astma, alvorlig astma og pediatrisk astma, omfattende å administrere, til et menneskelig pasient med behov derav, en blanding i følge de foregående aspektene av oppfinnelsen.

Effektiviteten av behandlingen kan måles, i samsvar med oppfinnelsen, ved enhver teknikk som kan måle betennelse. I en foretrukket utførelsesform, blir behandlingen av luftveis-sykdommen målt ved å telle celler funnet ved bronkoalveolær skylling (BAL). Betennelse kan også måles i spytt eller ved bronkoepitel-biopsier (Rutgers et al. Eur Respir J. 2000, 15(1): 109-15). Ikke-invasiv måling av lungebetennelse kan også måles ved å anvende positronemisjonstomografi og<18>F-fluorodeoksyglukose-opptak (Jones et al. Eur Respir J, 2003, 21: 567-573).

Lungecellene velges fortrinnsvis fra gruppen omfattende makrofager, neutrofiler, og lymfocytter.

Oppfinnelsen er i stand til å vesentlig redusere betennelse i luftveissykdommer. Fortrinnsvis er celletellingen redusert med 40% eller mer ved administrering av en metylxantinforbindelse og et steroid, foretrukket 44%, 50%, 60% eller mer.

På samme tid kan de individuelle dosene av en metylxantinforbindelse og steroidet fortrinnsvis redusere celletallene totalt sett, når lagt sammen, med 31% eller mindre, foretrukket 30% eller mindre, og ideelt med 20% eller mindre. Der den synergistiske reduksjonen av celletellingen ved administrering av en metylxantinforbindelse og et steroid er 40% eller mer, fortrinnsvis 44% og foretrukket 50% eller mer, er den additive virkningen av de individuelle midlene foretrukket 31% eller mindre, fortrinnsvis 20% eller mindre.

Kort beskrivelse av figurene

Figur 1 Virkning av teofyllin, deksametason eller kombinasjonen av dem, administrert oralt eller intranasalt, på totalt celletall funnet i BAL 241 etter siste eksponering. Figur 2 Plasmanivå av teofyllin 1 t etter administrering når administrert i kombinasjon med deksametason ved enten oral eller intranasal rute i TR-eksponerte mus. Figur 3 Virkning av teofyllin, deksametason eller kombinasjonen av dem, administrert oralt eller intranasalt, på makrofagtall funnet i BAL 241 etter siste eksponering. Figur 4 Virkning av teofyllin, deksametason eller kombinasjonen av dem, administrert

oralt eller intranasalt, på neutrofiltall funnet i BAL 24 t etter siste eksponering.

Figur 5 Virkning av teofyllin, deksametason eller kombinasjonen av dem, administrert

oralt eller intranasalt, på lymfocyttall funnet i BAL 24 t etter siste eksponering.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelsen anvender standardteknikker i farmakologi og biokjemi, som beskrevet mer detaljert nedenfor. I sammenheng med oppfinnelsen har enkelte uttrykk bestemte betydninger, som følger.

Oppfinnelsen beskriver administreringen av teofyllin og steroidmedikamenter i kombinasjon, og står i kontrast til den kombinerte administreringen med individuell administrering av nevnte medikamenter isolert sett. "Isolert sett" henviser således til administreringen av teofyllin uten et steroid, eller vice versa, uavhengig av om steroidet er administrert før, sammen med eller etter teofyllin. Hensikten er å skille mellom teofyllin og steroidet som administreres slik at de kan utvise sine farmakologiske aktiviteter i målorganismen samtidig eller separat.

"Kombinert anvendelse" eller "kombinasjon" skal innenfor betydningen av foreliggende oppfinnelse forstås å bety at de individuelle komponentene kan administreres samtidig (i form av et kombinasjonspreparat), separat men hovedsakelig samtidig (for eksempel i separate doser) eller sekvensielt (direkte påfølgende eller etter et passende tidsintervall, forutsatt at begge midlene er aktive i individet på samme tid).

"Effektiv", i sammenheng med behandling av betennelsestilstander og/eller luftveissykdom, henviser til å oppnå en respons i en måling som måler betennelse i luftveissykdom. Den foretrukne målingen er bronkoalveolær skylling (BAL) etterfulgt av celletelling, hvor tilstede-værelse av celler indikerer betennelse i lungen. I humane pasienter er BAL, indusert spytt og bronkobiopsi foretrukne metoder for å måle betennelse. Betennelse kan induseres ved enhver ønsket metode, slik som inhalering av tobakksrøyk, administrering av irritanter slik som LPS og lignende. Inhalering av tobakksrøyk er foretrukket siden, som tidligere vist i UK-patentsøknad 0417481.9, anvendelsen av LPS ikke pålitelig reproduserer en betennelsesrespons som er steroidresistent som man ser i KOLS. I sammenhengen med BAL/celle-tellingsmålingen omfatter "effektiv" fortrinnsvis en reduksjon i celletallene med 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 60%, 65%, 70% eller mer sammenlignet med en kontroll der middelet ikke administreres.

"Ikke effektiv" betyr, i den samme målingen, et mye lavere responsnivå. Fortrinnsvis betyr, i BAL/celle-tellingsmålingen, "ikke effektiv" at reduksjonen i celletall er 30% eller lavere, foretrukket 28%, 27%, 26%, 25%, 24%, 23%, 22% eller 21% eller lavere, og fortrinnsvis 20% eller lavere. I noen tilfeller kan "ikke effektiv" omfatte en økning i betennelse, sett for eksempel som en økning i celletall.

"Synergistisk" betyr at effektiviteten til to midler er mer enn det som ville være forventet ved å summere deres respektive individuelle effektivitet i en gitt måling. For eksempel, hvis teofyllin og et steroid reduserer celletallene i BAL-målingen med henholdsvis 10% og 20% når de administreres isolert sett, vil en synergistisk respons ses hvis reduksjonen i celletallene er over 30%, foretrukket over 35%, 40%, 50% eller mer, ved en kombinert administrasjon av de samme midlene ved samme dose.

"Administrert" refererer til administrasjonen av hele dosen av middelet, slik som i en bolus-dose, til målindividet. I sammenhengen til den foreliggende oppfinnelsen er dosering

fortrinnsvis uttrykt i oppnådde plasmanivåer (<5mg/l; 6-9mg/l; 10-20mg/l) med plasmanivåer foretrukket mindre enn 5mg/l, og mest foretrukket mindre enn 1mg/l.

En "dose" er en mengde middel administrert som beskrevet over.

"EnhetsdoseMorm er et preparat av en farmasøytisk blanding i én eller flere pakkede mengder, der hver inneholder en enkeltdose i samsvar med oppfinnelsen.

Metylxantiner og steroider

Teofyllin og aminofyllin

Teofyllin har strukturen vist under:

og er kommersielt tilgjengelig under en rekke merkenavn inkludert Accurbron, Aerobin, Aerolate, Afonilum, Aquaphyllin, Armophylline, Asmalix, Austyn, Bilordyl, Bronchoretard, Bronkodyl, Cetraphylline, ConstantT, Duraphyllin, Diffumal, Elixomin, Elixophyllin, Etheophyl, Euphyllin, Euphylong, LaBID, Lanophyllin, Lasma, Nuelin, Physpan, Pro-Vent, PulmiDur, Pulmo-Timelets, Quibron, Respid, Slo-Bid, Slo-Phyllin, Solosin, Sustaire, Talotren, Teosona, Theobid, Theoclear, Theochron, Theo-Dur, Theolair, Theon, Theophyl, Theograd, Theo-Sav, Theospan, Theostat, Theovent, T-Phyl, Unifyl, Uniphyl, Uniphyllin og Xanthium. Det kjemiske navnet til teofyllin er 3,7-dihydro-1,3-dimetyl-1 H-purin-2,6-dion eller 1,3-dimethylxantin, og dets generelle kjemiske formel er C7H8N402.

Aminofyllin

Et teofyllinderivat som er synonymt med teofyllin etylendiamin. Aminofyllin er et derivat av teofyllin; begge er metylxantiner og utledet fra xantiner. Medikamentet aminofyllin skiller seg noe i sin struktur fra teofyllin i det at det inneholder etylendiamin i tillegg til flere vannmolekyler. Aminofyllin har en tendens til å være mindre effektivt og mer kortvirkende enn teofyllin. Dets struktur er vist under:

Siden en betydelig del av den inhalerte dosen kan svelges er det viktig å merke seg at teofyllin absorberes godt i fordøyelsessystemet med opp til 90-100 prosent biotilgjengelighet. Toppnivåer oppnås innen 1-2 timer etter inntak, men sinkes av nærvær av mat. Teofyllin er ca 60 prosent plasmaproteinbundet og har et gjennomsnittelig distribusjonsvolum på 0,5l/kg. Plasmaproteinbinding reduseres hos barn og pasienter med skrumplever. Gjennomsnittelig plasmahalveringstid for teofyllin er omtrent 8 timer hos voksne selv om der er stor intra- og interindividuell variasjon, og varierer også mye med alder siden den er ca 30 timer hos premature nyfødte, 12 timer i løpet av de første 6 månedene, 5 timer opp til første leveår og ca 3,5 timer opp til 20 års alder og avtar gradvis igjen deretter.

Teofyllin metaboliseres hovedsakelig i leveren ved demetylering eller oksidering ved hjelp av cytokrom-P450-systemet. Bare små mengder skilles uendret ut av nyrene, og doseringsjusteringer ved nyresvikt er unødvendig. Forsiktighet må imidlertid utvises når det anvendes andre medikamenter som også metaboliseres av cytokromsystemet der doseringsjusteringer må gjøres sammen med måling av plasmanivåer. Mange medikamenter kan innvirke på metabolismen av teofyllin. Spesiell forsiktighet må tas med enkelte antibiotikum da pasienter med akutt infeksjonsirritasjon i luftveishindringene sine ubetenksomt kan bli satt på dem uten tanke på virkningen for teofyllinmetabolismen. Disse inkluderer makrolid- (f.eks. erytromycin) og kinolon- (f.eks. ciprofloxacin) antibiotikafamiliene som begge reduserer teofyllinutskillelsen i varierende grad. Andre medikamenter som reduserer teofyllinutskillelsen inkluderer cimetidin, allopurinol og propanolol (selv om dette vil være en relativt uvanlig terapeutisk kombinasjon). Medikamenter som øker teofyllinmetabolismen inkluderer rifampicin, fenobarbiton og spesielt fenytoin og karbamazepin, men ikke den orale prevensjonspillen. Metaboliseringsraten til teofyllin økes betraktelig hos sigarettrøykende (halveringstiden kan halveres), men trenger ikke være signifikant hos dem som røyker mindre enn 10/dag. Å røyke marihuana har en lignende virkning, så også å spise en høyproteindiett. Hepatisk dysfunksjon, hjertefeil og cor pulmonale reduserer alle elimineringen av teofyllin, og lave albumintilstander reduserer mengden av proteinbundet medikament i blodet, slik at plasmanivåresultater må tolkes med forsiktighet. Etter som den kliniske tilstanden til pasienten med hjertefeil eller lungefeil med cor pulmonale forbedres endres derfor utskillelsen av teofyllin og doseringsjusteringer kan være nødvendig.

Å administrere metylxantinet ved inhalering for avlevering i lungene er ikke bare ønskelig for å maksimere den lokalt medierte lungebetennelsedempende synergien med det inhalerte steroidet, men også for å administrere metylxantinet i lavere doser (<25 mg) noe som resulterer i minimal systemisk eksponering (< 1mg/l). Veldig lave metylxantinplasmanivåer kan signifikant redusere hendelsen med systemiske bivirkninger ved standard oral metylxantinterapi beskrevet ovenfor.

Metylxantiner

Metylxantinforbindelser, som inkluderer teofyllin og aminofyllin, har den generelle formelen

Hvor

X representerer hydrogen, et alifatisk hydrokarbonradikal eller -CO-NR3R4;

Ri, R2og R3representerer alifatiske hydrokarbonradikaler;

R4representerer hydrogen eller et alifatisk hydrokarbonradikal og R3og R4kan sammen med nitrogenatomet også representere et alkyleniminoradidal med 5 til 6 ringatomer eller morfolinradikalet; og

R5representerer hydrogen eller et alifatisk hydrokarbonradikal.

Alle slike forbindelser er innenfor omfanget av den foreliggende oppfinnelsen; teofyllin selv er imidlertid spesielt foretrukket.

Steroider

Steroidmedikamenter er generelt egnet for anvendelse i den foreliggende oppfinnelsen. Enkelte steroider er trukket frem nedenfor.

Vanlige inhalerte steroider omfatter:

• Pulmicort® (budesonid)

• Flovent® (flutikason)

• Asmanex® (mometason)

• Alvesco® (ciclesonid)

• Aerobid® (flunisolid)

• Azmacort® (triamcinolon)

• Qvar® (beklometason HFA)

• Steroider kan også administreres i form av kombinasjoner med langtidsvirkende bronkodilatatorer med en rekke mekanismer inkludert beta-2-adrenerge agonister (slik som formoterol eller salmeterol) og/eller muskarin-antagonister slik som ipratropium og tiotropium. Bronkodilatoren inkludert i steroidkombinasjonen kan ha beta-2-adrenerg agonist- og muskarinantagonist-aktivitet i det samme molekylet. • Advair® (Flovent® og Serevent®) Note: Serevent® er den langtidsvirkende beta-agonisten salmeterol. • Symbicort® (Pulmicort® og Oxis®) Note: Oxis er den langtidsvirkende beta-agonisten formoterol. • Andre steroid/B2-agonist-kombinasjoner er under klinisk utvikling slik som ciclesonid og formoterol, og flutikasjon og formoterol (Flutiform). Disse produktene kan også nyte godt av kombinasjonsterapi med inhalert teofyllin.

Vanlige steroidpiller og -siruper omfatter:

• Deltasone® (prednison)

• Medrol® (metylprednisolon)

• Orapred®, Prelone®, Pediapred® (prednisolon)

Budesonid

Kjemisk navn: C25H34O6: 430,54 (+) - [ (RS) - 16a, 17a - Butylidendioksy - 11b, 21 - dihydroksy -1,4- pregnadien - 3, 20 - dion]

CAS Registry-nummer: 51333-22-3

Budesonid ble opprinnelig syntetisert fra 16a-hydroksyprednisolon. Den unike molekylstrukturen er nøkkelen til dens kombinasjon av høy topisk betennelsesdempende potensial med relativt lavt potensial for systemiske bivirkninger. I tillegg er budesonid både tilstrekkelig vannløselig for lett oppløsning i mukosale væsker og lipidløselig for raskt opptak av mukosale membraner.

Fordi acetalgruppen er asymmetrisk foreligger budesonid som en 1:1-blanding av to epimere, kjent som 22R og 22S.

Flutikason

MERKENAVN: Cutivate, Flixonase, Flixotide, Flonase, Flovent, Flunase

KJEMISK NAVN:

(6(,11(,16(,170-6,9-difluor-11-hydroksy-16-metyl-3-okso-17-(1-oksopropoksy)androsta-1,4-dien-17-karbotiosyre S-(fluormetyl)ester

KJEMISK FORMEL: C25H3iF305S

CAS-NUMMER: 80474-14-2

Ciclesonide

MERKENAVN: Alvesco

KJEMISK NAVN:

(R)-11beta,16alfa,17,21-Tetrahydroksypregna-1,4-dien-3,20-dion, syklisk 16,17-acetal med sykloheksankarboksaldehyd, 21 -isobutyrat

KJEMISK FORMEL: C32H4407

CAS-NUMMER: 141845-82-1

Beklometason

KJEMISK NAVN

(11 (, 16()-9-klor-11,17,21 -trihydroksy-16-metylpregna-1,4-dien-3,20-dion

KJEMISK FORMEL

C22H29CIO5

CAS-NUMMER

4419-39-0

MERKENAVN (VARIANT)

Aerobec (beklometason dipropionat), Aldecin (beklometason dipropionat), Anceron (beklometason dipropionat), Andion (beklometason dipropionat), Beclacin (beklometason dipropionat), Becloforte (beklometason dipropionat), Beclomet (beklometason dipropionat), Beclorhinol (beklometason dipropionat), Becloval (beklometason dipropionat), Beclovent (beklometason dipropionat), Becodisks (beklometason dipropionat), Beconase (beklometason dipropionat), Beconasol (beklometason dipropionat), Becotide (beklometason dipropionat), Clenil-A (beklometason dipropionat), Entyderma (beklometason dipropionat), Inalone (beklometason dipropionat), Korbutone (beklometason dipropionat), Propaderm (beklometason dipropionat), Qvar (beklometason dipropionat), Rino-Clenil (beklometason dipropionat), Sanasthmax (beklometason dipropionat), Sanasthmyl (beklometason dipropionat), Vancenase (beklometason dipropionat), Vanceril (beklometason dipropionat), Viarex (beklometason dipropionat) og Viarox (beklometason dipropionat).

Triamcinolon acetonid

MERKENAVN

Aristocort, Aristospan, Azmacort, Kenalog Nasacort

KJEMISK NAVN

(11(,16()-9-fluor-11,21-dihydroksy-16^

KJEMISK FORMEL

O24H31FO6

CAS-NUMMER

76-25-5

Salmeterol/ Ad vai r

MERKENAVN

<*>1-hydroxy-2-naphthoate *1 -hydroxy-2-naphthoate: Arial, Salmetedur, Serevent

KJEMISK NAVN

(()-4-hydroksy-('-[[[6-(4-fenylbutoksy)heksyl]amino]metyl]-1,3-benzendimetanol

KJEMISK FORMEL

C25H37NO4

CAS-NUMMER

89365-50-4

Metvlprednisolon

KJEMISK NAVN

(6(,11()-11,17,21-trihydroksy-6-metylpregna-1,4-dien-3,20-dion

KJEMISK FORMEL

<C>22<H>30<O>5

CAS-NUMMER

83-43-2

MERKENAVN

Medrate, Medrol, Medrone, Metastab, Metrisone, Promacortine, Suprametil, Urbason Prednisone

MERKENAVN

Ancortone, Colisone, Cortancyl, Dacortin, Decortancyl, Decortin, Delcortin, Deltacortone, Deltasone, Deltison, Di-Adreson, Encorton, Meticorten, Nurison, Orasone, Paracort, Prednilonga, Pronison, Rectodelt, Sone, Ultracorten

KJEMISK NAVN

17,21-dihydroksypregna-1,4-dien-3,11,20,trion

KJEMISK FORMEL

<C>2i<H>26<0>5

CAS-NUMMER

53-03-2

Formulering

Xantinderivater slik som teofyllin og aminofyllin er utbredt tilgjengelig i en rekke farma-søytiske preparater. Tilsvarende er steroidmedikamenter utbredt tilgjengelig i en rekke formuleringer. Formuleringer anvendt i eksemplene beskrevet her er videre beskrevet nedenfor, men enhver formulering som tillater inhalert avlevering (oral eller nasal inhalering) av medikamentet til individet i ønsket dose, kan anvendes i foreliggende oppfinnelse.

Foretrukne blandinger for anvendelse i følge oppfinnelsen kan passende anta form som

tabletter, blærer, kapsler, granuler, rotasjonsellipsoider, pulver eller flytende preparater.

I denne oppfinnelsen administreres teofyllin i inhalerbar form. Aerosolgenerering kan gjøres, for eksempel, ved trykkdrevne jet-forstøvere eller ultralydforstøvere, men fordelaktig ved propelldrevne doserte aerosoler (metered aerosols) eller propellfri administrering av mikroioniserte aktive forbindelser fra, for eksempel, inhaleringskapsler eller andre "tørrpulver"-avleveringssystemer. Steroidmedikamenter kan administreres ved enten oral eller inhalert rute. Fortrinnsvis administreres steroidmedikamentene ved inhalering.

De aktive forbindelsene er dosert som beskrevet avhengig av det anvendte inhalator-systemet, i tillegg til de aktive forbindelsene inneholder administrasjonsformene i tillegg de nødvendige eksipienter, slik som, for eksempel, drivmiddel (f.eks. Frigen i tilfellet av doserte aerosoler (metered aerosols)), overflateaktive substanser, emulgatorer, stabilisatorer, konserveringsmidler, smaksstoffer, fyllstoffer (f.eks. laktose i tilfellet av pulverinhalatorer) eller, hvis passende, flere aktive forbindelser.

For inhaleringsformålet er et stort antall apparater tilgjengelig som kan generere og administrere aerosoler med optimal partikkelstørrelse ved å anvende en inhaleringsteknikk som er passende for pasienten. I tillegg til anvendelsen av adaptere (kammer (spacers, ekspanders)) og pæreformede beholdere (f.eks. Nebulator®, Volumatic®), og automatiske anordninger som avgir en inhalatorspray (Autohaler®), er det for doserte aerosoler, spesielt i tilfellet av pulverinhalatorer, en rekke tekniske løsninger tilgjengelig (f.eks. e.g. Diskhaler®, Rotadisk®, Accuhaler®, Turbohaler®, Clickhaler®, Duohaler®, Evohaler®, Twisthaler®, Aerobec, Airmax, SkyeHaler, HandiHaler®, Respimat® Soft Mist™ Inhaler) eller andre inhalatorer for eksempel som beskrevet i europeiske patentsøknader EP 0 505 321, EP 407028, EP 650410, EP 691865 eller EP 725725).

Luftveissykdommer behandlet i følge foreliggende oppfinnelse omfatter spesielt KOLS (bronkitt, obstruktiv bronkitt, spastisk bronkitt, emfysem), cystisk fibrose, steroidresistent astma (inkludert røykeastma) og pediatrisk astma som kan behandles med kombinasjonen i følge oppfinnelsen. Oppfinnelsens synergistiske kombinasjon er spesielt indikert i langtids-terapi siden lavere mengder medikament er nødvendig enn i konvensjonelle monoterapier.

1. MATERIALER

Forbindelser ble kjøpt fra en ekstern leverandør. Karboksymetylcellulose (CMC) (Na-salt)

(produktkode C-4888) ble anskaffet fra Sigma. Fosfatbufret saltløsning (PBS) ble anskaffet fra Gibco. Steril saltløsning (0,95 v/v NaCI) og Euthanal (natrium pentobarbiton) ble anskaffet fra henholdsvis Fresenius Ltd. og Veterinary Drug Company.

Tobakksrøyk ble dannet ved anvendelse av 1R1-sigaretter innkjøpt fra Institute of Tobacco Research, University of Kentucky, USA.

Mus.

Hunkjønn fremavlede A/J-mus (kroppsvekter ved første dags anvendelse:~20 g) ble anskaffet fra Harlan, fullt barriereoppdrettede og sertifisert frie for bestemte mikroorganismer ved mottak. Musene ble huset, opp til 5 per bur, i individuelt ventilerte, polykarbonat hardbunnsbur (IVC) med grad 8 aspenspon-underlag. Miljø (luftsirkulasjon, temperatur og fuktighet) i burene ble kontrollert av IVC-systemet (Techniplast). Mat (RM 1, Special Diet Services) og vann ble tilført ad libitum. De enkelte dyrene ble identifisert med unikt fargede "pentel"-markeringer på halene, veid og tilfeldig fordelt i behandlingsgrupper.

2. FORMULERING

Formuleringshyppighet: Forbindelser ble formulert ferskt hver dag i forkant av hver intranasale (i.n.) eller orale dosering.

3. 0 METODER

Tidligere studier har etablert at det totale antall celler funnet i BAL er signifikant høynet 241 etter den endelig TR-eksponeringen i 11 påfølgende daglige TR-eksponeringer, dette tidspunktet ble anvendt i studiet rapportert her.

Protokoll for eksponering av mus overfor TR, innhenting av bronkoalveolær skylling (BAL), preparering av cytospin-prø veg lass til celletellinger er skissert nedenfor.

Eksponering av dyr for TR daglig i 11 påfølgende dager

I denne eksponeringsprotokollen ble mus eksponert i grupper på 5 i individuelle klare polykarbonatkamre (27 cm x 16 cm x 12 cm). TR fra sigarettene fikk innta ekspone-ringskamrene i en flythastighet på 100 ml/min. For å minimere eventuelle potensielle problemer forårsaket av gjentatt eksponering for en høy dose TR (6 sigaretter), ble musenes eksponering overfor TR økt gradvis over eksponeringsperioden til et maksimum på 6 sigaretter. Eksponeringsplanen som ble brukt i dette studiet var som følger:

En annen gruppe mus ble som kontroll (ingen TR-eksponering) eksponert for luft på daglig basis i ekvivalent lengde tid.

Bronkoalveolær skylling og cytospinanalyse

Bronkoalveolær skylling ble utført som følger: Luftrøret ble kanylert ved å bruke en Portex nylon intravenøskanyle (rosa luer-adapter) avkortet til ca 8 mm. Fosfatbufret saltløsning (PBS) inneholdende heparin (10 enheter/ml) ble brukt som skyllevæske. Et volum på 0,4 ml ble forsiktig innstilt og tilbaketrukket 3 ganger ved å bruke en 1ml sprøyte og deretter plassert i et Eppendorf-rør og holdt på is forut for den påfølgende bestemmelsen.

Celletellinger:

Skyllevæske ble skilt fra cellene ved sentrifugering og supernatanten dekantert og frosset for senere analyse. Cellepelleten ble re-susupendert i et kjent volum PBS og det totale celle-tallet beregnet ved å telle en flekket (Turks stain) porsjon under et mikroskop ved anvendelse av et hemocytometer.

Differensialcelletellinger ble utført som følger:

De resterende cellepelletsene ble fortynnet til ca 10<5>celler per ml. Et volum på 500ul ble plassert i trakten på et cytospin-prøveglass og sentrifugert i 8 min ved 800 rpm. Prøveglasset ble lufttørket og merket ved å bruke "Kwik-Diff-løsninger (Shandon) som i produsentens beskrivelse. Da den var tørket og avdekket, ble differensialcellene talt ved å bruke lysmikroskopi. Opp til 400 celler ble talt av en objektiv operatør ved anvendelse av lysmikroskopi. Cellene ble differensiert ved å bruke standard morfometriske teknikker.

Farmakokinetisk evaluering av plasmanivåer for teofyllin etter oral eller i. n.- dosering i A/ J-mus

Dyrene ble avlivet ved bedøvelse og blodet ble ved blodårepunktering samlet inn i sprøyter inneholdende 20U litiumheparin i 5ul. Det oppsamlede blodet ble blandet og dekantert over i eppendorfrørfør sentrifugering i en mikrofuge. Plasma ble samlet og oppbevart ved -80°C forut for analyse med en HPLC/MS/MS-metode. Utstyret anvendt i målingen av plasmanivåer var et Micromann Quatro Micro massespektrometer (Micromass UK Limited) og en Waters 2795 Alliance HT væskekromatograf (Waters USA).

Seks standard referansekonsentrasjoner ble laget ved å dope museplasma med lagerkonsentrasjoner av teofyllin oppløst i metanol. Prøver ble forberedt for analyse ved å tilsette 200ul acetonitril (inneholdende 0,25mg/l dextrorphan som en intern standard) til 50ul av hver tinte prøve og standard og blandet godt. Hver prøve og standard ble så sentrifugert ved 10000g i 2 minutter og supernatanten fjernet for LC-MS/MS-analyse.

Analyse av teofyllin og dextrorphan ble utført ved å bruke omvendt fase HPLC med parallell massespektrometrisk deteksjon (LC-MS/MS). Positive ioner for moderforbindelsen og et bestemt fragmentprodukt ble overvåket i en multippel reaksjonsovervåkningsmodus ved anvendelse av Micromass Quatro Micro massespektrometer med Micromass MassLynx-programvare versjon 4.0. En 25ul porsjon av hver prøve og standard ble injisert i væske-kromatografisystemet. Den laveste kvantifiseringsorden (LOQ) ble bestemt som 0,016 mg/l med deteksjonsgrensen 0,003 mg/l.

3. 1 Behandlingsregimer

For oraldosestudiet mottok musene bærer (1% karboksymetylcellulose), teofyllin (3 mg/kg), deksametason (0,3 mg/kg), en teofyllin/deksametason-blanding (på henholdsvis 3 og 0,3 mg/kg) eller en teofyllin/deksametason-blanding (på henholdsvis 1 og 0,3 mg/kg) ved 1 time før og 6 timer etter tobakksrøykeksponering (-1t og +6t) på hver av de 11 dagene. I tillegg ble dyrene som mottok steroid eller steroidblanding dosert med steroid 201 forut for den første TR-eksponeringen. Musene ble i tillegg dosert 1 time før avliving på den 12. og siste dagen (23 timer etter siste eksponering). Kontrollgruppen med mus mottok bærer på dag 1 til 12 og ble eksponert for luft daglig i maksimum 50 minutter per dag. BAL og plasmasamling ble foretatt på dag 12, 241 etter den ellevte og siste TR-eksponeringen.

For intranasaldosestudiet mottok musene bærer (PBS), teofyllin (0,5 mg/kg), deksametason (0,1 mg/kg), en teofyllin/deksametason-blanding (på henholdsvis 0,5 og 0,1 mg/kg), en

teofyllin/deksametason-blanding (på henholdsvis 0,25 og 0,1 mg/kg) eller en teofyllin/deksametason-blanding (på henholdsvis 0,1 og 0,1 mg/kg) ved 1 time før tobakksrøykeksponering på hver av de 11 dagene. I tillegg ble dyrene som mottok steroid eller steroidblanding dosert med steroid 201 forut for den første TR-eksponeringen. Musene ble i tillegg dosert i time før avliving på den 12. og siste dagen (23 timer etter siste eksponering). Kontrollgruppen med mus mottok bærer på dag 1 til 12 og ble eksponert for luft daglig i maksimum 50 minutter per dag. BAL og plasmasamling ble foretatt på dag 12, 241 etter den ellevte og siste TR-eksponeringen.

3. 2 Datamåling og statistisk analyse

Alle resultatene presenteres som individuelle datapunkter for hvert dyr og gjennom-snittsverdien ble beregnet for hele gruppen.

Siden normalitetstester var positive ble dataene utsatt for en varianstest enveisanalyse (ANOVA), etterfulgt av en Bonferroni-korreksjon for multiple sammenligninger for å teste for signifikans mellom behandlingsgruppene. En "p"-verdi på

< 0,05 ble ansett å være statistisk signifikant. Prosentinhiberinger ble automatisk beregnet i Excel-arkene for celledata ved å bruke formelen under:

Inhiberingsdata for andre parametere ble beregnet manuelt ved å bruke formelen ovenfor.

4. 0 RESULTATER

4. 1 Betennelsesrespons i bronkoalveolær skylling indusert av elleve daglige etterfølgende eksponeringer for TR ( 241 etter endelig eksponering)

I dette studiet induserte eksponering overfor TR i 11 etterfølgende dager en betennelsesrespons 241 etter den endelige eksponeringen. Dette besto av signifikante økninger i BAL av neutrofiler, makrofager og lymfocytter når sammenlignet med lufteksponerte mus (alle P<0,001).

4. 2 Effekt av teofyllin, deksametason og en teofyllin/ deksametason- blanding på betennelsesresponsen indusert i bronkoalveolær skylling av elleve daglige etterfølgende eksponeringer overfor TR ( 241 etter endelig eksponering)

Verken teofyllin eller deksametason monoterapi, når gitt oralt eller intranasalt, inhiberte signifikant det totale antall celler funnet i BAL indusert ved TR-eksponering (Figur 1). Ingen statistisk signifikant inhiberende effekt ble sett hos noen av de bestemte celletypene (Figur 3-5).

Blandingen av teofyllin/deksametason i alle undersøkte doser, uavhengig av om det ble gitt oralt eller intranasalt, inhiberte imidlertid signifikant det totale antall celler funnet i BAL med 44-63% (p<0,001) (Figur 1). Denne effekten på totalt antall celler besto av inhibering av makrofager, neutrofiler og lymfocytter (Figur 3-5).

En full analyse over inhibering av TR-indusert betennelsescelleinfiltrat av kombinasjonsterapien er presentert i Tabell 1.

4. 3 Farmakokinetisk analyse

Musene mottok en siste dose av de respektive teofyllin/deksametason-blandingsterapiene 1 time før avliving, og plasma fra disse musene ble undersøkt for teofyllininnhold. Musene dosert med oral blandingsterapi hadde høyere gjennomsnittelig teofyllinplasmainnhold sammenlignet med de musene som mottok intranasal kombinasjonsterapi. (Figur 2).

Oral kombinasjonsterapi med anvendelse av 3 mg/kg eller 1 mg/kg teofyllin i kombinasjon med 0,3 mg/kg deksametason resulterte i gjennomsnittelige plasmanivåer på henholdsvis 1,37 ±0,192 mg/l og 0,479 ±0,047 mg/l. Intranasal kombinasjonsterapi med anvendelse av 0,5 mg/kg, 0,25 mg/kg eller 0,1 mg/kg teofyllin i kombinasjon med 0,1 mg/kg deksametason resulterte i gjennomsnittelige teofyllinplasmanivåer på henholdsvis 0,074 ±0,013 mg/l, 0,045 ±0,010 mg/l og 0,022 ±0,009 mg/l. Ved dosene anvendt for intranasalt administrert teofyllin resulterte det i veldig lav (<0,1 mg/l) systemisk teofyllineksponering 1 time etter dosering.

5. 0 DISKUSJON

I dette studiet feilet daglig behandling med teofyllin eller steroid monoterapi i å ha noen inhiberende virkning i denne lungebetennelsesmodellen av KOLS. Denne mangelen av betennelsesdempende aktivitet i lungene ble observert uavhengig av om monoterapien ble administrert oralt eller ved surrogatrute for inhalering (intranasal dosering). Når forbindelsene ble samadministrert (enten oralt eller intranasalt) i de samme dosene som gitt alene, ble imidlertid signifikant betennelsesdempende aktivitet vist. Videre var også lavere doser teofyllin i kombinasjon med deksametason effektive.

Dessuten var effektiviteten som ble observert da kombinasjonsterapien ble administrert intranasalt ekvivalent til effektiviteten som ble observert da kombinasjonsterapien ble administrert oralt, på tross av lave anvendte doser av både teofyllin og deksametason. Dette antyder at effektiviteten bli drevet av lokal (lungespesifikk) betennelsesdempende aktivitet. Den [hypotese] er videre støttet av å undersøke teofyllininnholdet i plasma siden intranasal administrering produserte veldig lave systemiske nivåer (<0,1 mg/l). Som en illustrasjon var effektiviteten observert ved oral kombinasjonsterapi (1 mg/kg teofyllin/0,3 mg/kg deksametason) på BAL totale celler (47% inhibering) lignende til det som ble observert med intranasal kombinasjonsterapi (0,1 mg/kg teofyllin/0,1 mg/kg deksametason) (44% inhibering) når steroidet ble gitt i 3 ganger lavere dose og teofyllin i 10 ganger lavere dose. Dessuten var systemiske teofyllinnivåer~17 ganger lavere i dette eksempelet. Kombinert antyder disse data at kombinasjonsterapi med teofyllin og et steroid produserer en synergistisk betennelsesdempende respons i lungene som medieres in vivo spesielt inne i lungen.

Disse data viser steroidinsensitiviteten til den sub-kroniske TR-musemodellen og innfører videre den synergistiske effekten av å kombinere et steroid i en terapeutisk dose med en inaktiv dose av teofyllin som behandlingsparadigme for KOLS. Vitalt er at denne effekten er oppnådd når kombinasjonsterapien administreres ved et surrogat for inhalering som tillater at veldig lave doser av teofyllin kan bli gitt og resulterer i plasmanivåer som er mye lavere enn dem som normalt er assosiert med betennelseshemmende aktivitet (5 mg/l).

In wVo-studiene beskrevet ovenfor viser at den synergistiske betennelsesdempende aktiviteten av den lungeavleverte kombinasjonen av teofyllin og steroidet deksametason ved anvendelse av intranasal dosering gjentas ved anvendelse av andre steroider inkludert flutikason, budesonid eller ciclesonid. Doseringer for steroidene er i området 1 ug/kg/dag til 1 mg/kg/dag.

Det er allment akseptert for dem som er kjent på området at doser som er nødvendige for effektivitet av inhalerte medikamenter for dyr kan være signifikant forskjellige fra dem som er nødvendige for effektivitet hos mennesker. Dette er spesielt tilfellet for inhalerte steroider. Effektive doser av inhalerte steroider administrert til pasienter med luftveissykdommer er typisk i området 400 ug til 1600 ug (total dose uavhengig av kroppsvekten til individet) avhengig av det anvendte steroidet og mange andre faktorer. Doser med inhalerte steroider administrert til dyr beskrives heller i masse per kroppsvektenhet (f.eks. mg/kg) enn som absolutt dose. Å konvertere de klinisk anvendte dosene til ug/kg tillater sammenligning mellom menneske- og dyredoser og viser signifikante forskjeller. For eksempel administreres budesonid typisk til pasienter i området 200 ug - 1600 ug per dag, som for en gjennomsnittelig pasient (70 kg) er ekvivalent med 2,9 ug/kg -22,9 ug/kg. I en musemodell for astma var budesonid effektiv i en dose på 350 ug/kg, men doser på 35 ug/kg eller 3,5 ug/kg var ikke det da de ble administrert intranasalt (Shen et al. Am.J.Respir.Crit Care Med. 2002, 166(2): 146-153).

Selv om foreliggende oppfinnelse er beskrevet i sammenheng med ulike utførelsesformer, skal det forstås at oppfinnelsen som krevet ikke urimelig skal begrenses til slike bestemte utførelsesf ormer. Ulike modifiseringer av de beskrevne måtene å utføre oppfinnelsen som er innlysende for dem som er kjent innen biokjemi, molekylærbiologi og bioteknologi eller relaterte områder er faktisk ment å være innen omfanget av de følgende kravene.

Claims (19)

1. Metylxantinforbindelse og et steroid for anvendelse i behandlingen av en kronisk luftveissykdom valgt fra gruppen som består av kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS), cystisk fibrose, steroidresistent astma, alvorlig astma og pediatrisk astma i et menneske, hvor blandingen administreres ved inhalering for avlevering i lungene, og metylxantinforbindelsen administreres i en dose mellom 0,1 og 25 mg/dag.

2. Metylxantinforbindelsen og steroidet i samsvar med krav 1, hvor blandingen omfatter én eller flere farmasøytisk akseptable additiver, fortynningsmidler og/eller bærere.

3. Metylxantinforbindelsen og steroidet i samsvar med krav 1 og 2, hvor metylxantinforbindelsen administreres i en dose som oppnår plasmanivåer mellom 1 pg/l og 1 mg/l.

4. Metylxantinforbindelsen og steroidet i samsvar med et hvert av kravene 1-3, hvor metylxantinforbindelsen anvendt i blandingen er valgt fra gruppen som består av teofyllin, aminofyllin og oksitrifyllin.

5. Metylxantinforbindelsen og steroidet i samsvar med et hvert av kravene 1-4, hvor det inhalerte steroidet som administreres er valgt fra gruppen som består av budesonid, flutikason og ciclesonid.

6. Metylxantinforbindelsen og steroidet i samsvar med krav 5, hvor det inhalerte steroidet er budesonid, og nevnte steroid administreres i doser mellom 200 ug og 1600 ug per dag.

7. Metylxantinforbindelsen og steroidet i samsvar med krav 5, hvor det inhalerte steroidet er flutikason, og nevnte steroid administreres i doser mellom 44 ug og 1000 ug per dag.

8. Metylxantinforbindelsen og steroidet i samsvar med krav 5, hvor det inhalerte steroidet er ciclesonid, og nevnte steroid administreres i doser mellom 40 ug og 500 ug per dag.

9. Metylxantinforbindelsen og et steroid for anvendelse i samsvar med krav 1, hvor anvendelsen er samtidig, separat men i hovedsak samtidig eller sekvensiell.

10. Anvendelse av en metylxantinforbindelse og et steroid for fremstilling av et medikament for behandling av en kronisk luftveissykdom valgt fra gruppen som består av kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS), cystisk fibrose, steroidresistent astma, alvorlig astma og pediatrisk astma, hvor blandingen er tilpasset for administrering ved inhalering for avlevering i lungene og hvor metylxantinforbindelsen administreres i en dose på 0,1 til 25 mg/dag.

11. Farmasøytisk sammensetning i enhetsdoseringsform omfattende en metylxantinforbindelse og et steroid for anvendelse i behandlingen av en kronisk luftveissykdom valgt fra gruppen som består av kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS), cystisk fibrose, steroidresistent astma, alvorlig astma og pediatrisk astma, hvor blandingen er tilpasset for administrering ved inhalering for avlevering i lungene og hvor metylxantinforbindelsen administreres i en dose på 0,1 til 25 mg/dag, eller fra 0,05 til 13 mg eller fra 0,033 til 9 mg per enhetsdose av blandingen, der nevnte enhetsdoser henholdsvis korresponderer til én gang daglig, to ganger daglig eller tre ganger daglig per dag med behandling.

12. Sammensetning i samsvar med krav 11, hvor steroidet er budesonid og tilveiebringes i en mengde fra 200 ug til 1600 ug, eller fra 100 ug til 800 ug eller fra 65 ug til 525 ug per enhetsdose av blandingen, der nevnte enhetsdoser henholdsvis korresponderer til én gang daglig, to ganger daglig eller tre ganger daglig per dag med behandling.

13. Sammensetning i samsvar med krav 11, hvor steroidet er flutikason og tilveiebringes i en mengde fra 44 ug til 1000 ug, eller fra 22 ug til 500 ug eller fra 11 ug til 335 ug per enhetsdose av blandingen, der nevnte enhetsdoser henholdsvis korresponderer til én gang daglig, to ganger daglig eller tre ganger daglig per dag med behandling.

14. Sammensetning i samsvar med krav 11, hvor steroidet er ciclesonid og tilveiebringes i en mengde fra 40 ug til 500 ug, eller fra 20 ug til 250 ug eller fra 14 ug til 170 ug per enhetsdose av blandingen, der nevnte enhetsdoser henholdsvis korresponderer til én gang daglig, to ganger daglig eller tre ganger daglig per dag med behandling.

15. Kitt for behandlingen av en kronisk luftveissykdom valgt fra gruppen som består av kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS), cystisk fibrose, steroidresistent astma, alvorlig astma og pediatrisk astma, omfattende en metylxantinforbindelse og et steroid i enhetsdoseform tilpasset for administrering ved inhalering for avlevering i lungene, og hvor metylxantinforbindelsen administreres i en dose på 0,1 til 25 mg/dag.

16. Kitt i samsvar med krav 15, hvor metylxantinforbindelsen og steroidet tilveiebringes i enhetsdoser i samsvar med et hvert av kravene 11 til 14.

17. Kitt i samsvar med krav 15 eller krav 16, der nevnte kitt er i form av en inhalator.

18. Kitt i samsvar med krav 17, hvor nevnte kitt omfatter metylxantinforbindelsen og steroidet i separate inhaleringsbeholdere.

19. Kitt i samsvar med krav 18, hvor nevnte kitt omfatter metylxantinforbindelsen og steroidet i en enkelt inhaleringsbeholder.