SE456136B - Forfarande for framstellning av en med ett lipofilt biologiskt aktivt emne bemengd berare pa basis av rekonstituerat ldl (lagdensitetslipoprotein) - Google Patents

Description

456 136 3. Den får ej snabbt tas upp från blodbanan av det retikuloendoteliala systemet; 4. För att förhindra ett ospecifikt upptagande i andra celler än i màlcellen, bör den ej passera cellmembran genom diffusion; 5. Den skall växelverka så selektivt som möjligt med receptorer på mâlcellens yta; 6. Ämnen vilka är inaktiva då de är kopplade till bäraren men biologiskt aktiva i cellen skall av bäraren transporteras in i cellen där kopplingen mellan bärare och biologiskt aktivt ämne bryts; 7. Den bör ej orsaka immunologiska problem.

Många undersökta bärare, exempelvis liposomer, uppfyller ej krav 3 ovan och kan därför ej tillräckligt länge be- finna sig i cirkulationen för att ge en god effekt utan ackumuleras i stället i det retikuloendotelíala systemets celler i lever och mjälte.

LDL (lágdensitetslipoproteín, "Low Density Lipoprotein“) är en makromolekyl som uppfyller ovan angivna krav och uppvisar flera attraktiva egenskaper. Detta lipoprotein är en sfärisk partikel med en diameter av cirka 220 Å, en densitet på 1,019-1,063 och en molekylvikt av cirka 3 megadalton. Lipoproteinet befinner sig i cirkulationen 2-3 dagar. Det består av en icke-polär kärna av cirka 1500 kolesterylestermolekyler omgiven av kolesterol, fos- folipider och apoprotein B (ApoB). LDL är den huvudsak- liga transportören av kolesterol, vilket används av cellerna bl.a. för syntes av membran. Cellerna har mem- branreceptorer vilka känner igen och binder LDL på ApoB- 456 136 delen. LDL endocyteras därefter av cellen och tas upp i lysosomererna där det bryts ned.

Användningen av LDL som bärare baserar sig på att man antingen kopplar ett biologiskt aktivt ämne till LDL eller inkorporerar detta biologiskt aktiva ämne i LDL och att man gör detta pà ett sådant sätt att de modifierade (rekonstituterade) LDL-partiklarna beter sig likadant som de obehandlade LDL-partiklarna.

Krieger et al (J. Biol. Chem. 253 (1978) 4093-4101 och i J. Biol. Chem. 254 (1979) 3843-3853) har beskrivit ett rekonstitutionsförfarande för LDL. I korthet innebär detta att LDL frystorkas i närvaro av potatisstärkelse, varefter neutrala lipider extraheras med hjälp av lösnings- medel (heptan). Efter indunstning tillsättes det biolo- giskt aktiva ämnet som avses att införas i LDL kärnan, upplöst i heptan, bensen, eter eller koltetraklorid. Bland- ningen inkuberas och lösningsmedlet avdunstas, varefter buffertlösningen Tricin tillsättes. Stärkelsen och fritt biologiskt aktivt ämne separeras från rekonstituerat LDL genom centrifugering och filtrering.

Ett problem med Kriegers rekonstitutionsförfarande är att den rekonstituerade LDL-partikeln snabbt tas upp från blodbanan till det retikuloendoteliala systemet. Detta omöjliggör användandet av LDL som bärare av biologiskt aktiva ämnen.

Vi har nu oväntat funnit att två väsentliga förändringar av Kriegers rekonstitutionsförfarande ger rekonstituerade LDL partiklar med i det närmaste samma egenskaper som na- turligt LDL.

Föreliggande uppfinning avser därför ett förfarande för framställning av en med ett lipofilt biologiskt aktivt 456 136 ämne bemängd.bärare på basis av rekonstituerat LDL, var- vid man (1) frystorkar dialyserat LDL i närvaro av ett skyddsmedel; (2) underkastar frystorkat LDL en extraktion med ett organiskt lösningsmedel; (3) inkuberar det biolo- giskt aktiva ämnet, upplöst i ett lösningsmedel, med ex- traherat LDL; (4) avlägsnar lösningsmedlet från den er- hållna blandningen genom indunstning därav till torrhet och (5) separerar ej inkorporerat biologiskt aktivt ämne från komplexet av LDL och biologiskt aktivt ämne. För- farandet enligt uppfinningen utmärkes därvid av att man i steg (1) som skyddsmedel vid frystorkningen av LDL an- vänder en monosackarid, en disackarid, en vattenlöslig polysackarid eller en flervärd alkohol eller en blandning därav och att steg (3) utföres genom att det vid extrak- tionen av frystorkat LDL erhållna extraktet indunstas och den erhållna extraktindunstningsåterstoden blandas med ett lipofilt biologiskt aktivt ämne, upplöst i ett lös- ningsmedel, varefter blandningen av biologiskt aktivt ämne och extraktindunstningsåterstod inkuberas med extra- herat LDL.

Uttrycket "biologiskt aktivt ämne" användes i föreliggande sammanhang i sin vidaste betydelse och innefattar exempel- vis farmakologiskt aktiva ämnen, enzymer, toxiner, radio- sensitizers, radioaktiva ämnen, etc.

Förfarandet enligt uppfinningen skiljer sig på två väsent- liga punkter från Kriegers rekonstitutionsförfarande. I steg (1) använder Krieger som skyddsmedel vid frystork- ningen av dialyserat LDL potatisstärkelse, som är en vat- tenolöslig kolhydrat av hög molekylvikt. Vid vårt förfa- rande användes som skyddsmedel antingen en monosackarid, en disackarid, en vattenlöslig polysackarid, en flervärd alkohol eller en blandning därav. Vidare utföres enligt Krieger steg (3) genom att det vid extraktionen av frys- torkat LDL erhållna extraktet kasseras och det biologiskt W/ få.. 456 156 aktiva ämnet, upplöst i ett lösningsmedel, direkt sättes till den efter extraktionen erhållna LDL-återstoden för inkorporering i LDL-kärnan, medan man vid förfarandet en- ligt föreliggande uppfinning ej kasserar det vid extrak- tionen av frystorkat LDL erhållna extraktet utan indunstar detta och blandar den därvid erhållna extraktindunstnings- återstoden med ett lipofilt biologiskt aktivt ämne, upp- löst i ett lösningsmedel, varefter blandning av biologiskt aktivt ämne och extraktindunstningsåterstod inkuberas med ektraherat LDL. Nämnda två väsentliga skillnader är ansva- riga för att man vid förfarandet enligt föreliggande upp- finning erhåller en rekonstituerad LDL-partikel med egen- skaper som naturligt LDL. Det är uppenbart att det extrakt som erhålles vid extraktionen efter frystorkningen innehål- ler någon eller några faktorer som krävs för att cellerna skall känna igen LDL-partikeln som naturligt LDL.

Väsentligt för en bärare är att den inte snabbt tas upp från cirkulationen till det retikuloendoteliala systemet.

I föreliggande sammanhang är "återstoden" den del av intravenöst injicerat LDL som efter 90 minuter är kvar i blodplasman. Aterstoden för humant LDL injicerat i mus (Balb/c) är ca 59%. Såsom antytts ovan är det vid använd- ning av en rekonstituerad LDL-partikel som bärare av ett biologiskt aktivt ämne synnerligen viktigt att den rekons- tituerade LDL-partikeln ej utsöndras från cirkulationen alltför snabbt utan uppvisar en återstod motsvarande vär- det hos naturligt LDL. Vid Kriegers rekonstitutionsför- farande erhålles mycket låga àterstodsvärden på under 3%, medan man vid förfarandet enligt föreliggande uppfinning kan uppnå en återstod av 57-58%, vilket innebär ett syn- nerligen överraskande och värdefullt tekniskt framsteg.

Såsom nämnts ovan använder man vid förfarandet enligt föreliggande uppfinning som skyddsmedel vid frystork- ningen av LDL antingen en monosackarid, en disackarid, 456 136 ¿ en vattenlöslig polysackarid, en flervärd alkohol eller en blandning därav. Beteckningen "skyddsmedel“ för ett ämne hänför sig till dessa ämnens förmåga att till viss del eliminera de skador som uppkommer vid frystorkning av LDL genom denaturering. ï» Exempel på monosackarider, som kan användas vid förfaran- det enligt uppfinningen, är glukos, mannos, glyceraldehyd, erytros, treos, ribos, arabinos, xylos, lyxos, allos, altros, gulos, idos, talos, ribulos, xylulos, psikos, sorbos, tagatos, galaktos och fruktos. Exempel på disacka- rider är sackaros, laktos och maltos. Exempel pà trisacka- rid är raffinos, bland vattenlösliga polysackarider kan nämnas vissa vattenlösliga stärkelsearter och cellulosa- arter. Exempel på flervärda alkoholer är glycerol och mannitol.

Ett föredraget skyddsmedel enligt föreliggande uppfinning är sackaros, som ger utsöndring av LDL-komplexet som naturligt LDL.

I steg (1) enligt uppfinningen användes dialyserat LDL, som underkastas frystorkning. Dialysen kan ske på i och för sig känt sätt liksom frystorkningen, som kan utföras i en konventionell frystork.

Det i steg (2) för extraktion av frystorkat LDL använda organiska lösningsmedlet är företrädesvis ett opolärt sådant och exempel härpå är heptan och koltetraklorid.

Heptan är ett föredraget extraktionslösningsmedel. '-'1\ Det biologiskt aktiva ämne som i steg (3) blandas med den återstod som erhålles efter índunstning av det vid extrak- tionen av frystorkat LDL erhållna extraktet skall vara lipofilt. Exempel på biologiskt aktiva ämnen som kan in- korporeras med LDL-partiklarna enligt uppfinningen är ,~ 456 136 framför allt cytostatika men även radiosensitizers, en- zymer, enzymhämmare, radioaktiva substanser och toxiner.

Det lösningsmedel som användes för upplösning av det aktiva biologiska ämnet kan lätt utväljas av fackmannen.

Separationen av ej inkorporerat biologiskt aktivt ämne från komplexet LDL och biologiskt aktivt ämne sker pà i och för sig känt sätt, exempelvis genom centrifugeríng, filtrering etc.

De temperaturbetingelser som användes i de olika stegen är i huvudsak de som beskrivs av Krieger.

Uppfinningen åskàdliggöres närmare medelst följande ut- föringsexempel, vari temperaturangivelserna avser Celsius- grader.

Det i exemplen använda LDL-materialet var humant LDL (densitet 1,019-1,063 gram/ml), som framställdes genom ultracentrifugering av serum från friska personer. Den i exemplen angivna LDL-koncentrationen hänför sig till proteinet, analyserat medelst den metod som har angivits av Lowry et al, J. Biol. Chem. 193 (1951) 265-275 under användning av bovinsermumalbumin som standard. Det i exemplen använda biologiskt aktiva ämnet AD-32 är N-trifluoracetyladríamycin-14-valerat som är ett cyto- statikum.

Mängden AD-32 införlivad i LDL bestämdes medelst HPLC- analys under användning av en p-bondpack-C18: (Water Associates), som eluerades med en blandning av acetonitril och 0,2% amoniumformiat pH 4,0 (volymförhàllande 50,5) vid en flödeshastighet av 1,5 ml/minut och med användning av en fluorescensdetektor. Proteiggalten bestämdes radio- aktivt genom att spårmängder av I-LDL i förväg hade 456 136 tillförts det använda LDL-preparatet. In vívo försöken är utförda på Balb/c möss.

EP Exempel 1 2 mg LDL (400 mikroliter vätska) infördes efter dialys mot 0,3 mM Na-EDTA i ett silikoniserat rör, varefter 100 mg sackaros tillsattes. Den erhållna lösningen frystes snabbt till -50° i ett etanolbad, frystorkades 5-6 timmar i en konventionell frystork och förvarades över natten vid 4° under vakuum i en exsickator innehållande P205.

Det erhållna torra preparatet extraherades 3 gånger med vardera 5 ml heptan. Heptanfaserna överfördes därefter till en behållare och indunstades i denna. 2 mg AD-32, upplöst i 0,5 ml vattenfri eter, tillfördes det torra extraktet i behållaren och den erhållna lösningen över- fördes till LDL-röret som efter försiktig omrörning av innehållet inkuberades vid 4° under 15 minuter. Lösnings- medlet avdrevs i kväveatmosfär, varefter komplexet av LDL och AD-32 upplöstes i 1 ml 10 nM Tricin och inkuberades över natten vid 4°. Olöslig, ej inkorporerad AD-32 sepa- rerades genom centrifugering 5 minuter i en Beckman mikrofug. Detta förfaringssätt gav ett rekonstituterat LDL innehållande 110-130 molekyler AD-32/LDL-partikel.

Aterstoden i blodplasma hos mus (Balb/c) efter 90 minuter var cirka 58%.

Exempel 2 Förfarande enligt exempel l upprepades men med den skill- naden att det frystorkade LDL-materialet ej underkastades heptanextraktion utan i stället direkt försattes med AD-32 upplöst i eter. Detta gav en produkt med 35-43 molekyler AD-32 per LDL-partikel och en återstod av cirka 55%. g 456 136 Exampslå.

Förfarandet enligt exempel 1 upprepades, varvid man emellertid som skyddsmedel i stället för sackaros an- vände 80 pl glycerol. Detta gav en LDL-produkt med cirka 50 molekyler AD-32 per LDL-partikel och en återstod av cirka 55%.

Exempel 4 Exempel 1 upprepades men med användning av 25 mg potatis- stärkelse som skyddsmedel i stället för sackaros, Vidare kasserades det extrakt som erhölls vid extraktion av frys- torkat LDL, varför AD-32, upplöst i eter, direkt sattes till den efter extraktion erhållna LDL-återstoden (Kriegers metod). Detta gav en produkt med cirka 400 mole- kyler AD-32 per LDL-partikel men en så låg återstod som under 3%.

Exempel 5 Exempel 1 upprepades men det vid extraktion av frystorkat LDL erhållna extraktet kasserades och AD-32, upplöst i eter, sattes direkt till den vid extraktionen erhållna LDL-återstoden. Man erhöll en produkt med cirka 240 mole- kyler AD-32 per LDL-partikel och en återstod av cirka 7%.

Exempel 6 Exempel 1 upprepades med den skillnaden att 25 mg potatis- stärkelse och 80 pl glycerol användes som skyddsmedel i stället för sackaros. Man erhöll en produkt med cirka 50 molekyler AD-32 per LDL-partikel och en återstod av cirka 50%. 456 136 10 TERAPIFÖRSÖK Baåb/c möss injicerades íntraperitonalt (i.p.) med 10 WEHI-3B celler (en murin monomyelocytísk cellinje).

Ingen skillnad (2%) i överlevnad (ILS, Increased Life Span) förelåg mellan kontrollgruppen och den grupp som behandlades med 1.9 mg AD-32/kg/dag i fem dagar. AD-32 administrerades i.p. löst i ricinolja. Gruppen som erhöll samma dos AD-32 inkorporerat i LDL enligt förfarandet beskrivet í Exempel 1, administrerat i.p. i fem dagar, hade däremot 26% längre överlevnad.

Claims (4)

10 15 20 25 30 456 156 PATENTKRAV

1. Förfarande för framställning av en med ett lipofilt biologiskt aktivt ämne bemängd bärare på basis av rekons- tituerat LDL (lågdensitetslipoprotein), varvid man (1) frystorkar dialyserat LDL i närvaro av ett skyddsmedel; (2) underkastar frystorkat LDL en extraktion med ett or- ganiskt lösningsmedel; (3) inkuberar det biologiskt aktiva ämnet upplöst i ett lösningsmedel med extraherat LDL; (4) avlägsnar lösningsmedlet från den erhållna blandningen ge- nom indunstning därav till torrhet och (5) separerar ej inkorporerat biologiskt aktivt ämne från komplexet av LDL och biologiskt aktivt ämne, k ä n n e t e c k n a t där- av, att man i steg (1) som skyddsmedel vid frystorkningen av LDL använder en monosackarid, en disackarid, en vatten- löslig polysackarid eller en flervärd alkohol eller en blandning därav och att steg (3) utföres genom att det vid extraktionen av frystorkat LDL erhållna extraktet in- dunstas och den erhållna extraktindunstningsåterstoden blandas med ett lipofilt biologiskt aktivt ämne, upplöst i ett lösningsmedel, varefter blandningen av biologiskt aktivt ämne och extraktindunstningsåterstod inkuberas med extraherat LDL.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att man i steg 1 som skyddsmedel använder endera av glyceraldehyd, xylos, lyxos, glukos, mannos, galaktos, talos, ribulos, xylulos, fruktos, sorbos, maltos, laktos, sackaros, raffinos, glycerol eller en blandning därav.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a t därav, att det i steg (2) för extraktion av frystorkat LDL använda lösningsmedlet är n-heptan. 456 136 =2 ¿

4. Förfarande enligt något av kraven 1 - 3, k ä n n e - t e c k n a t därav, att det lösningsmedel som användes i steg (3) för upplösning av det biologiskt aktiva ämnet är vattenfri eter. u.