DE60219677T2

DE60219677T2 - Wasserlösliche polymerkonjugate von retinoesäure

Info

Publication number: DE60219677T2
Application number: DE60219677T
Authority: DE
Inventors: Michael David Huntsville BENTLEY; Xuan Huntsville ZHAO; Chester El Granada LEACH; Mei-Chang Palo Alto KUO; Chatan K. San Jose CHARAN
Original assignee: Nektar Therapeutics AL Corp
Current assignee: Nektar Therapeutics AL Corp
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2022-10-31
Also published as: ATE359829T1; WO2003037385A1; DE60219677D1; EP1453545B1; KR20050042013A; ES2284959T3; US20030161791A1; MXPA04004025A; EP1453545A1; CA2464346A1; JP2005507934A

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf wasserlösliche Polymerkonjugate von biologisch aktiven Retinoiden und im Besonderen auf Zusammensetzungen von wasserlöslichen Retinoid-Polymerkonjugaten, die für die Ausbringung zur Lunge durch Inhalation geeignet sind. Verfahren zur Präparation und Verabreichung solcher Konjugate werden ebenso bereitgestellt.
Hintergrund der Erfindung
Retinoide wie Retinol, Retinolsäure und Retinylester werden alle als Formen des Vitamin A angesehen. Verschiedene Derivate von Vitamin A existieren, wie Beta-Karotin, Retinal, Retinol, all-trans-Retinolsäure, 9-cis-Retinolsäure und 13-cis-Retinolsäure. Vitamin A wird als essentieller Mikronährstoff angesehen und ein Vitamin-A-Mangel kann schädliche Effekte wie Verhornung (Hyperkeratose) der Schleimhäute, speziell der des respiratorischen Systems haben. In schweren Fällen kann ein Vitamin-A-Mangel zu erhöhter Empfänglichkeit für Bronchialinfektionen und sogar zu Erblindung führen (McDowell, E.M. et al., Cell Pathol., 45: 197-219, 1984). Glücklicherweise kann in den meisten Fällen die Aufnahme von Vitamin A zur Umkehrung dieser Vitamin A induzierten Zustände führen. Interessanterweise wurden auch Krankheiten der Schleimhäute des respiratorischen Systems wie akute und chronische Bronchitis, Emphysem und sogar bestimmte Typen von Krebs, die nicht durch Vitamin-A-Mangel induziert waren, erfolgreich durch die systemische Verabreichung von Vitamin A, üblicherweise in hohen Dosen, behandelt oder verhindert. Tatsächlich wurden Retinoide erfolgreich in der Behandlung einer Anzahl von Zuständen verwendet, einschließlich Hautfunktionsstörungen wie Akne und Krebskrankheiten wie akute promyelozytische Leukämie, Lungenkrebs, Prostatakrebs und Brustkrebs.
Unglücklicherweise haben Retinoide aufgrund der hohen Dosierungen, die für eine effektive Behandlung erforderlich sind, toxische Nebeneffekte, die verheerend und möglicherweise tödlich sein können. Diese nachteiligen Effekte schließen Hyperlipidämie, Hyperkalziämie und Haut-, Leber-, und Zentralnervensystem-Toxizität ein. Zusätzlich sind die meisten der natürlich vorkommenden Formen des Vitamin A wie die all-trans- und cis-Isomere der Retinolsäure lipophil, was bedeutet, dass sie unlöslich in Wasser sind. Diese Unlöslichkeit trägt nicht nur zur Notwendigkeit bei, hohe Dosen an Retinoiden zu verabreichen, um wirksam zu sein, sondern wasserunlösliche Wirkstoffe wie diese sind extrem schwer zu formulieren. Darüber hinaus besitzen Wirkstoff wie Retinolsäure als ein Ergebnis ihrer Unlöslichkeit in Wasser oft extrem niedrige Bioverfügbarkeiten.
Somit existiert ein Bedarf nach neuen löslichen Formen und Rezepturen von Retinoiden, vorzugsweise wasserlöslichen Formen von Retinoiden wie Retinolsäure, die leicht in therapeutische Zusammensetzungen formuliert werden können und die (1.) nicht von den Problemen behindert werden, die die natürlich vorkommenden Formen des Vitamin A plagen, wie geringe Bioverfügbarkeit und hohe Toxizität, (2.) nicht den Zusatz von Alkylaminen oder Netzmitteln oder Detergenzien erfordern, um das Retinoid zu solubilisieren und (3.) in bestimmten Fällen durch Inhalation zur Lunge ausgebracht werden können, im besonderen zur lokalisierten Behandlung von Erkrankungen des respiratorischen Trakts.
Zusammenfassung der Erfindung
Generell stellt die vorliegende Erfindung neue wasserlösliche Derivate von Retinolsäure bereit, die basierend auf ihrer Wasserlöslichkeit viel leichter zu formulieren, prozessieren und auszubringen sind als ihre unmodifizierten Retinoid-Gegenstücke. Zusätzlich sind die modifizierten Retinoide der Erfindung besonders gut geeignet zur Verabreichung durch Inhalation. Tatsächlich haben die Erfinder entdeckt, dass zusätzlich zu den oben erwähnten Vorteilen, die mit der erhöhten Wasserlöslichkeit der hierin bereitgestellten Retinoidderivate assoziiert sind, die Verbindungen der Erfindung in Lungengewebe lagern können, wenn sie an die Lunge verabreicht werden, was bedeutet, dass solche Verbindungen besonders vorteilhaft zur lokalisierten Ausbringung an die Lunge zur Behandlung von chronisch obstruktiven Lungenerkrankungen wie zum Beispiel einem Emphysem sind. Somit kann die Verabreichung solcher Verbindungen direkt an die Lunge, gekoppelt mit der erhöhten Wasserlöslichkeit der hierin bereitgestellten Retinoide, die Verabreichung von kleineren Dosen der Retinoidderivate der Erfindung ermöglichen, um therapeutisch nützliche Pegel zu erreichen, wodurch ihre systemische Toxizität reduziert wird.
In einer Hinsicht stellt die vorliegende Erfindung eine Polymerretinoidkonjugatzusammensetzung bereit, die geeignet ist zur Verabreichung an die Lunge, wobei die Zusammensetzung ein Retinoid umfasst, dass kovalent an ein wasserlösliches und nicht-peptidisches Polymer gebunden ist.
Die wasserlöslichen und nicht-peptidischen Polymere zum Gebrauch zur Bildung eines Konjugats der Erfindung sind Poly(Alkylenglykole), Poly(oxyethyliertes Polyol), Poly(olefinischer-Alkohol), Poly(Vinylpyrolidon), Poly(Hydroxyalkylmethakrylamid), Poly(Hydroxyalkylmethakrylat), Poly(α-Hydroxy-Säure), Poly(Vinylalkohol), Polyphosphazen, Polyoxazolin, Poly(N-Akryloylmorpholin) und Kopolymere, Terpolymere und Mischungen derselben. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Polymer ein Polyethylenglykol (PEG). Der Polymeranteil des Konjugats kann jede von einer Anzahl von Geometrien annehmen, einschließend linearer, verzweigter, gegabelter oder Hantel-Strukturen.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die inhalierbare Zusammensetzung ein Konjugat, das aus einem lipophilen Retinoid erstellt wurde, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 13-cis-Retinolsäure, all-trans-Retinolsäure, 9-cis-Retinolsäure, 11-cis-Retinolsäure und Retinol.
Die Zusammensetzungen der Erfindung können flüssig sein oder können trockene Puderformulierungen sein.
Auch von der Erfindung umfasst ist ein Aerosol einer Polymerretinoidkonjugatzusammensetzung wie oben beschrieben.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Aerosolzusammensetzung in einer Inhaliervorrichtung enthalten.
In einer noch anderen Ausführungsform umfasst die Polymerkonjugatzusammensetzung weiterhin einen freien Radikalfänger.
In einer alternativen Ausführungsform wird eine sprühgetrocknete Verbindung eines Polymerretinoidkonjugats bereitgestellt.
Gemäß einer noch anderen Ausführungsform ist das wasserlösliche und nicht-peptidische Polymer kovalent über eine hydrolytisch unstabile Verbindung an das Retinoid gebunden. Bevorzugte Verbindungen schließen Ester, Thiolester (-C(O)-S) und Amid ein.
In noch einer anderen Ausführungsform ist die Polymerretinoidkonjugatzusammensetzung ohne ein Agens, das notwendig zur Solubilisierung des Retinoids in einem Trägervehikel ist.
Ein Verfahren wird bereitgestellt zur Verabreichung einer wasserlöslichen Form eines Retinoids an ein Säugetiersubjekt, das es benötigt. Das Verfahren beinhaltet die Schritte der (i) Bereitstellung einer Polymerretinoidkonjugatzusammensetzung wie hierin beschrieben, (ii) Sprühvernebelung der Zusammensetzung von (i), um eine Aerosol-Zusammensetzung zu bilden und (iii) Verabreichung an das Subjekt durch Inhalation der Aerosol-Zusammensetzung zur lokalisierten Ablage in der Lunge des Subjekts.
Gemäß eines noch anderen Aspekts der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, um eine wasserlösliche Retinoidzusammensetzung zur Verabreichung an die Lunge eines Subjekts, das es benötigt, bereitzustellen. Das Verfahren beinhaltet die Schritte der (i) kovalenten Bindung eines Retinoids an ein wasserlösliches und nicht-peptidisches Polymer, wie vorher definiert, um ein wasserlösliches Polymerretinoidkonjugat zu bilden, (ii) Bereitstellung einer pharmazeutisch akzeptablen Zusammensetzung, die das Konjugat von (i) umfasst, und (iii) Sprühvernebelung der Zusammensetzung. In einer bevorzugten Ausführungsform leidet das Subjekt an einer chronisch obstruktiven Lungenerkrankung wie z.B. einem Emphysem.
In noch einem anderen Aspekt stellt die Erfindung spezielle Polymerretinoidkonjugate bereit.
In einer Ausführungsform stellt die Erfindung ein Polymerretinoidkonjugat bereit, das ein wasserlösliches und nicht-peptidisches Polymer umfasst, kovalent gebunden an den Carbonylgruppen-Kohlenstoff der Retinolsäure, um eine hydrolytisch abbaubare Bindung zu bilden.
Gemäß einer spezifischen Ausführungsform des Polymerretinoidkonjugats per se ist, wenn das Polymer ein lineares Polyethylenglykol ist und die Bindung eine Esterbindung ist, dann das Molekulargewicht des Polyethylenglykols wenigstens ungefähr 2.000 Dalton. Gemäß einer noch anderen Ausführungsform des Polymerkonjugats per se hat, wenn das Polymer ein lineares endgekapptes Polyethylenglykol ist, das Retinoid ATRA ist und die Bindung eine Amidbindung ist, dann das Polyethylenglykol ein Molekulargewicht von mindestens ungefähr 5.000 Dalton.
In einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein Polymerretinoidkonjugat bereit gestellt, das die folgende Struktur hat,
worin
RA zusammen mit der Carbonylgruppe einen Retinolsäurerest repräsentiert,
X ein Heteroatom ist und
POLY ein wasserlösliches, nicht-peptidisches Polymer ist.
In einer spezifischen Ausführungsform der Struktur (I) ist X ein Heteroatom ausgewählt aus O, N-H und S, worin (i) wenn das POLY ein lineares Polyethylenglykol ist und X ein O ist, dann das Molekulargewicht von POLY mindestens ungefähr 2.000 Dalton ist und (ii) wenn POLY ein lineares endgekapptes Polyethylenglykol ist und RA zusammen mit dem benachbarten Carbonyl einen ATRA-Rest repräsentiert und X ein N-H ist, dann POLY ein Molekulargewicht von mindestens ungefähr 5.000 Dalton hat.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Konjugat der Erfindung eine hydrolytisch abbaubare Bindung wie eine Esterbindung zwischen dem Retinolsäurerest und dem Polymer enthalten. Somit wird das Polymerkonjugat in solch einer Ausführungsform als ein Pro-Pharmakon angesehen, was bedeutet, dass die hydrolisierbare Bindung hydrolisieren kann, um das unmodifizierte elterliche Retinoid freizusetzen.
Besonders bevorzugte Konjugate werden die folgend generalisierten Strukturen besitzen, wobei X und POLY wie oben beschrieben sind.
Der POLY-Anteil eines Konjugats der Erfindung kann linear sein, so wie Methoxy-PEG, verzweigt (oder vielarmig) oder gegabelt. In speziellen Ausführungsformen der Erfindung, worin das Polymer linear ist, kann das Konjugat ein heterobifunktionales oder ein homobifunktionales Polymer einbeziehen. Ein Konjugat eines heterobifunktionalen Polymers ist eines, worin ein Ende des Polymers an das Retinoid gebunden ist und das andere Ende mit einem andersartigen Rest funktionalisiert ist. Ein Konjugat eines homobifunktionalen Polymers besitzt eine Struktur, worin jedes Ende eines linearen Polymers kovalent an ein Retinoid gebunden ist, typischerweise durch eine identische Bindung.
Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Bildung eines Polymerkonjugats einer Retinolsäure bereit. Das Verfahren beinhaltet die Schritte der Bereitstellung eines wasserlöslichen und nicht-peptidischen Polymers, das ein Ende hat, das eine funktionelle Gruppe ist, die mit einer Carboxylsäure oder einer sauren Halogengruppe reaktiv ist, so wie Hydroxyl, Amino oder Thiol. So ein Polymer wird dann zur Reaktion gebracht mit Retinolsäure oder einer aktivierten Form der Retinolsäure so wie das korrespondierende saure Halogen, um ein Polymerretinoidkonjugat zu bilden, das zum Beispiel eine Ester- oder Thioester- oder Amidbindung zwischen dem Polymer-Rückgrat und dem Retinolsäurerest hat.
Ein Polymerretinoidkonjugat der Erfindung ist, wenn es sprühvernebelt und über Inhalation verabreicht wird, besonders nützlich in der Behandlung des Emphysems.
Diese und andere Ziele und Eigenschaften der Erfindung werden noch vollständiger deutlich werden, wenn sie mit Blick auf die detaillierte Beschreibung betrachtet werden, die folgt.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 illustriert grafisch die Hydrolyserate eines repräsentativen Polymerkonjugats von Retinolsäure in Puffer. Das Konjugat enthält eine Esterbindung, die den Retinoidrest an das Polymer koppelt. Die Hydrolysestudie ist in Beispiel 9 beschrieben.
2 illustriert grafisch die Hydrolyserate eines repräsentativen Polymerkonjugats von Retinolsäure in Rattenserum. Das Konjugat enthält eine Esterbindung, die das Retinoid an das Polymer koppelt; die Hydrolysestudie ist in Beispiel 10 beschrieben.
3 zeigt die Konzentrationen von ATRA und PEG-5kD-ATRA Esterkonjugat in Rattenlunge im Anschluss an intratracheale Verabreichung, wie in Beispiel 11 beschrieben.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In einer Hinsicht wurden das Design, die Synthese, Charakterisierung und Formulierung verschiedener repräsentativer PEG-Retinolsäurekonjugate für die pulmonale Ausbringung an die Lunge optimiert. Vordem wurden die Präparation und Formulierung von PEG-Retinolsäurekonjugaten zur Ausbringung an die Lunge nicht gezeigt. Die Konjugate der Erfindung bieten viele Vorteile, einschließend vor allem die wasserlösliche Natur der Zusammensetzungen und Konjugate der Erfindung. Somit sind die Polymerkonjugate, die hierin bereitgestellt werden, viel leichter in verabreichbare therapeutische Zusammensetzungen zu formulieren im Vergleich mit ihren unmodifizierten lipophilen elterlichen Retinoid-Gegenstücken. Zum Beispiel waren vorherige Zusammensetzungen von Retinoiden zur Inhalationstherapie begrenzt auf abgemessene Dosisinhalator-Zusammensetzungen, die die Zugabe eines Alkylamins zum Chlorfluorocarbon-Lösungsmittel erforderten, um das Retinoid zu solubilisieren (siehe zum Beispiel: Tong, W., und Warrell, R., U.S. Paten Nr. 6.251.941 ). Demgegenüber können die vorliegenden Retinoidkonjugate aufgrund ihrer Wasserlöslichkeit unter Verwendung jedes aus einer Anzahl von Ausbringungsträgern verabreicht werden, ohne den Bedarf nach zusätzlichen Solubilisierungsagenzien oder Emulgatoren (z. B. CREMAPHOR^® oder MOLECUSOL^®), von denen viele zur Verabreichung an die Lunge nicht wünschenswert sind.
Darüber hinaus waren die Erfinder, in dem sie bestimmte sprühgetrocknete Zusammensetzungen der Retinoidkonjugate der Erfindung gestalteten, in der Lage, Hindernisse zu überwinden, mit denen sie während der Sprühtrocknung von unmodifizierter Retinolsäure konfrontiert wurden, und zwar der Sublimation der niedrig schmelzenden Verbindung im Sprühtrockner. Somit war die kovalente Bindung einer Polymerkette an Retinolsäure ausreichend, um sowohl die Schmelz- als auch die Siedepunkte von Retinolsäure zu erhöhen, um dadurch das Sprühtrocknen zu einem viel attraktiveren Prozess zu machen, im Hinblick sowohl auf Ertrag als auch Effizienz.
Schließlich weisen in-vivo-Daten darauf hin, dass die Retinoidkonjugate der Erfindung anhaltende Pegel von Retinolsäure in den Lungen bereitstellen – das heißt, die Retinolsäurekonjugate scheinen in der Lunge eher in einem mindestens messbaren Ausmaß zu lagern, anstatt schnell durch das Lungengewebe in die systemische Zirkulation zu absorbieren, was wiederum zu einer Reduktion in systemischer Toxizität führt im Vergleich zu i.v. Injektionen. Darüber hinaus weisen Plasmadaten darauf hin, dass die Polymerkonjugate der Erfindung zu einem viel größeren Ausmaß in der Lunge zurückgehalten werden als die entsprechenden unmodifizierten oder nicht-polymeren konjugierten Retinoide. Das heißt, das unmodifizierte Retinoid absorbiert relativ schnell durch das Lungengewebe in die Zirkulation, während das Konjugat signifikant in der Lunge zurückgehalten wird, was weiter die Vorteile eines Polymerretinoidkonjugats im Vergleich zum unmodifizierten Vorgänger in der lokalisierten Behandlung und Verhinderung von Zuständen des respiratorischen Trakts wie einem Emphysem aufzeigt.
I. Definitionen
Die folgenden hierin verwendeten Begriffe haben die angezeigten Bedeutungen.
Wie in der Spezifikation und in den angehängten Ansprüchen verwendet, schließen die Singularformen „ein", „eine", „der/die/das" Pluralverweise ein, sofern der Kontext nicht klar anderes vorgibt.
Die Begriffe „funktionale Gruppe", „aktiver Rest", „reaktiver Ort", „chemisch reaktive Gruppe" and „chemisch reaktiver Rest" werden allgemein im Fach verwendet und hierin, um sich auf abgegrenzte definierbare Anteile oder Einheiten eines Moleküls zu beziehen. Diese Begriffe sind gewissermaßen synonym in den Chemiewissenschaften und werden hierin verwendet, um die Anteile von Molekülen anzuzeigen, die eine Funktion oder Aktivität ausführen und reaktiv mit anderen Molekülen sind. Der Begriff „aktiv" oder „reaktiv" ist, wenn er in Verbindung mit einer funktionalen Gruppe verwendet wird, dafür bestimmt, die funktionalen Gruppen einzuschließen, die leicht mit elektrophilen oder nukleophilen Gruppen auf anderen Molekülen reagieren, im Gegensatz zu denjenigen Gruppen, die starke Katalysatoren erfordern oder hoch unpraktische Reaktionsbedingungen, um zu reagieren (z.B. „nicht-reaktive" oder „inerte" Gruppen). Der Begriff „aktiver Ester" würde zum Beispiel, wie es im Fach verstanden würde, diejenigen Ester einschließen, die schnell mit nukleophilen Gruppen wie Aminen reagieren. Beispielhafte aktive Ester schließen N-Hydroxysuccinimidylester oder 1-Benzoetriazolylester ein. Typischerweise wird ein aktiver Ester mit einem Amin in wässrigem Medium innerhalb von Minuten reagieren, wohingegen bestimmte Ester, wie Methyl- oder Ethylester einen starken Katalysator erfordern, um mit einer nukleophilen Gruppe zu reagieren. Wie hierin verwendet soll der Begriff „funktionale Gruppe" geschützte Formen einzuschließen.
Der Begriff „geschützte funktionale Gruppe" oder „schützende Gruppe" oder „Schutzgruppe" bezieht sich auf die Anwesenheit eines Restes (z.B. der schützenden Gruppe), der die Reaktion einer speziellen chemisch reaktiven Gruppe in einem Molekül unter bestimmten Reaktionsbedingungen verhindert oder blockiert. Die schützende Gruppe wird abhängig vom Typ der chemisch reaktiven Gruppe, die geschützt wird, variieren genauso wie die Reaktionsbedingungen, die zum Einsatz kommen und die Anwesenheit von zusätzlichen reaktiven oder schützenden Gruppen im Molekül, wenn überhaupt. Schützende Gruppen, die im Fach bekannt sind, können in Greene, T. W. et al., PROTECTIVE GROUPS IN ORGANIC SYNTHESIS, 3rd ed., John Wiley & Sons, New York, NY (1999) gefunden werden.
Der Begriff „Bindung" oder „Linker" (L) wird hierin verwendet, um sich auf ein Atom oder eine Sammlung von Atomen zu beziehen, die verwendet werden, vorzugsweise durch eine oder mehrere kovalente Bindungen, um Reste untereinander zu verbinden wie zwei Polymersegmente oder ein Ende eines Polymers und eine reaktive funktionale Gruppe, die auf einem bioaktiven Agens präsent ist, wie zum Beispiel Retinolsäure. Ein Linker der Erfindung kann hydrolytisch stabil sein oder kann eine physiologisch hydrolisierbare oder enzymatisch abbaubare Bindung einschließen.
Eine „physiologisch hydrolisierbare" oder „hydrolytisch abbaubare" Bindung ist eine schwache Bindung, die mit Wasser unter physiologischen Bedingungen reagiert (d.h. hydrolisiert wird). Die Tendenz einer Bindung, in Wasser zu hydrolisieren, wird nicht nur vom generellen Typ der Bindung abhängen, die zwei zentrale Atome verbindet, sondern auch von den Substituenten, die an diese zentralen Atome gebunden sind. Beispielhafte hydrolytisch unstabile oder abbaubare Bindungen schließen Carboxylatester, Phosphatester, Thiolester, Anhydride, Azetale, Ketale, Azyloxyalkylether, Imine, Orthoester, Peptide und Oligonukleotide ein, sind aber nicht darauf beschränkt. Erläuternde Hydrolyseraten für repräsentative Konjugate der Erfindung sowohl in Puffer als auch in Serum werden in den Beispielen 9 und 10 bereitgestellt.
Eine „hydrolytisch stabile" Verbindung oder Bindung bezieht sich auf eine chemische Bindung, typischerweise eine kovalente Bindung, die im wesentlichen stabil in Wasser ist, das heißt, die unter physiologischen Bedingungen zu einem wahrnehmbaren Ausmaß über eine ausgedehnte Zeitperiode keine Hydrolyse erlebt. Beispiele von hydrolytisch stabilen Bindungen schließen die Folgenden ein, sind aber nicht darauf beschränkt: Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen (z.B. in aliphatischen Ketten), Ether, Amide, Urethane und ähnliches. Generell ist eine hydrolytisch stabile Bindung eine, die eine Hydrolyserate von weniger als ungefähr 1-2 % pro Tag unter physiologischen Bedingungen aufweist. Hydrolyseraten von repräsentativen chemische Bindungen können in den meisten Standard-Chemie-Fachbüchern gefunden werden oder Hydrolyseraten einer gegebenen Verbindung können alternativ unter Verwendung von Standardtechniken, die im Fach bekannt sind, gemessen werden.
Eine „enzymatisch unstabile" oder „enzymatisch abbaubare" Bindung ist eine Bindung, die durch ein oder mehrere Enzyme abgebaut werden kann.
„PEG" oder Polyethylenglykol, wie hierin verwendet, soll jedes wasserlösliche Poly(Ethylenoxid) umfassen. Höchst typischerweise werden PEGs für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung die folgende Struktur enthalten, "-CH₂CH₂O(CH₂CH₂O)_nCH₂CH₂-, wobei die terminalen Gruppen oder die tatsächliche Architektur des gesamten PEG-Restes variieren können. Ein häufig eingesetztes PEG ist end-gekapptes PEG, worin ein Terminus des PEG durch eine relativ inerte Gruppe gekappt ist, typischerweise eine Alkoxygruppe wie Methoxy(-OCH₃), während der andere Terminus eine Hydroxylgruppe ist, die dann chemischer Modifikation unterworfen werden kann. Der Begriff „PEG" schließt Poly(Ethylenglykol) in jeder seiner linearen, verzweigten oder vielarmigen Formen ein, einschließend Alkoxy-PEG, bifunktionales PEG, gegabeltes PEG, verzweigtes PEG, hängendes PEG, oder PEG mit abbaubaren Bindungen darin. Spezifische PEG-Formen für die Verwendung in der Präparation der Retinoidkonjugate der Erfindung, wie verzweigte, lineare, gegabelte PEGs und ähnliches werden in größerem Detail unten beschrieben werden.
„Nominales Durchschnittsmolekulargewicht" bezieht sich im Kontext eines hydrophilen nicht-peptidischen Polymers der Erfindung wie PEG auf das durchschnittliche Polymer-Massenmolekulargewicht, das typischerweise durch Größenausschlusschromatographie, Lichtstreuung oder intrinsische Geschwindigkeit in 1,2,4-Trichlorbenzene bestimmt wird. Die Polymere der Erfindung sind typischerweise polydispers, wobei sie einen niedrigen Polydispersitätswert von weniger als ungefähr 1,05 aufweisen.
Der Begriff „Alkyl", „Alkenyl" und „Alkynyl" bezieht sich auf Kohlenwasserstoffketten, die sich typischerweise von ungefähr 1 bis ungefähr 12 Kohlenstoffatome in der Länge erstrecken, vorzugsweise 1 bis ungefähr 6 Atome, und schließt gerade und verzweigte Ketten ein. Sofern nicht anders angegeben, ist die bevorzugte Ausführungsform für jedes Alkyl, auf das sich hierin bezogen wird, C1-C6 Alkyl (z.B. Methyl oder Ethyl).
„Zykloalkyl" bezieht sich auf eine gesättigte oder ungesättigte zyklische Kohlenwasserstoffkette, einschließend verbrückte, fusionierte oder spiralig zyklische Verbindungen, vorzugsweise 3 bis ungefähr 12 Kohlenstoffatome umfassend, bevorzugter 3 bis ungefähr 8.
Der Begriff „substituiertes Alkyl", „substituiertes Alkenyl", „substituiertes Alkynyl" oder „substituiertes Zykloalkyl" bezieht sich auf eine Alkyl-, Alkenyl-, Alkynyl- oder Zykloalkylgruppe, die mit einer oder mehrerer nicht interferierender Substituenten substituiert ist, so wie, aber nicht darauf beschränkt, C3-C8 Zykloalkyl, z.B. Zyklopropyl, Zyklobutyl und ähnliches; Azetylen; Zyano; Alkoxy, z.B. Methoxy, Ethoxy und ähnliches; niedriges Alkanoxy, z.B. Azetoxy; Hydroxy; Carboxyl; Amino; niedriges Alkylamino, z.B. Methylamino; Keton; Halo, z.B. Chloro oder Bromo; Phenyl; substituiertes Phenyl und ähnliches.
„Alkoxy" bezieht sich auf eine –O-R-Gruppe, worin R Alkyl oder substituiertes Alkyl ist, vorzugsweise C1-C6 Alkyl (z.B. Methoxy oder Ethoxy).
„Aryl" bedeutet einen oder mehrere aromatische Ringe, jeder aus 5 oder 6 Kernkohlenstoffatomen. Multiple Arylringe können fusioniert sein, wie in Naphtyl oder unfusioniert wie in Biphenyl. Aryl-Ringe können auch fusioniert sein oder unfusioniert mit einem oder mehreren zyklischen Kohlenwasserstoffen, Heteroaryl- oder heterozyklischen Ringen.
„Substituiertes Aryl" ist Aryl, das eine oder mehrere nicht interferierende Gruppen als Substituenten hat. Für Substitutionen auf einem Phenylring können die Substituenten in jeder Orientierung sein (d.h. Ortho, Meta oder Para).
„Heteroaryl" ist eine Arylgruppe, die ein bis vier Heteroatome enthält, vorzugsweise N, O oder S oder eine Kombination davon, deren Heteroarylgruppe optional an Kohlenstoff- oder Stickstoff-Atom(en) mit C1-C6 Alkyl, -CF₃, Phenyl, Benzyl oder Thienyl substituiert ist, oder ein Kohlenstoffatom in der Heteroarylgruppe zusammen mit einem Sauerstoffatom einer Carbonylgruppe formt, oder deren Heteroarylgruppe optional mit einem Phenylring fusioniert ist.
Heteroarylringe können auch mit einem oder mehreren zyklischen Kohlenwasserstoffen-, heterozyklischen-, Aryl- oder Heteroarylringen fusioniert sein. Heteroaryl schließt ein, aber ist nicht beschränkt auf 5-elementige Heteroaryle, die ein Heteroatom haben (z.B. Thiophene, Pyrrole, Furane); 5-elementige Heteroaryle, die zwei Heteroatome in 1,2 oder 1,3 Position tragen (Oxazole, Pyrazole, Imidazole, Thiazole, Purine); 5-elementige Heteroaryle, die 3 Heteroatome aufweisen (z.B. Triazole, Thiadiazole); 5-elementige Heteroaryle, die drei Heteroatome aufweisen; 6-elementige Heteroaryle mit einem Heteroatom (z.B. Pyridin, Quinolin, Isoquinolin, Phenantrin, 5,6-Zykloheptenopyridin); 6-elementige Heteroaryle mit zwei Heteroatomen (z.B. Pyridazine, Zinnoline, Phtalazine, Pyrazine, Pyrimidine, Quinazoline); 6-elementige Heteroaryle mit drei Heteroatomen (z.B. 1,3,5-Triazin); und 6-elementige Heteroaryle mit vier Heteroatomen.
„Substituiertes Heteroaryl" ist Heteroaryl, das ein oder mehrere nicht-interferierende Gruppen als Substituenten enthält.
„Heterozyklus" oder „heterozyklisch" bedeutet ein oder mehrere Ringe von 5-12 Atomen, vorzugsweise 5-7 Atome, mit oder ohne ungesättigtem oder aromatischen Charakter und wenigstens einem Ringatom, das nicht Kohlenstoff ist. Bevorzugte Heteroatome schließen Schwefel, Sauerstoff und Stickstoff ein. Multiple Ringe können fusioniert sein wie in Quinolin oder Benzofuran.
„Substituierter Heterozyklus" ist ein Heterozyklus, der ein oder mehrere Seitenketten trägt, die durch nicht-interferierende Substituenten gebildet wird.
„Nicht-interferierende Substituenten” sind diejenigen Gruppen, die, wenn sie in einem Molekül präsent sind, typischerweise nicht reaktiv mit anderen funktionalen Gruppen sind, die im Molekül enthalten sind.
Geeignete nicht-interferierende Substituenten oder Radikale schließen Halo, C1-C10 Alkyl, C2-C10 Alkenyl, C2-C10 Alkynyl, C1-C10 Alkoxy, C7-C12 Aralkyl, C7-C12 Alkaryl, C3-C10 Zykloalkyl, C3-C10 Zykloalkenyl, Phenyl, substituiertes Phenyl, Toluoyl, Xylenyl, Biphenyl, C2-C12 Alkoxyalkyl, C7-C12 Alkoxyaryl, C7-C12 Aryloxyalkyl, C6-C12 Oxyaryl, C1-C6 Alkylsulfinyl, C1-C10 Alkylsulfonyl, -(CH₂)m-O-(C1-C10 Alkyl), worin m 1 bis 8 ist, Aryl, substituiertes Aryl, substituiertes Alkoxy, Fluoroalkyl, heterozyklisches Radikal, substituiertes heterozyklisches Radikal, Nitroalkyl, -NO₂, -ON, -NRC(O)-(C1-C10 Alkyl), -C(O)-(C1-C10 Alkyl), C2-C10 Thioalkyl, -C(O)O-(C1-C10)Alkyl), -OH, -SO₂, =S, -COOH, -NR, Carbonyl, -C(O)-(C1-C10 Alkyl)-CF₃; -C(O)-CF₃, -C(O)NR₂, -(C1-C10 Alkyl)-S-(C6-C12 Aryl), -C(O)-(C6-C12 Aryl), -C(CH₂)_m-O-(CHZ₂)_m-O-(C1-C10 Alkyl), wobei jedes m von 1-8 ist, -C(O)NR, -C(S)NR, -SO₂NR, -NRC(O)NR, -NRC(S)NR, Salze davon und ähnliches ein, aber sind nicht darauf beschränkt. Jedes hierin verwendete R ist H, Alkyl oder substituiertes Alkyl, Aryl oder substituiertes Aryl, Aralkyl oder Alkaryl.
„Heteroatom" bedeutet jedes Nicht-Kohlenstoff Atom in einer Kohlenwasserstoff analogen Verbindung. Beispiele schließen Sauerstoff, Schwefel, Stickstoff, Phosphor, Arsen, Silikon, Selen, Tellur, Zinn und Bor ein.
Wie hierin verwendet, bezieht sich „nicht-peptidisch" auf ein Polymerrückgrat, das im wesentlichen frei von Peptidbindungen ist. Nichtsdestotrotz kann das Polymerrückgrat eine geringe Anzahl von Peptidbindungen in Abständen entlang der Länge des Rückgrats enthalten, wie zum Beispiel nicht mehr als ungefähr 1 Peptidbindung auf ungefähr 50 Monomereinheiten.
„Polypeptid" bezieht sich auf jedes Molekül, das eine Serie von Aminosäureresten umfasst, typischerweise mindestens ungefähr 10-20 Reste, verbunden durch Amidbindungen (auch angesprochen als Peptidbindungen) entlang des Alpha-Kohlenstoffrückgrats. Während in einigen Fällen die Begriffe hierin synonym verwendet werden, hat ein Polypeptid typischerweise ein Molekulargewicht bis zu ungefähr 10.0000 Da, während sich auf Peptide, die ein Molekulargewicht darüber haben, im allgemeinen als Proteine bezogen wird. Modifikationen der Peptidseitenketten können vorliegen, zusammen mit Glykosylierungen, Hydroxylierungen und ähnlichem. Zusätzlich können andere nicht-peptidische Moleküle, einschließend Lipide und kleine Wirkstoffmoleküle an das Polypeptid angeheftet sein.
„Aminosäure" bezieht sich auf jede Verbindung, die sowohl eine Aminogruppe als auch eine Carboxylgruppe enthält. Obwohl die Aminogruppe meistens in der angrenzenden Position zur Carboxyfunktion vorkommt, kann die Aminogruppe an jedem Ort innerhalb des Moleküls positioniert sein. Die Aminosäure kann auch zusätzliche funktionale Gruppen enthalten, wie Amino, Thio, Carboxyl, Carboxyamid, Imidazol etc. Eine Aminosäure kann synthetisch sein oder natürlich vorkommend und kann sowohl in ihren razemischen oder optisch aktiven (D- oder L-) Formen verwendet werden, einschließend verschiedener Anteile an Enantiomeren.
„Oligomer" bezieht sich auf kurze Monomerketten, die 2 bis ungefähr 10 Monomereinheiten umfassen, vorzugsweise 2 bis ungefähr 5 Monomereinheiten.
Der Begriff „Konjugat" soll sich auf die Einheit beziehen, die als ein Ergebnis der kovalenten Bindung eines Moleküls, z.B. einem Retinoid, an ein reaktives Polymermolekül, vorzugsweise ein Poly(Ethylenglykol) gebildet wird.
„Bifunktional" bezieht sich im Kontext eines Polymers der Erfindung auf ein Polymer, das zwei reaktive funktionale Gruppen besitzt, die gleich oder unterschiedlich sein können.
„Multifunktional" bedeutet im Kontext eines Polymers der Erfindung ein Polymer, das 3 oder mehr funktionale Gruppen daran angeheftet hat, wobei die funktionalen Gruppen gleich oder unterschiedlich sein können. Multifunktionale Polymere der Erfindung werden typischerweise von ungefähr 3-100 funktionale Gruppen umfassen oder von 3-50 funktionale Gruppen oder von 3-25 funktionale Gruppen oder von 3-15 funktionale Gruppen oder von 3-10 funktionale Gruppen oder werden 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, oder 10 funktionale Gruppen an das Polymerrückgrat angeheftet enthalten.
„Trockenpuder" bezieht sich auf eine Puderzusammensetzung, die typischerweise weniger als ungefähr 10 % Feuchtigkeit enthält.
Eine Zusammensetzung, die „geeignet für eine Lungenausbringung" ist, bezieht sich auf eine Zusammensetzung, die aerosolisiert ist und von einem Subjekt inhaliert werden kann, so dass der Anteil der aerosolisierten Partikel die Lungen erreicht, um einen Durchtritt in den unteren respiratorischen Trakt und die Alveoli zu erlauben. So eine Zusammensetzung wird als „atembar" oder „inhalierbar" angesehen.
„Aerosolisierte" Partikel sind flüssige oder feste Partikel, die in einem Gas, typischerweise als ein Ergebnis eines Antriebes (oder Feuerns) eines Inhaliergerätes wie eines Trockenpuderinhalators, eines Atomisierers, eines Messdosisinhalators oder eines Verneblers suspendiert sind.
„Emittierte Dosis" oder "ED" stellt ein Kennzeichen bereit für die Ausbringung einer Drogenformulierung von einem geeigneten Inhaliergerät nach dem Ausstoß oder Verteilungsereignis. Noch spezifischer ist für Trockenpuderformulierungen die ED ein Maß des Prozentsatzes an Puder, das aus einer Einheitsdosispackung herausgenommen wurde und welches das Mundstück der Inhalatorvorrichtung verlässt. Die ED ist definiert als das Verhältnis einer Dosis, die durch ein Inhaliergerät ausgebracht wird, zu der Nominaldosis (d.h., die Masse des Puders pro Einheitsdosis, die in einem geeigneten Inhaliergerät vor dem Ausstoß platziert wurde). Die ED ist ein experimentell bestimmter Parameter und wird typischerweise unter Verwendung eines in-vitro Geräteaufbaus bestimmt, das die Patientendosierung nachahmt. Um einen ED-Wert zu bestimmen, wird eine Nominaldosis des Trockenpuders, typischerweise in Einheitsdosisform, in einen geeigneten Trockenpuderinhalator platziert (so wie beschrieben im U.S Patent Nr. 5.785.049 , übertragen an Inhale Therapeutic Systems), der dann angetrieben wird, das Puder zu verteilen. Die resultierende Aerosolwolke wird dann durch Vakuum von dem Gerät abgezogen, wobei es auf einem geteerten Filter, der am Gerätmundstück angebracht ist, aufgefangen wird. Die Menge an Puder, die den Filter erreicht, setzt die ausgegebenen Dosis fest. Zum Beispiel ist für eine 5 mg Trockenpuderenthaltende Dosierungsform, die in ein Inhaliergerät platziert wird, wenn die Verteilung des Puders in der Rückgewinnung von 4 mg an Puder auf einem geteerten Filter wie oben beschrieben resultiert, dann die abgegebenen Dosis für die Trockenpuderzusammensetzung: 4 mg (ausgebrachte Dosis)/5 mg (Nominaldosis) × 100 = 80 %. Für nicht homogene Puder stellen ED-Werte eher ein Kennzeichen für die Wirkstoffausbringung von einem Inhaliergerät nach Ausstoß bereit als für Trockenpuder und basieren eher auf Wirkstoffmenge als auf Gesamtpudergewicht. Ähnlich wie für MDI und Verneblerdosierungsformen, entspricht der ED dem Prozentsatz an Droge, der aus einer Dosierungsform gezogen wird und der das Mundstück eines Inhaliergerätes verlässt.
„Feinpartikeldosis" oder „FPD" ist definiert als das Massenprozent an Puderpartikeln, die einen aerodynamischen Durchmesser von weniger als 3,3 μm haben, typischerweise bestimmt durch Messung in einem Andersen Kaskaden Impaktor.
Ein „dispersibles" oder „Dispersions-„ Puder ist eines, das einen ED-Wert von mindestens ungefähr 30 % hat, bevorzugter von 40-50 %, und sogar noch wünschenswerter mindestens ungefähr 50-60 % oder größer.
„Mittlerer Massendurchmesser" oder „MMD" ist ein Maß der mittleren Partikelgröße, da die Puder der Erfindung generell polydispers sind (d.h. bestehen aus einem Bereich an Partikelgrößen) MMD Werte, die hierin berichtet werden, sind durch Zentrifugalsedimentation bestimmt, obwohl eine Anzahl an gemeinhin eingesetzten Techniken zur Messung der Partikelgröße verwendet werden können (z.B. Elektronenmikroskopie, Lichtstreuung, Laserdiffraktion).
„Mittlerer aerodynamischer Massendurchmesser" oder „MAMD" ist ein Wert der aerodynamischen Größe eines verteilten Partikels. Der aerodynamische Durchmesser wird verwendet, um ein aerosolisiertes Puder in Bezug auf sein Ablagerungsverhalten zu beschreiben und ist der Durchmesser einer Einheitsdichtekugel, die die gleiche Ablagerungsgeschwindigkeit in Luft hat wie das Partikel. Der aerodynamische Durchmesser umfasst Partikelform, Dichte und physikalische Größe eines Partikels. Wie hierin verwendet, bezieht sich MAMD auf den Mittelpunkt oder Median der aerodynamischen Partikelgrößenverteilung eines aerosolisierten Puders, bestimmt durch Kaskaden-Impaktion, wenn nicht anders beschrieben.
„Pharmazeutisch verträglicher Hilfsstoff oder Träger" bezieht sich auf einen Hilfsstoff, der optional in den Zusammensetzungen der Erfindung enthalten sein kann. Bevorzugt für Zusammensetzungen zur Inhalation sind Hilfsstoffe, die in die Lunge aufgenommen werden können ohne signifikante schädigende toxikologische Effekte auf das Subjekt und speziell auf die Lungen des Subjekts.
„Pharmakologisch effektive Menge" oder „physiologisch effektive Menge" ist die Menge eines Polymer-Retinolsäure-Konjugats, die in einer therapeutischen Zusammensetzung wie hierin beschrieben vorhanden ist, die benötigt wird, um einen wirksamen Pegel an Retinolsäure für die Behandlung einer Zielzustandes, der auf eine Behandlung mit Retinoid reagiert, bereitzustellen. Die genaue Menge wird von zahlreichen Faktoren abhängen, zum Beispiel dem speziellen PEG-Retinoid, dem eingesetzten Ausbringungsgerät, den Komponenten und den physikalischen Charakteristika der therapeutischen Zusammensetzung, der intendierten Patientenpopulation, Patientenbetrachtungen und ähnlichem, und kann leicht durch einen Fachmann auf der Basis der hierin bereit gestellten Informationen bestimmt werden.
II. Retinoide
Retinoide zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung schließen die natürlichen Retinoide wie auch synthetische Analoga und pharmazeutisch verträgliche Salze und Ester davon ein.
Repräsentative Retinoide zur Verwendung in der Präparation eines Polymerkonjugats gemäß der Erfindung schließen Retinol ein, all-trans-Retinolsäure, 13-cis Retinolsäure, 9-cis Retinolsäure, 11-cis Retinolsäure und 14-Hydroxyretroretinol. Bevorzugt sind die lipophilen Retinolsäureverbindungen, all-trans-Retinolsäure (ATRA), 13-cis Retinolsäure, 9-cis Retinolsäure, 11-cis Retinolsäure. Zur Erleichterung der Bezugnahme sind die Strukturen der unmodifizierten elterlichen cis- und trans-Retinolsäuren unten bereitgestellt.
Kovalente Anheftung der Polymerketten kann an jeder Position im Retinoidrestes auftreten, die geeignet für chemische Modifikationen ist, obwohl die Anheftung eines Polymers vorzugsweise durch Reaktion eines geeignet aktivierten Polymers mit dem Carbonylkohlenstoff des Carboxylsäurerestes auftreten wird.
Besonders bevorzugte Retinolsäuren sind diejenigen, die sich als effektiv in der Behandlung von bestimmten respiratorischen Krankheiten wie zum Beispiel Emphysem, chronischer Bronchitis und Asthma gezeigt haben, z.B. all-trans-Retinolsäure (Massaro G., Massaro D., Nature Medicine, 3: 675-677, 1997) und 13-cis Retinolsäure (Belloni, P., U.S. Patent Nr. 6339107 ).
III. Das Polymer
Beispiele von solchen Polymeren schließen Poly(Alkylglykole) wie Polyethylenglykol, Poly(Propylenglykol) (,PPG'), Kopolymere von Ethylenglykol und Propylenglykol und ähnliches, Poly(Oxyethyliertes Polyol), Poly(Olefinischen Alkohol), Poly(Vinylpyrolidon), Poly(Hydroxyalkylmethakrylamid), Poly(Hydroxyalkylmethakrylat); Poly(α-Hydroxysäure), Poly(Vinylalkohol), Polyphosphazen, Polyoxazolin, Poly(N-Akryloylmorpholin) und Kopolymere, Terpolymere und Mischungen davon ein, sind aber nicht darauf beschränkt.
Ein speziell bevorzugtes Polymer ist Polyethylenglykol. Der Begriff PEG, wie hierin verwendet, schließt Poly(Ethylenglykol) in jeder aus einer Anzahl von Geometrien und Formen ein, einschließend seine linearen Formen (z.B. Alkoxy-PEG oder bifunktionales PEG), verzweigte oder mehrarmige Formen (z.B. gegabeltes PEG oder PEG gebunden an einen Polyol-Kern), hängendes PEG oder PEG mit abbaubaren Bindungen darin, die vollständiger unten beschrieben werden.
Typischerweise wird PEG mit einer geeigneten aktivierenden Gruppe aktiviert, die geeignet für die Kopplung an eine gewünschte Stelle auf dem Retinoid wie Carbonyl-Kohlenstoff ist. Ein aktiviertes PEG wird an einem Ende eine reaktive Gruppe zur Reaktion mit einem Retinoid aufweisen. Der Begriff „Linker" soll, wie hierin verwendet, eine aktivierende Gruppe umfassen, die an einem PEG-Ende zur Reaktion mit einem Retinoid wie Retinolsäure positioniert ist, und weiter zusätzliche (typischerweise inerte) Atome, die zwischen dem PEG-Anteil des Polymers und der aktivierten Gruppen am terminalen Ende positioniert sind, einschließen können, zur Erleichterung der Präparation des aktivierten PEG. Die Linker können jedes aus einer Anzahl Atomen enthalten, bevorzugt sind jedoch Linker, die Methylen enthalten, die zwischen dem PEG-Rückgrat und der terminalen aktivierenden Gruppe intervenieren. Repräsentative aktivierte PEG-Derivate und Verfahren zur Konjugierung dieser Polymere an einen Wirkstoff wie Retinoid, sind in der Fachwelt bekannt und weiter beschrieben in Zalipsky, S. et al., "Use of Functionalized Poly(Ethylene Glycols) for Modification of Polypeptides" in Polyethylene Glycol Chemistry: Biotechnical and Biomedical Applications, J. M. Harris, Plenum Press, New York (1992) und in Advanced Drug Reviews, 16: 157-182 (1995).
Typischerweise ist die Durchschnittsmolekulargewichtszahl des Polymeranteils eines Polymerkonjugats der Erfindung von ungefähr 100 Dalton (Da) bis ungefähr 100.000 Da, vorzugsweise ungefähr 500 Dalton bis ungefähr 100.000 Dalton.
Spezifischer wird ein PEG-Retinoidkonjugat der Erfindung typischerweise ein oder mehrere PEG-Ketten umfassen, jede mit einem Molekulargewicht, das von ungefähr 200 bis ungefähr 40.000 Dalton reicht und vorzugsweise von ungefähr 200 bis ungefähr 20.000 Dalton reicht. Vorzugsweise wird ein PEG für Verwendung in der Erfindung ein Durchschnittsmolekulargewicht aufweisen, das in einen der folgenden Bereiche fällt: von ungefähr 200 bis ungefähr 10.000 Dalton, von ungefähr 200 bis ungefähr 7.500 Dalton, von ungefähr 200 bis ungefähr 6.000 Dalton, von ungefähr 200 bis ungefähr 5.000 Dalton, von ungefähr 200 bis ungefähr 3.000 Dalton, von ungefähr 200 bis ungefähr 2.000 Dalton, von ungefähr 200 bis ungefähr 1.000 Dalton.
Polymere für die Bindung an ein Retinoid werden generell eine Durchschnittsmolekulargewichtszahl aufweisen, die aus den folgenden ausgewählt ist: (i) ungefähr 500 Da oder (ii) ungefähr 750 Da oder (iii) ungefähr 900 Da oder (iv) ungefähr 1.000 Da oder (v) ungefähr 2 000 Da oder (vi) ungefähr 3.000 Da oder (vii) ungefähr 4.000 Da oder (viii) ungefähr 5.000 Da oder (ix) ungefähr 10.000 Da oder (x) ungefähr 15.000 Da oder (xi) ungefähr 20.000 Da oder (xii) ungefähr 25.000 Da. In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung haben bevorzugte Polymere ein Molekulargewicht von größer als ungefähr 2000 Dalton. Exemplarische Retinoidkonjugate, die mit PEG mit Molekulargewichten von 5.000 Dalton, 20.00 Dalton, 2000 Dalton und 10.000 Dalton (unter Verwendung sowohl linearer als auch mehrarmiger PEGs) bereitet wurden, werden in den Beispielen beschrieben.
Bezogen auf die Anzahl der Untereinheiten werden die PEGs für die Verwendung typischerweise eine Anzahl von (OCH₂CH₂)-Untereinheiten umfassen, von ungefähr 4 bis ungefähr 450 Untereinheiten, von ungefähr 4 bis ungefähr 250 Untereinheiten, von ungefähr 4 bis ungefähr 170 Untereinheiten, von ungefähr 4 bis ungefähr 140 Untereinheiten, von ungefähr 4 bis ungefähr 100 Untereinheiten, von ungefähr 10 bis ungefähr 100 Untereinheiten, von ungefähr 4 bis ungefähr 70 Untereinheiten, von ungefähr 4 bis ungefähr 45 Untereinheiten, von ungefähr 4 bis ungefähr 25 Untereinheiten.
Ein besonders bevorzugtes Polymer für die Verwendung in der Erfindung ist ein endgekapptes Polymer, das heißt ein Polymer, das wenigstens ein Ende mit einer relativ inerten Gruppe gekappt hat, wie eine niedrige C1-C6 Alkoxy-Gruppe. Eine solche besonders bevorzugte Form von PEG ist Methoxy-PEG (allgemein angesprochen als mPEG), eine lineare Form von PEG, worin ein Ende des Polymers eine Methoxy (-OMe)-Gruppe ist, während der andere Terminus eine Hydroxyl oder andere funktionelle Gruppe ist, die chemisch modifiziert werden kann.
Mehrarmige oder verzweigte PEG-Moleküle, wie diejenigen, die im U.S. Patent Nr. 5.932.462 beschrieben sind, können auch verwendet werden, um ein Konjugat der Erfindung zu bilden. Allgemein gesprochen, weist ein mehrarmiges oder verzweigtes Polymer ein oder mehrere Polymerarme auf, die sich von einem zentralen Verzweigungspunkt (z.B. C in der Struktur unten) erstrecken, der entweder direkt oder indirekt über intervenierende verbindende Atome an einen aktiven Rest wie ein Retinoid kovalent gebunden ist. Zum Beispiel kann ein exemplarisches verzweigtes PEG-Polymer die Struktur haben,
worin
POLYa und POLYb PEG-Polymere wie Methoxy-Poly(Ethylenglykol) sind;
R'' ein nicht reaktiver Rest ist, wie H, Methyl oder PEG und
P und Q nichtreaktive Bindungen sind. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das verzweigte PEG-Polymer ein Methoxy-Poly(Ethylenglykol) disubstituiertes Lysin oder ein Derivat davon. Abhängig vom aktiven Rest im Retinoid, das für die Kopplung an das Polymer vorgesehen ist, kann die reaktive Esterfunktion des disubstituiertes Lysins weiter modifiziert werden, um eine funktionale Gruppe zu bilden, die geeignet für eine Reaktion mit der Zielgruppe im Retinoid ist.
Das Polymer kann alternativ eine gegabelte Struktur haben. Allgemein gesprochen ist ein Polymer, das eine gegabelte Struktur hat, dadurch charakterisiert, eine Polymerkette zu haben, die an zwei oder mehr aktive Agenzien über kovalente Bindungen gebunden ist, ausgehend von einem hydrolytisch stabilen Verzweigungspunkt im Polymer. Ein Beispiel für ein gegabeltes PEG wird durch PEG-YCHZ₂ repräsentiert, wobei Y eine Bindungsgruppe ist und Z eine endständige Aktivierungsgruppe für kovalente Bindung an ein biologisch aktives Agens wie Retinoid. Die Z-Gruppe ist durch eine Kette von Atomen definierter Länge an CH gebunden. Die internationale Anmeldung Nr. PCT/US99/05333 beschreibt verschiedene gegabelte PEG-Strukturen, die geeignet für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind. Die Kette von Atomen, die die funktionale Z-Gruppe an das verzweigende Kohlenstoffatom bindet, dient als anbindende Gruppe und kann zum Beispiel eine Alkylkette, Etherbindung, Esterbindung, Amidbindung oder Kombinationen davon umfassen.
Ein PEG-Polymer kann auch die Form eines hängenden PEG-Moleküls annehmen, das reaktive Gruppen aufweist, wie Hydroxyl, die eher kovalent entlang der Länge des PEG-Rückgrats gebunden sind als an den Enden der PEG-Kette. Solche hängenden reaktiven Gruppen können direkt oder durch einen bindenden Rest wie eine Alkylengruppe an das PEG-Rückgrat gebunden sein.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Formen von PEG kann das Polymer auch mit einer oder mehrerer schwachen oder abbaubaren Bindungen im Polymer-Rückgrat bereitet werden., einschließend eines der oben beschriebenen Polymere. Das soll heißen, zusätzlich zu der Bindung durch Kopplung des Polymers an das Retinoid kann das Polymer zusätzliche hydrolisierbare Bindungen im Polymer enthalten, um weiteren Abbau des Polymers bereitzustellen, zum Beispiel nach Ablagerung des Konjugats in der Lunge eines Subjektes nach Verabreichung durch Inhalation. Zum Beispiel kann ein PEG mit Esterbindungen im Polymer-Rückgrat bereitet werden, die Hydrolyse unterworfen sind. Wie unten gezeigt resultiert diese Hydrolyse in der Spaltung des Polymers in Fragmente von niedrigem Molekulargewicht. -PEG-CO₂-PEG- + H₂O → -PEG-CO₂H + HO-PEG-
Andere hydrolytisch abbaubare Bindungen, die im Polymer-Rückgrat enthalten sein können, schließen Carbonatbindungen; Iminobindungen, die zum Beispiel aus der Reaktion eines Amins und eines Aldehyds resultieren (siehe, z.B. Ouchi et al., Polymer Preprints 38(1): 582-3 (1997); Phosphatesterbindungen, die zum Beispiel dadurch gebildet werden, dass ein Alkohol mit einer Phosphatgruppe zur Reaktion gebracht wird; Hydrazonbindungen, die typischerweise durch Reaktion eines Hydrazids und eines Aldehyds gebildet werden; Azetalbindungen, die typischerweise durch Reaktion zwischen einem Aldehyd und einem Alkohol gebildet werden, Orthoesterbindungen, die zum Beispiel durch die Reaktion zwischen einem Format und einem Alkohol gebildet werden; Peptidbindungen, die durch eine Aminogruppe, z.B. an einem Ende eines Polymers wie PEG und einer Carboxylgruppe eines Peptids gebildet werden: und Oligonukleotidbindungen, die zum Beispiel, durch eine Phosphoamiditgruppe z.B. am Ende eines Polymers und einer 5'-Hydroxylgruppe eines Oligonukleotids gebildet werden, ein.
Solche optionalen Eigenschaften des Polymerkonjugats, d.h. die Einführung einer oder mehrerer abbaubarer Bindungen in die Polymerkette, können zusätzliche Kontrolle über die endgültigen gewünschten pharmakologischen Eigenschaften des Konjugats nach Verabreichung bereitstellen. Zum Beispiel kann ein großes und relativ inertes Konjugat (d.h., das ein oder mehrere PEG-Ketten mit einem Molekulargewicht größer als ungefähr 10.000 aufweist, wobei das Konjugat im wesentlichen keine Bioaktivität besitzt) verabreicht werden, das, wenn es in der Lunge ist, hydrolisiert wird, um ein bioaktives Konjugat zu generieren, das einen Teil der Original-PEG–Kette aufweist. Auf diese Art und Weise können die Eigenschaften des PEG-Retinoid-Konjugats etwas effektiver darauf zugeschnitten werden, die Bioaktivität des Konjugats und den Depoteffekt (Verweilzeit) des Retinoids in der Lunge auszubalancieren.
In Summe kann jedes aus einer Vielfalt von monofunktionalen, bifunktionalen oder multifunktionalen Polymeren, die nicht-peptidisch und wasserlöslich sind, wie in Anspruch 1 definiert, verwendet werden, um ein Retinoidkonjugat gemäß der vorliegenden Erfindung zu formen. Das Polymer kann linear sein oder in jeder der oben beschriebenen Formen (z.B. verzweigt, gegabelt und ähnliches).
IV Polymer-Retinoidkonjugate
Wie oben im Allgemeinen beschrieben, umfasst ein Polymerkonjugat der Erfindung ein wasserlösliches und nicht-peptidisches Polymer, das kovalent an eine Retinoidverbindung gebunden ist, wobei der Polymeranteil des Konjugats eine der beispielhaften Formen aufweisen kann, die in Abschnitt III oben beschrieben sind. In Beispielen, in denen das Retinoid eine Retinolsäure ist, sind bevorzugte Konjugate diejenigen, bei denen die Bindung, die die Retinolsäure mit dem Polymer verbindet, ein Derivat der elterlichen Carboxylsäuregruppe, wie ein Ester, ein Amid oder ein Thiolester ist. Die Polymerkonjugate der Erfindung sind nützlich für die Behandlung jedes Zustandes, der auf Retinoidtherapie reagiert, und sind besonders nutzbringend für die Verwendung in der Chemoprävention, besonders von Aerodigestiv-Krebsen, wie Lungenkrebs genauso wie auch Karzinomen und bösartigen Erkrankungen des Kopfes und des Nackens. Darüber hinaus führt die lokalisierte Verabreichung des Polymerkonjugats der Erfindung durch Inhalation im Vergleich mit systemischer Verabreichung zu einem höheren Dosisanteil, der den gewünschten Aktionsort, d.h. die Alveolarregionen erreicht. Auf diese Art und Weise sind die Polymerkonjugate der Erfindung in der Lage, die allgemein schädlichen Nebeneffekte der systemischen Retinoidtherapie, die durch toxische Retinoidpegel in der Zirkulation verursacht werden, zu minimieren. Darüber hinaus können aufgrund der Wasserlöslichkeit der Konjugate der Erfindung Ausbringungsträger auf Wasserbasis und wässrige Prozessierungsbedingungen während der Prozesse wie Sprühtrocknung zum Einsatz kommen, ohne auf solubilisierende Agenzien zurückgreifen zu müssen oder die Risiken von Sprühtrocknung mit organischen Lösungsmitteln.
Die Konjugate der Erfindung sind vorzugsweise, aber nicht zwangsläufig Pro-Pharmaka, das heißt, dass die Bindung zwischen dem Polymer und dem Retinoid hydrolytisch abbaubar ist, um die Freisetzung des elterlichen Retinoids zu erlauben. Exemplarisch abbaubare Bindungen schließen Carboxylatester, Phosphatester, Thiolester, Anhydride, Azetale, Ketale, Azyloxyalkylether, Imine, Orthoester, Peptide und Oligonukleotide ein. Solche Bindungen können leicht durch entsprechende Modifikation entweder des Retinoidrestes (z.B. der Carboxylgruppe auf einem Retinoid oder einer Hydroxylgruppe auf einem Retinol) und/oder des Polymers unter Verwendung der Kopplungsverfahren, die im Allgemeinen in der Fachwelt eingesetzt werden, bereitet werden. Allerdings werden hydrolisierbare Bindungen, die schnell durch Reaktion eines geeigneten aktivierten Polymers mit einer nicht modifizierten funktionalen Gruppe, die im elterlichen Molekül enthalten ist, am meisten bevorzugt. Am meisten bevorzugt für die Modifikation einer Retinolsäure ist zum Beispiel eine Ester- oder Thiolester-Bindung, die aus dem Angriff durch entweder eine Hydroxy- oder eine Thiolgruppe auf dem Polymer auf den Carbonylkohlenstoff des Retinoids resultiert.
Alternativ kann auch eine hydrolytisch stabile Bindung wie eine Amid-, Urethan- (auch bekannt als Carbamat), Amin-, Thioester- (auch bekannt als Sulfid) oder Harnstoff- (auch bekannt als Carbamid) Bindung eingesetzt werden, um das Retinoid an das Polymer zu koppeln. Wieder ist eine bevorzugte hydrolytisch stabile Bindung ein Amid, aufgrund der unkomplizierten Art der Chemie. Das heißt, ein Amid kann schnell durch Reaktion einer Retinolsäure (oder einem funktionalen Äquivalent davon) mit einem amino-endenden Polymer bereitet werden. Die besondere Bindung und Bindungschemie, die eingesetzt werden, werden vom speziellen Retinoidmolekül, funktionalen Gruppen im Retinoid, die entweder für die Bindung an ein Polymer oder für die Umwandlung in eine geeignete Bindungsstelle verfügbar sind, die mögliche Anwesenheit von zusätzlichen funktionellen Gruppen im Retinoidmolekül und ähnlichem abhängen und können leicht von einem Fachmann nach der hierin präsentierten Anleitung bestimmt werden.
Die Polymerkonjugate der Erfindung können einen messbaren Grad an Retinolsäureaktivität aufweisen oder nicht. Das soll heißen, ein Polymerkonjugat gemäß der Erfindung wird irgendwas von ungefähr 0 % bis ungefähr 100 % oder mehr der Bioaktivität der unmodifizierten elterlichen Retinoidverbindung aufweisen. Verbindungen, die geringe oder keine Retinolsäure-Bioaktivität aufweisen, werden typischerweise eine hydrolisierbare Bindung enthalten, die das Polymer mit dem Retinolsäurerest verbindet, so dass das aktive elterliche Molekül unabhängig von dem Mangel an Bioaktivität in dem wasserlöslichen Pro-Pharmakon nach wässrig induzierter Spaltung der hydrolisierbaren Bindung freigesetzt wird. Solche Aktivität kann durch Verwendung eines geeigneten in vivo oder in vitro Modells bestimmt werden, abhängig von der bekannten Aktivität der speziellen elterlichen Retinoidverbindung, die zum Einsatz kommt. Für Konjugate, die eine hydrolytisch stabile Bindung aufweisen, die das Retinoid an das Polymer koppelt, wird das Konjugat typischerweise einen messbaren Grad an spezifischer Aktivität aufweisen. Zum Beispiel sind solche Polymerkonjugate typischerweise dadurch charakterisiert, dass sie eine Bioaktivität von mindestens ungefähr 2 %, 5 %, 10 %, 15 %, 25 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 80 %, 90 % oder mehr im Verhältnis zum unmodifizierten elterlichen Retinoid haben, gemessen in einem geeigneten Modell, wie denjenigen, die in der Fachwelt bekannt sind. Vorzugsweise, werden Verbindungen, die eine hydrolytisch stabile Bindung aufweisen (z.B. eine Amidbindung) mindestens ungefähr 40 % der Bioaktivität des unmodifizierten elterlichen Retinoids besitzen.
Beispielhafte Polymerkonjugate, die in Übereinstimmung mit der Erfindung sind, werden jetzt beschrieben werden. Ein repräsentatives Polymerkonjugat gemäß der Erfindung kann allgemein durch die folgende Struktur charakterisiert werden,
wobei RA zusammen mit der benachbarten Carbonylgruppe einen Retinoidrest repräsentiert, X ein Linker ist, vorzugsweise ein Heteroatom, ausgewählt aus O, N-H und S, und POLY ein wasserlösliches, nicht-peptidisches Polymer ist.
In einem Fall, zum Beispiel, wenn das Polymer ein lineares Polyethylenglykol ist und die Bindung, die das Retinoid mit dem Polymer verbindet, eine Esterbindung ist (z.B. X ein O ist), wird das Molekulargewicht des Polymers vorzugsweise mindestens ungefähr 2.000 Dalton betragen. Alternativ, zu Gelegenheiten, wenn das Polymer ein lineares endgekapptes Polyethylenglykol ist und die Bindung eine Amidbindung ist (z.B. X ein N-H ist), dann wird das Polymer vorzugsweise ein Molekulargewicht von mindestens ungefähr 5.000 Dalton betragen. Die C(O)-X-Bindung ist das Ergebnis der Reaktion einer funktionalen Gruppe an einem Ende des Polymers mit einem Retinolsäuremolekül. Wie oben diskutiert, wird die spezifische Bindung vom Typ der verwendeten funktionalen Gruppe abhängen. Ist das Polymer endfunktionalisiert oder mit einer Hydroxylgruppe „aktiviert", wird die resultierende Bindung ein Carboxylsäureester sein und X wird ein O sein. Wenn das Polymerrückgrat mit einer Thiolgruppe funktionalisiert ist, wird die resultierende Bindung ein Thioester sein und X wird ein S sein. Wenn bestimmte mehrarmige, verzweigte oder gegabelte Polymere zum Einsatz kommen, können der C(O)X-Rest und im Besonderen der X-Rest im Verhältnis komplexer sein und eine längere Bindungsstruktur einschließen. Zum Beispiel ist, wie unten in der „gegabelten" Polymerausführungsform gezeigt, der X-Anteil des Konjugats ein Linker, der einer –X₁-(W)P-CH-Y₁-Bindung zwischen dem Polymer und dem Retinolsäurerest entspricht.
Besonders bevorzugte Konjugate werden die verallgemeinerten Strukturen aufweisen, die unten präsentiert werden, wobei X und POLY wie oben schrieben sind.
Alternativ kann ein Konjugat der Erfindung eine Struktur des folgenden Typs aufweisen,
wobei das eine Ende des modifizierenden Polymers mit einer funktionalen Gruppe Z endfunktionalisiert ist. Die funktionale Gruppe Z kann eine endkappende Gruppe wie ein Alkoxy oder Benzyloxy sein oder kann eine reaktive funktionale Gruppe sein wie ein Hydroxyl, aktiver Ester, aktives Carbonat, Azetal, Aldehyd, Aldehydhydrat, Alkenyl, Akrylat, Methakrylat, Akrylamid, aktives Sulfon, Amin, Hydrazid, Thiol, Carboxylsäure, Isozyanat, Isothiozyanat, Maleimid, Vinylsulfon, Dithiopyridin, Vinylpyridin, Jodazetamid, Epoxid, Glyoxal, Dion, Mesylat, Tosylat, Tresylat oder funktionale Äquivalente davon.
Spezifische Beispiele von geeigneten endständigen funktionalen Gruppen schließen N-Succinimiylcarbonat (siehe z.B. U.S. Patent Nr. 5.281.698 , 5.468.478), Amin (siehe z.B. Guckmann et al. Makromol. Chem. 182: 1379 (1981), Zaplipsky et al. Eur. Polym J. 19: 1177 (1983)), Hydrazid (siehe z.B. Andresz et al. Makromol. Chem. 179: 301 (1978)), Succinimidylpropionat und Succinimidylbutanoat (siehe z.B. Olson et al. in Poly(ethylene glycol) Chemistry & Biological Applications, S. 170-181, Harris & Zaplipsky Eds., ACS, Washington, DC, 1997; siehe auch U.S. Patent Nr. 5.672.662 ), Succinimidylsuccinat (siehe z.B. Abuchowski et al. Cancer Biochem. Biophys. 7: 175 (1984) und Joppich et al. Macrolol. Chem. 180: 1381 (1979), Succinimidylester (siehe z.B. U.S. Patent Nr. 4.670.417 ), Benzotriazolcarbonat (siehe z.B. U.S. Patent Nr. 5.650.234 ), Glycidylether (siehe z.B. Pitha et al. Eur. J. Biochem. 94: 11 (1979), Elling et al., Biotech. Appl. Biochem. 13: 354 (1991), Oxycarbonylimidazol (siehe z.B. Beauchamp et al., Anal. Biochem. 131:25(1983), Tondelli et al. J. Controlled Release 1: 251 (1985)), p-Nitrophenylcarbonat (siehe z.B. Veronese, et al., Appl. Biochem. Biotech., 11: 141 (1985) und Sartore et al., Appl. Biochem. Biotech., 27: 45 (1991)), Aldehyd (siehe z.B. Harris et al. J. Polym. Sci. Chem. Ed. 22: 341 (1984), U.S. Patent Nr. 5.824.784 , U.S. Patent 5.252.714 ), Maleimid (siehe z.B. Goodson et al. Bio/Technology 8: 343 (1990), Romani et al. in Chemistry of Peptides and Proteins 2: 29 (1984)), und Kogan, Synthetic Comm. 22: 2417 (1992)), Orthopyridyl-Disulfid (siehe z.B. Woghiren, et al. Bioconj. Chem. 4: 314 (1993)), Akrylol (siehe z.B. Sawhney et al., Macromolecules, 26: 581 (1993)), Vinylsulfon (siehe z.B. U.S. Patent Nr. 5.900.461 ) ein.
In einer Ausführungsform ist ein Konjugat, das dadurch charakterisiert ist, die verallgemeinerte Struktur von (VI) oben zu haben, eines, wo Z
entspricht,
wobei X' zusammen mit dem Carbonyl eine hydrolytisch abbaubare Bindung ist und ~~~ den Anheftungspunkt an das Polymer darstellt. Solche Konjugate werden hierin bezeichnet, eine Hantelstruktur zu haben, wobei ein zentrales und typischerweise lineares Polymer ein kovalent gebundenes Retinoid an jedem Ende aufweist. Die besondere Ausführungsform, die gerade oben beschrieben wurde, wird als ein homobifunktionales Polymerkonjugat angesehen, wenn X und X' identisch sind, weil beide Enden des Polymers so modifiziert sind, dass sie Funktionalitäten aufweisen, die die gleichen sind (daher der Begriff „homo").
Auch hierin bereitgestellt werden Konjugate, die eine mehrarmige oder verzweigte Struktur wie die folgende haben:
Das zentrale Kernmolekül stammt von einem Molekül ab, das eine Anzahl von funktionalen Orten hat, die in der Lage sind, zur Anzahl n an Polymeren, POLY; über eine Bindung Y zu binden.
Typischerweise werden solche Konjugate n-Werte aufweisen, die von ungefähr 3 bis 100 oder mehr reichen, typischerweise von ungefähr 3 bis ungefähr 20 oder sogar von ungefähr 3 bis ungefähr 10. R bezeichnet ein zentrales Kernmolekül, das vorzugsweise nicht-dendritisch ist, wie Polyol, Polyamin oder ein Molekül, das eine Kombination von Amino- und Hydroxylgruppen aufweist. Beispiele von spezifischen Kernmolekülen schließen Glyzerol, Glyzerololigomere, Pentaerythritol, Sorbitol und Lysin ein. RA, X und POLY sind wie oben definiert (wobei jedes POLY unabhängig ausgewählt ist) und Y repräsentiert einen Linker. Vorzugsweise ist das Molekulargewicht von R kleiner als ungefähr 2.000 Da.
Ein solch besonders bevorzugtes Konjugat besitzt folgende Struktur:
Wobei PEG ein Polyethylenglykol bezeichnet, das ein MW von ungefähr 2.000 Da bis ungefähr 100.000 Da aufweist oder einen der alternativen PEG Molekulargewichtsbereiche, die oben beschrieben sind.
In einer Ausführungsform der Erfindung, bei der das Retinoid ATRA ist, wird das Konjugat die unten gezeigte Struktur aufweisen.
Ein spezifisches Beispiel für ein veranschaulichendes „gegabeltes" Polymerkonjugat der Erfindung wird unten gezeigt:
Wobei jedes X₁ zusammen mit dem Carbonyl eine hydrolytisch abbaubare Bindung bildet, z.B. X₁ ein Atom oder eine Gruppe von Atomen wie O oder S ist, Y₁ ein Linker wie O, S oder NH ist, jedes p unabhängig 0 oder 1 ist und jedes W unabhängig aus der Gruppe, die aus -(CH₂)_m-, -(CH₂)_m-O-, -O-(CH₂)_m-, -(CH₂)_m-O₂C-CH₂CH₂- und -(CH₂)_m-O--(CH₂)_r besteht, ausgewählt ist, wobei m und r unabhängig 1-10 sind. Vorzugsweise ist jedes p 1 und ist jedes W-(CH₂)_m, wobei jedes m unabhängig 1-10 ist.
In einer Ausführungsform des oben gegabelten Polymerkonjugats ist Y₁ an POLY-Z gebunden, wobei POLY ein wasserlösliches und nicht-peptidisches Polymer ist und Z eine funktionale Gruppe ist, wie eine inerte Kappungsgruppe wie oben beschrieben, z.B.
Alternativ kann Z eine reaktive funktionale Gruppe sein wie ein Hydroxyl, aktiver Ester, aktives Carbonat, Azetal, Aldehyd, Aldehydhydrat, Alkenyl, Akrylat, Methakrylat, Akrylamid, aktives Sulfon, Amin, Hydrazid, Thiol, Carboxylsäure, Isozyanat, Isothiozyanat, Maleimid, Vinylsulfon, Dithiopyridin, Vinylpyridin, Jodazetamid, Epoxid, Glyoxal, Dion, Mesylat, Tosylat, Tresylat oder funktionale Äquivalente davon.
Ein veranschaulichendes homobifunktionales gegabeltes Polymerkonjugat ist eines, das die oben gezeigte verallgemeinerte Struktur aufweist, wobei Z
ist.
V. Präparationsverfahren
Ein Konjugat, wie es hierin beschrieben ist, wird präpariert, in dem die Kopplungsverfahren verwendet werden, die im Allgemeinen in der Fachwelt eingesetzt werden. Ein Polymerretinoidkonjugat kann gebildet werden, z.B. durch Reaktion eines wasserlöslichen und nicht-peptidischen Polymers, das mit einer funktionalen Gruppe, z.B. einem Hydroxyl oder Thiol aktiviert ist, die mit einer Carboxylsäuregruppe oder einer aktivierten Carboxylsäure wie einem sauren Halogenid reagiert. In solchen Fällen ist das resultierende Polymerkonjugat ein Retinolsäure-Pro-Pharmakon, das zum Beispiel eine Carboxylsäureester- oder Thioesterbindung zwischen dem Polymer und dem Retinolsäurerest aufweist. Wie in den begleitenden Beispielen für Kopplungsreaktionen, die mit Retinolsäure ausgeführt werden, beschrieben, findet die Reaktion vorzugsweise in der Anwesenheit einer katalytischen Menge eines Kopplungsreagenz wie N,N'-Dizyklohexylcarbodiimid (DCC) oder N,N'-Dimethylaminopyridin (DMAP) statt. Geeignete Reaktionsbedingungen zur Präparation eines Esterbindungskonjugats durch Reaktion eines Polymers mit Hydroxy-Ende mit einer Carboxygruppe einer Retinolsäure können leicht durch einen Fachmann bestimmt werden., z.B. durch Anwendung jedes aus einer Anzahl von Wegen, wie diejenigen, die beschrieben sind in „Comprehensive Organic Transformations", Larock R., VCH Publishers, 1989. Alternativ kann in Reaktionen, die mit einer sauren Halogenidform der Retinolsäure ausgeführt werden, das saure Halogenid gebildet werden, in dem Retinolsäure mit einem Oxalylhalogenid, wie Oxalylchlorid, zur Reaktion gebracht wird, das dann an das Polymer gekoppelt wird, wie oben allgemein beschrieben. Die Präparation der entsprechenden Amid- oder Thioestergebundenen Konjugate kann auch durch die Anwendung konventioneller synthetischer Methodik dargestellt werden.
Das endgültige Polymerkonjugatprodukt wird allgemein gereinigt und durch Präzipitation gesammelt, gefolgt von Filtration und Trocknung.
Ein Beispiel eines geeigneten Reaktionsschemas zur Präparation eines Konjugats der Erfindung wird unten gezeigt, wobei Z eine kappende Gruppe ist, POLY ein wasserlösliches und nicht-peptidisches Polymer ist und X O oder S ist:
Reaktionsschema I
VI. Zusammensetzungen
Die Polymer-Retinoid-Konjugatzusammensetzungen der Erfindung können pur verabreicht werden oder in therapeutisch/pharmazeutischen Zusammensetzungen, die zusätzliche Hilfsmittel, Lösungsmittel, Stabilisatoren etc. enthalten, abhängig von der speziellen Verabreichungsart und Dosierungsform. Spezifische Verabreichungswege schließen oral, nasal und pulmonär ein. Am meisten bevorzugt ist der pulmonäre Weg, besonders für die Behandlung der Erkrankungen des respiratorischen Trakts, speziell derjenigen, die mit Tabakgebrauch oder ~verwendung assoziiert sind.
Pharmazeutische Formulierungen für die Verabreichung an Säuger und vorzugsweise Menschen werden typischerweise wenigstens ein PEG-Retinoidkonjugat der Erfindung zusammen mit einem oder mehreren pharmazeutisch verträglichen Trägern umfassen, wie in größerem Detail unten speziell für pulmonäre Zusammensetzungen beschrieben werden wird. Formulierungen der vorliegenden Erfindung sind höchst typischerweise flüssige Lösungen oder Suspensionen, während inhalierbare Formulierungen zur pulmonären Verabreichung im Allgemeinen Flüssigkeiten oder Puder sind, wobei Puderformulierungen im Allgemeinen bevorzugt werden. Zusätzlich, wenngleich weniger bevorzugt, enthalten Zusammensetzungen von chemisch modifizierten Retinoiden der Erfindung Sirupe, Cremes, Salben, Tabletten und ähnliches.
A. Inhalierbare Formulierungen von Polymerretinoidkonjugaten
Wie oben behauptet, ist der Verabreichungsweg für die Konjugate der Erfindung über Inhalation an die Lunge. Besondere Formulierungskomponenten, Charakteristika und Ausbringungsvorrichtungen werden jetzt ausführlicher beschrieben.
Die Menge an Retinoidkonjugat in der Formulierung wird die Menge sein, die notwendig ist, um eine therapeutisch effektive Menge an Retinoid per Einheitsdosis auszubringen, um einen gewünschten therapeutischen Effekt zu erzielen. In der Praxis wird dieses stark variieren, abhängig von dem speziellen Retinoid, dem Polymeranteil des Konjugats, seiner Aktivität, dem Zustand, der behandelt wird, etc. Die Zusammensetzung wird im Allgemeinen irgendwas von ungefähr 1 Gewichts-% bis ungefähr 99 Gewichts-% des Polymerkonjugats enthalten, typischerweise von ungefähr 2 % bis ungefähr 95 Konjugat-Gewichts-% und noch typischerweise von ungefähr 5 % bis 85 Konjugat-Gewichts-% und wird auch von den relativen Mengen an Hilfsstoffen/Zusätzen, die in der Zusammensetzung enthalten sind, abhängen. Die Zusammensetzung wird noch spezifischer typischerweise wenigstens eine der folgenden Prozente an Konjugat enthalten: 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 % oder mehr nach Gewicht. Vorzugsweise werden Puderzusammensetzungen wenigstens ungefähr 40 % enthalten, z.B. ungefähr 40-100 Gewichts-% Polymerretinoidkonjugat. Es muss verstanden werden, dass mehr als ein Retinoid in die hierin beschriebenen Formulierungen inkorporiert sein kann.
Zusammensetzungen der Erfindung werden in den meisten Fällen ein oder mehrere Hilfsstoffe einschließen. Für Trockenpuderzusammensetzungen sind Hilfsstoffe bevorzugt, die einen hohen Schmelzpunkt haben, oder diejenigen, die eine hohe Glasübergangstemperatur, z.B. über ungefähr 35 °C, vorzugsweise über ungefähr 40 °C, noch bevorzugter über 45 °C und am meisten bevorzugt über ungefähr 55 °C haben.
Im Allgemeinen werden Kohlenhydrathilfsstoffe eingesetzt, entweder allein oder in Kombination mit anderen Hilfsstoffen oder Additiven. Repräsentative Kohlenhydrate für die Verwendung in den Zusammensetzungen der Erfindung schließen Zucker, abgeleitete Zucker wie Alditole, Aldonsäuren, veresterte Zucker und Zuckerpolymere ein. Bevorzugt werden nicht reduzierende Zucker, Zucker, die eine partielle oder erhebliche amorphe oder Glasphase bilden können, wenn sie mit einem Retinoidkonjugat kombiniert werden, und Zucker, die relativ hohe Tgs aufweisen (z.B. Tgs über 40 °C, vorzugsweise über 50 °C, bevorzugter über 60 °C und sogar noch bevorzugter über 70 °C und am meisten bevorzugt, die Tgs von 80 °C und darüber haben).
Zusätzliche Hilfsstoffe schließen Aminosäuren, Peptide und besonders Oligomere ein, die 2 -9 Aminosäuren umfassen und bevorzugter 2-5-mere und Polypeptide, wobei alle davon Homo- oder Heterospezies sein können. Eine besonders bevorzugte Aminosäure ist Leuzin.
Auch nützlich als ein Hilfsstoff ist ein Di- oder Tripeptid, das zwei oder mehr Leuzylreste enthält, wie beschrieben in der Inhale Therapeutic System's Internationalen Patentanmeldung PCT/US00/09785 . Einer solcher Hilfsstoffe ist Trileuzin. Inhalierbare Formulierungen, die Trileuzin enthalten, sind in Beispiel 14 beschrieben.
Polyaminosäuren und besonders diejenigen, die jede der hierin beschriebenen Aminosäuren umfassen, sind auch geeignet für die Verwendung als ein Hilfsstoff. Bevorzugt sind Polyaminosäuren wie Poly-Lysin, Poly-Glutaminsäure und Poly(Lys, Ala).
Zusätzliche Hilfsstoffe und Additive schließen Proteine, nicht-biologische Polymere und biologische Polymere, die einzeln oder in Kombination vorhanden sein können, ein, sind aber nicht darauf beschränkt. Geeignete Hilfsstoffe sind diejenigen, die in den Inhale Therapeutic Systems' Internationalen Veröffentlichungs-Nrn. WO 96/32096 und 98/16205 bereit gestellt werden. Die Zusammensetzungen können auch einen Puffer oder ein PH-adjustierendes Agens einschließen.
Zusätzlich wird eine Zusammensetzung gemäß der Erfindung vorzugsweise einen freien Radikalfänger wie butyliertes Hydroxytoluen (BHT), Ascorbinsäure (Vitamin C) oder alpha-Tocopherol (Vitamin A) enthalten. Im Laufe von Experimenten, die zur Unterstützung der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurden, wurde entdeckt, dass bestimmte PEG-Retinoid-Zusammensetzungen, z.B. PEG ATRA Konjugate wie PEG-5K-Ester-ATRA eher abgebaut wurden (d.h. weniger stabil waren) als Zusammensetzungen des unmodifizierten elterlichen Retinoids, wahrscheinlich aufgrund der Anwesenheit einer kleinen Menge an freien Radikalen in Zusammensetzungen von PEG-ATRA. Die Inkorporation eines freien Radikalfängers in die Zusammensetzung war effektiv darin, den durch freie Radikale induzierten Abbau des Konjugats im wesentlichen zu reduzieren oder effektiv zu eliminieren.
Vorteilhafterweise erfordern Formulierungen der Retinoidkonjugate der Erfindung aufgrund der wasserlöslichen Natur der Konjugate nicht die Inkorporation von lösungsvermittelnden oder emulgierenden Agenzien.
Die Verwendung von bestimmten disubstituierten Phosphatidylcholinen zur Produktion perforierter Mikrostrukturen (d.h. hohlen, porösen Mikrosphären) wird in größerem Detail unten beschrieben und beschrieben in Beispiel 15. Andere pharmazeutische Hilfsstoffe und/oder Zusätze, die geeignet für die Verwendung in den Zusammensetzungen gemäß der Erfindung sind, sind in "Remington: The Science & Practice of Pharmacy", l9^th ed., Williams & Williams, (1995) und im "Physician's Desk Reference", 52^nd ed., Medical Economics, Montvale, NJ (1998) aufgelistet.
Im Allgemeinen werden die pharmazeutischen Zusammensetzungen der Erfindung von ungefähr 1 % bis ungefähr 99 Gewichts-% Hilfsstoff enthalten, vorzugsweise von ungefähr 5 % -98 % Gewichts-% Hilfsstoff, bevorzugter von ungefähr 15 %-95 Gewichts-% Hilfsstoff. Noch bevorzugter wird die Zusammensetzung von ungefähr 0-50 Gewichts-% Hilfsstoff, bevorzugter 0-40 Gewichts-% Hilfsstoff enthalten. Im Allgemeinen ist eine relativ hohe Retinoidkonzentration (Gewichtsprozent) in der endgültigen pharmazeutischen Zusammensetzung gewünscht. Typischerweise wird die optimale Menge an Hilfsstoff/Additiv experimentell bestimmt, d.h. durch Präparation von Zusammensetzungen, die variierende Mengen an Hilfsstoff enthalten (von niedrig zu hoch reichend), Untersuchen der chemischen und physikalischen Stabilität des PEG-Retinoids, der Aktivität des Konjugats, seiner Absorption von der Lunge in die Zirkulation, zusammen mit den Aerosol-Eigenschaften der Zusammensetzung und dann weiter Erforschen des Bereichs, in dem optimale Aerosol-Leistung erreicht wird, während die anderen oben dargelegten Faktoren ausbalanciert werden.
B. Präparation von Trockenpudern
Trockenpuderformulierungen der Erfindung, die PEG-Retinoidkonjugat umfassen, können durch jede von einer Anzahl von Trockentechniken präpariert werden, und vorzugsweise durch Sprühtrocknung. Sprühtrocknung der Formulierungen wird zum Beispiel ausgeführt, wie allgemein im "Spray Drying Handbook", 5^th ed., K. Masters, John Wiley & Sons, Inc., NY, NY (1991) und in Platz, R. et al., Internationale Patent Veröffentlichungs-Nrn. WO 97/41833 (1997) and WO 96/32149 (1996) beschrieben.
Von einem Weiterverarbeitungsstandpunkt werden die Konjugatzusammensetzungen der Erfindung Zusammensetzungen ihrer unmodifizierten Gegenstücke aus einer Anzahl von Gründen vorgezogen. Erstens würden die unmodifizierten Retinoide aufgrund ihrer Unlöslichkeit in Wasser entweder als eine Suspension oder in einem organischen Lösungsmittel wie Ethanol sprühgetrocknet werden. Sprühtrocknung in einem organischen Lösungsmittel kann aufgrund der Erzeugung von großen Volumen an brennbaren organischen Abfallströmen und der Explosionsmöglichkeit unerwünscht sein. Darüber hinaus resultiert, wie in Beispiel 13 gesehen werden kann, unter Verwendung von konventionellen Verarbeitungsparametern, die Sprühtrocknung eines niedrig schmelzenden Feststoffes wie ATRA in der Sublimation der Verbindung überall in der Sprühtrocknungsvorrichtung und der Erzeugung von einem nicht-freifließendem Pulver. Diese Probleme können umgangen werden, wenn ein Retinoidkonjugat der Erfindung sprühgetrocknet wird, da wassergespeiste Lösungen eingesetzt werden können. Darüber hinaus ist, abhängig von der Wahl des Polymers, der Polymeranteil des Konjugats nicht nur effektiv darin, der resultierenden Verbindung Wasserlöslichkeit zu verleihen, sondern ist auch effektiv darin, den Schmelzpunkt des Konjugats zu erhöhen, wodurch die Sprühtrocknung unter Verwendung konventioneller Verarbeitungsparameter möglich wird. Zweitens können wasserbasierte Formulierungen aufgrund ihrer niedrigen wässrigen Löslichkeit nicht eingesetzt werden, um unmodifiziertes Retinoid zu formulieren. Dieses ist besonders problematisch für inhalierbare Formulierungen, da die für die Solubilisierung eines Retinoids erforderlichen Agenzien typischerweise Zusammensetzungen produzieren, die ungeeignet für Aerosolbildung sind. Dieses Problem wird gleichermaßen durch die Verwendung eines Konjugats der Erfindung vermieden.
Eine Lösung oder Suspension eines Polymerretinoidkonjugats kann in einem konventionellen Sprühtrockner sprühgetrocknet werden, wie diejenigen, die von kommerziellen Anbietern wie Niro A/S (Dänemark), Buchi (Schweiz) und ähnlichen erhältlich sind, was in einem zerstäubbaren Trockenpuder resultiert, wie in den Beispielen gezeigt. Optimale Bedingungen für die Sprühtrocknung der PEG-Retinoid-Lösungen werden abhängig von den Formulierungskomponenten variieren und werden im Allgemeinen experimentell bestimmt. Das Gas, das zum Sprühtrocknen des Materials verwendet wird, ist typischerweise Luft, obwohl inerte Gase wie Stickstoff oder Argon auch geeignet sind. Darüber hinaus ist die Temperatur sowohl von Einlass als auch von Auslass des Gases, das verwendet wird, um das gesprühte Material zu trocknen, so, dass sie nicht Abbau oder Schmelzen des PEG-Retinoids während des Sprühtrocknungsprozesses verursacht. Abhängig vom Schmelzpunkt des Konjugats wird eine Einlasstemperatur gewählt, die in einer Auslasstemperatur resultiert, die mindestens ungefähr 10 Grad oder vorzugsweise 15 Grad niedriger oder mehr als die Schmelztemperatur des Konjugats ist. Vorzugsweise wird die Schmelztemperatur des Konjugats erst bestimmt, um bei der angemessenen Auswahl der Auslasstemperatur und anderer relevanter Verarbeitungsparameter zu unterstützen.
Atembare Polymer-Retinoid-Zusammensetzungen, die die hierin beschriebenen Eigenschaften aufweisen, können auch durch die Trocknung bestimmter Formulierungskomponenten produziert werden, was in der Bildung eines perforierten Mikrostrukturpuders resultiert, wie in WO 99/16419 beschrieben. Die perforierten Mikrostrukturpuder umfassen typischerweise sprühgetrocknete hohle Mikrosphären mit einer relativ dünnen porösen Wand, die einen großen inneren Hohlraum definiert. Die perforierten Mikrostrukturpuder können in ausgewählten Suspensionsmedien zerstäubt werden (wie einem nicht wässrigen und/oder fluorinierten Treibmittel), um vor dem Trocknen stabilisierte Dispersionen bereit zu stellen. Die Verwendung von perforierten (oder porösen) Mikrostrukturen oder Mikroschwebstoffen von relativ geringer Dichte reduziert signifikant die Anziehungskräfte zwischen den Partikeln, wodurch die Scherkräfte verringert, das Strömungsvermögen und die Dispergierbarkeit des resultierenden Puders erhöht und der Abbau der stabilisierten Dispersionen durch Flockenbildung, Sedimentation oder Aufrahmen davon reduziert werden.
Alternativ kann eine PEG-Retinoid-Zusammensetzung zur Lungenausbringung aerodynamisch leichte Partikel umfassen, wie in U.S. Patent Nr. 6.136.295 beschrieben.
Eine gepulverte Formulierung der Erfindung kann auch durch Lyophilisation, Vakuumtrocknung, Sprühgefriertrocknung, Überkritische Flüssigkeitsverarbeitung.(wie z.B. beschrieben in Hanna et al., U.S. Patent Nr. 6.063.138 ), Lufttrocknung oder andere Formen des Verdampfungstrocknens hergestellt werden.
Trockenpuder können auch durch Mischen, Mahlen, Sieben oder Strahlmahlen von Formulierungskomponenten in Trockenpuderform hergestellt werden.
Sobald sie gebildet ist, wird eine Trockenpuderzusammensetzung vorzugsweise unter trockenen (d.h. relativ niedrige Feuchtigkeit) Bedingungen mit minimaler Exposition gegenüber übermäßiger Hitze oder Licht während Produktion, Weiterverarbeitung und Aufbewahrung gehalten.
C. Eigenschaften einer inhalierbaren Trockenpuderformulierung
Puder der Erfindung sind weiterhin durch mehrere Eigenschaften charakterisiert, vor allem eine oder mehrere der Folgenden: (i) beständig hohe Dispergierbarkeiten, die sogar nach Lagerung erhalten werden, (ii) kleine aerodynamische Partikelgrößen (MMADs), (iii) verbesserte Feinpartikeldosiswerte, d.h. Puder haben einen höheren Prozentsatz an Partikeln, die weniger als 3,3 Mikron MMAD groß sind, alles das trägt zu der verbesserten Fähigkeit des Puders bei, zu den Geweben des unteren respiratorischen Trakts vorzudringen (d.h., den Alveoli) entweder zur lokalisierten Ausbringung an die Lunge oder alternativ, wenn verwendet für die Behandlung von nicht-respiratorischen Zuständen, zur Absorption in den systemischen Kreislauf. Diese physikalischen Charakteristika der inhalierbaren Puder der Erfindung, die unten vollständiger beschrieben werden sollen, sind wichtig für die Maximierung der Effizienz einer aerosolisierten Ausbringung von solchen Pudern an die Lunge oder tiefe Lunge.
Trockenpuder der Erfindung sind aus aerosolisierbaren Partikeln zusammengesetzt, die effektiv sind, in die Lungen einzudringen. Die Partikel der Erfindung haben einen mittleren Massendurchmesser (MMD) von weniger als ungefähr 20-30 μm oder weniger als 20 μm oder weniger als ungefähr 10 μm, vorzugsweise weniger als ungefähr 7,5 μm und bevorzugter weniger als ungefähr 4 μm, und sogar weniger als ungefähr 3,5 μm und sind gewöhnlich im Bereich von 0,1 μm bis 5 μm im Durchmesser. Bevorzugte Puder sind aus Partikeln zusammengesetzt, die einen MMD von ungefähr 0,2 μm bis 4,0 μm haben. In manchen Fällen wird das Puder auch nicht-atembare Trägerpartikel wie Laktose enthalten, wobei die nicht-atembaren Partikel typischerweise größer als ungefähr 40 μm (Mikron) in der Größe sind.
Die Puder der Erfindung sind ferner durch eine Aerosolpartikelgrößenverteilung von weniger als ungefähr 10 μm mittlerer aerodynamischer Massendurchmesser (MMAD) charakterisiert, wobei sie vorzugsweise MMADs von weniger als ungefähr 5 μm aufweisen, bevorzugter von weniger als 4,0 μm, noch bevorzugter von weniger als 3,5 μm und am meisten bevorzugt von weniger als 3 μm. Die mittleren aerodynamischen Massendurchmesser der Puder werden charakteristischerweise von ungefähr 0,1-10 μm reichen, vorzugsweise von ungefähr 0,2-5,0 μm MMAD, bevorzugter von ungefähr 1,0-4,0 μm MMAD und noch bevorzugter von ungefähr 1,5 bis 3,0 μm. Kleine aerodynamische Durchmesser können im allgemeinen durch eine Kombination von optimierten Sprühtrocknungsbedingungen und Auswahl und Konzentration von Hilfsstoffen erreicht werden.
Die Puder werden im Allgemeinen einen Feuchtigkeitsgehalt von unter ungefähr 20 Gewichts-% haben, gewöhnlich unter ungefähr 10 Gewichts-% und vorzugsweise unter ungefähr 5 Gewichts-%. Bevorzugte Puder gemäß der Erfindung haben einen Feuchtigkeitsgehalt, der unter ungefähr einer oder mehrerer der folgenden Gewichtsprozente liegt: 15 %, 10 %, 7 %, 5 % oder 3 %. Solche geringe Feuchtigkeit enthaltenden Feststoffe pflegen eine größere Stabilität nach Verpackung und Lagerung zu zeigen.
Zusätzlich sind die Sprühtrocknungsverfahren und Stabilisatoren und Hilfsstoffe, die hierin beschrieben werden, erfolgreich darin, hoch-dispersible Polymerkonjugat-Formulierungen bereit zu stellen. Für Puderformulierungen ist die emittierte Dosis (ED) dieser Puder typischerweise größer als 30 % und gewöhnlich größer als 40 %. Bevorzugter ist die ED der Puder der Erfindung größer als 50 % und ist oft größer als 60 %.
D. Verabreichung der Konjugatzusammensetzung
Die Polymerretinoidformulierungen, die hierin beschrieben werden, können direkt an die Lunge ausgebracht werden, in dem jedes aus einer Anzahl an Ausbringungsgeräten verwendet wird. Zum Beispiel kann ein Trockenpuderinhalator (DPI), d.h. ein Inhaliergerät, das den vom Patienten inhalierten Atem als Vehikel benutzt, um die Trockenpuderdroge zu den Lungen zu transportieren, eingesetzt werden. Bevorzugt sind Inhale Therapeutic Systems' Trockenpuderinhaliergeräte, wie sie in Patton, J. S. et al., U.S. Patent Nr. 5.458.135 , 17. Okt., 1995; Smith, A. E. et al., U.S. Patent Nr. 5.740.794 , 21. Apr., 1998 und in Smith, A. E. et al., U.S. Patent Nr. 5.785.049 , 28. Juli, 1998 beschrieben sind. Wenn es unter Verwendung eines Gerätes von diesem Typ verabreicht wird, ist das pulverisierte Medikament in einem Behälter enthalten, der einen durchstechbaren Deckel oder eine andere Zugangsoberfläche hat, vorzugsweise eine Blisterverpackung oder eine Kartusche, wobei der Behälter eine einzelne Dosierungseinheit oder mehrere Dosierungseinheiten enthalten kann. Zweckmäßige Verfahren, um große Zahlen an Hohlräumen (d.h. Einheitsdosispackungen) mit abgemessenen Dosen an Trockenpudermedikament zu füllen, sind z.B. beschrieben in Parks, D.J. et al., Internationale Patentveröffentlichung WO 97/41031 , 6. Nov. 1997, hierin durch Bezugnahme aufgenommen. Somit umfasst die Erfindung in einem anderen Aspekt eine Einheitsdosierungsform eines Polymerretinoidkonjugats der Erfindung zur Verwendung in einem Inhaliergerät.
Andere Trockenpuderdispersionsgeräte zur pulmonären Verabreichung von Trockenpudern schließen diejenigen ein, die zum Beispiel in Newell, R. E. et al, Europäisches Patent Nr. EP 129985 , 7. Sept. 1988; in Hodson, P. D. et al., Europäisches Patent Nr. EP472598 , 3. Juli, 1996; in Cocozza, S. et al., Europäisches Patent Nr. EP 467172 , 6. April, 1994 und in Lloyd, L. J. et al., U.S. Patent Nr. 5.522.385 , 4. Juni, 1996 beschrieben sind, hierin durch Bezugnahme aufgenommen. Auch geeignet zur Ausbringung von PEG-Retinoid-Trockenpudern sind Inhaliergeräte wie der Astra-Draco „Turbohaler". Dieser Gerätetyp wird im Detail beschrieben in Virtanen, R, U.S. Patent Nr. 4.668.218 , 26. Mai, 1987; in Wetterlin, K. et al., U.S. Patent Nr. 4.667.668 , 26. Mai, 1987 und in Wetterlin, K. et al., U.S. Patent Nr. 4.805.811 , 21. Feb., 1989. Andere geeignete Geräte schließen Trockenpuderinhalatoren wie Rotahaler^® (Glaxo), Discus^® (Glaxo), Spiros^TM Inhaler (Dura Pharmaceuticals) und den Spinhaler^® (Fisons) ein. Auch nützlich ist das Mehrdosis DPI System (MDDPI), was die Ausbringung von mehr als einer therapeutischen Dosis erlaubt. Solche Geräte sind von AstraZeneca, GlaxoWellcome und SkyePharma erhältlich. Auch geeignet sind Geräte, die die Verwendung eines Kolbens einsetzen, um Luft bereitzustellen, um entweder pulverisiertes Medikament mit sich zu reißen, Medikament von einem Trägerfilter anzuheben, in dem die Luft durch den Filter passiert, der um Luft mit dem Pudermedikament in einer Mischungskammer zu vermischen mit nachfolgender Einführung des Puders in den Patienten durch das Mundstück eines Gerätes, wie beschrieben in Mulhauser P., U.S. Patent Nr. 5.388.572 , 30. Sept. 1997.
Eine inhalierbare PEG-Retinoidzusammensetzung kann auch ausgebracht werden, in dem ein Druck-Messdosisinhalator (MDI), z.B., Ventolin^® Messdosisinhalator, verwendet wird, der eine Lösung oder Drogensuspension in einem pharmazeutisch inerten flüssigen Treibmittel enthält, z.B. ein Chlorofluorokohlenstoff oder Fluorkohlenstoff, wie beschrieben in Laube et al., U.S. Patent Nr. 5.320.094 , 14. Juni, 1994 und in Rubsamen R.M., et al., U.S. Patent Nr., 5.672.581 (1994). MDI-Geräte sind von Anbietern wie 3M Corporation, Aventis, Schering Plough und Vectura erhältlich.
Alternativ können die hierin beschriebenen PEG-Retinoide in einem Lösungsmittel, z.B. Wasser oder Salzlösung gelöst oder suspendiert werden und durch Vernebelung verabreicht werden. Vernebler zur Ausbringung einer aerosolisierten Lösung schließen AERx^TM (Aradigm), das Ultravent^® (Mallinkrodt), den Pari LC PLus^TM oder den Pari LC Start^TM (Pari GmbH, Deutschland), den DeVilbiss Pulmo-Aide und den Acorn II^® (Marquest Medical Products) ein.
Ein anderer Gerätetyp, der verwendet werden kann, um ein Konjugat der Erfindung an die Lunge auszubringen, ist ein Flüssigkeitszerstäubungsgerät, wie z.B. von Aradigm Corporation angeboten.
Alternativ kann ein elektrohydrodynamisches (EHD) Aerosolgerät verwendet werden, um ein Retinoidkonjugat zur Lunge auszubringen.
Wie früher beschrieben, kann das hierin beschriebene Polymerretinoidkonjugat auch parenteral durch intravenöse Injektion verabreicht werden oder, weniger bevorzugt, durch intramuskuläre oder subkutane Injektion. Präzise Komponenten von solchen Formulierungen können leicht durch einen Fachmann bestimmt werden. Geeignete Formulierungstypen zur parenteralen Verabreichung schließen injektionsfertige Lösungen, Trockenpuder zur Kombination mit einem Lösungsmittel vor der Anwendung, injektionsfertige Suspensionen, trockene unlösliche Zusammensetzungen zur Kombination mit einem Vehikel vor der Anwendung, Emulsionen und Flüssigkeitskonzentrate zur Verdünnung vor der Anwendung ein. Zum Beispiel kann eine injizierbare Lösung einer PEG-Retinoidzusammensetzung der Erfindung die Zusammensetzung in einem wässrigen Vehikel wie wässrigem Natriumchlorid, Ringerlösung, einer Dextrose-Injektionslösung, Laktat-Ringerlösung und ähnliches einschließen und kann einen oder mehrere pharmazeutisch verträgliche kompatible Hilfsstoffe oder Additive einschließen, wie oben beschrieben.
VII. Nutzen
Die Polymerkonjugate der Erfindung können verwendet werden, um jeden Zustand in Säugern, einschließend Menschen, zu behandeln, der auf Retinolsäure reagiert. Zustände, die auf Retinoidtherapie reagieren, und die durch die Verabreichung eines Konjugats gemäß der Erfindung behandelt oder verbessert werden können, schließen Hautzustände wie Akne, Prostatakrebs, Leukämie, Brustkrebs, chronische Bronchitis, Asthma, Emphysem, und aerodigestive Krebse wie Krebserkrankungen von Kopf und Nacken ein. Ein bevorzugter Zustand zur Behandlung ist das Emphysem, besonders durch pulmonäre Verabreichung einer inhalierbaren Formulierung eines Polymerkonjugats der Erfindung.
Ansätze zur pulmonären Verabreichung können für die direkte lokalisierte Ausbringung eines Retinoids wie ATRA an das Zielgewebe sorgen. Darüber hinaus haben sich die Konjugate der Erfindung, wenn sie direkt zur Lunge ausgebracht werden, eher gezeigt, in messbaren Konzentrationen für eine verlängerte Periode im Lungengewebe zu verbleiben, anstatt schnell in die Zirkulation absorbiert zu werden, was weiter die Nützlichkeit dieses Ansatzes zeigt.
Im Allgemeinen umfasst ein Verfahren zur Behandlung oder Prophylaxe die Verabreichung einer therapeutisch effektiven Menge eines Polymerkonjugats von Retinolsäure an ein Säugetier, das davon benötigt, wie oben beschrieben. Die therapeutisch effektive Dosierungsmenge eines jeden spezifischen Konjugats wird von Konjugat zu Konjugat, Patient zu Patient etwas variieren und wird von Faktoren wie Zustand und Größe des Patienten, der Ladungskapazität des Polymerkonjugats und dem Ausbringungsweg abhängen.
Gewöhnliche Patientendosierungen von cis-Retinoid liegen, wenn sie entweder oral oder durch Injektion verabreicht werden, im Bereich zwischen ungefähr 0,1 Mikrogramm und ungefähr 10 Milligramm, vorzugsweise zwischen ungefähr 1,0 Mikrogramm und ungefähr 1,0 Milligramm und bevorzugter zwischen 100 Mikrogramm und ungefähr 300 Mikrogramm. Die Verabreichung eines cis-Retinoidkonjugats in die Lunge kann die erforderliche Dosis zwischen ungefähr 2-fach bis ungefähr 100-fach reduzieren; somit können die angemessenen Dosierungsbereiche für die Konjugate der Erfindung entsprechend eher auf der Basis der Retinoiddosis als der Gesamtdosis an ausgebrachtem Konjugat berechnet werden.
Die folgenden Beispiele illustrieren das Ausmaß der vorliegenden Erfindung, sollen diese aber in keinem Fall limitieren.
Beispiele Material und Methoden
Retinolsäure wurde von Aldrich (St. Louis, MO) erhalten.
Alle PEG Reagenzien, auf die sich in den angefügten Beispielen bezogen wird, sind von Shearwater Corporation of Huntsville, AL. erhältlich.
Alle ¹HNMR-Daten wurden durch ein 300 oder 400 MHz NMR Spektrometer, hergestellt von Bruker, generiert.
Partikelgrößenmessungen (Horiba): Mittlere Massendurchmesser (MMD) der Puder wurden unter Verwendung eines Horiba-CAPA-700 Partikelgrößen-Analyzers (Horiba Instruments inc., Irvine, CA) gemessen. Die Messungen basierten auf Zentrifugalsedimentation von dispergierten Partikeln in Suspensionsmedium. Der mittlere Massendurchmesser, der auf dem Stokes' Partikeldurchmesser basiert, wurde berechnet durch Verwendung der Partikeldichte, und der Dichte und Viskosität des Suspensionsmediums.
Die Dichte des Puders war auf 1,5 g/cm³ für alle Puder festgesetzt. (Dieser nominale Wert wurde für alle analysierten Puder verwendet und ist in einem Bereich, der typisch für Sprühgetrocknete Puder ist). Partikelgrößenmessungen wurden mit ungefähr 5-10 mg Puder, das in 5 ml Sedisperse A-11 (Micromeritics, Norcross, GA) suspendiert und durch Ultraschallbehandlung für 10 Minuten dispergiert war, ausgeführt. Der Bereich, über den Partikelgrößendaten gesammelt wurden, war von 0,4 bis 10 μm festgesetzt.
Aerodynamische Partikelgrößenmessungen
Andersen Kaskaden Impaktor: Ein Andersen Kaskaden Impaktor (eine siebartige Vorrichtung mit einer Serie von Stufen, die Partikel auf Platten durch Trägheitseinschlag entsprechend ihrer Größe einfangen) wurde verwendet, um die MMAD und Partikelgrößenverteilung von aerosolisierten Puderformulierungen in einem Luftstrom zu bestimmen. Die Platten wurden vor und nach dem Testen gewogen und die Masse des auf der Platte jeder Stufe abgelagerten Puders wurde bestimmt. Wenn nicht anders angegeben, wurden die Studien unter Verwendung eine traditionellen Andersen Kaskaden Impaktors durchgeführt, der acht Stufen (von oben nach unten Stufe 0 bis 7) mit Ausschlussgrößen, die von 9,0 bis 0,4 μm reichen, aufweist, und einer letzten Filterstufe, die Partikel < 0,4 μm einfängt, wenn sie bei einer Durchflussrate von 28,3 L/min betrieben wird. Der Gerätetestaufbau war ähnlich dem ED-Test, mit der Ausnahme, dass der Kaskaden Impaktor und ein USP-(United States Pharmacopia) Hals (USP 23, Kapitel <601>) eher an einem Gerätemundstück befestigt waren als an einem Filter. Mehrere Dispersionen wurden typischerweise für jeden Kaskaden Impaktionslauf durchgeführt, um gravimetrisch exakte Daten zu erhalten.
Die folgenden Beispiele zeigen die Präparation von Polymerkonjugaten der exemplarischen Retinoide cis- und trans-Retinolsäure. Konjugate wurden unter der Verwendung von PEGs verschiedener Geometrien und Molekulargewichte bereitet. Exemplarische Konjugate mit linearer, gegabelter und verzweigter Geometrie wurden mit Gesamt-PEG-Molekulargewichten bereitet, die von 2 kD bis 20 kD reichten. Die repräsentativen Konjugate wurden so synthetisiert, eine Esterbindung zu enthalten, die die Polymerarme an den Retinoidrest koppelt. Hydrolysedaten, die die hydrolytisch abbaubare Bindungseigenschaft der Konjugate in Puffer und auch Serum zeigt, sind in den Beispielen 9 und 10 bereitgestellt.
Beispiel 1
Präparation von mPEG (5kDa) ATRA Esterkonjugat
Die Synthese eines exemplarischen PEG-Retinolsäurekonjugats unter Verwendung eines linearen PEGs mit einem Molekulargewicht von 5 kD ist unten beschrieben.
In einer Rundbodenflasche wurden 400 mg ATRA (1,33 mmol, Aldrich) in 60 ml wasserfreiem Benzen gelöst. Zu dieser Lösung wurden 3 ml Oxalylchlorid in Methylenchlorid (2 M) zugefügt. Die Lösung wurde für 2 Stunden unter Argon in Abwesenheit von Licht gerührt. Das Lösungsmittel wurde dann durch Rotationsverdampfung entfernt und der Rest weiter unter Vakuum getrocknet. Zu dem trockenen Rest wurden 3,2 Gramm trockenes Methoxy-PEG (5kDa) in 60 ml wasserfreiem Benzen hinzugefügt, gefolgt von 200 mg Dimethylaminopyridin (DMAP). Die Lösung wurde bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Das Präzipitat wurde durch Filtration entfernt, das Filtrat wurde unter Vakuum evaporiert und der verbliebene Sirup wurde zu 80 ml Ethylether hinzugefügt. Das resultierende präzipitierte Produkt wurde durch Filtration gesammelt, mit Ether gewaschen und unter Vakuum getrocknet. Das Produkt wurde durch präparative HPLC auf einer C4 Säule (Delta-Pak 15 Um 100 A, 25 × 100 mm), die mit einem Wasser/Azetonitril-Gradienten eluiert wurde, weiter gereinigt. ¹H NMR(DMSO-d₆): δ 3,5 (br m, PEG), 4,15 (t, PEGOCH₂CH ₂OCO-ATRA), 5,8-7,1 (M, H in Doppelbindung) 1,01 (s, 2CH ₃), 1,68 (s, CH ₃), 1,99 (s, CH ₃), 2,30 (s, CH ₃).
Beispiel 2
Präparation von mPEG (20kDa) ATRA Esterkonjugat
Die Synthese eines exemplarischen Konjugats unter Verwendung eines linearen PEGs mit einem Molekulargewicht von 20 kD ist unten beschrieben.
In einer Rundbodenflasche wurden 300 mg ATRA (1 mmol, Aldrich) in 20 ml wasserfreiem Benzen gelöst. Zu dieser Lösung wurden 2,2 ml Oxalylchlorid in Methylenchlorid (2 M) zugefügt. Die Lösung wurde für 2 Stunden in Abwesenheit von Licht gerührt. Das Lösungsmittel wurde dann durch Rotationsverdampfung entfernt und der Rest weiter unter Vakuum getrocknet. Zu dem trockenen Rest wurden 10 Gramm trockenes mPEG 20 kDa in 120 ml einer Mischung aus wasserfreiem Methylenchlorid und Benzen (1/1) hinzugefügt, gefolgt von 150 mg Dimethylaminopyridin (DMAP). Die Lösung wurde bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Das Präzipitat wurde durch Filtration entfernt, das Filtrat wurde unter Vakuum verdampft und der verbliebene Sirup wurde zu 300 ml Ethylether hinzugefügt. Das präzipitierte Produkt wurde durch Filtration gesammelt, mit Ether gewaschen und unter Vakuum getrocknet. Das Produkt wurde weiter durch präparative HPLC auf einer C4 Säule (Delta-Pak 15 Um 100 A, 25 × 100 mm), die mit einem Wasser/Azetonitril-Gradienten eluiert wurde, gereinigt. ¹H NMR(DMSO-d₆): δ 3,5 (br m, PEG), 4,15 (t, PEGOCH₂CH ₂OCO-ATRA), 5,8-7,1 (M, H in Doppelbindung) 1,01 (s, 2CH ₃), 1,68 (s, CH ₃), 1,99 (s, CH ₃), 2,30 (s, CH ₃).
Beispiel 3
Präparation von mPEG (2kDa) ATRA Esterkonjugat
Die Synthese eines exemplarischen Konjugats unter Verwendung von linearem PEG mit einem Molekulargewicht von 2 kD ist unten beschrieben.
In einer Rundbodenflasche wurden 200 mg ATRA (0,66 mmol, Aldrich) in 20 ml wasserfreiem Benzen gelöst. Zu dieser Lösung wurden 1,5 ml Oxalylchlorid in Methylenchlorid (2 M) zugefügt. Die Lösung wurde für 2 Stunden unter Argon in Abwesenheit von Licht gerührt. Das Lösungsmittel wurde dann durch Rotationsverdampfung entfernt und der Rest weiter unter Vakuum getrocknet. Zu dem trockenen Rest wurden 0,64 g trockenes mPEG (Monomethylether von PEG, Methoxy-PEG-OH) 2 kDa in 20 ml wasserfreiem Benzen hinzugefügt, gefolgt von 120 mg Dimethylaminopyridin (DMAP). Die Lösung wurde bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Das präzipitierte Produkt wurde durch Filtration entfernt, das Filtrat unter Vakuum verdampft und der verbliebene Sirup zu 60 ml Ethylether hinzugefügt. Das Präzipitat wurde durch Filtration gesammelt, mit Ether gewaschen und unter Vakuum getrocknet. ¹H NMR(DMSO-d₆): δ 3,5 (br m, PEG), 4,15 (t, PEGOCH₂CH ₂OCO-ATRA), 5,8-7,1 (M, H in Doppelbindung) 1,01 (s, 2CH ₃), 1,68 (s, CH ₃), 1,99 (s, CH ₃), 2,30 (s, CH ₃).
Beispiel 4
Präparation von PEG (20 kDa) Di-ATRA Esterkonjugat
ATRA-C(O)-O-PEG 20 kD-O-(O)C-ATRA
Die Synthese eines exemplarischen Konjugats unter Verwendung eines homobifunktionalen linearen PEG Recktanten (PEG Diol) mit einem Molekulargewicht von 20 kD ist unten beschrieben. Das resultierende Konjugat zeichnet sich durch eine Hantelstruktur aus.
In einer Rundbodenflasche wurden 300 mg ATRA (1 mmol, Aldrich) in 20 ml wasserfreiem Benzen gelöst. Zu dieser Lösung wurden 2,2 ml Oxalylchlorid in Methylenchlorid (2 M) zugefügt. Die Lösung wurde für 2 Stunden unter Argon in Abwesenheit von Licht gerührt. Das Lösungsmittel wurde dann durch Rotationsverdampfung entfernt und der Rest weiter unter Vakuum getrocknet. Zu dem trockenen Rest wurden 5 g trockenes PEG Diol, 20 kDa, in 20 ml wasserfreiem Benzen hinzugefügt, gefolgt von 150 mg Dimethylaminopyridin (DMAP). Die Lösung wurde bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Das präzipitierte Produkt wurde durch Filtration entfernt, das Filtrat unter Vakuum verdampft und der verbliebene Sirup zu 120 ml Ethylether hinzugefügt. Das Präzipitat wurde durch Filtration gesammelt, mit Ether gewaschen und unter Vakuum getrocknet. ¹H NMR(DMSO-d₆): δ 3,5 (br m, PEG), 4,15 (t, PEGOCH₂CH ₂OCO-ATRA), 5,8-7,1 (M, H in Doppelbindung) 1,01 (s, 2CH ₃), 1,68 (s, CH ₃), 1,99 (s, CH ₃), 2,30 (s, CH ₃).
Beispiel 5
Präparation eines 4-Arm-PEG 20 kDa ATRA Esterkonjugats
C-[CH₂O-PEG-O(O)C-ATRA]₄
Die Synthese eines exemplarischen verzweigten oder mehrarmigen Konjugats, das durch vier PEG-Arme gekennzeichnet ist, von denen jeder ein ungefähres Molekulargewicht von ungefähr 5 kD aufweist und sich von einem zentralen Pentaerythritolkern erstreckt, ist unten beschrieben. Somit zeichnet sich die gesamte Struktur des Konjugats durch einen zentralen Kern aus, von dem sich vier PEG-Arme erstrecken, jeder mit einer Retinolsäure, die durch eine Esterbindung an das Ende gekoppelt ist, und mit einem Gesamtmolekulargewicht von ungefähr 20 kD.
In einer Rundbodenflasche wurden 200 mg ATRA (0,66 mmol, Aldrich) in 20 ml wasserfreiem Benzen gelöst. Zu dieser Lösung wurden 2,2 ml Oxalylchlorid in Methylenchlorid (2 M) zugefügt. Die Lösung wurde für 2 Stunden unter Argon in Abwesenheit von Licht gerührt. Das Lösungsmittel wurde dann durch Rotationsverdampfung entfernt und der Rest weiter unter Vakuum getrocknet. Zu dem trockenen Rest wurden 1,6 g trockenes 4-armiges PEG 20 kDa, C-[CH₂O-PEG-OH]₄ (Shearwater Corporation, Katalog 2001, Polyethylene Glycol and Derivatives for Biomedical Applications, Seite 5) in 20 ml wasserfreiem Benzen hinzugefügt und dann 120 mg Dimethylaminopyridin (DMAP). Die Lösung wurde bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Das präzipitierte Produkt wurde durch Filtration entfernt, das Filtrat unter Vakuum verdampft und der verbliebene Sirup zu 60 ml Ethylether hinzugefügt. Das Präzipitat wurde durch Filtration gesammelt, mit Ether gewaschen und unter Vakuum getrocknet. ¹H NMR(DMSO-d₆): δ 3,5 (br m, PEG), 4,15 (t, PEGOCH₂CH ₂OCO-ATRA), 5,8-7,1 (M, H in Doppelbindung) 1,01 (s, 2CH ₃), 1,68 (s, CH ₃), 1,99 (s, CH ₃), 2,30 (s, CH ₃).
Beispiel 6
Präparation von Benzyloxy-PEG 5 kDa ATRA Esterkonjugat
Die Synthese eines exemplarischen Konjugats unter Verwendung eines linearen PEGs mit einem Molekulargewicht von 5 kD und einem mit einer Benzyloxygruppe gekappten Ende ist unten beschrieben.
In einer Rundbodenflasche wurden 50 mg ATRA (0,166 mmol, Aldrich), 0,7 g Benzyloxy-PEG-OH 5 kDa, 40 mg DCC, 30 mg HOBT und 10 mg DMAP in 10 ml wasserfreiem Methylenchlorid gelöst. Die Lösung wurde über Nacht bei Raumtemperatur unter Argon in Abwesenheit von Licht gerührt. Das Lösungsmittel wurde dann durch Rotationsverdampfung entfernt und der Rest teilweise in 10 ml 1,4-Dioxan gelost. Das unlösliche Material wurde durch Filtration entfernt, und das Lösungsmittel teilweise unter Vakuum entfernt. Der resultierende Sirup wurde zu 60 ml Ethylether hinzugefügt. Das resultierende präzipitierte Produkt wurde durch Filtration gesammelt, mit Ether gewaschen und unter Vakuum getrocknet. ¹H NMR(DMSO-d₆): δ 3,5 (br m, PEG), 4,15 (t, PEGOCH₂CH ₂OCO-ATRA), 5,8-7,1 (M, H in Doppelbindung) 1,01 (s, 2CH ₃), 1,68 (s, CH ₃), 1,99 (s, CH ₃), 2,30 (s, CH ₃).
Beispiel 7
Präparation eines 4-Arm-PEG 10 kDa ATRA Esterkonjugats
C-[CH₂O-PEG-O(O)C-ATRA]₄
Die Synthese eines exemplarischen verzweigten oder mehrarmigen Konjugats, das durch vier PEG-Arme gekennzeichnet ist, von denen jeder ein ungefähres Molekulargewicht von ungefähr 2,5 kD aufweist und sich von einem zentralen Pentaerythritolkern erstreckt, ist unten beschrieben. Die gesamte Struktur des Konjugats zeichnet sich durch einen zentralen Kern aus, von dem sich vier PEG-Arme erstrecken, jeder mit einer Retinolsäure, die durch eine Esterbindung an das Ende gekoppelt ist, und mit einem Gesamtmolekulargewicht von ungefähr 10 kD.
In einer Rundbodenflasche wurden 200 mg ATRA (0,66 mmol, Aldrich) in 20 ml wasserfreiem Benzen gelöst. Zu dieser Lösung wurden 100 μl Oxalylchlorid zugefügt. Die Lösung wurde für zwei Stunden unter Argon in Abwesenheit von Licht gerührt. Das Lösungsmittel wurde dann durch Rotationsverdampfung entfernt und der Rest weiter unter Vakuum getrocknet. Zu dem trockenen Rest wurden 1 g trockenes 4-Arm-PEG 10 kDa, C-[CH₂O-PEG-OH]₄ _, in 20 ml wasserfreiem Benzen und 100 mg Dimethylaminopyridin (DMAP) hinzugefügt Die Lösung wurde bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Das präzipitierte Produkt wurde durch Filtration entfernt, das Lösungsmittel unter Vakuum entfernt und der Sirup zu 60 ml Ethylether hinzugefügt. Das Präzipitat wurde durch Filtration gesammelt, mit Ether gewaschen und unter Vakuum getrocknet. ¹H NMR(DMSO-d₆): δ 3,5 (br m, PEG), 4,15 (t, PEGOCH₂CH ₂OCO-ATRA), 5,8-7,1 (M, H in Doppelbindung) 1,01 (s, 2CH ₃), 1,68 (s, CH ₃), 1,99 (s, CH ₃), 2,30 (s, CH ₃).
Beispiel 8
Präparation von gegabeltem PEG 5 kDa-ATRA Esterkonjugat
In diesem Beispiel wird die Synthese eines gegabelten Polymerkonjugats, das eine zentrale PEG-Kette aufweist, von der sich zwei ATRA-Reste von einem hydrolytisch stabilen Verzweigungspunkt im Polymer oder Polymerlinker (d.h. der CH-Gruppe) erstrecken, beschrieben. ATRA ist an die gegabelte Polymerstruktur über hydrolisierbare Esterbindungen gekoppelt.
In einer Rundbodenflasche wurden 300 mg all-trans Retinolsäure (1 mmol, Aldrich) in 20 ml wasserfreiem Benzen gelöst. Zu der resultierenden Lösung wurden 2,2 ml Oxalylchlorid in Methylenchlorid (2 M) bei 0 °C zugefügt. Die Lösung wurde für zwei Stunden unter Argon in Abwesenheit von Licht gerührt. Das Lösungsmittel wurde dann durch Rotationsverdampfung entfernt und der Rest weiter unter Vakuum getrocknet. Zu dem trockenen Rest wurden 1,5 g trockenes 2-mPEGyloxy-1,3-Propandiol (5 kDa) in 20 ml wasserfreiem Benzen hinzugefügt, gefolgt von 150 mg Dimethylaminopyridin (DMAP). Die Lösung wurde bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Das präzipitierte Produkt wurde durch Filtration entfernt, das Filtrat unter Vakuum verdampft und der Rest-Sirup zu 120 ml Ethylether hinzugefügt. Das Präzipitat wurde durch Filtration gesammelt, mit Überschuss-Ether gewaschen und unter Vakuum getrocknet. ¹H NMR(DMSO-d₆): δ 3,5 (br m, PEG), 4,15 (dxd, MeO-PEGO(CH ₂OCO-ATRA)₂, 5,8-7,1 (M, H in Doppelbindung) 1,01 (s, 2CH ₃), 1,68 (s, CH ₃), 1,99 (s, CH ₃), 2,30 (s, CH ₃).
Beispiel 9
Hydrolyserate des Esters von mPEG 5kDa ATRA Esterkonjugat in Puffer
Die Hydrolyserate in Puffer eines exemplarischen PEG-ATRA-Konjugats gemäß der Erfindung wurde bei zwei verschiednen Temperaturen, Raumtemperatur und Körpertemperatur, bestimmt.
MPEG 5 kDa ATRA (siehe Bespiel 1) wurde in Phosphatpuffer (0,1 M, pH 7,0) bei einer Konzentration von 0,5 Gew. % bei den Temperaturen 23 °C und 37 °C gelöst. In zeitlich festgelegten Intervallen wurden Aliquots entfernt zur Analyse durch analytische Reverse Phase HPLC. Die Hydrolyse-Halbwertzeiten wurden durch Verwendung von Kinetiken pseudo-erster Ordnung erhalten. Wie in 1 gezeigt, war die Halbwertzeit (t ½) der Hydrolyse bei 23 °C ungefähr 3500 Stunden, während die Halbwertzeit bei 37 °C ungefähr 877 Stunden betrug. Diese Ergebnisse zeigen die hydrolisierbare Natur dieser besonderen estergekoppelten Konjugate im Hinblick auf die Freisetzung der elterlichen Retinoidverbindung. Somit können diese Konjugate als wasserlösliche Pro-Pharmakon-Formen des Retinoids charakterisiert werden.
Beispiel 10
Hydrolysestudie mPEG 5kDA-ATRA Esterkonjugat in Rattenserum
Um die Pufferdaten von Beispiel 9 oben zu ergänzen, wurde die Hydrolyserate des gleichen beispielhaften PEG-ATRA Konjugats in Rattenserum bei 37 °C bestimmt, um eine Abschätzung der Hydrolyserate unter Bedingungen bereitzustellen, die diejenigen näher modellieren, die von solchen Konjugaten im Körper angetroffen werden.
MPEG 5 kDA ATRA (80 mg) (siehe Beispiel 1) wurde in 5 ml Rattenserum gelöst und die resultierende Lösung wurde bei 37 °C inkubiert. Zu zeitlich festgelegten Intervallen wurden 0,7 ml der ATRA/Serum-Mischung herausgezogen und zweimal mit 2 ml Dichlormethan extrahiert. Der Dichlormethanextrakt wurde mit Na₂SO₄ getrocknet, gefiltert und unter Vakuum verdampft.
Wasser wurde dem getrockneten Rest hinzugefügt und die resultierende Mischung wurde filtriert. Das Filtrat wurde auf PEG ATRA und PEG hin durch Reverse Phase HPLC analysiert (Betasil C18, 100 × 2). Wie in 2 gezeigt, war die Halbwertszeit (t 1/2) der Hydrolyse ungefähr 2.5 Stunden. Diese Ergebnisse unterstützen wiederum ferner die hydrolisierbare Natur der Esterkonjugate gemäß der Erfindung und über einen Zeitverlauf, der selbst auf die pulmonäre Verabreichung solcher Konjugate zurückzuführen ist. Solche Konjugate werden wahrscheinlich über eine ausgedehnte Zeitperiode von Stunden hydrolisieren, wenn sie in der Lunge vorhanden sind, um das elterliche Retinoid freizusetzen. Solche Profile sind für die Inhalationstherapie über die lokalisierte Behandlung von Krankheiten des Atmungstraktes besonders attraktiv.
Beispiel 11
Zurückgewinnen von ATRA und mPEG (5 kD) Esterkonjugat in Plasma- und Lungengewebe nach intratrachealer Installation in männlichen Ratten
Die folgende Studie wurde in Ratten durchgeführt, um die Plasma- und Lungengewebekonzentrationen von nicht PEGylierter all-trans-Retinolsäure (ATRA Kontrolle) gegenüber einer PEGylierter all-trans-Retinolsäure, mPEG (5 kD) ATRA Esterkonjugat, nach intratrachealer Installation in männlichen Ratten zu bestimmen.
Tiere: Hilltop Lab Animals Inc. (P.O. Box 183, Scottdale, PA 15683) stellte präkanülierte (Jugularvenen-Katheter [JVC]) Sprague Dawley Ratten zur Verfügung (350-375 Gramm). Das Testsystem schloss 2 männliche Ratten ein, die für jede der 6 Testgruppen zufällig ausgewählt wurden.
ATRA und PEG-ATRA Proben: Nicht PEGylierte all-trans-Retinolsäure wurde als ein Puder bereitgestellt, das 50 Gewichts-% ATRA enthielt (Kontrollartikel). Das Puder wurde bei –20 °C aufbewahrt und vor Licht geschützt. Methoxy PEG (5 kD) ATRA Esterkonjugat (Testartikel) wurde als ein Puder bereitgestellt, das 5 Gewichts-% ATRA enthielt, das bei –20 °C aufbewahrt und vor Licht geschützt wurde.
Stammlösungen: Stammlösungen für die Dosierungen wurden wie folgt zubereitet. ATRA Stammlösung/Kontrolle (2,0 mg/ml Stammlösung): 3,0 mL PBS wurden zu 6,0 mg des ATRA Puders hinzugefügt. Diese Lösung wurde als eine Suspension an die Ratten nach Ultrabeschallung und Vortexen verabreicht.
Methoxy-PEG (5kD) ATRA Esterkonjugat (20,0 mg/mL Stammlösung): 3,0 mL PBS wurden 60,0 mg des Methoxy-PEG (5kD) ATRA Esterkonjugatpulvers hinzugefügt.

Intratracheale Instillation: Verabreichung der Kontroll- und Testartikel wurde durch intratracheale Installation unter gelbem Licht erreicht. Die Ratten wurden leicht mit inhaliertem 3,0-5,0 % Isofluran anästhesiert, das mit Sauerstoff in einer Plexiglasanästhesiekammer gemischt wurde. Die Dosis wurde durch Einführen einer Sondennadel, die mit einer 1 mL Spritze ausgestattet wurde, in den Mund der Ratte die Trachea hinunter bis gerade über die Carina verabreicht. Die Dosis wurde unter Verwendung dieses Verfahrens in die Lungen verabreicht, und dann wurde die Sondennadel entfernt. Das Tier wurde in seinen Käfig zurück platziert und es durfte sich selber von der Anästhesie nach der Dosierungsprozedur zu erholen. Die Ratten erhielten die folgenden Dosen:

Gruppen-Nr.	Kontroll-/Testartikel	Anzahl der Tiere/Geschlecht	Zeit der Tötung (Min)	Gesamttagesdosis von all-trans Retinolsäure (μg/Tier)
1	All-trans Retinolsäure	2M	5	300
2	All-trans Retinolsäure	2M	60	300
3	All-trans Retinolsäure	2M	120	300
4	5K PEG All-trans Retinolsäure	2M	5	300
5	5K PEG All-trans Retinolsäure	2M	60	300
6	5K PEG All-trans Retinolsäure	2M	120	300

Ratten wurden IT mit 354 μg (1.2 μmol) von RA oder 300 μg (1 μmol) ATRA Äquivalenten von mPEG5K-ATRA dosiert

Blutsammlung: Vorverabreichungs-Blutproben von ungefähr 3,0 ml wurden aus dem Jugularvenenkatheter in Heparin-Plasmaröhrchen gesammelt. Zu der vorbestimmten Tötungszeit wurde für jedes Tier ein chirurgisches Niveau von Anästhesie eingeleitet, indem 3,0 -5,0 % inhaliertes Isofluoran, das mit Sauerstoff vermischt war, verwendet wurde. Sobald das chirurgische Anästhesieniveau erreicht wurde, wurde eine letzte Blutentnahme gesammelt. Die Plasmaproben wurden vor Sonnenlicht und weißem Licht geschützt und gefroren bei –20°C aufbewahrt.
Lungenernte: Das Diaphragma wurde nach der letzten Blutentnahme punktiert. Die Trachea der Ratte wurde freigelegt und die Rippen wurden abgetrennt, was den Zugang zu den Lungen ermöglichte. Das Herz und die Lungen wurden en bloc entfernt. Sobald die Lungen herausgeschnitten waren, wurden das Herz und jedes noch vorhandenen Bindegewebe entfernt. Die Lungen wurden vor Sonnenlicht und weißem Licht geschützt, in Aluminiumfolie verpackt und mit flüssigem Stickstoff schockgefroren, und bei –80°C aufbewahrt.
ATRA und PEG-ATRA wurden aus ganzer Rattenlunge extrahiert, indem die Rattenlunge zuerst gewogen wurden und in ein bernsteinfarbenes Röhrchen transferiert wurde und in kleine Stücke geschnitten wurde. HPLC-reines Wasser wurde dann zu den zerschnittenem Lungengewebe hinzugefügt, die Probe wurde in ein Eisbad platziert, und das Gewebe wurden dann homogenisiert und sonifiziert. Die resultierende Probe wurde in ein Zentrifugenröhrchen transferiert, zu dem Ethanol hinzugefügt wurde, und die Probe wurde für ungefähr eine Minute gevortext, gefolgt von Zentrifugation für 30 Minuten bei 14.000 RPM bei 2-8 °C. Die Probe wurde dann mit HPLC analysiert.
Probenanalyse: Plasma- und Lungengewebeproben wurden auf all-trans-Retinolsäurekonzentrationen hin durch reversphasige Hochdruckflüssigkeitschromatographie (HPLC) Verfahren für das Lungengewebe und durch eine Flüssigkeitschromatographie- Tandemmassenspektrometer-(LC-MS-MS) Technik für die Plasmaproben analysiert. Die HPLC-Analyse wurde mit einem Waters 2690 HPLC Instrument und einer Vydac C18 4.6 × 250 mm Säule durchgeführt.
Standardlösungen zahlreicher bekannter Konzentrationen von PEG-ATRA, die in Wasser aufgelöst waren, und von ATRA, das in Ethanol aufgelöst war, wurden hergestellt und verwendet, um Lungenmatrixproben zu bilden, die aus homogenisierten Rattenlungenpräparationen, wie oben beschrieben, hergestellt wurden. Um Lungenmatrixproben für die Analyse herzustellen, wurden zu homogenisierten Proben von vollständiger Rattenlunge, wie oben beschrieben, bekannte Volumen der obigen Standardlösungen hinzu gegeben. Die Proben wurden in Assays getestet, um eine Anzeige des Gehalts von Retinoid in Lungengewebe zu verschiedenen Zeitpunkten nach IT Verabreichung sowohl von ATRA als auch PEG-ATRA bereit zu stellen.
Die Ergebnisse (graphisch zusammen gefasst in 3) zeigten an, dass anhaltende und vernünftig hohe Niveaus von ATRA, die zu PEG ATRA korrespondierten, lokal im Lungengewebe nach Verabreichung in die Lunge erreicht wurden, und dass hohe systemische Niveaus von Retinoid minimiert wurden. Genauer gesagt, legen die HPLC-Daten nahe, dass PEG-ATRA in der Lunge zu mehr als 70 % der Dosis für wenigstens bis zu 2 Stunden nach Verabreichung verbleibt. ATRA (nicht PEGyliert) wurde auch in der Lunge gehalten (3), aber zu einem geringeren Ausmaß als sein pegyliertes Gegenstück.
Analyse des Rattenplasmas an dem Zeitpunkt eine Stunde zeigte, dass die Plasma-Retinolsäure-(ATRA) Konzentration ungefähr 145 ng/ml für die nicht PEGylierte ATRA Formulierung betrug, während die Plasma-Retinolsäure-Konzentration ungefähr 65 ng/ml für die PEGylierte ATRA Formulierung betrug. Diese Ergebnisse zusammen mit den Lungengewebekonzentrationen, die in 3 gezeigt werden, zeigen an, das Polymer modifizierte Retinoide, wie PEGyliertes ATRA, in der Lunge über eine längere Zeitperiode und bei signifikant höheren Konzentration gehalten werden als ihre nicht Polymer modifizierten Gegenstücke.
Beispiel 12
Präparation von mPEG (5 kDa) Konjugat von 13-cis-Retinolsäure (13-cis RA) über eine Esterbindung
In einer Rundbodenflasche wurden 156 mg 13-cis-Retionidsäure (1,33 mmol, Aldrich) in 25 ml wasserfreiem Benzen aufgelöst. Zu dieser Lösung wurden 1,9 ml Oxalylchlorid in Methylenchlorid (2 M) hinzugegeben. Die Lösung wurde für 2 Stunden unter Argon ohne Licht gerührt. Das Lösungsmittel wurde dann durch Rotationsevaporation bei 40 °C entfernt und der Rest wurden weiter unter Vakuum getrocknet. Zu dem trockenen Rest wurden 2 Gramm trockenes Methoxy-PEG-OH (5 kDa) in 25 ml wasserfreiem Benzen hinzugefügt gefolgt von 125 mg Dimethylaminopyridin (DMAP). Die Lösung wurde bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Das Präzipitat wurde durch Filtration entfernt, das Filtrat wurde unter Vakuum evaporiert und der verbleibende Sirup wurden zu 50 ml Ethylether hinzugefügt. Das resultierende Präzipitat wurde durch Filtration gesammelt, mit Ether gewaschen, und unter Vakuum getrocknet. Ausbeute: 1.99 g. ¹H NMR(DMSO-d₆): δ 3.5 (br m, PEG), 4.15 (t, PEGOCH₂ CH ₂OCO-13-cis-RA), 5.8-7.1 (M, H in Doppelbindung), 1,02 (s, 2CH ₃), 1.69 (s, CH ₃), 1.99 (s, CH ₃).
Beispiel 13
Sprühtrocknung von ATRA
Das folgende Experiment wurden durchgeführt, um die Eigenschaften einer sprühgetrockneter Retinolsäureformulierung zu erkunden.
All-trans-Retinolsäure (2,997 g) wurde in 255 mL Ethanol gelöst, um eine feine Gelb-gefärbte Suspension zu bilden (das gesamte ATRA löste sich nicht auf), die dann mit einem Bucci Sprühtrockner getrocknet wurde, der bei einer Einlasstemperatur von 98 °C und eine Auslasstemperatur von 71 °C mit Stickstoff als Treibgas lief. Sprühgetrocknetes Pulver wurde mit einer Ausbeute von ungefähr 65 % gewonnen. Jedoch häufte sich eine signifikante Menge der leuchtend gefärbten Retinolsäure überall in der Sprühtrocknungsvorrichtung während des Sprühtrocknens der Treiblösung an, vermutlich wegen der Sublimierung der Verbindung während des Sprühtrocknungsprozesses. Die geringen Schmelz- und Sublimationstemperaturen der Retinoide, und insbesondere von ATRA, machen das Sprühtrocknen der unmodifizierten Verbindung etwas problematisch, wenn konventionelle Sprühtrocknungsbedingungen verwendet werden.
Beispiel 14
Sprühgetrocknetes für die Inhalation geeignetes PEG-Retinolsäure-Puder
Ein veranschaulichendes PEG-Retinoid Konjugat, mPEG (5 kD) ATRA Esterkonjugat, wurde als ein Trockenpulver zur Inhalation formuliert. Für bestimmte Trockenpulverformulierungen wurde Trileuzin als ein exemplarischer Hilfsstoff verwendet, um die Aerosoleigenschaften und Stabilität zu verbessern.
Die inhalierbare Trockenpulverformulierung wurde wie folgt hergestellt: 100 mg gereinigtes mPEG5K-ATRA Esterkonjugat und 400 mg Trileuzin (Bachem California Inc., USA Torrence, CA) wurde in 200 mL HPLC reinem Wasser aufgelöst. Die resultierende Lösung enthielt 80 Festkörpergewichts-% Trileuzin, 20 Festkörpergewichts-% mPEG5K-ATRA mit einer Gesamt-Festkörperkonzentration von 0,25%.
Die Lösung wurde dann mit einem Buchi 190 Sprühtrockner bei einer Treibrate von ungefähr 3 bis 5 mL/Min, einer Einlasstemperatur von 69 °C, einer Auslasstemperatur von 40 °C und einem Vakuum von –100 mbar getrocknet. Wegen der niedrigen Schmelztemperatur des PEG-ATRA Konjugats wurde eine ungewöhnlich niedrige Auslasstemperatur eingesetzt.
Die Sprühtrocknungsausbeute war 29 %, und das sprühgetrocknete Pulver war von gelber Farbe und frei fließend. Laserrasterelektronenmikroskopiebilder (SEMs) der Partikel zeigten eine gefaltete Morphologie der Partikel, die ungefähr 2 μm groß waren. Der Schmelzpunkt des Puders, gemessen durch differentielle Scanning-Kalorimetrie war 200 °C. Der Schmelzpunkt des mPEG5K-ATRA Esterkonjugats ist um 53 °C. Aerosoldaten für das Puder wurden bestimmt.

ED 74%

MMAD 3.1 μm

FPM < 5,0 μm 54%

FPM < 3.3 μm 39%

(FPM steht für Feinpartikelmasse, die das Gewicht des trockenen Pulvers (oder flüssigen Tröpfchens, abhängig von der Formulierung) kleiner als die definierte Größe ist, z.B. 3.3 Mikrons).

Eine sprühgetrocknete Formulierung, die aus 20 Gewichts-% Trileuzin und 80 Gewichts-% mPEG5K-ATRA Esterkonjugat zusammengesetzt ist, wurde auf ähnliche Weise hergestellt. Das sprühgetrocknete Puder hat die folgenden Eigenschaften: ED 27 %, MMAD 7,0 μm, FPM < 3.3 μm 3 %. Die Schmelztemperatur des Puders, gemessen durch differentielle Scanning-Kalorimetrie war ungefähr 53 °C.
Beispiel 15
Sprühgetrocknetes für die Inhalation geeignetes PEG-Retinolsäure-Puder
Ein veranschaulichendes PEG-Retinoidkonjugat, mPEG (5kD) ATRA Esterkonjugat, wurde auf eine alternative Weise als ein Trockenpulver zur Inhalierung formuliert.
Eine PEG-ATRA Formulierung, die aus 60 % PEG-RA/37 % DSPC/3% CaCl₂ zusammengesetzt ist, wurde wie folgt hergestellt. 183 mg DSPC und 17 mg Kalziumchlorid wurden zu 22,9 g heißem dest. Wasser (>70 °C) hinzu gefügt. DSPC und CaCl₂ wurden in heißes dest. Wasser mit einem Homogenisierer dispergiert, der bei 10.000 rpm für 5 Minuten betrieben wurde. 10,9 g PFOB (Perfluorooktylbromid) wurde dann der Mischung hinzugefügt und die Mischung wurde weiter bei einer Mischrate von 12.000 rpm für 5 Minuten gemischt. Die Emulsion wurde weiter durch einen Homogenisierer bei 18.000 psi für zahlreiche zusätzlich Durchgänge prozessiert. 300 mg mPEG5K-ATRA (Beispiel 1) wurde der Emulsion hinzu gefügt. Die Emulsion wurde mit dem Buchi B-191 Sprühtrockner bei einer Treibrate von 2,0 mL/Min, einer Einlasstemperatur von 85 °C, einer Auslasstemperatur von 66 °C und einem Vakuum von –29 mbar getrocknet.
Die Sprühtrocknungsausbeute war 17 %. Die resultierende sprühgetrocknete Zusammensetzung war farblich gelb und frei fließend. Rasterelektronische Aufnahmen SEM offenbarten Partikel, die etwas nicht-sphärisch und weniger sichtbar porös waren als erwartet. Aerosoldaten für das resultierende Pulver wurden erzeugt.

Impaktor ED 63%

MMAD 3.5 μm

FPM < 5,0 μm 86%

FPM < 3.3 μm 44%
Beide obige Beispiele, Beispiele 15 und 16, demonstrieren die Herstellung von Trockenpulverformulierungen von pegylierten Retinoiden mit Aerosoleigenschaften (z.B. Dispersibilitäten und aerodynamischer Durchmesser), die sie besonders gut geeignet oder vorteilhaft für die pulmonäre Ausbringung an die Lunge machen.
Viele Modifikationen und andere Ausführungsformen der Erfindung werden einem Fachmann, den die Erfindung betrifft, in dem Sinn kommen, der den Nutzen der Lehren hat, die in den vorstehenden Beschreibungen und assoziierten Zeichnungen präsentiert werden.
Daher versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf spezifische offenbarte Ausführungsformungen beschränkt sein soll. Obgleich hierin spezifische Begriffe verwendet werden, werden sie nur in einer gattungsartigen und beschreibenden Weise verwendet und nicht zu Zwecken der Beschränkung.

Claims

Polymerretinoidkonjugatzusammensetzung, die für die Verabreichung an die Lungen geeignet ist, wobei die Zusammensetzung ein Retinoid umfasst, das kovalent an ein wasserlösliches und nichtpeptidisches Polymer gebunden ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Poly(alkylenglykol), poly(oxyethyliertem Polyol), poly(olefinischem Alkohol), Poly(vinylpyrrolidon), Poly(hydroxyalkylmethacrylamid), Poly(hydroxyalkylmethacrylat), Poly(α-hydroxysäure), Poly(vinylalkohol), Polyphosphazen, Polyoxazolin, Poly(N-acryloylmorpholin) und Copolymeren, Terpolymeren und Mischungen derselben.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Polymer Polyethylenglykol ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Retinoid aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus 13-cis-Retinsäure, all-trans-Retinsäure, 9-cis-Retinsäure, 11-cis-Retinsäure und Retinol.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das Retinoid all-trans-Retinsäure ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das Retinoid eine cis-Retinsäure ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Polymerretinoidkonjugat wasserlöslich ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 in flüssiger oder trockener Form.
Aerosol umfassend die Zusammensetzung nach Anspruch 1.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 in einer Inhalatorvorrichtung.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, die, wenn sie in ein Aerosol umgewandelt ist, durch einen mittleren aerodynamischen Massendurchmesser (MAMD) von weniger als 10 μm (Mikron) gekennzeichnet ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, die, wenn sie in ein Aerosol umgewandelt ist, durch einen mittleren aerodynamischen Massendurchmesser (MAMD) von weniger als 5 μm (Mikron) gekennzeichnet ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, des Weiteren eine pharmazeutisch akzeptable Trägersubstanz umfassend.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, des Weiteren einen Radikalfänger umfassend.
Zusammensetzung nach Anspruch 7, wobei die Zusammensetzung ein trockenes Pulver ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine emittierte Dosis von mindestens 30 Prozent.
Sprühgetrocknete Zusammensetzung nach Anspruch 1.
Einheitsdosis umfassend die Zusammensetzung nach Anspruch 1 zur Verwendung in einer Inhalatorvorrichtung.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das wasserlösliche und nichtpeptidische Polymer durch eine hydrolytisch unbeständige Verknüpfung kovalent an das Retinoid gebunden ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 18, wobei die hydrolytisch unbeständige Verknüpfung aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus Ester, Thiolester(-C(O)-S) und Amid.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das wasserlösliche und nichtpeptidische Polymer durch eine hydrolytisch beständige Verknüpfung kovalent an das Retinoid gebunden ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das wasserlösliche und nichtpeptidische Polymer eine durchschnittliche Molmasse von 500 Dalton bis 100.000 Dalton aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 21, wobei das wasserlösliche und nichtpeptidische Polymer eine durchschnittliche Molmasse von 750 Dalton bis 40.000 Dalton aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 2, wobei das Polyethylenglykol endverkappt ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 2, wobei das Polyethylenglykol mit einer Alkyoxygruppe endverkappt ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 2, wobei das Polyethylenglykol aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus linearem Polyethylenglykol, verzweigtem Polyethylenglykol, vergabeltem Polyethylenglykol und Hantel-Polyethylenglykol.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 ohne Mittel, das zum Löslichmachen des Retinoids in einem Trägervehikel erforderlich ist.
Polymerretinoidkonjugatzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1-26 zur Verwendung als Medikament für die Verabreichung an die Lungen bei einem menschlichen Patienten.
Zusammensetzung nach Anspruch 27 für die Behandlung einer chronischen Obstruktionslungenerkrankung.
Verwendung einer Polymerretinoidkonjugatzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1-26 für die Herstellung eines Medikaments für die Behandlung einer chronischen Obstruktionslungenerkrankung, wobei das Medikament durch Inhalation verabreicht werden soll.
Polymerretinoidkonjugat nach Anspruch 18, wobei das Polymer durch eine hydrolytisch abbaubare Verknüpfung kovalent an den Carbonylkohlenstoff der Retinsäure angelagert ist und wobei des Weiteren die Molmasse des Polyethylenglykols, (i) wenn das Polymer ein lineares Polyethylenglykol und die Verknüpfung eine Esterverknüpfung ist, mindestens 2.000 Dalton beträgt und (ii) wenn das Polymer ein lineares, endverkapptes Polyethylenglykol und die Verknüpfung eine Amidverknüpfung ist, das Polyethylenglykol eine Molmasse von mindestens 5.000 Dalton aufweist.
Polymerretinoidkonjugat nach Anspruch 30, wobei die hydrolytisch abbaubare Verknüpfung aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend Carboxylatester, Amid und Thiolester.
Polymerretinoidkonjugat nach Anspruch 30, wobei das Polymerretinoidkonjugat die Struktur:
umfasst, wobei RA zusammen mit der Carbonylgruppe einen Retinsäureanteil darstellt, X ein Heteratom ausgewählt unter O, N-H und S ist und POLY das wasserlösliche, nicht peptidische Polymer ist, wobei (i) wenn POLY ein lineares Polyethylenglykol und X ein O ist, die Molmasse des POLY mindestens 2.000 Dalton beträgt und (ii) wenn POLY ein lineares endverkapptes Polyethylenglykol und X ein N ist, POLY eine Molmasse von mindestens 5.000 Dalton aufweist.
Polymerretinoidkonjugat nach Anspruch 32 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
Polymerretinoidkonjugat nach Anspruch 33, wobei POLY ein Poly(ethylenglykol) ist.
Polymerretinoidkonjugat nach Anspruch 33, wobei X O oder S ist.
Polymerretinoidkonjugat nach Anspruch 33, wobei POLY 2 bis 300 Termini aufweist.
Polymerretinoidkonjugat nach Anspruch 33, wobei POLY endverkappt ist.
Polymerretinoidkonjugat nach Anspruch 37, das folgende Struktur aufweist:
wobei Z eine funktionelle Gruppe ist.
Polymerretinoidkonjugat nach Anspruch 38, wobei Z die Struktur
aufweist, wobei X' zusammen mit dem Carbonyl eine hydrolytisch abbaubare Verknüpfung ist und
den Anlagerungspunkt an POLY darstellt.
Polymerretinoidkonjugat nach Anspruch 38, wobei POLY Poly(ethylenglykol) und Z Methoxy ist.
Polymerretinoidkonjugat nach Anspruch 33 mit der Struktur:
wobei: n eine ganze Zahl von 3 bis 100 ist; R ein mittiges Kernmolekül ist: X zusammen mit der anliegenden Carbonylgruppe eine hydrolytisch abbaubare Verknüpfung ist; Y eine Verknüpfung ist; und jedes POLY ein unabhängig ausgewähltes wasserlösliches und nichtpeptidisches Polymer, wie in Anspruch 1 definiert, ist.
Polymerretinoidkonjugat nach Anspruch 41, wobei n im Bereich von 3 bis 20 liegt.
Polymerretinoidkonjugat nach Anspruch 41, wobei Y O, S oder NH ist.
Polymerretinoidkonjugat nach Anspruch 41, wobei R ein Rest eines mittigen Kernmoleküls ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glycerin, Glycerinoligomeren, Pentaerythrit, Sorbit und Lysin.
Polymerretinoidkonjugat nach Anspruch 32, wobei POLY ein Polyethylenglykol ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus linearem, verzweigtem, vergabeltem oder Hantel-PEG.
Verfahren für die Herstellung einer Retinoidrezeptur, die für die Verabreichung an die Lungen geeignet ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: das kovalente Binden eines Retinoids an ein wasserlösliches Polymer wie in Anspruch 1 angegeben unter Bildung eines wasserlöslichen Polymerretinoidkonjugats, das Herstellen einer pharmazeutischen Zusammensetzung umfassend das Konjugat, wobei die Zusammensetzung für die Verabreichung an die Lungen geeignet ist, und Umwandeln der Zusammensetzung in ein Aerosol.
Methode nach Anspruch 46, wobei der Herstellungsschritt das Kombinieren des Konjugats mit einer oder mehreren Trägersubstanzen umfasst.