Composiciones y métodos para la aplicación tópica y liberación transdérmica de toxinas botulínicas.

Una composición que comprende una toxina botulínica y un vehículo cargado positivamente que comprende unesqueleto polimérico cargado positivamente que tiene unidos grupos de eficacia cargados positivamente;

donde la toxina botulínica no está modificada covalentemente;

donde el vehículo cargado positivamente y la toxina botulínica están en contacto directamente para formar uncomplejo no covalente; y

donde los grupos de eficacia se seleccionan de -(gly)n1-(arg)n2 donde el subíndice n1 es un número entero de 0 a 20y el subíndice n2 es, independientemente, un número entero impar de 5 a 25; HIV-TAT, PTD de Antennapedia; y

fragmentos de HIV-TAT que tienen la fórmula (gly)p-RGRDDRRQRRR-(gly)q, (gly)p-YGRKKRRQRRR-(gly)q o (gly)p -RKKRRQRRR-(gly)q, donde los subíndices p y q son cada uno, independientemente, un número entero de 0 a 20.

Composiciones y métodos para la aplicación tópica y liberación transdérmica de toxinas botulínicas

Antecedentes de la invención La piel protege a los órganos corporales de amenazas ambientales externas y actúa como termostato para mantener la temperatura corporal. Consiste en varias capas diferentes, cada una de ellas con funciones especializadas. Las capas principales incluyen la epidermis, la dermis y la hipodermis. La epidermis es una capa de estratificación de células epiteliales que recubre la dermis, que consiste en tejido conectivo. Tanto la epidermis como la dermis están soportadas adicionalmente por la hipodermis, una capa interna de tejido adiposo.

La epidermis, la capa superior de la piel, únicamente tiene de 0, 1 a 1, 5 milímetros de espesor (Inlander, Skin, Nueva York, NY: People’s Medical Society, 1-7 (1998) ) . Consiste en queratinocitos y está dividida en varias capas basándose en su estado de diferenciación. La epidermis puede clasificarse adicionalmente en el estrato córneo y la epidermis viable, que consiste en la capa de Malpighi y células basales. El estrato córneo es higroscópico y requiere al menos un 10 % en peso de humedad para mantener su flexibilidad y blandura. La higroscopia es atribuible, en parte, a la capacidad de la queratina de mantener agua. Cuando la capa córnea pierde su blandura y flexibilidad se vuelve áspera y frágil, dando como resultado la piel seca.

La dermis, que está justo debajo de la epidermis, tiene de 1, 5 a 4 milímetros de espesor. Es la más gruesa de las tres capas de la piel. Además, la dermis también alberga la mayoría de las estructuras de la piel, incluyendo las glándulas sudoríparas y sebáceas (que secretan sustancias a través de aperturas de la piel denominadas poros, o comedones) , folículos pilosos, terminaciones nerviosas y vasos sanguíneos y linfáticos (Inlander, Skin, Nueva York,

NY: People’s Medical Society, 1-7 (1998) ) . Sin embargo, los componentes principales de la dermis son el colágeno y la elastina.

La hipodermis es la capa más profunda de la piel. Actúa como aislante para la conservación del calor corporal y como un elemento que absorbe los choques para la protección de los órganos (Inlander, Skin, Nueva York, NY: People’s Medical Society, 1-7 (1998) ) . Además, la hipodermis también almacena grasa para las reservas de energía. El pH de la piel normalmente está comprendido entre 5 y 6. Esta acidez se debe a la presencia de aminoácidos anfóteros, ácido láctico y ácidos grasos de las secreciones de las glándulas sebáceas. La expresión “manto ácido” se refiere a la presencia de sustancias hidrosolubles en la mayor parte de las regiones de la piel. La capacidad tamponante de la piel se debe, en parte, a estas secreciones almacenadas en la capa córnea de la piel.

Las arrugas, uno de los signos reveladores del envejecimiento, pueden producirse por cambios bioquímicos, histológicos y fisiológicos que se acumulan por lesiones ambientales (Benedetto, International Journal of Dermatology, 38: 641-655 (1999) ) . Además, hay otros factores secundarios que pueden producir pliegues, surcos y líneas de expresión características (Stegman et al., The Skin of the Aging Face Cosmetic Dermatological Surger y , 2rd ed., St. Louis, MO: Mosby Year Book: 5-15 (1990) ) . Estos factores secundarios incluyen la presión constante de la gravedad, la presión posicional frecuente y constante sobre la piel (por ejemplo, durante el sueño) y los movimientos faciales repetidos producidos por la contracción de los músculos faciales (Stegman et al., The Skin of the Aging Face Cosmetic Dermatological Surger y , 2rd ed., St. Louis, MO: Mosby Year Book: 5-15 (1990) ) . Se han utilizado diferentes técnicas para modificar potencialmente algunos de los signos del envejecimiento. Estas técnicas 45 van desde hidratantes faciales que contienen alfa hidroxiácidos y retinol hasta procedimientos quirúrgicos e inyecciones de neurotoxinas.

Una de las funciones principales de la piel es proporcionar una barrera para el transporte de agua y sustancias potencialmente perjudiciales para la homeostasis normal. El cuerpo rápidamente se deshidrataría sin una piel semipermeable resistente. La piel ayuda a impedir la entrada de sustancias perjudiciales en el cuerpo. Aunque la mayoría de las sustancias no pueden atravesar la barrera, se han creado varias estrategias para aumentar selectivamente la permeabilidad de la piel con un éxito variable.

Las toxinas de botulinum (también conocidas como toxinas botulínicas o neurotoxinas botulínicas) son neurotoxinas 55 producidas por la bacteria Gram-positiva Clostridium botulinum. Actúan produciendo la parálisis de los músculos al impedir la transmisión sináptica o la liberación de acetilcolina a través de la unión neuromuscular y se cree que actúan también de otras formas. Su acción esencialmente bloquea las señales que normalmente producirían espasmos o contracciones musculares, dando como resultado una parálisis.

La toxina botulínica se clasifica en ocho neurotoxinas que están relacionadas serológicamente, pero son distintas. De éstas, siete pueden producir parálisis, particularmente los serotipos A, B, C, D, E, F y G de la neurotoxina botulínica. Cada una de éstas se distingue por la neutralización con anticuerpos con especificidad de tipo. Sin embargo, el peso molecular de la molécula de proteína de la toxina botulínica, en los siete de estos serotipos de toxina botulínica activos, es de aproximadamente 150 kD. Cuando se liberan por la bacteria, las toxinas 65 botulínicas son complejos que comprenden la molécula de proteína de la toxina botulínica de 150 kD en cuestión junto con proteínas asociadas que no son toxinas. El complejo de toxina botulínica de tipo A puede producirse por

bacterias del género Clostridia como formas de 900 kD, 500 kD y 300 kD. Los tipos B y C de toxinas botulínicas se producen aparentemente como un solo complejo de 700 kD o 500 kD. El tipo D de toxina botulínica se produce como complejos tanto de 300 kD como de 500 kD. Los tipos E y F de toxinas botulínicas se producen únicamente como complejos de aproximadamente 300 kD. Se cree que los complejos (es decir, peso molecular mayor de aproximadamente 150 kD) contienen una proteína hemaglutinina que no es una toxina y una proteína no hemaglutinina no tóxica. Estas dos proteínas que no son toxinas (que junto con la molécula de la toxina botulínica constituyen el complejo de neurotoxina relevante) pueden actuar proporcionando estabilidad frente a la desnaturalización de la molécula de toxina botulínica y cuando se ingiere la toxina, como protección contra los ácidos digestivos. Además, es posible que cuanto mayores sean (mayor que un peso molecular de aproximadamente 150 kD) los complejos de toxina botulínica, menor será la velocidad de difusión de la toxina botulínica para salir de un sitio de inyección intramuscular de un complejo de toxina botulínica.

Los diferentes serotipos de toxina botulínica varían en las especies animales a las que afectan y en la gravedad y duración de la parálisis que inducen. Por ejemplo, se ha determinado que la toxina botulínica de tipo A es 500 veces más potente, según se mida por la velocidad de parálisis producida en la rata, que la toxina botulínica de tipo B. Además, se ha determinado que la toxina botulínica de tipo B es no tóxica en primates a una dosis de 480 U/kg, aproximadamente 12 veces la DL50 de primates para el tipo A. Debido al tamaño molecular y a la estructura molecular de la toxina botulínica, no puede atravesar el estrato córneo y las múltiples capas de la arquitectura de la piel subyacente.

El botulismo, el complejo de síntomas característicos producidos tras la exposición sistémica a la toxina botulínica, ha existido en Europa desde la antigüedad. En 1895, Emile P. van Ermengem aisló por primera vez el bacilo anaerobio formador de esporas a partir de carne de cerdo salada en bruto obtenida de tejido post-mortem de víctimas que habían muerto de botulismo en Bélgica. Van Ermengem descubrió que la enfermedad se producía por 25 una toxina extracelular, que se producía por lo que él denominó Bacillus botulinus (Van Ermengem, Z Hyyg Infektionskr, 26: 1-56; Rev Infect (1897) ) . El nombre se cambió en 1922 a Clostridium botulinum. El nombre Clostridium se usó para reflejar la naturaleza anaeróbica del microorganismo y también sus características morfológicas (Carruthers y Carruthers, Can J Ophthalmol, 31: 389-400 (1996) ) . En 1920, se aisló una forma en bruto de toxina botulínica de tipo A después de brotes adicionales de envenenamiento de alimentos. El Dr. Herman Sommer en la Universidad de California, San Francisco hizo los primeros intentos de... [Seguir leyendo]

1. Una composición que comprende una toxina botulínica y un vehículo cargado positivamente que comprende un esqueleto polimérico cargado positivamente que tiene unidos grupos de eficacia cargados positivamente;

donde la toxina botulínica no está modificada covalentemente; donde el vehículo cargado positivamente y la toxina botulínica están en contacto directamente para formar un complejo no covalente; y donde los grupos de eficacia se seleccionan de - (gly) n1- (arg) n2 donde el subíndice n1 es un número entero de 0 a 20 y el subíndice n2 es, independientemente, un número entero impar de 5 a 25; HIV-TAT, PTD de Antennapedia; y fragmentos de HIV-TAT que tienen la fórmula (gly) p-RGRDDRRQRRR- (gly) q, (gly) p-YGRKKRRQRRR- (gly) q o (gly) p -RKKRRQRRR- (gly) q, donde los subíndices p y q son cada uno, independientemente, un número entero de 0 a 20.

2. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la toxina botulínica se selecciona de los serotipos de toxina botulínica A, B, C, D, E, F y G o comprende una toxina botulínica recombinante o comprende una proteína de 15 fusión.

3. La composición de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en la que el vehículo cargado positivamente comprende un polipéptido que tiene grupos de eficacia cargados positivamente seleccionados de - (gly) n1 (arg) n2 donde el subíndice n1 es un número entero de 0 a 20, tal como de 0 a 8 o de 2 a 5, y el subíndice n2 es, independientemente, un número entero impar de 5 a 25, tal como de 7 a 13.

4. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, donde los grupos de eficacia son fragmentos de HIV-TAT cargados positivamente que tienen la fórmula (gly) p-RGRDDRRQRRR- (gly) q, (gly) p-YGRKKRRQRRR- (gly) q o (gly) p-RKKRRQFFR- (gly) q, donde los subíndices p y q son cada uno, independientemente, un número entero de 0 a 20.

5. La composición de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde los grupos de eficacia cargados positivamente comprenden al menos un 0, 05 % en peso del peso total del vehículo, tal como de un 0, 5 % a un 45 % en peso del peso total del vehículo, o tal como de un 0, 1 % a un 30 % en peso del peso total del vehículo.

6. La composición de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde el esqueleto comprende un polipéptido cargado positivamente, donde el esqueleto cargado positivamente es opcionalmente polilisina, tal como polilisina que tiene un peso molecular de 10.000 a 1.500.000, o de 25.000 a 1.200.000 o de 100.000 a 1.000.000.

7. La composición de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde el esqueleto comprende un vehículo no

peptidílico cargado positivamente, donde el vehículo no peptidílico cargado positivamente es opcionalmente una polialquilenimina, tal como polietilenimina que tiene opcionalmente un peso molecular de 10.000 a 2.500.000 o de 100.000 a 1.800.000 o de 500.000 a 1.400.000.

8. La composición de acuerdo con cualquier reivindicación anterior que tiene un pH de 4, 5 a 6.3, donde la composición es opcionalmente una composición de liberación controlada, una composición líquida, crema, loción, pomada o una composición de gel o es una composición farmacéutica o una composición cosmética y donde la composición es adecuada para la aplicación tópica a la piel o el epitelio.

9. La composición de acuerdo con cualquier reivindicación anterior que comprende además solución salina o 45 solución salina y un sistema tamponante del pH.

10. Un kit para la administración de una toxina botulínica a un sujeto, comprendiendo el kit una composición como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, donde la composición opcionalmente es una composición preformulada que comprende la toxina botulínica y el vehículo o donde la toxina botulínica está contenida en un dispositivo, tal como un parche cutáneo, para la administración de la toxina botulínica al sujeto a través de la piel.

11. Un método para administrar una toxina botulínica a un sujeto para conseguir un efecto beneficioso estético o cosmética que comprende:

aplicar tópicamente a la piel o el epitelio del sujeto una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9,

donde la toxina botulínica está contenida opcionalmente en un dispositivo, tal como un parche cutáneo o un dispositivo de encapsulación celular, para distribuir la toxina botulínica, aplicándose dicho dispositivo tópicamente a la piel o epitelio del sujeto.

12. El uso de una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 en la fabricación de un medicamento para uso en un método de tratamiento de terapia que implica: 65

(a) reducir o prevenir una respuesta inmunitaria;

(b) prevenir o reducir los síntomas asociados con una hiperhidrosis subjetiva o clínica;

(c) prevenir o reducir contracciones distónicas o distonía subjetiva o clínica o;

(d) prevenir o reducir los síntomas asociados con espasmos musculares;

(e) generar o potenciar una respuesta inmunitaria; 5 (f) prevenir o reducir los síntomas asociados con una migraña;

(g) prevenir o reducir el acné,

(h) prevenir o reducir los síntomas asociados con la secreción mucosa;

(i) prevenir o reducir la obesidad o sus síntomas;

(j) prevenir o reducir la inflamación o sus síntomas;

(k) prevenir o reducir los síntomas asociados con la psoriasis;

(l) prevenir o reducir los ronquidos;

(m) prevenir o reducir los síntomas cutáneos asociados con la diabetes;

(n) mejorar la curación de heridas;

(o) prevenir o reducir los síntomas asociados con la disfunción de nervios autonómicos; 15 (p) prevenir o reducir los síntomas asociados con la parálisis cerebral;

(q) prevenir o reducir los síntomas asociados con la tiroiditis de Hashimoto;

(r) prevenir o reducir los síntomas asociados con trastornos de las glándulas mamarias;

(s) alterar el crecimiento del pelo;

(t) prevenir o reducir los síntomas asociados con trastornos paratiroideos;

(u) prevenir o reducir los síntomas asociados con trastornos del movimiento;

(v) prevenir o reducir los síntomas asociados con la enfermedad de Parkinson;

(w) prevenir o reducir los síntomas asociados con temblores;

(x) prevenir o reducir los síntomas asociados con la epilepsia;

(y) prevenir o reducir los síntomas asociados con trastornos del oído interno;

(z) prevenir o reducir los síntomas asociados con trastornos urológicos; (aa) prevenir o reducir las secreciones controladas por vías colinérgicas; (bb) prevenir o reducir los síntomas asociados con trastornos neuropsiquiátricos;

(cc) prevenir o reducir los síntomas asociados con lesiones musculares, (dd) prevenir o reducir los síntomas asociados con trastornos del oído, (ee) prevenir o reducir los síntomas asociados con cánceres; (ff) prevenir o reducir los síntomas asociados con trastornos de pinzamiento de nervios, o (gg) prevenir o reducir los síntomas asociados con la hipercalcemia.

13. El uso de acuerdo con la reivindicación 12, en el que la toxina botulínica se aplica tópicamente a al menos una pierna del sujeto, o a la cara del sujeto, o a una parte de la misma, a la axila del sujeto o a una parte de la misma, a las palmas de las manos o en los pies del sujeto, o a una parte de los mismos, a la espalda o cuello del sujeto, o a una parte del mismo, a la ingle del sujeto, o a una parte de la misma, las manos o pies del sujeto, o a una parte de los mismos, a los codos, partea superiores de los brazos, rodillas o partes superiores de las piernas del sujeto, o a una parte de los mismos, a las nalgas del sujeto o a una parte de las mismas, al torso del sujeto o a una parte del mismo, o a la pelvis del sujeto o a una parte de la misma.

14. Una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para uso en un método de tratamiento de terapia que implica:

(a) reducir o prevenir una respuesta inmunitaria;

(b) prevenir o reducir los síntomas asociados con una hiperhidrosis subjetiva o clínica;

(c) prevenir o reducir contracciones distónicas o distonía subjetiva o clínica o;

(d) prevenir o reducir los síntomas asociados con espasmos musculares;

(e) generar o potenciar una respuesta inmunitaria;

(f) prevenir o reducir los síntomas asociados con una migraña;

(g) prevenir o reducir el acné,

(h) prevenir o reducir los síntomas asociados con la secreción mucosa;

(i) prevenir o reducir la obesidad o sus síntomas;

(j) prevenir o reducir la inflamación o sus síntomas; 55 (k) prevenir o reducir los síntomas asociados con la psoriasis;

(l) prevenir o reducir los ronquidos;

(m) prevenir o reducir los síntomas cutáneos asociados con la diabetes;

(n) mejorar la curación de heridas;

(o) prevenir o reducir los síntomas asociados con la disfunción de nervios autonómicos;

(p) prevenir o reducir los síntomas asociados con la parálisis cerebral;

(q) prevenir o reducir los síntomas asociados con la tiroiditis de Hashimoto;

(r) prevenir o reducir los síntomas asociados con trastornos de las glándulas mamarias;

(s) alterar el crecimiento del pelo;

(t) prevenir o reducir los síntomas asociados con trastornos paratiroideos; 65 (u) prevenir o reducir los síntomas asociados con trastornos del movimiento;

(v) prevenir o reducir los síntomas asociados con la enfermedad de Parkinson;

(w) prevenir o reducir los síntomas asociados con temblores;

(x) prevenir o reducir los síntomas asociados con la epilepsia;

(y) prevenir o reducir los síntomas asociados con trastornos del oído interno;

(z) prevenir o reducir los síntomas asociados con trastornos urológicos;

(aa) prevenir o reducir las secreciones controladas por vías colinérgicas; (bb) prevenir o reducir los síntomas asociados con trastornos neuropsiquiátricos;

(cc) prevenir o reducir los síntomas asociados con lesiones musculares, (dd) prevenir o reducir los síntomas asociados con trastornos del oído, (ee) prevenir o reducir los síntomas asociados con cánceres;

(ff) prevenir o reducir los síntomas asociados con trastornos de pinzamiento de nervios, o (gg) prevenir o reducir los síntomas asociados con la hipercalcemia.

15. La composición para uso de acuerdo con la reivindicación 14 en la que la toxina botulínica se aplica tópicamente a al menos una pierna del sujeto, o a la cara del sujeto, o a una parte de la misma, a la axila del sujeto o a una parte de la misma, a las palmas de las manos o en los pies del sujeto, o a una parte de los mismos, a la espalda o cuello del sujeto, o a una parte del mismo, a la ingle del sujeto, o a una parte de la misma, las manos o pies del sujeto, o a una parte de los mismos, a los codos, partea superiores de los brazos, rodillas o partes superiores de las piernas del sujeto, o a una parte de los mismos, a las nalgas del sujeto o a una parte de las mismas, al torso del sujeto o a una parte del mismo, o a la pelvis del sujeto o a una parte de la misma.