Administración de compuestos terapéuticos al cerebro y otros tejidos.

Una composición farmacéutica que comprende una enzima que es (a) deficiente en una enfermedad dealmacenamiento lisosómico,

y (b) comprende o ha sido manipulada para comprender un resto que permite que dichaenzima se una al receptor de manosa-6-fosfato (M6P), para uso en el tratamiento de una enfermedad dealmacenamiento lisosómico mediante administración intratecal a un sujeto mamífero en una cantidad eficaz paramejorar los síntomas en el SNC de dicha enfermedad de almacenamiento lisosómico.

Administración de compuestos terapéuticos al cerebro y otros tejidos

Campo de la invención La presente invención se refiere a la administración intratecal (IT) de una enzima recombinante para tratar trastornos de almacenamiento lisosómico. Se contempla, además, la inducción de tolerancia específica de antígeno antes de la administración intratecal de enzima de sustitución.

Antecedentes de la invención El cerebro está protegido contra sustancias potencialmente perjudiciales por la barrera hematoencefálica (BHE) . La barrera microvascular entre la sangre y el cerebro está compuesta por una capa de endotelio capilar rodeada por 15 una membrana de base y células accesorias estrechamente asociadas (pericitos, astrocitos) . El endotelio capilar cerebral es mucho menos permeable a solutos de bajo peso molecular que otros endotelios capilares debido a una banda apical de asociación estrecha entre las membranas de células adyacentes, denominadas como uniones estrechas. Además de una difusión pasiva reducida, los endotelios capilares cerebrales también muestran menos pinocitosis de fase fluida que otras células endoteliales. Los capilares cerebrales poseen menos ventanas y pocas vesículas endocíticas, en comparación con los capilares de otros órganos (véase Pardridge, J. Neurovirol. 5: 556569 (1999) ) . Existe poco tránsito a través de la BHE de moléculas hidrófilas grandes aparte de algunas proteínas específicas tales como transferrina, lactoferrina y lipoproteínas de baja densidad, que son captadas por endocitosis mediada por receptores (véase Pardridge, J. Neurovirol. 5: 556-569 (1999) ) ; Tsuji y Tamai, Adv. Drug Deliv. Rev. 36: 277-290 (1999) ; Kusuhara y Sugiyama, Drug Discov. Today 6: 150-156 (2001) ; Dehouck, y col. J. Cell. Biol. 138:

877-889 (1997) ; Fillebeen, y col. J. Biol. Chem. 274: 7011-7017 (1999) ) .

La barrera hematoencefálica (BHE) también impide el acceso de agentes activos beneficiosos (por ejemplo, fármacos terapéuticos y agentes de diagnóstico) a tejidos del sistema nervioso central (SNC) , que necesitan el uso de vehículos para su tránsito. La permeabilidad de la barrera hematoencefálica es frecuentemente un factor limitante de la velocidad para la penetración de fármacos o péptidos en el SNC (véase Pardridge, J. Neurovirol. 5: 556-569 (1999) ; Bickel, y col., Adv. Drug Deliv. Rev. 46: 247-279 (2001) ) . Por ejemplo, la gestión de las manifestaciones neurológicas de enfermedades de almacenamiento lisosómico (EAL) es impedida significativamente por la incapacidad de enzimas terapéuticas de acceder a los lisosomas de células cerebrales. Las EAL se caracterizan por la ausencia o la actividad reducida de enzimas específicas dentro de los lisosomas celulares, dando como resultado la acumulación de “material de almacenamiento” no degradado dentro del lisosoma intracelular, hinchazón y mal funcionamiento de los lisosomas, y en última instancia daño celular y tisular. La terapia de sustitución enzimática intravenosa (TSE) es beneficiosa para EAL (por ejemplo MPS I, MPS II) . Sin embargo, la BHE bloquea la libre transferencia de muchos agentes desde la sangre al cerebro, y no se espera que las EAL que se presentan con secuelas neurológicas significativas (por ejemplo MPSI, MPS III, MLD, GM1) sean tan sensibles a TSE intravenosa. Para dichas enfermedades, un método de administración de la enzima de sustitución a través de la BHE y al interior de los lisosomas de las células afectadas sería altamente deseable.

Existen varias maneras de sortear la BHE para mejorar la administración al cerebro de un agente activo administrado e incluyen inyección intracraneal directa, permeabilización transitoria de la BHE y modificación del

agente activo para alterar la distribución tisular. La inyección directa de un agente activo al interior del tejido cerebral evita la vasculatura completamente, pero adolece principalmente del riesgo de complicaciones (infección, daño tisular) incurridas por inyecciones intracraneales y mala difusión del agente activo desde el sitio de administración. La permeabilización de la BHE conlleva comprometer de forma no específica la BHE concomitante con la inyección de agente activo intravenoso y se consigue relajando las uniones estrechas mediante choque hiperosmótico (por ejemplo manitol intravenoso) . La elevada osmolaridad plasmática conduce a deshidratación del endotelio capilar con colapso parcial de las uniones estrechas, poca selectividad en los tipos de sustancias transportadas por la sangre que consiguen acceder al cerebro en estas condiciones y daño en el transcurso de un régimen de tratamiento de por vida.

La distribución de un agente activo en el interior del cerebro también puede incrementarse mediante transcitosis, el transporte activo de ciertas proteínas desde el espacio luminal (lado de la sangre) al espacio abluminal (lado del cerebro) de la BHE. Las rutas de transcitosis son distintas de otro tráfico vesicular dentro de la célula del endotelio capilar y el tránsito puede producirse sin alteración de los materiales transportados. La transcitosis es un proceso específico del tipo celular mediado por receptores en la superficie endotelial de la BHE. Se espera que la unión de un agente activo a una proteína transcitosada (vector o vehículo) incremente la distribución de la sustancia activa al cerebro. En transcitosis, se presume que el vector tiene un efecto dominante sobre la distribución del par unido. Las proteínas vectoriales incluyen anticuerpos dirigidos a receptores en el endotelio capilar cerebral (Pardridge, J. Neurovirol. 5: 556-569 (1999) ) y ligandos para dichos receptores (Fukuta, y col., 1994, Pharm Res. 1994; 11 (12) : 1681-8; Broadwell, y col., Exp Neurol. 1996; 142 (1) : 47-65) ) . Los vectores de anticuerpo son transportados a través 65 del endotelio capilar mediante un proceso de endocitosis adsortiva (endocitosis de fase de membrana no específica) y son transportados de manera mucho menos eficaz que los ligandos del receptor reales, que cruzan la BHE mediante un mecanismo saturable, dependiente de energía (Broadwell, y col., Exp Neurol. 1996; 142 (1) : 47-65) .

La administración directa de proteínas al interior de la sustancia cerebral no ha conseguido un efecto terapéutico significativo debido a barreras a la difusión y el limitado volumen de agente terapéutico que puede administrarse. La difusión asistida por convección se ha estudiado mediante catéteres colocados en el parénquima cerebral usando infusiones lentas a largo plazo (Bobo, y col., Proc. Natl. Acad. Sci. Estados Unidos 91, 2076-2080 (1994) ; Nguyen, y col. J. Neurosurg. 98, 584-590 (2003) ) , pero terapias no aprobadas usan actualmente este enfoque para terapia a largo plazo. Además, la colocación de catéteres intracerebrales es muy invasiva y menos deseable como alternativa clínica.

La inyección Intratecal (IT) , o la administración de proteínas al líquido cefalorraquídeo (LCR) , también se ha intentado pero ha producido solamente un éxito moderado en unos pocos ejemplos de administración mediante el LCR [Dittrich y col., Exp. Neurol. 141: 225-239 (1996) ; Ochs y col., Amyotroph. Lateral. Scler. Other Motor Neuron Disord. 1: 201-206 (2000) ; Bowes y col., Brain Res. 883: 178-183 (2000) ]. Para el factor de crecimiento nervioso (FCN) , la administración del factor al interior del ventrículo del cerebro, tenía algunos efectos beneficiosos sobre el cerebro (Koliatsos y col., Exp. Neurol. 112, 161-173 (1991) , pero no mostraba difusión significativa al interior de la sustancia cerebral. Un desafío fundamental en este tratamiento ha sido la tendencia del factor a unirse al revestimiento ependimario del ventrículo muy estrechamente lo que impedía la posterior difusión. Actualmente, no existen productos aprobados para el tratamiento de enfermedades genéticas del cerebro mediante administración terapéutica directamente al LCR.

Los desafíos en el tratamiento del cerebro con estos y otros agentes terapéuticos estudiados en el pasado han sugerido que la barrera a la difusión en la superficie del cerebro, así como la falta de difusión y la eficacia del tratamiento del cerebro, eran un obstáculo demasiado grande para conseguir un efecto terapéutico adecuado en el

cerebro para cualquier enfermedad. Las evidencias anteriores sugieren que la terapia enzimática intraventricular o intratecal no funcionaría suficientemente para ser eficaz y, de hecho, no se han publicado estudios en seres humanos de este enfoque en el pasado reciente y no hay ejemplos exitosos de tratamiento mediante esa vía. La inyección intratecal otorga una ventaja respecto a los regímenes de tratamiento convencionales, sin embargo, en que el LCR proporciona acceso superior al cerebro y las meninges.... [Seguir leyendo]

1. Una composición farmacéutica que comprende una enzima que es (a) deficiente en una enfermedad de almacenamiento lisosómico, y (b) comprende o ha sido manipulada para comprender un resto que permite que dicha enzima se una al receptor de manosa-6-fosfato (M6P) , para uso en el tratamiento de una enfermedad de almacenamiento lisosómico mediante administración intratecal a un sujeto mamífero en una cantidad eficaz para mejorar los síntomas en el SNC de dicha enfermedad de almacenamiento lisosómico.

2. La composición de la reivindicación 1, en la que la cantidad es eficaz para disminuir la cantidad de gránulos de almacenamiento lisosómico presentes en el tejido cerebral de dicho mamífero.

3. La composición de la reivindicación 1, en la que la cantidad es eficaz para disminuir la cantidad de gránulos de almacenamiento lisosómico presentes en el tejido meníngeo de dicho mamífero.

4. La composición de la reivindicación 1, en la que la cantidad es eficaz para reducir la acumulación de glucosaminoglucano (GAG) en tejido neuronal y/o meníngeo.

5. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en la que el resto es un residuo de manosa-6-fosfato.

6. La composición de la reivindicación 5, en la que la enzima comprende el 10%, 15%, 18%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40% o 45% de oligosacáridos bis-fosforilados por enzima.

7. La composición de la reivindicación 5, en la que la enzima comprende al menos el 20% de oligosacáridos bis

fosforilados por enzima. 25

8. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en la que el mamífero es un ser humano.

9. La composición de la reivindicación 8, en la que la enzima es una enzima recombinante.

10. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en la que la enfermedad de almacenamiento lisosómico se selecciona entre el grupo constituido por aspartilglucosaminuria, enfermedad de almacenamiento de ésteres de colesterol, enfermedad de Wolman, cistinosis, enfermedad de Danon, enfermedad de Fabr y , lipogranulomatosis de Farber, enfermedad de Farber, fucosidosis, galactosialidosis de tipos I/II, leucodistrofia de células globoides, enfermedad de Krabbe, enfermedad de almacenamiento de glucógeno II, enfermedad de Pompe, 35 GM1-gangliosidosis de tipos I/II/III, GM2-gangliosidosis de tipo I, GM2-gangliosidosis de tipo II, enfermedad de Sandhoff, GM2-gangliosidosis, ∀-manosidosis de tipos I/II. !-manosidosis, leucodistrofia metacromática, mucolipidosis de tipo I, sialidosis de tipo I/II mucolipidosis de tipos II/III enfermedad de células I, mucolipidosis de tipo IIIC pseudo-polidistrofia de Hurler, mucopolisacaridosis de tipo I, mucopolisacaridosis de tipo II, síndrome de Hunter, mucopolisacaridosis de tipo IIIA, síndrome de Sanfilippo, mucopolisacaridosis de tipo IIIB, mucopolisacaridosis de tipo IIIC, mucopolisacaridosis de tipo IIID, mucopolisacaridosis de tipo IVA, síndrome de Morquio, mucopolisacaridosis de tipo IVB síndrome de Morquio, mucopolisacaridosis de tipo VI, mucopolisacaridosis de tipo VII, síndrome de Sly, mucopolisacaridosis de tipo IX, deficiencia múltiple de sulfatasa, lipofuscinosis ceroidea neuronal, enfermedad de Batten CLN1, enfermedad de Batten CLN2, enfermedad de Niemann-Pick de tipos A/B, enfermedad de Niemann-Pick, enfermedad de Niemann-Pick de tipo C1, enfermedad de Niemann-Pick de tipo C2,

picnodisostosis, enfermedad de Schindler de tipos I/II, enfermedad de Schindler y enfermedad de almacenamiento de ácido siálico.

11. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1-10, para administración una vez al mes.

12. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1-10, para administración una vez a la semana.

13. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1-12, en la que dicha administración intratecal comprende introducir dicha composición farmacéutica en un ventrículo cerebral.

14. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1-12, en la que dicha administración intratecal comprende introducir dicha composición farmacéutica en la zona lumbar.

15. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1-12, en la que dicha administración intratecal comprende introducir dicha composición farmacéutica en la cisterna magna.

16. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1-12, en la que dicha administración intratecal se consigue mediante el uso de una bomba de infusión.

17. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1-12, en la que dicha composición farmacéutica se 65 administra por vía intratecal de forma continua durante un periodo de al menos varios días.

18. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1-12, en la que dicha composición farmacéutica se administra por vía intratecal de forma continua durante un periodo de al menos cuatro semanas.

19. La composición de la reivindicación 1, en la que la enfermedad es mucopolisacaridosis. 5

20. La composición de la reivindicación 1, en la que la enfermedad es mucopolisacaridosis I.

21. La composición de la reivindicación 1, en la que dicho mamífero con dicha enfermedad de almacenamiento lisosómico demuestra aproximadamente el 50% o menos de una actividad de ∀-L-iduronidasa normal.

22. La composición de la reivindicación 1, en la que dicha composición farmacéutica comprende una dosis de entre aproximadamente 0, 001 mg/kg de peso corporal y 0, 5 mg/kg de peso corporal de dicha ∀-L-iduronidasa humana y es administrada semanalmente a un sujeto que padece una deficiencia de la misma.

23. La composición de la reivindicación 1, en la que dicha composición farmacéutica comprende una dosis de al menos aproximadamente 0, 01 mg/kg de dicha ∀-L-iduronidasa humana y es administrada semanalmente a un sujeto que padece una deficiencia de la misma.

24. La composición de la reivindicación 1, en la que dicha composición farmacéutica comprende una dosis de al menos aproximadamente 0, 01 mg/15 cc de LCR a aproximadamente 5, 0 mg/15 cc de LCR en el mamífero de dicha ∀-L-iduronidasa humana y es administrada semanalmente a un sujeto que padece una deficiencia de la misma.

25. La composición de la reivindicación 24, en la que dicha composición farmacéutica comprende una dosis de

aproximadamente 1 mg/15 cc de LCR en el mamífero de dicha ∀-L-iduronidasa humana y es administrada 25 semanalmente a un sujeto que padece una deficiencia de la misma.

26. La composición de la reivindicación 1, en la que dicha composición farmacéutica es formulada en un tampón que comprende 0, 58 mg/ml de iduronidasa en un tampón que comprende fosfato sódico 100 mM, NaCl 150 mM y polisorbato 80 al 0, 001%.

27. La composición de la reivindicación 23, en la que dicha composición farmacéutica comprende albúmina humana a una concentración de al menos aproximadamente 1 mg/ml.

28. La composición de la reivindicación 23, en la que dicha composición farmacéutica está en una solución 35 tamponada que comprende un tampón de fosfato sódico a una concentración de aproximadamente 10-50 mM.

29. La composición de la reivindicación 1, en la que dicho trastorno de almacenamiento lisosómico es MPS 1 y dicha enzima es iduronidasa recombinante administrada por vía intratecal en una cantidad de aproximadamente 0, 5 #g a aproximadamente 0, 5 mg por kilogramo de peso corporal.

30. La composición de la reivindicación 29, en la que la iduronidasa recombinante es administrada en una dosificación de aproximadamente 1, 0 #g a 100 #g, de 2, 0 #g a 50 #g, o de 10 #g a 100 #g por kilogramo de peso corporal.

31. La composición de la reivindicación 1, en la que dicha enzima es iduronidasa que es secretada y purificada a partir de células de mamífero en cultivo transfectadas con una secuencia de ADN que codifica iduronidasa humana.

32. La composición de la reivindicación 1 en la que dicha administración intratecal da como resultado la normalización de retardo y regresión del desarrollo en dicho sujeto, reducción de hidrocefalia de alta presión, reducción de compresión de la médula espinal en dicho sujeto, y reducción del número y/o el tamaño de quistes perivasculares alrededor de los vasos cerebrales de dicho sujeto.

33. La composición de la reivindicación 1, en la que dicha administración de ∀-L-iduronidasa recombinante humana

reduce el almacenamiento lisosómico. 55

34. La composición de la reivindicación 1, en la que dicha enzima es iduronidasa.

35. La composición de la reivindicación 1, en la que dicho resto es un residuo de manosa-6-fosfato o un polipéptido IGF2.

36. La composición de la reivindicación 1, en la que dicho método comprende, además, inducir tolerancia específica de antígeno antes de la terapia de sustitución enzimática.

37. La composición de la reivindicación 36, en la que dicha tolerancia específica de antígeno comprende 65 administración de un agente inmunosupresor.

38. La composición de la reivindicación 37, en la que dicho agente inmunosupresor es ciclosporina A.

39. La composición de la reivindicación 37, en la que dicha tolerancia específica de antígeno comprende, además, la 5 administración de un agente antiproliferativo.

40. La composición de la reivindicación 39, en la que el agente antiproliferativo se selecciona entre el grupo constituido por un análogo de nucleótido o un antimetabolito.

41. La composición de la reivindicación 39, en la que el agente antiproliferativo es azatioprina.

42. La composición de la reivindicación 4, en la que dicho tejido es una célula cerebral que es una neurona, una célula neuroglial, un ependimocito, o se selecciona entre al menos uno del grupo constituido por neuronas, células gliales, células microgliales, astrocitos, células oligodendrogliales, células perivasculares, pericitos, células meníngeas, ependimocitos, células de granulación aracnoidea, membranas aracnoideas, células de dura mater, pia mater y plexo coroideo.

43. La composición de la reivindicación 4, en la que dicha célula cerebral es una célula meníngea.

44. La composición de la reivindicación 1, en la que dicho sujeto tiene hidrocefalia de alta presión y dicha administración reduce la cantidad de líquido LCR en el tejido meníngeo de dicho sujeto.

45. La composición de la reivindicación 2 ó 3, en la que el número de gránulos de almacenamiento lisosómico se reduce. 25

46. La composición de la reivindicación 2 ó 3, en la que el tamaño de gránulos de almacenamiento lisosómico se reduce.

47. La composición de la reivindicación 1, en la que la cantidad es eficaz para reducir la inflamación meníngea en un 30 sujeto.

48. La composición de la reivindicación 1, en la que la cantidad es eficaz para reducir la compresión de la médula espinal en un sujeto.

49. La composición de la reivindicación 48, en la que las capacidades motrices de dicho sujeto mejoran con la administración de dicho medicamento en comparación con las capacidades motrices de dicho animal antes de dicha administración de dicho medicamento.