Nuevos derivados de insulina.

Derivado de insulina con la fórmula

donde Ins es la fracción de insulina progenitora la cual por vía del grupo α

-amino del residuo de aminoácido Nterminalde la cadena B o un grupo ε-amino de un residuo de Lys presente en la cadena B de la fracción deinsulina se enlaza al grupo CO- en la cadena lateral por medio de un enlace amida;

X1 es

• -(CH2)n donde n es 1, 2, 3, 4, 5 o 6;

• NR, donde R es hidrógeno o -(CH2)p-COOH;- (CH2)pSO3H;- (CH2)p- PO3H2;- (CH2)p-O-SO3H2; -(CH2)p-OPO3H2;

• arileno sustituido con 1 or 2 grupos -(CH2)p-O-COOH groups; -(CH2)p- tretrazolil, donde p es unnúmero entero en el rango de 1 a 6 the range of 1 to 6;

• -(CR1R2)q-NR-CO-, donde R1 and R2 independientemente el uno del otro e independientemente delvalor de q puede ser H, -COOH, or OH, q es 1- 6 y R se define como anteriormente;

• -((CR3R4)q1-NR-CO)2-4-, donde R3 y R2 independientemente el uno del otro e independientemente decada valor de q1 puede ser -H, -COOH, o OH, q1 es 1- 6 y R se define como anteriormente; o

• un enlace

Con la condición de que:

• cuando X1 es un enlace y Z es seleccionado del grupo que consiste en COOH;- CO- Asp;- CO- Glu;-CO- Gly;- COSar;-CH(COOH)2;- N(CH2COOH)2; -SO3H; y- PO3H, entonces al menos uno de X e Y noes un enlace, y

• cuando X1 es

o un residuo •-aminóacido que presenta un grupo ácido carboíxico en la cadena lateral queforman los residuos, con uno de los grupos ácido carboxílico, un grupo amida junto con el grupo α-amino del residuo de aminoácidos N-terminal de la cadena B o junto con el grupo α-amino deun residuo de Lys presente en la cadena B de la insulina progenitora; o

o una cadena compuesta por dos, tres o cuatro residuos de α-aminoácidos unidos a través deenlaces amida, la cual cadena, a través de un enlace amida, está unida al grupo α-amino delresiduo de aminoácidos N-terminal de la cadena B o al grupo ε-amino de un residuo de Lyspresente en la cadena B de la insulina progenitora, los residuos de aminoácidos seleccionadosdel grupo de residuos de aminoácidos que tienen una cadena lateral neutra y residuos deaminoácidos que tienen un grupo ácido carboxílico en la cadena lateral de forma que al menosun residuo de aminoácido tiene un grupo ácido carboxílico en la cadena lateral.

Nuevos derivados de insulina Campo de la invención [0001] La presente invención se refiere a nuevos derivados de insulina humana que son solubles en valores de pH fisiológico y tienen un perfil de acción prolongado. La invención también se refiere a métodos para proveer tales derivados, en composiciones farmacéuticas que los contienen, para un método de tratamiento de la diabetes y la hiperglucemia usando los derivados de insulina de la invención y al uso de tales derivados de insulina en el tratamiento de la diabetes y la hiperglucemia.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Actualmente, el tratamiento de la diabetes, tanto la diabetes de tipo 1 como la diabetes de tipo 2, se basa en un alcance creciente en el tratamiento denominado tratamiento intensivo de insulina. Según este tratamiento, los pacientes se tratan con varias inyecciones de insulina diarias que comprenden una o dos inyecciones diarias de insulina de acción prolongada para cubrir la necesidad de insulina basal complementada por inyecciones en bolo de una insulina de acción rápida para cubrir la necesidad insulina relacionada con las comidas.

Las composiciones de insulina de acción prolongada son bien conocidas en la técnica. De este modo, un tipo principal de composiciones de insulina de acción prolongada comprende suspensiones acuosas inyectables de cristales de insulina o de insulina amoría. En estas composiciones, los compuestos de insulina utilizados típicamente son insulina de protamina, insulina de zinc o insulina de zinc protamínica.

Algunos inconvenientes están asociados con el uso de suspensiones de insulina. De este modo, para garantizar una dosis exacta, las partículas de insulina deben ser suspendidas de forma homogénea agitándolas ligeramente antes de extraer un volumen definido de dicha suspensión de un vial o antes de que el cartucho las expida. Además, para el almacenamiento de las suspensiones de insulina, la temperatura se debe mantener dentro de límites más estrechos que para las soluciones de insulina para evitar la formación de grumos o la coagulación.

Otro tipo de composiciones de insulina de acción prolongada son soluciones que tienen un valor de pH inferior al pH fisiológico a partir del cual la insulina se precipitará debido al aumento en el valor del pH cuando se inyecta la solución. Un inconveniente derivado de estas soluciones es que la distribución del tamaño de las partículas del

precipitado formado en el tejido durante la inyección, y de este modo, el perfil de liberación de la medicación, depende del flujo sanguíneo en el sitio de inyección y de otros parámetros de manera bastante imprevisible. Otro inconveniente es que las partículas sólidas de la insulina pueden actuar como irritante local causando inflamación del tejido en el sitio sobre el que se administra la inyección.

La insulina humana presenta tres grupos amino primarios: el grupo N-terminal de la cadena A y de la cadena B y el grupo ε-amino de LysB29. Varios derivados de insulinas que se sustituyen en uno o más de estos grupos se conocen en la técnica. De este modo, la patente estadounidense n.º 3, 528, 960 (Eli Lilly) se refiere a N-carboxiaroil insulinas en las que uno, dos o tres grupos amino primarios de la molécula de insulina presentan un grupo carboxiaroil.

Según la patente GB n.º 1.492.997 (Nat. Res. Dev. Corp.) , se ha descubierto que la insulina con una sustitución de carbamilo en NεB29 tiene un perfil mejorado de efecto hipoglucémico.

La solicitud de patente pública JP n.º 1-254699 (Kodama Co., Ltd.) divulga una insulina donde un ácido graso está ligado al grupo amino de PheB1 o al grupo ε-amino de LysB29 o a ambos. El objetivo declarado de la derivación es 50 obtener una preparación de insulina estable farmacológicamente aceptable.

Las insulinas que en la posición B30 tienen un aminoácido con al menos cinco átomos de carbono que no tienen que ser codificados necesariamente por un triplete de nucleótidos, se describen en la solicitud de patente pública JP n.º: 57-067548 (Shionogi) . Se reivindica que los análogos de insulina son útiles en el tratamiento de la diabetes mellitus,

particularmente en pacientes que son insulino-resistentes debido a la generación de anticuerpos de insulina bovina o porcina.

WO 95/07931 (Novo Nordisk A/S) divulga derivados de insulina humana en los que el grupo ε-amino de LysB29 tiene un sustituyente lipofílico. Estos derivados de insulina tienen un perfil de acción prolongada y son solubles a valores 60 de pH fisiológico.

GP 894095 divulga derivados de insulina en los que el grupo N-terminal de la cadena B y/o el grupo ε-amino de Lys en la posición B28, B29 o B30 tiene un sustituyente de la fórmula -CO-W-COOH, donde W puede ser un grupo hidrocarburo de cadena larga. Estos derivados de insulina tienen un perfil de acción prolongada y son solubles en valores de pH fisiológico.

No obstante, sigue existiendo la necesidad de insulinas con un perfil de acción más prolongada que los derivados de insulina conocidos hasta hoy y que sean al mismo tiempo solubles en valores de pH fisiológico y presenten una potencia comparable a la de la insulina humana.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se basa en el reconocimiento de que la hidrofobicidad global de una molécula de derivada de insulina juega un papel importante para la potencia in vivo del derivado.

En su aspecto, la invención se refiere derivados de insulina que tienen una cadena lateral enlazada bien al grupo α-amino del residuo de aminoácidos N-terminal de la cadena B o bien a un grupo ε-amino de un residuo de Lys presente en la cadena A o B del grupo de la insulina progenitora a través de un enlace amida, la cual cadena comprende al menos un grupo aromático; al menos un grupo ácido carboxílico libre o un grupo que está cargado negativamente a pH neutro, un grupo ácido graso con de 4 a 22 átomos de carbono en la cadena; y un o más enlazadores posibles que enlazan los componentes individuales en la cadena lateral a través de enlaces amida, ya que los ácidos grasos no es una cadena de hidrocarburo divalente de fórmula (CH2) v4C6H4 (CH2) W1- donde v y w son enteros o uno de ellos es cero de forma que la suma de v4 y w1 está en el rango entre 6 y 30.

En un aspecto, el grupo aromático es un grupo arileno o heteroarileno que se puede sustituir con uno o dos 25 grupos seleccionados de -COOH, -SO3H, -PO3H2 y tetrazolilo.

En otro aspecto el grupo aromático es un sistema anular heterocíclico de 5 a 7 miembros que contiene uno o más heteroátomos seleccionados de nitrógeno, oxígeno y azufre.

En otro aspecto, el grupo aromático es un sistema anular heterocíclico bi- o tricíclico de 8 a 14 miembros que contiene uno o más heteroátomos seleccionados de nitrógeno, oxígeno y azufre.

En otro aspecto, el enlazador comprende 1-4 residuos de aminoácidos enlazados a través de enlaces amídicos de los cuales al menos uno tiene un grupo ácido carboxílico libre o un grupo cargado negativamente a pH neutro. 35 [0019] En otro aspecto la fracción de ácido graso tendrá de 10-20, de 12-18 o de 14 a 18 átomos de carbono.

En un aspecto el derivado insulínico según la invención tiene la fórmula donde Ins es la fracción de insulina progenitora la cual por vía del grupo α-amino del residuo de aminoácido Nterminal de la cadena B o un grupo ε-amino de un residuo de Lys presente en la cadena B de la fracción de insulina 45 se enlaza al grupo CO- en la cadena lateral por medio de un enlace amida;

X1 es • - (CH2) n donde n es 1, 2, 3, 4, 5 o 6;

• NR, donde R es hidrógeno o (CH2) p=COOH; - (CH2) p- SO3H;- (CH2) p- PO3H2;- (CH2) p-O-SO3H2;- (CH2) p-OPO3H2; arileno sustituido con grupos 1 or 2- (CH2) p- O- COOH;- (CH2) p- tretrozolil, donde p is un entero en el rango de 1 a 6

• - (CR1R2) q-NR-CO-, donde R1 y R2 independientemente de cada uno e independientemente de de cada valor de q puede ser H, -COOH, or OH, q is 1- 6 y R se define como anteriormente; 55 • ( (CR3R4) q1-NR-CO-) 2-4, donde R3 y R2 independientemente de cada uno e independientemente de cada valor de q1 puede ser H, -COOH, o OH, q1 es 2- 4 y R se define como anteriormente; o • un enlace Y es • - (CR1R2) q-NR-CO-, donde R1 y R2 independendientemente uno del otro e independientemente para cada valor de q puede ser H, -COOH, un enlace u OH, y q es 1-6; y R se define como anteriormente;

• NR donde R se define como anteriormente;

• ( (CR3R4) q1-NR-CO) 2-4 -, donde R3 y R2 independientemente el uno del otro e independientemente de cada valor de q1 puede ser H, -COOH, o OH,... [Seguir leyendo]

1. Derivado de insulina con la fórmula donde Ins es la fracción de insulina progenitora la cual por vía del grupo α-amino del residuo de aminoácido Nterminal de la cadena B o un grupo ε-amino de un residuo de Lys presente en la cadena B de la fracción de insulina se enlaza al grupo CO- en la cadena lateral por medio de un enlace amida;

X1 es • - (CH2) n donde n es 1, 2, 3, 4, 5 o 6;

• NR, donde R es hidrógeno o - (CH2) p-COOH;- (CH2) pSO3H;- (CH2) p- PO3H2;- (CH2) p-O-SO3H2; - (CH2) p-OPO3H2; 15 • arileno sustituido con 1 or 2 grupos - (CH2) p-O-COOH groups; - (CH2) p- tretrazolil, donde p es un número entero en el rango de 1 a 6 the range of 1 to 6; • - (CR1R2) q-NR-CO-, donde R1 and R2 independientemente el uno del otro e independientemente del valor de q puede ser H, -COOH, or OH, q es 1- 6 y R se define como anteriormente;

• - ( (CR3R4) q1-NR-CO) 2-4-, donde R3 y R2 independientemente el uno del otro e independientemente de cada valor de q1 puede ser -H, -COOH, o OH, q1 es 1- 6 y R se define como anteriormente; o • un enlace Con la condición de que:

• cuando X1 es un enlace y Z es seleccionado del grupo que consiste en COOH;- CO- Asp;- CO- Glu;- CO- Gly;- COSar;-CH (COOH) 2;- N (CH2COOH) 2; -SO3H; y- PO3H, entonces al menos uno de X e Y no es un enlace, y

• cuando X1 es

o un residuo α-aminóacido que presenta un grupo ácido carboíxico en la cadena lateral que forman los residuos, con uno de los grupos ácido carboxílico, un grupo amida junto con el grupo α-amino del residuo de aminoácidos N-terminal de la cadena B o junto con el grupo ε-amino de un residuo de Lys presente en la cadena B de la insulina progenitora; o

o una cadena compuesta por dos, tres o cuatro residuos de α-aminoácidos unidos a través de

enlaces amida, la cual cadena, a través de un enlace amida, está unida al grupo α-amino del residuo de aminoácidos N-terminal de la cadena B o al grupo ε-amino de un residuo de Lys presente en la cadena B de la insulina progenitora, los residuos de aminoácidos seleccionados del grupo de residuos de aminoácidos que tienen una cadena lateral neutra y residuos de aminoácidos que tienen un grupo ácido carboxílico en la cadena lateral de forma que al menos un residuo de aminoácido tiene un grupo ácido carboxílico en la cadena lateral; y

Z es seleccionado del grupo que consiste en - COOH; -CO- Asp;- CO- Glu;- CO- Gly;- CO- Sar;- CH (COOH) 2;- N (CH2COOH) 2;- SO3H; y- PO3H; entonces al menos uno de X e Y no es un enlace,

W es arileno o heteroarileno, que puede ser sustituido con uno o dos grupos seleccionados del grupo que consiste en –COOH, -SO3H, y –PO3H2 y tetrazolilo; m es 0, 1, 2, 3, 4, 5 o 6 X es donde R se define como anteriormente; o • un enlace;

Y es • - (CR1R2) q-NR-CO-, donde R1 y R2 independientemente uno del otro e independientemente para cada valor de q puede ser H, -COOH, un enlace u OH, q es 1-6; y R es hidrógeno o

• NR donde R se define como anteriormente;

• ( (CR3R4) q1- NR- CO) 2-4 -, donde R3 y R2 independientemente el uno del otro e independientemente de cada valor de q1 pueden ser H, -COOH, or OH, q1 es 1- 6 y R se define como anteriormente; o

• un enlace

Q es • - (CH2) r - donde r es un número entero de 4 a 22;

• una cadena de hidrocarburo bivalente que comprende 1, 2 o 3 grupos -CH=CH- y varios grupos -CH2-

suficientes para dar un número total de átomos de carbono en la cadena en el intervalo de 4 a 22 ;

y Z es:

- COOH; -CO-Asp; -CO-Glu; -CO-Gly; -CO-Sar; -CH (COOH) 2 ;

-N (CH2COOH) 2 ;

-SO3H

- PO3H2 ; O-SO3H; O-PO3H2 ;

-tetrazolil o

-O-W1,

donde W1 es arileno o heteroarileno sustituido con uno o dos grupos seleccionados de -COOH, -SO3H y -PO3H2

y tetrazolilo; a condición de que si W es un enlace y v1, v2 y v3 son todos cero y Q1-6 son todos un enlace, entonces Z es O-

W1 y cualquier complejo de Zn2+ del mismo y donde el derivado de insulina tiene un índice hidrofóbico (k'rel)

que está en el intervalo de 0, 02 a 10.

2. Derivado de insulina según la reivindicación 1, donde W es fenileno.

3. Derivado de insulina según la reivindicación 1, donde W, es un sistema anular heterocíclico de 5-7 miembros que comprende nitrógeno, oxígeno o azufre.

4. Derivado de insulina según la reivindicación 3, donde W es un sistema anular heterocíclico de 5 miembros que comprende al menos un oxígeno.

5. Derivado de insulina según la reivindicación 1, donde Q es – (CH2) r- donde r es un número entero en el rango de 4 a 22, de 8 a 20, de 12 a 20 o de 14-18.

6. Derivado de insulina según la reivindicación 1, donde Q1, Q2, Q5 y Q6 son todos un enlace, v2 es 1 y v1 y v3 son cero.

7. Derivado de insulina según la reivindicación 6, donde Q3 y Q4 son oxígeno.

8. Derivado de insulina según la reivindicación 1, donde X1 e Y son un enlace y X es

donde R es – (CH2) p-COOH, donde p es 1-4.

9. Derivado de insulina según la reivindicación 1, donde Z es –COOH.

10. Derivado de insulina según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la fracción de la insulina progenitora es insulina humana des (B30) o una análoga de la misma.

11. Derivado de insulina según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la fracción de insulina progenitora es seleccionada del grupo que consiste en insulina humana; insulina humana des (B1) ; insulina humana desB30; insulina humana GlyA21; insulina humana GlyA21 des (B30) ; insulina humana AspB28; insulina porcina; insulina humana LysB28ProB29; insulina humana GlyA21ArgB31ArgB32 e insulina humana LysB3GluB29.

12. Derivado de insulina según la reivindicación 1 seleccionado del grupo que consiste en insulina humana Nε B29- [N (HOOC (CH2) 14CO) -N- (carboxietil) -CH2-C6H4CO] des (B30) ; insulina humana Nε B29-[N- (HOOC (CH2) 13CO) -N- (carboxietil) - CH2-C6H4CO] des (B30) ; insulina humana Nε.

82. [N- (HOOC (CH2) 15CO) - N- (carboxietil) -CH2-C6H4CO] des (B30) ; insulina humana Nε B29-[N- (HOOC (CH2) 16CO) -N- (carboxietil) -CH2-C6H4CO] des (B30) ; insulina humana Nε B29-[N (HOOC (CH2) 14CO) -N- (carboximetil) -C6H4CO] des (B30) , e insulina humana Nε B29-[N- (HOOC (CH2) 14CO) -N- (carboxietil) CH2 (furanileno) CO] des (B30) .

13. Composición farmacéutica para el tratamiento de la diabetes en un paciente que necesita este tratamiento, que comprende una cantidad terapéuticamente eficaz de un derivado de insulina según la reivindicación 1 junto con un portador farmacéuticamente aceptable.

14. Composición farmacéutica para el tratamiento de la diabetes en un paciente que necesita este tratamiento, que comprende una cantidad terapéuticamente eficaz de un derivado de insulina según la reivindicación 1 en mezcla con una insulina o un análogo de insulina que tiene un inicio de acción rápido, junto con un portador farmacéuticamente aceptable.

15. Derivado de insulina humana según la reivindicación 1 para uso como un medicamento junto con un portador farmacéuticamente aceptable.

16. Derivado de insulina humana según la reivindicación 15 en mezcla con una insulina o un análogo de insulina que tiene un inicio de acción rápido.