Derivados de insulina.

Derivados de insulina que tienen una cadena lateral unida al grupo α

-amino del residuo de aminoácido N-terminal de la cadena B o a un grupo ε-amino de un residuo de Lys presente en la cadena B de la molécula de insulina progenitora mediante un enlace amida cuya cadena lateral comprende un grupo PEG monodisperso bifuncional que contiene independientemente en cada terminal un grupo seleccionado de -NH2 y -COOH; una fracción de diácido graso con 4 a 22 átomos de carbono, 2, 3 o 4 grupos de ácido carboxílico libre; y posibles enlazadores que enlazan los componentes individuales en la cadena lateral juntos mediante enlaces amida o éter, dichos enlazadores comprendiendo un grupo de ácido carboxílico libre.

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 hiperglicemia usando los derivados de insulina de la invención y al uso de tales derivados de insulina en el tratamiento de diabetes y la hiperglicemia.

Antecedentes de la invención [0002] Habitualmente, el tratamiento de la diabetes, tanto la diabetes de tipo 1 como la diabetes de tipo 2, se basa cada vez más en el tratamiento denominado intensivo de insulina. Según este tratamiento, los pacientes se tratan con varias inyecciones de insulina diarias comprendiendo una o dos inyecciones diarias de una 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 de insulina relacionada con las comidas.

Las composiciones de insulina de acción prolongada son 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 zinc-protamina.

Algunos inconvenientes se asocian al uso de suspensiones de insulina. Así, para asegurar una dosificación precisa, las partículas de insulina se deben suspender homogéneamente por agitación suave antes de que un volumen definido de la suspensión se retire de un vial o se expulse de un cartucho. Además, para el almacenamiento de las suspensiones de insulina, la temperatura se debe mantener dentro de unos 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 bastante imprevisibles. Otro inconveniente es que las partículas sólidas de la insulina pueden actuar como irritante local causando una inflamación del tejido en el sitio de inyección.

La insulina humana tiene 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 insulina que se sustituyen en uno o más de estos grupos se conocen en la técnica anterior. De este modo, la patente estadounidense nº 3 528 960 (Eli Lilly) se refiere a insulinas de Ncarboxiaroil en las que uno, dos o tres grupos amino primarios de la molécula de insulina presentan un grupo carboxiaroil.

Según la patente GB nº 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 abierta a inspección pública JPH01254699 (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 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 abierta a inspección pública JPS5767548 (Shionogi) . Se reivindica que los análogos de insulina son útiles en el tratamiento de la diabetes mellitus, particularmente en pacientes que son resistentes a la insulina debido a la generación de anticuerpos de insulina bovina o porcina.

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

El documento EP 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.

WO 2005/012347 (Novo Nordisk A/S) revela derivados de insulina que se basan en el reconocimiento de que la hidrofobicidad global de una molécula derivada de insulina tiene un papel importante para la potencia in vivo del derivado. Estos derivados de insulina humana son solubles a valores de pH fisiológico y también tienen un perfil de acción prolongado.

Lamentablemente, muchos diabéticos son reacios a someterse a terapia intensiva debido a la incomodidad asociada con la gran cantidad de inyecciones necesarias para mantener un control estricto de los niveles de glucosa. Este tipo de terapia puede ser tanto doloroso psicológicamente como físicamente. Mediante la administración oral, la insulina es rápidamente degradada en el tracto gastrointestinal y no es absorbida en el flujo sanguíneo. Por lo tanto, muchos investigadores han estudiado vías alternativas para la administración de insulina, tales como vías orales, rectales, transdérmicas y nasales. Hasta aquí, no obstante, estas vías de administración no han tenido como resultado una absorción de insulina eficaz.

El suministro pulmonar eficaz de una proteína depende de la capacidad para suministrar la proteína al epitelio alveolar del pulmón profundo. Las proteínas que se depositan en el epitelio de la vía respiratoria superior no se absorben en una medida significativa. Esto se debe al moco superpuesto que tiene un grosor de aproximadamente 3040 μm y actúa como una barrera para la absorción. Además, las proteínas depositadas en este epitelio se esclarecen por transporte mucociliar sobre las vías respiratorias y luego se eliminan por el tracto gastrointestinal. Este mecanismo también contribuye sustancialmente a la absorción baja de algunas partículas de proteína. La medida en la que las proteínas no son absorbidas y en cambio se eliminan por estas vías depende de su solubilidad, su tamaño, al igual que otras características menos entendidas.

No obstante, se reconoce ampliamente que las propiedades de los péptidos se pueden mejorar injertando en ellos moléculas orgánicas de tipo cadena. Tal injerto puede mejorar propiedades farmacéuticas tales como la vida media en el suero, la estabilidad contra la degradación proteolítica y la inmunogenicidad reducida.

Las moléculas similares a cadenas orgánicas frecuentemente usadas para mejorar las propiedades son cadenas a base de polietilenglicol o a base de polietileno, es decir, cadenas que se basan en la unidad de repetición -CH2CH2O-. De ahora en adelante, se usa la abreviatura "PEG" para el polietilenglicol.

La tecnología de PEG tradicional aprovecha la provisión de polipéptidos con tamaño aumentado (radio de Stoke) uniendo una molécula orgánica soluble al polipéptido (Kochendoerfer, G., et al., Science (299) 884-, 2003) . Esta tecnología conduce a la depuración reducida en el hombre y los animales de un polipéptido de la hormona en comparación con el polipéptido nativo. Sin embargo, esta técnica es frecuentemente dificultada por la potencia reducida de los polipéptidos de la hormona sometida a esta técnica (Hinds, K., et al., Bioconjugate Chem. (11) , 195 -, 2000) . El documento WO 02/20033 divulga un método general para la síntesis de péptidos modificados de polímeros bien definidos.

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. Además, existe la necesidad de más formulaciones de insulina que estén bien adecuadas para la aplicación pulmonar.

Resumen de la invención [0019] La presente invención se basa en el reconocimiento de que la acilación de insulina se puede realizar en uno o más residuos de etilenglicol, propilenglicol y/o... [Seguir leyendo]

1. Derivados de insulina que tienen una cadena lateral unida al grupo α-amino del residuo de aminoácido N-terminal de la cadena B o a un grupo ε-amino de un residuo de Lys presente en la cadena B de la molécula de insulina progenitora mediante un enlace amida cuya cadena lateral comprende un grupo PEG monodisperso bifuncional que contiene independientemente en cada terminal un grupo seleccionado de -NH2 y -COOH; una fracción de diácido graso con 4 a 22 átomos de carbono, 2, 3 o 4 grupos de ácido carboxílico libre; y posibles enlazadores que enlazan los componentes individuales en la cadena lateral juntos mediante enlaces amida o éter, dichos enlazadores comprendiendo un grupo de ácido carboxílico libre.

2. Derivados de insulina según la reivindicación 1, donde el grupo PEG bifuncional, monodisperso tiene de 2 a 20; de 2 a 10 o de 2 a 5 residuos de etilenglicol.

3. Derivados de insulina según la reivindicación 1, donde el diácido graso comprende de 6 a 22, de 8 a 20, de 8 a 18, de 4 a 18, de 6 a 18, de 8 a 16, de 8 a 22, de 8 a 17 o de 8 a 15 átomos de carbono en la cadena de carbono.

4. Derivados de insulina según la reivindicación 1, donde el enlazador es un residuo de aminoácido, una cadena peptídico de 2-4 residuos de aminoácido o tiene el motivo a-Asp, ï-Asp, a-Glu, y-Glu, a-hGlu, 8-hGlu, -N (CH2COOH) CH2CO-, -N (CH2CH2COOH) CH2CH2O-, -N (CH2COOH) CH2CH2CO-o â?"N (CH2CH2COOH) CH2CO

5. Derivados de insulina según la reivindicación 1, donde el residuo de Lys en la cadena B de la insulina progenitora está en la posición B3, B29 o en una de las posiciones B23-30.

** (Ver fórmula) **

donde Ins es la fracción de insulina progenitora que mediante el grupo α-amino del residuo de aminoácido N-terminal 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 una al grupo CO-en la cadena lateral mediante un enlace amida; cada n es independientemente 0, 1, 2, 3, 4, 5 o 6; Q1, Q2, Q3 y Q4 pueden ser independientemente uno de otro

â?¢ (CH2CH2O) s-donde s es 1-20 â?¢ - (CH2) r-donde r es un número entero de 4 a 22; o 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 rango de 4 a 22; â?¢ - (CH2) t-o -CH2OCH2) t-, donde t es un número entero de 1 a 6; â?¢ - (CR1R2) q-, donde R1 y R2 independientemente uno del otro pueden ser H, -COOH, y R1 y R2 pueden ser diferentes en cada carbono, y q es 1-6, â?¢ - ( (CR3R4) q1) 1 - (NHCO- (CR3R4) q1-NHCO) 1-2- ( (CR3R4) q1) 1 o - ( (CR3R4) q1) 1- (CONH- (CR3R4) q1-CONH) 1-2- ( (CR3R4) q1-) -, donde R3 y R4 independientemente uno del otro pueden ser H, -COOH, y R3 y R4 pueden ser diferentes en cada carbono, y q1 es 1-6-, o

â?¢ un enlace;

con la condición de que Q1 -Q4 son diferentes; X1, X2 y X3 son independientemente

â?¢ O;

â?¢ un enlace; o â?¢

** (Ver fórmula) **

donde R es hidrógeno o - (CH2) p-COOH, - (CH2) p-SO3H, - (CH2) p-PO3H2, - (CH2) p-O-SO3H; - (CH2) p-O-PO3H2; o - (CH2) ptetrazolilo, donde cada p independientemente de los otros p es un número entero en el rango de 1 a 6 y Z es: -COOH; -CO-Asp;

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

-N (CH2COOH) 2 ; -SO3H -OSO3H -OPO3H2 -PO3H2 o -tetrazolilo donde la cadena lateral comprende â?¢ un grupo PEG monodisperso bifuncional que contiene independientemente en cada terminal un grupo seleccionado d.

15. NH2 y -COOH;

â?¢ una fracción de diácido graso con 4 a 22 átomos de carbono; y

â?¢ 2, 3 o 4 grupos de ácido carboxílico; y

â?¢ enlazadores que enlazan los componentes individuales en la cadena lateral juntos mediante enlaces amida, éter o

amina, dichos enlazadores comprendiendo un grupo de ácido carboxílico libre. 20

7. Derivados de insulina según la reivindicación 6, donde s es de 6 a 22, de 8 a 20, de 8 a 18, de 4 a 18, de 6 a 18, de 8 a 16, de 8 a 22, de 8 a 17 o de 8 a 15.

8. Derivado de insulina según la reivindicación 6, donde s es de 1-20, de 1-10 o de 1-5. 25

9. Derivado de insulina según la reivindicación 6, donde Z es -COOH.

10. Derivado de insulina según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la insulina progenitora es un

análogo de insulina humana desB30. 30

11. Derivado de insulina según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el derivado es NεB29-3-[2- (2-{2-[2 (w-carboxi-heptadecanoilamino) -etoxi]-etoxi}-etoxi) -etoxi]-propionil-y-glutamil insulina humana desB30

12. Composición farmacéutica para el tratamiento de la diabetes en un paciente que requiere tal tratamiento, que

** (Ver fórmula) **

comprende una cantidad terapéuticamente eficaz de un derivado de insulina según la invención 1 junto con un portador farmacéuticamente aceptable.