Composiciones y métodos de administración dirigida de fármacos in vitro e in vivo a células de mamífero a través de minicélulas intactas de origen bacteriano.

Una composición que comprende (i) minicélulas intactas de origen bacteriano,

que tienen paredes celulares intactas, cargadas con una cantidad terapéuticamente eficaz de un antineoplásico, (ii) un portador farmacéuticamente aceptable para ellas, y (iii) un ligando biespecífico capaz de unirse a un componente de superficie de dichas minicélulas y a un componente de superficie de una célula de mamífero no fagocítica.

Composiciones y métodos de administración dirigida de fármacos in vitro e in vivo a células de mamífero a través de minicélulas intactas de origen bacteriano Antecedentes de la invención La presente invención se refiere a esfuerzos en curso para lograr la liberación controlada de fármacos y la administración dirigida de fármacos a tejidos específicos, particularmente en el área de la quimioterapia antineoplásica. Más concretamente, la invención se refiere a la administración dirigida de fármacos por medio de minicélulas bacterianas intactas, que son capaces de administrar fármacos intracelularmente, dentro de células diana deseadas, in vivo e in vitro. Las minicélulas que contienen fármacos químicos o bioquímicos constituyen vehículos de administración nuevos, capaces de ser dirigidos a células específicas. Un método de dirigir estos vehículos emplea moléculas biespecíficas que se unen específicamente tanto a una estructura superficial de la minicélula como a una estructura superficial de la célula diana como un receptor. Los ligandos biespecíficos actúan de mediadores en la interacción entre las minicélulas y las células diana, de modo que las células diana engullen las minicélulas, que liberan su carga útil de fármaco en el citoplasma de dichas células diana. Una vez liberado en el citoplasma, el fármaco actúa sobre los objetivos intracelulares, como los organelos intracelulares, el núcleo, el citoesqueleto, las enzimas y los cofactores para lograr un efecto terapéutico. En otro método de administración de fármacos, células diana competentes para la fagocitosis o la endocitosis engullen las minicélulas cargadas de fármaco sin el uso de ligandos biespecíficos.

Actualmente, la mayoría de los fármacos utilizados para tratar el cáncer se administran sistémicamente. Aunque la administración sistémica de fármacos antineoplásicos citotóxicos juega un papel fundamental en la terapia del cáncer, también engendra serios problemas. Por ejemplo, la exposición sistémica de órganos y tejidos normales al fármaco administrado puede causar una toxicidad grave (Sarosy and Reed, 1993) . Esto se agudiza por el hecho de que los fármacos antineoplásicos administrados sistémicamente a menudo se deben administrar en dosis muy altas para superar la mala biodisponibilidad de los mismos y el gran volumen de distribución en un paciente. Asimismo, la administración sistémica de fármacos puede ser invasiva, dado que a menudo requiere el uso de un catéter asegurado en un vaso sanguíneo principal. Debido a que la administración sistémica de fármacos requiere a menudo el uso de venas, ya sean periféricas o centrales, puede causar complicaciones locales como flebitis. La extravasación de un fármaco también puede provocar daño vesicante/tisular en el lugar de la administración, como se ve comúnmente luego de la administración de alcaloides de la vinca y antraciclinas.

Debido a que los sistemas existentes para la administración dirigida de fármacos son seriamente deficientes, las estrategias actuales de tratamiento con antineoplásicos enfrentan mediocremente los problemas que presenta la administración sistémica de fármacos. Un método para abordar estos problemas consiste simplemente en modificar los cronogramas de administración o los regímenes de infusión, que puede ser en bolo, intermitente o continua. Este método, no obstante, proporciona beneficios muy limitados.

También existen algunos métodos alternativos a la inyección intravenosa, cada uno diseñado para proporcionar la administración regional, es decir, la administración selectiva a una región tumoral. Los ejemplos de dichas alternativas incluyen implantes poliméricos, infusión intraperitoneal, infusión intrapleural, administración intrarterial, quimioembolización e inhalación de aerosoles. En particular, la administración intraperitoneal de la quimioterapia ha sido estudiada extensivamente para el carcinoma de ovario y otros tumores abdominales (Kirmani et al., 1994; Alberts et al., 1996) . Desafortunadamente, cada uno de estos métodos de administración, inclusive la administración intraperitoneal, ha logrado un éxito sólo marginal en cuanto a administrar selectivamente fármacos al sitio del tumor y reducir los efectos secundarios.

Otros intentos de abordar los problemas de la administración sistémica de fármacos antineoplásicos citotóxicos incluyen el uso de formulaciones de fármacos y sistemas de administración alternativos, incluidos polímeros biodegradables de liberación controlada, microesferas poliméricas portadoras y liposomas, así como la administración concomitante de citoprotectores con antineoplásicos. Chonn y Cullis, 1995; Kemp et al., 1996; Kumanohoso et al., 1997; Schiller et al., 1996; Sharma et al., 1996; Sipos et al., 1997.

El uso de liposomas como portadores de fármacos para antineoplásicos fue propuesto originalmente como un medio para manipular la distribución de los fármacos a fin de mejorar la eficacia antitumoral y reducir la toxicidad (reseñado por Allen, 1997) . A través de la encapsulación de fármacos en un portador macromolecular, como un liposoma, el volumen de distribución se reduce significativamente y la concentración de fármaco en un tumor aumenta. Esto causa una disminución en las cantidades y tipos de toxicidades no específicas y un aumento en la cantidad de fármaco que puede ser efectivamente administrada a un tumor (Papahadjopoulos y Gabizon, 1995; Gabizon y Martin, 1997; Martin, 1998) . Los liposomas protegen a los fármacos del metabolismo y la inactivación en el plasma. Además, debido a limitaciones de tamaño en el transporte de grandes moléculas o portadores a través de los endotelios sanos, los fármacos se acumulan en menor medida en tejidos sanos (Mayer et al., 1989; Working et al.,

1994) .

Para prolongar su tiempo de circulación, los liposomas se recubren con polietilenglicol (PEG) , un polímero hidrófilo sintético (Woodle y Lasic, 1992) . El grupo de cabeza del PEG sirve como una barrera, que inhibe estéricamente las interacciones hidrófobas y electrostáticas con una variedad de componentes sanguíneos y opsoninas plasmáticas en la superficie de los liposomas y retarda así el reconocimiento de los liposomas por el sistema reticuloendotelial. Los liposomas recubiertos con PEG se denominan "estabilizados estéricamente" (SSL, en inglés) o liposomas STEALTH (Lasic y Martin, 1995) . Esta tecnología dio lugar a una formulación farmacéutica comercial de Doxorrubicina liposómica pegilada, conocida como Doxil en Estados Unidos y Caelyx en Europa. Una amplia gama de otros fármacos también han sido encapsulados en liposomas para el tratamiento del cáncer (Heath et al., 1983; Papahadjopoulos et al., 1991; Allen et al., 1992; Vaage et al., 1993b; Burke y Gao, 1994; Sharma et al., 1995; Jones et al., 1997; Working, 1998) .

Los portadores de fármacos liposómicos tienen, desafortunadamente, varios inconvenientes. Por ejemplo, in vivo, los fármacos se escapan de los liposomas a una velocidad suficiente para tornarse biodisponibles, causando toxicidad a los tejidos normales. Análogamente, los liposomas son inestables in vivo donde su ruptura libera el fármaco y causa toxicidad a los tejidos normales. Asimismo, las formulaciones liposómicas de fármacos altamente hidrófilos pueden tener una biodisponibilidad prohibitivamente baja en el sitio de un tumor, debido a que los fármacos hidrófilos tienen una permeabilidad de membrana extremadamente baja. Esto limita la liberación de fármacos una vez que los portadores liposómicos alcanzan el tumor. Los fármacos altamente hidrófobos también tienden a asociarse fundamentalmente con el compartimiento de la bicapa de los liposomas, causando una baja estabilidad de atrapamiento debido a la rápida redistribución de un fármaco en los componentes plasmáticos. Además, algunos fármacos como 1-ß-D-arabinofuranosilcitosina (ara-C) y metotrexato, sólo entran en las células tumorales directamente, a través de transportadores de membrana (Plageman et al., 1978; Wiley et al., 1982; Westerhof et al., 1991, 1995; Antony, 1992) . En tales casos, un portador liposómico necesitaría liberar suficiente fármaco cerca del sitio del tumor para lograr un efecto terapéutico (Heath et al., 1983; Matthay et al., 1989; Allen et al., 1992) . Por último, el uso de formulaciones liposómicas convencionales aumenta el riesgo del paciente de adquirir infecciones oportunistas (White, 1997) , debido a la localización de los fármacos en macrófagos del sistema reticuloendotelial y a una consecuente toxicidad de los macrófagos (Allen et al., 1984; Daemen et al., 1995, 1997) . Este problema se acentúa en los pacientes inmunodeprimidos, como los pacientes con SIDA que están siendo tratados por... [Seguir leyendo]

1. Una composición que comprende (i) minicélulas intactas de origen bacteriano, que tienen paredes celulares intactas, cargadas con una cantidad terapéuticamente eficaz de un antineoplásico, (ii) un portador farmacéuticamente aceptable para ellas, y (iii) un ligando biespecífico capaz de unirse a un componente de superficie de dichas minicélulas y a un componente de superficie de una célula de mamífero no fagocítica.

2. La composición de la reivindicación 1, en la que dicho antineoplásico se elige del grupo que consiste en Actinomicina-D, Alkeran, Ara-C, Anastrozol, Asparaginasa, BiCNU, Bicalutamida, Bleomicina, Busulfán, Capecitabina, Carboplatino, Carboplatino, Carmustina, CCNU, Clorambucilo, Cisplatino, Cladribina, CPT-11, Ciclofosfamida, Citarabina, Arabinósido De Citosina, Citoxano, Dacarbazina, Dactinomicina, Daunorrubicina, Dexrazoxano, Docetaxel, Doxorrubicina, DTIC, Epirrubicina, Etilenoimina, Etopósido, Floxuridina, Fludarabina, Fluorouracilo, Flutamida, Fotemustina, Gemcitabina, Herceptin, Hexametilamina, Hidroxiurea, Idarrubicina, Ifosfamida, Irinotecán, Lomustina, Mecloretamina, Melfalán, Mercaptopurina, Metotrexato, Mitomicina, Mitotano, Mitoxantrona, Oxaliplatino, Paclitaxel, Pamidronato, Pentostatina, Plicamicina, Procarbazina, Rituximab, Esteroides, Estreptozocina, STI-571, Estreptozocina, Tamoxifeno, Temozolomida, Tenipósido, Tetrazina, Tioguanina, Tiotepa, Tomudex, Topotecán, Treosulfán, Trimetrexato, Vinblastina, Vincristina, Vindesina, Vinorelbina, VP-16 y Xeloda.

3. La composición de la reivindicación 1, en la que dicho antineoplásico es Doxorrubicina o Paclitaxel.

4. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicho componente de superficie de una célula de mamífero no fagocítica es un receptor capaz de activar la endocitosis mediada por receptor.

5. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde dicha composición contiene menos de aproximadamente 1 célula bacteriana progenitora contaminante cada 1010 minicélulas.

6. La composición de la reivindicación 5, donde dicha composición contiene menos de aproximadamente 1 célula bacteriana progenitora contaminante cada 1011 minicélulas.

7. Un método para cargar minicélulas intactas de origen bacteriano que tienen paredes celulares intactas, con una cantidad terapéuticamente eficaz de un antineoplásico, que comprende el paso de crear un gradiente de concentración de dicho fármaco entre un medio extracelular que contiene dichas minicélulas y el citoplasma de las minicélulas, de modo que dicho fármaco se desplace en sentido descendente de dicho gradiente de concentración hacia el citoplasma de las minicélulas.

8. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1, que se puede obtener por el método de la reivindicación 7, donde dicha composición contiene un ligando biespecífico que es capaz de unirse a un componente de superficie de dichas minicélulas y a un componente de superficie de una célula de mamífero no fagocítica.

9. La composición de la reivindicación 8, en la que dicho antineoplásico se elige del grupo que consiste en Actinomicina-D, Alkeran, Ara-C, Anastrozol, Asparaginasa, BiCNU, Bicalutamida, Bleomicina, Busulfán, Capecitabina, Carboplatino, Carboplatino, Carmustina, CCNU, Clorambucilo, Cisplatino, Cladribina, CPT-11, Ciclofosfamida, Citarabina, Arabinósido De Citosina, Citoxano, Dacarbazina, Dactinomicina, Daunorrubicina, Dexrazoxano, Docetaxel, Doxorrubicina, DTIC, Epirrubicina, Etilenoimina, Etopósido, Floxuridina, Fludarabina, Fluorouracilo, Flutamida, Fotemustina, Gemcitabina, Herceptin, Hexametilamina, Hidroxiurea, Idarrubicina, Ifosfamida, Irinotecán, Lomustina, Mecloretamina, Melfalán, Mercaptopurina, Metotrexato, Mitomicina, Mitotano, Mitoxantrona, Oxaliplatino, Paclitaxel, Pamidronato, Pentostatina, Plicamicina, Procarbazina, Rituximab, Esteroides, Estreptozocina, STI-571, Estreptozocina, Tamoxifeno, Temozolomida, Tenipósido, Tetrazina, Tioguanina, Tiotepa, Tomudex, Topotecán, Treosulfán, Trimetrexato, Vinblastina, Vincristina, Vindesina, Vinorelbina, VP-16 y Xeloda.

10. La composición de la reivindicación 8, en la que dicho antineoplásico es Doxorrubicina o Paclitaxel.

11. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10 para usar in vitro.

12. El uso de una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 en la preparación de un medicamento destinado el tratamiento de una enfermedad o la modificación de una característica por administración de dicho medicamento a una célula, un tejido o un órgano.

13. El uso de acuerdo con la reivindicación 12, en el que dicha enfermedad es cáncer.

14. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 para usar en el tratamiento de una enfermedad o la modificación de una característica por administración de dicho medicamento a una célula, un tejido

o un órgano.

15. La composición de acuerdo con la reivindicación 14, donde dicha enfermedad es cáncer.