Insulinas extendidas pegiladas.

Un análogo de la insulina PEGilada que, en comparación con la insulina humana,

tiene una o más extensiones que contienen PEG que se extienden desde las posiciones A1, B1, A21 y/o B30, dichas extensiones consisten en residuos de aminoácidos, y en el que la molécula de PEG está unida, a través de un enlazador, a uno o más de los residuos de aminoácidos de la extensión o extensiones y con la condición de que, preferentemente, el análogo de la insulina original contenga sólo un residuo de lisina.

Insulinas extendidas PEGiladas Campo de esta invención [0001] La presente invención se refiere a insulinas extendidas PEGiladas, que tienen actividad de insulina y se pueden utilizar para el tratamiento de la diabetes. Las insulinas extendidas PEGiladas tienen mayor biodisponibilidad y un perfil de acción más prolongada que la insulina regular y son adecuadas en particular para la administración pulmonar. También tendrán una elevada estabilidad física y una baja tendencia a la fibrilación y serán solubles a pH neutro. Esta invención también se refiere a composiciones farmacéuticas que contienen las insulinas extendidas PEGiladas.

Antecedentes de esta invención [0002] La estabilidad física y química heredada de la molécula de insulina es una condición básica para el tratamiento con insulina de la diabetes mellitus. Estas propiedades básicas son fundamentales para la formulación de insulina y para los métodos de administración de insulina aplicables, así como para las condiciones de almacenamiento y vida útil de preparaciones farmacéuticas. El uso de soluciones en la administración de insulina expone la molécula a una combinación de factores, por ejemplo, temperatura elevada, interfases aire-líquido-sólido variables así como fuerzas de cizallamiento, que pueden resultar en cambios irreversibles de la conformación, por ejemplo, formación de fibrilla.

Desafortunadamente, muchos diabéticos no están dispuestos a emprender un tratamiento intensivo debido al malestar asociado a las múltiples inyecciones necesarias para mantener un estrecho control de la glucemia. Este tipo de tratamiento puede ser tanto psicológica como físicamente doloroso. Luego de la administración oral, la insulina se degrada rápidamente en el tubo gastrointestinal y no es absorbida en el torrente sanguíneo. Por consiguiente, muchos investigadores han estudiado rutas alternativas para administrar la insulina, como las vías oral, rectal, transdérmica y nasal Hasta ahora, sin embargo, estas vías de administración no han resultado en una absorción eficaz de la insulina.

La administración pulmonar eficaz de una proteína depende de la capacidad para suministrar la proteína al epitelio alveolar de la zona profunda del pulmón. Las proteínas que se depositan en el epitelio de las vías respiratorias superiores no se absorben en gran medida. Esto se debe a la mucosidad que las recubre que tiene aproximadamente 30-40 I-Im de espesor y que actúa como una barrera para la absorción. Además, las proteínas depositadas en este epitelio son depuradas por el transporte mucociliar hacia las vías respiratorias y después eliminadas a través del tubo gastrointestinal. Este mecanismo también contribuye sustancialmente a la baja absorción de algunas partículas proteicas. La medida en que las proteínas no son absorbidas y en cambio son eliminadas por estas rutas depende de su solubilidad, su tamaño, así como de otras características menos comprendidas [0005] Se reconoce, sin embargo, que las propiedades de los péptidos se pueden potenciar injertándoles moléculas orgánicas de tipo cadena. Dicho injerto puede mejorar las propiedades farmacéuticas como la vida media sérica, la estabilidad frente a la degradación proteolítica y una menor inmunogenia.

Las moléculas orgánicas tipo cadena utilizadas a menudo para potenciar las propiedades son cadenas a base de polietilenglicol, es decir cadenas que se basan en la unidad repetida CH2CH20+. En adelante, se utiliza la abreviatura "PEG" para polietilenglicol

La tecnología de PEG clásica toma ventaja de proporcionar polipéptidos con mayor tamaño (radio de Stoke) mediante la unión de una molécula orgánica soluble al polipéptido (Kochendoerfer, G., et al., Science (299) 884 et seq., 2003) . Esta tecnología conduce a una menor depuración en seres humanos y animales de un polipéptido hormonal en comparación con el polipéptido natural. No obstante, esta técnica se ve obstaculizada a menudo por la menor potencia de los polipéptidos hormonales sometidos a esta técnica (Hinds, K., et al., Biocon-jugate Chem. (11) ,

Se dan a conocer en WO 021094200 y WO 03f022996 composiciones de insulina para administración pulmonar que contienen un conjugado de insulina de dos cadenas acoplado covalentemente a una o más moléculas de polímeros que no son naturalmente hidrófilos como polialquilenglicoles y métodos para su preparación.

Objetivos de esta invención [0009] Todavía existe la necesidad de insulinas que tengan un perfil de acción más proloogada que los derivados de insulina conocidos hasta ahora y que al mismo tiempo sean solubles a los valores de pH fisiológicos y tengan una potencia que sea comparable a la de la insulina humana. Además, existe la necesidad de otras formulaciones de insulina que se adapten bien a la aplicación pulmonar

Un aspecto de esta invención se ocupa de proporcionar un medicamento que pueda ser administrado convenientemente por via pulmonar para el tratamiento de pacientes diabéticos [0011] Otro aspecto de esta invención se ocupa de proporcionar un medicamento que pueda ser administrado convenientemente por vía pulmonar para el tratamiento de pacientes diabéticos y para reducir el riesgo de sufrir algunas o todas las complicaciones posteriores asociadas a menudo a la diabetes.

Otro aspecto de esta invención se ocupa de proporcionar un medicamento que pueda ser administrado convenientemente por vía pulmonar para el tratamiento de pacientes diabéticos y que para muchos pacientes su uso sea más conven iente que el de las inyecciones.

Otro aspecto de esta invención se ocupa de proporcionar un medicamento que pueda ser administrado convenientemente por via pulmonar para el tratamiento de pacientes diabéticos y que tenga suficiente estabilidad química.

Otro aspecto de esta invención se ocupa de proporcionar un medicamento que pueda ser administrado convenientemente por via pulmonar para el tratam iento de pacientes diabéticos y que tenga suficiente estabilidad fisica.

Otro aspecto de esta invenciórl se ocupa de proporcionar un medicamento que tenga una afinidad suficientemente alta por el receptor de la insulina.

El objetivo de esta invención es superar o mejorar al menos una de las desventajas del estado anterior de la técn ica, o proporcionar una altemativa út il.

Definiciones [0017] La insulina es una hormona polipeptídica secretada por las células ~ del páncreas y que consta de dos cadenas polipeptídicas denominadas cadenas A y B que están unidas entre sí por dos puentes disulfuro intercatenarios. La hormona se sintetiza como un precursor proinsulina de una sola cadena (preproinsulina) que consiste en un prepéptido de 24 aminoácidos, seguido de proinsulina que contiene 86 aminoácidos en la configuración: prepéptido-B-Arg-Arg-C-Lys-Arg-A, en la que C es un péptido de conexión de 31 aminoácidos, y A Y B son las cadenas A y B, respectivamente, de la insulina. Arg-Arg y Lys-Arg son sitios de escisión para la escisión del péptido de conexión entre las cadenas A y B para formar la molécula de insulina de dos cadenas La insulina es esencial para mantener la regulación metabólica normal

En este documento, el término insulina abarca las insulinas de origen natural, por ej., la insulina humana, así como los análogos de estas insulinas.

En este documento, la expresión residuo de aminoácido abarca un aminoácido del que fue eliminado un átomo de hidrógeno de un grupo amino y/o del que fue eliminado un grupo hidroxi de un grupo carboxi y/o del que fue eliminado un átomo de hidrógeno de un grupo mercapto De manera imprecisa, un residuo de aminoácido puede ser denominado un aminoácido.

En este documento, el término análogo de la insulina abarca un polipéptido que tiene una estructura molecular que formalmente puede ser derivada de la estructura de una insulina de origen natural, por ej., la insulina humana, eliminando y/o sustituyendo (reemplazando) uno o más residuos de aminoácidos presentes en la insulina natural y/o agregando uno o más residuos de aminoácidos. Los residuos de aminoácidos agregados y/o sustituidos pueden ser residuos de aminoácidos codificables u otros residuos de aminoácidos de origen natural o residuos de aminoácidos puramente sintéticos [0021] En este documento, la expresión insulina extendida abarca un análogo de la insulina en el que (en comparación con la insulina humana) se agregan uno o más residuos de aminoácidos ya sea C -o N-terminalmente a la cadena A o B de la insulina. Por ejemplo, la cadena A puede extenderse en su extremo C-terminal, por ejemplo, mediante 1, 2, 3 o 4 residuos de aminoácidos (en comparaciórl con la insulina humana) donde dichas extensiones se indican cómo A22, A23, A24... [Seguir leyendo]

Un análogo de la insulina PEGilada que, en comparación oon la insulina humana, tiene una o más extensiones que contienen PEG que se extienden desde las posiciones A1 , 81 , A21 yfo 830, dichas extensiones consisten en residuos de aminoácidos, yen el que la molécula de PEG está unida, a través de un enlazador, a uno o más de los residuos de aminoácidos de la extensión o extensiones y con la condición de que, preferentemente, el análogo de la insulina original contenga sólo un residuo de lisina

2. Un análogo de la insulina PEGilada, según la reivindicación 1, en el que sólo una de las extensiones tiene una molécula de PEG, y preferentemente, sólo hay una extensión

3. Un análogo de la insulina PEGilada, según la reivindicación 1, en el que la extensión que tiene una molécula de PEG está situada C-terminalmente oon respecto a la posición A21.

4. Un análogo de la insulina PEGilada, según la reivindicación 1, en el que la extensión que tiene una molécula de PEG está situada C-terminalmente con respecto a la posición 830

5. Un análogo de la insulina PEGilada, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el análogo de la insulina original se desvía de la insulina humana en una o más de las extensiones siguientes: G en la posición A-3, G en la posición A-2, K o R en la posición A-1, G o K en la posición A22, G o K en la posición A23, G o K en la posición A24, K en la posición A25, y K en la posición 831 y, en comparación con la insulina humana, hay, opcionalmente, hasta 12, preferentemente hasta 8, más preferentemente hasta 4, mutaciones más entre eliminaciones, sustituciones y adiciones de un residuo de aminoácido, preferentemente, no hay otras mutaciones en dicho análogo de la insulina y con la condición de que, preferentemente, el análogo de la insulina original contenga sólo un residuo de lisina

6. Un análogo de la insulina PEGilada, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la extensión consiste en una o más de las fórmulas siguientes en las que la molécula de PEG está unida a la cadena o cadenas laterales de los residuos de lisina o cisteína, cuando están presentes o al grupo o grupos amino N-terminales (o ambas cosas) :

- AA.1K (para extensiones C-terminales) , donde x1 es O, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 u 8 (y donde K es lisina) , K-AA, a- (para extensiones N-terminales) , donde x2 es O, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 u 8 (y donde K es lisina) , -AA..3C (para extensiones C-terminales) , donde x3 es 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 u 8 (y donde C es cisteína) , C-AA.xJ, - (para extensiones N-terminales) , donde x4 es O, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 u 8 (y donde C es cisteína) , AA.s-Ry - (para extensiones N-terminales) , donde x5 es O, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 o 8, e y es O o 1 (y donde R es arginina) ,

y donde AA es un residuo de una cadena peptídica en la que cada uno de los residuos de aminoácidos es el mismo o diferente y cada uno es un aminoácido codificable excepto Lys y Cys 7. Un análogo de la insulina PEGilada según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que AA es un residuo peptidico que oonsiste en residuos de aminoácidos de glicina, alanina o glutamina.

8_Un análogo de la insulina PEGilada, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que AA es un residuo de glicina.

9_Un análogo de la insulina PEGilada, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que AA es un residuo de alanina

10. Un análogo de la insulina PEGilada, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que AA es un residuo de glutamina

11. Una insu lina PEGilada según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la insulina original contiene opcionalmente una o más de las mutaciones siguientes: A14E1D, A18Q, A21G/AJO, des81, 81G/O , B3QfSfT, B130, desB25, B25H, desB27, B28DfE/R, desB29, B29P/QfR o desB30

12_Un análogo de la insulina PEGilada, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el análogo de la insu lina original se desvía de la insulina humana porque tiene A22K, 829R y desB30 y, preferentemente, no hay otras mutaciones en dicho análogo de la insulina.

13. Un análogo de la insulina PEGilada, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el análogo de la insulina original se desvía de la insulina humana porque tiene A22G, A23K, 829R Y des830 y, preferentemente, llO hay otras mutaciones en dicho análogo de la insulina.

14. Un análogo de la insulina PEGilada, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que contiene la porción - (OCH2CH2) ., -, donde n es un entero en el intervalo entre 2 y aproximadamente 1000, preferentemente entre 2 y aproximadamente 500, preferentemente entre 2 y aproximadamente 250, preferentemente entre 2 y aproximadamente 125, preferentemente entre 2 y aproximadamente 50, y preferentemente entre 2 y aproximadamente 25

15. Un análogo de la insulina PEGilada, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes que es uno de los análogos de la insulina PEGilada siguientes: a) un análogo de la insulina PEGilada en el que el análogo de la insulina original se desvía de la insulina humana porque tiene A22G, A23G, A24K, B29R Y desB30 y, preferentemente, no hay otras mutaciooes en dicho análogo de la insu lina, b) un análogo de la insu lina PEGilada en el que el análogo de la insulina original se desvía de la insu lina humana porque tiene A22G, A23G, A24G, A25K, B29R Y des830 y, preferentemente, no hay otras mutaciones en dicho análogo de la insulina, c) un análogo de la insulina PEGilada en el que el análogo de la insulina original se desvía de la insulina humana porque tiene A21a, A22K, 829R Y desB30 y, preferentemente, no hay otras mutaciones en dicho análogo de la insu lina, d) un análogo de la insulina PEGilada en el que el análogo de la insulina original se desvía de la insulina humana porque tiene A21a, A22G, A23K, B29R Y desB30, y, preferentemente, no hay otras mutaciones en dicho análogo de la insulina, e) un análogo de la insulina PEGilada en el que el análogo de la insu lina original se desvía de la insulina humana porque tiene A21A, A22K, B29R Y desB30 y, preferentemente, no hay otras mutaciones en dicho análogo de la insulina, f) un análogo de la insulina PEGilada en el que el análogo de la insulina original se desvía de la insulina humana porque tiene A21G, A22K, B29R Y desB30 y, preferentemente, no hay otras mutaciones en dicho análogo

de la insulina, g) un análogo de la insu lina PEGilada que contiene un grupo de fórmula general -a - (OCH2CH2) n-R1, en el que a ' es un enlazador que conecta la molécula de polietilenglicol a un grupo 0-o y-NH-de un aminoácido de la extensión, preferentemente a traves de un enlace amida o carbamato, n es un número entero en el intervalo entre 2 y aproximadamente 1000, y R' es alcoxi o hidroxilo, preferentemente metoxi, y h) un análogo de la insulina PEGilada en el que el análogo de la insulina original se desvía de la insu lina humana porque tiene A14E, A22K, B25H, B29R Y desB30 y, preferentemente, no hay otras mutaciones en dicho análogo de la insulina.