Растворы и способы ингибирования боли, воспаления и разрушения хряща

Растворы и способы ингибирования боли, воспаления и разрушения хряща

Иллюстрации

Показать все

Реферат

I. ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к лечебным растворам и к способам лечения и, в частности, растворам против воспаления, против боли и против разрушения хряща и к способам их лечения.

II. ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Артроскопия представляет хирургическую процедуру, при которой камера, соединенная с отдаленным источником света и видеомонитором, вводится в анатомический сустав (например, колено, плечо и т.п.) через небольшой портальный разрез в коже и суставной капсуле. Через подобные портальные разрезы в сустав можно ввести хирургические инструменты, их применение регулируется артроскопической визуализацией. По мере совершенствования техники артроскопии возрастающее число оперативных процедур, ранее осуществлявшихся "открытым" хирургическим способом, в настоящее время можно проводить артроскопически. Подобные процедуры включают, например, частичную менискоэктомию и восстановление связок в колене, акромиопластику плеча и санации манжета поворота плеча и синовэктомию локтя. В результате расширения хирургических показаний и разработки артроскопов с небольшим диаметром также стала обычной артроскопия запястья и голеностопного сустава.

При каждой артроскопии физиологическая орошающая жидкость (т.е. обычный физиологический раствор или лактированный раствор Рингера) постоянно пропускается через сустав, расширяя суставную капсулу и удаляя хирургические остатки, обеспечивая тем самым более четкую визуализацию внутри сустава. В патенте США 4504493 Маршалла раскрывается изомолярный раствор глицерина в воде в качестве непроводящего и оптически чистого орошающего раствора для артроскопии. Обычные физиологические орошающие жидкости не обеспечивают обезболивающего, противовоспалительного эффектов и эффекта против разрушения хряща.

Облегчение боли и страданий у пациентов в послеоперационном периоде представляет область особого внимания в клинической медицине, особенно с возрастающим числом амбулаторных хирургических вмешательств, проводимых ежегодно. Наиболее широко применяемые системные средства, ингибиторы циклооксигеназы (например, ибупрофен) и опиоиды (например, морфин, фентанил) обладают существенными побочными эффектами, включая раздражение желудка и кишечника/кровотечение и угнетение дыхания. Высокая частота проявления тошноты и рвоты, связанная с опиоидами, является особенной проблемой в послеоперационном периоде. Терапевтические средства, направленные на облегчение боли в послеоперационном периоде, с одновременным отсутствием у них вредных побочных эффектов, трудно разработать в силу того, что молекулярные мишени для данных агентов широко распространены в организме и опосредуют различные физиологические функции. Несмотря на значительную клиническую потребность в подавлении боли и воспаления, а также разрушения хряща, не разработаны способы доставки ингибиторов боли, воспаления и разрушения хряща в эффективных дозировках, при сведении до минимума при этом побочных системных эффектов. В качестве примера, обычные (т.е. внутривенный, пероральный, подкожный или внутримышечный) способы введения опиатов в терапевтических дозах часто связаны со значительными побочными эффектами, включая сильное угнетение дыхания, изменения в настроении, помутнение сознания, тяжелую тошноту и рвоту.

В предыдущих исследованиях была показана способность эндогенных агентов, таких как серотонин (5-гидрокситриптамин, иногда называемый в описании как "5-НТ"), брадикинин и гистамин, вызывать боль и воспаление. Sicuteri F. et al., Serotonin-Bradykinin Potentiation in the Pain Receptors in Man, Life Sci. 4, pp.309-316 (1965); Rosenthal S.R., Histamine as the Chemical Mediator for Cutaneous Pain, J. Invest. Dermat. 69, pp.98-105 (1977); Richardson В.P. et. al., Identification of Serotonin M-Receptor Subtypes and their Specific Blockade by a New Class of Drugs, Nature 316, pp.126-131 (1985); Whalley E.T. et. al., The Effect of Kinin Agonists and Antagonists, Naunyn-Schmiedeb Arch. Pharmacol. 36, pp.652-57 (1987); Lang E. et. al., Chemo-Sensitivity of Fine Afferents from Rat Skin In Vitro, J. Neurophysiol. 63, pp.887-901 (1990).

Например, было показано, что 5-НТ, нанесенный человеку на кожу, покрытую волдырями (оголенную кожу), вызывает боль, которую можно подавлять антагонистами 5-НТ₃-рецепторов: Richardson et. al., (1985). Аналогичным образом примененный в периферических тканях брадикинин вызывает боль, которую можно блокировать антагонистами брадикининовых рецепторов: Sicuteri et. al., 1965; Whalley et. al., 1987; Dray A. et. al., Bradykinin and Inflammatory Pain, Trends Neurosci. 16, pp.99-104 (1993). Примененный в периферических тканях гистамин вызывает расширение сосудов, зуд и боль, которые можно подавлять антагонистами гистаминовых рецепторов: Rosenthal, 1977; Douglas W.W., "Histamine and 5-Hydroxytryptamine (Serotonin) and their Antagonists", in Goodman L.S. et. al., ed. The Pharmacological Basis of Therapeutics, MacMillan Publishing Company, New York, pp.605-638 (1985); Rumore M.M. et. al., Analgesic Effects of Antihistaminics, Life Sci 36, pp.403-416 (1985). Было показано, что комбинации данных трех агонистов (5-НТ, брадикинина и гистамина), использованных вместе, проявляют синергетический вызывающий боль эффект, вызывая длительный и интенсивный болевой сигнал. Sicuteri et. al., 1965; Richardson et. al., 1985; Kessler W. et. al., "Excitation of Cutaneous Afferent Nerve Endings In Vitro by a Combination of Inflammatory Mediators and Conditioning Effect of Substance P", Exp. Brain Res. 91: 467-476 (1992).

В организме 5-НТ находится в тромбоцитах и центральных нейронах, гистамин обнаружен в тучных клетках, и брадикинин образуется из более крупных молекул-предшественников во время травмирования тканей, изменений рН и изменений температуры. Поскольку 5-НТ может высвобождаться в больших количествах из тромбоцитов в местах травмирования тканей, приводя к концентрациям в плазме, превышающим в 20 раз таковые в состоянии покоя (Ashton J.H. et. al., "Serotonin as a Mediator of Cyclic Flow Variations in Stenosed Canine Coronary Arteries", Circulation 73: 572-578 (1986), возможно, что эндогенный 5-НТ играет роль в возникновении в послеоперационном периоде боли, гипералгезии и воспаления. Фактически было показано, что активация тромбоцитов приводит к возбуждению периферических ноцирецепторов в условиях in vitro. Ringkamp M. et. al., 'Activated Human Platelets in Plasma Excite Nociceptors in Rat Skin, In Vitro", Neurosci. Lett. 170: 103-106 (1994). Аналогичным образом гистамин и брадикинин также высвобождаются в ткани во время травмы. Kimura E. et. al., "Changes in Bradykinin Level in Coronary Sinus Blood After the Experimental Occlusion of a Coronary Artery", Am. Heart J. 85: 635-647 (1973); Douglas, 1985; Dray et. al. (1993).

Кроме того, известно, что простагландины также вызывают боль и воспаление. Обычно ингибиторы циклооксигеназы, например, ибупрофен, применяются при нехирургических и послеоперационных вмешательствах в целях блокирования продукции простагландинов, тем самым уменьшая опосредуемые простагландинами боль и воспаление: Flower R.J. et, al., Analgesic-Antipyretics and Anti-Inflammatory Agents; Drugs Employed in the Treatment of Gout, in Goodman L.S. et. al., The Pharmacological Basis of Therapeutics, MacMillan Publishing Company, New York, pp. 674-715 (1985). Ингибиторы циклооксигеназы связаны с некоторыми побочными системными эффектами, когда применяются обычными способами. Например, индометацин или кеторолак обладает общепризнанными побочными эффектами со стороны желудочно-кишечного тракта и почек.

Как обсуждалось, 5-НТ, гистамин, брадикинин и простагландины вызывают боль и воспаление. Известны и/или обсуждаются в течение двух последних десятилетий различные рецепторы, через которые данные агенты опосредуют свое действие в периферических тканях. Большая часть исследований была проведена на крысах или на других моделях животных. Однако имеются различия в фармакологии и последовательностях рецепторов у человека и животных.

Кроме того, антагонисты данных медиаторов в настоящее время не применяются для купирования боли в послеоперационном периоде. Группу препаратов, называемых антагонистами поглощения 5-НТ и норепинефрина, которая включает амитриптилин, использовали перорально со средним успехом при состояниях хронической боли. Однако полагают, что механизмы состояний хронической и острой боли значительно различаются. Фактически в двух исследованиях при подавлении острой боли с периоперативным использованием амитриптилина было показано отсутствие ослабляющего боль действия у амитриптилина: Levine J.D. et. al., "Desipramine Enhances Opiate Postoperative Analgesia", Pain 27: 45-49 (1986); Kerrick J.M. et. al., "Low-Dose Amitriptyline as an Adjunct to Opioids for Postoperative Orthopedic Pain: a Placebo-Controlled Trial Period", Pain 52: 325-30 (1993). В обоих исследованиях препарат вводили перорально. Во втором исследовании отмечалось, что перорально введенный амитриптилин действительно вызывает пониженную общую чувствительность у пациентов в послеоперационном периоде, что может быть за счет аффинности препарата для многих аминных рецепторов в мозге.

Амитриптилин помимо блокирования поглощения 5-НТ и норепинефрина, является сильным антагонистом 5-НТ-рецепторов. Следовательно, отсутствие эффективности в ослаблении боли в послеоперационном периоде в двух ранее указанных исследованиях противоречит предположению о роли эндогенного 5-НТ в развитии острой боли. Имеется ряд причин в отношении отсутствия ослабления острой боли под действием амитриптилина в данных двух исследованиях. (1) В первом исследовании (Levine et. al., 1986) амитриптилин использовался перед операцией в течение одной недели до ночи непосредственно перед операцией в то время, как во втором исследовании (Kerrick et. al., 1993) амитриптилин использовался только в послеоперационном периоде. Следовательно, не известны уровень амитриптилина, имеющийся в тканях в месте операции во время стадии фактического травмирования тканей, и время, когда 5-НТ начинает высвобождаться. (2) Известно, что амитриптилин интенсивно метаболизируется в печени. При пероральном введении во втором исследовании концентрация амитриптилина в тканях в месте операции может быть не достаточно высокой в течение достаточно длительного периода времени для ингибирования активности высвобожденного 5-НТ в послеоперационном периоде. (3) Поскольку существуют многочисленные медиаторы воспаления, и в исследованиях было показан синергизм медиаторов воспаления, то блокирование только одного вещества (5-НТ) может ингибировать воспалительный ответ на травмирование тканей не в достаточной степени.

Имеется несколько исследований, в которых была показана способность антагонистов гистаминовых рецепторов в очень высоких концентрациях (1%-3% растворы, т.е. 10-30 мг на миллилитр) действовать в качестве местных анестетиков при хирургических процедурах. Полагают, что данное анестезирующее действие опосредуется не через Hi-рецепторы, а в большей степени за счет неспецифического взаимодействия с натриевыми каналами мембран нейронов (аналогично действию лидокаина). Оказывая побочные эффекты (например, седативный эффект), связанные с данными высокими "анестезирующими" концентрациями антагонистов гистаминовых рецепторов, местное применение антагонистов гистаминовых рецепторов в настоящее время не практикуется в периоперативном периоде.

III. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение обеспечивает раствор, включающий смесь многих агентов в низких концентрациях, предназначенный для местного ингибирования медиаторов боли, воспаления и разрушения хряща в физиологической, содержащей электролиты жидкости-носителе. Изобретение также обеспечивает способ периоперативной доставки орошающего раствора, содержащего данные агенты, непосредственно в место операции, где он действует местно на уровне рецепторов и ферментов для упреждающего подавления боли, воспаления и разрушения хряща в месте операции. За счет способа местной периоперативной доставки согласно настоящему изобретению, желаемый терапевтический эффект может быть достигнут при более низких дозах агентов, чем необходимые при применении других способов доставки (т.е. внутривенного, внутримышечного, подкожного и перорального). Агенты против боли, и/или против воспаления, и/или против разрушения хряща в растворе включают агенты, выбранные из следующих групп антагонистов и агонистов рецепторов и активаторов и ингибиторов ферментов, где каждая группа действует через различный молекулярный механизм подавления боли, и/или воспаления, и/или разрушения хряща. Типичные агенты для подавления боли и/или воспаления включают, например: (1) антагонисты серотониновых рецепторов; (2) агонисты серотониновых рецепторов; (3) антагонисты гистаминовых рецепторов; (4) антагонисты брадикининовых рецепторов; (5) ингибиторы калликреина; (6) антагонисты тахикининовых рецепторов, включая антагонисты подтипов рецепторов нейрокинина₁ и нейрокинина₂; (7) антагонисты рецепторов пептида, связанного с геном кальцитонина (CGRP); (8) антагонисты интерлейкиновых рецепторов; (9) ингибиторы ферментов, активных в синтезе метаболитов арахидоновой кислоты, включая (а) ингибиторы фосфолипаз, в том числе ингибиторы изоформы PLA₂ и ингибиторы изоформы PLC; (b) ингибиторы циклооксигеназы и (с) ингибиторы липооксигеназы; (10) антагонисты простаноидных рецепторов, включая антагонисты подтипа рецепторов эйкозаноида ЕР-1 и ЕР-4 и антагонисты подтипа рецепторов тромбоксана; (11) антагонисты лейкотриеновых рецепторов, включая антагонисты подтипа рецепторов лейкотриена D4 и антагонисты подтипа рецепторов лейкотриена D₄; (12) агонисты опиоидных рецепторов, включая агонисты подтипов рецепторов μ-опиоида, δ-опиоида и κ-опиоида; (13) антагонисты пуриноцепторов, включая антагонисты рецепторов Р_2X и антагонисты рецепторов Р_2Y; (14) антагонисты кальциевых каналов. Каждый из вышеуказанных агентов функционирует в качестве либо агента против воспаления, либо против чувствительности, т.е. против боли, или анальгезирующего агента. Выбор агентов из данных групп соединений обусловлен конкретным применением. Типичные агенты для подавления разрушения хряща включают, например: (1) антагонисты рецепторов семейства белков интерлейкина-1, включая, например, IL-1β, IL-17 и IL-18; (2) антагонисты семейства рецепторов факторов некроза опухолей (TNF), например TNF-R1; (3) агонисты рецепторов интерлейкина 4, 10 и 13; (4) агонисты надсемейства рецепторов TGF-β, включая, например, BMP-2, BMP-4 и ВМР-7; (5) ингибиторы СОХ-2; (6) ингибиторы семейства МАР-киназ, включая, например, р38 МАРкиназу; (7) ингибиторы семейства белков матричных металлопротеиназ (ММР), включая, например, ММР-3 и ММР-9; (8) ингибиторы семейства белков NF-κВ, включая, например, димерный комплекс р50/р65 с IκВ; (9) ингибиторы семейства синтазы окиси азота (NOS), включая, например, iNOS; (10) агонисты и антагонисты интегриновых рецепторов, включая, например, агонисты α_Vβ₃-интегрина; (11) ингибиторы семейства протеинкиназы С (РКС); (12) ингибиторы семейства тирозиновых протеинкиназ, включая, например, подсемейство src; (13) модуляторы (белок-тирозин)-фосфатаз; и (14) ингибиторы доменов гомологии 2 белков scr (SH2).

В других аспектах изобретения обеспечиваются способы и растворы для подавления или предупреждения разрушения суставного хряща введением непосредственно в сустав пациента композиции, которая включает один или более метаболически активных защитных для хряща агентов вместе с одним или более агентами для подавления боли, воспаления или тому подобное, как описано ранее, или альтернативно комбинации двух или более метаболически активных защитных для хряща агентов в фармацевтически эффективном носителе для внутрисуставной доставки. Метаболически активные агенты включают, но не ограничиваются соединениями, которые действуют непосредственно или опосредованно для модуляции или изменения биологического, биохимического или биофизического состояния клетки, включая агенты, которые изменяют электрический потенциал плазменной мембраны, активность связывания лиганда или ферментативную активность клеточных рецепторов, внутриклеточных или внеклеточных ферментов, взаимодействия белок-белок, взаимодействия РНК-белок или взаимодействия ДНК-белок. В одном аспекте настоящего изобретения обеспечиваются фармацевтические композиции метаболически активных защитных для хряща агентов, которые основаны на комбинации по меньшей мере двух агентов, которые действуют одновременно на различные молекулярные мишени. В типичном воплощении по меньшей мере один агент является агонистом рецепторов цитокинов или факторов роста, которые непосредственно обеспечивают противовоспалительную активность и/или способствуют анаболическим процессам в хряще, и по меньшей мере второй агент представляет антагонист рецепторов или ингибитор ферментов, который действует для подавления воспалительных и/или катаболических процессов в хряще. Противовоспалительные/анаболические цитокины, которые действуют функционально для подавления роли провоспалительных цитокинов в суставе, способствуют синтезу хрящевого матрикса и подавляют разрешение матрикса. Данные агонисты рецепторов включают, например, специфические противовоспалительные и анаболические цитокины, такие как агонисты интерлейкинов (IL) (например, IL-4, IL-10 и IL-13), и специфические члены подсемейства трансформирующего фактор роста-β (например, TGFβ и ВМР-7), инсулиноподобные факторы роста (например, IGF-1) и факторы роста фибробластов (например, bFGF). По меньшей мере второй агент выбран из группы антагонистов рецепторов или ингибиторов ферментов, который действует для подавления или снижения активности, или экспрессии провоспалительной молекулярной мишени (например, антагонисты IL-1-рецепторов, антагонисты TNF-α-рецепторов, ингибиторы циклооксигеназы-2, ингибиторы МАРкиназы, ингибиторы синтазы окиси азота (NOS) и ингибиторы ядерного фактора kappaB (NF-κВ). Множественная комбинация агентов из анаболических агентов и ингибиторов катаболизма может добавляться местно путем внутрисуставной инъекции или инфузии, включая периоперативное назначение (т.е. перед операцией и/или во время операции и/или после операции) во время хирургических артроскопических процедур.

Суставной хрящ представляет специализированный внеклеточный матрикс, который продуцируется и сохраняется метаболически активными суставными хондроцитами. Сохранение нормального, здорового внеклеточного матрикса отражает динамический баланс между скоростью биосинтеза и включением матричных компонентов и скоростью их разрушения и последующей потери из хряща в синовиальную жидкость. Несмотря на то, что регуляторные механизмы, которые лежат в основе гомеостаза в матриксе, не совсем еще хорошо понятны, они четко изменяются при воспалительных заболеваниях суставов и в ответ на травму суставов так, что скорость распада матрикса превышает скорость нового синтеза матричных компонентов. Гомеостаз в матриксе обычно рассматривается, как динамический баланс между катаболическими цитокинами и анаболическими цитокинами (включая факторы роста). Оптимальная комбинация терапевтических агентов, подходящих для защиты хряща, сдвигает динамическое равновесие в матриксе, ускоряя скорость синтеза и одновременно ингибируя скорость распада, таким образом делая максимальными анаболические процессы и способствуя восстановлению хряща.

Катаболические цитокины, такие как IL-1β и TNF-α, действуют на специфические рецепторы хондроцитов, индуцируя продукцию MMPs, которые индуцируют распад матрикса, в то время как разрушение ингибируется анаболическими цитокинами, такими как TGF-β, ВМР-2 и IGF-1. Следовательно, терапевтический подход, базирующийся только на ингибировании катаболических процессов (такой, как композиция ингибитора ММР и антагониста IL-1), не является оптимальным для восстановления хряща, поскольку необходимы анаболические агенты для индукции или ускорения биосинтеза и сборки компонентов для продукции матрикса. Второе, множество катаболических цитокинов (IL-1, TNF, IL-17, IL-18, LIF), которые участвуют в деструкции хрящевого матрикса, указывает, что будет непрактичным полностью блокировать катаболическую активность цитокинов. И наоборот, подход, который основывается только на использовании анаболических агентов таких, как IGF-1, BMP-2 или BMP-7, не является оптимальным, поскольку он не направлен на противорегуляторную роль катаболических цитокинов. TGF-β, ВМР-2 и IGF-1 также действуют на специфические рецепторы с индукцией хондроцитов продуцировать компоненты матрикса, которая тормозится под действием IL-1β, TNF-α, IL-17 и LIF. Следовательно, оптимальная терапевтическая комбинация для защиты хряща состоит из по меньшей мере одного анаболического агента и одного ингибитора катаболизма хряща.

Настоящее изобретение также обеспечивает способ получения лекарственного препарата, составленного в виде разбавленного орошающего раствора для использования при постоянном орошении места операции, обычно в месте сустава у пациента во время артроскопической хирургической процедуры. Способ включает растворение в физиологической, содержащей электролиты жидкости-носителе по меньшей мере одного агента против разрушения хряща и предпочтительно одного или более агентов ингибирующих боль/воспаления и для некоторых применений агентов против разрушения хряща, где каждый агент включен в концентрации предпочтительно не более чем 100000 нмоль, более предпочтительно не более чем примерно 25000 нмоль, и наиболее предпочтительно не более чем примерно 10000 нмоль.

Способ по настоящему изобретению обеспечивает доставку разбавленной комбинации многочисленных антагонистов и агонистов рецепторов и ингибиторов и активаторов ферментов непосредственно на рану или место операции во время терапевтических или диагностических процедур для подавления боли, воспаления и разрушения хряща. Поскольку активные ингредиенты в растворе применяются местно непосредственно на ткани в месте операции в течение постоянного периода времени, препараты можно эффективно использовать в очень низких дозах по сравнению с дозами, необходимыми для проявления терапевтического эффекта, когда те же препараты доставляются перорально, внутримышечно, подкожно или внутривенно. В том смысле, как он используется, термин "местный" включает применение препарата в или вокруг раны или другого места операции, и исключает пероральное, подкожное, внутривенное и внутримышечное введение. Термин "постоянный", в том смысле, как он используется, включает непрерывное применение, неоднократное применение с частыми интервалами, и применения, которые являются непрерывными за исключением коротких остановок, позволяющих ввести другие препараты, или агенты, или оборудование для процедуры, таким образом, что в основном постоянная, заранее определенная концентрация сохраняется местно в ране или месте операции.

Преимущества применения агентов в низких дозах являются троекратными. Наиболее важным является отсутствие системных побочных эффектов, которые часто ограничивают полезность данных агентов. Кроме того, агенты, выбранные для особых применений в растворах по настоящему изобретению, являются высоко специфичными в отношении медиаторов и опосредующих мишеней, на которые они действуют. Данная специфичность поддерживается используемыми низкими дозами. Наконец, стоимость данных активных агентов для хирургической процедуры является низкой.

Преимущества местного применения агентов путем орошения или другого применения жидкости являются следующими: (1) местное применение гарантирует наличие известной концентрации в целевом месте, независимо от вариабельности между пациентами в метаболизме, кровяном потоке и т.п.; (2) в результате прямого способа доставки терапевтическую концентрацию получают незамедлительно и, таким образом, обеспечивается усовершенствованный контроль дозирования; и (3) также местное применение активных агентов непосредственно на рану или место операции существенно снижает деградацию агентов в системных процессах, например, в результате первичного и вторичного метаболизма, что в противном случае будет иметь место, когда агенты вводят перорально, внутривенно, подкожно или внутримышечно. Это особенно касается тех активных агентов, которые по своей природе являются пептидами, которые быстро метаболизируются. Таким образом, местное применение позволяет использовать соединения или агенты, которые в противном случае нельзя использовать в терапевтических целях. Например, некоторые агенты в следующих группах являются пептидами; антагонисты брадикининовых рецепторов; антагонисты тахикининовых рецепторов; агонисты опиоидных рецепторов; антагонисты CGRP-рецепторов; и антагонисты интерлейкиновых рецепторов; антагонисты TNF-рецепторов; агонисты TGF-β-рецепторов; агонисты ВМР-2- и ВМР-7-рецепторов; агонисты рецепторов IL-4, IL-10 и IL-13; агонисты и антагонисты интегриновых рецепторов. Местная, постоянная доставка на рану или место операции сводит до минимума деградацию или метаболиз препаратов, в то же время обеспечивая постоянную замену той порции агента, которая может деградировать, для гарантии того, что местная, терапевтическая концентрация, достаточная для поддержания занятости рецептора или насыщения фермента, поддерживается во время всего периода хирургической процедуры.

Местное периоперативное применение раствора во время хирургической процедуры по настоящему изобретению дает упреждающий обезболивающий, противовоспалительный и защитный в отношении хряща эффект. В том смысле, как он используется, термин "периоперативный" включает применение во время процедуры, перед и во время процедуры, во время и после процедуры, и перед, во время и после процедуры. Для максимального проявления упреждающего противовоспалительного, обезболивающего (для некоторых применений) и защитного для хряща (для некоторых применений) действия растворы по настоящему изобретению наиболее предпочтительно применяют перед, во время и после операции. Занимая целевые рецепторы или инактивируя или активируя целевые ферменты до начала значительного местного травмирования во время операции агенты настоящего раствора модулируют специфические пути для упреждающего подавления целевого патологического процесса. Если медиаторы или процессы воспаления упреждающе подавляются по настоящему изобретению до того, как они могут вызвать повреждение ткани, польза является более существенной, чем, если она предоставляется после того, как повреждение уже началось.

Было показано, что ингибируя более чем один медиатор боли, воспаления или разрушения хряща, применением раствора из многих агентов по настоящему изобретению, наглядно снижается степень воспаления и боли, и теоретически будет обеспечиваться защитное действие в отношении хряща. Орошающие растворы по настоящему изобретению включают комбинации препаратов, где каждый раствор действует на многочисленные рецепторы или ферменты. Таким образом, лекарственные агенты являются одновременно эффективными против целой комбинации патологических процессов, включая боль и воспаление и потерю гомеостаза в хряще. Полагается, что действие данных агентов является синергетическим, а именно многие антагонисты рецепторов и ингибирующие агонисты по настоящему изобретению обеспечивают в комбинации диспропорционально повышенную эффективность по сравнению с эффективностью отдельных агентов. Синергетическое действие нескольких агентов по настоящему изобретению обсуждается с помощью примера ниже при подробном описании данных агентов.

Используемый периоперативно, раствор приводит к клинически заметному подавлению боли и воспаления в месте операции и разрушения хряща по сравнению с используемыми в настоящее время орошающими жидкостями, тем самым снижая потребность пациентов в анестетиках в послеоперационном периоде (т.е. опиате), и соответственно, позволяя проводить более раннюю мобилизацию места операции у пациента. Со стороны хирурга и персонала операционной не требуется дополнительных усилий для применения настоящего раствора по сравнению с обычными орошающими жидкостями. Для оптимальной защиты хряща растворы по изобретению применяются непосредственно на сустав перед, во время и/или после хирургической процедуры.

IV. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение будет подробнее описано с помощью примеров со ссылкой на сопровождающие чертежи, где:

Фигура 1 представляет схематичный вид хондроцита, показывающий молекулярные мишени и поток сигнальной информации, приводящей к продукции медиаторов воспаления и сдвигам в метаболизме хряща. Показано, что интеграция внешних сигналов посредством нескольких семейств клеточных поверхностных рецепторов, включая цитокиновые рецепторы, такие как семейство рецепторов интерлейкина-1 (IL-1) и семейство рецепторов фактора некроза опухолей (TNF), надсемейство TGF-β-рецепторов и интегрины, сходятся на общих внутриклеточных путях передачи сигналов, которые включают большие группы белковых молекул, являющихся терапевтическими мишенями для препаратов, включенных в растворы по настоящему изобретению (МАРкиназы, РКС, тирозинкиназы, SH2-белки, СОХ, PLA2 и NF-6B). Активация данных путей передачи сигналов регулирует экспрессию в хондроцитах ряда индуцируемых генных продуктов, включая IL-1, TNF-α, IL-6, IL-8 и стромелизин (ММР-3) и другие медиаторы (окись азота (NO) и PGE2), которые могут привести к воспалению и/или разрушению хряща, или синтезу матричных молекул и пролиферации хондроцитов.

Фигура 2 представляет схематичный вид синовиоцита, показывающий молекулярные мишени и поток сигнальной информации, приводящей к продукции медиаторов воспаления и сдвигам в метаболизме хряща. Показано, что интеграция внешних сигналов посредством нескольких семейств клеточных поверхностных рецепторов, включая цитокиновые рецепторы, которые включают семейство рецепторов интерлейкина-1 (IL-1) и семейство рецепторов фактора некроза опухолей (TNF), сопряженные с G-белком рецепторы, которые включают брадикининовые, гистаминовые и серотониновые подтипы, и интегрины, сходятся на общих внутриклеточных путях передачи сигналов, которые включают большие группы белковых молекул, являющихся терапевтическими мишенями для препаратов, включенных в растворы по настоящему изобретению (МАР-киназы, РКС, тирозинкиназы, SH2-белки, СОХ, PLA2 и NF-6B). Активация данных путей передачи сигналов регулирует экспрессию в синовиоцитах ряда индуцируемых генных продуктов, включая IL-1, TNF-α, IL-6, IL-8 и стромелизин (ММР-3), которые могут привести к воспалению и/или разрушению хряща.

Фигура 3 представляет диаграмму общих путей передачи сигналов в хондроцитах и синовиоцитах, включая ключевые сигнальные белки, ответственные за "перекрестное влияние" между активированными GPCR-рецепторными путями и провоспалительными цитокиновыми путями, которые приводят к воспалению и разрушению хряща.

Фигура 4 представляет диаграмму общих путей передачи сигналов в хондроцитах и синовиоцитах, включая ключевые сигнальные белки, ответственные за "перекрестное влияние" между активированными GPCR-рецепторными путями и провоспалительными цитокиновыми путями. Указаны специфические молекулярные сайты действия некоторых лекарственных препаратов в предпочтительном защитном для хряща растворе по настоящему изобретению.

Фигура 5 представляет диаграмму молекулярных мишеней, находящихся либо на хондроцитах, либо на синовиоцитах, которые способствуют анаболическому ответу в хряще. Указаны специфические сайты действия некоторых лекарственных препаратов в предпочтительном защитном для хряща растворе по настоящему изобретению.

Фигура 6 представляет диаграмму молекулярных мишеней, находящихся либо на хондроцитах, либо на синовиоцитах, которые способствуют катаболическому ответу в хряще. Указаны специфические сайты действия некоторых лекарственных препаратов в предпочтительном растворе для защиты хряща по настоящему изобретению.

Фигура 7 представляет графическое изображение продукции простагландина Е2 в культурах синовиоцитов регуляторными агонистами G-белка с последующим премированием в течение ночи интерлейкином-1 (IL-1, 10 Е/мл). Культуры стимулировали в течение указанных периодов времени гистамином (100 мкМ, незакрашенные столбцы) или брадикинином (1 мкМ, закрашенные столбцы) и определяли высвобождаемый в культуральный супернатант простагландин Е2, как описано в примере 6. Представленные значения представляют среднее значение±стандартное отклонение в типичном опыте и с поправкой на фоновую продукцию простагландина Е2 в не стимулированных культурах.

Фигура 8 представляет графическое изображение ингибирования продукции простагландина Е2 в синовиальных культурах под действием кетопрофена. Культуры примировали в течение ночи IL-1 (10 Е/мл) в присутствии (показано, как ) или отсутствии (показано, как "Δ" или "▿") кетопрофена в указанных концентрациях. Через один день определяли простагландин Е2 в супернатантах культур, обработанных в течение ночи кетопрофеном, и оставшиеся культуры промывали, инкубировали в течение 10 мин с кетопрофеном в указанных концентрациях, и затем определяли продукцию простагландина Е2 в ответ на последующую стимуляцию гистамином в течение 3 мин (100 мкМ, ▿) или брадикинином (1 мкМ, Δ) в продолжающемся присутствии кетопрофена в указанных количествах. Представленные данные нормализованы по отношению к максимальному ответу, полученному для каждого агониста соответственно, и представляют среднее значение ± стандартное отклонение, полученное в трех опытах, проведенных на различных клеточных линиях.

Фигура 9 представляет графическое изображение действия кетопрофена на продукцию IL-6 в синовиальных культурах на 16 ч в присутствии IL-1 в указанных концентрациях плюс добавленные лиганды рецепторов, сопряженные с G-белком. Культуры инкубировали в течение 16 ч с IL-1 в указанных концентрациях (0,3, 1,0 и 3,0 пг/мл) в отсутствии и присутствии 0/75 мкМ кетопрофена в экспериментальной культуральной среде с одним из следующих дополнительных рецепторных лигандов: 1) изопротеренолом (ISO) в концентрации 1,0 мкМ для активации общего пути или 2) гистамином (HIS) в концентрации 100 мкМ для активации IР3/кальциевого пути. Собирали культуральные супернатанты и замещали аликвотами свежей среды, содержащей добавки тех же агонистов с 8-часовыми интервалами. После обработки собирали супернатанты среды, соответствующие интервалам обработки от 8 до 16 ч, и анализировали на содержание IL-6.

V. ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Орошающие и инъекционные растворы по настоящему изобретению представляют растворы одного или более агентов для защиты хряща агентов и необязательно одного или более обезболивающих и/или противовоспалительных агентов в физиологическом носителе. Носитель является жидким раствором, который предназначен для включения биосовместимых растворителей, суспензий, полимеризующихся и неполимеризующихся гелей, паст и мазей, а также компонентов систем доставки с постоянным высвобождением, таких как микрочастицы, микросферы или наночастицы, состоящие из белков, липосом, углеводородов, синтетических органических соединений или неорганических соединений. Предпочтительно носитель представляет водный раствор, который может включать физиологические электролиты, такой как обычный физиологический раствор или лактированный раствор Рингера.

Агенты против воспаления и/или боли выбраны из группы, состоящей из (1) антагонистов, серотониновых рецепторов; (2) агонистов серотониновых рецепторов; (3) антагонистов гистаминовых рецепторов; (4) антагонистов брадикининовых рецепторов; (5) ингибиторов калликреина; (6) антагонистов тахикининовых рецепторов, включая антагонисты подтипов рецепторов нейрокинина₁ и нейрокинина₂; (7) антагонистов рецепторов пептида, связанного с геном кальцитонина (CGRP); (8) антагонистов интерлейкиновых рецепторов; (9) ингибиторов ферментов, активных в синтезе метаболитов арахидоновой кислоты, в том числе (а) ингибиторы фосфолипазы, включая ингибиторы изоформы PLA₂ и ингибиторы изоформы PLC; (b) ингибиторы циклооксигеназы и (с) ингибиторы липооксигеназы; (10) антагонистов простаноидных рецепторов, включая антагонисты подтипа рецепторов эйкозаноида ЕР-1 и ЕР-4 и антагонисты подтипа рецепторов тромбоксана; (11) антагонистов лейкотриеновых рецепторов, включая антагонисты подтипа рецепторов лейкотриена В4 и подтипа рецепторов лейкотриена D₄; (12) агонистов опиоидных рецепторов, включая агонисты рецепторов подтипа μ-опиоида, δ-опиоида и κ-опиоида; (13) агонистов и антагонистов пуриноцепторов, включая антагонисты рецепторов Р_2X и антагонисты рецепторов P_2Y; (14) антагонистов кальциевых каналов.

Подходящие защитные для хряща агенты включают, например, (1) антагонисты ре