Композиции легочных сурфактантов и способы их применения, содействующие очищению от слизи

Композиции легочных сурфактантов и способы их применения, содействующие очищению от слизи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Данная заявка претендует на приоритет Предварительной заявки США №60/845991, поданной 19 сентября 2006, полное содержание которой включено в данное описание путем отсылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к фармакологии. Предоставлены способы лечения, которые облегчают очищение от слизи при легочных расстройствах, таких как кистозный фиброз, первичная цилиарная дискинезия, бронхоэктазия, астма и вентиляционно-ассоциированная пневмония.

Предшествующий уровень техники

На всем протяжении описания изобретения цитируются различные публикации, включая патенты, опубликованные заявки, технические статьи и научные статьи. Каждая из этих цитируемых публикаций включена целиком в данное описание путем отсылки.

Кистозный фиброз (муковисцидоз) (КФ) представляет собой рецессивное генетическое расстройство с частотой заболеваний приблизительно один случай из каждых 3500 родившихся живыми детей. КФ появляется вследствие мутации гена трансмембранного регулятора муковисцидоза, и происходящего в результате этого ухудшения ионного транспорта. Результатом таких мутаций является секреция ненормально густой, вязкой слизи, которая заграждает легкие и дыхательные пути (Gibson RL et al. (2003) Am. J. Respir. Crit. Care Med. 168:918-51). Нарушения ионного транспорта в дыхательных путях пациентов с КФ приводят к обезвоживанию поверхности дыхательных путей. Затем слизь в дыхательных путях может прилипнуть к поверхностям дыхательных путей, в конечном итоге заграждает дыхательные пути при КФ и служит субстратом для бактериальной колонизации и хронической инфекции.

В дополнение к КФ многочисленные другие хронические или транзиторные легочные болезни отличаются удерживанием слизистых секретов в легких и дыхательных путях. Такие болезни включают острый и хронический бронхит и другое хроническое обструктивное заболевание легких (COPD), бронхоэктазию, бронхеолит, первичную или вторичную цилиарную дискинезию, астму, синусит и пневмонию.

Для целостности легких является важным легочный сурфактант (ЛС) (Griese M et al. (2005) Am. J. Respir. Crit. Care Med. 170:1000-5). Легочные сурфактанты синтезируются эпителиальными клетками и состоят приблизительно из 90% липидов и 10% протеинов (Devendra G. et al. (2002) Respir. Res. 3:19-22). ЛС защищает альвеолярную поверхность легких и терминальных дыхательных путей, ведущих к альвеолам, и способствует дыханию посредством непрерывной модификации поверхностного натяжения жидкости, обычно присутствующей внутри альвеол. Путем снижения поверхностного натяжения терминальных дыхательных путей сурфактант поддерживает их раскрытое состояние, т.е. держит дыхательные пути открытыми (Griese М. (1999) Eur. Respir. J. 13:1455-76). Утрата раскрытого состояния ведет к закупорке дыхательных путей и нарушению функции легких. У человека ЛС главным образом содержит фосфолипиды и четыре поверхностно-активных полипептида, которые называются SP-A, SP-B, SP-C и SP-D (Tierney DF et al. (1989) Am. J. Physiol. 257:L1-L12; и Griese M. (1999) Eur. Respir. J. 13:1455-76). SP-A, -В и -С важны для уменьшения поверхностного натяжения. Отсутствие SP-B у человека является фатальным. SP-A способствует устойчивости к ингибированию активности сурфактанта медиаторами и продуктами воспаления (Griese M. et al. (2005) Respir. Res. 6:133-42). SP-D содействует фагоцитозу патогенов и обладает иммуномодулирующими, противовоспалительными и антиокислительными свойствами (Clark H. et al. (2003) Arch. Dis. Child 88:981-4).

Были исследованы потенциальные возможности природных и синтетических легочных сурфактантов для лечения различных легочных расстройств, включая в числе других, астму, бронхиолит, хронический бронхит, кистозный фиброз, пневмонию и неонатальный синдром дыхательной недостаточности (Griese M. (1999) Eur. Respir. J. 13:1455-76). В большинстве случаев было отмечено некоторое умеренное улучшение в состояниях пациентов, несмотря на то, что лечение пациентов с ФК экстрактом бычьих сурфактантов не приводило к улучшению легочной функции или оксигенации, вследствие, по меньшей мере, отчасти, недостаточного выделения ЛС в легких пациентов (Griese M. et al. (1997) Eur. Respir. J. 10:1989-97). В отличие от этого было сообщено, что лечение поверхностно-активным липидом в виде аэрозоля палмитоилфосфатидилхолином (DPPC) улучшает легочную функцию и подвижность мокроты у пациентов с хроническим бронхитом (Anzueto А. et al. (1997), J. Am. Med. Assoc. 278:1426-1431).

Гиперосмолярные растворы и аэрозоли используют для оказания содействия выведению слизистых секретов из дыхательных путей, улучшая, таким образом, легочную функцию. Например, было сообщено, что гиперосмолярный сухой порошковый маннитол улучшает легочную функцию у взрослых субъектов с бронхоэктазом, не связанным с КФ, и уменьшает поверхностную адгезию и увеличивает устранение отхаркиваемой мокроты откашливанием (Daviskas E. et al. (2005) Respirology 10:46-56). Сообщалось о введении гипертонического раствора NaCl (1M) пациентам с КФ с помощью ингаляции для облегчения устранения мокроты и улучшения функции легких у пациентов (см., например, Donaldson SH et al. (2006) N. Engl. J. Med. 354:241-50). Однако действие гипертонического раствора является кратковременным, и сам гипертонический раствор не восстанавливает раскрытое состояние большинства закрытых дыхательных путей у пациентов (Elkins MR et al. (2006) N. Engl. J. Med. 354:229-40). Кроме того, ингаляция гипертоническим раствором может вызвать бронхостеноз у некоторых пациентов и усилить воспаление (Didier С. et al. (2001) Chest 120:1815-21; and. Sun R. et al. (2002) Am. J. Respir. Crit. Care Med 166:352-5). По существу, имеется необходимость в методах лечения КФ и других подобных легочных расстройств, которые усиливают выведение слизи и легочную функцию у пациентов и одновременно восстанавливают раскрытое состояние дыхательных путей при ограниченном числе отрицательных побочных явлений.

Раскрытие изобретения

Один аспект изобретения описывает способ, способствующий выведению слизи у пациента с легочным состоянием, отличающимся чрезмерной секрецией слизи, ухудшением очищения от слизи или воспалительным состоянием легких. Способ включает введение пациенту, по меньшей мере, одного легочного сурфактанта в количестве, эффективном для оказания содействия очищению от слизи у пациента. Легочные состояния, которые можно лечить данным способом, включают, но не ограничиваются этим, кистозный фиброз, острый или хронический бронхит, бронхоэктазию, бронхиолит, первичную или вторичную цилиарную дискинезию, COPD, астму, пневмонию или синусит.

В определенных вариантах осуществления изобретения легочный сурфактант представляет собой синтетический легочный сурфактант, содержащий один или больше фармацевтически приемлемых фосфолипидов, смешанных с полипептидом SP-B или его фрагментом, или полипептид, содержащий, по меньшей мере, 10 аминокислотных остатков и не больше, чем около 60 аминокислотных остатков. Полипептид включает последовательность, имеющую переменные области гидрофобных и гидрофильных аминокислотных остатков, представленную формулой (Za U_b)_c Zd, в которой Z представляет собой гидрофильный аминокислотный остаток, независимо выбранный из группы, состоящей из R и К; U представляет собой гидрофобный аминокислотный остаток, независимо выбранный из группы, состоящей из L и С; а представляет собой 1 или 2; b имеет среднее значение от около 3 до около 8; с представляет собой число от 1 до 10; и d представляет собой число от 0 до 2. В различных вариантах осуществления легочный сурфактант применяют в виде жидкого лекарственного средства для капельного введения, или как жидкий аэрозоль или сухой аэрозоль.

Лечение пациента в соответствии с вышеописанным способом приводит к улучшениям, которые включают, но не ограничиваются этим, улучшенное раскрытое состояние дыхательных путей, уменьшенное воспаление, уменьшенную непроходимость дыхательных путей, сохраненную или увеличенную легочную функцию и улучшенное качество жизни, обусловленное здоровьем (HRQOL), относительно пациента, которому не был введен легочный сурфактант.

Другой аспект изобретения описывает способ, как описано выше, который дополнительно включает введение осмотически активного вещества пациенту. Легочный сурфактант может быть введен одновременно или последовательно с осмотически активным веществом.

Осмотически активное вещество может быть фармацевтически приемлемым сахаром, сахарным спиртом или солью. В определенных вариантах осуществления осмотически активное вещество представляет собой NaCl и создается в виде солевого раствора. Обычно, солевой раствор содержит от около 0,13 до около 1,2 Осм хлористого натрия.

Лечение пациента в соответствии с вышеописанным способом приводит к улучшениям, которые включают, но не ограничиваются этим, улучшенное раскрытое состояние дыхательных путей, уменьшенное воспаление, уменьшенную непроходимость дыхательных путей, сохраненную или увеличенную легочную функцию и улучшенное качество жизни, обусловленное здоровьем (HRQOL), относительно пациента, которому не был введен легочный сурфактант.

Другой аспект изобретения описывает фармацевтическую композицию, способствующую очищению от слизи, которая включает легочный сурфактант и осмотически активное вещество. В разных вариантах осуществления осмотически активное вещество является сахаром, сахарным спиртом или солью, а легочный сурфактант является синтетическим легочным сурфактантом, содержащим один или больше фармацевтически приемлемых фосфолипидов, смешанных с полипептидом SP-B или его фрагментом, или полипептид, содержащий, по меньшей мере, 10 аминокислотных остатков и не больше, чем около 60 аминокислотных остатков. Полипептид включает последовательность, имеющую переменные области гидрофобных и гидрофильных аминокислотных остатков, представленную формулой (Za U_b)_c Zd, в которой Z представляет собой гидрофильный аминокислотный остаток, независимо выбранный из группы, состоящей из R и K; U представляет собой гидрофобный аминокислотный остаток, независимо выбранный из группы, состоящей из L и С; а представляет собой 1 или 2; b имеет среднее значение от около 3 до около 8; с представляет собой число от 1 до 10; и d представляет собой число от 0 до 2.

В определенных вариантах осуществления осмотически активное вещество является солью. Композиция может иметь осмоляльность приблизительно между 220-1200 мОсм/кг, концентрацию свободных анионов приблизительно между 20-200 ммоль/л и значение рН приблизительно между 6,8 и 8,0.

В отдельных вариантах осуществления композиция содержит NaCl в качестве соли, а легочный сурфактант содержит 1,2-дипалмитоил-sn-глицеро-3-фосфохолин (DPPC), 1-палмитоил-2-олеил-sn-глицеро-3-фосфоглицерин (POPG), пальмитиновую кислоту (РА) и пептид, имеющий последовательность KLLLLKLLLLKLLLLKLLLLK (KL4, SEQ ID NO:1). Композицию предпочтительно разрабатывают для аэрозольной доставки, причем она может быть специально разработана для доставки дозы в легкие приблизительно между 20 и 200 мг суммарного фосфолипидного эквивалента в день.

Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут понятны исходя из чертежей, подробного описания и примеров, которые следуют далее.

Краткое описание чертежей

Фигура 1. Скорости выхода аэрозоля (мкл/с) для луцинактанта (10, 20, 30 мг/мл) или 30 мг/мл лиофилизированных KL4 сурфактантных композиций, приготовленных с увеличивающимися концентрациями NaCl. Использовали аэрозольный аппарат Aeroneb Pro; точки на графике представляют три образца, каждый измеряли трижды; указаны планки погрешностей.

Фигура 2. Скорости выхода аэрозоля (мкл/с) для луцинактанта (10, 20, 30 мг/мл) или 30 мг/мл лиофилизированных KL4 сурфактантных композиций, приготовленных с увеличивающимися концентрациями. Использовали аэрозольный аппарат Pan LC Star; точки на графике представляют три образца, каждый измеряли трижды; указаны планки погрешностей.

Подробное описание изобретения

На всем протяжении подробного описания и формулы изобретения используются различные термины, относящиеся к способам и другим аспектам настоящего изобретения. Подобные термины представлены в их обычном значении в данной области техники, если не указано иное. Другие более точно определенные термины следует толковать образом, совместимым с предоставленным здесь определением.

Определения

Если не указано иначе, все технические и научные термины, использованные здесь, имеют то же самое значение, которое обычно понятно среднему специалисту в области техники, к которой относится данное изобретение. Несмотря на то, что любые способы и материалы, подобные или эквивалентные описанным здесь, могут быть использованы на практике для проверки настоящего изобретения, предпочтительными материалами и способами являются описанные здесь. В описании и в формуле изобретения настоящего изобретения будет использоваться следующая терминология.

Также следует понимать, что терминология, использованная здесь, используется только с целью описания отдельных вариантов осуществления и не является ограничивающей. При использовании в данном подробном описании и прилагаемой формуле изобретения, формы единственного числа "a", "an", и "the" включают ссылки во множественном числе, если содержание явно не диктует иное. Таким образом, например, ссылка на "какой-либо легочный сурфактант" включает комбинацию из двух или больше легочных сурфактантов, и тому подобное.

"Около (приблизительно)" при использовании здесь, при ссылке на измеряемую величину, такую как количество, продолжительность времени и тому подобное, означает, что включаются изменения ±20% или ±10%, более предпочтительно ±5%, даже более предпочтительно ±1%, и еще более предпочтительно ±0,1% от заданного значения, как таковые варианты предназначены для того, чтобы осуществить раскрытые способы.

"Лечение" относится к любому благоприятному исходу или признакам благоприятного исхода при ослаблении или улучшении повреждения, патологии или состояния, включая любой объективный или субъективный параметр, такой как, смягчение, ослабление, уменьшение симптомов или установление повреждения, патологии или состояния более переносимого для пациента, замедление скорости дегенерации или ухудшения, приведение завершающей точки дегенерации к менее ослабляющему состоянию, улучшение физического или психического здоровья субъекта или увеличение продолжительности выживания. Лечение или уменьшение интенсивности симптомов может быть основано на объективных или субъективных параметрах; включая результаты медицинского осмотра, неврологического обследования и/или психиатрических оценок.

"Эффективное количество" или "терапевтически эффективное количество" используются здесь взаимозаменяемо, и относятся к количеству соединения, состава, вещества или композиции, как описано здесь, эффективного для достижения отдельного биологического результата. Такие результаты могут включать, но не ограничиваются этим, увеличение очищения от слизи, увеличение легочной функции и/или раскрытого состояния дыхательных путей, и лечение кистозного фиброза или другой легочной болезни у субъекта, как устанавливается любыми способами, пригодными в данной области техники.

"Фармацевтически приемлемый" относится к тем свойствам и/или веществам, которые являются приемлемыми для пациента с фармакологической/токсикологической точки зрения и для химика-фармацевта на производстве с физической/химической точки зрения относительно композиции, состава, стабильности, одобрения пациента и биодоступности. "Фармацевтически приемлемый переносчик" относится к среде, которая не служит препятствием для эффективности биологической активности активного ингредиента(ов) и не является токсической для хозяина, которому вводится.

"Активность сурфактанта" относится к способности любой субстанции, такой как органическая молекула, протеин или полипептид, или отдельно или в комбинации с другими молекулами, уменьшать поверхностное натяжение на поверхности раздела воздух/вода. Измерения могут быть проведены посредством исследования in vitro с помощью метода Вильгельми (Wilhelmy Balance) или сурфактометра, использующего пульсирующий газовый пузырь (например, King et al. (1972) Am. J. Physiol. 223:715-726, и Enhoming G. (1977) J. Appl. Physiol. 43:198-203). Коротко, сурфактометр Enhoming Surfactometer (Surfactometer International, Торонто, Онтарио) измеряет градиент давления (δP) поперек поверхности раздела жидкость-воздух пузырька, который пульсирует со скоростью 20 циклов/мин между максимальным (0,55 мм) и минимальным (0,4 мм) радиусом. За образовавшимся пузырьком, окруженным водой при 37°С в 20-мкл камере для проб, наблюдают в микроскоп, в то время как изменения давления записываются на ленточный самописец, калиброванный для 0 и -2 см Н₂О. Кроме того, можно легко провести измерения in vivo увеличения растяжимости или потока воздуха при данном давлении воздуха, проникающего в легкие (Robertson В. (1980) Lung 158:57-68). В этом исследовании образец, который должен быть оценен, вводят через канюлю в трахее эмбриональным кроликам или ягнятам, которых извлекают посредством преждевременного Кесарева сечения. Измерения растяжимости легкого, парциального давления газа в крови и вентиляционного давления дают индексы активности. Исследования активности сурфактанта in vitro, которую оценивают как способность понижать поверхностное натяжение пульсирующего пузырька, и исследования in vivo, использующие эмбрионы кроликов, подробно описаны Revak SD et al. (1986) Am. Rev. Respir. Dis. 134:1258-1265.

"Аэрозоль" относится к жидким или твердым частицам, которые суспендированы в газе. При использовании в предложенных способах аэрозоль содержит терапевтически активную композицию. Аэрозоль может быть в виде раствора, суспензии, эмульсии, порошка, твердого или полутвердого препарата.

"Осмолярность" относится к концентрации осмотически активных частиц в растворе, выраженной в единицах осмоль растворенного вещества на литр раствора. Осмоляльность относится к концентрации осмотически активных частиц в растворе, выраженной в единицах осмоль растворенного вещества на килограмм раствора. Для обозначения осмолярности и осмоляльности здесь используют сокращения "Осм" или "мОсм", и осмолярность и осмоляльность различают исходя из того, что измерения сделаны на литр или на килограмм раствора. "Осмоль" представляет собой количество вещества, которое диссоциирует в раствор с образованием одного моль осмотически активных частиц.

"Осмотически активные" вещества, использованные в настоящем изобретении, являются мембранно-непроницаемыми (т.е. по существу непоглощаемыми, невсасывающимися) на поверхности дыхательных путей или эпителиальной поверхности легких. Термины "поверхность дыхательных путей", "поверхность легкого" или "легочная поверхность" при использовании здесь включают поверхности легочных дыхательных путей, таких как бронхи и бронхиолы, альвеолярные поверхности и назальные и синусовые поверхности. Осмотически активное вещество здесь иногда называется "осмолит".

Было замечено, что гипертонический солевой раствор в виде аэрозоля улучшает легочную функцию и усиливает очищение от слизи при введении пациентам с КФ, хотя гипертонического солевого раствора было недостаточно для восстановления раскрытого состояния закрытых дыхательных путей. В соответствии с настоящим изобретением ожидается, что легочный сурфактант, посредством детергент-подобного действия, поможет улучшить мукоцилиарный клиренс откашливанием и уменьшить непроходимость дыхательных путей с помощью уменьшения адгезии слизи. Настоящее изобретение использует легочные сурфактанты, отдельно или в комбинации с осмотически активным веществом для того, чтобы дать большую суммарную пользу пациентам с легочными расстройствами, отличающимися ненормальной выработкой слизи или ослабленным очищением от слизи.

Таким образом, один аспект настоящего изобретения описывает способы лечения легочных расстройств, вовлекающих ненормальную выработку слизи или ослабленное очищение от слизи. Способы включают введение легочного сурфактанта пациенту в количестве, эффективном для того, чтобы содействовать очищению от слизи у пациента. Способ необязательно может включать введение легочного сурфактанта вместе с осмотически активным веществом. Способ может дополнительно включать комбинированную терапию с другими мукокинетическими, муколитическими или терапевтическими средствами.

Другой аспект изобретения описывает фармацевтические композиции для лечения легочных расстройств, вовлекающих ненормальную выработку слизи или ослабленное очищение от слизи. Эти композиции содержат легочный сурфактант в сочетании с осмотически активным веществом. В разных вариантах осуществления осмолярность композиций устанавливают в соответствии с типом легочного расстройства, которое подвергается лечению, причем осмолярность может колебаться в пределах от приблизительно изоосмотического (например, для лечения синусита или легких форм хронического бронхита) до самого гиперосмотического (например, для лечения кистозного фиброза), как подробнее описано здесь.

Способы, способствующие очищению от слизи

Предоставлены способы, способствующие очищению от слизи и улучшающие легочную функцию у пациентов, страдающих от легочных состояний, при которых выработка слизи является чрезмерной, густой или иным образом затрудненной для вычищения из легких и дыхательных путей. Подобные состояния включают, но не ограничиваются этими состояниями, кистозный фиброз, острый или хронический бронхит, вентиляционно-ассоциированную пневмонию, бронхоэктазию, бронхиолит, первичную или вторичную цилиарную дискинезию, COPD, астму, пневмонию или синусит.

Один из способов включает введение экзогенного легочного сурфактанта (ЛС) пациенту, в лекарственной форме и в режиме, эффективном для улучшения очищения от слизи легких и дыхательных путей. Без намерения ограничиваться механизмом, полагают, что введение ЛС улучшает выведение слизи из дыхательных путей посредством снижения поверхностного натяжения и увеличения текучести слизистых пробок, облегчая, таким образом, выведение слизи и действуя как отхаркивающее средство. Слизь может отходить из других недоступных областей легкого и таким образом может становиться доступной для других терапевтических средств. Кроме того, показано, что определенные сурфактанты, такие как луцинактант и другие сурфактанты неживотного происхождения, обладают противовоспалительными свойствами, которые чрезвычайно полезны для уменьшения признаков и симптомов КФ и других вышеперечисленных легочных состояний, при которых некоторую роль играет воспаление и инфекция (например, Pseudomonas aeruginosa).

Другой способ включает комбинированную терапию с помощью ЛС и осмотически активного вещества. Было показано, что осмотически активные вещества, такие как гиперосмотический солевой раствор, способствуют выведению слизистых секретов из дыхательных путей, таким образом, улучшая легочную функцию. Однако такие вещества не могут успешно восстанавливать раскрытое состояние дыхательных путей, и их применение может вызывать у некоторых пациентов бронхостеноз и усиливать воспаление. Введение ЛС вместе с осмотически активными веществами будет облегчать некоторые из этих негативных побочных явлений, так как предоставляет дополнительные преимущества уменьшенного поверхностного натяжения в легких и дыхательных путях и повышенной текучести слизи, как описано выше.

Любой из вышеупомянутых способов может быть объединен с дополнительным видом лечения состояния, которое подвергается лечению, включая лечение другими терапевтическими средствами, такими как, стероиды, оксид азота, антиоксиданты или химически активные поглотители кислорода, кортикостероиды, отхаркивающие средства, муколитические средства, бронходилататоры, диуретики, антибактериальные или противоинфекционные средства, антигипертензивные средства или противовоспалительные средства (например, ингибиторы PLA2, ингибиторы протеазы или эластазы, ингибиторы PDE-4, не говоря уже о других), как будет понятно специалисту в данной области техники. Такие средства могут быть введены одновременно или последовательно с композициями сурфактантов и осмотически активных веществ, если они используются. Последовательное введение дополнительных терапевтических средств может быть предшествующим или последующим относительно введения гиперосмотического средства и сурфактантной композиции. Последовательное введение может быть выполнено в разные моменты времени. Таким образом, каждый компонент может быть введен отдельно, но достаточно близко по времени, для обеспечения желательного терапевтического эффекта. Определение подходящего времени, последовательности и дозировок введения отдельных лекарственных средств настоящего изобретения находится в пределах компетенции квалифицированных специалистов.

Легочные сурфактанты:

Любой легочный сурфактант, применяемый в настоящее время, или в дальнейшем разработанный для применения при респираторном дистресс-синдроме и других легочных состояниях, пригоден для применения в настоящем изобретении. Это включает природный и синтетический легочный сурфактант. Синтетические ЛС, при использовании здесь, относятся и к безбелковым сурфактантам легкого и легочным сурфактантам, содержащим синтетические пептиды, включая пептидные миметики природного сурфактантного протеина. Современные ЛС продукты включают, но не ограничиваются этим, луцинактант (Сурфаксин^®, Discovery Laboratories, Inc., Варрингтон, Пенсильвания), бычий липидный сурфактант (BLES^®, BLES Biochemicals, Inc. London, Онтарио), калфактант (Infasurf^®, Forest Pharmaceuticals, Сент-Луис, МО), природный бычий сурфактант (Альвеофакт^®, Thomae, Германия), бычий сурфактант (Surfactant ТА^®, Tokyo Tanabe, Япония), порактант альфа (Curosurf^®, Chiesi Farmaceutici SpA, Парма, Италия), пумактант (Alee^®, Britannia Pharmaceuticals, Великобритания), берактант (Survanta^®, Abbott Laboratories, Inc., Аббот-парк, Иллинойс) и колфосцерил палмитат (Экзосурф^®, GlaxoSmithKline, pie, Middlesex, Великобритания). В предпочтительном варианте осуществления ЛС содержит синтетические пептиды. Наряду с другими преимуществами синтетический ЛС этого типа является менее иммуногенным, чем природный ЛС или ЛС, содержащий протеины животного происхождения. Следовательно, синтетический ЛС является более подходящим для повторяющегося воздействия при лечении хронических состояний.

В определенных аспектах легочный сурфактант настоящего изобретения содержит катионный пептид, который может быть получен из животного источника или синтетическим путем. Примеры пептидов для применения здесь включают природные и неприродные легочные сурфактантные полипептиды, такие как, например, один или комбинация полипептидов, полученных от животного, SP-A, SP-B, SP-C или SP-D; рекомбинантные полипептиды SP-A, SP-B, SP-C или SP-D; синтетически полученные полипептиды SP-A, SP-B, SP-C или SP-D; аналоги SP-A, SP-B, SP-C и SP-D; полипептидные мимики SP-A, SP-B, SP-C и SP-D; консервативно модифицированные варианты этого, сохраняющие активность; и фрагменты этого, сохраняющие активность. Легочный сурфактантный полипептидный мимик (имитатор, mimic) является в большинстве случаев полипептидом, который разработан так, чтобы имитировать важнейшие свойства человеческого сурфактантного протеина. В определенных предпочтительных вариантах осуществления легочный сурфактантный полипептид содержит катионный пептид, который состоит приблизительно, по меньшей мере, из 10, предпочтительно, по меньшей мере, из 11 аминокислотных остатков, и не более чем около 80, более обычно меньше, чем около 35, и предпочтительно меньше, чем около 25 аминокислотных остатков.

Примеры аминокислотных последовательностей легочных сурфактантных полипептидов для использования здесь, способы их выделения и получение их методами генной инженерии известны в данной области техники. Смотри, например. Патент США №5874406; 5840527; 4918161; 5827825; 6660833, 5006343; 5455227; 5223481; 5753621; 5891844; 4861756; 5272252; 502495; 5238920; 5302481; 6022955; 5874406; 5840527; 5827825; 6013619; 6660833; и Международные публикации № WO8603408 и WO 8904326. Предпочтительным легочным сурфактантным пептидом для применения здесь является полипептид SP-B или SP-C или полипептидный мимик.

Предпочтительный синтетический легочный сурфактант содержит один или больше фосфолипидов и полипептид, в котором полипептид при смешивании с фосфолипидом образует синтетический легочный сурфактант, имеющий сурфактантную активность больше, чем сурфактантная активность одного фосфолипида. Особенно предпочтительным легочным сурфактантным полипептидом для применения здесь является полипептид SP-B или полипептидный мимик. SP-B является протеином в природном легочном сурфактанте, который как известно является наиболее важным сурфактантным протеином для снижения поверхностного натяжения и содействия кислородному обмену. SP-B полипептидные мимики представляют собой небольшие гидрофобные полипептиды, размером обычно меньше, чем около 80 аминокислот. Многие SP-B полипептидные мимики имеют повторяющийся гидрофобный катионный мотив. Подобно природному полипептиду SP-B, SP-B мимики, предпочтительно, уменьшают поверхностное натяжение терминальных дыхательных путей, в которых не происходит газообмен, и способствуют кислородному обмену. Более того, полагают, что сурфактантные композиции, содержащие такие SP-B мимики (например, луцинактант), обладают антибиотическими свойствами и не являются иммуногенными.

Предпочтительным SP-B миметиком для применения в настоящем изобретении является пептид KL4, который представляет собой катионный пептид, содержащий повторяющиеся остатки лизина и лейцина. KL4 является представителем семейства легочных сурфактантных полипептидных миметиков, которые описаны, например, в Патентах США 5260273, 5164369, 5407914 и 6613734. Способы получения KL4 пептида можно найти в Патенте США 5164369.

В определенных вариантах осуществления легочные сурфактантные полипептидные мимики относятся к полипептидам с последовательностью аминокислотных остатков, которая имеет составную гидрофобность меньше, чем ноль, предпочтительно меньше, чем или равную -1, более предпочтительно меньше чем или равную -2. Значение составной гидрофобности для пептида определяется установлением значения соответствующей гидрофобности для каждого аминокислотного остатка в пептиде, как описано в Норр et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 78: 3824-3829, 1981. Для данного пептида значения гидрофобности суммируют, при этом сумма представляет значение составной гидрофобности. Эти гидрофобные полипептиды обычно выполняют функцию гидрофобной области SP18. Соответственно, в определенных вариантах осуществления аминокислотная последовательность легочного сурфактантного полипептида имитирует образец гидрофобных и гидрофильных остатков SP18 и выполняет функцию гидрофобной области SP18. SP18 представляет собой известный легочный сурфактантный апопротеин, более подробно описанный в Glasser et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 84: 4007-4001, 1987. Должно быть понятно, однако, что полипептиды и другие сурфактантные молекулы настоящего изобретения не ограничиваются молекулами, имеющими последовательности, подобные последовательностям нативного SP18. Наоборот, некоторые предпочтительные сурфактантные молекулы настоящего изобретения имеют небольшое сходство с SP18 в отношении специфической последовательности аминокислотных остатков, кроме того, что они имеют сходную сурфактантную активность и переменные заряженные/незаряженные (или гидрофобные/гидрофильные) последовательности остатков.

В определенных вариантах осуществления типичные полипептиды для применения здесь имеют переменные области гидрофобных и гидрофильных аминокислотных остатков и описываются, как имеющие, по меньшей мере, 10 аминокислотных остатков, представленных формулой

(ZaU_b)_cZd

Z и U представляют собой аминокислотные остатки, так что в каждом случае Z и U выбирают независимо. Z является гидрофильным аминокислотным остатком, предпочтительно выбранным из группы, состоящей из R, D, Е и K. U является гидрофобным аминокислотным остатком, предпочтительно выбранным из группы, состоящей из V, I, L, С, Y и F. Буквы "а" "b", "с" и "d" представляют собой числа, которые указывают количество гидрофильных или гидрофобных остатков. Буква "а" имеет среднее значение от около 1 до около 5, предпочтительно от около 1 до около 3. Буква "b" имеет среднее значение от около 3 до около 20, предпочтительно от около 3 до около 12, наиболее предпочтительно от около 3 до около 10. Буква "с" является числом от 1 до 10, предпочтительно от 2 до 10, наиболее предпочтительно от 3 до 6. Буква "d" имеет среднее значение от около 0 до около 3, предпочтительно от 1 до 2.

В определенных вариантах осуществления сурфактантные полипептиды включают последовательность, имеющую переменные группировки аминокислотных остатков, как показано формулой

(Z_aJ_b)_cZd,

в которой Z является аминокислотным остатком независимо выбранным из группы, состоящей из R, D, Е и K; J является α-аминоалифатической карбоновой кислотой; а имеет среднее значение от около 1 до около 5; b имеет среднее значение от около 3 до около 20; с является числом от 1 до 10; и d является числом от 0 до 3.

В определенных вариантах осуществления полипептиды настоящего изобретения имеют переменные группировки областей аминокислотных остатков, как показано формулой

(B_aU_b)_cB_d,

в которой В является аминокислотным остатком, независимо выбранным из группы, состоящей из Н, 5-гидроксилизина, 4-гидроксипролина и 3-гидроксипролина; и U является аминокислотным остатком, независимо выбранным из группы, состоящей из V, I, L, С, Y и F. В одном предпочтительном варианте В представляет собой аминокислоту, полученную из коллагена, и является предпочтительно выбранной из группы, состоящей из 5-гидроксилизина, 4-гидроксипролина и 3-гидроксипролина; а имеет среднее значение от около 1 до около 5; b имеет среднее значение от около 3 до около 20; с является числом от 1 до 10; и d является от 0 до 3.

В определенных вариантах осуществления сурфактантные полипептиды настоящего изобретения включают последовательность, имеющую переменные группировки аминокислотных остатков, как представлено формулой

(B_aJ_b)_cB_d,

в которой В является аминокислотным остатком, независимо выбранным из группы, состоящей из Н, 5-гидроксилизина, 4-гидроксипролина и 3-гидроксипролина; и J является α-аминоалифатической карбоновой кислотой; а имеет среднее значение от около 1 до около 5; b имеет среднее значение от около 3 до около 20; с является числом от 1 до 10; и d является числом от 0 до 3.

В разных вариантах осуществления, включая "J" в релевантной формуле, J является α-аминоалифатической карбоновой кислотой, имеющей от четырех до шести углеродов, включительно. В других вариантах J является α-аминоалифатической карбоновой кислотой, имеющей шесть или больше углеродов, включительно. В других вариантах J выбирают из группы, состоящей из α-амино аминобутановой кислоты, α-аминопентановой кислоты, α-амино-2-метилпропионовой кислоты и α-аминогексановой кислоты.

В определенных вариантах осуществления сурфактантные полипептиды настоящего изобретения содержат последовательность, имеющую, в том числе последовательность, имеющую переменные группировки аминокислотных остатков, как представлено формулой

(Z_aU_b)_cZ_d,

в которой Z является аминокислотным остатком, независимо выбранным из группы, состоящей из R, D, Е и K; и U является аминокислотным остатком, независимо выбранным из группы, состоящей из V, I, L, С, Y и F; из группы, состоящей из V, I, L, С и F; или из группы, состоящей из L и С; а имеет среднее значение от около 1 до около 5; b имеет среднее значение от около 3 до около 20; с является от 1 до 10; и d является от 0 до 3.

В вышеупомянутых формулах Z и U, Z и J, B и U, и B и J являются аминокислотными остатками, которые при каждом появлении являются независимо выбранными. Кроме того, в каждой из вышеприведенных формул, а в большинстве случаев имеет среднее значение от около 1 до около 5; b в большинстве случаев имеет среднее значение от около 3 до около 20; с является числом от 1 до 10; и d является числом от 0 до 3.

В определенных вариантах осуществления Z и В являются заряженными аминокислотными остатками. В других предпочтительных вариантах осуществления Z и В являются гидрофильными или положительно заряженными аминокислотными остатками. В одном варианте Z предпочтительно выбирают из группы, состоящей из R, D, Е и K. В связанном