Производные инсулина

Производные инсулина

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к новым производным человеческого инсулина, которые растворимы при физиологических значениях рН и обладают пролонгированным профилем действия. Изобретение также относится к способам получения таких производных, к фармацевтическим композициям, содержащим их, к способу лечения диабета и гипергликемии с использованием производных инсулина по изобретению и к применению таких производных инсулина при лечении диабета и гипергликемии.

Предшествующий уровень техники

В настоящее время лечение диабета, как диабета типа 1, так и диабета типа 2, во все возрастающей степени основано на так называемой интенсивной инсулинотерапии. Согласно данному режиму пациентов лечат многократными суточными инъекциями инсулина, включающими одну или две инъекции в сутки инсулина длительного действия, чтобы покрыть основную потребность в инсулине, с дополнительными болюсными инъекциями инсулина быстрого действия, чтобы покрыть потребность в инсулине, связанную с приемом пищи.

Композиции инсулина длительного действия хорошо известны в данной области техники. Так, один основной тип композиций инсулина длительного действия представляет собой инъекционные водные суспензии кристаллов инсулина или аморфного инсулина. В этих композициях типично используемыми соединениями инсулина являются инсулин протамин, инсулин цинк или инсулин протамин цинк.

С применением суспензий инсулина связаны некоторые недостатки. Так, чтобы обеспечить точную дозировку, частицы инсулина должны быть однородно суспендированы путем осторожного встряхивания перед набором определенного объема суспензии из ампулы или выталкиванием из картриджа. Также для хранения суспензий инсулина температура должна поддерживаться в более узких пределах, чем для растворов инсулина, чтобы избежать образования комков или коагуляции.

Хотя раньше считали, что протамины являются неиммуногенными, теперь оказалось, что протамины могут быть иммуногенными у человека и что их применение в медицинских целях может привести к образованию антител. Также было сделано открытие, что комплекс протамин-инсулин сам по себе является иммуногенным. Следовательно, некоторым пациентам следует избегать применения композиций инсулина длительного действия, содержащих протамины.

Другим типом композиций инсулина длительного действия являются растворы, имеющие значение рН ниже физиологического рН, за счет которого инсулин будет выпадать в осадок в связи с повышением значения рН, когда этот раствор инъецируют. Недостатком этих растворов является то, что распределение частиц осадка, образовавшегося в ткани после инъекции, по размеру, а следовательно, профиль высвобождения лекарства несколько непредсказуемо зависит от кровотока в месте инъекции и от других параметров. Следующим недостатком является то, что твердые частицы инсулина могут действовать как локальный имитатор, вызывающий воспаление ткани в месте инъекции.

В WO 91/12817 (Novo Nordisk A/S) раскрыты композиции растворимого инсулина, содержащие инсулиновые комплексы кобальта (III). Профиль действия этих комплексов является лишь умеренно пролонгированным, и биодоступность снижена по сравнению с человеческим инсулином.

Человеческий инсулин имеет три первичные аминогруппы: N-концевые группы А-цепи и В-цепи и ε-аминогруппу Lys^B29. Некоторые производные инсулина, которые замещены в одной или более чем одной из этих групп, известны из предшествующего уровня техники. Так, патент США Ns 3528960 (Eli Lilly) относится к N-карбоксиароилинсулинам, в которых одна, две или три первичные аминогруппы молекулы инсулина имеют группу карбоксиароил.

Согласно патенту Великобритании №1492997 (Nat. Res. Dev. Corp.) обнаружено, что инсулин с карбамил-замещением при N^εB29 обладает улучшенным профилем гипогликемического эффекта.

В выложенной патентной заявке Японии №1-254699 (Kodama Co., Ltd.) раскрыт инсулин, где жирная кислота связана с аминогруппой Phe^B1 или с ε-аминогруппой Lys^B29 или с обеими из них. Поставленной задачей получения такого производного является получение фармакологически приемлемого, стабильного препарата инсулина.

Инсулины, которые в положении B30 имеют аминокислоту, содержащую по меньшей мере пять атомов углерода, которая не обязательно может кодироваться триплетом нуклеотидов, описаны в выложенной патентной заявке Японии №57-067548 (Shionogi). Аналоги инсулина заявлены как полезные при лечении сахарного диабета, в частности, у пациентов, которые являются устойчивыми к инсулину вследствие образования антител на бычий или свиной инсулин.

В WO 95/07931 (Novo Nordisk A/S) раскрыты производные человеческого инсулина, где ε-аминогруппа Lys^B29 имеет липофильный заместитель. Эти производные инсулина обладают пролонгированным профилем действия и растворимы при физиологических значениях рН.

В ЕР 894095 раскрыты производные инсулина, где N-концевая группа В-цепи и/или ε-аминогруппа Lys в положении В28, В29 или B30 имеет заместитель формулы -CO-W-COOH, где W может представлять собой длинноцепочечную углеводородную группу. Эти производные инсулина обладают пролонгированным профилем действия и растворимы при физиологических значениях рН.

Однако все еще существует необходимость в инсулинах, имеющих более пролонгированный профиль действия, чем производные инсулина, известные до сих пор, и которые в то же время растворимы при физиологических значениях рН и обладают эффективностью, которая сравнима с таковой человеческого инсулина.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение основано на признании того, что общая гидрофобность молекулы производного инсулина играет важную роль в эффективности этого производного in vivo.

В одном аспекте настоящее изобретение относится к производному инсулина, которое представляет собой встречающийся в природе инсулин или его аналог, который имеет боковую цепь, присоединенную либо к α-аминогруппе N-концевого аминокислотного остатка В-цепи либо к ε-аминогруппе остатка лизина, присутствующего в В-цепи исходного инсулина, где эта боковая цепь имеет общую формулу:

-W-X-Y-Z,

где W представляет собой:

- α-аминокислотный остаток, имеющий карбоксильную группу в боковой цепи, где этот остаток образует посредством его карбоксильной группы амидную группу с α-аминогруппой N-концевого аминокислотного остатка В-цепи или с ε-аминогруппой лизинового остатка, присутствующего в В-цепи исходного инсулина;

- цепь, состоящую из двух, трех или четырех α-аминокислотных остатков, соединенных вместе посредством амидных связей, причем эта цепь посредством амидной связи присоединена к α-аминогруппе N-концевого аминокислотного остатка В-цепи или к ε-аминогруппе лизинового остатка, присутствующего в В-цепи исходного инсулина, где аминокислотные остатки цепи W выбраны из группы аминокислотных остатков, имеющих нейтральную боковую цепь, и аминокислотных остатков, имеющих карбоксильную группу в боковой цепи, так что W имеет по меньшей мере один аминокислотный остаток, который содержит карбоксильную группу в боковой цепи; либо

- ковалентную связь, соединяющую Х и α-аминогруппу N-концевого аминокислотного остатка В-цепи или ε-аминогруппу лизинового остатка, присутствующего в В-цепи исходного инсулина;

Х представляет собой:

-СО-;

-СН(СООН)СО-;

-N(CH₂COOH)CH₂CO-;

-N(CH₂COOH)CH₂CON(CH₂COOH)CH₂CO-;

-N(CH₂CH₂COOH)CH₂CH₂CO-;

-N(CH₂CH₂COOH)CH₂CH₂CON(CH₂CH₂COOH)CH₂CH₂CO-;

-NHCH(COOH)(CH₂)₄NHCO-;

-N(CH₂CH₂COOH)CH₂CO- или

-N(CH₂COOH)CH₂CH₂CO-,

которые

а) образуют амидную связь между подчеркнутым атомом углерода карбонильной группы и аминогруппой в W, когда W представляет собой аминокислотный остаток или цепь аминокислотных остатков, или

б) образуют амидную связь между подчеркнутым атомом углерода карбонильной группы и N-концевой α-аминогруппой в В-цепи или ε-аминогруппой лизинового остатка, присутствующего в В-цепи исходного инсулина, когда W представляет собой ковалентную связь;

Y представляет собой:

-(СН₂)_m-, где m представляет собой целое число в интервале от 6 до 32;

- двухвалентную углеводородную цепь, содержащую 1, 2 или 3 группы -СН=СН- и число групп -СН₂-, достаточное для получения суммарного числа атомов углерода в цепи в интервале от 10 до 32;

- двухвалентную углеводородную цепь формулы

-(CH₂)_vC₆H₄(CH₂)_w -, где v и w представляют собой целые числа или одно из них равно нулю, так что сумма v и w находится в интервале от 6 до 30; и

Z представляет собой:

-СООН;

-CO-Asp;

-CO-Glu;

-CO-Gly;

-CO-Sar;

-CH(COOH)₂;

-N(CH₂COOH)₂;

-SО₃Н или

-РО₃Н;

и любым комплексам этого производного с Zn²⁺, при условии, что когда W представляет собой ковалентную связь и Х представляет собой -СО-, тогда Z является отличным от -СООН.

В одном воплощении изобретения боковая цепь -W-X-Y-Z присоединена к α-аминогруппе N-концевого аминокислотного остатка В-цепи исходного инсулина.

В другом воплощении изобретения боковая цепь -W-X-Y-Z присоединена к ε-аминогруппе лизинового остатка, присутствующего в В-цепи исходного инсулина. В одном более конкретном аспекте данного воплощения боковая цепь -W-X-Y-Z присоединена к ε-аминогруппе лизинового остатка, присутствующего в положении 28 В-цепи. В следующем более конкретном аспекте данного воплощения боковая цепь -W-X-Y-Z присоединена к ε-аминогруппе лизинового остатка, присутствующего в положении 29 В-цепи. В следующем более конкретном аспекте данного воплощения боковая цепь -W-X-Y-Z присоединена к ε-аминогруппе лизинового остатка, присутствующего в положении 30 В-цепи.

Структура W боковой цепи -W-X-Y-Z может представлять собой ковалентную связь. Альтернативно W может представлять собой остаток α-аминокислоты, имеющей карбоксильную группу в боковой цепи и содержащей в сумме от 4 до 10 атомов углерода. Конкретно W может представлять собой остаток α-аминокислоты, которая может кодироваться генетическим кодом. Так, W может быть, например, выбран из группы, состоящей из α-Asp, β-Asp, α-Glu и γ-Glu. Дополнительными вариантами W являются, например, α-hGlu и δ-hGlu.

В следующем воплощении W представляет собой цепь, состоящую из двух α-аминокислотных остатков, из которых один имеет от 4 до 10 атомов углерода и свободную карбоксильную группу в боковой цепи, тогда как другой имеет от 2 до 11 атомов углерода, но не имеет свободной карбоксильной группы. Остаток α-аминокислоты без свободной карбоксильной группы может представлять собой нейтральный кодируемый α-аминокислотный остаток. Примерами W согласно данному воплощению являются: α-Asp-Gly; Gly-α-Asp; β-Asp-Gly; Gly-β-Asp; α-Glu-Gly; Gly-α-Glu; γ-Glu-Gly; Gly-γ-Glu; α-hGlu-Gly; Gly-α-hGlu; δ-hGlu-Gly и Gly-δ-hGlu.

В следующем воплощении W представляет собой цепь, состоящую из двух α-аминокислотных остатков, независимо имеющих от 4 до 10 атомов углерода, и которые оба имеют свободную карбоксильную группу в боковой цепи. Один из этих α-аминокислотных остатков или оба могут представлять собой кодируемые α-аминокислотные остатки. Примерами W согласно данному воплощению являются: α-Asp-α-Asp; α-Asp-α-Glu; α-Asp-α-hGlu; α-Asp-β-Asp; α-Asp-γ-Glu; α-Asp-δ-hGlu; β-Asp-α-Asp; β-Asp-α-Glu; β-Asp-α-hGlu; β-Asp-β-Asp; β-Asp-γ-Glu; β-Asp-δ-hGlu; α-Glu-α-Asp; α-Glu-α-Glu; α-Glu-α-hGlu; α-Glu-β-Asp; α-Glu-γ-Glu; α-Glu-δ-hGlu; γ-Glu-α-Asp; γ-Glu-α-Glu; γ-Glu-α-hGlu; γ-Glu-β-Asp; γ-Glu-γ-Glu; γ-Glu-δ-hGlu; α-hGlu-α-Asp; α-hGlu-α-Glu; α-hGlu-α-hGlu; α-hGlu-β-Asp; α-hGlu-γ-Glu; α-hGlu-δ-hGlu; δ-hGlu-α-Asp; δ-hGlu-α-Glu; δ-hGlu-α-hGlu; δ-hGlu-β-Asp; δ-hGlu-γ-Glu и δ-hGlu-δ-hGlu.

В следующем воплощении W представляет собой цепь, состоящую из трех a-аминокислотных остатков, независимо имеющих от 4 до 10 атомов углерода, где эти аминокислотные остатки цепи выбраны из группы из остатков, имеющих нейтральную боковую цепь, и остатков, имеющих карбоксильную группу в боковой цепи, так что эта цепь имеет по меньшей мере один остаток, который имеет карбоксильную группу в боковой цепи. В одном воплощении эти аминокислотные остатки представляют собой кодируемые остатки.

В следующем воплощении W представляет собой цепь, состоящую из четырех α-аминокислотных остатков, независимо имеющих от 4 до 10 атомов углерода, где эти аминокислотные остатки цепи выбраны из группы остатков, имеющих нейтральную боковую цепь, и остатков, имеющих карбоксильную группу в боковой цепи, так что эта цепь имеет по меньшей мере один остаток, который имеет карбоксильную группу в боковой цепи. В одном воплощении эти аминокислотные остатки представляют собой кодируемые остатки.

В одном воплощении W может быть соединен с ε-аминогруппой лизинового остатка в В-цепи через производное мочевины.

Структура Х боковой цепи -W-X-Y-Z может представлять собой группу формулы -СО-, которая образует амидную связь между подчеркнутым атомом углерода карбонильной группы и аминогруппой в W или, когда W представляет собой ковалентную связь, N-концевой α-аминогруппой в В-цепи или ε-аминогруппой лизинового остатка, присутствующего в В-цепи исходного инсулина.

В следующем воплощении структура Х боковой цепи может представлять собой группу формулы -СН(СООН)СО- которая образует амидную связь между подчеркнутым атомом углерода карбонильной группы и аминогруппой в W или, когда W представляет собой ковалентную связь, N-концевой α-аминогруппой в В-цепи или ε-аминогруппой лизинового остатка, присутствующего в В-цепи исходного инсулина.

В следующем воплощении структура Х боковой цепи может представлять собой группу формулы -N(CH₂COOH)CH₂CO-, которая образует амидную связь между подчеркнутым атомом углерода карбонильной группы и аминогруппой в W или, когда W представляет собой ковалентную связь, N-концевой α-аминогруппой в В-цепи или ε-аминогруппой лизинового остатка, присутствующего в В-цепи исходного инсулина.

В следующем воплощении структура Х боковой цепи может представлять собой группу формулы -N(СН₂СН₂СООН)СН₂СО-, которая образует амидную связь между подчеркнутым атомом углерода карбонильной группы и аминогруппой в W или, когда W представляет собой ковалентную связь, N-концевой α-аминогруппой в В-цепи или ε-аминогруппой лизинового остатка, присутствующего в В-цепи исходного инсулина.

В следующем воплощении структура Х боковой цепи может представлять собой группу формулы -N(CH₂COOH)CH₂CH₂CO-, которая образует амидную связь между подчеркнутым атомом углерода карбонильной группы и аминогруппой в W или, когда W представляет собой ковалентную связь, N-концевой α-аминогруппой в В-цепи или ε-аминогруппой лизинового остатка, присутствующего в В-цепи исходного инсулина.

В следующем воплощении структура Х боковой цепи может представлять собой группу формулы -N(CH₂COOH)CH₂CON(CH₂COOH)CH₂CO- которая образует амидную связь между подчеркнутым атомом углерода карбонильной группы и аминогруппой в W или, когда W представляет собой ковалентную связь, N-концевой α-аминогруппой в В-цепи или ε-аминогруппой лизинового остатка, присутствующего в В-цепи исходного инсулина.

В следующем воплощении структура Х боковой цепи может представлять собой группу формулы -N(CH₂CH₂COOH)CH₂CH₂CO- которая образует амидную связь между подчеркнутым атомом углерода карбонильной группы и аминогруппой в W или, когда W представляет собой ковалентную связь, N-концевой α-аминогруппой в В-цепи или ε-аминогруппой лизинового остатка, присутствующего в В-цепи исходного инсулина.

В следующем воплощении структура Х боковой цепи может представлять собой группу формулы -N(CH₂CH₂COOH)CH₂CH₂CON(CH₂CH₂COOH)CH₂CH₂CO-, которая образует амидную связь между подчеркнутым атомом углерода карбонильной группы и аминогруппой в W или, когда W представляет собой ковалентную связь, N-концевой α-аминогруппой в В-цепи или ε-аминогруппой лизинового остатка, присутствующего в В-цепи исходного инсулина.

Структура Y боковой цепи -W-X-Y-Z может представлять собой группу формулы -(СН₂)_m-, где m представляет собой целое число в интервале от 6 до 32, от 8 до 20, от 12 до 20 или от 12-16.

В другом воплощении Y представляет собой двухвалентную углеводородную цепь, содержащую 1, 2 или 3 группы -СН=СН- и число групп -CH₂-, достаточное для получения суммарного числа атомов углерода в цепи в интервале от 6 до 32, от 10 до 32, от 12 до 20 или от 12-16.

В другом воплощении Y представляет собой двухвалентную углеводородную цепь формулы -(CH₂)_vC₆H₄(CH₂)_w-, где v и w представляют собой целые числа или одно из них равно нулю, так что сумма v и w находится в интервале от 6 до 30, от 10 до 20 или от 12-16.

В одном воплощении структура Z боковой цепи -W-X-Y-Z представляет собой -СООН при условии, что когда W представляет собой ковалентную связь и Х представляет собой -СО-, тогда Z является отличным от -СООН.

В другом воплощении Z представляет собой -CO-Asp.

В другом воплощении Z представляет собой -CO-Glu.

В другом воплощении Z представляет собой -CO-Gly.

В другом воплощении Z представляет собой -CO-Sar.

В другом воплощении Z представляет собой -СН(СООН)₂.

В другом воплощении Z представляет собой -N(CH₂COOH)₂.

В другом воплощении Z представляет собой -SО₃Н.

В другом воплощении Z представляет собой -РО₃Н.

В следующем воплощении W выбран из группы, состоящей из α-Asp, β-Asp, α-Glu и γ-Glu; X представляет собой -СО- или -СН(СООН)СО; Y представляет собой -(СН₂)_m-, где m представляет собой целое число в интервале 12-18 и Z представляет собой -СООН или -СН(СООН)₂.

Инсулиновая группировка, которую в настоящем тексте также называют исходным инсулином, производного инсулина согласно изобретению может представлять собой встречающийся в природе инсулин, такой как человеческий инсулин или свиной инсулин. Альтернативно исходный инсулин может представлять собой аналог инсулина.

В одной группе аналогов исходного инсулина аминокислотный остаток в положении А21 представляет собой Asn.

В другой группе аналогов исходного инсулина аминокислотный остаток в положении А21 представляет собой Gly. Конкретными примерами из этой группы аналогов являются человеческий инсулин Gly^A21, человеческий инсулин Gly^A21 дез(B30) и человеческий инсулин Gly^A21Arg^B31Arg^B32.

В другой группе аналогов исходного инсулина аминокислотный остаток в положении В1 делегирован. Конкретным примером из этой группы аналогов исходного инсулина является человеческий инсулин дез(В1).

В другой группе аналогов исходного инсулина аминокислотный остаток в положении B30 делетирован. Конкретным примером из этой группы аналогов исходного инсулина является человеческий инсулин дез(B30).

В другой группе аналогов исходного инсулина аминокислотный остаток в положении В28 представляет собой Asp. Конкретным примером из этой группы аналогов исходного инсулина является человеческий инсулин Asp^B28.

В другой группе аналогов исходного инсулина аминокислотный остаток в положении В28 представляет собой Lys и аминокислотный остаток в положении В29 представляет собой Pro. Конкретным примером из этой группы аналогов исходного инсулина является человеческий инсулин Lys^B28Pro^B29.

В другой группе аналогов исходного инсулина аминокислотный остаток в положении B30 представляет собой Lys и аминокислотный остаток в положении В29 представляет собой любую кодируемую аминокислоту, за исключением Cys, Met, Arg и Lys. Примером является аналог инсулина, где аминокислотный остаток в положении В29 представляет собой Thr и аминокислотный остаток в положении B30 представляет собой Lys. Конкретным примером из этой группы аналогов исходного инсулина является человеческий инсулин Thr^B29Lys^B30.

В другой группе аналогов исходного инсулина аминокислотный остаток в положении ВЗ представляет собой Lys и аминокислотный остаток в положении В29 представляет собой Glu. Конкретным примером из этой группы аналогов исходного инсулина является человеческий инсулин Lys^B3Glu^B29.

Примерами производных инсулина согласно изобретению являются приведенные ниже соединения:

человеческого инсулина N^εB29-(N^α-(HOOC(CH₂)₁₄CO)-γ-Glu) дез(B30);

человеческого инсулина N^εB29-(N^α-(HOOC(CH₂)₁₅CO)-γ-Glu) дез(B30);

человеческого инсулина N^εB29-(N^α-(HOOC(CH₂)₁₆CO)-γ-Glu) дез(B30);

человеческого инсулина N^εB29-(N^α-(HOOC(CH₂)₁₇CO)-γ-Glu) дез(B30);

человеческого инсулина N^εB29-(N^α-(HOOC(CH₂)₁₈CO)-γ-Glu) дез(B30);

человеческого инсулина N^εB29-(N^α-(HOOC(CH₂)₁₆CO)-γ-Glu-N-(γ-Glu)) дез(B30);

человеческого инсулина N^εB29-(N^α-(Asp-OC(CH₂)₁₆CO)-γ-Glu) дез(B30);

человеческого инсулина N^εB29-(N^α-(Glu-OC(CH₂)₁₄CO)-γ-Glu) дез(B30);

человеческого инсулина N^εB29-(N^α-(Glu-OC(CH₂)₁₄CO-) дез(B30);

человеческого инсулина N^εB29-(N^α-(Asp-OC(CH₂)₁₆CO-) дез(B30);

человеческого инсулина N^εB29-(N^α-(HOOC(CH₂)₁₆CO)-α-Glu-N-(β-Asp)) дез(B30);

человеческого инсулина N^εB29-(N^α-(Gly-OC(CH₂)₁₃CO)-γ-Glu) дез(B30);

человеческого инсулина N^εB29-(N^α-(Sar-OC(CH₂)₁₃CO)-γ-Glu) дез(B30);

человеческого инсулина N^εB29-(N^α-(HOOC(CH₂)₁₃CO)-γ-Glu) дез(B30);

человеческого инсулина (N^εB29-(N^α-(HOOC(CH₂)₁₃CO)-β-Asp) дез(B30);

человеческого инсулина N^εB29-(N^α-(HOOC(CH₂)₁₃CO)-α-Glu) дез(B30);

человеческого инсулина N^εB29-(N^α-(HOOC(CH₂)₁₆CO)-γ-D-Glu) дез(B30);

человеческого инсулина N^εB29-(N^α-(HOOC(CH₂)₁₄CO)-β-D-Asp) дез(B30);

человеческого инсулина N^εB29-(N-HOOC(CH₂)₁₆CO-β-D-Asp) дез(B30);

человеческого инсулина N^εB29-(N-HOOC(CH₂)₁₄CO-IDA) дез(B30);

человеческого инсулина N^εB29-[N-(HOOC(CH₂)₁₆CO)-N-(карбоксиэтил)-Gly] дез(B30);

человеческого инсулина N^εB29-[N-(HOOC(CH₂)₁₄CO)-N-(карбоксиэтил)-Gly] дез(B30) и

человеческого инсулина N^εB29-[N-(НООС(СН₂)₁₄СО)-N-(карбоксиметил)-β-Alа]дез(B30).

Производные инсулина согласно изобретению могут быть представлены в форме соединений, по существу, не содержащих цинка, или в форме цинковых комплексов. Когда предложены цинковые комплексы производного инсулина согласно изобретению, два иона Zn²⁺, три иона Zn²⁺ или четыре иона Zn²⁺ могут быть связаны с каждым инсулиновым гексамером. Растворы цинковых комплексов производных инсулина будут содержать смеси различных видов.

В следующем аспекте изобретения фармацевтическая композиция, содержащая терапевтически эффективное количество производного инсулина согласно изобретению вместе с фармацевтически приемлемым носителем, может быть предложена для лечения диабета типа 1, диабета типа 2 и других состояний, которые вызывают гипергликемию, у пациентов, нуждающихся в таком лечении. Производное инсулина согласно изобретению можно применять для изготовления фармацевтической композиции для применения при лечении диабета типа 1, диабета типа 2 и других состояний, которые вызывают гипергликемию.

В следующем аспекте изобретения предложена фармацевтическая композиция для лечения диабета типа 1, диабета типа 2 и других состояний, которые вызывают гипергликемию, у пациента, нуждающегося в таком лечении, содержащая терапевтически эффективное количество производного инсулина согласно изобретению в смеси с инсулином или аналогом инсулина, который начинает действовать быстро, вместе с фармацевтически приемлемыми носителями и добавками.

В одном воплощении изобретения предложена фармацевтическая композиция, представляющая собой смесь производного инсулина согласно изобретению и аналога инсулина быстрого действия, выбранного из группы, состоящей из человеческого инсулина Asp^B28; человеческого инсулина Lys^B28Pro^B29 и человеческого инсулина Lys^B3Glu^B29.

В одном воплощении в изобретении предложена фармацевтическая композиция, содержащая человеческий инсулин N^εB29-(N^α-(HOOC(CH₂)₁₄CO)-γ-Glu) дез(B30) и человеческий инсулин AspB28 вместе с фармацевтически приемлемыми носителями и добавками.

Производное инсулина согласно изобретению и аналог инсулина быстрого действия можно смешивать в соотношении примерно 90/10%; примерно 70/30% или примерно 50/50%.

В следующем аспекте изобретения предложен способ лечения диабета типа 1, диабета типа 2 и других состояний, которые вызывают гипергликемию, у пациента, нуждающегося в таком лечении, при котором этому пациенту вводят терапевтически эффективное количество производного инсулина согласно изобретению вместе с фармацевтически приемлемым носителем и фармацевтически приемлемыми добавками.

В следующем аспекте изобретения предложен способ лечения диабета типа 1, диабета типа 2 и других состояний, которые вызывают гипергликемию, у пациента, нуждающегося в таком лечении, при котором этому пациенту вводят терапевтически эффективное количество производного инсулина согласно изобретению в смеси с инсулином или аналогом инсулина, который имеет быстрое начало действия, вместе с фармацевтически приемлемым носителем и фармацевтически приемлемыми добавками.

В следующем аспекте настоящее изобретение относится к производным инсулина, которые обладают общей гидрофобностью, которая, по существу, подобна гидрофобности человеческого инсулина.

В следующем аспекте настоящее изобретение относится к производным инсулина, которые имеют индекс гидрофобности, k'_rel, который находится в интервале от примерно 2 до примерно 200.

В следующем аспекте настоящее изобретение относится к производным инсулина, которые имеют индекс гидрофобности, k'_rel, который находится в интервале от примерно 0,02 до примерно 10, от примерно 0,1 до примерно 5; от примерно 0,5 до примерно 5 или от примерно 0,5 до примерно 2.

Согласно одному воплощению настоящего изобретения производные инсулина содержат боковую цепь -W-X-Y-Z, как определено выше, которая имеет по меньшей мере один гидрофильный и по меньшей мере один гидрофобный участок.

Согласно другому воплощению настоящего изобретения производные инсулина содержат боковую цепь -W-X-Y-Z, как определено выше, которая имеет по меньшей мере одну свободную карбоксильную группу, а согласно следующему воплощению боковая цепь будет иметь по меньшей мере две свободные карбоксильные группы.

В другом воплощении изобретение относится к фармацевтической композиции, содержащей производное инсулина согласно изобретению, которое является растворимым при физиологических значениях рН.

В другом воплощении изобретение относится к фармацевтической композиции, содержащей производное инсулина согласно изобретению, которое является растворимым при значениях рН в интервале от примерно 6,5 до примерно 8,5.

В другом воплощении изобретение относится к фармацевтической композиции с пролонгированным профилем действия, которая содержит производное инсулина согласно изобретению.

В другом воплощении изобретение относится к фармацевтической композиции, которая представляет собой раствор, содержащий от примерно 120 нмоль/мл до примерно 2400 нмоль/мл, от примерно 400 нмоль/мл до примерно 2400 нмоль/мл, от примерно 400 нмоль/мл до примерно 1200 нмоль/мл, от примерно 600 нмоль/мл до примерно 2400 нмоль/мл или от примерно 600 нмоль/мл до примерно 1200 нмоль/мл производного инсулина согласно изобретению или смеси производного инсулина согласно изобретению с аналогом инсулина быстрого действия.

Данные гидрофобности по производным инсулина согласно изобретению

Гидрофобность (индекс гидрофобности) производных инсулина по изобретению относительно человеческого инсулина, k'_rel, измеряли на колонке ВЭЖХ LiChrosorb RP18 (5 мкм, 250×4 мм) путем изократической элюции при 40°С, используя смеси А) 0,1 М натрий-фосфатный буфер, рН 7,3, содержащий 10% ацетонитрила, и В) 50% ацетонитрил в воде в качестве элюентов. Мониторинг элюции проводили путем наблюдения УФ-поглощения элюата при 214 нм. Свободный объем t₀ находили путем впрыска 0,1 мМ нитрата натрия. Время удерживания для человеческого инсулина, t_{человек}, доводили по меньшей мере до 2t₀ путем варьирования соотношения между растворами А и В. k'_rel (t_{производное}-t₀)/(t_{человек}-t₀). k'_rel, найденные для ряда производных инсулина согласно изобретению, представлены в таблице 1.

Таблица 1
Производное инсулина	k'rel
человеческий инсулин NεB29-(N-HOOC(CH2)14CO-γ-Glu) дез(B30)	0,87
человеческий инсулин NεB29-(N-HOOC(CH2)18CO-γ-Glu) дез(B30)	1,15
человеческий инсулин NεB29-(N-HOOC(CH2)8CO-γ-Glu) дез(B30)	0,45
человеческий инсулин NεB29-(N-HOOC(CH2)16CO-γ-Glu-N-(Y-Glu) дез(B30)	1,17
человеческий инсулин NεB29-(N-(Asp-OC(CH2)16CO)-γ-Glu) дез(B30)	0,70
человеческий инсулин NεB29-(N-(Glu-OC(CH2)14CO-γ-Glu) дез(B30)	0,33
человеческий инсулин NεB29-(N-(Glu-OC(CH2)14CO-) дез(B30)	1,17
человеческий инсулин NεB29-(N-HOOC(CH2)16CO-α-Glu)-N-(p-Asp) дез(B30)	1,11
человеческий инсулин NεB29-(N-(Gly-OC(CH2)13CO-γ-Glu) дез(B30)	0,58
человеческий инсулин NεB29-(N-(Sar-OC(CH2)13CO-γ-Glu) дез(B30)	0,63
человеческий инсулин NεB29-(N-HOOC(CH2)16CO-α-Glu)-N-(AspAsp) дез(B30)	1,07
человеческий инсулин NεB29-(N-(Gly-OC(CH2)14CO-γ-Glu) дез(B30)	0,88
человеческий инсулин NεB29-(N-HOOC(CH2)15CO-γ-L-Glu) дез(B30)	1,13
человеческий инсулин NεB29-(N-HOOC(CH2)14CO-β-L-Asp) дез(B30)	0,69
человеческий инсулин NεB29-(N-HOOC(CH2)13CO-β-L-Glu) дез(B30)	0,54
человеческий инсулин NεB29-(N-HOOC(CH2)13CO-β-L-Asp) дез(B30)	0,47
человеческий инсулин NεB29-(N-HOOC(CH2)16CO-δ-L-Aad) дез(B30)	0,84
человеческий инсулин NεB29-(N-HOOC(CH2)16CO-δ-D-Glu) дез(B30)	1,4
человеческий инсулин NεB29-(N-HOOC(CH2)15CO-δ-L-Asp) дез(B30)	1,09
человеческий инсулин NεB29-(N-HOOC(CH2)16CO-α-L-Asp) дез(B30)	1,49
человеческий инсулин NεB29-(N-HOOC(CH2)16CO-α-L-Giu) дез(B30)	1,51
человеческий инсулин NεB29-(N-(HOOC(CH2)14CO-ε-L-LysCO-) дез(B30)	0,90
человеческий инсулин NεB29-(N-HOOC(CH2)16CO-β-L-Asp) дез(B30)	1,54
человеческий инсулин NεB29-(N-(Gly-OC(CH2)16CO-γ-L-Glu) дез(B30)	1,57
человеческий инсулин NεB29-[N-(HOOC(CH2)16CO)-N-(Kap6oKcnMeTnn)-β-Ala] дез(B30)	1,13
человеческий инсулин NεB29-[Nα-(HOOC(CH2)11)NHCO(CH2)3CO)-γ-L-Glu] дез(B30)	0,42

Фармацевтические композиции

Фармацевтические композиции, содержащие производное инсулина согласно настоящему изобретению, можно вводить парентерально пациентам, нуждающимся в таком лечении. Парентеральное введение можно осуществлять путем подкожной, внутримышечной или внутривенной инъекции с помощью шприца, возможно шприца карандашного типа. Альтернативно парентеральное введение можно осуществлять с помощью инфузионной помпы. Дополнительные возможности представляют собой введение инсулина интраназально или в легкие, предпочтительно в композициях, порошках или жидкостях, специально предназначенных для этой цели.

Инъекционные композиции производных инсулина по изобретению можно готовить, используя общепринятые методики фармацевтической промышленности, которые включают растворение и смешивание ингредиентов, как пригодно, с получением желаемого конечного продукта. Так, согласно одной методике, производное инсулина согласно изобретению растворяют в количестве воды, которое несколько меньше, чем конечный объем композиции, которую нужно готовить. Добавляют изотонический агент, консервант и буфер, как необходимо, и значение рН раствора доводят, если необходимо, используя кислоту, например соляную кислоту, или основание, например водный гидроксид натрия, по мере необходимости. Наконец объем раствора доводят водой до получения желаемой концентрации ингредиентов.

В следующем воплощении изобретения буфер выбран из группы, состоящей из ацетата натрия, карбоната натрия, цитрата, глицилглицина, гистидина, глицина, лизина, аргинина, дигидрофосфата натрия, гидрофосфата динатрия, фосфата натрия и трис(гидроксиметил)-аминометана, бицина, трицина, яблочной кислоты, сукцината, малеиновой кислоты, фумаровой кислоты, винной кислоты, аспарагиновой кислоты или их смесей. Каждый из этих конкретных буферов составляет альтернативное воплощение изобретения.

В следующем воплощении изобретения препарат дополнительно содержит фармацевтически приемлемый консервант, который может быть выбран из группы, состоящей из фенола, орто-крезола, мета-крезола, пара-крезола, метил-пара-гидроксибензоата, пропил-пара-гидроксибензоата, 2-феноксиэтанола, бутил-пара-гидроксибензоата, 2-фенилэтанола, бензилового спирта, хлорбутанола и тиомеросала, бронопола, бензойной кислоты, имидомочевины, хлоргексидина, дегидроацетата натрия, хлоркрезола, этил-пара-гидроксибензоата, бензетония хлорида, хлорфенезина (3-пара-хлорфеноксипропан-1,2-диола) или их смесей. В следующем воплощении изобретения консервант присутствует в концентрации от 0,1 мг/мл до 20 мг/мл. В следующем воплощении изобретения консервант присутствует в концентрации от 0,1 мг/мл до 5 мг/мл. В следующем воплощении изобретения консервант присутствует в концентрации от 5 мг/мл до 10 мг/мл. В следующем воплощении изобретения консервант присутствует в концентрации от 10 мг/мл до 20 мг/мл. Каждый из этих конкретных консервантов составляет альтернативное воплощение изобретения. Использование консерванта в фармацевтических композициях хорошо известно специалистам. Для удобства сделана ссылка на Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 19^th edition, 1995.

В следующем воплощении изобретения препарат дополнительно содержит изотонический агент, который может быть выбран из группы, состоящей из соли (например, хлорида натрия), сахара или сахарного спирта, аминокислоты (например, L-глицина, L-гистидина, аргинина, лизина, изолейцина, аспарагиновой кислоты, триптофана, треонина), альдита (например, глицерола (глицерина), 1,2-пропандиола (пропиленгликоля), 1,3-пропандиола, 1,3-бутандиола), полиэтиленгликоля (например, ПЭГ400) или их смесей. Можно использовать любой сахар, такой как моно-, ди- или пописахариды, или водорастворимые глюканы, включая, например, фруктозу, глюкозу, маннозу, сорбозу, ксилозу, мальтозу, лактозу, сахарозу, трегалозу, декстран, пуллулан, декстрин, цикподекстрин, растворимый крахмал, гидроксиэтилкрахмал и карбоксиметилцеллюлоза-Na. В одном воплощении сахарная добавка представляет собой сахарозу. Сахарный спирт определяют как С4-С8 углеводород, имеющий по меньшей мере одну группу -ОН, и он включает, например, маннит, сорбит, инозит, галактит, дульцит, ксилит и арабит. В одном воплощении сахарная спиртовая добавка представляет собой маннит. Сахара или сахарные спирты, упомянутые выше, можно использовать индивидуально или в комбинации. Нет фиксированного предела используемого количества, поскольку сахар или сахарный спирт растворим в жидком препарате и не оказывает вредного воздействия на стабилизирующие эффекты, достигнутые с использованием способов по изобретению. В одном воплощении концентрация сахара или сахарного спирта составляет между примерно 1 мг/мл и примерно 150 мг/мл. В следующем воплощении изобретения изотонический агент присутствует в концентрации от 1 мг/мл до 50 мг/мл. В следующем воплощении изобретения изотонический агент присутствует в концентрации от 1 мг/мл до 7 мг/мл. В следующем воплощении изобретения изотонический агент присутствует в концентрации от 8 мг/мл до 24 мг/мл. В следующем воплощении изобретения изотонический агент присутствует в концентрации от 25 мг/мл до 50 мг/мл. Каждый из этих конкретных изотонических агентов составляет альтернативное воплощение изобретения. Использование изотонического агента в фармацевтических композициях хорошо известно специалистам. Для удобства сделана ссылка на Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 19^th edition, 1995.

Типичными изотоническими агентами являются хлорид натрия, маннит, диметилсульфон и глицерин, а типичными консервантами являются фенол, мета-крезол, метил-пара-гидроксибензоат и бензиловый спирт.

Примерами подходящих буферов являются ацетат натрия, глицилглицин, HEPES (4-(2-гидроксиэт