Применение пептида ggf2 в лечении или профилактике сердечной недостаточности у млекопитающего

Применение пептида ggf2 в лечении или профилактике сердечной недостаточности у млекопитающего

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область изобретения относится к лечению сердечной недостаточности. Более конкретно, изобретение относится к улучшенному режиму дозирования, в соответствии с которым сохраняется и/или улучшается терапевтический эффект введения нейрегулина, такого как фактор роста глии 2 (GGF2) или его фрагмент, при минимизации любых потенциальных побочных эффектов.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фундаментальной проблемой, связанной с введением лекарственных средств пациентам, является зависимость между переносимостью и эффективностью. Терапевтический индекс представляет собой диапазон, между тем, когда пациенту можно вводить эффективную дозу вещества, и дозой, при которой наблюдают нежелательные побочные эффекты. Как правило, чем больше различие между эффективной дозой и дозой, при которой начинаются побочные эффекты, тем более слабо действующим является вещество и больше вероятность, что его будет переносить пациент.

Сердечная недостаточность, особенно застойная сердечная недостаточность (CHF), представляет собой одну из лидирующих причин смерти в индустриализованных странах. Факторы, лежащие в основе застойной сердечной недостаточности, включают высокое артериальное давление, ишемическую болезнь сердца, воздействие кардиотоксических соединений, таких как антрациклиновые антибиотики, воздействие радиации, физическую травму и генетические дефекты, ассоциированные с повышенным риском сердечной недостаточности. Таким образом, CHF часто является результатом повышенной нагрузки на сердце вследствие гипертензии, повреждения миокарда вследствие хронической ишемии, инфаркта миокарда, вирусного заболевания, химической токсичности, радиации и других заболеваний, таких как склеродермия. Эти состояния приводят к прогрессирующему снижению насосной функции сердца. Сначала повышенная нагрузка, являющаяся результатом высокого артериального давления или утраты сократительной ткани, вызывает компенсаторную гипертрофию кардиомиоцитов и утолщение стенки левого желудочка, таким образом, увеличивая сократительную способность и поддерживая сердечную функцию. Однако с течением времени камера левого желудочка расширяется, систолическая насосная функция ухудшается, кардиомиоциты подвергаются апоптотической гибели клеток и функция сердечной мышцы прогрессивно ухудшается.

Нейрегулины (NRG) и рецепторы NRG составляют систему фактор роста - рецепторная тирозинкиназа для межклеточной передачи сигналов, которая вовлечена в органогенез и развитие клеток в нервной, мышечной, эпителиальной и других тканях (Lemke, Mol. Cell. Neurosci. 7:247-262, 1996 и Burden et al., Neuron 18:847-855, 1997). Семейство NRG состоит из четырех генов, кодирующих многие лиганды включающие подобные эпидермальному фактору роста (EGF), иммуноглобулиновые (Ig) и другие распознаваемые домены. Многие секретируемые и мембраносвязанные изоформы функционируют в качестве лиганда в этой системе передачи сигнала. Рецепторы лигандов NRG все являются представителями семейства рецепторов EGF (EGFR) и включают EGFR (или ErbB1), ErbB2, ErbB3 и ErbB4, у людей также известные под названиями от HER1 до HER4, соответственно (Meyer et al., Development 124:3575-3586, 1997; Orr-Urtreger et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:1867-71, 1993; Marchionni et al., Nature 362:312-8, 1993; Chen et al., J. Comp. Neurol. 349:389-400, 1994; Corfas et al., Neuron 14:103-115, 1995; Meyer et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:1064-1068, 1994; и Pinkas-Kramarski et al., Oncogene 15:2803-2815, 1997).

Четыре гена NRG, NRG-1, NRG-2, NRG-3 и NRG-4, картируются в различных хромосомных локусах (Pinkas-Kramarski et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:9387-91, 1994; Carraway et al., Nature 387:512-516, 1997; Chang et al., Nature 387:509-511, 1997; и Zhang et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94:9562-9567, 1997), и в совокупности кодируют разнообразное множество белков NRG. Например, продукты гена NRG-1, включают группу приблизительно из 15 различных структурно родственных изоформ (Lemke, Mol. Cell. Neurosci. 7:247-262, 1996 и Peles and Yarden, BioEssays 15:815-824, 1993). Первые идентифицированные изоформы NRG-1 включали фактор дифференцировки Neu (NDF; Peles et al., Cell 69, 205-216, 1992 и Wen et al., Cell 69, 559-572, 1992), херегулин (HRG; Holmes et al., Science 256:1205-1210, 1992), индуктор активности рецептора ацетилхолина (ARIA; Falls et al., Cell 72:801-815, 1993) и факторы роста глии GGF1, GGF2, и GGF3 (Marchionni et al. Nature 362:312-8, 1993).

Ген NRG-2 идентифицирован посредством клонирования по гомологии (Chang et al., Nature 387:509-512, 1997; Carraway et al., Nature 387:512-516, 1997; и Higashiyama et al., J. Biochem. 122:675-680, 1997) и посредством геномных способов (Busfield et al., Mol. Cell. Biol. 17:4007-4014, 1997). кДНК NRG-2, также известны как полученный из нервной ткани и тимуса активатор ErbB-киназ (NTAK; инвентарный номер GenBank AB005060), дивергентный вариант нейрегулина (Don-1) и полученный из мозжечка фактор роста (CDGF; заявка PCT WO 97/09425). Экспериментальные данные демонстрируют, что, по-видимому, клетки, экспрессирующие ErbB4 или комбинацию ErbB2/ErbB4, демонстрируют очень сильный ответ на NRG-2 (Pinkas-Kramarski et al., Mol. Cell. Biol. 18:6090-6101, 1998). Также известно, что продукт гена NRG-3 (Zhang et al., выше) связывает и активирует рецепторы ErbB4 (Hijazi et al., Int. J. Oncol. 13:1061-1067, 1998).

В основной части всех форм NRG присутствует EGF-подобный домен, и он необходим для связывания и активации рецепторов ErbB. Установленные аминокислотные последовательности EGF-подобных доменов, кодируемых тремя генами, приблизительно на 30-40% идентичны (попарные сравнения). Кроме того, в NRG-1 и NRG-2, по-видимому, существуют по меньшей мере две субформы EGF-подобных доменов, которые могут обеспечивать различные виды биологической активности и тканеспецифического действия.

Клеточный ответ на NRG опосредован тирозиновыми киназами рецепторов NRG EGFR, ErbB2, ErbB3 и ErbB4 семейства рецепторов эпидермального фактора роста. Высокоаффинное связывание всех NRG опосредовано преимущественно ErbB3 или ErbB4. Связывание лигандов NRG ведет к димеризации с другими субъединицами ErbB и трансактивации посредством фосфорилирования по специфическим тирозиновым остаткам. В определенных экспериментальных условиях, по-видимому, почти все комбинации рецепторов ErbB могут формировать димеры в ответ на связывание изоформ NRG-1. Однако, по-видимому, ErbB2 является предпочтительным партнером по димеризации, который может играть важную роль в стабилизации комплекса лиганд-рецептор. Сам ErbB2 не связывает лиганд, но должен гетерогенно спариваться с одним из других подтипов рецепторов. ErbB3 обладает тирозинкиназной активностью, но является мишенью для фосфорилирования другими рецепторами. Известно, что экспрессия NRG-1, ErbB2 и ErbB4 необходима для образования трабекул миокарда желудочка в онтогенезе мыши

Нейрегулины стимулируют компенсаторный гипертрофический рост и ингибируют апоптоз миокардиоцитов, подвергаемых физиологическому стрессу. В соответствии с этими наблюдениями введение нейрегулина пригодно для предотвращения, минимизации или обратного развития застойного заболевания сердца, возникающего вследствие таких обуславливающих факторов, как гипертензия, ишемическая болезнь сердца и кардиотоксичность. См., например, патент США номер (USPN) 6635249, который в полном объеме включен в настоящее описание.

Ввиду высокого распространения сердечной недостаточности в общей популяции, продолжает существовать неудовлетворенная необходимость в предотвращении или минимизации прогрессирования этого заболевания, такая как препятствование потери сердечной функции или посредством улучшения сердечной функции.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение включает способ лечения или профилактики сердечной недостаточности у млекопитающего. Способ основан на неожиданном наблюдении того, что терапевтических эффектов пептида, который содержит домен, подобный эпидермальному фактору роста (EGF-подобный), можно достигать посредством режимов дозирования для введения нейрегулина, которые не поддерживают стационарного состояния, таких как посредством введения терапевтически эффективного количества пептида млекопитающему с интервалами введения через или на протяжении 48, 72, 96 или более часов. Таким образом, настоящий способ предусматривает интермиттирующее или прерывистое введение (каждые 48-96 часов или даже с большими интервалами) млекопитающему пептида, содержащего EGF-подобный домен, где EGF-подобный домен кодируется геном нейрегулина, и где введение пептида производят в количестве, эффективном для лечения или предотвращения сердечной недостаточности у млекопитающего. Режимы дозирования для введения нейрегулина, которые не поддерживают стационарных концентраций являются в равной степени эффективными, как и режимы дозирования с более частым введением, но без неудобства, затрат или побочных эффектов, которые могут являться следствием более частого введения. В рамках изобретения термин интермиттирующее или прерывистое введение включает режим дозирования с интервалами по меньшей мере 48 часов, 72 часа, 96 часов, 1 сутки, 2 суток, 3 суток, 4 суток, 5 суток, 6 суток, 7 суток, 8 суток, 9 суток, 10 суток, 11 суток, 12 суток, 13 суток, 14 суток, 1 неделю, 2 недели, 4 недели, 1 месяц, 2 месяца, 3 месяца, 4 месяца или их любые комбинацию или приращение, при условии, что интервал/режим составляет по меньшей мере 48 часов, 72 часов, 96 часов, 1 сутки, 2 суток, 3 суток, 4 суток, 5 суток, 6 суток, 7 суток, 8 суток, 9 суток, 10 суток, 11 суток, 12 суток, 13 суток, 14 суток, 1 неделю, 2 недели, 4 недели, 1 месяц, 2 месяца, 3 месяца, 4 месяца. В рамках изобретения термин интермиттирующее или прерывистое введение включает режим дозирования с интервалами не менее 48 часов, 72 часов, 96 часов, 1 суток, 2 суток, 3 суток, 4 суток, 5 суток, 6 суток, 7 суток, 8 суток, 9 суток, 10 суток, 11 суток, 12 суток, 13 суток, 14 суток, 1 недели, 2 недель, 4 недель, 1 месяца, 2 месяцев, 3 месяцев, 4 месяцев или их любые комбинацию или приращение, при условии, что интервал/режим составляют не менее 48 часов, 72 часов, 96 часов, 1 суток, 2 суток, 3 суток, 4 суток, 5 суток, 6 суток, 7 суток, 8 суток, 9 суток, 10 суток, 11 суток, 12 суток, 13 суток, 14 суток, 1 недели, 2 недель, 4 недель, 1 месяца, 2 месяцев, 3 месяцев, 4 месяцев.

В соответствии с настоящим изобретением, интермиттирующее или прерывистое введение млекопитающему пептида, содержащего EGF-подобный домен, где EGF-подобный домен кодируется геном нейрегулина, направлено на достижение схемы дозирования, где не поддерживаются стационарные концентрации вводимого пептида в узком диапазоне, таким образом, уменьшая вероятность того, что у млекопитающего разовьются неблагоприятные побочные эффекты, которые могут являться следствием поддержания уровней вводимого пептида выше физиологических в течение длительного срока. Например, побочные эффекты, ассоциированные с уровнями экзогенно вводимого NRG выше физиологических, включают гиперплазию оболочек нервов, гиперплазию молочных желез, почечную нефропатию, гипоспермию, повышение уровня печеночных ферментов, изменения сердечных клапанов и кожные изменения в участке инъекции.

В предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение относится к интермиттирующему режиму дозирования, который вызывает или допускает колебания сывороточных уровней пептида, содержащего EGF-подобный домен, кодируемого геном нейрегулина, и, таким образом, уменьшает возможность неблагоприятных побочных эффектов, ассоциированных с более частым введением пептида. Таким образом, интермиттирующий режим дозирования по настоящему изобретению обеспечивает млекопитающему терапевтический эффект, но не поддерживает стационарных терапевтических уровней пептида, содержащего EGF-подобный домен, кодируемый геном нейрегулина. Как понимают специалисты в данной области, существуют различные варианты осуществления изобретения для осуществления интермиттирующего дозирования; преимущества этих вариантов осуществления можно указывать различными способами, например, указанное введение не поддерживает стационарных терапевтических уровней указанного пептида, введение уменьшает возможность вредных побочных эффектов, ассоциированных с более частым введением пептида NRG, и т.п.

В конкретных вариантах осуществления изобретения, нейрегулин может представлять собой ген, продукт гена или его соответствующую подпоследовательность или фрагмент, содержащие, по существу состоящие или состоящие из: NRG-1, NRG-2, NRG-3 или NRG-4. В предпочтительном варианте осуществления подпоследовательность или фрагмент NRG по изобретению содержит домен, подобный эпидермальному фактору роста (EGF-подобный) или его гомолог. Как понимают специалисты в данной области, пептид, гомологичный пептиду EGF-подобного домена определяют посредством поиска структурной гомологии или посредством гомологичного пептида, действующего как действует EGF-подобный пептид в функциональных анализах, например, связывая и активируя рецепторы ErbB. Предпочтительно длина фрагмента составляет по меньшей мере 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85 аминокислот. Пептид нейрегулина по изобретению в свою очередь может быть кодирован любым из этих генов нейрегулинов (или их подпоследовательностью). В более конкретном варианте осуществления пептид, используемый в способе, представляет собой рекомбинантный GGF2 человека или его фрагмент или подпоследовательность. Относительно последовательностей аминокислот и нуклеиновой кислоты полноразмерного GGF2 человека см. фигуры 8A-8D.

В одном из аспектов изобретения подходящие млекопитающие включают в качестве неограничивающих примеров мышей, крыс, кроликов, собак, обезьян или свиней. В одном из вариантов осуществления изобретения млекопитающее представляет собой человека.

В других вариантах осуществления изобретения сердечная недостаточность может являться следствием гипертензии, ишемической болезни сердца, воздействия кардиотоксического соединения (например, кокаина, спирта, антитела к ErbB2 или антитела к HER, такого как герцептин®, или антрациклинового антибиотика, такого как доксорубицин или дауномицин), миокардита, заболевания щитовидной железы, вирусной инфекции, гингивита, наркомании, алкоголизма, перикардита, атеросклероза, заболевания сосудов, гипертонической кардиомиопатии, острого инфаркта миокарда или предшествующего инфаркта миокарда, систолической дисфункции левого желудочка, операции коронарного шунтирования, голодания, воздействия радиации, нарушений питания или генетического дефекта.

В другом варианте осуществления изобретения, антитело к ErbB2 или к HER2, такое как герцептин®, вводят млекопитающему до, в течение или после введения антрациклина.

В других вариантах осуществления изобретения пептид вводят до воздействия кардиотоксического соединения, в течение воздействие указанного кардиотоксического соединения или после воздействия указанного кардиотоксического соединения; пептид вводят до или после диагностики застойной сердечной недостаточности у указанного млекопитающего. Способ по изобретению можно применять после того, как у указанного млекопитающего произошла компенсаторная гипертрофия сердца; способ по изобретению включает то, что исходом способа является сохранение гипертрофии левого желудочка или предотвращение прогрессирования истончения миокарда или ингибирование апоптоза кардиомиоцитов. В способе по изобретению пептид может содержать EGF-подобный домен, кодируемый геном нейрегулина, по существу состоять или состоять из него. Пептид по изобретению вводят до, в течение или после воздействия кардиотоксического соединения. В другом варианте осуществления пептид, содержащий EGF-подобный домен, вводят в течение двух или всех трех из этих периодов. В соответствии с настоящим изобретением пептид, содержащий EGF-подобный домен, кодируемый геном нейрегулина, вводят с интервалами каждые 48-96 часов. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения пептид, содержащий EGF-подобный домен, кодируемый геном нейрегулина представляет собой GGF2. В других вариантах осуществления изобретения пептид вводят до или после диагностики у млекопитающего застойной сердечной недостаточности. В еще одном варианте осуществления изобретения пептид вводят млекопитающему, у которого наблюдается компенсаторная гипертрофия сердца. В других конкретных вариантах осуществления изобретения введение пептида сохраняет гипертрофию левого желудочка, предотвращает прогрессирование истончения миокарда и/или ингибирует апоптоз кардиомиоцитов.

Варианты осуществления изобретения включают следующее: способ лечения сердечной недостаточности у млекопитающего, где указанный способ включает введение экзогенного пептида, содержащего домен, подобный эпидермальному фактору роста (EGF-подобный), указанному млекопитающему, где указанное введение с указанными интервалами уменьшает неблагоприятные побочные эффекты, ассоциированные с введением указанного экзогенного пептида указанному млекопитающему. Способ лечения сердечной недостаточности у млекопитающего, где указанный способ включает введение экзогенного пептида, содержащего домен, подобный эпидермальному фактору роста (EGF-подобный), указанному млекопитающему, где указанный EGF-подобный домен кодируется геном нейрегулина (NRG)-1 и указанный экзогенный пептид вводят указанному млекопитающему в терапевтически эффективном для лечения сердечной недостаточности количестве с интервалами по меньшей мере 48 часов, где указанное введение с указанными интервалами не поддерживает стационарных уровней указанного экзогенного пептида у указанного млекопитающего. Способ лечения сердечной недостаточности у млекопитающего, где указанный способ включает указанному млекопитающему введение экзогенного пептида, содержащего домен, подобный эпидермальному фактору роста (EGF-подобный), или его гомолог, и указанный экзогенный пептид вводят указанному млекопитающему в терапевтически эффективном для лечения сердечной недостаточности количестве с интервалами по меньшей мере или не менее чем 48 часов, где указанное введение с указанными интервалами допускает отклонения сывороточных концентраций указанного экзогенного пептида у указанного млекопитающего между дозами до фонового уровня или до уровней перед введением.

В рамках изобретения термин «неблагоприятный» или «вредный побочный эффект» относится к непредусмотренному и нежелательному следствию медицинского лечения. В отношении настоящего изобретения неблагоприятный или вредный побочный эффект, являющийся следствием введения экзогенного пептида, может включать одно или несколько из следующего: гиперплазия оболочки нерва, гиперплазия молочной железы, почечная нефропатия и кожные изменения в участке инъекции.

В рамках изобретения термин "отклонения сывороточных концентраций указанного экзогенного пептида у указанного млекопитающего между дозами до уровней перед введением" относится к различию между уровнями сывороточных концентраций до введения дозы экзогенного пептида.

В рамках изобретения термин "стационарные уровни" относится к уровню(ям) экзогенного средства (например, пептида), которого достаточно для достижения равновесия (в пределах диапазона колебаний между последующими дозами) между введением и выведением. "Поддержание стационарных терапевтических уровней" относится к поддержанию концентрации экзогенного средства на уровне, достаточном для обеспечения терапевтического эффекта у индивидуума или пациента.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ

На фигуре 1 представлена гистограмма, на которой представлена сердечная функция, иллюстрируемая изменениями во фракции выброса и фракции укорочения. Как указано, крысы обрабатывали GGF2 при 0,625 мг/кг или эквимолярным количеством EGF-подобного фрагмента (фрагмент; EGF-id) внутривенно (в/в) ежедневно (раз в сутки).

На фигуре 2 представлена линейная диаграмма, на которой представлена сердечная функция, выявляемая по изменениям во фракции выброса и фракции укорочения. Как указано, крыс обрабатывали GGF2 при 0,625 мг/кг или 3,25 мг/кг в/в раз в сутки.

На фигуре 3 представлена линейная диаграмма, на которой представлена сердечная функция, выявляемая по значительному улучшению конечного систолического объема в течение периода обработки. Как указано, крыс обрабатывали GGF2 при 0,625 мг/кг или 3,25 мг/кг в/в раз в сутки.

На фигуре 4 представлена линейная диаграмма, на которой представлена сердечная функция, выявляемая по изменениям во фракции выброса и фракции укорочения. Как указано, крыс обрабатывали GGF2 3,25 мг/кг внутривенно (в/в) раз в 24, 48 или 96 часов.

На фигуре 5 представлена линейная диаграмма, на которой представлена сердечная функция, выявляемая по изменениям электрокардиографической фракции выброса. Как указано, крыс обрабатывали носителем или 3,25 мг/кг GGF2 внутривенно (в/в), с BSA или без него.

На фигуре 6 линейная диаграмма, на которой представлен период полувыведения рекомбинантного GGF2 человека (rhGGF2) после в/в введения.

На фигуре 7 линейная диаграмма, на которой представлен период полувыведение рекомбинантного GGF2 человека (rhGGF2) после подкожного введения.

На фигурах 8A-D представлены последовательности нуклеиновой кислоты и аминокислот полноразмерного GGF2. Последовательность нуклеиновой кислоты обозначена SEQ ID NO: 1, а аминокислотная последовательность обозначена SEQ ID NO: 2.

На фигуре 9 представлены последовательности нуклеиновой кислоты и аминокислот подобного эпидермальному фактору роста (EGFL) домена 1. Последовательность нуклеиновой кислоты EGFL домена 1 в настоящем описании обозначена SEQ ID NO: 3, а аминокислотная последовательность EGFL домена 1 в настоящем описании обозначена SEQ ID NO: 4.

На фигуре 10 представлены последовательности нуклеиновой кислоты и аминокислот подобного эпидермальному фактору роста (EGFL) домена 2. Последовательность нуклеиновой кислоты EGFL домена 2 в настоящем описании обозначена SEQ ID NO: 5, а аминокислотная последовательность EGFL домена 2 в настоящем описании обозначена SEQ ID NO: 6.

На фигуре 11 представлены последовательности нуклеиновой кислоты и аминокислот подобного эпидермальному фактору роста (EGFL) домена 3. Последовательность нуклеиновой кислоты EGFL домена 3 в настоящем описании обозначена SEQ ID NO: 7, а аминокислотная последовательность EGFL домена 3 в настоящем описании обозначена SEQ ID NO: 8.

На фигуре 12 представлены последовательности нуклеиновой кислоты и аминокислот подобного эпидермальному фактору роста (EGFL) домена 4. Последовательность нуклеиновой кислоты EGFL домена 4 в настоящем описании обозначена SEQ ID NO: 9, а аминокислотная последовательность EGFL домена 4 в настоящем описании обозначена SEQ ID NO: 10.

На фигуре 13 представлены последовательности нуклеиновой кислоты и аминокислот подобного эпидермальному фактору роста (EGFL) домена 5. Последовательность нуклеиновой кислоты EGFL домена 5 в настоящем описании обозначена SEQ ID NO: 11, а аминокислотная последовательность EGFL домена 5 в настоящем описании обозначена SEQ ID NO: 12.

На фигуре 14 представлены последовательности нуклеиновой кислоты и аминокислот подобного эпидермальному фактору роста (EGFL) домена 6. Последовательность нуклеиновой кислоты EGFL домена 6 в настоящем описании обозначена SEQ ID NO: 13, а аминокислотная последовательность EGFL домена 6 в настоящем описании обозначена SEQ ID NO: 14.

На фигуре 15 представлена аминокислотная последовательность полипептида, содержащего подобный эпидермальному фактору роста (EGFL) домен, которая в настоящем описании обозначена SEQ ID NO: 21.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Авторы настоящего изобретения сделали неожиданное открытие, что прерывистое или интермиттирующее введение нейрегулина с соответствующим образом расположенными временными интервалами обеспечивает терапевтически эффективное количество нейрегулина пациенту и такая схема лечения пригодна для предотвращения, профилактики, улучшения, минимизации, лечения или обратного развития заболевания сердца, такого как застойная сердечная недостаточность.

Несмотря на общепринятую точку зрения и практику разработки в отношении составления режимов дозирования с поддержанием наиболее узкого диапазона стационарных концентраций, авторы настоящего изобретения в настоящем описании демонстрируют, что режимы дозирования для введение нейрегулина, которые не поддерживают стационарные концентрации в узком диапазоне, являются в равной степени эффективными, как и режимы дозирования с более частым введением. Кроме того, авторы настоящего изобретения продемонстрировали, что обработка индивидуума с сердечной недостаточностью нейрегулином с интервалами дозирования по меньшей мере 48 часов, 72 часа, 96 часов, 1 сутки, 2 суток, 3 суток, 4 суток, 5 суток, 6 суток, 7 суток, 8 суток, 9 суток, 10 суток, 11 суток, 12 суток, 13 суток, 14 суток, 1 неделя, 2 недели, 4 недели, 1 месяц, 2 месяца, 3 месяца, 4 месяца или их любая комбинация или приращение, при условии, что интервал/режим составляет по меньшей мере 48 часов, являются такими же эффективными, как и ежедневное дозирование.

Для оценки фармакокинетики экзогенного NRG, авторы настоящего изобретения показали, что период полувыведения нейрегулина при внутривенном введении составляет от 4 до 8 часов, а при подкожном введении составляет 11-15 часов. См., например, таблицы 1 и 2 и фигуры 6 и 7. Таким образом, дозирование при режимах не чаще чем каждые четвертые сутки не может поддерживать никаких детектируемых уровней в течение по меньшей мере трех суток между дозами. На основе этих результатов до настоящего изобретения нельзя было предсказать, что такие соотношения пиков/спадов будут коррелировать со стойким терапевтическим эффектом. Заслуживает внимания, что соединения с периодом полувыведения такого порядка, как правило, вводят в соответствии с частым режимом дозирования (например, ежедневные или многократные суточные дозы). Кроме того, на основе фармакокинетических данных доступных для GGF2 в соответствии с традиционными разработками можно предположить, что оптимальная обработка могла включать ежедневное подкожное дозирование.

В соответствии с общепринятой точкой зрения и практикой разработки другие медицинские лекарственные средства при CHF, как правило, вводят по меньшей мере на ежедневной основе. Полагают, что периодичность такого дозирования необходима потому, что CHF представляет собой хроническое состояние, как правило, вызываемое нарушенным сокращением и/или расслаблением сердца, а не острое состояние. У индивидуумов со слабым сердцем, приводящим к нарушенному расслаблению и CHF, медицинские лекарственные средства включают лекарственные средства, блокирующие образование или действие специфических нейрогормонов (например, ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента (ингибиторы ACE), антагонисты рецепторов ангиотензина (ARB), антагонисты альдостерона и блокаторы бета-адренергических рецепторов). Эти и другие лекарственные средства в настоящее время представляют собой стандарт при лечении хронической CHF, так как показано, что они приводят к улучшенным симптомам, ожидаемой продолжительности жизни и/или к уменьшению числа госпитализаций. В условиях острых приступов или хронических симптомов пациентов часто лечат инотропными средствами (например, добутамин, дигоксин) для улучшения сердечной сократимости вместе с сосудорасширяющими средствами (например, нитраты, несиритид) и/или диуретиками (например, фуросемид) для уменьшения застоя. Пациентов с гипертензией и застойной сердечной недостаточностью лечат одним или несколькими антигипертензивными средствами, такими как бета-блокаторы, ингибиторы ACE и ARB, нитраты (динитрат изосорбида), гидралазин и блокаторы кальциевых каналов.

Таким образом, несмотря на обычную практику относительно лечения CHF, авторы настоящего изобретения продемонстрировали, что новый режим дозирования приводит к эффективному лечению CHF, при этом избегая нежелательных побочных эффектов. Не желая связываться с теорией, вероятно, что такое лечение нейрегулином усиливает насосную функцию сердца, стимулируя гипертрофию кардиомиоцитов и частично или полностью ингибируя дальнейшее разрушение сердца, подавляя апоптоз кардиомиоцитов.

В качестве дополнительной информации, основным принципом дозирования является определение эффективной циркулирующей концентрации и разработка режима дозирования для поддержания этих уровней. Для прогноза режима дозирования, который будет поддерживать стационарный уровень конкретного лекарственного средства, комбинируют Фармакокинетические (PK) и фармакодинамические (PD) исследования. Типичным планом является минимизация различия между C_макс и C_мин и, таким образом, снижение побочных эффектов.

Лекарственные средства описывают по их "терапевтическому индексу" который представляет собой отношение токсической дозы или циркулирующих уровней к эффективной дозе или циркулирующим концентрациям. Когда терапевтический индекс является большим, существует широкий безопасный диапазон, в котором можно вводить эффективную дозу без приближения к токсическим уровням. Когда неблагоприятные эффекты происходят при концентрациях, очень близких к эффективным концентрациям, терапевтический индекс определяют как узкий, и лекарственное средство трудно вводить безопасно.

При разработке режимов дозирования PK/PD данные комбинируют с информацией о терапевтическом индексе для планирования дозы и частоты введения так, что соединение поддерживается у пациента (например, человека) при такой концентрации, которая выше эффективной концентрации и ниже токсической концентрации. Если эффективную концентрацию лекарственного средства нельзя поддерживать без индукции небезопасных эффектов, от лекарственного средства в течение разработки отказываются. Дополнительные замечания, относящиеся к разработке лекарственных средств можно найти в ряде источников, включая: Pharmacokinetics in Drug Development: Clinical Study Design and Analysis (2004, Peter Bonate and Danny Howard, eds.), который в полном объеме включен в настоящее описание.

Нейрегулины представляют собой факторы роста, родственные эпидермальным факторам роста, которые связываются с рецепторами erbB. Во многих моделях сердечной недостаточности, кардиотоксичности и ишемии показано, что они улучшают сердечную функцию. Также показано, что они защищают нервную систему в моделях инсульта, повреждения спинного мозга, воздействия нервно-паралитическое отравляющего вещества, повреждения периферических нервов и химической токсичности.

Однако показано, что поддержание избыточных уровней экзогенно вводимых нейрегулинов обладает неблагоприятными эффектами, включая гиперплазию оболочки нерва, гиперплазию молочной железы и почечную нефропатию. Эти эффекты наблюдали при ежедневном подкожном введении нейрегулина. См., например, таблицу 10.

Как указано в настоящем описании, подкожное введение исследовали вследствие более длительного периода полувыведения по сравнению с внутривенным введением и исходного убеждения, что поддержание постоянных уровней лиганда может быть полезным. Разработка режимов дозирования для уменьшения этих эффектов могла бы значительно увеличить возможность использования нейрегулинов в качестве лекарственных средств и именно к этому относится настоящее изобретение. Демонстрация того, что менее частое дозирование, при котором не сохраняются постоянные уровни, также является эффективным, обеспечила эту разработку.

Нейрегулины: Как указано выше, пептиды, кодируемые генами NRG-1, NRG-2, NRG-3 и NRG-4, содержат EGF-подобные домены, которые позволяют им связывать и активировать рецепторы ErbB. Holmes et al. (Science 256:1205-1210, 1992) показали, что для связывания и активации рецептора p185erbB2 достаточно одного EGF-подобного домена. Таким образом, для предотвращения или лечения застойной сердечной недостаточности в способах по изобретению можно использовать любой пептидный продукт, кодируемый геном NRG-1, NRG-2 или NRG-3, или любой подобный нейрегулинам пептид, например, пептид с EGF-подобным доменом, кодируемый геном или кДНК нейрегулина (например, EGF-подобный домен, содержащий субдомены пептида NRG-1 C-C/D или C-C/D', как описано в USPN 5530109, USPN 5716930 и USPN 7037888; или EGF-подобный домен, как описано в WO 97/09425). Содержание каждого из USPN 5530109; USPN 5716930; USPN 7037888 и WO 97/09425 в полном объеме включено в настоящее описание.

Факторы риска: факторы риска, увеличивающие вероятность развития застойной сердечной недостаточности у индивидуума хорошо известны. Они включают, но не ограничены ими, курение, ожирение, высокое артериальное давление, ишемическую болезнь сердца, заболевание сосудов, операцию коронарного шунтирования, инфаркт миокарда, систолическую дисфункцию левого желудочка, воздействие кардиотоксических соединений (спирт, лекарственные средства, такие как кокаин и антрациклиновые антибиотики, такие как доксорубицин и даунорубицин), вирусная инфекция, перикардит, миокардит, гингивит, заболевание щитовидной железы, воздействие радиации, генетические дефекты, для которых известно, что они увеличивают риск сердечной недостаточности (такие как дефекты, описанные в Bachinski and Roberts, Cardiol. Clin. 16:603-610, 1998; Siu et al., Circulation 8:1022-1026, 1999; и Arbustini et al., Heart 80:548-558, 1998), голодание, нарушения питания, такие как анорексия и булимия, сердечная недостаточность в семейном анамнезе и гипертрофия миокарда.

В соответствии с настоящим изобретением нейрегулины можно вводить интермиттирующим способом для достижения профилактики, такой как предотвращение или снижение скорости прогрессирования застойного заболевания сердца у индивидуумов, у которых выявлен риск заболевания. Например, введение нейрегулина пациенту с ранней компенсаторной гипертрофией обеспечивает поддержание состояния гипертрофии и предотвращает прогрессирование до сердечной недостаточности. Кроме того, индивидуумам, у которых идентифицирован риск заболевания, можно проводить кардиопротективную обработку нейрегулином до развития компенсаторной гипертрофии.

Введение нейрегулина пациентам со злокачественной опухолью до или в течение химиотерапии антрациклином или комбинированного лечения антрациклином/антителом к ErbB2 (антителом к HER2) (например, герцептином®) может предотвратить вхождение кардиомиоцитов пациента в апоптоз, таким образом, сохраняя сердечную функцию. Пациенты, которые уже страдают потерей кардиомиоцитов, также получают пользу от лечения нейрегулином, так как остающаяся миокардиальная ткань отвечает на воздействие нейрегулином, демонстрируя гипертрофический рост и увеличенную сократимость.

Лечение: нейрегулины и пептиды, содержащие EGF-подобные домены, кодируемые генами нейрегулинов, можно вводить пациентам или экспериментальным животным с фармацевтически приемлемым разбавителем, носителем или эксципиентом. Композиции по изобретению можно предоставлять в стандартной лекарственной форме.

Для предоставления подходящих составов или композиций и для введения таких композиций пациентам или экспериментальным животным используют обычную фармацевтическую практику. Хотя предпочтительным является внутривенное введение, можно использовать любой подходящий способ, например, парентеральное, подкожное, внутримышечное, чрескожное, внутрисердечное, интраперитонеальное, интраназальное, аэрозольное, пероральное или топическое (например, посредством прикладывания лейкопластыря, содержащего состав, способный проходить слой дермы и входить в кровоток) введение.

Терапевтические составы могут находиться в форме жидких растворов или суспензий; для перорального введения составы могут находиться в форме таблеток или капсул; а для интраназальных составов - в форме порошков, назальных капель или аэрозолей.

Способы, хорошо известные в данной области для получения составов, можно найти, например, в "Remington's Pharmaceutical Sciences". Составы для парентерального введения, например, могут содержать эксципиенты, стерильную воду или физиологический раствор, полиалкиленовые гликоли, такие как полиэтиленгликоль, масла растительного происхождения или гидрогенизированные нафталины. Другие потенциально пригодные системы парентеральной доставки для введения молекул по изобретению включают частицы из сополимера этилена-винилацетата, осмотические насосы, имплантируемые инфузионные системы и липосомы. Составы для ингаляции могут содержать эксципиенты, например, лактозу, или могут представлять собой водные растворы, содержащие, например, простой полиоксиэтилен-9-лауриловый эфир, гликохолат и дезоксихолат, или могут представлять собой масляные растворы для введения в форме назальных капель или в виде геля.

В дополнительном аспекте изобретение относится к соединениям по настоящему изобретению для применения в качестве фармацевтических