Наночастицы, несущие химиотерапевтическое противораковое лекарственное средство

Наночастицы, несущие химиотерапевтическое противораковое лекарственное средство

Реферат

Область изобретения

Изобретение относится к области медицины и, в частности, онкологии. Оно относится к лечению рака, в частности гепатоклеточной карциномы, при помощи наночастиц, несущих по меньшей мере одно химиотерапевтическое противоопухолевое лекарственное средство.

Предшествующий уровень техники

Рак характеризуется неконтролируемым ростом клеток в сочетании со злокачественным поведением: инвазия и метастаз. Это является одной из основных причин смертности в большинстве промышленно развитых стран. Могут быть использованы различные пути лечения: химиотерапия, лучевая терапия, хирургия, иммунотерапия и гормональная терапия.

Химиотерапия может быть определена как использование химиотерапевтических противоопухолевых агентов для лечения рака. В целом, большинство химиотерапевтических противоопухолевых агентов действует, нарушая митоз (деление клеток) или синтез ДНК, эффективно нацеливаясь на быстро делящиеся клетки.

Химиотерапевтические противоопухолевые агенты доставляются наиболее часто парентерально, заслуживает упоминания внутривенная (IV) или внутриартериальная (IA) доставка. IV или IA способы химиотерапии могут быть осуществлены в течение различных периодов времени в зависимости от лекарства и типа рака, который лечат.

Гепатоклеточная карцинома (НСС) является пятой из наиболее распространенных форм рака у мужчин (523000 случаев в мире) и седьмой у женщин (226000 случаев в мире), и основное бремя приходится на развивающиеся страны, на которые приходится почти 85% случаев, и, в частности, у мужчин: общее соотношение мужчины/женщины составляет приблизительно 4/1. Регионы с высоким уровнем заболеваемости представляют собой Восточную и Юго-Восточную Азию, Среднюю и Западную Африку, а также Меланезию и Микронезию/Полинезию. Низкие уровни оцениваются в развитых регионах за исключением Южной Европы, где заболеваемость у мужчин (ASR 10,5 на 100000 населения) значительно выше, чем в других развитых регионах (Globocan 2008, WHO, International Agency for Research on Cancer -IARC-, Cancer Incidence and Mortality Worldwide 2008).

По оценкам в 2008 году произошло 694000 смертей от рака печени (477000 у мужчин, 217000 у женщин), и из-за его высокой летальности (общий коэффициент смертности к заболеваемости 0,93), рак печени является третьей наиболее распространенной причиной смерти от рака по всему миру. Географическое распределение уровней смертности аналогично обнаруженным уровням заболеваемости (Globocan 2008, WHO, International Agency for Research on Cancer -IARC-, Cancer Incidence and Mortality Worldwide 2008).

HCC обычно возникает у людей, страдающих от цирроза печени или хронического заболевания печени (CLD). Все факторы, благоприятствующие развитию CLD или цирроза, следовательно, являются факторами риска развития НСС. Основными этиологическими факторами являются инфицирование вирусом гепатита В (HBV; 53%), гепатита С (HCV, 25%), заболевания печени при алкоголизме (ALD; 15-43%) или дисметаболические расстройства, такие как неалкогольный стеатогепатит (NASH, 20%), ожирение и сахарный диабет. Другие факторы являются менее частыми: гемохроматоз, другие хронические желчные или воспалительные заболевания печени. Афлатоксины, продуцируемые грибами Aspergillus flavus и Aspergillus parasiticus, растущими на зерне, арахисе и других продуктах питания, являются гепатотоксическими агентами, и хроническое воздействие этих микотоксинов приводит к развитию НСС. Воздействия химических веществ все еще обсуждаются и не являются значимыми.

Современные терапевтические стратегии НСС могут быть разделены на лечебные процедуры, такие как хирургические вмешательства (удаление опухоли и трансплантация печени), чрескожные вмешательства (введение этанола, радиочастотная температурная абляция), или паллиативные способы лечения, такие как трансартериальные вмешательства (в основном трансартериальная химиоэмболизация или ТАСЕ), способы системной терапии и экспериментальные стратегии (Н.С. Spangenberg, R. Thimine Н.Е. Blum, Biologies: Targets & Therapy, 2008, 2 (3), 453). У тщательно отобранных пациентов резекция и трансплантация печени дают возможность для выживания в течение 5 лет от 60% до 70%. К сожалению, у большинства пациентов в западных странах обнаруживают промежуточные или поздние стадии НСС на момент постановки диагноза, с последующей невозможностью использовать эти лечебные процедуры (L. Faloppi, М. Scartozzi, Е. Maccaroni, P.M. Di Pietro, R. Berardi, M. Del Prete, S. Cascinu, Cancer Treat. Rev., 2011, 37(3), 169).

Среди паллиативных процедур показано, что внутриартериальный подход с химиоэмболизацией (ТАСЕ) вызывают объективные ответы у 16-55% пациентов, хотя множество рандомизированных испытаний не показали какой-либо пользы в отношении выживаемости. К сожалению, известно, что ТАСЕ часто сопровождается тяжелыми побочными действиями, такими как поражение печени или почечная дисфункция (К. Kamada, Т. Nakanishi, М. Kitamoto, Н. Aikata, Y. Kawakami, К. Ito, Т. Asahara, G. Kajiyama, J. Vase. Interv. Radiol., 2001, 12(7), 847).

До недавнего времени, для пациентов на поздней стадии НСС отсутствовала какая-либо терапия, которая увеличивала бы общую выживаемость (OS), что указывает на необходимость новых направленных способов лечения (Н.С. Spangenberg, R. Thimine, Н.Е. Blum, Biologies: Targets & Therapy, 2008, 2 (3), 453). В 2007 г. впервые сорафениб (Нексавар^®), представляющий собой мультикиназный ингибитор, продемонстрировал увеличение, хоть и умеренное, общей выживаемости по сравнению с плацебо у пациентов, страдающих от неоперабельной НСС. Кроме этого агента различные молекулы тестируются в настоящее время на поздних стадиях НСС, среди которых Brivanib, другой пероральный мультикиназный ингибитор, в настоящее время тестируется в нескольких исследованиях III фазы (Н.С. Spangenberg, R. Thimine, Н.Е. Blum, Biologies:Targets & Therapy, 2008, 2(3), 453 - К. Almhanna, PA Philip, Onco. Targets Ther., 2009, 18(2), 261).

Несмотря на то что хотя сорафениб представляет собой стандарт лечения на поздней стадии НСС и зарегистрирован для лечения НСС без ограничений Европейским агентством по лекарственным средствам (ЕМА) и Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA), узкие критерии включения в клинические испытания оставляют многих пациентов без доказанного эффективного лечения с учетом стадии их заболевания. Кроме того, так как у некоторых пациентов лечение сорафенибом терпит неудачу, до сих пор существует потребность в медицине для этих пациентов для улучшения эффективности лечения, схемы введения лекарства и общей переносимости, и для преодоления устойчивости (М. Peck-Radosavljevic, Therap. Adv. Gastroenterol. 2010, 3(4), 259).

HCC известен как гиперваскулярный солидный рак, характеризующийся высокой степенью лекарственной устойчивости (Т. Wakamatsu, Y. Nakahashi, D. Hachimine, Т. Seki, К. Okazaki, Int. J. Oncol., 2007, 31(6), 1465). Механизмы этой химиорезистентности при HCC являются множественными. Тем не менее, самый общий механизм связан с переносчиками, обеспечивающими мультилекарственную резистентность (MDR), Р-gp и насосами MRP (D.M. Bradshaw, R.J. Arceci, J. Clin. Oncol., 1998, 16(11), 3674. Review. Erratum in: J. Clin. Oncol., 1999, 17(4), 1330). Эти насосы дают возможность опухолевым клеткам выводить различные типы химиотерапевтических агентов во внеклеточное окружение (Y. Chen, S.M. Simon, J. Cell Biol. 2000, 148(5), 863). Химиорезистентность, связанная с фенотипом MDR, может быть присущей или быть вызвана во время химиотерапии. Химиорезистентность, независимо от того, является ли она спонтанной или вызванной, представляет собой серьезное осложнение при лечении рака. НСС часто сама по себе химиорезистентна, что представляет собой основную причину неудач при ее лечении (R. Perez-Tomas, Curr Med Chem., 2006, 13(16), 1859, Review). Это создает большое препятствие в химиотерапии рака, потому что более высокие дозы препаратов должны быть введены и в свою очередь могут привести к тяжелым побочным эффектам (F. Yan, Х.М. Wang, Z.C. Liu, С. Pan, S В. Yuan, Q.M. Ma, Hepatobiliary Pancreat. Dis. Int. 2010, 9(3), 287). Химиорезистентность мешает основным химиотерапевтическим агентам и в особенности антрациклинам (таким как доксорубицин), алкалоиды барвинка, эпиподофиллотоксины или таксаны. Плохая эффективность химиотерапевтических агентов, относящаяся к сверхэкспрессии гена MDR, подчеркивает необходимость в разработке новых стратегий лечения НСС, в которых следует принимать во внимание аспекты резистентности.

Доксорубицин представляет собой химиотерапевтическое соединение, эффективность которого показана для нескольких типов рака, включающих НСС. Тем не менее, IV инфузия доксорубицина при НСС является умеренной с частотой объективного ответа 5-10%. В большом рандомизированном многоцентровом клиническом испытании сравнивали эффективность доксорубицина 60 мг/м², вводимого IV путем, и тимитага, представляющего прямой ингибитор тимидилатсинтазы (Porta С., 2006). У 446 рандомизированных пациентов с неоперабельной НСС действие доксорубицина было умеренным. Умеренное действие доксорубицина у пациентов, страдающих от НСС, как предполагают, возникает в результате механизмов множественной лекарственной устойчивости (MDR), связанных со сверхактивностью PgP и клеточных насосов MRP. Многие стратегии были оценены для того, чтобы преодолеть аспекты резистентности, включающие использование ингибиторов Pgp и MRP. Разработка этих лекарств была остановлена вследствие результатов исследования безопасности препарата.

При HCC разработаны новые терапевтические стратегии с использованием цитотоксических агентов путем печеночной внутриартериальной (IA) инъекции для уменьшения системной токсичности, чтобы вызвать важный некроз печеночной опухоли и для сохранения здоровой печеночной паренхимы.

Технология, описанная в патентах EP 1056477 и его эквиваленте для США US 6881421, использует полиалкилцианоакрилатный (PACA) полимер для приготовления активных ингредиентов в наночастицы. В EP 1056477 и его эквиваленте для США US 6881421 указывается на применение комплексообразующего агента для образования комплекса активного ингредиента при приготовлении наночастиц, чтобы защитить активный ингредиент от химических реакций, которые необходимы для формирования частицы. Таким образом, активный ингредиент благоприятно ассоциируется нековалентным образом с частицей и защищен от взаимодействия или деградации. Наночастицы, содержащие фармацевтически активный ингредиент, полимер, такой как поли(алкилцианоакрилат) и комплексообразующий агент, такой как циклодекстрины, таким образом раскрыты в EP 1056477 и в его эквиваленте для США US 6881421.

Доксорубицин, загруженный в указанные наночастицы (далее названные как "наночастицы, несущие доксорубицин"), представляет собой композицию лекарства, которая ассоциируется с формой PACA, полиизогексилцианоакрилатом (PIHCA), наночастицы с химиотерапевтическим агентом доксорубицином.

Указанные наночастицы демонстрируют оригинальные механизмы для преодоления MDR, которые могут быть обобщены следующим образом.

Наночастицы, несущие доксорубицин, абсорбируются на поверхности опухолевых клеток и высвобождают заключенный в них доксорубицин рядом с клеточной мембраной, что приводит к высоким локальным градиентам концентраций (Colin de Verdiere A, Cancer Chemother Pharmacol. 1994; 33(6):504-8).

Наночастицы деградируют и высвобождают растворимую полицианоакриловую кислоту, которая может взаимодействовать с плазматической мембраной и вносить вклад в улучшение внутриклеточной доставки доксорубицина (De Verdiere AC, Br J Рак. 1997; 76(2): 198-205).

Растворимый полимер также может маскировать положительный заряд доксорубицина, таким образом предотвращая его выведение при помощи Pgp (De Verdiere 1997, Br J Cancer. 1997; 76(2): 198-205), действуя в качестве ионной пары без какой-либо ковалентной связи). Таким образом, удается избежать прямого взаимодействия с насосами MDR (Pgp и MRP).

У мужчин эффективность и безопасность наночастиц, несущих доксорубицин, вводимых при помощи печеночного внутриартериального пути, оценивали в 2-х клинических исследованиях: в одном открытом исследовании фазы I-II и одном рандомизированном клиническом исследовании фазы II (Таблица 1).

Таблица 1
Обобщение схемы исследования клинической разработки наночастиц, несущих доксорубицин
Фаза/Номер исследования	Описание	Путь дозирования	Группа	Количество пациентов планируемое/ завершивших	Состояние
Фаза I/II ВА/2002/03/02	Открытое МЦ (многоцентровое) SD (однодозовое) с увеличением доз	Печеночный IA	Запущенная НСС	21/20	Завершено
10 мг/м2
20 мг/м2
30 мг/м2
35 мг/м2
40 мг/м2
Фаза II/III ВА/2006/03/	Открытое, МС R (рандомизированное) PG	Печеночный IA 30 мг/м2 каждые 4 недели макс. 3 инъекции	Запущенная НСС	200/28	Остановлен

Исследование ВА 2002/03/02 (исследование фазы I/II у пациентов с запущенной гепатоклеточной карциномой) проводили в соответствии с многоцентровой, открытой, с увеличением дозы схемой у пациентов, страдающих от НСС. Наночастицы, несущие доксорубицин, инъецировали при помощи печеночного внутриартериального (IA) пути в виде болюса. Успешным группам из 3 пациентов инъецировали разовую 10, 20 и 30 мг/м² дозу наночастиц, несущих доксорубицин. Поскольку доза 30 мг/м² хорошо переносилась, протокол улучшили для достижения 40 мг/м² и затем 35 мг/м². Поскольку эти 2 дозы рассматривали как токсичные, дополнительным пациентам вводили дозу 30 мг/м² наночастиц, несущих доксорубицин, в течение 15 минут. Два пациента получали вторую IA дозу наночастиц, несущих доксорубицин, и один пациент получал 3 IA инфузии.

Двадцать пациентов были включены в данное исследование. Помимо серьезных респираторных ТЕАЕ (Вызванных лечением побочных действий), о которых сообщали для 35 и 40 мг/м², переносимость была приемлемой, большинство из ТЕАЕ были краткосрочными и имели легкую степень тяжести. Все были обратимы без последствий. В целом, ожидали 50% несерьезных ТЕАЕ, как уже сообщалось для свободного доксорубицина. Наиболее частые ТЕАЕ представляли собой лейкопению (n=13; 65%), нейтропению (n=12, 60%), тошноту (n=10; 50%), анемию и боль в животе (n=9, 45%), астению, лихорадку, облысение (n=6; 30%) и кашель (n=5; 25%). Повышение уровня трансаминаз сообщалось у 11 пациентов (55%) и, как ожидалось, вероятно, связано с эффективностью лечения. Два пациента имели серьезный острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС, ARDS) при дозе наночастиц, несущих доксорубицин, 35 мг/м².

Данные по эффективности ясно продемонстрировали показатель эффективности со средним значением и медианой выживания 548 и 315 суток, соответственно, частотой объективных ответов от 65 до 80% в соответствии с критериями клинического исследования.

На основе этих данных эффективность и безопасность печеночной IA 15-минутной инфузии наночастиц, несущих доксорубицин, сравнивали с эффективностью и безопасностью стандартного лечения.

Второе исследование ВА 2006/03/03 (Фаза II/III исследования у пациентов с запущенной НСС) осуществляли в соответствии с многоцентровой, сравнительной, открытой, рандомизированной (с отношением 2/1) схемой у пациентов, страдающих от запущенной НСС. Наночастицы, несущие доксорубицин, вводили при помощи 1А пути в виде 15-ти минутой инфузии в дозе 30 мг/м², которой предшествовала и за которой следовала пероральная премедикация метилпреднизоном. Пятьдесят пациентов были включены в первую часть исследования. Три инфузии наночастиц, несущих доксорубицин, получили 33 пациента с 4 недельными интервалами, и каждый из других 17 пациентов получал наилучший стандарт лечения, адаптированный к тяжести заболевания. В конце 1-й фазы, если наночастицы, несущие доксорубицин, рассматривали как активные у 2/3 больных (пациенты без локального прогресса через 3 месяца), то вовлекали дополнительные 150 пациентов.

Это исследование было преждевременно прекращено, когда 28 пациентов были вовлечены из-за возникновения ARDS, приведшего к смерти у 2 пациентов, получавших наночастицы, несущие доксорубицин. 17 пациентов получали 39 инфузии наночастиц, несущих доксорубицин, и 11 были рандомизированы в контрольной группе. Ни один пациент не умер от ARDS в контрольной группе.

Хотя множество пациентов в группе, получавшей наночастицы, несущие доксорубицин, не завершили лечение в соответствии с протоколом (3 инфузии с 4-недельным перерывом) из-за преждевременного прекращения исследования, 63% пациентов в группе, получавшей наночастицы, несущие доксорубицин, не демонстрировали локальный прогресс через 3 месяца (по сравнению с 75%, демонстрирующими локальный прогресс в контрольной группе). За вовлеченными пациентами наблюдали, и выживание регистрировали до февраля 2011 года. Общее выживание было значимо выше в группе, получавшей наночастицы, несущие доксорубицин, чем в контрольной группе. В этот момент времени среднее значение и медиана для общего выживания составили 952 суток для группы, получавшей наночастицы, несущие доксорубицин, против 449 суток для контроля.

Кроме того, выживание было значительно намного большим у пациентов, завершивших 3 курса лечения наночастицами, несущими доксорубицин, как это предусмотрено в протоколе. Среднее значение и медиана для общего выживания были вдвое длиннее для группы, получавшей 3 IA инъекции наночастицами, несущими доксорубицин, по сравнению с контрольной группой. Аналогично, выживание было гораздо длиннее у пациентов, завершивих 3 курса лечения наночастицами, несущими доксорубицин, чем у пациентов, которые получали только одну или 2 IA инъекции 30 мг/м² наночастиц, несущих доксорубицин. Эти данные подтвердили сильный показатель эффективности наночастиц, несущих доксорубицин в лечении пациентов, страдающих от запущенной НСС.

Таким образом, хотя и очень перспективное с точки зрения эффективности, использование наночастиц, несущих химиотерапевтическое лекарство, таких как наночастицы, несущие доксорубицин, в лечении рака, и, в частности, лечении НСС, в настоящее время не возможно из-за его тяжелых легочных побочных действий. Поэтому необходимы новые подходы, дающие возможность для более безопасного использования, уменьшающие вероятность возникновения легочных побочных действий и их тяжесть в приемлемых пределах вследствие отношения польза/риск. В частности, было бы весьма благоприятно уменьшить легочные побочные действия, вызванные этими наночастицами, и, в то же самое время, поддерживать хорошую уже обнаруженную эффективность.

Краткое изложение сущности изобретения

Авторам изобретения удалось разработать подходящую животную модель тяжелых легочных побочных действий, и затем неожиданно обнаружить, что тяжелые токсикологические побочные действия, в частности, повреждения легких, ассоциирующиеся с внутриартериальным или внутривенным введением наночастиц, несущих химиотерапевтический агент, могут быть предупреждены путем внутривенной или внутриартериальной инфузии указанных наночастиц в течение нескольких часов.

На этой основе настоящее изобретение относится к наночастицам, содержащим по меньшей мере один химиотерапевтический противоопухолевый агент, по меньшей мере один поли(алкилцианоакрилат) и по меньшей мере один циклодекстрин, для применения для лечения рака, где наночастицы вводят путем внутривенной или внутриартериальной инфузии в течение, по меньшей мере, 2 часов. В частности, наночастицы могут быть введены путем внутривенной или внутриартериальной инфузии в течение от 2 до 24 часов, конкретней в течение от 4 до 12 часов, конкретней в течение приблизительно 6 часов. В конкретном воплощении введение осуществляют путем внутривенной инфузии.

Предпочтительно, поли(алкилцианоакрилатный) полимер, содержащийся в наночастице, представляет собой полиизогексилцианоакрилатный полимер.

Наночастицы, используемые в изобретении, могут содержать указанный по меньшей мере один химиотерапевтический агент в концентрации от 0,01 до 200 мг/г наночастиц, от 0,1 до 70 масс.% указанного по меньшей мере одного циклодекстрина и от 1 до 25 масс.% указанного по меньшей мере одного поли(алкилцианоакрилата).

Химиотерапевтический противоопухолевый агент, содержащийся в наночастице, может быть выбран из группы, состоящей из антрациклинов, ингибиторов топоизомеразы, растительных алкалоидов-токсинов, блокирующих митотическое веретено, алкилирующих агентов, антиметаболитов, эллиптицина и гармина и любой их комбинации. Предпочтительно, химиотерапевтический противоопухолевый агент представляет собой антрациклин. Предпочтительней, химиотерапевтический агент выбран из группы, состоящей из доксорубицина, даунорубицина, эпирубицина, идарубицина, вальрубицина, пирарубицина, зорубицина, акларубицина, деторубицина, карминомицина, морфолинодоксорубицина, морфолинодаунорубицина, метоксиморфолинилдоксорубицина, любой их фармацевтически приемлемой соли и любой их комбинации. В конкретном предпочтительном воплощении химиотерапевтический противоопухолевый агент представляет собой доксорубицин или любую его фармацевтически приемлемую соль. В этом воплощении доза доксорубицина может составлять от приблизительно 10 до приблизительно 75 мг/м², от приблизительно 10 до приблизительно 60 мг/м², от приблизительно 10 до приблизительно 45 мг/м², от приблизительно 10 до приблизительно 30 мг/м², от приблизительно 20 до приблизительно 30 мг/м². В конкретном воплощении доза доксорубицина может составлять приблизительно 20 мг/м² или 30 мг/м².

Рак, который лечат при помощи наночастиц, может представлять собой солидную опухоль или гематобластоз, предпочтительно выбранный из группы, состоящей из гепатоклеточной карциномы, острого лимфобластного лейкоза, острого миелобластного лейкоза, хронической гранулоцитной лейкемии, Ходжкинской лимфомы, диффузной крупноклеточной B-клеточной лимфомы, мелкоклеточного рака легкого, колоректального рака, рака поджелудочной железы, рака молочной железы, рака яичников, рака матки, рака шейки матки, рака головы и шеи, рака головного мозга, рака мочевого пузыря, множественной миеломы, нейробластомы, опухоли Юинга, остеосаркомы, саркомы мягких тканей, рака щитовидной железы, рака предстательной железы, рака желудка, нефробластомы, саркомы Капоши и неходжкинской лимфомы. В конкретном предпочтительном воплощении рак представляет собой гепатоклеточную карциному.

В еще одном аспекте настоящее изобретение относится к способу лечения рака, где в способе осуществляют введение путем внутривенной или внутриартериальной инфузии в течение, по меньшей мере, 2 часов, терапевтически эффективного количества наночастиц, содержащих по меньшей мере один химиотерапевтический агент, по меньшей мере один поли(алкилцианоакрилат) и по меньшей мере один циклодекстрин, пациенту, нуждающемуся в таком лечении. Предпочтительно, наночастицы вводят в форме описанной выше фармацевтической композиции. Все воплощения, раскрытые выше для наночастиц, охвачены в этом аспекте. В конкретном воплощении введение осуществляют путем внутривенной инфузии.

В еще одном аспекте настоящее изобретение относится к применению наночастиц, содержащих по меньшей мере один химиотерапевтический агент, по меньшей мере один поли(алкилцианоакрилат) и по меньшей мере один циклодекстрин, для лечения рака, где указанные наночастицы вводят путем внутривенной или внутриартериальной инфузии в течение, по меньшей мере, 2 часов. Все воплощения, раскрытые выше для наночастиц, охвачены в этом аспекте. В конкретном воплощении введение осуществляют путем внутривенной инфузии.

В последнем аспекте настоящее изобретение относится к применению наночастиц, содержащих по меньшей мере один химиотерапевтический агент, по меньшей мере один поли(алкилцианоакрилат) и по меньшей мере один циклодекстрин, для изготовления фармацевтического препарата для лечения рака, где указанную фармацевтическую композицию вводят путем внутривенной или внутриартериальным инфузии в течение, по меньшей мере, 2 часов. Все воплощения, раскрытые выше для наночастиц, охвачены в этом аспекте. В конкретном воплощении введение осуществляют путем внутривенной инфузии.

Подробное описание изобретения

В качестве предварительного исследования к настоящему изобретению авторы изобретения исследовали и оценили крысиную модель для исследования респираторных побочных действий, обнаруженных в предшествующих клинических исследованиях, для лечения гепатоклеточной карциномы при помощи печеночной внутриартериальной инфузии доксорубицина, приготовленного в наночастицах, содержащих поли(алкилцианоакрилатный) полимер и циклодекстрин (далее называемые как "наночастицы, несущие доксорубицин"). С использованием этой модели, авторы изобретения продемонстрировали, что внутривенная инфузия указанных наночастиц в течение, по меньшей мере, 2 часов, дает возможность для значительного уменьшения токсикологических побочных действий, в частности повреждения легких, по сравнению с внутривенной инъекцией болюса в той же самой дозе. Этот новый терапевтический подход дает возможность для более безопасного использования наночастиц и затем значительно увеличивает отношение польза/риск.

Соответственно, в первом аспекте настоящее изобретение относится к наночастицам, содержащим по меньшей мере один химиотерапевтический противоопухолевый агент, для применения для лечения рака, где наночастицы должны быть введены путем внутривенной или внутриартериальной инфузии в течение, по меньшей мере, 2 часов.

Специалист в данной области техники, рассматривающий уменьшение легочной токсичности, вызванное указанными наночастицами после их внутривенной инфузии в течение, по меньшей мере, 2 часов, может ожидать аналогичного уменьшения при их внутриартериальной инфузии в течение, по меньшей мере, 2 часов.

Действительно, аналитическая модель для внутриартериальной, нежели чем для внутривенной инфузии доксорубицина, известна в области техники, и показано, что два графика уменьшения концентрации доксорубицина аналогичны. Следовательно, ту же самую теоретическую кривую подгоняют и используют для обоих случаев ("An analytical model for intra-arterial versus intravenous infusion of Adriamycin", Logan SE et al., Biomed Sci Instrum. 1989; 25:239-46). Данная статья указывает на то, что даже если эти обнаружения сделаны для инъекций болюса, то существуют похожие взаимосвязи для непрерывной инфузии. Действительно, непрерывная инфузия может быть понята как серии бесконечно малых инъекций болюса, каждая из которых реализуется в соответствии с описанным в указанной аналитической модели.

Кроме того, из уровня техники известно, что у пациентов, получающих доксорубицин системно через вену, уровень лекарства в периферической крови сравним с уровнем лекарства в периферической крови пациентов, получавших доксорубицин внутриартериально (comparison of Regional versus Systemic Chemotherapy with Adriamycin, Didolkar et al., Ann. Surg., March 1978, Vol.187, No.3, p.332-336).

Наночастицы, используемые в настоящем изобретении, содержат по меньшей мере один химиотерапевтический противоопухолевый агент, по меньшей мере один поли(алкилцианоакрилатный) полимер, и по меньшей мере одно соединение, способное образовывать комплекс с химиотерапевтическим противоопухолевым агентом, предпочтительно выбранным из циклических олигосахаридов, в частности из циклодекстринов. Такие наночастицы ранее описаны в Европейском патенте EP 1056477 и его эквиваленте США US 6881421, которые включены здесь путем ссылки.

Поли(алкилцианоакрилатный) полимер может быть линейным или разветвленным, предпочтительно разветвленным. Алкильная группа поли(алкилцианоакрилата) может быть линейной или разветвленной, предпочтительно разветвленной. В конкретном воплощении поли(алкилцианоакрилатный) полимер представляет собой поли(C₁-С₁₂алкилцианоакрилат), предпочтительно поли(C₄-С₁₀алкилцианоакрилат), предпочтительней поли(C₆-C₈алкилцианоакрилат). В предпочтительном воплощении поли(алкилцианоакрилатный) полимер представляет собой полиизогексилцианоакрилат. Мономер, соответствующий последнему полимеру, доступен, например, под товарным знаком Monorex^® от Bioalliance Pharma (France).

Циклодекстрин может быть нейтральным или заряженным, нативным (циклодекстрины α, β, γ, δ, ε), разветвленным или полимеризованным, или даже химически модифицированным, например, путем замещения одного или более чем одного гидроксипропила группами, такими как алкилы, арилы, арилалкилы, гликозиды, или путем этерификации, этерификации спиртами или алифатическими кислотами. Среди вышеприведенных групп особенное предпочтение оказывают группам, выбранным из группы, состоящей из гидроксипропильной, метила-м и сульфобутилэфирных групп, и их смесей. В предпочтительном воплощении циклодекстрин выбран из группы, состоящей из гидроксипропил-бета-циклодекстрина и/или произвольно метилированного бета-циклодекстрина и их смесей.

Использованный здесь термин "химиотерапевтический агент" или "химиотерапевтический противоопухолевый агент" относится к любому химическому соединению или лекарству, обладающему противоопухолевой активностью, которая ингибирует или прекращает рост раковых клеток или незрелых прораковых клеток, убивает раковые клетки или незрелые прораковые клетки, увеличивает чувствительность раковых или прораковых клеток к другим химиотерапевтическим агентам и/или ингибирует метастаз раковых клеток.

В конкретном воплощении химиотерапевтический агент выбран из группы, состоящей из антрациклинов, ингибиторов топоизомеразы I и/или II, растительных алкалоидов-токсинов, блокирующих митотическое веретено, алкилирующих агентов, антиметаболитов, эллиптицина и гармина.

Антрациклины (или антрациклиновые антибиотики) получают из бактерий Streptomyces. Эти соединения используют для лечения широкого спектра рака, включающего, например гепатоклеточные карциномы, лейкемии, лимфомы и рака молочной железы, матки, яичников и легких. Антрациклины имеют три механизма действия: (1) ингибирование синтеза ДНК и РНК путем интеркаляции между парами оснований цепи ДНК/РНК, таким образом, предотвращая репликацию быстрорастущих раковых клеток; (2) ингибирование фермента топоизомеразы II, предупреждение раскручивания суперспирализованной ДНК и, таким образом, блокирования и репликации ДНК; и (3) опосредованное железом образование свободных кислородных радикалов, которые повреждают ДНК и клеточные мембраны. Антрациклины без ограничения включают доксорубицин (также названный как адриамицин), даунорубицин, эпирубицин, идарубицин, вальрубицин, пирарубицин, зорубицин, акларубицин, деторубицин, карминомицин, морфолинодоксорубицин, морфолинодаунорубицин, метоксиморфолинилдоксорубицин и их фармацевтически приемлемые соли. Предпочтительно, антрациклин выбран из группы, состоящей из доксорубицина, даунорубицина, эпирубицина, пирарубицина, зорубицина и акларубицина, и любой их фармацевтически приемлемой соли. В предпочтительном воплощении антрациклин представляет собой доксорубицин или любую их фармацевтически приемлемую соль.

Топоизомеразы представляют собой важные ферменты, которые поддерживают топологию ДНК. Ингибирование топоизомераз I или II типа влияет на транскрипцию и репликацию ДНК за счет нарушения правильной суперспирализации ДНК. Некоторые ингибиторы топоизомеразы I типа включают камптотециновые производные. Камптотециновые производные относятся к камптотециновым аналогам, таким как иринотекан, топотекан, гексатекан, силатекан, лутортекан, каренитецин (BNP 1350), гиматекан (ST 1481), белотекан (CKD 602) или их фармацевтически приемлемые соли. Примеры ингибиторов топоизомеразы II типа без ограничения включают амсакрин, этопозид, этопозида фосфат и тенипозид. Они представляют собой полусинтетические производные эпиподофиллотоксинов, алкалоиды, встречающиеся в природе в корне подофила щитовидного (Podophyllum peltatum). В конкретном воплощении ингибитор топоизомеразы выбран из группы, состоящей из иринотекана, его активного метаболита SN 38 и топотекана и любой их фармацевтически приемлемой соли. В предпочтительном воплощении ингибитор топоизомеразы представляет собой иринотекан.

Растительные алкалоиды-токсины, блокирующие митотическое веретено, получают из растений, и они блокируют клеточное деление путем предупреждения функции микротрубочек, важной для клеточного деления. Эти алкалоиды без ограничения включают алкалоиды барвинка (такие как винбластин, винкристин, виндезин, винорелбин и винпоцетин) и таксаны. Таксаны без ограничения включают паклитаксел, доцетаксел, ларотаксел, кабазитаксел, ортатаксел, тезетаксел и их фармацевтически приемлемые соли. Предпочтительно, таксан выбран из группы, состоящей из паклитаксела и доцетаксела и любой их фармацевтически приемлемой соли. Паклитаксел исходно получен из тиса коротколистного. Доцетаксел представляет собой полусинтетический аналог паклитаксела. В противоположность таксанам алкалоиды барвинка нарушают митотические веретена. Поэтому и таксаны, и алкалоиды барвинка названы веретенными ядами или митотическими ядами, но действуют различными путями.

Алкилирующие агенты названы таким образом ввиду их способности добавлять алкильные группы к множеству электроотрицательных групп в условиях, представленных в клетках. Они нарушают клеточную функцию путем образования ковалентных связей с амино, карбоксильными, сульфгидрильными и фосфатными группами в биологически важных молекулах. Примечательно, что их цитотоксичность, как полагают, возникает в результате ингибирования синтеза ДНК. Алкилирующие агенты без ограничения включают мехлоретамин, циклофосфамид, хлорамбуцил, ифосфамид и платиновые соединения, такие как оксалиплатин, цисплатин или карбоплатин.

Антиметаболит представляет собой химическое соединение, которое ингибирует применение метаболита, который представляет собой часть нормального метаболизма. Такие вещества часто похожи по структуре с метаболитом, на который они оказывают влияние. Присутствие антиметаболитов останавливает клеточный рост и деление клеток.

Пуриновые или пиримидиновые аналоги предотвращают включение нуклеотидов в ДНК, прекращение синтеза ДНК и, таким образом, деления клеток. Они также влияют на синтез РНК. Примеры пуриновых аналогов включают азатиоприн, меркаптопурин, тиогуанин, флударабин, пентостатин и кладрибин. Примеры пиримидиновых аналогов включают 5-фторурацил (5FU), который ингибирует тимидилатсинтазу, флоксуридин (FUDR) и цитозин арабинозид (цитарабин).

Антифолаты представляют собой лекарства, которые нарушают функцию фолиевой кислоты. Многие из них используются в химиотерапии рака, некоторые используются в качестве антибиотиков или антипротозойных агентов. Хорошо известный пример представляет собой метотрексат. Он представляет собой аналог фолиевой кислоты, и благодаря структурному сходству с ней связывается и ингибирует фермент дигидрофолат редуктазу (DHFR), и, таким образом, предотвращает образование тетрагидрофолата. Тетрагидрофолат важен для пуринового и пиримидинового синтеза, и приводит к подавлению продукции ДНК, РНК и белков (поскольку тетрагидрофолат также вовлечен в синтез аминокислот серина и метионина). Другие антифолаты без ограничения включают триметоприм, ралтитрексед, пириметамин и пеметрексед.

Вышеприведенные примеры химиотерапевтических агентов не являются ограничивающими, и другие агенты могут быть введены в наночастицах. Среди других таких агентов могут быть указаны эллиптицин и гармин.

Эллиптицин представляет собой естественный растительный алкалоид, выделенный из вечнозеленого дерева семейства Apocynaceae. Обнаружено, что эллиптицин обладает цитотоксической и противоопухолевой активностью (Dalton et al., Aust. J. Chem., 1967. 20, 2715). Обнаружено, что эллиптициновое производное, гидроксилированное в позиции 9 (9-гидроксиэлиптицин), обладает большей противоопухолевой активностью по сравнению с эллиптицином при множестве экспериментальных опухолей (Le Pecq et al., Proc. Natl. Acad, Sci., USA, 1974, 71, 5078-5082). Исследования производили для идентификации эллиптиц